新しいエネルギー車用の平行シャフト還元剤の静的トルクテスト分析

コンテンツ

2テストプロセス

3テスト分解と分析

4結論

還元剤は、新しいエネルギー車両のトランスミッションコンポーネントの重要な部分であり、モーターの出力トルクを還元剤を介して出力シャフトに送信して、トルクを増やすことで車両タイヤを駆動できます。
還元剤の伝送性能は、車両の効率、滑らかさ、駆動力に直接影響します。
還元剤の最大透過トルクは、その身体材料、構造強度、ギア性能に直接影響を受けます。
レデューサーの最大静的トルクは、テストを通じて分析され、動作中の還元剤の信頼できる動作を確保します。
新しいエネルギービヒクルの平行シャフト還元剤を研究し、異常な故障が発生するまで一定の速度で入力トルクを一定の速度で増加させることにより、静的トルクテストを実施し、故障原理を分析しました。
結果は、ギアボックスの静的ねじれの安全係数が2.56であり、ギアボックスのハーフシャフトギアの設計要件を満たし、惑星ギアの金属造影と硬度が設計要件に従っていることを示しています。

1レデューサーの紹介
テストのオブジェクトは、図1に示すように、新しいエネルギー旅客車のセカンダリドライブのための平行シャフト還元剤です。

入力端は、入力を備えたスプライドシャフトであり、出力端は、出力サポートベアリング用の2つのハーフシャフトを接続する微分ギアです。
還元剤の設計定格トルク、定格速度、その他のパラメーターを表1に示します
設計の開始時に、コンポーネントの強度と寿命がチェックされ、それらはすべて設計範囲内にあり、各キーコンポーネントの静的ねじれ強度は最大入力トルクの2.5倍を超え、一部のコンポーネントは3倍以上でした。

2.テスト手順
2.1テスト方法
還元剤の入力端は、アダプターを介してドライブモーターに接続され、ユニバーサルカップリングがあり、ディファレンシャル出力のスプラインは2つの出力ハーフシャフトに接続され、図2に示すようにツーリングベースに固定されています。

2.2テストの予備分析
ギアの歯は、ベアリングの絞り力、エンゲージメントの曲げ力、駆動シャフトの曲げ力、駆動シャフトのベアリングの絞り力、およびエンゲージメントでのベベルギアの曲げ応力にさらされます。静的ねじれテスト中の微分ハウジング内。
したがって、静的ねじれテストの連続荷重は、125.1°駆動シャフト回転の範囲でテストの異なる部分の1つまたは複数の部分がピークトルクの3倍を生成し、崩壊の音の3倍を伴う故障につながる可能性があります。
したがって、少なくとも3つの部分が壊れたり故障したりする必要があると判断できます

3.分解と分析をテストします
3.1分解と検査
テストベンチから還元剤が取り外された後、入力シャフトは自由に回転し、微分シャフトを駆動して回転させ、微分の2つの出力半シャフトは同じ速度で同じ速度で回転できますが、差動速度を実行できません。 、したがって、予備的な判断は、還元剤駆動ギアのギア歯が失敗して壊れておらず、故障サイトが差異の内側にあるということです。
分解と検査では、トランスミッションギアの歯の根に亀裂がなく、エンゲージメントに関与する歯の表面に明らかな押出マークはないことがわかりました。
ベアリングは、失速などの明らかな異常なしにスムーズに回転しました
ケースのベアリング穴にはインデントと変形はありません
ドライブシャフトの亀裂や変形はありません
トランスミッションシャフトは静的なねじりの下にあります。これは、ギアボックスの伝送ギア、ベアリング、ケース、強度で十分であることを意味します。
図4に示すように、微分ギアハウジングの明らかな変形と故障はありません
微分ギアを分解し、微分ギアの2つのハーフシャフトギアの歯に亀裂があり、微分ギアに蛍光磁性粒子検査と欠陥検出がかかることがわかります。
ハーフシャフトギアIには2つの亀裂がありました。これは2つの惑星ギアの位置にあり、亀裂の歯の根の2つの亀裂が非常に大きく、亀裂ははっきりと見え、図5に示すように、亀裂はギア歯の根に沿ってひび割れ、歯の端と歯の側にも亀裂がありました。

②の亀裂は小さく、肉眼で見つけるのが困難であり、図6に示すように、亀裂は2つの歯の根と側面に存在します。
また、ハーフシャフトギアには2つの亀裂があり、2つの惑星ギアとメッシュ位置にあり、亀裂の歯の根の2つの亀裂は肉眼では明らかで見えます。また、図7に示すように、歯の端面の亀裂もあります。
亀裂は、より明白で肉眼で目に見えるものであり、図8に示すように、歯の根、歯の端、歯の側にひび割れがあります
惑星ギアには亀裂があり、亀裂は明らかではありません。肉眼では、蛍光磁性粒子検査の下ではっきりと見えません。図9に示すように、亀裂は歯の端にあります。
降順の亀裂：ハーフシャフトギアI亀裂

3.2障害分析
3.2原因分析
歯の表面と歯の根に生成される亀裂は、骨折亀裂を曲げています
静的ねじれテストでは、微分ギアは惑星ギアを介してハーフシャフトギアとメッシュ化され、トルクはハーフシャフトギアに、次に固定ツールに送信されます。
したがって、このプロセスでは、メッシュのギア歯は主に曲げ応力にさらされているため、メッシュのギア歯は曲げ骨折を起こしやすいです
静的トルク荷重で3つのトルクピークの理由は、微分ベベルホイールに各メッシュに4組以上のベベルギアが関与しているためです。
トルクのピークに初めて到達したとき、メッシュに関与するハーフシャフトギア歯の1つの根が壊れ、ドライブトルクがアンロードされます
最初のひび割れたハーフシャフトギアの歯の歯の2番目のリロードは、荷物の1つの1つが崩壊するまで他の3つのギアを絞りながら、ひび割れた場所で拡張し続け、2番目と同じ原則を3回目の荷を降ろします。時間、3番目のギアの歯が崩れるまで他の2つのギアを絞る
3.2.2骨折分析
差動ハーフシャフトギアと惑星ギア材料は、20CRMO浸炭火鋼、58〜62HRCの表面硬度要件、30〜42HRCのコア硬度要件です。
解剖学的分析、テスト結果を表2に示し、すべて設計要件を満たしています

ハーフシャフトギアの最も深刻な故障I亀裂①（（図5）根亀裂の亀裂亀裂の破壊分析のための根の深刻な存在は明らかな塑性変形ではなく、その2つは根にあります。歯の亀裂は、内側のスプラインの歯の根の遷移の近くに配置され、別の亀裂は歯溝の外側の端の歯の根の移行にあり、歯溝の厚さの外側の端は薄く、特に歯の遷移の最小厚さ。
歯の端と歯の側面に他の3つの小さな亀裂が存在します
歯溝の外側の端の歯の根の移行時に大きな開口部がある亀裂の1つを手動で切断して除去して開くために、開いた骨折の巨視的な形態を図10に示します。銀色の灰色のメタリック光沢、明らかな放射状の縞があり、歯の溝の外側の縁とギア歯の間の移行の面取りから放射状の縞模様の方向が見られます。厚さは最も薄いです
図11-14は、亀裂源の図13（すなわち図11の中断されたI領域）の結晶形態に沿った顕微鏡形態、面取り表面の骨折源、より深く、スラグ、スパース、昔の亀裂欠陥特性をマークします。
図14（つまり、図11骨折II領域）微視的な形態、丈夫な巣の形態が支配する

GB/T10561-2005非金属包含レベルの評価に従って、図15に示すように、図15に示すように、金属学的検査金属学のために、完全な歯溝の外側の端とギア歯の遷移断面積標本を切り取ります：A1.0、D0、D0 .5は、その材料の純度が良いことを示します
要約すると、ギア亀裂には過負荷の脆性亀裂の特性があり、亀裂源は歯溝の外側の縁の応力濃度の構造にあり、歯の遷移の面取りの構造にあり、破壊源は見られません。スラグのまばらで古い亀裂の欠陥。

3.2.3安全係数
還元剤の静的ねじれ安全係数はS = m / mmax = 667 /260 = 2.56です。ここで、mmaxは還元剤Mの最大入力トルクです。
QC/T1022-2015によると、「純粋な電気乗用車の還元剤アセンブリの技術条件」5.2.9、静的ねじれ強度予備要因は2.5以上でなければならず、安全係数は設計要件を満たしています

4.結論
（1）静的ねじれテストの微分内のギアはばらばらで故障し、残りの部分は正常でした。
（2）差動ハーフシャフト、ギア惑星ギアの金属造影と硬度は、設計要件に従って、骨折骨折は脆性骨折です。
（3）静的ねじれ試験におけるレデューサーのトルク安全係数は2.56であり、設計要件を満たしています。
還元剤の静的トルクテストと分析により、レデューサーの弱点が反射され、製品の設計と性能のさらなる改善の基礎が提供されます。