基于Workbench的分动器壳体有限元分析

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1、第25卷第2期湖北汽车工业学院学报Vol.25No.22011年6月JournalofHubeiAutomotiveIndustriesInstituteJun.2011基于Workbench的分动器壳体有限元分析黄民锋1211，王钰明，刘恒，赵浩（1.合肥美桥传动系统及底盘有限责任公司，安徽合肥230000;2.安徽农业大学工学院，安徽合肥230036）摘要：以某SUV分动器壳体为研究对象,在进行受力分析基础上,运用有限元分析软件Workbench对其进行了应力和应变分析,分析结果表明分动器壳体连接处螺栓孔应力较大。提出了加大加厚连接螺栓孔处壳体的改进方案，得

2、出了满意的结果，使得壳体应力分布合理。关键词：分动器壳体；有限元分析；Workbench软件中图分类号：U463.214文献标志码：A文章编号：1008-5483（2011）02-0020-03FiniteElementAnalysisofPowerTransferShellBasedonWorkbench1211HuangMinfeng,WangYuming,LiuHeng,ZhaoHao（1.HefeiAxleTransmissionSystemandChassisAutomobileCo.Ltd.,Hefei230000,China;2.Collegeof

3、Engineering,AnhuiAgriculturalUniversity,Hefei230036,China）Abstract:TakingthemodelofSUVpowertransfershellasresearchobject,itsstressandstrainwereanalyzedbasedonWorkbenchsoftware.Theresultsshowthatstressofboltholesinthejointofpowertransferisbigger.Theimprovementschemewasproposedandanide

4、alresultwasobtained.Keywords:powertransfershell；FEA；Workbenchsoftware振动特性进行了研究。纵观国内外，目前已经在分0引言动器设计上取得了一定的成果。但是针对分动器关键零部件设计的理论和研究还不多见。文中首先针分动器作为全时驱动（以4轮驱动）车辆上一对分动器壳体受力进行了力学分析，在此基础上基个关键的总成部件。目前，应用较为广泛的4WD控于Workbench软件对某SUV轿车分动器壳体进行制技术有前后传动轴呈刚性连接的直接4WD、中了静力学分析，通过分析指出了其设计的不足之央差速器方式、粘性联轴器

5、方式等几种类型［1］,其中处，并进行了结构优化。以粘性联轴器应用最为广泛。由于分动器在四驱汽车中主要承担将扭矩合1分动器壳体受力分析理分配到前后驱动轴上，因此分动器的设计直接影响到整车传动系统性能的好坏。国内在此方面的研图1为某SUV分动器结构示意图，由图可以究主要体现在：葛安林等学者进行了电子控制四驱得知：动力从轴承D端所在的输入轴输入，一方面汽车最佳力矩分配的研究［1］经轴承C的轴输出，另一方面经小齿轮轴输出。由；史建鹏等针对汽车行驶5种工况进行了分动器转矩分配比确定方法研于分动器壳体的受力情况主要受分动器内部轴承究［2］的受力决定，因此首先必须求解出轴承受

6、力情况。。文献［3-5］分别针对分动器的设计制造以及收稿日期：2011－04－14基金项目：安徽省学校自然基金重点项目（KJ2010A122）作者简介：黄民锋（1976-），男，工程师，从事现代汽车设计方法研究。第25卷第2期黄民锋，等：基于Workbench的分动器壳体有限元分析—21—dc轴承A轴向力等于Faz，轴承C轴向力等于Fac。以上公式中相关参数可以通过模型进行测量得到，即由轴和轴承的实际尺寸可得：a=36mm;b=30.75mDCFc1Fd2mFa2Fc2Dm;c=27mm;d=73mm，Dm1和Dm2分别为主、从动齿动力输入端F轮轮齿宽中点的分度

7、圆直径。RZFacFRZ1.2分动器工况分析1.2.1四驱工况时分动器输入扭矩计算bFa1AT后=T整车-T前B其中：T整车=Temaxi1in；aFa2FbT前=G1φrγ；T后=G2φrγ；动力输出端式中，Temax为发动机最大转矩，N·m；T前为发动机图1分动器结构示意图前轮获得转矩，N·m；T后为发动机后轮获得转矩，通过对4个轴承和齿轮的受力分析，可得知：轴承N·m；rγ为车轮滚动半径。B、D只受径向力作用；轴承A、C受径向力和轴向1.2.2前轮打滑、后轮驱动时分动器输入扭矩计算力共同作用，且其轴向力的大小分别为大小齿轮所此工况下，输入分动器小齿轮的平均

8、计算转矩：受轴向力。TG