从化高空作业车出租，从化高空作业车租赁，从化高空作业车租赁公司     高空作业车变速箱壳体进行模态分析以及特定工况下的强度分析。  变速箱作为高空作业车动力传动系统的主要部件，其壳体支撑着齿轮传动机构以及其他附件，是变速箱的主要基体。高空作业车在行驶过程中，不仅要适应重载、路况差等工作环境，还要在复杂作业工况下频繁换挡；因此，在齿轮系统运动以及外界激励共同作用下，变速箱壳体会承受较大的载荷。为了保护好壳体内部零件，使动力传动系统正常运转，变速箱壳体应具有良好的动态特性和足够的结构强度。因此，利用 ANSYS软件对200 kW高空作业车变速箱壳体进行模态分析以及特定工况下的强度分析。实体模型的建立变速箱壳体一般形状不规则、壁厚不均匀，想要得到精准的有限元分析结果，就必须对壳体进行准确建模。根据200 kW高空作业车变速箱壳体的CAD图纸，运用 SolidWorks软件建立其3D实体模型。考虑到网格划分的复杂性和计算效率的提高，对壳体进行了相应的简化处理，在保证壳体主要结构力学性能不变的情况下，省略了一些尺寸比较小、不影响强度和刚度的非承载部位。主要用来确定结构和机器零部件的振动特性(固有频率和振型)，避免结构和机器零部件在载荷作用下产生共振；因此，对机器零部件进行模态分析是十分必要的。模态分析是将所研究的结构看成是由阻尼器、弹簧、刚体以及质点组成的系统，运用离散化理论将其离散成为有限多个弹性连接的刚体，从而使系统的自由度从无限多变为有限多。

           将壳体近似为线性系统，根据达朗贝尔原理，系统的数学模型可用以下方程式表示，(1)式中：M、C、K分别为变速箱壳体的质量矩阵、阻尼矩阵以及刚度矩阵；分别为变速箱壳体的加速度矢量、速度矢量以及位移矢量；{P}为变速箱壳体的动载荷矢量。在求解结构自由振动固有频率和固有振型时，与外部动载荷无关，且阻尼对系统的影响不大；在对变速箱壳体进行有限元求解之前，需对壳体模型进行相应的分析前处理。(1)材料属性材料属性如表1所列。(2)网格划分进行有限元分析时，求解结果的精度与单元类型以及网格的划分质量有关。网格划分越精细，求解结果越精确。 将对该变速箱壳体进行自动网格划分，对轴承座处的网格划分进行局部细化处理，以确保重要部位的计算精度，同时也节省了载体的运算时间。(3)约束条件及载荷处理变速箱壳体的下端面通过悬置元件与底盘连接，故壳体下端面的边界条件为全约束，保证壳体固定不动；而变速箱壳体的前端盖处与液力变矩器采用固定铰连接。

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            在进行模态分析时，频率范围的选择十分重要，频率范围过高或者过低都会对分析结果有一定的影响。考虑到变速箱的工作频率以及外界激励频率等因素，选取计算频率范围为0~1000 Hz。利用有限元分析软件对已经建立好的有限元模型进行求解，其前12阶振动频率与振型描述。表2表明，变速箱壳体的固有频率在262.19~639.51 Hz之间，相对比较集中。而该变速箱的转速变化范围为600~1800 r/min，故其工作频率为10~30 Hz，远远小于变速箱壳体的固有频率；因此，变速箱壳体不会发生共振。与此同时，齿轮的啮合频率也会对变速箱壳体有一定的激励作用。该变速箱内齿轮副的啮合频率，可知输入齿轮副、中间齿轮副、输出齿轮副的啮合频率与壳体固有频率相互错开，因此不会产生共振现象。

             高空作业车由于种种原因需在不同的苛刻条件下工作，其变速箱壳体也常受到齿轮啮合力以及路面不平度引起的惯性力作用，所以壳体常处于扭转、弯曲等状态。如果壳体的强度和刚度不足，则可能导致较大的变形及断裂破环。为了保证其壳体有一定的结构强度和刚度，需对壳体进行结构强度分析。变速箱壳体所受的外力主要包括自身重力以及传递发动机转矩时承受的载荷。当变速箱在1挡工作时，其壳体受到的载荷最大，所以着重对变速箱壳体处于1挡工况时进行有限元分析。对上述建立的3D壳体实体模型进行有限元分析前处理，其材料属性、网格划分以及约束条件的设置与进行模态分析时一样，而载荷处理却大大不同。由于壳体所受载荷主要通过轴承作用于壳体，将壳体支撑轴承的圆柱面分割成两个半圆柱面，轴承上作用的载荷处理为在半圆柱面上进行施加，将轴承处的力施加于轴承座表面。载荷加载完成后，对模型进行有限元求解。变速箱壳体的应力主要集中在轴端处，最大应力出现在换挡轴承边缘处，为17.17MPa。该壳体采用的材料为 HT250，其抗拉强度的许用应力为135 MPa，故最大应力远小于许用应力，具有一定的强度储备。

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