变速器壳体拓扑优化设计分析

生产技术与经验交流

铸造技术 03/2011

包中温度降低不同,从而选择不同出炉温度。经验表明,两包铁液浇注温度差在40 之内,掌握好浇注速度,对铸件质量无多大影响。3.2 浇包铁液量的分配

一般情况下要求两包铁液量尽可能相同,这样可以缩短浇注时间。但有时为调节两包铁液温度差,选择不同出铁液量,在此情况下,只要控制好浇注速度,浇注时间不会延长很多,不会影响铸件质量。3.3 浇注温度控制

浇注温度对铸件质量有较大的影响。铸件浇注温度,应根据铸件的材质、尺寸、重量、铸件结构的复杂程度,以及浇注系统和铸型的特点来确定。铸件的壁厚越薄、结构越复杂,外形尺寸越大,铁液在铸型里的流程越长,铸液碳当量越低,则浇注温度应越高。

对某一铸件来说,其浇注温度是在工艺卡片中确定的。铁液浇注前要求利用便携式测温议进行测温,从而决定等待时间及两包铁液浇注速度;浇注时,温度稍低的那包铁液先浇完,温度较高的那包后浇注完成。测温时测温探头要求浸入铁液至少150mm以上,从而保证测量温度的真实性。3.4 浇注速度控制

浇注时,浇注包高度不同时铁液产生的压力不同,以此来调节两包铁液浇注速度。一般来说,大型铸铁件出气孔根部总截面积远大于内浇道总截面积,且设有溢流冒口使冷脏铁液从溢流冒口溢出,可以改善顶面质量。为便于芯内的气体排出,可适当延长浇注时

间。但要注意小的液面上升速度会使流头温度损失过大,不利于充型及渣、气的分离,所以要适当提高浇注温度或溢流出更多铁液量。3.5 浇注时间

浇注时间对铸件质量有重要影响。对不同结构和技术要求的铸件,应选用不同的浇注时间。具有较大平面或薄壁形状复杂的铸件,要求采取快速浇注,使铁液在短时间内迅速充满铸型;对于形状简单的厚实铸件,宜采取慢速浇注;另外,浇注时间的确定还应考虑铸型的材料。确定浇注时间一般根据经验公式与图表,依据铸件重量来确定。我厂实际生产中测出浇注时间(铁液进入直浇道至充满型腔,不包括溢流时间)为98~115s。生产中可采用提高浇注速度及使用大容量浇包的方法来缩短浇注时间。3.6 引气

一般大型铸件都是采用树脂砂造型,但树脂砂发气量较高,因此要求浇注时必须进行引气,以免产生气孔类缺陷。

3 浇注完毕的后续工作

(1)在浇注标记牌上注明浇注时间,以利后道工序操作人员按规定时间清理落砂。

(2)整理好工具和场地。

收稿日期:2010 10 18; 修订日期:2010 12 24

作者简介:周 义(1985 ),湖北宜昌人,助理工程师.从事铸造工艺及

合金技术工作.

变速器壳体拓扑优化设计分析

梅自元1,胡仁平2

(1.格特拉克(江西)传动系统有限公司,江西南昌330013;2.湖南铁路科技职业技术学院,湖南株洲412008)

TopologyOptimizationAnalysisandDesignofTransmissionCaseBody

MEIZi yuan1,HURen ping2

(1.Goodluke(Jiangxi)TransmissionSystemCo.,Ltd.,Nanchang,Jiangxi330013,China;2.VocationCollegeofRailwayScience,Zhuzhou412008,China)

中图分类号:TB21 文献标识码:B 文章编号:1000 8365(2011)03 0424 03

市场对变速器的性能要求越来越高,更新周期也越来越短。为了企业的长远发展,我们必须寻求更优的设计方法。目前,行业中应用较多的设计技术是结构拓扑优化设计技术,其中以OptiStruct技术的应用最为广泛[1],国外在这方面的技术发展相对成熟,而国内将结构拓扑优化技术应用到变速器壳体设计,还没

有比较成功的案例。

1 变速器壳体设计的基本原则1.1 壳体设计要求

为了保证变速器齿轮、齿轴、拨叉、拨叉轴等主要零件工作可靠、耐久,它们互相之间必须严格保持精确的相对位置,因此,在壳体设计中必须对重要尺寸、几

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何形状、相互位置等提出严格的公差要求。壳体在变速器工作时承受复杂的负荷,在力的传递过程中,会使壳体不同部位承受附加的弯曲和扭曲。变速器接到发动机传递的扭矩时,壳体要受到扭转,因此壳体要有足够的扭转刚度。

1.2 壳体结构型式的选择

壳体有整体式和对分式2种。整体式壳体的优点是变速器前后轴承孔的同心度容易保证,装配、检查方便,壳体用铸铁或铸铝制造;对分式壳体又分为前后对分和左右对分式,其加工精度要求高,并多为铝合金压铸件,主要用于轿车和轻型车。1.3 壳体基本尺寸的确定

壳体在变速器部分的基本尺寸决定于齿轮旋转运动和拨叉直线运动的需要,使它们能在壳体内自由运动;必须考虑各零件的制造公差、机件的变形和磨损等因素,留出足够的间隙。根据经验,设计时应当注意到壳体侧面的内壁与转动齿轮齿顶之间留有5~8mm的间隙,齿轮齿顶到变速器底部之间要留有不小于15mm的间隙。1.4 壳体的技术设计1.4.1 壁厚和加强肋

[2]

1.4.4 变速器壳壁

变速器壳壁不应该有不利于吸收齿轮的振动和噪声的大平面,国外采用梯级形状的设计。1.5 壳体材料和结构工艺性

壳壁梯级形状,见图1。

图1 壳壁梯级形状

1.5.1 壳体材料

壳体的材料应具有足够的强度和良好的铸造性能。中小型变速器壳体的常用材料是压力铸造铝合金,抗拉强度 b不低于200MPa。1.5.2 壳体结构工艺性

变速器壳体形状复杂,加工精度和 …… 此处隐藏：1654字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……