汽车变速器箱体轻量化设计
某重型汽车变速箱箱体轻量化设计
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［］ ２ 马香峰． 工业机 器人的操作机设计． 北京 ： 工业 出版社 。 ％ 冶金 １ ９ Ｉ 一
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［］ ３ 谢存禧 ， 张钝 机 器人技 术及 其应 用［ ． Ｍ］北京 ： 机械 工业 出版
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［］ ４ 马香锋． 机器人机构学［ ． Ｍ］ 北京工业出版社 ， ９ ， １１ ９ ９
［］ 自 机器人学［ ５ 蔡 兴． Ｍ］． 清华大学 出 ， Ｏ 版２Ｏ ０ ［］ ６ 霍伟． 器人动力学与控制． 机 北京 ： 高等教育 出版社 ， Ｏ ２Ｏ Ｏ ［］ ７ 范波涛 ， 张 蒙特 卡洛方法在喷浆机 器人 工作空 间分析 中的应 用 ［］ 山东工业大 学学报 ， ９ ， （）１６１１ Ｊ． １ ９２ ２ ： — ９ ９ ４ ５ ［］ ８ 郑建 惹 Ａ Ａ Ｓ Ｄ Ｍ 虚拟 样机技 术入 门与提 高［ Ｍ］． 械 工业 出版 机
表 ２箱体结合面在倒档工况下受力情况表
用 Ｏ ｔ ｔ ｃ计算得两种工况下 的位移和应力 ， ｐＳ ｕｔ ｉｒ 计算 得２ 个工况下的最大位移分别为６ １ ｘ ０ Ｔｎ １２ ． １ １ 和 ．２ ３ ｆ Ｘ
１～ ｌ ， ０ ｎｎ最大单元应力分别为 ５．４ＭＰ 和 １ ． Ｍ ａ ｌ ４４ ａ １ ９ Ｐ 。 ２
图２ 变速 箱１ 阶模 态振 形图
箱体 进行 模态 分 析， 求
解得第 １ 自由模态 为 阶 ５６Ｈ ， ４ ｚ振形表现为离合
器盖轮廓 的伸缩变形振
乘用车车身零部件轻量化设计典型案例
乘用车车身零部件轻量化设计典型案例随着环境保护意识的提高和汽车工业的快速发展，乘用车的车身零部件轻量化设计成为了汽车制造业的一个重要课题。
轻量化设计不仅可以降低车辆的整体重量，提高燃油经济性，还可以减少对环境的影响。
下面将介绍几个乘用车车身零部件轻量化设计的典型案例。
1. 利用高强度材料：使用高强度的材料可以在不增加重量的情况下提高零部件的强度和刚性。
例如，许多乘用车现在采用了高强度钢材来替代传统的钢材。
高强度钢材可以提供相同强度的零部件，但重量更轻。
此外，还有一些先进的复合材料，如碳纤维增强塑料（CFRP）和铝合金等，也被广泛应用于车身零部件的制造中。
2. 结构优化设计：通过采用结构优化设计方法，可以将零部件的结构进行优化，以减少不必要的材料使用，从而降低整体重量。
例如，在车身的设计过程中，可以使用拓扑优化方法来确定最佳的结构形状，以最小化材料的使用量。
3. 部分集成设计：通过将不同的零部件进行部分集成设计，可以减少连接部件的数量，降低整体重量。
例如，一些车辆现在采用了一体成型的车顶和车身侧板设计，通过减少连接接口，可以减轻车身重量。
4. 利用轻量化技术：现代乘用车越来越多地采用一些先进的轻量化技术来设计车身零部件。
例如，采用铝合金替代传统的钢材可以显著减轻车身重量。
此外，还有一些其他的轻量化技术，如混合材料结构、可变厚度设计和3D打印等，也被广泛应用于乘用车的车身零部件设计中。
总之，乘用车车身零部件轻量化设计是当前汽车制造业的一个重要课题。
通过使用高强度材料、结构优化设计、部分集成设计和轻量化技术等方法，可以实现乘用车的轻量化，降低车辆油耗，减少对环境的影响。
这些典型案例的应用不仅可以提高汽车的性能和节能性，还可以为未来的汽车制造业发展提供借鉴和启示。
非公路用自卸车用变速器总成的轻量化设计与优化
非公路用自卸车用变速器总成的轻量化设计与优化随着城市建设的快速发展，非公路用自卸车在土石方工程、建筑工地和矿山等领域扮演着重要角色。
自卸车的可靠性和效率对工程进展至关重要。
变速器作为自卸车传动系统的核心部件之一，承担着变速和传递动力的重要任务。
为了提高非公路用自卸车的效率和降低能耗，轻量化设计与优化成为了变速器总成设计的重要方向。
轻量化设计是指在满足结构强度和耐久性的前提下，通过降低变速器总成的质量，实现整车质量的减轻，从而提高自卸车的搬运能力和燃油经济性。
在进行轻量化设计时，需综合考虑如下几个方面：首先，选用轻质材料。
合理选择具有高强度和轻质化特性的材料，如高强度钢、铝合金和碳纤维等。
这些材料具有优异的强度和刚度，能够在减轻总成质量的同时确保结构的稳定性和安全性。
其次，优化设计。
通过对各部件的结构和布局进行优化设计，可以减少零件数量和材料消耗。
例如，采用共享部件设计，将一些功能相似的部件进行合并或结构化设计，从而减少总成的重量和体积。
第三，运用先进的制造技术。
现代制造技术的应用可以提高工艺精度和表面质量，减少加工余量和材料浪费。
如采用数控机床加工、激光切割和精密压铸等技术，可以有效地降低材料消耗和制造成本。
最后，结构强度分析与优化。
通过有限元分析等工程手段，对变速器总成的结构强度进行精确计算和预测。
在此基础上，通过合理的结构调整和优化设计，提高变速器总成的强度和刚性，实现轻量化设计的目标。
轻量化设计与优化的实施有助于非公路用自卸车的性能提升和能源利用效率的提高。
根据实际需求和市场竞争，我们还可以从以下几个方面进行变速器总成的轻量化设计和优化：首先，采用智能控制技术。
利用汽车电子控制系统，可以实现变速器的智能化操作和优化控制。
通过智能传感器和控制单元的配合，可以根据车速、负载和工况等因素，实时调整变速器的工作模式和转速，提高传动效率和燃油利用率。
其次，引入先进的摩擦材料和润滑技术。
在摩擦片和齿轮副等关键部位应用新型的高温耐磨材料和低摩擦系数润滑材料，可以减少能量损耗和部件磨损，提高变速器的传动效率和使用寿命。
变速器的结构优化设计方法与实践
变速器的结构优化设计方法与实践随着汽车工业的迅速发展，汽车变速器作为传动系统的核心部件，对汽车性能和燃油经济性起着重要作用。
为了提高汽车的性能和降低燃油消耗，变速器结构的优化设计显得尤为重要。
本文将介绍变速器结构优化设计的方法与实践。
一、背景介绍变速器是一种用于改变汽车引擎传动比的装置，以实现汽车在不同速度和负载条件下的运行要求。
传统的变速器通常采用机械齿轮传动的方式，但其结构复杂、噪音大、能效低等问题制约了汽车的性能和经济性。
因此，对变速器结构进行优化设计具有重要意义。
二、变速器结构优化设计方法1. 确定设计指标和约束条件变速器的设计指标包括传动比范围、传动效率、噪音和振动水平等。
根据车辆的使用需求和性能要求，确定变速器设计指标。
同时，还需考虑制造成本、可靠性以及相关的法规要求等约束条件。
2. 分析与建模在进行变速器结构优化设计之前，需要对变速器进行全面的分析与建模。
通过计算机辅助设计软件，对变速器的传动力学特性、传动效率以及瞬态特性进行分析和模拟。
3. 优化算法的选择针对变速器结构优化问题，可以采用不同的优化算法，如遗传算法、粒子群算法等。
这些算法能够在设计空间中搜索最优解，并采用适应度函数来评估设计的好坏。
4. 变速器结构优化设计基于优化算法，对变速器的结构参数进行优化设计。
这包括齿轮的齿数、模数、压力角等关键参数的选择，以及输入轴、输出轴的布局和结构的设计等。
5. 仿真验证与调试通过建立变速器的仿真模型，对优化设计的结构进行验证和调试。
通过仿真结果，评估优化设计方案的有效性和可行性。
三、变速器结构优化设计实践以一款小型汽车的变速器设计为实例，介绍变速器结构优化的实践过程。
1. 设计指标与约束条件的确定根据该汽车的使用需求和性能要求，确定变速器的传动比范围、传动效率要求以及相关的法规要求等。
2. 变速器分析与建模通过计算机辅助设计软件，对变速器进行分析与建模，包括传动力学特性、传动效率以及瞬态特性的分析和模拟。
液压机械无级变速箱箱体轻量化设计
液压机械无级变速箱箱体轻量化设计*张 鹏1，肖茂华2，郭梦雪2（1.雷沃重工股份有限公司，山东 潍坊 261206；2.南京农业大学工学院，江苏 南京 210031）摘 要：液压机械无级变速箱（HMCVT）是结合纯液压式变速箱和纯机械式变速箱的优点，使功率先分流再汇流，最终达到无级变速。
将其使用在车辆上能够改善车辆的动力性、燃油经济性同时减小控制的难度。
文章使用ANSYS workbench 对HMCVT 虚拟装配模型结构中的箱体完成静力学分析，确定了箱体优化设计的方案并在完成改进后再次进行验证。
关键词：HMCVT；虚拟装配；workbench 中图分类号：TG315.4 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2017）14-0005-011 前言HMCVT 这种机构运用的传动方法是先分流再汇流[1]，结合液压和机械的优点来完成无级变速。
它会通过控制各个离合器来完成变速箱的换挡工作，这样就可以获得不同的传动比，进而使车辆以不同的速度行驶，其一般叫做多段式HMCVT。
随着液压机械无级变速箱的逐渐开发应用以及车辆行业的快速发展，轻量化设计成为日益被重视的发展方向。
经过长时间的发展，尽管车辆的能源利用率有一定的上升，但是据分析仅仅为20%～30%。
追溯这其中的原因，发现最消耗能量的其实是车辆本身的质量[1]。
在对车辆采用一定的轻量化设计手段后，因为其底盘质量比较轻，进而使得颠簸会有一定的减弱，从而使得在其行驶的过程中，车身也会更加得稳定。
它碰到撞击时，产生的能量也会被吸取走一部分，最终增强了车辆行驶的安全性[2]。
同时现在车辆行业都开始使用轻量化材料，这样不仅可以提高燃油经济性，还使得车辆重量也有所减轻。
2 变速箱箱体轻量化分析HMCVT 的虚拟样机如图1所示。
图1 虚拟样机图——————————————基金项目： 江苏省自然科学基金（BK20140728）、江苏省工业支撑计划（BE2014034）、江苏省六大人才高峰项目（2015-ZBZZ-011）、南京农业大学工学院优秀青年人才科技基金（YQ201605）和中央高校基本科研业务费专项资金资助（KYZ201760）作者简介： 张鹏（1971-），男，山东诸城人，高级工程师，研究方向：农业机械。
汽车变速器的设计与优化毕业论文
摘要传统的汽车变速器设计是由经验丰富的设计人员按经验公式来确定变速器的关键尺寸,这样设计的变速器往往结构笨重、传动效率不高、且材料的运用过于保守。
而现代汽车变速器的设计趋势之一却是小型轻量化，因此采用全新的设计方法来优化汽车变速器就成了本文研究的目标。
本文以SJ汽车变速器为例，首先通过传统的设计方法对变速器的结构及具体参数进行初步设计，然后通过MATLAB优化工具箱中的最优化函数来重新校验变速器的设计。
根据设计要求和特点，在满足变速器可靠性的前提下，建立了汽车变速器的优化设计数学模型，使变速器齿轮和轴系的配合最合理化，变速器壳体的利用率达到最大化，从而减小了变速器的整体体积，同时也降低了变速器整体的质量，达到了预期优化的目的。
结果表明：采用优化设计方法，可以缩短设计周期、减轻质量和降低成本，这是传统设计方法所不具备的，因此这种优化设计的方法是具有可行性的。
关键词：变速器，优化，传动比Optimize Design for SJ Automobile GearboxABSTRACTThe traditional design of Automobile gearbox used empirical formula to make sure the key sizes of gearbox，these designs always outdated，have lower efficiency，and the usage of material was too conservative. Along with the development of modern automobile industry，the design trends of gearbox are to request smaller volume and better function. So a new method which can get a small and lightweight gearbox becomes our target.In this thesis，SJ automobile gearbox was taken as an example. Firstly, traditional design was used to get the key sizes of gearbox；and then CAD was used to design its structure，such as shell、shaft、selector mechanism and so on；at last the toolbox of MATLAB was used to optimize the parameters of gearbox.The result manifests that using new method can shorten the design period，lower the costs for design，and the weight of gearbox can be reduced too. In conclusion，a satisfactory result can be achieved through optimizing the parameters of gearbox．Keyword：gearbox，optimization，transmitting ratioSJ汽车变速器的设计与优化0 引言随着时间的流逝，昔日的辉煌渐渐落下了尘埃；当轻轻的掸去岁月留下的痕迹，闪露的就是历史的光华。
轻型货车变速器设计
轻型货车变速器设计一、引言轻型货车是一种用于运输轻型物品的货车，它具有较小的负载能力和较低的驾驶要求。
考虑到轻型货车的特点，变速器的设计需要兼顾经济性、可靠性和驾驶舒适性。
本文将探讨轻型货车变速器的设计原则、构造和优化，并总结设计的一些考虑因素。
二、设计原则1.经济性：轻型货车的主要用途是短距离、频繁的货物运输，因此变速器的设计应该以提高燃油经济性为目标。
这可以通过设计合理的齿轮比、减小传动损失和优化传动效率来实现。
2.可靠性：轻型货车通常在城市道路和乡村道路上行驶，所以变速器的设计需要考虑到不同路况和驾驶方式对变速器的影响。
合理的选材和结构设计能够提高变速器的可靠性，减少故障发生率。
3.驾驶舒适性：轻型货车通常在城市拥挤的交通环境下行驶，因此驾驶舒适性对于司机来说尤为重要。
变速器的设计应该尽量降低换档冲击和噪音，并提供平顺的动力输出。
三、构造设计1.手动变速器：手动变速器通常采用齿轮式机械传动，通过手动换档来改变传动比。
手动变速器由离合器、齿轮及相应的齿轮轴组成。
设计时需要考虑齿轮的强度、扭矩传递以及齿轮之间的换档平顺性。
同时，齿轮轴的支撑结构也需要进行合理设计，以提高变速器的可靠性。
2.自动变速器：自动变速器采用液力变矩器和行星齿轮机构来实现换档，其能够根据车速和负载自动选择最佳的传动比。
自动变速器的设计需要考虑液力变矩器的工作效率、换档速度以及行星齿轮机构的精确性和可靠性。
同时，变速器控制系统也是关键，它需要准确地感知驾驶员的需求并进行相应的换档操作。
四、优化设计为了进一步提高轻型货车变速器的性能1.轻量化设计：通过选用高强度轻量材料、优化结构设计和减少无效部件，可以降低变速器的重量，提高车辆的载重能力。
2.多档设计：增加变速器的档位数，可以提供更加细腻的传动比选择，以满足不同路况和驾驶需求。
3.电子控制：引入电子控制系统可以精确地监测车辆状态并进行智能化的换档控制，进一步提高驾驶舒适性和燃油经济性。
基于拓扑优化的变速箱壳体轻量化设计
基于拓扑优化的变速箱壳体轻量化设计沈伟;廖敏;王强;王霜;易军;王川东;何旭【摘要】针对某丘陵山区小型联合收割机变速箱轻量化问题,对变速箱壳体进行结构优化设计.以变速箱壳体的柔顺度最小为目标函数,应用变密度法进行变速箱拓扑优化,去除部分多余材料,并进行了加强筋设计;基于响应面法建立变速箱壳体结构尺寸多目标优化模型,发现箱体壁厚和加强筋2宽度对变速箱壳体强度、刚度影响较大,再应用综合指数评价法得到壳体结构尺寸参数的最优解;最后,进行优化前后对比分析.结果表明:优化后壳体质量减少了17.1%,强度和刚度还有所提高.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2018(040)004【总页数】8页(P234-241)【关键词】收割机;变速箱壳体;轻量化;拓扑优化;响应面【作者】沈伟;廖敏;王强;王霜;易军;王川东;何旭【作者单位】西华大学机械工程学院,成都 610039;西华大学机械工程学院,成都610039;西华大学流体与动力机械教育部重点实验室,成都 610039;四川省机械研究设计院,成都 610063;西华大学机械工程学院,成都 610039;西华大学流体与动力机械教育部重点实验室,成都 610039;成都主导科技有限责任公司,成都 610091;西华大学机械工程学院,成都 610039;西华大学机械工程学院,成都 610039【正文语种】中文【中图分类】S225.40 引言丘陵地区田块小、不平坦、形状不规则，分布较为分散，地形条件复杂多变[1-2]。
大型收割机无法正常使用，而小型联合收割机由于其质量相对较轻和体积相对较小，具有得天独厚的优势[3]。
在收获季节，收割机持续工作时间很长，且长期伴随着较大的载荷冲击和振动冲击，特别在高低不平和泥脚较深的田间作业时，变速箱需承受更大的负载，因此对变速箱壳体的可靠性提出了很高的要求。
变速箱是整机传动系统的重要部件，为行走动力传动轴系和割台动力传动轴系提供动力。
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汽车变速器箱体轻量化设计摘要：本文根据汽车变速器总成结构和工作原理，运用静力学分析，得到各挡离合器总成与箱体之间的最大轴承力，作为箱体有限元分析的边界载荷；采用有限元分析方法对箱体进行强度分析，得到最大应力与最大变形量分布情况；对箱体做轻量化处理后，以相同边界载荷进行强度校核；最终将汽车变速器箱体壁厚减去2mm.。
关键词：变速器箱体; 静力分析; 有限元分析; 轻量化1. 绪论1.1 引言随着汽车工业的快速发展和日益突出的能源问题，节能减排在汽车工业中越来越受到人们的重视。
目前，降低制造成本和提高整车燃油效率已成为汽车设计的要求，为实现这一目标，各大汽车制造商纷纷关注汽车轻量化技术的研究与应用。
研究表明，汽车约60%燃料消耗于自重，汽车质量每减轻10%，可降低油耗6%至8%[1]。
由此可见，汽车燃油消耗率同汽车整车整备质量密切相关，而汽车轻量化则通过对汽车结构的优化设计，最大程度内减小汽车整车整备质量，降低汽车的燃油消耗率，减少油耗。
除此之外，轻量化还可以减少汽车原材料的消耗，降低汽车的生产成本，提高汽车的操控性能，减小振动和冲击，降低噪音。
随着汽车技术的发展，现代汽车日益数字化、智能化、高级化，附加的汽车电子装置越来越多，导致汽车的质量不断增加，为控制汽车质量，必须加快汽车各组成部分的轻量化技术研究。
变速器作为汽车传动系统关键组成部分，主要由各档齿轮、轴系和变速器箱体组成，发动机输出的动力经离合器传到变速器输入轴，再通过齿轮系啮合传动将动力传至传动轴，最后动力经传动轴、驱动桥等装置传给车轮。
变速器可以改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应起步、加速、上坡等经常变化的行驶条件，使发动机在有利的工况下工作；还可以在不改变发动机旋转方向的前提下，使汽车能倒退行驶；此外利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，便于变速器换挡或进行动力输出。
变速器箱体作为安装、保护齿轮传动的机构，是保证齿轮传动副精度的基础。
在变速器工作过程中，箱体因齿轮传动承受较大的载荷，可能产生较大的变形和应力。
如果变速器箱体的刚强度不足，导致箱体产生裂纹或变形，这会造成齿轮和轴的安装误差，再加上齿轮和轴受载变形，破坏了齿轮理论上正确的啮合条件，降低了齿轮传动精度，引起齿轮传动系统的振动、冲击和噪声、齿轮的过早疲劳破坏，导致整个变速器的性能下降[2]。
为了避免上述问题，在变速器设计时常常通过加大变速器箱体的厚度来提高其刚强度，但同时也加大了变速器箱体自重，进而增加了车重量，影响汽车的动力性和经济性，故设计合适的变速器箱体至关重要。
1.2 轻量化技术国内外研究现状和发展趋势汽车轻量化实现途径主要有两种：一是使用轻金属、现代复合材料等低密度轻质料，达到减重目标；二是从结构出发，通过改变结构，在保证刚强度不变的前提下轻重量[3]。
第一种途径存在成本高，技术不成熟等困难，这表明通过材料的轻量化减轻汽车自重虽然具有巨大潜力，但在现阶段很难实施。
而随着CAD/CAE技术的不成熟，后一种途径已经广泛应用到汽车行业。
目前，汽车结构轻量化设计的思想已入到产品设计前期，以达到汽车轻量化、操控性、安全性及成本的统一。
另外，新制造工艺的使用，使得某些结构能实现“以空代实”，达到简化结构的目的。
这些关技术决定了汽车轻量化未来发展意义重大[4]。
80年代，国外学者将结构优化设计技术和刚柔体耦合动力学仿真技术结合起来实现变速器箱体轻量化，分析变速器箱体在动态载荷下结构刚强度，根据分析结果，对箱体进行整体或局部改进，达到优化设计的目的。
国内汽车变速器箱体结构优化设计方法的研究刚刚开始，国内汽车变速器箱体结构优化设计方法的研究刚刚开始，传统的变速器箱体设计多采用有限元分析和经验设计相结合的方法，以达到目的。
如赵丽娟，刘宏梅等人先利用软件Pro/E建立了矿用减速箱体的三维实体模型，再利用ANSYS软件对箱体进行结构刚强度分析，并找出了危险区域，对箱体结构进行再设计，这种优化方法效果显著，使箱体重量和材料成本均有降低[5]。
1.3 研究内容和意义1.3.1 研究内容根据汽车变速器总成结构和工作原理，重点研究变速器箱体在静载荷和动载荷下结构刚强度，并基于结构强度分析结果对箱体进行轻量化设计，实现变速器箱体轻量化的目的。
具体内容可分为以下五部分：1运用静力学分析，得到各挡离合器总成与箱体之间的最大轴承力，作为箱体有限元分析的边界载荷；2 采用有限元分析方法对箱体进行强度分析，得到最大应力与最大变形量分布情况；3 根据分析结果对变速箱体拟定轻量化处理计划.4对箱体做轻量化处理后，以相同边界载荷进行强度校核，选择适当部位增加凸台，增加面积避免个别部位的应力过于集中。
5 对改后箱体进行强度分析,检验其安全系数能否合格,若合格则此方案可行,反之则再次对箱体进行静力学，应力及变形量的分析,修改相应参数使其最终达到合格的安全系数.1.3.2 研究意义箱体支撑着变速箱内的所有部件，使所有部件在工作的同时保持相对准确的位置，是变速器的骨架。
同时箱体是属于箱体类的铸造零件，结构是非常的不规则的，在其内部有着各种凸台，强筋，轴承孔，横隔板和油道孔，使其难以用偏微分方程和常微分方程来描述这个复杂的空间几何形状，也很难取得理论解析式。
箱内分布着2轴和13 个齿轮，在工作过程中的受力情况不容易分析，各个齿轮承受各级轴给的作用力。
正因为箱体结构和受力的复杂性才决定箱体是整个变速箱强度分析的主要对象。
变速器箱体是变速器的关键零部件，它在动态载荷下的刚强度问题是影响变速器齿轮正确啮合和可靠性工作的关键问题之一，因此对其结构刚强度分析与轻量化设计研究对保证变速器产品使用性能、提高零部件可靠性以及整车性能具有重要意义[6]。
变速器箱体产品原型样机采用铝合金材料，由于铝合金材料技术工艺复杂，成本较高；企业为了降低制造成本，提高产品的市场竞争力，新开发的变速器产品采用铸铁箱体，但铸铁箱体最大的缺点是太重。
本文结合企业实际生产需要，针对汽车变速器研发过程中出现的重量超标以及可能出现的箱体结构强度不足等问题，采用基本静力学分析和有限元分析，实现变速器箱体轻量化。
通过本文的研究，可降低公司现有变速器产品生产和制造成本，达到降本增效的目的，使得该变速器产品能够以较高的性价比优势进入市场，比同类产品更具有竞争能力。
因而本研究具有很强的工程实用价值和重要的理论指导意义。
2. 变速器箱体静力学分析2.1 基本参数汽车基本参数:额定功率 50kw ; 额定转速 4500 r/min ; 额定输入扭矩 106 N.m2.2 受力分析变速器箱体的结构可划分为一个箱体和一个箱盖，并通过紧固螺栓及其组件将两部分紧固，紧固螺栓和它附近的受力不作为分析的重点，所以可以将其认为是刚性约束。
根据局部影响力定理，这种局部近似处理对远处的应力和应变结果不会有明显的影响，在这里将两个部分作为一个整体来分析。
我们需要知道各挡离合器总成与箱体之间的轴承载荷，才能得到箱体的受力情况。
在此，将各挡轴与齿轮作为整体，由齿轮力学分析得到齿轮力，利用理论力学原理向轴中简化，同时计算轴承对轴的支撑力根据变速器的结构及动力传动路线，若求解箱体的最大受力载荷，分析前进一挡受力情况即可。
以下给定输入轴转矩为106N.m 。
该变速器均为直齿轮传动，每对齿轮所受的力互为作用力与反作用力，齿轮间有圆周力与径向力，无轴向力，其计算公式为： ir d T 2=ti F (2-1) αtan ti ri F F = (2-2)式中：ti F ----各齿轮圆周力； ri F ----各齿轮径向力，N ；i T -----输入转矩，N.m ； i d -----分度圆直径，m ；i ------齿轮序号，i =1～13；α-----齿轮压力角，α =20°。
受力分析时参考的直角坐标系如图所示，其中，Z 轴平行于各轴轴线，各挡离合器总成与箱体之间的轴承力用N mn 表示，角标m 代表图1中的轴，m=1～2；n 表示对应轴上的轴承，n=1～2；lmn 为计算m 轴上n 轴承力所需的结构尺寸。
N mnx 和N mny 分别代表轴承力N mn 沿x 轴和y 轴方向的分量；r i 为第i 个齿轮啮合点出径向力与x 轴所夹的锐角。
前进一挡时受力分析如下，以输入轴Ⅰ轴为研究对象，发动机输入转矩为顺时针，整体受力情况及啮合力的空间作用方向示意图如图2-1 所示，图2-1 前进一档时输入轴受力分析示意图通过方程（3）—（8），求解一轴轴承力: 121d TF t = （2-3） αtan 11t r F F = （2-4）0cos sin 1111X 1211=+++r F r F N N T t X （2-5）0sin cos 1111Y 1211=+++r F r F N N T t Y （2-6）0)cos sin ()(111111121112=+++l r F r F l l N T t X （2-7）0)cos sin ()(111111121112=+++l r F r F l l N t r Y （2-8）同理，分别以前进一挡时，输入轴与输出轴为研究对象，进行受力分析，具体受力分析图及方程式在此省略，计算得到所有轴承力结果如表 2-2所示，正号代表与图示方向相同，负号代表与图示方向相反。
表2-2 前进一档时各轴承力 输入轴/N 输出轴/NX N 11Y N 11 X N 12 Y N 12 X N 21 Y N 21 X N 22 Y N 22 -10677 5865 -9476 5205 -20468 9882 -22515 218703. 箱体有限元分析3.1 有限元分析简介有限元法(FEM)是求解复杂工程问题的一种近似数值析方法。
他的基本思想可概括为“先分后合”或“化整为零又积零为整”，具体来讲就是将一个复杂结构的连续体离散为通过有限个节点连接的有限个单元，并为每个单元选择一个能近似表达单元物理量的函数，接着建立单元节点的平衡方程组，这些平衡方程组的集合就构成代表整个结构力学特性的代数方程组，通过引入边界条件求解代数方程组，将每个单元的力学特征的组合起来就可以得到整体结构的力学特性。
这种将连续体离散成为有限的单元数和有限的节点数目的方法称为有限元法[8]。
有限元法是一种近似的求解方法，其近似性表现在两个方面：(1)单元与单元之间是通过节点连接，所以力和约束也是通过节点传递；这与实际连续体的力和约束传递方式不同。
(2)由于为每个单元选择的表达单元物理量的函数是近似的，所以单元上物理量的分布规律是近似假定的。
有限元分析过程可划分为三个阶段——有限元分析的前处理、有限元分析的计算和有限元分析的后处理。