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    客車變速器緩速器支架的有限元分析

    發(fā)布于:2024-09-22 19:10
    有限元分析

          電渦流緩速器在西方發(fā)達國家已經(jīng)成為客車的標準配置,近幾年來由于對客車的安全性、舒適性和經(jīng)濟性的要求越來越高,因此國內(nèi)幾乎所有的高端大中型客車也都標配或選配電渦流緩速器。電渦流緩速器一般都安裝在汽車驅(qū)動橋和變速器之間,最常用的方式是安裝在變速器法蘭端,所以為了匹配緩速器,杭州那泰有限元分析公司對變速器的后蓋進行了重新設(shè)計,在盡量減輕變速器重量的情況下,滿足安裝電渦流緩速器的各種要求。
          電渦流緩速器是通過電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)柔性無接觸制動的裝置,它的使用極大地降低了制動系統(tǒng)的負荷,延長了剎車片的使用壽命。電渦流緩速器的定子約重120kg,轉(zhuǎn)子約重70kg,且定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙要求非常嚴格,所以緩速器支架應(yīng)滿足強度和剛度方面的要求。
          使用SolidWorks軟件對緩速器支架進行三維建模,在φ370的分度圓上均勻分布4個φ21的孔來安裝緩速器定子。緩速器支架由2個雙頭螺柱和8個螺栓固定在變速器的中殼上,法蘭連接緩速器的轉(zhuǎn)子,緩速器支架中加裝一個軸承,以減小法蘭的軸向竄動和端面跳動,滿足緩速器定子與轉(zhuǎn)子間隙的要求。經(jīng)過不斷地修改和調(diào)整,使其滿足鑄造工藝的要求。
          在有限元分析前,先對模型進行預(yù)處理,把小孔和不必要的圓角隱含,防止模型產(chǎn)生應(yīng)力集中,然后定義模型的材料為HT250,彈性模量為1.38×1011N/m2,泊松比為0.156,質(zhì)量密度為7.28×103kg/m2網(wǎng)格為六面體,單元尺寸為4mm,對安裝孔局部的網(wǎng)格進行精細化,以便更好地分析模型,劃分完網(wǎng)格后緩速器支架模型。
          考慮到汽車在行駛過程中由于顛簸受到突然向下的加速度,模型的安全系數(shù)為5,所以在模型φ370的分度圓上均勻分布的4個φ21的孔上各加載垂直向下的力2000N,法蘭處加載700N,并考慮模型的自重,模型以變速器中殼后端面和10個螺紋孔約束定位。
          從分析得到的緩速器支架的應(yīng)力云圖和變形云圖中可以看到應(yīng)力的最大值為93.27MPa,最大變形量為0.109mm,遠遠小于緩速器供應(yīng)商對緩速器支架的強度和剛度要求。
          對緩速器支架進行建模和仿真分析,能在設(shè)計階段對模型的應(yīng)力和變形情況有直觀的了解,方便修改模型結(jié)構(gòu),減少企業(yè)的開發(fā)成本。由本文的分析結(jié)果可以看出,設(shè)計的緩速器支架滿足強度和剛度要求,可以實際應(yīng)用。



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