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变速箱壳体是变速器结构中的重要组成部件，起到支撑、保护齿轮传动机构的作用。壳体性能好坏直接影响整个变速箱结构的性能，间接地影响整车的使用性能。壳体强度不够会造成局部出现裂纹甚至壳体损坏；壳体刚度不足会影响齿轮传动平稳性、**性，从而降低整个变速箱的动态性能和使用寿命。壳体的动态性能会直接影响整个变速箱的振动和噪音，从而影响驾乘人员的舒适性。随着变速箱新技术的应用以及整个社会环保意识的与日俱增，变速箱向尺寸小、质量轻的方向发展。这就对壳体的性能提出了更高的要求，以保证变速器使用性能更佳。 

采用有限元方法对变速箱壳体的刚强度、动态性能分析已经成为国内外变速器研究机构和生产厂家的主要手段。刘宏昭[1]的“轨道车变速箱壳体强度研究”、北京理工大学胡纪滨[2]的“液压机械变速器有限元分析与改进”、东北大学孙德志[3]“金属带式无级变速器壳体的强度和刚度分析”都是采用该基本原理进行分析计算。本文以某轻卡变速器壳体作为研究对象，详细分析了壳体受力情况和约束边界，并利用专业软件提取壳体的受力数值，从而提高分析时边界条件施加的合理性和准确性；此外，对该壳体进行动态分析，提取壳体结构的固有频率与振型，为后续研究壳体结构的频率响应分析做准备。  

1变速器壳体静态性能分析  

1.1建模 

变速箱壳体表面特征多而复杂，不易直接在CAE软件中建模。本文以某型号轻卡壳体为研究对象，利用三维软件建立壳体数模，采用专业、高效HYPERMESH进行壳体模型的几何清理。由于壳体结构表面的复杂性，采用四面体单元进行网格划分，同时为了降低四面单元刚化作用：首先在壳体表面布置高阶二维单元，再根据已经生成的二维单元生成三维单元，完成后的有限元模型如图1所示,共生成1044358个10节点四面体单元。龙工850铲车波箱生产,龙工850铲车波箱型号,龙工850铲车波箱制作,龙工853铲车波箱厂家

壳体受力分析 

变速箱在运行过程中，工作齿轮啮合产生的作用力通过轴承作用在变速箱壳体轴承孔上。本文利用专业传动系统软件建立整个变速器传动机构模型；借助CAE软件提取壳体的刚度矩阵，导入传动系统软件中，并在轴承处将壳体与传动机构相连接。按照变速箱静扭强度国标要求[5]，*危险工况为1档转速下的3倍扭矩，本文对该工况下变速箱结构的强度、刚度进行校核，*后提取各轴承处的作用反力，如表2所示。

约束和连接处理 

位移边界条件用来描述模型实际支撑条件的约束。变速箱结构主要依靠离合器壳体与发动机进行连接来保持支撑，在后壳体上有辅助支撑，约束施加如图4中黄色三角形部分所示。离合器壳体、主壳体、后壳体、操纵器壳体、取力器壳体等结构之间装配是通过螺栓连接，在分析中采用建立刚性连接的方式模拟螺栓连接。

根据RADIOSS计算结果可知：离合器壳体上*大变形为0.22mm，位于与中间轴前轴承相连接的壳体轴承孔处（6号轴承）；主壳体上*大变形为0.19mm，出现在输出轴与主壳体相连接的轴承孔处（4号轴承）；后壳体上*大变形为0.14mm，出现在与主壳体联接端面螺纹孔处。各壳体变形云图如图5所示： 

图5各壳体应变云图 

离合器壳体上*大应力为188.3MPa，位于中间轴轴承孔加强筋板上；主壳体上*大应力为199.5MPa，位于输出轴后轴承孔加强筋板处；后壳体上*大应力为166.5MPa，出现在壳体边缘处；由于计算时是采用3倍静扭加载，且上述壳体的*大应力均小于材料许用应力330MPa，故可判定壳体结构安全。