基于ANSYS客車驅動橋齒輪副的應力分析

中圖分類號：U463.218 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639(2025)06-0114-03

Stress AnalysisofBusDrive AxleGear Pairs Basedon ANSYs

ShengPaipai，LiuYifan，WangSen

(Shangqiu Institute of Technology，School of Mechanical Engineering，Shangqiu 476Ooo，China）

【Abstract】Basedon the design requirements of thebus driveaxle，this article elaborates on the current technical statusanddevelopmenttrendof thedriveaxle，anduses the finite element analysis tolANSYSWorkbench to conduct mechanicalanalysisonthegear pairs inthedrive axle，mainlyanalyzingthe stressclouddiagrams of thehighandlow speed gear pairs underdiferent working conditions.The analysis results show thatthe maximum contactstress value of the high-speedgear pairis169.46MPaandthatof thelow-speed gearpairis 600.69MPa.Referring totherequirements ofthedriveaxledesigncode，itisless thantheyieldlimitofthematerial.Then，basedontherequirementsofthedrive axledesigncode，verifythat the designandmaterialsof the driveaxlearereasonable toensurethereliableuse of the drive axle.

【Key words】 ANSYS；drive axle；gear pair；stress analysis

0 引言

中型客車專為城市與鄉村之間的交通運輸而設計。它擁有寬敞舒適的內部空間，可容納眾多乘客，同時保證了乘坐的舒適度。車輛配備了先進的驅動系統和懸掛裝置，為乘客提供平穩、安全的行車體驗。客車還注重節能環保，采用高效低耗的動力系統和環保材料，為創造綠色出行貢獻力量。驅動橋是汽車中最重要的系統之一，用于動力傳輸和分配。近年來，許多汽車制造商和供應商都做出了巨大努力來提高車輛傳動系統的性能。

1 ANSYS在齒輪應力分析中的應用

在現代工程設計中，準確預測和分析齒輪副在不同工況下的應力分布對于確保驅動橋的可靠性和耐久性至關重要2。ANSYS軟件作為一款強大的有限元分析工具，已被廣泛應用于齒輪應力分析領域。通過ANSYS，工程師能夠構建精確的三維模型，模擬齒輪副在實際工作中的受力情況，從而識別潛在的應力集中區域。例如，在對客車驅動橋低速齒輪副進行應力分析時，ANSYS能夠提供詳細的應力分布圖，揭示齒輪在承受扭矩和傳遞動力時的應力變化趨勢。在一項針對特定客車驅動橋低速齒輪副的研究中，通過ANSYS模擬發現，在齒輪嚙合區域存在顯著的應力集中現象，這與實際故障案例中齒輪斷裂的位置高度吻合。這不僅驗證了ANSYS模型的準確性，也強調了在設計階段進行應力分析的重要性。

2 驅動橋齒輪副設計基礎

2.1齒輪副的結構與工作原理

現代客車驅動橋結構主要為低速齒輪副，其結構及工作原理直接影響著整個傳動系統的動力效率和運轉可靠性。……