主减速器轴承载荷对吊篮车驱动桥壳疲劳有哪些影响???
主减速器轴承载荷对吊篮车驱动桥壳疲劳有哪些影响???

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    主减速器轴承载荷对吊篮车驱动桥壳疲劳有哪些影响???    吊篮车出租, 从化吊篮车出租, 从化吊篮车出租公司, 吊篮车驱动桥是一个复杂的机械系统,通常位于传动系的末端,一般由主减速器和驱动桥壳两大部分组成。在功能上,主要是实现将传动轴传来的转矩增大,并将转矩分配给左、右驱动车轮,进而满足吊篮车左、右驱动车轮在车辆行驶运动学所要求的差速功能。驱动桥也是吊篮车上的主要承载构件之一,支承保护主减速器、差速器和半轴,承受作用于路面和车架之间的铅垂力、纵向力和横向力及其力矩。驱动桥是吊篮车中工作条件最恶劣的总成之一,既受主减速器轴承、差速器轴承和半轴轴承的作用力;又受车轮牵引力、制动力、侧向力和悬架传递的各种力。吊篮车的行驶条件变化很大,上述各力均受其影响而随之发生变化。重载吊篮车驱动桥的主要失效形式有:主减速器轮齿损坏、主动齿轮轴承早期损坏、驱动桥异响、发热、漏油和驱动桥壳变形。所有这些故障都严重地影响了重载吊篮车产品的品质,使得国产吊篮车驱动桥寿命离散性大、可靠性差,有些重型商用车辆驱动桥的平均寿命只有3~5万km。实际上,吊篮车行驶时,驱动桥既承受主减速器齿轮的转矩,又承受车轮牵引力、制动力、侧向力和悬架传递的各种力,这些力都会作用到驱动桥的圆锥滚子轴承上。轴承载荷不仅仅承受由传递转矩所引起的径向载荷和轴向载荷,还承受着由支承轴和桥壳变形引起的附加载荷。随着重载吊篮车的不断轻量化,驱动桥壳的总体刚度逐渐趋向于减小,复杂动载荷作用下桥壳和支撑轴的变形对圆锥滚子轴承的影响越来越显著[6-7]。因此综合考虑驱动桥壳、主减速器轴、半轴和轴承等组件在实际使用工况下的载荷与系统变形协调性,才能更准确地进行驱动桥圆锥滚子轴承的承载分析及寿命计算,进而实现一定使用成本条件下的驱动桥整体性能的优化。本文根据某型重载吊篮车可靠性试验时实测的传动轴载荷谱,计算了主减速器轴承系统的动载荷,结合实测的驱动桥壳外载荷,讨论了重载驱动桥在单独考虑钢板弹簧外载荷时桥壳的疲劳寿命以及和驱动桥壳在内外综合作用下的疲劳寿命,发现后者分析结果与该类型驱动桥的实际寿命更为接近。http://www.jiangmendiaolanchechuzu.com/

 


    具体过程如下:1)根据厂家提供的尺寸在Romax中进行轴件模型的绘制。 2)依据表1~表3所示的数据,建立齿轮、轴承、花键等模型。 3)根据厂家提供的桥壳数模在hypermesh中进行网格划分后,导入Romax模型中。4)将轴件、轴承、花键等装配在桥壳上,取定坐标系水平向右为X轴正向,车辆行驶方向为Z轴正向,垂直向上为Y轴正向,最终得到桥壳的有限元分析模型。2驱动桥载荷谱实测为了计算驱动桥壳在实际工况下的疲劳寿命,需对桥壳在实际工况下的载荷-时间历程进行采集,以获得真实的载荷工况。本研究使用在传动轴上粘贴应变片来得到驱动桥输入载荷的应变-时间历程,进而得到转矩-时间历程。同时在钢板弹簧附近固定加速度传感器,得钢板弹簧加速度测定应用无线加速度节点MODEL:A302测得钢板弹簧加速度,根据力与加速度关系F=ma,计算得出板簧垂直载荷为F板簧。钢板弹簧垂直载荷如图3、图4所示。图3左板簧载荷谱图4右板簧载荷谱定义加速度方向向下为正,图中Z轴负向为左,Z轴正向为右。由于车载质量较大,板簧载荷围绕车辆静态载重载荷上下波动。3减速器轴承载荷谱的确立根据以上路测所得转矩及钢板弹簧垂直载荷谱,按照时间节点输入有限元分析软件Romax中,在计算结果中提取减速器轴承X、Y、Z方向载荷。减速器左右轴承分布在传动轴两侧,故X轴方向所受力反向,分布曲线保持一致。Y轴和Z轴轴承载荷基本相同。分析可知,计算所得的轴承三方向的载荷与车辆钢板弹簧的垂直载荷的数值在同一或小一数量级,由于轴承载荷作用位置与车桥的约束位置相距较远,能够产生较大力矩,说明在桥壳的疲劳特性分析中引入减速器轴承载荷可行。4减速器轴承载荷对桥壳疲劳特性的影响应用Romax中求取的减速器左、右轴承载荷谱,结合实测的板簧垂直载荷谱,将桥壳模型导入DesignLife疲劳软件中,采用材料ZG310-570的S-N修正曲线,利用准静态应力叠加的原理,平均应力修正为古德曼Goodman,应力提取为最大绝对值主应力,根据图12约束和载荷加载位置,计算驱动桥壳的疲劳寿命如图13所示。在钢板弹簧垂直载荷和减速器轴承载荷的共同作用下,桥壳的疲劳寿命不是很理想,疲劳寿命为2.27万次,根据载荷谱每循环为2km计算行驶里程为5.54万km,与厂家反映的此批车桥寿命较低,只能跑6万km左右相吻合。在不考虑减速器轴承载荷的条件下,采用同样的材料、约束、S-N曲线和计算方法,得出疲劳特性如图14所示。此载荷模式下的驱动桥具有较好的疲劳特性,已经达到6.32万次以上,折合里程为12.64万km,显然超出厂家提供疲劳损坏时间。


     结语以上分析结果可以看出,钢板弹簧载荷单独作用下驱动桥壳的疲劳寿命远高于实际使用寿命,而给桥壳添加主减速器轴承载荷后,驱动桥壳的疲劳寿命极大缩短,计算寿命与该桥的实际使用寿命6万km左右接近。因此,在进行驱动桥壳疲劳寿命分析时,除了考虑桥壳承受的板簧外载荷之外,还应考虑桥壳内主减速器轴承系统施加给桥壳的动载荷。http://www.jiangmendiaolanchechuzu.com/

 

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