纯电动汽车两挡自动变速箱齿轮接触疲劳寿命研究

发布时间：2017-12-15 19:12

  本文关键词：纯电动汽车两挡自动变速箱齿轮接触疲劳寿命研究

  更多相关文章： 变速箱 齿轮接触疲劳 循环计数方法 S-N方法

【摘要】：电机加两挡自动变速箱的传动模式能有效提高纯电动汽车传动效率,提升动力性能,具有很大市场前景,由此也带来纯电动汽车两挡变速箱可靠性、安全性问题。目前对纯电动汽车变速箱研究主要集中于传动比优化、结构设计方面,对两挡变速箱齿轮接触疲劳寿命研究较为少见,齿轮作为变速箱的关键零部件,其接触疲劳寿命决定了纯电动汽车两挡变速箱的可靠性。变速箱齿轮接触疲劳寿命研究关键在于齿轮接触疲劳载荷谱的获取与处理以及采用合适的疲劳理论进行寿命计算。目前由于未有搭载两挡变速箱的纯电动汽车整车,无法采用普通燃油汽车道路试验的方式获得纯电动汽车变速箱的工况,又由于现有变速箱载荷谱计数方法雨流计数法不符合齿轮实际接触应力过程,无法采用现有雨流计数法进行载荷谱的处理,这些都将导致对于当前设计出的纯电动汽车两挡变速箱无法进行较为精确的接触疲劳寿命估算。针对以上这些问题,本论文提出了一种基于瞬时道路工况UDDS道路工况获取纯电动汽车两挡变速箱接触疲劳载荷谱的方法。利用该方法获取接触疲劳载荷谱具体步骤为：首先基于瞬时道路工况UDDS工况,利用二参数换挡规律,依据汽车行驶方程,在MATLAB/Simulink中建立纯电动汽车两挡自动变速箱工况模型,进行仿真获取变速箱工况,包括挡位信息、转速信息与一挡二挡扭矩信息,然后采用接触应力计算公式得到变速箱齿轮接触应力谱。之后本文通过对齿轮接触应力过程特性的研究提出了一种改进的载荷循环计数方法,利用该方法对载荷谱进行计数得到了应力幅值均值-频次关系,最后通过名义应力法S-N方法与疲劳累积损伤理论计算得到变速箱齿轮接触疲劳寿命值。为了验证上述计算方法的可行性,本论文利用一款纯电动汽车正常行驶状态下实际测得的车速信息代替瞬时道路工况UDDS工况,利用已建立的两挡自动变速箱Simulink模型仿真得到实测车速下两挡变速箱工况,接着采用多种有限元仿真软件联合仿真的方式得到实测车速工况下两挡变速箱齿轮接触疲劳寿命,与第一种计算方法得到的寿命进行对比,验证第一种计算方法的可行性。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72

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