汽車主減速器及差速器主要部件的強(qiáng)度分析案例概述目錄TOC\o"1-3"\h\u32456汽車主減速器及差速器主要部件的強(qiáng)度分析案例概述 [10]。用ANSYS進(jìn)行分析的步驟一般是實(shí)體建模、網(wǎng)格劃分以及施加載荷，用其他輔助軟件建模好的可以直接導(dǎo)入進(jìn)行分析，省去在ANSYS中建模，況且在ANSYS中建模一些稍微復(fù)雜的結(jié)構(gòu)難度比較大，這里我也是通過三維建模好直接導(dǎo)入ANSYS進(jìn)行分析。1.2差速器殼體的強(qiáng)度分析差速器殼體在汽車直線或者轉(zhuǎn)彎行駛過程中受力情況比較復(fù)雜微妙，其由兩端軸承固定且整個(gè)差速器殼隨主減速器從動(dòng)錐齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，具體的受力情況由于個(gè)人能力有限，不能分析透徹，只能進(jìn)行相應(yīng)的簡(jiǎn)化，三種情況約束方式相同，都是左、右軸承軸頸表面施加Y、Z兩方向約束，殼體半軸軸承安裝端面施加X方向約束，行星齒輪軸孔處全部約束。然后施加載荷位置也相同，都是對(duì)最大的圓盤施加載荷以及左、右半軸齒輪外端面對(duì)殼體施加載荷，且對(duì)圓盤施加載荷都為4.37MPa，不同之處在于每次左、右半軸齒輪外端面對(duì)殼體施加載荷大小情況不一。加載情況大概分成三種：左、右半軸齒輪外端面對(duì)殼體施加相同載荷4.57MPa；左半軸齒輪外端面對(duì)殼體施加載荷4.68MPa，右半軸齒輪外端面對(duì)殼體施加載荷4.48MPa；左半軸齒輪外端面對(duì)殼體施加載荷4.48MPa，右半軸齒輪外端面對(duì)殼體施加載荷4.68MPa。（1）左、右半軸齒輪外端面對(duì)殼體施加相同載荷4.57MPa按照ANSYS分析一般步驟，下面即是定義模型屬性，由于是實(shí)體結(jié)構(gòu)，這里選的是solid相關(guān)的參數(shù)，然后對(duì)應(yīng)選擇好模塊，具體選擇步驟省略。接著需定義材料屬性，這里都是選擇線性的即可，一直往下點(diǎn)直到輸入界面，由于是球墨鑄鐵材料，則在相應(yīng)的彈性模量窗口輸入1.61e5，泊松比窗口輸入0.274，密度選項(xiàng)輸入7.01e-6。然后，進(jìn)行網(wǎng)格劃分，由于有些模型尺寸比較小，在網(wǎng)格劃分時(shí)要滿足所使用的網(wǎng)格大小大于實(shí)體中最小面域，下面給出的例子的網(wǎng)格劃分密度都是選的3，可能由于選擇的網(wǎng)格較小看起來稍微有點(diǎn)密集，但有利于后面的具體分析，則可忽略視覺上感受。其他兩種情況的前期定義模型屬性及劃分網(wǎng)格的步驟都類似，輸入的各項(xiàng)數(shù)值也一樣，后面就不再贅述。主要不同就在于后面的施加約束的位置和施加載荷的位置，由于具體的實(shí)際約束情況及載荷以目前的知識(shí)能力并不能準(zhǔn)確分析出來，簡(jiǎn)化后載荷施加位置及大小如上面所述，主要是為了了解施加載荷后相關(guān)零件的大概變形情況并檢驗(yàn)是否滿足材料極限強(qiáng)度。差速器殼體劃分完網(wǎng)格后的網(wǎng)格圖見下圖5.1所示，由于差速器殼尺寸相對(duì)較大，網(wǎng)格劃分后不是顯得太密集，但在孔處及其他一些連接處會(huì)較為密集，都屬于正常情況。圖1.1網(wǎng)格劃分添加完約束和施加完載荷后，進(jìn)行了求解，得到了位移變形圖，如下圖5.2所示。圖1.2位移變形圖由上圖可知，差速器左端圓盤處位移變形較大，右端較小，最大值為0.0057mm。圖1.3應(yīng)力變形圖應(yīng)力變形圖如上圖4.5所示。由上圖可知，兩端處的應(yīng)力變形最小，較大的應(yīng)力集中出現(xiàn)在與圓盤較近處，由圖中下面的圖標(biāo)可知最大應(yīng)力為39.75MPa，小于極限值400MPa。由以上位移變形和應(yīng)力變形兩圖我們可知，無(wú)論位移變形還是應(yīng)力變形，差速器殼體兩端處的變化都較小，主要變形區(qū)均集中在圓盤和行星軸孔之間，因此在加工制造時(shí)需注意該區(qū)域材料的應(yīng)用及加工方法的適當(dāng)選取，從而保證差速器殼在任何工況下都能滿足一定的強(qiáng)度要求。（2）左半軸齒輪外端面對(duì)殼體施加載荷4.68MPa，右半軸齒輪外端面對(duì)殼體施加載荷4.48MPa前期操作與上述相同，在規(guī)定位置施加載荷，具體受力情況與第一種略有區(qū)別，左邊半軸齒輪所施加的是4.68MPa，右邊半軸齒輪是4.48MPa。施加約束的位置都一樣，們就直施加載荷后觀察最終的變形圖，位移變形圖見下圖5.4，應(yīng)力變形圖見下圖5.5。此種受力情況是汽車向左轉(zhuǎn)彎工況簡(jiǎn)化而來，下面第三種情況與之相反。圖1.4位移變形圖圖1.5應(yīng)力變形圖由上面的位移變形圖以及應(yīng)力變形圖可知，該種施加載荷情況下差速器殼變形較為