【摘 要】
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由于纯电动车增加了制动能量回收工况,差速器作为传动装置的一部分,对其齿轮疲劳寿命提出了更高的要求。本文将采用数值分析、正交实验与实验研究相结合的方法,对某纯电动车差速器齿轮进行修形优化研究,提高其疲劳寿命。首先,利用CATIA对差速器齿轮参数化建模,建立了行星齿轮和半轴齿轮的三维模型;对差速器齿轮进行有限元建模和仿真分析,得出单齿啮合最高点为齿面接触应力和齿根弯曲应
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由于纯电动车增加了制动能量回收工况,差速器作为传动装置的一部分,对其齿轮疲劳寿命提出了更高的要求。本文将采用数值分析、正交实验与实验研究相结合的方法,对某纯电动车差速器齿轮进行修形优化研究,提高其疲劳寿命。首先,利用CATIA对差速器齿轮参数化建模,建立了行星齿轮和半轴齿轮的三维模型;对差速器齿轮进行有限元建模和仿真分析,得出单齿啮合最高点为齿面接触应力和齿根弯曲应力最大值点,并与理论计算结果对比,得出行星齿轮强度满足要求。其次,确定了齿廓修形量、齿向修形量、齿向修形因子Ⅰ和修形因子Ⅱ的区间,再利用KISSsoft,分析齿轮修形量对传动误差峰值差、齿面最大接触应力、行星齿轮和半轴齿轮齿根最大弯曲应力的影响。得到:齿廓修形量对传动误差峰值差、行星齿轮齿根最大弯曲应力影响最大,齿向修形量对齿面最大接触应力影响最大;对于半轴齿轮齿根最大弯曲应力,齿廓修形量影响最小。之后,通过Minitab进行全因子实验建立四个响应量的回归模型,得到了行星齿轮的最优修形方案:齿廓修形量40μm、齿向修形量10μm、修形因子Ⅰ为0.363以及修形因子Ⅱ为0.5。最后,通过有限元仿真分析了行星齿轮在驱动、制动工况下齿面接触应力和齿根弯曲应力,利用nCode计算了修形前后行星齿轮的齿面接触疲劳损伤和齿根弯曲疲劳损伤,并进行了差速器台架实验,结果表明:修形后行星齿轮疲劳损伤有损降低,齿轮修形优化是可行的。
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