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探索基于有限元分析之设计以控制行进中的卡插后桥齿轮箱漏油

Tobias Lööf, Fredrik Videll¸ Ulf Sellgren
工业工程与管理学院，皇家技术学校，斯德哥尔摩，瑞典

摘要：

动力传动系是重型卡车最重要的子系统之一，动力传动系通常又发动机，离合器，变速箱，传动轴，以及由主减速器，轮边减速器和盘式\鼓式制动器构成的后桥组成。动力传动系中的所有零部件在运行过程中都承受了相当大的载荷，所以他们在工程设计上有优先权对其强度和疲劳进行可靠的预测。来自引擎和后桥制动器的力矩都跟后桥的安装位置紧密相关。齿轮齿，传动轴，轴承和差速器壳的弹性变形会产生不良的副作用，比如动态的传动误差（由此产生的过多的噪声）。这种弹性变形甚至会导致齿轮箱壳和结合面漏油。为了使卡车的设计力求完美，要求设计参数必须仔细调整协调，这就意味着由设计参数变更而引起的物理现象和效应必须弄清楚。
机油泄漏问题已经从卡车后桥减速器桥壳中观察到。一项基于有限元分析，以找出后桥壳与主减速器壳结合面在工作条件下变形的原因和影响为目的的研究正在展开。现目前的设计是分析靠辅助软件分析其有限元模型，混合实体模型或点云图模型。这些模型是其零件子模型和接触面模型的集合体，他们表示后桥壳，悬架，主减速器，主减速器壳，车轮，螺栓和焊接处，以及他们各部件见的相互作用。这里研究的边界范围规定前端以后轴前部的套管为上限，后面以后轴后面的空气弹簧为界限。不同的载荷条件在车轮，主减速器，后桥壳上都有不同的受力表现。这次的研究提高了人们从设计方法上做到对后桥主减速器漏油的控制的知识。

关键词：
接触力学，差速器，传动系，有限元分析，桥壳，密封件，卡车

1． 简介

斯堪尼亚是一家领先的重型卡车和巴士以及工业和船用发动机的制造厂商。 斯堪尼亚，自1891年成立，已经为重型运输工作生产并输送了超过一百万辆卡车和大客车。重型运输卡车，如斯堪尼亚R系列，如图1所示，这个系列在通常情况下负重载运作，这使得强度和疲劳预测尤为重要。 一个近年来非常明显的呈增长状态的趋势，法律和顾客都要求更低的噪声和对大自然的化学物质的排放。