[发明专利]一种差速器壳体极限承载能力预报方法

权利要求书

1.一种差速器壳体极限承载能力预报方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对组成差速器总成的差速器壳体(1)、二级从动齿轮(3)、行星齿轮(4)、半轴齿轮(5)、一字轴(6)、前轴承(7)、后轴承(8)和螺栓(9)在有限元中进行建模，对二级主动齿轮(2)和中间轴(10)在所述有限元中进行建模；

S2、对所述差速器总成、所述二级主动齿轮(2)和所述中间轴(10)进行网格划分，所述二级主动齿轮(2)与所述二级从动齿轮(3)啮合装配；

S3、定义所述差速器壳体(1)、所述二级从动齿轮(3)、所述行星齿轮(4)、所述半轴齿轮(5)、所述一字轴(6)、所述前轴承(7)、所述后轴承(8)、所述螺栓(9)、所述二级主动齿轮(2)和所述中间轴(10)的材料属性；

S4、在所述有限元中，在所述中间轴(10)的花键(101)上施加扭矩，在所述螺栓(9)上施加螺栓(9)预紧力；

S5、施加有限元模型的边界条件，即：固定所述前轴承(7)和所述后轴承(8)，固定所述中间轴(10)的轴颈，固定所述半轴齿轮(5)的内表面；

S6、对所述差速器总成的有限元模型进行计算分析，从而得到所述差速器壳体(1)、所述二级主动齿轮(2)、所述二级从动齿轮(3)、所述行星齿轮(4)、所述半轴齿轮(5)、所述一字轴(6)、所述前轴承(7)、所述后轴承(8)和所述螺栓(9)的平动位移，以及所述花键(101)上施加扭矩节点的平动位移和转角位移；

S7、提取所述二级主动齿轮(2)的扭矩加载点绕所述二级主动齿轮(2)轴向的转角θ随时间t的变化历程曲线，将时间t乘以所述二级主动齿轮(2)传递扭矩M计算得到各时间点对应的扭矩，从而获得所述二级主动齿轮(2)的扭矩加载点转角θ与所述二级主动齿轮(2)传递扭矩M的关系曲线；

S8、计算所述二级主动齿轮(2)的扭矩加载点转角θ与所述二级主动齿轮(2)传递扭矩M关系曲线中第一个点对应的斜率K以及其他点对应的斜率K'，第一个点为所述扭矩加载点转角θ为零，所述二级主动齿轮(2)传递扭矩M为零时对应的点，其他点为从所述第一个点起以设定扭矩递增所述扭矩加载点转角θ对应的点；

S9、以斜率比R＝K'/K为横坐标，所述二级主动齿轮(2)传递的扭矩M为纵坐标做二者关系曲线，得到R＝0.1时对应的所述二级主动齿轮(2)传递的扭矩M，该扭矩M乘以所述二级主动齿轮(2)与所述二级从动齿轮(3)得到速比即为所述差速器壳体(1)的极限承载扭矩。

2.根据权利要求1所述的一种差速器壳体极限承载能力预报方法，其特征在于，还包括如下步骤：

S10、在所述步骤S1的基础上，将所述二级主动齿轮(2)保持不动，将所述差速器总成绕自身轴线按照逆时针旋转一定角度，进行步骤S2-S9,从而使得所述差速器总成的多个位置在180°内与所述二级主动齿轮(2)进行啮合计算，得到多个所述差速器壳体(1)的极限承载扭矩；

S11、选取多个所述差速器壳体(1)的极限承载扭矩中数值最小的作为最终的所述差速器壳体(1)的极限承载扭矩。

3.根据权利要求1所述的一种差速器壳体极限承载能力预报方法，其特征在于，所述步骤S2中，对所述二级主动齿轮(2)的啮合齿面的网格和所述二级从动齿轮(3)的啮合齿面的网格均进行细化。

4.根据权利要求1所述的一种差速器壳体极限承载能力预报方法，其特征在于，所述步骤S2，利用所述差速器壳体(1)对称的特点，在所述差速器壳体(1)上划分出四分之一的网格，然后利用对称建立完整的所述差速器壳体(1)的网格模型。