一、有限元模型

图15-35 变速器总成FEM模型

CAE分析的基础是有限元模型。变速器结构复杂、紧凑，其外壳形状不规则，内部包含轴类、轴承类、齿轮等多种零部件。因此，如何准确、快速地将CAD数据转化为有限元分析模型，是关键的一步。图15-35是一款变速器总成的FEM模型。

变速器总成一般由变速器壳体、离合器壳体、轴、轴承和齿轮等零部件构成。变速器壳体、离合器壳体多是铝合金铸造件，厚度不均，且其上布有多处的加强筋。在划分有限元网格时，尽量采用六面体一次单元，一些细小的加强筋也根据其形状做出，虽然这样做很困难，但是这种模型的计算精度最高。也有人使用二维壳单元（四边形、三角形），根据壳体厚度的不同，划分多个区域。不推荐使用软件的自动划分网格功能，因为一般的软件只能自动划分为四面体单元，这种模型的计算精度最低。

轴类零件可以模拟为梁单元，既能保证计算精度，又可以快速成形。而齿轮一般不用做出，通常以集中质量代替，并输入其质量、转动惯量等参数。

最终变速器总成的组装有螺栓、定位销、过盈装配等，还要考虑配合面的接触、螺栓的预紧力等因素。