申请/专利权人：大连交通大学

申请日：2022-11-10

公开（公告）日：2023-01-24

公开（公告）号：CN115640730A

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/17;G06F119/14

优先权：

专利状态码：失效-发明专利申请公布后的撤回

法律状态：2023.09.22#发明专利申请公布后的撤回;2023.02.14#实质审查的生效;2023.01.24#公开

摘要：一种危险工况下拖拉机变速箱箱体合理性检查方法，对拖拉机变速箱的传动结构绘制出变速箱传动系统简图，选取前进档一档和倒挡一档工况作为变速箱工况对箱体的受力进行分析，再选取以紧急转弯工况、前轮悬空工况和农具提升工况的三种具有危害的整车工况进对箱体的受力进行分析，将变速箱工况和整车工况相结合得到六中组合工况，最后根据六种组合工况下箱体最大变形量及等效应力分布情况，以及模态分析中箱体的振动特性来判定箱体的合理性。本发明通过划分六种对箱体造成危险影响的组合工况，来对箱体进行有限元强度、刚度及模态分析，综合判断箱体结构强度、刚度及振动特性是否满足要求，以此为改进、设计变速箱箱体提供了依据。

主权项：1.一种危险工况下拖拉机变速箱箱体合理性检查方法，其特征在于，包括以下步骤：S101、根据选定的拖拉机，对拖拉机变速箱的传动结构绘制出变速箱传动系统简图，并依据该变速箱传动系统简图绘制前进档一档和倒挡一档动力传递路线图，同时记录相应档位下动力传递路线的齿轮数据，该齿轮数据包括法向模数、齿数z、齿轮类型、压力角α、螺旋角β；S102、根据前进档一档动力传递路线图、倒挡一档动力传递路线图，以及发动机以最大输出扭矩施加在变速箱的各齿轮轴上的力矩，计算齿轮轴上各齿轮的分度圆直径、切向力、径向力和轴向力；S103、定义变速箱的箱体与齿轮轴的轴承接触处为箱体支点，并根据各齿轮轴上齿轮的轴向力、径向力、切向力及齿轮作用于相应齿轮轴的重力，选定变速箱工况为前进档一档工况及倒挡一档工况，通过以下平衡方程计算两种变速箱工况下各支点受力情况： 式中，m表示该齿轮轴上轴承个数；k表示齿轮轴轴承；Fkx表示各齿轮轴轴承处给予齿轮轴X轴方向上的力；n表示该齿轮轴上啮合齿轮个数；i表示啮合齿轮；Fτ表示该齿轮轴上啮合齿轮的切向力；Fkz表示各齿轮轴轴承处给予齿轮轴Z轴方向上的力；Fγ表示该齿轮轴上啮合齿轮的径向力；Fky表示各齿轮轴轴承处给予齿轮轴Y轴方向上的力；Fα表示该齿轮轴上啮合齿轮的径向力；L表示该齿轮轴上某齿轮到固定一轴承的距离；l表示该齿轮轴上轴承到固定一轴承的距离； 式中，Fkx’表示箱体各支点处X轴方向上的受力；Fkz’表示箱体各支点处Z轴方向上的受力；Fky’表示箱体各支点处Y轴方向上的受力；Mk表示各齿轮自身的重力；mk表示齿轮轴上齿轮的重量；g表示重力加速度；S104、在选定变速箱工况为前进档一档工况及倒挡一档工况的情况下，根据拖拉机正常工作时所处环境及工作状态，选择以紧急转弯工况、前轮悬空工况和农具提升工况三种具有危害的整车工况，并将整车工况结合拖拉机的整车基本参数进行分析，确定出三种整车工况下箱体受力情况；S105、将步骤S103和步骤S104所选取的两种变速箱工况与三种整车工况，按照“一对一”的排列组合，得到六种组合工况；S106、根据拖拉机变速箱实际模型建立变速箱箱体的三维模型并简化，再利用有限元分析软件根据简化后的变速箱箱体三维模型建立有限元模型；S107、在建立的有限元模型中，根据六种组合工况的组合情况及步骤S103、和步骤S104计算得到的各工况下箱体及支点受力情况来设置各组合工况下箱体的载荷条件，以及根据各组合工况下拖拉机实际工作情况来设置相应的约束条件，分别约束或释放箱体的六个自由度：X方向上的平移自由度、Y方向上的平移自由度、Z方向上的平移自由度、绕X轴的旋转自由度、绕Y轴的旋转自由度、绕Z轴的旋转自由度，利用有限元分析软件依次求解得到六种组合工况下箱体的最大变形量及等效应力分布情况，再根据箱体的最大变形量及等效应力分布情况，判断箱体结构强度、刚度是否满足要求；S108、将与变速箱传动连接的发动机的转动频率，以及变速箱内的齿轮啮合频率，分别与变速箱箱体固有频率进行对比，以判断箱体的振动特性是否满足要求；S109、将步骤S107和S108的判断结果进行综合分析，在箱体结构强度、刚度满足要求的前提下，同时箱体振动特性也满足要求时，判定箱体具有较好的结构合理性；否则，判定箱体结构合理性不能满足要求。

全文数据：

权利要求：

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