1. 研究目的与意义
一、研究背景
我国是一个有着悠久历史的农业大国,农业机械化是农业现代化的重要标志,其在现代农业建设中的地位不言而喻。自2004年起,国务院连续14年下发了以“三农”为主题的中央一号文件,不断完善政策扶持体系,推动“三农”发展进入一个新的历史阶段。在国家政策的支持下,我国农业持续稳步发展,对农业机械的需求持续稳步增加。
2. 课题关键问题和重难点
利用变速箱箱体的有限元三维模型对箱体进行静力分析,变速箱一共有32个挡位,选取动力换挡变速箱的一挡和倒一挡的典型工况进行结构强度分析计算,得到了箱体的应力云图和总变形云图。通过观察箱体应力云图和总变形云图可知,箱体的强度和刚度均满足使用要求,并且安全系数足够,可以进行优化设计分析以减轻箱体重量。
利用变速箱箱体的有限元模型对箱体进行模态分析,包括自由模态分析和约束模态分析两部分。通过对箱体有限元模型施加正确的边界条件,完成变速箱箱体的约束模态分析,得到了箱体的前16阶模态振型与频率,通过分析可知,箱体发生共振的可能性很小,因此箱体满足振动要求。通过自由模态分析,得到了箱体的前18阶模态振型与频率,可以对箱体结构本身的尺寸和振动情况有所了解,从而加以改进设计不恰当的地方,完善设计的箱体。
3. 国内外研究现状(文献综述)
1、国外研究现状
在国外,大部分科研人员对变速箱箱体的研究方向体现在箱体材料性能和箱体优化两个方面。1993年,InoueK等人写出了变速箱降低振动的计算机程序,该代码基于有限元箱体分析、模态分析和结构优化方法。在优化方法中,以变速箱的总振动能量为目标函数,使其在激励频率下振动最小。2005年,LimTC等人为了控制变速器在传动过程中引起的误差,从而导致齿轮受到破坏和振动,研究了一种变速箱结构,并对其进行了实验评估,实验结果表明,变速箱箱体振动的衰减率为8~13分贝。同年,SonsinoCM对铸铝变速箱箱体进行了强度分析与设计。通过各个工况下的载荷谱曲线,变速箱箱体力学性能等,提出了变速箱箱体的设计方法,根据这个方法设计出的新变速箱箱体满足强度使用要求的同时,箱体重量有所下降。2011年,TianfeiMa等人提出汽车的可靠性能主要取决于汽车关键零部件的疲劳寿命,其中变速箱作为传动系统的重要组成部分,采用多体动力学方法,对齿轮箱箱体的疲劳寿命进行了分析。2014年,AbbesMS和FakhfakhT基于变速箱整体噪音的产生,提出了变速箱箱体的动态响应是十分重要的问题,对平行斜齿轮传动的整体动态特性进行了数值模拟,在此基础上提出了一种动态子结构方法,用于确定箱体固有频率和相应的振型。2016年,Schneider等人提出汽车变速箱箱体在材料的替代方面有了新的发现,由于碳纤维增强材料的力学性能和良好的生产可能性,有很大的使用价值,然而,当前的挑战是该材料在主要工作温度下保持所需的刚度水平。2017年,WeisP等人对变速箱箱体在外加载荷作用下的模态特性进行了研究,第一步对箱体进行静态分析,利用Kissoft软件得到轴承处的受力载荷,随后利用ANSYSWorkbench进行预应力下的模态分析,分析得到的固有频率和相应的振型图,来判断箱体是否符合要求。
4. 研究方案
本文是以雷沃马力轮式拖拉机为基础,进行全动力换挡、动力换向变速箱传动系统的设计研究,并通过专业软件进行虚拟样机的仿真分析,本文的主要研究内容如下:
1)通过对目前市场上同功率机型动力换挡变速箱传动系统的对比分析,结合课题的设计要求,提出适宜的传动方案,对所确定的传动方案结构和换挡方式
进行了分析说明。
5. 工作计划
毕业设计前一学期末完成英文翻译,收集、查阅、文献资料并准备开题报告。
第1周 完成英文翻译,提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后,译文和原文均上传至“毕业设计管理系统”,译文封面用标准模板。查阅文献资料,撰写开题报告。
第2周 开题报告经指导老师批阅合格并确认后,开题报告封面用标准模板,上传至“毕业设计管理系统”。同时指导老师可添加和课题相关的任务。
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