・５８・机械工程与自动化２０１０年第５期
量对比。
表１轻量化前、后的重量对比轻的重量都在５８％以上。箱体的总重量也由１３６ｋｇ减到了５５ｋｇ。
图１变速箱体的各零件图
名称材料重量（ｋｇ）减轻重量（ｋｇ）
ＨＴ２５０４０
前壳体２４
ＹＺＡｌＳｉ９Ｃｕ４１６
ＨＴ２５０６５
中间壳体３９
ＹＺＡｌＳｉ９Ｃｕ４２６
ＨＴ２５０３１
后壳体１８
ＹＺＡＩＳｉ９Ｃｕ４１３
由于变速器箱体进行有限元分析对计算机硬件要求较高，现租用有限元工作站进行分析。将箱体的三维组件由Ｐｒｏ／Ｅ直接读入到ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ软件后，ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ软件会自动识别所有接触表面，只需确定识别出的接触表面是否是我们所需要和关心的部位，并确定接触类型和接触方式。变速器箱体零件接触都设置为绑定接触。 ２．１材料设置
当变速器箱体的三维组件导入到ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ软件后，首先要定义其材料属性，包
括弹性模量、泊松比、密度等。３个壳体零件的材料均选用ＹＺＡｌＳｉ９Ｃｕ４，其具体的材料属性值见表２。
表２材料属性值
属性名称属性值
弹性模量（ＧＰａ）７ｌ
泊松比０．３３
密度（ｋｇ／ｍ３）２７７０
２．２划分网格
有限元网格划分是进行有限元数值模拟分析至关重要的一步，它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ网格划分方法很多，也很灵活。主要方法有ＤｅｓｉｇｎＭｏｄｅｌｅｒ和ＡｄｖａｎｃｅｄＭｅｓｈｉｎｇ两种。
由于变速器的箱体模型比较复杂，本文中采用ＡｄｖａｎｃｅｄＭｅｓｈｉｎｇ方法。尺寸控制选用
ＥｌｅｍｅｎｔＳｉｚｅ选项，ＳｈａｐｅＣｈｅｃｋｉｎｇ选用ＳｔａｎｄａｒｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌ选项，分网控制方法选用ＡｕｔｏＳｗｅｅｐｉｆｐｏｓｓｉｂｌｅ方式。对于要求比较严格的轴承面，可应用Ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ选项进行优化。通过上述方法，壳体被划分为六面体网格。２．３加载并求解
前壳体前端面为受压支撑约束，止口端面的１２个螺栓孔为圆柱支撑约束，在ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ中将其设置为ＣｙｌｉｎｄｒｉｃａｌＳｕｐｐｏｒｔ即可，前壳体和中间壳体、中间壳体和后壳体连接的固定螺栓模拟为弹簧约束，其他自由；在后壳体的扭矩板处加扭矩，在中间壳体的轴承孔处加轴承载荷（ＢｅａｒｉｎｇＬｏａｄ）。
本次计算中，变速器箱体载荷为变速器处于一档、加载为最大输入扭矩３倍情况下的载荷，此处的３倍为分析的安全系数。该变速器的最大输入扭矩为１８００Ｎｍ，一档速比为１４．３，通过力平衡原理和扭矩关系，可以计算出各个轴承处的载荷。将计算出的载荷施加到变速器箱体上只需执行Ｓｏｌｖｅ就可以进行求解了。
３ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ后处理
后处理是ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ软件分析最重要的环节，通过后处理可以查看ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ的计算结果，通过对计算结果的判定才能对三维数学模型进行进一步的优化。ＡＮ
ＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ的通用后处理器可以实现强大的后处理功能，包括频率列表、振动动画、应力云图、应变云图、剖视图等。
图３为箱体等效应力云图，图４为箱体变形云图。通过等效应力云图，可以从颜上直观地看出变速器箱体各个部分应力的强弱；通过变形云图，可以观察出变速器箱体各个部分之间的变形情况。
４结论
通过对箱体进行ＡＮＳＹＳ
Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ有限元分
２０１０年第５期机械工程与自动化・５９・析，可以基本认定箱体的设计在结构强度和变形控制以将变形量进一步控制在０．８ｍｍ以下。
方面均达到设计要求，其结构设计理论上可以满足要
求，具体结论如下：
（１）箱体的应力基本可以控制在２００ＭＰａ以下，
由于压铸铝材料的屈服强度为２５０ＭＰａ，强度应当可
以得到保证。
参考文献：
［１］石西锋．重型商用汽车轻量化设计分析［Ｊ］．陕西汽车制
［２］傅中裕，杨晓京．ＡＮＳＹＳ的丝杠模态分析［Ｊ］．机械制造
与自动化，２００４（６）：３７—３９．
［３］王征。钟绍华．专用汽车造型和轻量化设计的探析［Ｊ］．专（２）箱体最大变形量为１．４５ｍｍ，虽然变形量比［４］詹友刚．Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ中文野火版３．０高级应用教程警大，但考查ｉ倍扭矩望情坠孽亨形！坠孥詈。此［５］黯装燃嚣熬Ｙ，２ｓ０及０７．躺Ｙｓｗ砒‰。ｈ教
外，通过对箱体进行改进，如增加加强筋等方法，可。。程［Ｍ］．。北京：电子工业出版社，２００４．
ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＢＯＸＬｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔＡｎａｌｙｓｉｓＢａｓｅｄｏｎＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ
ＺＨＡＮＧＸｉａｏ－ｋｕｎ，ＣＨＥＮＸｉａｏ—ｆｅｎｇ，ＹＩＮＭｉｎｇ—ｇｕｉ
（ＤａｔｏｎｇＧｅａｒＣｏ．Ｌｔｄ，ＣｈｉｎａＮａｔｉｏｎａｌＨｅａｖｙＤｕｔｙＴｒｕｃｋＧｒｏｕｐ’Ｄａｔｏｎｇ０３７００６・Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅａｎａｌｙｔｉｃａｌｓｔｅｐｏｆｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｂｏｘｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ．Ｆｉｒｓｔ，Ｐｒｏ／Ｅｓｏｆｔｗａｒｅｉｓｕｓｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｂｏｘ，ｔｈｅｎＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈｓｏｆｔｗａｒｅｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｄａｔａａｒｅｐｏｓｔ—ｐｒｏｃｅｓｓｅｄｂｙＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ，ｔｈｅｓｔｒｅｓｓ，ｓｔｒａｉｎａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂｏｘａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓｆｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｂｏｘｅｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ，ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｂｏｘ
＇，，，＇，’，●●’＇’，＇’＇’’＇＇，’’’，＇＇●●＇＇’’’＇’●●，，，ｌ，＇＇，，，，，＇，＇，＇，＇，’’●，，，－，，，’，，’，，，，＇，’’Ｉ’，－，’ｌ，，，ｌ＇，’＇＇＇，，●，（上接第５６页）真［Ｊ］．农业机械学报，２００８，３９（８）：２４—２７．
参考文献：［６３何仁，金文伟．汽车电子机械制动器的效能分析［Ｊ］．江苏［１］张猛，宋健．电子机械制动系统发展现状［Ｊ］．机械科学与大学学报（自然科学版），２００７，２８（３）：２０１—２０４．技术，２００５，２４（２）：２０８—２１１．［７３沈沉，王军，林逸．电子机械制动系统制动执行器建模与［２］黄江波．汽车电子制动系统的研究初探ＥＪ］．重庆大学学试验口］．农业机械学报，２００７，３８（８）；３０・３３．报，２００７（７）：３８—３９．［８］王奎洋，唐金花．电子机械制动系统执行器机构的分析与［３］沈沉。惠有利．电子机械式制动执行器硬件在环仿真［Ｊ］．设计［Ｊ］．江苏技术师范学院学报（自然科学版），２００８，１４交通与计算机，２００８。２６（５）：９４—９７．（２）：３９—４３・ ［４］张立新，田有为，沈沉．汽车电子机械制动系统制动执行［９］杨思宇．电子机械制动系统的数学建模［Ｊ］．科技资讯，器的研究［Ｊ］．机械设计与制造，２００６（１２）：５０—５２．２００８（１２）：１１４．
［５］杨坤，李静，郭立书．等．汽车电子机械制动系统设计与仿
ＲｅａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆａＮｅｗＴｙｐｅ
ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ—ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄＢｒａｋｉｎｇＳｙｓｔｅｍ
ＹＵＡＮＬｉ，ＳＨＥＮＨｕｉ，ＺＯＮＧＳｈｅｎｇ—ｑｉａｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＹａｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ２２５１２７。Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｅｗｋｉｎｄｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ・ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｒａｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｍｏｔｏｒｄｒｉｖｅｒｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ—ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｒａｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｂｒａｋｅａｃｔｕａｔｏｒｗａｓｂｕｉｌｔ，ａｎｄｉｔｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｗｉｔｈＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｒａｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍ；ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｎｔｒｏｌ；ｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议