새로운 에너지 차량의 병렬 샤프트 감소의 정적 토크 테스트 분석

내용물

2 테스트 프로세스

3 테스트 분해 및 분석

4 결론

감속기는 새로운 에너지 차량의 변속기 성분의 중요한 부분이며, 이는 토크를 증가시켜 차량 타이어를 구동하기 위해 모터의 출력 토크를 출력 샤프트로 전송할 수 있습니다.
감속기의 전송 성능은 차량의 효율, 부드러움 및 구동력에 직접 영향을 미칩니다.
감속기의 최대 전송 토크는 바디 재료, 구조적 강도 및 기어 성능에 의해 직접 영향을받습니다.
감속기의 최대 정적 토크는 테스트를 통해 분석되어 감속기 작동의 신뢰할 수있는 작동을 보장합니다.
새로운 에너지 차량 평행 샤프트 감속기를 연구하고, 비정상적인 고장이 발생할 때까지 일정한 속도로 입력 토크를 증가시켜 정적 토크 테스트를 수행하고, 고장 원리를 분석 하였다.
결과는 기어 박스의 정적 비틀림 안전 계수가 2.56이라는 것을 보여줍니다. 이는 기어 박스 반 샤프트 기어의 설계 요구 사항을 충족하며 행성 기어 금속 통계 및 경도는 설계 요구 사항에 따라 다릅니다.

1 감소기 소개
테스트의 객체는 그림 1과 같이 새로운 에너지 승용차의 2 차 구동을위한 평행 샤프트 감소기입니다.

입력 끝은 입력이있는 스플라인 샤프트이며 출력 끝은 출력지지 베어링을 위해 두 개의 반 샤프트를 연결하는 차동 기어입니다.
감속기 설계 정격 토크, 정격 속도 및 기타 매개 변수가 표 1에 나와 있습니다.
설계의 시작 부분에서 구성 요소의 강도와 수명이 점검되었으며, 각각의 주요 구성 요소의 정적 비틀림 강도는 최대 입력 토크의 2.5 배 이상인 설계 범위 내에있었습니다. .

2. 테스트 절차
2.1 테스트 방법
감속기의 입력 끝은 어댑터 및 범용 커플 링을 통해 구동 모터에 연결되며, 차동 출력의 스플라인은 두 출력 하프 샤프트에 연결되고도 2에 표시된 것처럼 툴링베이스에 고정된다.

2.2 시험의 예비 분석
기어 톱니는 베어링의 압박력, 약혼시 굽힘 력, 구동 샤프트의 굽힘 힘, 구동 샤프트에서 베어링의 압박력, 그리고 약혼에 대한 베벨 기어의 굽힘 응력에 노출됩니다. 정적 비틀림 테스트 동안 차등 하우징 내부.
따라서 정적 비틀림 테스트 연속 하중은 125.1 ° 구동 샤프트 회전 범위에서 테스트의 다른 부분의 하나 또는 여러 부분이 피크 토크의 3 배 생성되고 붕괴 소리의 3 배를 동반 할 수 있습니다.
따라서 적어도 3 개의 부품이 파손되거나 실패했다고 판단 할 수 있습니다.

3. 분해 및 분석을 테스트합니다
3.1 분해 및 검사
레코어가 테스트 벤치에서 제거 된 후, 입력 샤프트는 자유롭게 회전하고 차동 샤프트를 회전시킬 수 있으며, 차동의 두 출력 절반 샤프트는 같은 방향으로 동일한 속도로 회전 할 수 있지만 차동 속도를 수행 할 수 없습니다. 따라서 예비 판단은 감속기 드라이브 기어의 기어 톱니가 실패하고 파손되지 않았으며 고장 부위는 차동 내부에 있다는 것입니다.
분해 및 검사에 따르면 변속기 기어 톱니의 뿌리에는 균열이 없으며 약정과 관련된 치아 표면에는 분명한 압출 자국이 없습니다.
베어링은 스톨 링과 같은 명백한 이상없이 부드럽게 회전했습니다.
케이스의 베어링 구멍에 들여 쓰기 및 변형이 없음
구동 샤프트의 균열과 변형이 없습니다
변속기 샤프트는 정적 비틀림 아래에 있으며, 이는 기어 박스의 변속기 기어, 베어링, 케이스 및 강도가 충분하다는 것을 의미합니다.
그림 4에 표시된 것처럼 차동 기어 하우징의 명백한 변형 및 고장이 없습니다.
차동 기어를 분해하고 차동 기어의 두 절반 샤프트 기어의 톱니에 균열이 있고 차동 기어는 형광성 자기 입자 검사 및 결함 검출을 받는다는 것을 알게됩니다.
반 샤프트 기어 I에는 두 개의 균열이 있었는데, 두 개의 행성 기어의 위치에 위치한 두 개의 균열이 있었고, 균열의 치아의 뿌리에있는 두 개의 균열은 매우 크고 균열은 명확하게 보였고, 분명히 보였고, 균열은 명확하게 보였고, 균열은 기어 치아의 뿌리를 따라 갈라졌으며 그림 5와 같이 치아 끝면과 치아 측면에 균열이있었습니다.

small에서의 균열은 육안으로 작고 찾기가 어렵고, 균열은 그림 6과 같이 두 이빨의 뿌리와 측면에 존재합니다.
반 샤프트 기어에는 두 개의 균열이 있으며, 두 개의 행성 기어가있는 메쉬 위치에 위치하고 균열의 치아의 뿌리에있는 두 개의 균열은 알몸 눈에 명백하고 보입니다. 또한도 7과 같이 치아 끝면의 균열.
균열은 육안으로 더 분명하고 보이며, 그림 8과 같이 치아 뿌리, 치아 끝면 및 치아 측면에 균열이 있습니다.
행성 기어는 균열이 있고, 균열은 분명하지 않으며, 육안 눈은 형광성 자기 입자 검사에서 명확하게 볼 수 없으며, 균열은 치아 끝면에 있습니다.
내림차순 순서 : 반 샤프트 기어 I 크래크 I 반 샤프트 기어 작업 균열 ① 반 샤프트 기어 작업 크랙 ②, 반 샤프트 기어 I 크랙 ②, 행성 기어 I 휠 크랙

3.2 실패 분석
3.2 원인 분석
치아 표면과 치아 뿌리에서 생성 된 균열은 골절 균열을 구부리고 있습니다.
정적 비틀림 테스트에서, 차동 기어는 행성 기어를 통해 하프 샤프트 기어와 메시되고, 토크는 반 샤프트 기어로 전송 된 다음 고정 툴링으로 전송됩니다.
따라서이 과정에서 메쉬의 기어 톱니는 주로 굽힘 응력에 노출되므로 메쉬의 기어 톱니는 굽힘 골절이 발생합니다.
정적 토크 하중에서 3 개의 토크 피크의 이유는 차동 베벨 휠이 각 메쉬에 관련된 4 쌍 이상의 베벨 기어가 있기 때문입니다.
토크 피크에 처음 도달하면 메쉬와 관련된 하프 샤프트 기어 톱니 중 하나의 루트가 분리되고 드라이브 토크가 언로드됩니다.
하중 아래에서 첫 번째 갈라진 반 샤프트 기어 기어 톱니의 두 번째 재 장전은 기어 톱니 중 하나가 무너질 때까지 다른 3 개의 기어를 압박 한 다음 두 번째와 같은 원리를 두 번째 원리로 내리는 것입니다. 시간, 세 번째 기어 치아가 무너질 때까지 다른 두 기어를 짜내고
3.2.2 골절 분석
차동 반 샤프트 기어 및 행성 기어 재료는 20CRMO 기화 된 소방 스틸, 58 ~ 62HRC의 표면 경도 요구 사항, 30 ~ 42HRC의 핵심 경도 요구 사항입니다.
해부학 적 분석, 테스트 결과는 표 2에 나와 있으며 모두 설계 요구 사항을 충족합니다.

뿌리 균열 균열 균열의 골절 분석을위한 반 샤프트 기어 I 크랙 ① ((그림 5)의 가장 심각한 실패는 뿌리에 5 개의 균열 균열의 심각한 존재가 명백하지 않은 플라스틱 변형이 아니며, 그 중 2 개는 뿌리에 위치합니다. 치아의 균열은 내부 스플라인 치아 뿌리의 전이 근처에 위치하고, 다른 균열은 치아 홈의 바깥 쪽 가장자리의 치아 뿌리 전이에 위치하며, 치아 홈 두께의 바깥 쪽 가장자리는 특히 얇습니다. 치아 전이의 최소 두께.
다른 세 개의 작은 균열은 치아 끝면과 치아 측면에 존재합니다.
치아 홈의 바깥 쪽 가장자리에서 치아 뿌리가 전이시 더 큰 개구부를 갖는 균열 중 하나는 수동으로 절단되어 개방 골절의 거시적 형태가 그림 10에 나와 있으며, 전체 골절은 다음과 같습니다. 은빛 회색 금속 광택, 명백한 방사형 줄무늬가 있으며, 치아 그루브의 바깥 쪽 가장자리와 기어 톱니 사이의 전이의 모따기에서 방사형 줄무늬의 방향을 볼 수 있습니다.
그림 11-14는 균열 소스를 보여줍니다. 그림 13 (예 : 그림 11 중단 된 I 영역) 결정 형태를 따라 미세한 형태, 모따기 표면 가공의 골절 소스는 더 깊고 슬래그, 드문 및 구식 균열 결함 특성이 더 깊어집니다.
그림 14 (예 : 그림 11 파괴 II 영역) 미세한 형태, 거친 둥지 형태에 의해 지배

GB/T10561-2005의 비금속 포함 수준에 따른 GB/T10561-2005 평가에 따르면, 금속성 검사 금속계에 대한 기어 치아 전환 단면 시편의 완전한 치아 홈 바깥 쪽 모서리를 절단하십시오 : A1.0, D0. .5는 물질 순도가 양호하다는 것을 나타냅니다
요약하면, 기어 균열은 과부하 취성 균열의 특성을 가지며, 균열 소스는 치아 홈의 외부 가장자리의 응력 농도 및 치아 전이의 모형의 구조에 위치하며, 골절 공급원은 슬래그 스파 스 스파 스 및 오래된 균열 결함.

3.2.3 안전 요인
감속기의 정적 비틀림 안전 계수는 S = m / mmax = 667 / 260 = 2.56입니다. 여기서 : mmax는 감속기 M의 최대 입력 토크는 고장시 감소의 토크입니다.
QC/T1022-2015에 따르면 "순수한 전기 승용차 감속기 조립을위한 기술 조건"5.2.9에 따르면, 정적 비틀림 강도 예비 계수는 2.5 이상이어야하며 안전 계수는 설계 요구 사항을 충족합니다.

4. 결론
(1) 정적 비틀림 테스트의 차동 내부의 기어는 분리되어 실패했으며 나머지 부분은 정상이었습니다.
(2) 차동 반 샤프트, 기어 행성 기어 금속 및 경도는 설계 요구 사항에 따라, 골절 골절은 부서지기 쉬운 골절이다.
(3) 정적 비틀림 테스트에서 감속기의 토크 안전 계수는 2.56이며, 이는 설계 요구 사항을 충족합니다.
감속기의 정적 토크 테스트 및 분석을 통해, 감속기의 약점이 반사되어, 이는 제품의 설계 및 성능의 추가 개선을위한 기초를 제공한다.