研究发
基于有限元法的齿轮磨合载荷谱的优化
口
陈惠贤
口张建超
口朱飞
5口辛志民
兰州理工大学机电工程学院兰州730050
摘要：优化磨合规范并尽量缩短瘤合时间，是提高车弱零部件性能和生产效率、减少能耗和排放物的重要措施。应
用ANSYS软件分析JCCY-2型内燃铲退机变速箱I轴齿轮的最大应力，并分新加载转矩和最大应力的关系。通过已知的数据点，应用MATLAB报合出应力和寿命的对应关系曲线。应用Conover理论将载荐分为8级，并制定相应的载荷谱。应用线性截劳累积损伤理论优化8级载荐谱，缩短意合时间。
关键词：磨合载荐谱ANSYSS-N曲线
优化
中图分类号：TH132.41;0241.82
文献标识码：A
磨合是车辆零部件质检的独立且非常重要的工序，是检验加工和装配质量的重要环节，其直接影响零部件的使用性能和寿命。磨合规范和工艺对于磨合工序来说至关重要。磨合工艺的制定主要是应用Conover 理论将实际测得的荷分为8级，并制定相应的载荷谱。这一理论的设计思想是使零部件承受的载荷更好地模拟实际工况，在实际工况中，高载荷出现的频次极少。因此，加载载荷主要集中在低载荷区域，加大载荷可以缩短合时间，但如果载简过大会造成磨损。本文的设计恩想是针对齿轮工作的实际工况，计算出齿轮收稿日期：2011年9月
最大Z向变形和最小Z向变形的差值作为上横梁在公称载荷下的挠度值，这样处理就避免了由于液压缸法兰接触面局部变形过大引起的误差。下横梁的挠度计算方法是取下横梁上平面立柱内侧节点的最大Z向变形和最小Z向变形的差值作为下横梁在公称载荷下的挠度值，在取节点最大和最小变形时，使用了ANSYS的取值函数*GET，所有的计算均采用了APDL自动完成。
由于采用ANSYS的自由网格划分，ANSYS的 SPARSE求解器不能进行求解，求解过程中会报内存不足的错误提示，并将终止计算。这是因为ANSYS的 SPARSE求解器求解所需的内核内存(in-corememory）为10GB/MDOF，实体单元每个节点有3个自由度（对结构分析而言，分别为UX、UY和UZ)，则本例中在ANSYS 中划分的自由网格模型的自由度(DOF)为1952739，照这样计算，采用SPARSE求解器所需的物理内存至少为19GB，一般硬件配置的计算机将不能完成这样的计
算任务。 5结论
（1）在CAD软件中建模，进行面的分割，为后续的 38
2012/2
文章编号：10004998(2012)02003803
的最佳磨合载荷，并应用线性疲劳累积损伤理论优化载荷谱，以达到缩短磨合时间的目的。
齿轮的ANSYS分析 1
JCCY-2型内燃铲运机变速箱I轴齿轮的材料是45 号钢，弹性模量为206GPa,泊松比为0.28，密度为7.81x 10"kg/m采用6面体网格对齿轮进行网格划分，有限元网格模型如图1所示。
齿轮是传递扭矩的部件，约束的加载方式应按真实受力情况来施加。由齿轮工作以及定位方式可知，齿轮的自由度为1，但静力分析时主要是考虑静载荷情况
典典良
ANSYS中进行参数化处理计算提供了方便。
（2）采用ANSYS/WORKBENCH划分6面体4面体混合网格模型，导人ANSYS中，应用APDL进行计算与处理，可以大大提高计算速度和精度。
(3）本文就笔者工作中使用ANSYS软件的一些经验进行了总结并结合实例进行了说明，由于笔者的知识范围和工作领域的局限性，所述难免有纰漏和不足，希望所述的一些经验能对广大读者有所帮助。
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（编辑
机械制造50卷第570期
功
金成）