تصميم المخفض وتحليل العناصر المحدودة للسيارات الكهربائية

مع التطوير السريع لصناعة السيارات وزيادة العدد من ملكية السيارات ، تزداد انبعاثات الملوثات ، وأصبحت المشكلات البيئية أكثر وضوحًا ، وأصبح تطوير مركبات الطاقة الجديدة هو الاتجاه الرئيسي للتطوير المستقبلي لصناعة السيارات .com. يعد المخفض أحد المكونات الأساسية لنظام نقل المركبات الكهربائية ، والذي يحمل مباشرة تأثير دوران المحرك والعجلة ، ويؤثر فترة العمر بشكل مباشر على موثوقية السيارات الكهربائية واقتصادها. لذلك ، من المهم البحث وتطوير المخفض لسيارات الطاقة الجديدة. يستخدم مخفض التروس الكوكبي ، والمعروف أيضًا باسم مخفض الكواكب وخفض الخدمة HO ، على نطاق واسع. كبديل لنقل عمود محرك الأقراص الثابتة ، تشترك العديد من عجلات الكواكب في الحمل بينهما ، وبالتالي الاستفادة العقلانية لوحدة التروس الداخلية لتحسين الكفاءة. بالمقارنة مع المخفضات الأخرى ، فإن مخفضات الكواكب لديها مزايا الحجم الصغير ، والكفاءة العالية ، ونطاق نسبة كبير وتأثير منخفض عن طريق الحمل.

1 اختيار البرنامج

يتم إنتاج مخفض العتاد الأسطواني عن طريق الكربنة ، والتبريد والطحن ، وما إلى ذلك. إنه يتمتع بسعة حمل عالية الحمل ومستوى ضوضاء منخفض ، لذلك يتم استخدامه بشكل شائع في النقل الميكانيكي ويستخدم أيضًا في آلية انتقال الآلات العامة الأخرى. لديها مزايا سعة حمل عالية الحمل ، عمر طويل ، حجم صغير ، كفاءة عالية وجودة الضوء. يشمل تصنيف التروس بشكل أساسي أسنان حلزونية ومستقيمة ومتعرجة. تستخدم التروس المستقيمة بشكل أساسي في مجال السرعة المنخفضة ونقل الحمل المنخفض ؛ غالبًا ما تستخدم التروس الحلزونية في مخفضات السيارات لأنها يمكن أن يكون لها سرعة نقل عالية نسبيًا. بعد النظر الشامل ، تختار هذه الورقة الترس الحلزوني باعتباره معدات النقل الرئيسية لهذا المخفض.

2 تصميم المخفض
تحتاج التروس من المخفض المستخدم لنقل السيارات إلى النظر في المزيد من العوامل. التروس الأسطوانية المستقيمة لها متطلبات إجهاد أقل ، والتروس الأسطوانية الحلزونية لها مزايا أكثر من التروس الأسطوانية المستقيمة ، لذلك يستخدم هذا التصميم التروس الأسطوانية الحلقية. وفقًا لظروف العمل الفعلية لمواد تروس مخفض التروس ، اختيار 40Cr ، والمعالجة المتقاطعة ، ودقة الترس للصف الخامس ، حدد عملية الطحن.
وفقًا لنوع متطلبات GB/T18385-2005 "طرق اختبار أداء طاقة السيارة الكهربائية" ، بالنسبة لنسبة الإرسال للسيارة التي تقود السرعة القصوى وتأثير درجة التسلق لجانبين من الحساب ، يجب أن تكون نسبة سرعة المخفض بين 7 ~ 9 ، ويمكن أن تلبي قوة السيارة واقتصادها وموثوقية متطلبات التصميم. وفقًا للمعايير والمعايير ذات الصلة ، تم تحديد نسبة الإرسال الكلية أخيرًا على أنها 8.7 ، والتي تم توزيعها بشكل معقول ، مع نسبة سرعة المرحلة الأولى بـ 3.4 ونسبة سرعة المرحلة الثانية كـ 2.5. تم حساب عدد أسنان التروس وفقا للصيغة (1).
عدد أسنان التروس النشط في المرحلة الأولى هو 21 ، وعدد أسنان العتاد الذي يحركه المرحلة الأولى هو 72 ، والتي يمكن حسابها بواسطة الصيغة (1).
عدد أسنان التروس النشط في المرحلة الثانية هو 24 ، وعدد أسنان العتاد المرحلة الثانية هو 61 ، والتي يمكن حسابها بواسطة الصيغة (1).
تم استخدام برنامج CATIA لنمذجة وتصميم كل جزء من المخفض بشكل فردي ، ثم تم استخدام وحدة التجميع لتجميعها ، وأخيراً تم الحصول على النموذج ثلاثي الأبعاد لخفض تروس عمود الحديقة الحلزونية (الشكل 1).

3 تحليل قوة التروس
تتضمن عملية تحليل العناصر المحدودة إنشاء نموذج العناصر المحدودة ، وتعريف خصائص المواد لتقسيم الخلايا الشبكية ، وفرض شروط حدود الحمل ، ومعالجة تحليل البيانات وحسابها ، وتصور وإخراج نتائج التحليل .
نظرًا لأن الترس هو الجزء الرئيسي للحمل ، يتم استخدام Workbench لإجراء تحليل العناصر المحدودة للعتاد لضمان موثوقية التصميم. المواد المختارة للترس هي 40Cr ، بكثافة 7820 كجم/م ، ونسبة Poisson البالغة 0.227 ، معامل مرونة 211 GPA ، وقوة العائد حوالي 900 ميجا باسكال. يتم توليد الترس أولاً تقريبًا ، ثم يتم ضبط المعلمات ذات الصلة لتقسيم وتحديث مفصل.
حدد شروطها وقيودها ، ويجب إضافة الحمل إلى الترس ، ويجب إضافة عزم الدوران عند إجهاد الترس ، ثم يتم إجراء تحليل قوة الترس ، ويتم رسم تخطيطي السحابة الإجهاد وخطط إزاحة الترس في الترس مشتقة (الشكل 2 والشكل 3). من الشكل 2 والشكل 3 ، يمكن ملاحظة أن الحد الأقصى للتشريد من الترس بعد تطبيق ضبط النفس هو 0.567 مم ، وأن الحد الأقصى لضغط الترس في هذه الحالة هو 752MPa ، وهو أقل من إجهاد العائد في المواد 900MPa ، وبالتالي فإن قوة الترس تلبي متطلبات التصميم.

4 تحليل قوة العمود
المادة المحددة لعمود محرك الأقراص هي 40Cr ، ويتم إجراء نفس حساب العناصر المحدودة لذلك ، ويتم تطبيق القيود المقابلة وعزم الدوران على عمود محرك الأقراص بعد تقسيم الشبكة. يتم حساب توزيع الإجهاد وسحابة الإزاحة من عمود محرك الأقراص (الشكل 4 والشكل 5). من الشكل 4 والشكل 5 ، يمكننا أن نرى أن الحد الأقصى للتشريد لعمود محرك الأقراص هو 0.135 مم بعد تطبيق ضبط النفس ، وأن الحد الأقصى لضغط عمود محرك الأقراص هو 655MPa تحت هذا الظرف ، ويتم تركيز الإجهاد في الكتف من القسم النصف الأول ، وهو أقل من إجهاد العائد البالغ 800 ميجا باسكال ، بحيث يمكن لقوة عمود محرك الأقراص تلبية متطلبات التصميم.

5. الخلاصة
في هذه الورقة ، تم تصميم علبة التروس للسيارة الكهربائية ، وتم حساب نسبة الإرسال ، وتم إنشاء معلمات التروس ، وتم اختيار المواد ذات الصلة. تم استيراد نماذج رمح الترس والقيادة في علبة التروس إلى برنامج Workbench ، وتم حساب الإجهاد والضغط وتحليله ، وأظهرت النتائج أن كلاهما يفي بالخصائص الميكانيكية للمواد. لذلك ، يمكن أن تلبي متطلبات الاستخدام الهندسي ولديها قيمة مرجعية هندسية معينة لتطوير وتصميم مخفض المركبات الكهربائية.