基于COSMOS/Works的汽車EBJ型萬向節的模擬與結構分析

徐 丹

(江蘇聯合職業技術學院常州劉國鈞分院，江蘇 常州 213025)

萬向節是汽車動力傳遞的重要組成部分，EBJ(八顆鋼珠等速萬向節)是日本NTN株式會社研發申請的專利產品，其因輕量化、小型化及高效能的結構設計使汽車的底盤空間布局和節能環保更具優勢[1]。本文應用有限元分析軟件COSMOS/Works對EBJ型萬向節進行模擬與分析，研究汽車萬向節的靜態結構應力變化與分布，為我國車用萬向節的發展提供參考。

1 EBJ型萬向節結構特征

EBJ型萬向節位于汽車前輪驅動側，是由一個內輪、一個外輪、8顆鋼珠和一個保持架四個構件組成的一種等速萬向節，該萬向節總成剖面圖如圖1所示，總成爆炸圖如圖2所示。其動力傳遞路線為：發動機→變速箱→傳動軸→輸入軸→內輪→鋼珠→外輪→輸出軸→車輪總成[2]。

2 EBJ型萬向節結構模擬與分析

2.1 球軌機構靜態模擬參數設定

在COSMOS/Works中，依次設定鋼珠、內輪、外輪、保持架及中間軸的材質，負載狀況、高斯點及網格，再進行應力分析[3]。輸出選項選擇為節點的等效應力、合位移和節點的等效應變。COSMOS/Works中參數設定值見表1。

圖1 EBJ型萬向節總成剖面圖

圖2 EBJ型萬向節總成爆炸圖

表1 COSMOS/Works中參數設定值

2.2 固定位置在油封背部與接觸條件設定

設定高斯點為4、16、29，網格為6 mm、3 mm，假設扭力位置相同，大小為100 N·m、200 N·m、300 N·m，固定位置在油封背部，如圖3所示。材質為中碳鋼，設定接觸條件則可得最大應力值如圖4所示。

圖4可得6條曲線，分別在高斯點為 4、16、29 及網格為 6 mm、3 mm條件下所產生的最大應力值，其對輸入扭力值呈現正比關系。……