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弹性隔套的弹塑性力学性能分析*

万雄飞黄平辉唐思成揭钢余显忠

江西江铃底盘股份有限公司江西抚州344000

摘要：针对汽车驱动桥主齿轮中弹性隔套的工作刚度问题，首先提出设计与分析思路，采用

力学理论和弹塑性理论对其进行理论分析，然后采用有限元分析方法，利用非线性有限元分

析软件ABAQUS6.8，在考虑加工成型和压缩过程两种情况下，建立弹性隔套的有限元仿真

模型，进行弹性隔套的弹塑性分析，并与试验进行对比分析，两者一致性很好。分析结果表

明，弹性隔套的设计与分析方法是有效和正确的。

关键词：弹性隔套；有限元方法；弹塑性分析；仿真分析

中图分类号：TB122

Elastic-PlasticMechanicalAnalysisoftheElasticSleeve

YuXianzhongWanXiongfeiHuangPinghuiTangSichengJieGang

JiangXiJiangLingChassisCo..LTD,Fuzhou,Jiangxi,344000

Abstract:Basingontheworkstiffnessproblemofelasticsleeveofactivegearinthe

automobiledriveaxle,theideasofdesignandanalysisarepresented,thetheory

analysisismadebythemechanicsandelastic-plastictheory.Withfiniteelement

method,thefiniteelementmodelsarethenbuiltinthecaseofconsideringtheprocess

formingandthecompressionoftheelasticsleeve,andtheelastic-plasticanalysisis

madebyABAQUS6.8.Sameisthecomparisonoftheexperimentalresultsto

simulationresultsontheworkstiffness,itissurethattheelastic-plasticanalysisis

reasonableandeffectiveintheelasticsleeve.

Keywords：ElasticsleeveFEMElastic-plasticanalysisSimulationanalysis

*基金项目：江西省科技厅对外合作项目（2009JX00545）.

0引言

众所周知，金属材料的弹塑性力学性能对现代工业具有非常重要的影响，很多产品就是

利用金属材料的弹塑性变化引起刚度的改变来达到工业应用的目的。在汽车驱动桥减速器主

齿轮轴承预紧力大小的调节中，由于弹性隔套能够通过弹性刚度来达到调整齿轮轴承装配间

隙，减少试加垫片的次数，降低劳动强度，提高生产效率，防止预紧力过大，提高传动效率，

防止轴承发热，提高轴承寿命等功能，因此，弹性隔套广泛应用于现代汽车驱动桥的设计中。

在弹性隔套设计研究中，有一些研究工作者做了一些相关的研究工作。唐自玉等[1]从力

学上对主齿轮的预紧力进行了分析和计算，并提出了主齿轮轴承预紧力的确定原则，为可压

缩隔套设计提供了理论依据。陈经勉[2]对轻型汽车驱动桥主减速器轴承的“可压缩”隔套进

行了设计，从理论上分析了弹性隔套在制造上的可行性。还有一些研究工作者[3-6]对金属材

料的弹塑性进行了理论推导和应用指导。然而，在实际工程设计中，采用简化力学计算公式

对弹性隔套进行设计往往不能很好地满足实际设计要求，需要多次反复调整设计与试验才能

完成实际工程要求，因此，对弹性隔套进行弹塑性力学性能研究，对提高设计的准确性是非

常重要而有实际工程意义的。

本文针对弹性隔套的力学性能问题，提出研究思路，从弹性隔套的力学分析出发，建立

分析模型，分析加工成型过程和调整轴承间隙的压缩过程的力学参数，对分析结果进行试验

验证，从而解决弹性隔套的理论设计与分析问题。

1弹性隔套设计与分析思路

弹性隔套的工作刚度是影响调整轴承预紧力大小的重要参数，设计弹性隔套工作刚度的

基本思想如图1所示。该思路是：根据弹性隔套的设计要求，按所需主动齿轮螺母拧紧力

矩M的大小值初步计算弹性隔套承受的最大压