商用车变速器中间轴齿轮早期失效分析

某商用车变速器在台架试验中多次发生副箱中间轴齿轮早期失效,为解决失效问题,对失效中间轴进行了电镜、硬度、硬化层深度、表面残余应力、金相组织等检验,对其失效特征和失效模式进行详细的研究。分析结果表明,中间轴齿轮发生的早期失效为拉伤和剥落,引发失效的主要原因为中间轴齿轮分度圆和齿根圆角之间区域存在磨削烧伤,磨削烧伤造成齿面磨削退火和二次淬火,诱发中间轴齿轮齿面早期失效。根据该分析结果指导中间轴齿轮磨削工艺改进,避免齿面磨削烧伤发生,解决中间轴齿轮早期失效问题。     

基于Radioss的变速器倒挡齿轮动态有限元分析

为研究变速器倒挡齿轮的疲劳失效,针对某变速器倒挡齿轮进行了动态有限元分析。建立变速器倒挡齿轮的有限元模型,分析倒挡齿轮工作特性,确定了齿轮约束和加载方式,利用Radioss求解器计算倒挡齿轮啮合过程的接触应力,得到任意时刻的接触应力及最大接触应力所在位置,同时进行了接触应力的理论计算。研究表明,倒挡齿轮间的接触应力远小于材料的接触疲劳极限,倒挡齿轮接触强度符合设计要求。     

汽车变速器齿轮齿端崩角失效分析及优化改进

齿轮是汽车变速器关键传动零件,齿轮的正确啮合与疲劳寿命直接关系到变速器的工作性能和使用寿命。文章以某客车变速器为研究对象,针对变速器在总成疲劳寿命试验中出现的齿轮齿端崩角失效问题,应用金相检验、电镜观察、齿轮齿面拓扑、Romax计算分析、尺寸链计算等方法,逐步查明导致轮齿齿端崩角失效的原因,并根据分析结果对齿轮进行优化改进。通过实验验证了改进方案的可行性,最终解决了此齿端崩角问题。为类似的齿轮疲劳失效问题提供了可以借鉴的分析思路和验证方法。     

The Effects of Gear Shaft Deformation on Gear Contact State in Transmission

建立了变速器齿轮与齿轮轴系统的有限元模型,并对其进行有限元分析,以计算齿轮轴变形和轮齿接触应力,分析变速器齿轮轴变形对齿面接触状态的影响.通过与经典方法计算结果的比较,表明所建立的齿轮与齿轮轴系统有限元模型,不但可准确计算齿轮轴变形和齿面接触应力,且能综合分析齿轮轴变形对齿面接触区域的载荷分布、轮齿间载荷分配和齿面接触应力的影响,为更全面、精确分析变速器齿轮的齿面接触状态和载荷分布,预测齿轮疲劳寿命提供依据.     

平地机后桥齿轮的有限元仿真与失效分析

利用Pro/E软件构建了PY160平地机后桥齿轮的精确模型,并进行装配.将简化后的装配模型导入ANSYS软件中,建立起非线性接触分析的有限元模型.通过有限元分析,得出后桥输出齿轮齿根最大弯曲应力、轮齿最大接触应力和轮齿在多个啮合位置的应力分布云图,在此基础上对齿轮失效原因进行分析,结果可为齿轮的寿命预估提供参考.     

自动变速器表面涂层齿轮温度场特性的仿真与试验研究

齿轮表面涂层是提高变速器齿轮疲劳寿命的有效方法。本文中基于非线性有限元法、传热学和涂层摩擦学理论,将轮齿之间摩擦产生的热视为热源,采用摩擦磨损试验机获得涂层表面的摩擦因数,精确计算稳态条件下涂层齿轮的摩擦热流密度和对流系数;运用ANSYS有限元软件,对某7速双离合器自动变速器涂层齿轮进行不同涂层厚度下温度场的数值仿真,揭示了涂层摩擦因数、转速和转矩等参数对齿轮稳态温度场的影响;采用红外热成像仪在齿轮动力循环加载试验台上测试了不同工况下的齿轮表面温度。结果验证了仿真模型的准确性,并表明,涂层后齿轮摩擦因数的减小可有效降低齿轮的最高本体温度。本研究为变速器齿轮的抗胶合和表面改性设计提供参考依据。     

基于有限元的中间轴开裂原因分析及改进对策

为解决某变速器疲劳试验时中间轴半圆键键槽尖角处出现裂纹甚至断轴的问题,按照变速器输入扭矩、二挡速比及中间轴和二挡齿轮的设计参数,计算了变速器二挡中间轴的扭矩分配,发现扭矩主要依靠半圆键进行传递,采用有限元分析结合应变试验的方法评价了变速器二挡中间轴的应力水平,确定了中间轴开裂的主要原因为键槽尖角处应力集中,并最终提出了取消半圆键、轴和齿轮完全依靠过盈配合进行连接的改进措施。     

基于圆角滚压工艺的曲轴疲劳行为研究

利用有限元计算软件Abaqus,采用三维显式动力学计算,模拟曲轴圆角滚压过程。利用软件自带的二次开发程序,编写数据采集程序,得到了曲轴圆角表面和内部的应力分布情况。参照曲轴真实疲劳试验,对曲轴进行模拟弯曲疲劳试验,得到不同弯矩水平下曲轴圆角应力分布情况。将模拟弯曲疲劳试验得到的圆角工作应力与滚压后的圆角残余应力进行耦合计算,获得更为准确的曲轴疲劳强度,并依此对曲轴滚压参数进行优化,优化后的曲轴疲劳极限弯矩提高15.7%。     

齿轮参数化建模及啮合齿轮的有限元分析

汽车变速器齿轮的参数化三维实体建模可以实现产品系列化设计,减少重复性工作,缩短研发周期,节约研发成本。文章利用CATIA软件对汽车变速器齿轮三维实体进行建模,然后通过ANSYS软件分析了齿轮接触应力。在CATIA环境中,利用参数化公式精确创建了渐开线圆柱斜齿轮的三维实体模型,并利用ANSYS的数据接口,将CATIA环境下生成的斜齿轮接触几何模型完整且无缝地导入ANSYS软件中,将模型划分网格,对齿轮啮合区进行接触应力分析、求解,计算在载荷和约束作用下的应力值,得出直观的应力云图。分析结果符合齿轮接触受力工况,证明所建模型和载荷施加正确。     

基于壳体动态响应的齿轮NVH优化

文章提出一种基于壳体动态响应的齿轮NVH优化方法,分析了齿轮动态啮合力的成因及其影响因素,获得了动态啮合力的计算模型。结合某款电驱动变速器啸叫实例,采用全有限元仿真分析方法,获得齿轮修形优化前后齿轮副传递误差、齿面接触应力及动力学响应结果,并进行对比分析。结果表明,通过齿轮修形优化可有效降低齿轮动态啮合力,减小壳体表面动态响应,从而改善特定工况下的变速器啸叫,提高整车NVH性能。     

汽车变速器齿轮制造缺陷的声频特征提取

汽车变速器齿轮制造缺陷声频特征的提取，是汽车变速器噪声声故障诊断专家系统准确诊断齿制造缺陷的关键。本文通过齿轮制造缺陷噪声分类测试实验，从齿轮制造缺陷的噪声差谱，分析提出了齿轮制造缺陷的声频特征。     

轿车变速器可靠性分析和验证

以某六速电控液力传动自动变速器为例,介绍了轿车用变速器的可靠性分析和验证方法。根据齿轮疲劳强度的应力-寿命曲线,编制了计算机辅助分析程序,得到了设计目标寿命与实际积累损伤之间可等同比较的威布尔分布的时间尺度参数。提出了客户应力数据的采集方法和威布尔分布参数生成方法。根据应力强度干涉理论,求出在可靠性目标下的齿轮强度期望特征寿命,确定了试验的目标应力、样本量和试验循环。阐述了验证试验过程中故障处理原则。     

基于子模型方法的曲轴强度分析

发动机曲轴的破坏形式主要为圆角部位的疲劳失效,为减小计算规模,提高分析效率,文章对某直列4缸发动机曲轴系建立多体动力学模型,计算曲轴的动态载荷谱,使用圆角子模型完成曲轴强度分析。计算表明,曲轴最薄弱部位于第8曲柄臂相连的曲柄销圆角,其疲劳安全系数为1．471。采用圆角子模型方法可以快速高效完成发动机曲轴的强度计算.     

自动变速器电子换挡系统挡位位置自学习控制算法设计

电子换挡系统 （Electronic Transmission Range Select System，ETRS） 的控制精度受自动变速器、换挡执行机构的零件自身误差及装配误差的影响，驻车挡、倒车挡、空挡、前进挡各挡位的理论位置与实际装配结果不可能完全匹配，这不仅会影响电子换挡系统的控制精度，而且长期使用后可能存在换挡功能失效的潜在风险。针对上述问题，研究设计了电子换挡系统相关硬件架构、挡位位置识别方法及关键自学习控制算法。控制算法集成直流电机匀速控制、H桥驱动电流数据读取、槽底挡位位置识别、多轮次槽底扫描迭代及挡位位置校验。仿真及实车试验表明，设计的挡位位置识别方法能够实现误差不大于0.15°，自学习控制算法能够实现实车试验大数据下均值与理论角度位置差距不大于0.3°，同时保证100%成功率，满足电控换挡系统长期工作的准确性及耐久性要求。 .     

高能摩擦副齿部啮合非线性冲击损伤新算法及疲劳寿命预测

重载车辆传动系统摩擦副在接合/分离过程中，摩擦片内齿与内毂外齿为啮合状态，由于动力输出的非平稳性，使得啮合齿部处于非线性高频冲击振动，其振动及冲击损伤特性将影响着传动系统的性能和使用寿命。为能正确预估高频冲击损伤对传动系统使用寿命的影响，对摩擦片齿部冲击碰撞应力变化规律和疲劳损伤理论的应用研究，提出了一种非线性冲击损伤计算的新算法。采用疲劳累积损伤原理和门槛值计算方法，分析了非线性冲击应力特性，引入了喷丸强化因子，并将代表当前损伤状态和应力状态对疲劳损伤发展影响的无量纲因子引进模型，得到了非线性冲击总损伤的数学模型。对摩擦副齿部进行了瞬态和稳态的应力试验测试，获得了1.5 mm齿侧间隙下10 s时间段的累积损伤值，利用新算法理论计算方法，推导了摩擦片全寿命周期总损伤值，获得了疲劳寿命预估值。经计算，其有效使用寿命周期为25.56 min。为对比不同边界条件下的损伤影响状态，对常用的不同齿侧间隙（0.75，1.25 mm）摩擦片齿部疲劳寿命进行了试验测试和总损伤值计算，分别获得了不同间隙条件下的使用寿命预估，其有效使用寿命分别为100.78，25.96 min。该方法能够通过实测应力状态，获得有效时间段累积损伤值，并通过计算，获得总损伤值及全寿命疲劳失效损伤的定量预估。该算法对摩擦片齿部高频冲击疲劳失效损伤的定量评价研究具有可操作的现实指导意义，也为进一步深入研究冲击碰撞损伤并准确量化研究奠定了理论基础。     

双面V形角焊缝焊接细节热点应力集中系数

该文以某钢桁结合梁斜拉桥为研究背景,基于外推法和Dong氏法,研究了双面V形角焊缝焊接细节热点应力集中效应,确立了热点应力计算方法,分析边界条件、网格划分对热点应力集中系数的影响。结果表明:边界条件对计算结果影响不明显,网格划分密度对计算结果影响较大,需予以重视。     

基于Web技术的汽车变速器齿轮设计系统的研究与开发

针对汽车变速器齿轮参数选择复杂,校核计算过程繁琐的问题,在Microsoft Visual Studio 2005．NET开发环境下,运用ASP．NET技术与C#语言相结合,研究并开发了基于Web技术的汽车变速器齿轮设计及校核系统。该系统集成了齿轮参数优选、齿廓、变位参数、传动比的分配、接触强度和弯曲强度校核等各项计算模块和常用设计参数数据库,通过对初始条件的设定,可方便地选取设计参数,进行结构参数计算,并完成对所设计齿轮的强度校核和评价。经对多款国外成熟样机比对,计算结果达到了较高的重合度。为汽车变速器的自主、快速开发提供了便利条件。     

半刚性基层拱胀现象的力学分析

采用材料力学中的压杆失稳理论和弹性力学中的薄板压曲理论对半刚性基层由温度变化引起的拱胀问题进行分析。计算出了半刚性基层不发生拱胀破坏的临界应力,将临界应力与其温度应力相比较,可以判断施工完成时半刚性基层是否会发生拱胀。对影响温度应力大小的技术指标进行了分析,给出这些指标在施工中的建议值。研究结果表明:两种方法分析计算的结果是一致的,但用压杆失稳理论进行分析偏安全。为避免半刚性基层产生拱胀破坏,在实际施工中,应该尽量避免半刚性基层在冬季施工以减小整个施工过程中温差;施工单位不宜追求高强度而增加水泥剂量而导致基层材料的回弹模量值过高;应该尽量采用膨胀系数较小的骨架密实型基层混合料。     

变速器齿轮运转过程中齿面温度测量试验及结果处理

为满足变速器某挡位齿轮运转时工作温度测量,避免变速器齿轮高温、台架耐久性试验过程中边界条件不当风险,降低研发及生产成本,从而达到目标用户使用需求的目的。通过增加齿轮齿面啮合过程中测温试验,将结果作比较,结果表明齿面温度超出油品设计要求。可见,在变速器开发及台架耐久试验工况设计过程中,引入齿轮表面温度测试是非常必要的。