DANA定轴式变速器用截锥螺旋弹簧刚度仿真分析.doc

DANA定轴式变速器用截锥螺旋弹簧 刚度仿真分析 赵玉奇1 丁芳芳2 王栋2 程建民2 （1河南化工职业学院 河南 郑州 450042）（2郑州大学 机械工程学院 河南 郑州 450001） 【摘要】截锥螺旋弹簧是DANA公司的MHR-3200系列变速器中的一个关键零件，其结构紧凑，稳定性好，工作过程中承受较大载荷使刚度呈非线性[1]。应用SolidWorks Simulation对截锥螺旋弹簧的刚度进行仿真分析，得到了弹簧在工作载荷作用下的变形规律及具有非线性特征的刚度曲线。在载荷较小时特性曲线是直线；当载荷逐渐增加时则呈非线性，这与标准的截锥螺旋弹簧特性曲线无明显差异，证明了分析结果的正确性，为截锥螺旋弹簧的RE设计打下基础，也为其失效后的重构和修复提供了依据。 关键词：截锥螺旋弹簧；非线性；刚度；仿真分析；SolidWorks Simulation 中图分类号：TH135 文献标识码：A Stiffness simulation analysis for conical spring of DANA axis-fixed transmission LI Da-lei，DING Fang-fang，WANG Dong，CHENG Jian-min （1HeNan Vocational College of Chemical Technology, ZhengZhou 450042,China） (2School of Mechanical Engineering, ZhengZhou University, ZhengZhou 450001,China) [Abstract]The conical spring is one critical part of DANA MHR-32000 series transmission,its structure is compact and it has good stability.It supports larger load in the course of work which make its stiffness is nonlinear.Using SolidWorks Simulation to conduct simulation analysis for the stiffness of conical spring,acquire the deformation law of spring under service load and the stiffness curve with nonlinear characteristics. The characteristic curve is a straight line when the load is small and it is nonlinear when the load increases gradually. There is no significant difference with the standard characteristic curve of conical spring,and this proves the validity of the results,which will lay a foundation for the RE design of conical spring and provide basis for its reconfiguration and repair after lose efficacy. Keywords: Critical spring；Nonlinearity；Stiffness；Simulation analysis；SolidWorks Simulation 引言 国际上装载机传动系统常采用以克拉克为代表的定轴式变速器。定轴式变速器具有结构简单、加工及装配容易、造价低、离合器易于实现模块化设计等特点，且故障率低、可靠性高，对机器的工作性能有着重要的影响[2]。 作为定轴式变速器中的一个重要部件，截锥螺旋弹簧具有良好的柔性和可设计性，能够灵活的吸收和释放机械能，广泛应用于减振、控制、限位和复位等场合。与普通的圆柱螺旋弹簧不同，截锥螺旋弹簧的刚度是变值，且圆锥角越大，自振频率的变化率就越高，对于缓和或消除共振越有利。在外廓尺寸相同的情况下，截锥螺旋弹簧能承受较大的载荷，并可以产生较大的变形，且全压缩高度较小。除此之外，它在 承受载荷时的稳定性能也比较好，所以与圆柱螺旋弹簧相比，它具有更大的横向稳定性。 用传统的方法求解截锥螺旋弹簧载荷与变形的规律是一项非常复杂的任务，且精度较低，在实际生产 攻关项目：河南省重点科技攻关项目