전기 자동차의 감속기 설계 및 유한 요소 분석

자동차 산업의 급속한 발전과 자동차 소유권의 수가 증가함에 따라 오염 물질 배출량이 증가하고 있으며 환경 문제가 점점 더 두드러지고 있으며 새로운 에너지 차량의 발전이 자동차 산업의 미래 발전의 주요 추세가되었습니다. .com. 감속기는 전기 자동차 변속기 시스템의 핵심 구성 요소 중 하나이며, 이는 모터 및 휠 회전의 영향을 직접적으로 다루며 수명은 전기 자동차의 신뢰성과 경제에 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 새로운 에너지 차량의 감소기를 연구하고 개발하는 것이 중요합니다. 행성 환원제 및 HO- 서비스 감속기로도 알려진 행성 기어 감속기가 널리 사용됩니다. 고정 구동 샤프트 전송의 대안으로, 다중 행성 휠은 이들 사이의 하중을 공유하여 내부 기어 장치를 합리적으로 사용하여 효율성을 향상시킵니다. 다른 감속기와 비교하여 행성 감소기는 작은 크기, 고효율, 큰 비율 범위 및 부하에 의한 낮은 영향의 장점을 갖는다.

1 프로그램 선택

2 감속기 설계
자동차 변속기에 사용 된 감속기의 기어는 더 많은 요소를 고려해야합니다. 직선 원통형 기어는 스트레스 요구 사항이 낮고 나선형 원통형 기어는 직선 원통형 기어보다 더 많은 장점이 있으므로이 디자인은 헬리컬 원통형 기어를 사용합니다. 기어 감속기 기어 재료 선택 40CR의 실제 작업 조건에 따르면, 템퍼링 처리, 5 학년의 기어 정밀도에 따르면, 그라인딩 프로세스를 선택하십시오.
GB/T18385-2005에 따르면 "전기 차량 전력 성능 테스트 방법"요구 사항 유형에 따르면, 차량의 전송 비율에 대한 최대 속도와 계산의 두 가지 측면의 등반 정도의 영향의 영향은 사이에 감소 속도 비율이 있어야합니다. 7 ~ 9, 디자인 요구 사항의 자동차의 힘, 경제 및 신뢰성을 충족시킬 수 있습니다. 관련 정보 및 표준에 따르면, 총 전송 비율은 최종적으로 8.7로 결정되었으며, 이는 제 1 단계 속도 비율을 3.4로, 2 단계 속도 비율은 2.5로 합리적으로 분포 된 8.7로 결정되었습니다. 기어 톱니의 수는 공식 (1)에 따라 계산되었습니다.
1 단계 활성 기어의 톱니 수는 21이고, 1 단계 구동 기어의 톱니 수는 72이며, 이는 공식 (1)에 의해 계산 될 수 있습니다.
두 번째 단계 활성 기어의 톱니 수는 24이고, 두 번째 단계 구동 기어의 톱니 수는 61이며, 이는 공식 (1)에 의해 계산 될 수 있습니다.
CATIA 소프트웨어를 사용하여 감속기의 각 부분을 개별적으로 모델링하고 설계 한 다음, 어셈블리 모듈을 사용하여이를 조립 한 다음, 마지막으로 Helical Garden Column 기어 감속기의 3 차원 모델을 얻었습니다 (그림 1).

3 기어의 강도 분석
유한 요소 분석 프로세스에는 유한 요소 모델의 확립, 메쉬 셀의 분할을위한 재료 특성의 정의, 부하 경계 조건의 부과, 데이터 분석 처리 및 계산, 분석 결과의 시각화 및 출력이 포함됩니다. .
기어가 주요로드 베어링 부분이므로 워크 벤치는 설계의 신뢰성을 보장하기 위해 기어의 유한 요소 분석을 수행하는 데 사용됩니다. 기어에 대해 선택된 재료는 40CR이며, 밀도는 7820 kg/m ', Poisson의 비율은 0.227, 탄성 계수 211 gpa 및 약 900 MPa의 항복 강도입니다. 기어는 먼저 대략적으로 메시되고 관련 매개 변수는 상세한 파티셔닝 및 업데이트를 위해 조정됩니다.
경계 조건 및 제약 조건을 결정하고 기어에 하중을 추가해야하며 기어 응력에 토크를 추가 한 다음 기어의 강도 분석이 수행되고 기어의 응력 구름 다이어그램 및 기어 변위 구름 다이어그램이 수행됩니다. 도출된다 (도 2 및 그림 3). 도 2 및도 3에서 구속을 적용한 후 기어의 최대 변위는 0.567mm 이고이 경우 기어의 최대 응력은 752mpa이며 이는 재료 900mpa이므로 기어의 강도는 설계 요구 사항을 충족합니다.

4 샤프트의 강도 분석
구동 샤프트에서 선택된 재료는 40CR이며, 동일한 유한 요소 계산이 수행되며, 해당 제약 조건 및 토크 하중이 메쉬가 나온 후 구동 샤프트에 적용됩니다. 구동 샤프트의 응력 분포 및 변위 구름이 계산됩니다 (그림 4 및 그림 5). 그림 4 및도 5에서 구속을 적용한 후 구동 샤프트의 최대 변위가 0.135mm 이고이 상황에서는 구동 샤프트의 최대 응력이 655mpa이며 응력이 어깨에 집중되어 있음을 알 수 있습니다. 800mpa의 항복 응력보다 적은 전반전 섹션 중에서 구동 샤프트의 강도는 설계 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.

5. 결론
이 논문에서, 전기 자동차의 기어 박스는 설계되었고, 전송 비율이 계산되었고, 기어 파라미터가 설정되었으며, 관련 재료를 선택 하였다. 기어 박스의 기어 및 구동 샤프트 모델을 워크 벤치 소프트웨어로 가져 왔으며 응력 및 변형을 계산하고 분석했으며 결과는 두 가지가 재료의 기계적 특성을 충족 함을 보여주었습니다. 따라서 엔지니어링 사용 요구 사항을 충족 할 수 있으며 전기 자동차 감속기의 개발 및 설계에 대한 특정 엔지니어링 참조 가치가 있습니다.