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浅析轮式工程机械平衡箱体的有限元分析及改进(一)

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发表于 2011-10-15 11:50:21 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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一、 前言

  某轮式工程机械采用双后桥,其结构采用后桥架加平衡箱的结构形式(图1)。平衡箱里有齿轮起到减速增扭的作用,其传动路线是液压式传动形式。发动机输出通过主油泵再传送到左右行驶马达,通过马达轴驱动平衡箱里的齿轮,从而驱动车轮行驶。

  后桥架连在车架上,马达轴的外花键与平衡箱齿轮轴的内花键相啮合(图2)。行驶马达把平衡箱与后桥架连为一体,车轮装在平衡箱上。如果箱体的强度不够,发生变形,就会导致马达轴与齿轮轴不同心。此时马达轴受力很大,马达轴花键容易磨损(图3),严重会导致马达轴断裂。

  本文对平衡箱体进行有限元分析,得出结论,然后根据分析的结果对平衡箱体进行加强改进设计。



二、 平衡箱体有限元分析

  1. 建立有限元分析模型

  建立分析模型,如图4和图5所示。划分网格时,内外轴承座单元尺寸按15mm划分,其余按30mm划分。总节点数共175 572,总单元数92 495。内外轴承座材料为ZG235—450,其余为Q345。


 2.加载方式及约束条件

  (1)加载情况。

  整机重量按15.2t计算,冲击载荷按1.5倍计算,对车轮轴进行受力分析。其中B、C处加轴承载荷127 970N,D、E 处加轴承载荷88 868N,如图6所示。



2.结果

  作图得出马达与花键套啮合区域左端Y方向位移为-0.317mm,右端为-0.668mm,如图9所示。


3.结论

  平衡箱承受整机15.2t 重量,考虑1.5倍冲击载荷,忽略轴承座变形的情况下,齿轮轴花键套端面向下位移量为0.668mm。

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