1变速器壳体强度分析
4．1变速器箱体的有限元结构强度计算分析
变速器箱体是变速器系统的主要组成部分，在齿轮传动过程中，箱体承受较大的载荷并产生较大的变形和应力。变速器的各轴均通过轴承支撑在箱体上，因此箱体的受力变形对变速器工作的可靠性和寿命有较大的影响。本节着重研究了变速器箱体的实体建模及有限元结构强度分析。
4．1．1变速器箱体三维实体模型的建立
M5ZRI的箱体分为前箱体后箱体两个部分由8个螺栓连接，为铸铝件，其结构非常复杂，外形不规则，尤其是前箱体的钟型罩部分是由大量的曲面构成。建模工作中使用大型CAD软件uG进行了箱体的三维实体建模，分别建立了前后两个箱体后再将其装配到一起。建立的箱体实体模型如图4一l：
图4一l变速器箱体的实体模型
从上图可以看出该实体模型十分复杂，直接导入ANSYS并划分网格十分困难，并且由于铸造结构的大量小过渡圆角等结构的存在将使有限元分析的规模过大以至计算机难以承受。因此在不影响分析精度的前提下，必须对这个实体进行简化，得到的简化模型参见图3—9。
4．1．2变速器箱体结构强度分析有限元模型的建立
变速器箱体的有限元分析使用了通用有限元分析软件ANSYS。箱体有限元强度分析采用与了上文有限元模态分析同样的方法建立有限元模型，即在0G的结构分析Structure模块中进行有限元模型的分网加载等前处理，利用inp命令流文件导入ANSYS，使用ANSYS的求解器求解并进行后处理。
一、网格划分单元类型及材料属性的确定
在UG的Structure结构分析模块中首先设定有限元模型使用ANSYS格式，设定网格划分类型为自动四面体网格划分。对于比较复杂的模型，使用二次单元通常会比线性单元的求解效率高且产生良好的效果，因此单元类型使用了SOLID92，为3-D 固体结构二次单元，每个单元有lO个节点，每个节点上有x，Y，zZ个方向上的平移自由度，此单元可以应用于弹塑性、大变形及大应变分析，与线性的实体单元SOLID45相比，SOLl992更适用于不规则的实体模型网格划分。变速器箱体采用的材料是铸铝ADCl 2，主要用来制造变速器箱体，气缸体缸盖等。其材料特性为：弹性模量70GPa，泊松比O．32，密度2．8×10 5Kg／m3，抗拉强度a．=329MPa。根据材料的性能，对材料属性设置项进行了相关的设定。
二、变速器箱体模型的网格划分及加载、约束条件的确定
如上文所述在uG的Structure模块中采用自动四面体网格划分，网格密度的控制根据计算规模的大小及变速箱简化模型的几何尺寸，经过几次试算确定了较为合理的网格密度，确定全局单元尺寸为8．0，网格扩展因子设定为1．0。变速箱实体模型划分为147639个节点78525个单元，在uG中划分的网格及导XANSYS后的网格模型见下图4—2。将有限元网格模型与变速箱简化实体模型对比，可以看出网格模型能准确的反映实体模型的特征，可见划分较为精确。
uG中划分网格的实体模型导入ANSY$获得的有限元模型
图4—2变速器箱体的有限元模型
网格模型建立后进行模型的约束及加载。由于变速器箱体所受的载荷主要是齿轮传动引起的众多轴承载荷，以及箱体自身的重量，箱体自身的重量ANSYS程序能够自动计算，而各轴承载荷通过轴承外圈作用在箱体上，将其作为箱体轴承支撑圆柱面上的法向均布面载荷来处理。变速器箱体的边界约束条件则是按变速器的实际安装状态，将后箱体输出端的支撑座处以及前箱体裙部的安装面这两处单元各节点的三个平动自由度U，、U，、u。约束为O。由于导入ANSYS后的有限元模型各加载面上单元数量众多，而导入的有限元模型不包含实体的点线面特征，加载比较困难，因此所有的加载与约束均在uG的Structure模块中进行，然后通过in 口命令流文件导入ANSYS。根据变速器的输入扭矩以及五档传动比和齿轮的基本参数计算得到箱体各轴支撑轴承处所受载荷如下：
一轴支撑轴承处轴向力F。-3420N；径向力F，=2652N；切向力F：=6433N。径向力和轴向力均按照各自的方向作用在轴承支撑处相应的半圆柱面上，而轴向力根据实际安装情况，是通过轴承卡环作用在一个圆环面上，该受力面在简化处理模型时己经做出，加载在其上即可。二轴施加给箱体的力主要是后端的双列角接触球轴承处三个方向的力和后端辅助支撑轴承处的两个方向的力：角接触球轴承处轴向力F，=3379N；径向力F，=1071N；切向力E=3000N。径向力和轴向力均按照各自的方向作用在轴承支撑处相应的半圆柱面上，而轴向力根据实际安装情况，通过轴承卡环作用在前箱体上轴承安装位置的沉孔圆环面E。辅助支撑轴承处径向力F，=132lN；切向力F。=3699N按照各自的方向作用在轴承支撑处相应的半圆柱面上。中间轴前端支撑轴承处轴向力F，：7941N；径向力F，=2268N；切向力F：=5775N。径向力和轴向力均按照各自的方向作用在轴承支撑处相应的半圆柱面上，而轴向力根据实际安装情况，通过挡环作用在变速器前端盖上，如上文所述，前端盖简化为局部与前箱体一体，该处的受力面也已做出，加载在其上即可。中间支撑轴承处轴向力F。=7900N；径向力F，=1160N；切向力F：=777N，各力均按其实际加载位置施加。后端轴承支撑处只有两个方向的力，径向力F，=1493N；切向力F。=5775N均按照各自的方向作用在轴承支撑处相应的半圆柱面上。下图4—3即为uG中加载的情况，如透视图中所示各加载面所受的面载荷以红色箭头表示，后箱体上支撑处的黄色标志表示约束该处三个平动自由度。所有的加载信息和约束条件经过格式化为ANSYS命令流文件后，导入ANSYS后自动转换施加到有限元网格模型的各节点上。
图4—3 UG中施加约束及载荷
43导入ANSYS后的加载与约束条件见下图4-4。各图中的约束i’以浅蓝色的标志表示，而转化到节点上的面载荷则据其大小以不同的颜色表示在各受载面上，如图4—4中红色箭头所指各面，其余各受载面的加载情况大致相同。约束面载荷
图4—4 ANSYS中施加约束及载荷的箱体模型
完成加载和约束的模型即可进行有限元分析计算。
4．1．3变速器箱体结构强度有限元计算结果
加载及约束设定完成后，即可进入ANSYS的求解器进行计算。设定分析的类型为静态线性过程(LINEAR STATIC)，材料性质为线弹性(LINEAR E1．ASTIC)。选取直接解法求解方式，不组装整个矩阵，只是在求解器处理每～个单元时，同时进行整个矩阵的组装和求解，也称为波前法，其求解速度快计算精度高，但是需要大容量的硬盘空间储存中间数据。使用当前载荷步(Current LS)开始求解。有限元计算完毕以后，使用ANSYS的后处理功能，利用计算出的箱体各个单元的节点位移，来确定各个单元的应力大小，以及整个结构变形情况和应力分布情况。图4-5是箱体在五档工况下的综合位移(SUMxyz)变形图：
图4—5变速器箱体的综合变形图
从上图可以看出，相对于支座固定位置的最大位移值为0．125mm，发生在变速箱边缘红色区域标有Mx标志处。可以看到各轴承支撑位置隔板在0，12mm至0．07ram 之间，由于各轴的支撑轴承都有一定的变形间隙，箱体的变形对传动过程影响不大。针对箱体的铸铝材料，其强度条件采用第一强度(最大拉应力)理论和第二强度(最大拉应变)理论进行判断“”。在ANSYS的后处理模块中分别导出箱体的第一、第二强度理论的应力分布云图如下图4-6和4—7：
闰4—6变速器箱体的第一强度理论应力云图
从图4—6可以看出变速器箱体外表面的第一强度理论应力较小，大都分布在l 14MPa至010．029MPa之间，后箱体上靠近固定支座位置附近出现应力最大值为77．045MPa，而各轴承支撑处的应力值大约分布在32．368MPa至lJ65．876MPa 之间。
图4—7变速器箱体的第二强度理论应力云图
变速器箱体的第二强度理论应力分布与第一强度理论应力分布基本一致，且其值比较小最大值只有41．488MPa，不再加以分析，以第一强度理论应力值作为强度判据。根据以上变速器箱体各应力分布云图可知具体数据如下：
第一强度理论应力最大值为： 77．045MPa：箱体内部应力最大值为： 6B．876MPa：第二强度理论应力最大值为：41．488MPa：变速器箱体的材料为ADCl2，其抗拉强度盯。=329 MPa，，取安全系用应力为b1H 164，5MPa。从有限元分析的结果可以看出各应力的最大值与许用应力相比较小，说明变速器箱体有一定的强度储备。而从箱体的综合变形分布图可以看出，变速箱体各部分的变形比较小，最大变形0．125mm并且出现在距离变速器传动关键部件较远的后箱体边缘处，说明变速器箱体的受力变形对变速器的正常工作影响较小。通过列M5ZRl变速器箱体进行的有限元结构强度计算分析，该变速器箱体的强度及刚度均满足使用要求，安全可靠。
变速器壳体材料的发展现状及发展趋势
变速器壳体材料的发展现状及发展趋势？第一章变速箱壳体行业概述 第一节行业相关界定 一、变速箱壳体的定义 二、行业发展历程 第二节变速箱壳体产品细分及特性 一、产品分类情况 二、行业产品特性分析 第三节变速箱壳体行业地位分析 一、行业对经济增长的影响 二、行业对人民生活的影响 三、行业关联度情况 第二章中国变速箱壳体行业宏观经济环境分析 第一节2010-2015年全球宏观经济分析 一、2007-2010年全球宏观经济运行概况 二、2010-2015年全球宏观经济趋势预测 第二节2010-2015年中国宏观经济环境分析 一、经济发展状况 二、收入增长情况 三、固定资产投资 第三章中国变速箱壳体行业政策技术环境分析 第一节变速箱壳体行业政策法规环境分析
一、行业“十一五”规划解读 二、行业相关标准概述 三、行业税收政策分析 四、行业环保政策分析 第二节变速箱壳体行业技术环境分析 一、国际技术发展趋势 二、国内技术水平现状 第四章2007-2010年1-6月中国变速箱壳体行业总体发展状况 第一节中国变速箱壳体行业规模情况分析 一、2007-2010年1-6月中国变速箱壳体行业单位规模情况分析 二、2007-2010年1-6月中国变速箱壳体行业人员规模状况分析 三、2007-2010年1-6月中国变速箱壳体行业资产规模状况分析 四、2007-2010年1-6月中国变速箱壳体行业市场规模状况分析 第二节中国变速箱壳体行业产销情况分析 一、2007-2010年1-6月中国变速箱壳体行业生产情况分析 二、2007-2010年1-6月中国变速箱壳体行业销售情况分析第三节中国变速箱壳体区域市场规模分析
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1.概述 变速箱壳体零件是变速箱上的一个关键零部件,它将减速器中的功能件(如：轴齿、驻车、换挡等有关零件组装成一个整体, 并保持相互之间的正确位置, 按照一定的传动关系协调地传递动力。壳体的外形需具有艺术美感，多采用弧筋，在保证整体刚度、强度的前提下，对其进行设计美感优化。 设计原则： 1.吸收工作时的作用力和力矩； 2.在各种工作状态下，保证轴和齿轮具有精确的相对位置； 3.保证良好的传热和热辐射； 4.隔离和衰减噪声； 5.装配和拆卸容易； 6.良好的刚性、强度特性，重量轻。 下面就壳体设计的几个典型部位进行探讨。
2.壳体重要结构特征的设计 a.壳体壁厚、加强筋 壳体是电驱系统重量占比最大的，壳体的设计在满足强度 的前提下应尽量轻。现在铝合金的压铸壳体一般可做到3.3～ 4mm。轴承是减速器的主要受力部位，所以轴承座的壁厚需要6～8mm，其他螺栓凸台需要根据输入的螺栓规格确定壁厚。 注：壁厚分析的内容有两项: ①检查厚壁位置，以降低壳体重量，减少铸造缺陷，进而降低制造成本; ②检查薄壁位置，避免壳体强度不足。 b.拔模斜度检查 对压铸铝合金件，一般应保证出模方向的拔模斜度大于1.5°，特殊位置可以设计到0.8°～1°。拔模斜度检查的主要内容有两项: ①出模方向是否正确，②拔模斜度是否足够。 c.加强筋布置 加强筋功能是为了提高刚度和强度，降低辐射噪声； 设计原则： 加强筋的走向应沿着法向主应力的方向，这样才能加大支 撑面来减少对铸件造成危险的拉应力；支撑
d.圆角设计 由于铝合金变速器壳体毛坯大多是是压铸成型的，壳体毛坯各个面之间均应采用圆角过渡，圆角过渡不但可以保证压铸时金属溶液具有良好的流动性，还可以避免尖角过渡所引起的应力集中，同时模具的各壁上的加强筋应从轴承孔开始向四周辐射，呈星形布置，加强筋的尺寸与壁厚有关，高度等于3～4倍的壁厚；宽度等于1～2倍的壁厚。面过渡处设计为圆角，有利于模具的使用寿命。圆角的大小视具体部位而定，一般 L 型部位内圆角半径 r 与外圆角半径 R 的关系为 R=r+t，其中 t 为圆角处壳体的壁厚。
东南大学 机械制造技术课程设计 院系机械工程学院 专业机械设计制造及其自动化 姓名 年级 指导教师 二零一一年九月
东南大学机械工程学院 机械制造技术课程设计任务书 设计题目： 设计变速箱壳体机械加工工艺规程，镗Φ80H7孔的工序卡片及加工 4*Φ80孔的专用夹具(批量生产)。 主要内容： 1．绘制零件毛坯图； 2．设计零件的机械加工工艺规程，并填写： （1）整个零件的机械加工工艺路线卡； （2）所设计夹具对应工序的机械加工工序卡。 3．设计指定工序的夹具一套，绘出总装图。绘制所设计的夹具零件图1张。 4．编写设计说明书。
目录 序言 1、零件分析 (1) 2、工艺规程设计 (2) 2.1确定毛坯的成形方法 (1) 3.1定位基准的选择 (2) 3.2制订工艺路线 (2) 3.3选择加工设备及刀、夹、量具 (5) 3.4加工工序设计 (7) 3.5填写加工工艺卡片 (13) 4、夹具设计 (14) 4.1确定设计方案................................. 错误！未定义书签。 4.2机械加工工序卡 (16) 4.3绘出总装图 参考文献........................................... 错误！未定义书签。
序言 机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学（含机床夹具设计）和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能够综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个简单零件（变速箱壳体）的工艺规程的能力和运用夹具设计手册与图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次时间机会，为今后的毕业设计及外来从事的工作打下良好的基础。 由于能力所限，经验不足，设计中还存在许多不足之处，希望老师给予指导，以期取得更大的进步。
第一章绪论 第一节简介 在国民经济的各条战线上广泛使用着大量的机械、机床、工具、仪器、仪表等工艺装备。这些工艺装备的制造过程总称为机械制造，生产这些工艺装备的工业即是机械制造业。机械制造业的主要任务就是围绕各种工程材料的加工技术，研究其工艺，并设计和制造各种工艺装备。 机械制造业师国民经济的基础和支柱，是向其他部门提供工具、仪器和各种机械设备的技术装备部。据西方工业国家统计，机械制造业创造了60%的社会财富，完成了45%的国民经济收入。如果没有机械制造业提供质量优良、技术先进的技术装备，那么信息技术、新材料技术、海洋工程技术、生物工程技术以及空间技术等新技术群的发展将会受到严重的制约。因此，一个国家的经济竞争归根到底是机械制造业的竞争，机械制造业的发展水平是衡量一个国家经济实力和科学技术水平的重要标志之一。 21世纪是科学技术和综合国力竞争的年代，必须大力发展机械制造业及机械制造技术。 机械制造工艺是各种机械制造方法和制造过程的总称。机械制造工艺过程的基本问题主要包括生产过程与工艺过程、生产纲领与生产类型、工件的定位于基准、机器的装配等容，阐述机械制造工艺过程中最基本的概念和涵。 第二节箱体零件的特点
(1)支承并包容各种传动零件，如齿轮、轴、轴承等，使它们能够保持正常的运动关系和运动精度。箱体还可以储存润滑剂，实现各种运动零件的润滑。 (2)安全保护和密封作用，使箱体的零件不受外界环境的影响，又保护机器操作者的人生安全，并有一定的隔振、隔热和隔音作用。 (3)使机器各部分分别由独立的箱体组成，各成单元，便于加工、装配、调整和修理。 (4)改善机器造型，协调机器各部分比例，使整机造型美观。 第三节设计的目的： 设计任务的目的 1、培养学生运用机械制造工艺学及有关课程（金属材料及热处理、机械设计基础、公差与技术测量、金属切削机床、金属切削原理与刀具、机械制造工艺与夹具、数控机床及其维修、数控特种加工技术、UG训练教程等课程）的知识。结合生产实践中学到的知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂的工艺规程的能力。 2、能根据被加工零件的技术要求，运用机械制造工艺与夹具的基本原理和方法，学会拟订工艺与夹具设计方案，完成夹具结构设计。掌握机械制造工艺的基本理论和夹具设计方法及典型结构，注重建立基本概念和理论的具体应用，学会对复杂零件进行工艺分析和夹具设计的方法。 3、培养学生熟练运用相关手册、制作规图表、查阅技术资料的能力。
基于CAE分析的变速器壳体优化Optimization of transmission Housing Based on CAE Analysis 姜志明 （上海汽车变速器有限公司产品工程部上海201800） 摘要: 本文以某公司自主研发的DCT变速器壳体多工况下的优化设计为例，论述了变速器壳体优化设计的详细流程，通过有限元的拓扑优化设计平台，为变速器壳体优化设计提供了较好的理论依据，在多种工况下可以极快地找到产品优化区域结构形状，提高了产品的研发质量与效率。 关键词: 变速器壳体设计静态分析模态分析拓扑优化 Abstract:This thesis is based on the example of optimization design of a double-clutch transmission (DCT) housing developed under several load cases. This thesis focuses on detailed optimal design procedures of transmission housing through CAE topology optimization design platform, which not only provides good theoretical basis for optimization design of the transmission housing, but also can quickly obtain structure shape of the product 's optimization area with different load cases. Thus, the product R&D quality and efficiency can be improved. Key words: Transmission, Housing design, Static Analysis, modal analysis, Topology Optimization 1前言 变速器壳体为变速器的关键零件，其内安装着变速器齿轮、轴、轴承等重要零部件，通过壳体使变速器固定到整车上。变速器工作时，变速器壳体承担着极其复杂的载荷，又因变速器壳体本身的结构形状复杂，使得受力分析复杂，对于结构强度不好的壳体，想通过人工计算优化出合理的结构形状，是很难实现的事，通过目前成熟的CAE分析正好可以解决这一问题，它通过拓扑优化方法能够在给定的设计空间内寻求最佳的材料分布，可采用壳单元或者实体单元来定义设计空间，并用Homogenization（均质化）和Density（密度法）方法来定义材料流动规律。通过OptiStruct 中先进的近似法和可靠的优化方法，可以搜索到最优的加载路径设计方案，此外，利用OptiStruct 软件包中的OSSmooth工具，可以将拓扑优化结果生成为IGES等格式的文件，以便在CAD系统中进行方便地输入。 2变速器工作情况 2.1变速器壳体工况 此变速器壳体在悬置考核时，需承受31个工况考核要求，其中25（reverse extreme torque 逆向极限扭矩）、30（Extreme dynamic forward torque动态向前转矩）、31（Extreme dynamic reverse torque极端动态反向转矩）三工况以离合器壳体通过与发动机连接作为约束，通过给安装变速器离合器壳体的扭矩支撑架及安装于离壳体的支撑架施加力（如图1所示），分析结果显示在
毕业设计汽车变速箱壳体工艺及夹具设计 学生姓名：刘犇学号：122011334 系部：机械工程系 专业：机械设计制造及其自动化 指导教师：王玉玲 二〇一六年六月
诚信声明 本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名：年月日 毕业设计任务书 毕业设计题目：汽车变速箱壳体工艺及夹具设计 系部：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化学号：122011334学生：刘犇指导教师（含职称）：王玉玲（副教授） 1．课题意义及目标 制造业是国家发展及社会进步的基础，而汽车制造将是未来面对普通消费者的主要的机械制造产品，，所以我们有必要对汽车及汽车零件的设计及加工投入更多的精力。有必要对汽车变速器的加工工艺进行更深层次的了解及学习。通过对汽车变速箱壳体工业及夹具设计的研究可以对大学四年里所学习的《机械制造工艺学》，《金属切削原理及刀具》，《互换性及技术测量》,《机械工程材料》等许多课程进行复习及提高。 2．主要任务 (1) 变速箱壳体工艺规程设计 (2) 机床夹具设计
(3) 绘制夹具装配图 (4) 设计说明书的书写 3．主要参考资料 [1]王先逵.机械制造工艺学[M].机械工业出版社.2013.1 [2]王伯平.互换性及测量技术基础[M].机械工业出版社.2013.9 [3]王运炎.机械工程材料[M].机械工业出版社.2008.12 [4] 王光斗, 王春福. 机床夹具设计手册[M]. 上海科学技术出版社.2001.7 4．进度安排 审核人年月日
汽车变速箱壳体工艺及夹具设计 摘要：本次设计主要是完成汽车变速箱壳体零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。在本次设计中，由于汽车变速箱壳体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔及平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证平面及孔系加工精度。基准选择以变速箱壳体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准，以顶面及两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，再以顶平面及支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系及平面。整个加工过程均选用组合机床。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用气动夹紧，夹紧可靠，并且大大缩短了辅助时间。因此生产效率较高。适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。 关键词：变速箱，加工工艺，专用夹具 Auto gearbox housing technology and fixture design Abstract：The design is about the special-purpose clamping apparatus of the machining technology process and some working procedures of the car gearbox parts. The main machining surface of the car gearbox parts is the plane and a series of hole. Generally speaking, to guarantee the working accuracy of the plane is easier than to guarantee the hole’s. So the design follows the principle of plane first and hole second. And in order to guarantee the working accuracy of the series of hole, the machining of the hole and the plane is clearly divided into rough machining stage and finish
变速器箱体的结构特点和技术要求 变速器箱体形状复杂，壁薄、呈箱形（图1），其表面具有多处加工部位，如箱体上的轴承孔、叉轴孔、定位削孔、螺钉连接孔以及各种安装平面直接影响着变速器的装配质量和使用性能。因此，变速器箱体加工具有严格的技术规格要求，如：轴承孔的尺寸精度一般为IT6～IT7，表面粗糙度Ra1.6～0.8μm，圆度、圆柱度为0.013～0.025mm，轴承孔之间的平行度为0.03～0.04mm，箱体连接面的平面度要求为0.05～0.08mm。 箱体加工的工艺分析 箱体属于薄壁类零件，在装夹时容易变形，因此在加工时，不仅要选择合理的夹紧、定位点，而且还要控制切削力的大小。由于箱体上孔系的位置度要求较高，连接孔、连接面较多，故在加工时需要采用工序相对集中的方法。这种结构特点和技术要求决定箱体加工中，加工中心是最优化的选择。 以前后合箱变速器前壳体加工采用加工中心生产线为例，分析其加工的工艺流程： □由专用铣床粗铣前端面； □ 采用专用铣床粗铣与中壳体连接面；
□ 如图2所示，在立式加工中心上，完成半精铣、精铣前端面，钻、攻前端面与离合器壳体各连接孔，钻、铰叉轴孔和各种油孔； □ 如图3所示，在卧式加工中心上，完成与中壳连接面及连接孔、叉轴孔的加工，粗、精镗轴承孔、叉轴孔；
□ 如图4所示，采用卧式加工中心粗精铣顶盖连接面、标牌平面、侧取力面及各面连接螺纹孔； □ 采用摇臂钻床钻斜油孔。 上述工艺过程的安排，具有如下特点：
1、粗加工与精加工分开进行，可以消除零件加工时的内应力变形、提高加工效率。 2、用作精基准的部位（前端面及两个工艺孔）优先加工，这样使后序部位的加工具有了一个统一的工艺基准，简化了后序的设备工装，减少了工件的定位误差。 3、与传统的组合机床加工线比较，工艺路线大幅缩减，由原来的30多道工序缩减为6道工序，减少了机床的占地面积，减少了零件搬运过程中的磕碰伤。 4、柔性化程度更高，可以在一条生产线上加工多个品种，满足市场多样化的需求。 5、高刚性、高切削速度硬质合金刀具的广泛使用，提高机床的加工效率。钻削加工的切削速度可达120m/min，铣削加工的每齿进给可达到0.3mm、切削深度可达6～8mm。表1所示为，加工中心（使用硬质合金刀具）和普通组合机床（使用高速钢刀具）在效率、精度以及刀具成本等方面的对比。可以看出，加工中心刚性好、各主轴电机功率大，采用硬质合金刀具替代组合机床上常用的高速钢刀具，可以提高加工效率3～5倍，并能大幅提高加工精度。在大批量生产时，可以完全满足产品和工艺的要求，虽然单件刀具成本略有提高，但是从人工成本、设备折旧和产品的性能价格比等多方面考虑，其总的费用大幅度降低。
5.3.3 变速箱壳体铸造工艺设计 (1) 生产条件 变速箱壳体铸件材质HT200，铸件质量82kg，外形尺寸552.5mm×513mm×488.2mm，壁厚10~30mm，主要壁厚10mm，如图5.3-9。采用5t／h倒大双热风冲天炉熔炼，铁水出炉温度1400～1450℃；采用Z2140顶箱震实式造型机湿砂型造型，漏模起模，砂箱尺寸 900mm×700mmx350mm；采用Z878翻台震实式制芯机，酚醛树脂砂制芯。 (2) 工艺分析 箱体类铸件的收缩率受铁水的化学成分、浇注温度、铸件本身结构特征、铸型的退让性和型芯的退让性等多种因素的影响，尤其是化学成分、浇注温度的影响使得同一种铸件在每一炉次甚至同一炉次的尺寸都有差异。一般灰铁件的收缩率在0.7％～1％之间。 图5.3-9 变速箱壳体 箱体类零件的尺寸精度除受铸件收缩率影响外，还受到错箱、偏芯、变形以及机械加工中的定位误差和机械加工误差的影响。因此，要生产出合格的产品．在复杂形状箱体类铸件铸造模具设计制造中必须采取一系列的工艺措施，选择灵活适当的工艺参数。该铸件可视作由近似长方箱体和喇叭口盘状两部分形状组成。型芯被金属包裹面积较大。喇叭口盘状型芯
尺寸较大，为增强型芯的排气和型芯的制造及型芯的装配，把型芯按图5.3-10主视图所示分成两块，在分芯面处开通气槽、在两端芯头处扎通砂型气孔，这样有利于浇注时型芯中的气体排出。 （3）工艺参数计算及工艺措施 根据铸件特点采取中间分型、分芯方式，浇注系统开设在分型面处，采用封闭式。为了提高铸型通气性。在所有最高点处扎φ6mm 明出气孔，同时在最高处设一φl 00 mm 顶部缩颈冒口。既起排气、溢流又起补缩作用。工艺图如图5.3-10所示。 1） 工艺参数的计算 浇注时间 21(s)t ==≈ 式中：t 为浇注时间( s ) ；S 为系数；G 为型内金属液总质量(kg) 。 平均静压力头 p 0c 0.125350.12548.828.9(cm)H H h =-=-?≈ 式中：P H 为平均静压力头( cm ) ；0H 为作用于内浇道的金属液静压力头( cm ) ；c h 为铸件高度( cm ) 。
手动变速器简介 技术开发部传动室
1 传动系概要 1.1 传动装置 将原动机（发动机）产生的扭矩传递给驱动车轮（轮胎）的装置。 基本构成如下： ?离合器 ?变速装置（变速器） ?差速装置（差速器） ?传动轴 ?半轴（驱动轴） 离合器或液力变矩器离合器或液力变矩器 变速器变速器 前车轮 发动机发动机 半轴半轴半轴半轴前桥差速器差速器前桥 图1 FF车W-E、E-W型式2WD布置图 发动机离合器或离合器或发动机 液力变矩器变速器变速器液力变矩器 中间差速器 分动器分动器前半轴前差速器前差速器前半轴 传动轴传动轴 后半轴后半轴 后桥后差速器后差速器后桥 图2 FF车W-E、E-W型式4WD布置图
1.2 变速器的必要性 对于一般的汽车，原动机使用发动机时： （a）发动机的旋转方向一定； （b）发动机的工作区域扭矩也基本上一定。 与此相反，车辆的行驶条件需要对应从停止到起动、从低速到100km/h以上的高速行驶、暂时中断动力、后退行驶（倒车）等很多用途。因此为了使发动机的性能能够十分恰当地适应各种行驶工况，必须设有变速器。 1.3 变速器的分类 （a）种类 ·手动变速器：MANUAL TRANSMISSION（M/T） ·自动变速器：AUTOMATIC TRANSMISSION（A/T） （b）根据驱动方式分类 ·FR方式：是指发动机纵置在车辆的前方，变速器在发动机的后面，离合器介于二者之间，并且变速器与发动机曲轴在同一轴线上的布置方式。 ·FF 要加上配置在变速器内的终减速器。一般将它们合称为 （TRANS-AXLE）。 ·4WD方式：以上述方式为基础，加上分动器就构成了4WD方式。
编号：沈阳工学院 毕业设计(论文) 题目：上壳体工艺规程及夹具设计 院（系）：机电工程系 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学号： 指导教师： 职称： 2015 年5月10 日
摘要 本设计上壳体零件加工过程的基础上。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情况下，确保比保证精密加工孔很容易。因此，设计遵循的原则是先加工面后加工孔表面。孔加工平面分明显的阶段性保证粗加工和加工精度加工孔。的基础上，通过输入输出底面作一个良好的基础过程的基础。主要的流程安排是支持在定位孔过程中的第一个，然后进行平面和孔定位技术支持上加工孔。整个过程是一个组合的选择工具。专用夹具夹具的选择，有自锁机构，因此，更高的生产力，对于大批量，满足设计要求。 关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差
Abstract Based on this design process of shell parts. The main processing part is plane and hole machining. In general, it is easy to ensure precision machining holes than guarantee. Therefore, the design principle is the first processing surface after machining hole surface. Phase plane hole machining obvious to ensure the accuracy of machining and rough machining hole. On the basis of the foundation, through the input and output of the bottom surface as a good basis for the process. The main process is supported in the positioning hole in the process of the first, and then the processing hole plane and hole positioning technology support. The whole process is a combination of selection tool. Special fixture fixture selection, a self-locking mechanism, therefore, higher productivity, in large quantities, meet the design requirements. Key words: process, process, cutting, clamping, positioning, error
变速箱壳体组合机床的夹具设计 摘要：变速箱壳体组合机床采用卧式双面加工方案。用于钻削被加工零件左侧面上的8个?8.5的孔，1个?11.9的孔，右侧6个?8.5的孔，2个?9.8的孔。主要包括总体设计和夹具设计两个部分。左侧主轴箱用来加工这9个孔，右侧主轴箱用来完成剩下的8个孔的加工，两主轴箱的中间是夹具部分。机床采用液压滑台实现刀具的进给，以保证进给速度的稳定可靠。工件选用“一面两孔”的定位方案，能够保证工件的位置精度要求，同时便于工件装夹，又有利于夹具的设计与制造。采用气压夹紧方式。为保证工件上被加工孔的位置精度，采用了导向装置。因工件批量较大，导向装置中的钻套容易磨损，所以采用了可换钻套。夹具体材料采用HT150,并在夹具体上开设排屑槽以防止切屑在定位元件工作表面上或其他装置中堆积而影响工件的正确定位和夹具的正常工作。 关键词：组合机床；总体设计；夹具
The fixture design of modular machine tool for transmission body based on 3D method Abstract:The modular machine tool for transmission body uses the horizontal-type and two-side processing plan.It is used for drilling these holes in the work piece: eight holes with the diameter 8.5mm and depth 24mm, one hole with the diameter 11.9mm and depth 25mm on the left side,six diameter 8.5m holes and their bottom surfaces on the right surface, two diameter 9.8mm holes.The topic includes two parts, the general design and fixture design of the machine tool.The left spindle box is used for machining nine tappet holes, the right spindle box is used for machining eight holes, and a fixture is between two spindle boxes.To achieve stable and reliable feed, hydraulic pressure sliding tables are used in this machining tool.The work piece is located at the fixture through "a face two holes",which can ensure the position precision needs of the work piece and be beneficial to design the fixture.The combination machine is clamped by atmospheric pressure devices.To ensure position precision, the guiding devices are used. Replaceable guiding sleeves are chosen, because they are easy wearing in large quantities of production. The material of clamp body is HT150. Chip troughs which are in the clamp body are free of chip falling onto the working surface of positioning components or accumulating on other devices, and ensure the work piece correct positioning and the fixture normal working. Key words:combination machine; design; fixture
金属带式无级变速器壳体的强度和刚度分析 孙德志1 郑宏远1 程乃士2 张伟华1 1.东北大学,沈阳,110004 2.重庆工学院,重庆,400050 摘要:通过对一种自行研制的车用金属带式无级变速器(co ntinuously variable t ransmission ,CV T )壳体的应力和变形情况进行ANS YS 有限元分析,表明CV T 壳体结构设计不仅对自身的强度而且对变速器的传动性能都十分重要。解决了由于传统设计时无法估算箱体变形而造成的传动隐患,使曲母线锥盘和摩擦片真正啮合,从而使轴向无偏的金属带传动成为可能,也为实现整个CV T 系统的进一步优化和改进提供了必要的依据。利用Pro/Engineer 平台构筑了复杂的CV T 箱体模型,利用ANS YS 有限元分析软件对该模型进行了较准确的强度和刚度分析。 关键词:CV T 壳体;强度分析;刚度分析;Pro/Engineer ;ANS YS 中图分类号:T H140.1 文章编号:1004—132X (2007)18—2191—04Strength and Rigidity Analysis of Metal B elt Continuously V ariable T ransmission(CVT)Box Sun Dezhi 1 Zheng Hongyuan 1 Cheng Naishi 2 Zhang Weihua 1 1.Nort heastern U niversity ,shenyang ,110004 2.Chongqing Indust ry Instit ute ,chongqing ,400050 Abstract :By carrying on t he stress and t ransform analysis of t he box of a kind of Metal belt CV T which was self -designed and manufact ured for vehicles ,it is shown t hat st ruct ure design of t he Metal belt CV T box is very important for t he intension capability of t he box ,and for t he t ransmission f unc 2tions of CV T.The hidden t rouble of t he CV T transmission due to t he designers was solved ,which couldn ’t estimate t he t ransform of Continuously Variable Transmission box by t raditional design met hod ,and it was po ssible to make t he curved generat rix bevel -disc and friction plate really to match and no excursion for metal belt in t ransmission ,also p rovided t he necessary basis for f urt her op 2timizing and ameliorating t he whole CV T system.We const ructed a complicated model of CV T box by using t he terrace of PRO/Engineer software ,and carried on a series of accurate intension and rigid ana 2lyses for t he model by using ANS YS software. K ey w ords :CV T bo x ;st rengt h analysis ;static rigidity analysis ;Pro/Engineer ;ANS YS 收稿日期:2006—04—24 基金项目:重庆市科委重点攻关项目(2005CC25)0 引言 金属带式无级变速器(continuously variable t ransmission ,CV T )是理想的汽车变速器。它具有传动比变化连续,功率大,效率高,传动平稳,操作简单,使车辆外界行驶条件与发动机负载实现最佳匹配,进而提高整车的燃料经济性能等诸多优点。在当今世界油价上涨的趋势下,其优越的节油性能将会越来越引起世人的青睐,因此可以预见,CV T 将成为今后几十年内车用变速器的主流[1Ο5]。虽然国外已有车用金属带式无级变速器产品,但是,其传动性能并没有达到最佳状态,其金属带在传动变速时的轴向偏移是亟待解决的问题。我国学者首先提出了摩擦传动中的啮合理论,实现了纠偏[6,7],当属国际首创。 在理论上,按照曲母线设计锥盘可以保证摩 擦片与锥盘间良好啮合,进而实现金属带轴向无 偏传动[6],但其没有考虑轴承支撑的位移和变形。而实际上,变速器壳体不是刚体,其受力变形,加之制造和安装的不确定度,很可能造成壳体上的各轴承孔形位误差超差。因此,在确定壳体上各孔的同轴度、轴线平行度的精度等级时,应当充分考虑变速器壳体的刚度。此外,上述壳体变形也会影响齿轮的传动性能。 由于我们所设计的变速器壳体的结构极其复杂,其中汽车传动系集金属带传动、二级齿轮传动、差速器为一体,壳体安装有高压齿轮泵和液压控制系统,摩擦传动、液压控制和润滑的油路铸造在壳体上,壳体内部有驻车机构,造成中间齿轮轴成悬臂布置,加之壳体上必须开设一些工艺孔(削弱了壳体强度),以及铝合金壳体壁厚很薄(通常壁厚度为4～5mm ),所以非常有必要对壳体进行强度校核,包括静强度校核和疲劳强度校核。 本研究采用以特征为主体的三维实体建模系 ? 1912?
变速器壳体的检验与修理 摘要变速器壳体是变速器的基础件。变速器壳体的质量决定着变速器总成的工作性能、换挡灵活性、挡位噪声、密封性能和使用寿命。本文讲述了变速器壳体在大修时所要进行的检查与修理工作。 关键词变速器壳体检验修理 变速器壳体是变速器重要零件之一。变速器壳体是变速器的基础件，它将变速器中的输入轴总成、输出轴总成、换挡机构总成等零部件，按一定的相互位置关系装配成一个整体，并支撑输出轴按一定的传动比关系输出转矩。它上面有轴承座孔，承载着变速轴、变速齿轮，如果轴承座孔磨损，将影响变速器的工作。变速器壳体采用整体式壳体，与上盖成一体，以保证变速器前后轴承孔的同心度。变速器壳体有足够的刚度，以防止壳体的变形，保证轴和轴承工作时不会倾斜。另外，壳体上还设有注油孔和放油孔，为了保持变速器内部为大气压力，在顶部开有通气孔，壳体设有动力输出孔、倒挡检查孔。 变速器壳体的质量决定着变速器总成的工作性能、换挡灵活性、挡位噪声、密封性能和使用寿命。在变速器大修时要对变速器壳体进行如下检查与修理，以保证变速器工作正常。
1. 壳体螺纹孔的检验与修理 壳体零件材料因强度较低、长期使用、频繁拆装或紧固不当、局部受力过大等原因，易造成壳体螺纹孔损坏。变速器壳体螺纹孔损伤有注油螺塞孔、放油螺塞孔的螺纹损伤，以及壳体之间连接螺栓螺纹孔的损伤。螺纹孔的损坏与滑牙，可采用扩孔攻丝或焊补后重新钻孔攻丝的方法修复。 2. 壳体裂纹的检验与修理 变速器壳体不得有裂纹。壳体裂纹的检验，一般采用磁力探伤机进行，或外部检视与轻轻敲击检验。对未延伸到轴承座孔处不重要部位的裂纹，可用粘接剂粘接、螺钉填补法修复。对重要部位的裂纹，则应进行焊接修复。焊接时，必须先对壳体加温后再焊，防止局部内应力过大而再裂或变形。如轴承座孔、定位销孔、螺纹孔等重要部位出现裂纹时必须更换壳体。 3.轴承座孔的检验与修理 轴承座孔的磨损，将使齿轮轴线偏移和两轴线不平行，会破坏壳体与各轴承的配合关系，直接影响变速器输入、输出轴的相对位置，影响齿轮的正常工作，造成齿轮发响、跳挡等一系列故障。 轴承与座孔的配合一般为～mm；大修允许值为～mm；使用限度不大于mm。当配合间隙超过使用限度后，应进行修复。修复时，要根据实际磨损情况，选择不同的方
毕业设计（论文） 题目变速箱壳体孔系加工专用机床设计（左主轴箱） 2014年6月 5 日
变速箱壳体孔系加工专用机床设计（左主轴箱） 摘要 组合机床是一种专用高效自动化技术装备，因而被广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域。本次设计的是钻变速箱体左端面孔组合机床，主要完成组合机床的多轴箱设计。通过分析比较，确定了选用卧式单工位组合机床以加工零件左端面孔系；为确保加工精度，采用一面两销的定位方式；为实现无极调速，安全可靠，选择液压组合滑台；根据零件的大小及被加工孔位置确定主轴箱的轮廓尺寸；通过计算确定主轴和传动轴的直径；齿轮模数是通过类比法确定；齿轮齿数和中间传动轴的位置是由计算、作图和多次试凑相结合的办法确定；计算主轴、传动轴的坐标并进行中心距的验算，确定部分轴上采用变位齿轮；轴上的齿轮套、键等零件按轴号选择相应的标准件。 关键词：组合机床；多轴箱；主轴；传动轴；齿轮
Abstract Combination machine tools is a kind of special high automation technology and equipment, and therefore is widely used in automobiles, tractors, internal combustion engines and compressors many industrial production field. This design is to drill the left side face of gear case combination machine tools, the main spindle box of modular machine tool design. Through analysis and comparison, to determine the selection of horizontal simplex bit left side face of combination machine tools for machining parts is; In order to ensure the machining accuracy, using a two pin positioning way; In order to achieve the infinite speed, safe and reliable, choose hydraulic combination sliding table; According to the size of the parts and processed hole location to determine the outline of the spindle box size; Through the calculate and determine the main shaft and the diameter of the shaft; Gear modulus is determined by analogy method; The gear teeth and the position of the intermediate shaft is by calculating, drawing and the combination of trial and error method to determine many times; Calculate the coordinates of main shaft, the shaft and calculating the center distance, determined in the light of the deflection of shaft gear; Shaft of the gear set, key parts such as press shaft, select the corresponding standard. Key words: combination machine tools; Spindle box; Main shaft; Transmission shaft; gear