一种快速优化新能源差速器组件的设计参数的方法技术

一种快速优化新能源差速器组件的设计参数的方法，包括以下步骤：1）建立差速器下列组件的三维模型：

【技术实现步骤摘要】
一种快速优化新能源差速器组件的设计参数的方法


[0001]本专利技术涉及汽车制造领域，具体涉及一种快速优化新能源差速器组件的设计参数的方法。

技术介绍

[0002]在差速器组件开发过程中，通过台架实验对差速器组件的设计参数进行可靠性分析，判断差速器组件是否满足出厂标准。但是，仅按照设计需求根据经验值生产出来的差速器组件，通常会因为以下几个问题，导致台架实验中出现差速器壳体破裂、差速器内的锥齿轮齿面点蚀、齿根断裂等情况：
⑴ꢀ
没有考虑半轴对差速器总成产生的影响；
⑵ꢀ
采用经验值作为锥齿轮的修形参数，忽略了当前的差速器壳体形变对锥齿轮的啮合产生的影响；
⑶ꢀ
采用经验值作为开发行星轴零件的依据，没有按照实际情况对当前差速器内部的行星轴直径进行优化；
⑷ꢀ
采用经验值作为齿根设计的依据，没有按照实际工况对当前差速器内部齿轮的齿根参数进行优化；综上所述，目前的差速器组件开发过程，制造出来的差速器组件不能完全符合实际工况，只能根据实验结果调整设计参数后，重新生产差速器组件，再次通过台架实验进行判断其设计参数是否满足实际工况的需求，直到制造出的差速器组件在台架实验中表现达到预期要求，耗时耗力，大大的增加了差速器组件的开发成本。
[0003]亟待一种能够快速优化新能源差速器组件的设计参数的方法，使制造出的差速器组件符合实际工况，满足出厂标准，减少差速器组件开发的成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种快速优化新能源差速器组件的设计参数的方法，专门建立了差速器组件各重要组件的三维模型，并赋予其对应的材料属性，建立接触关系，进行网格离散生成网络模型，最后施加载荷和约束后提交计算，通过计算出锥齿轮齿面接触应力、锥齿轮齿根弯曲应力、差速器壳体应力分布情况和行星轴应力分布情况，对差速器组件的设计参数进行相应的优化调整，提高其可靠性，使差速器组件的受力情况更符合实际工况。
[0005]本专利技术的目的是采用下述方案实现的：一种快速优化新能源差速器组件的设计参数的方法，包括以下步骤：1）根据差速器组件的设计要求，在CAD软件中建立差速器下列组件的三维模型：
①
主减齿轮；
②
差速器壳体；
③
行星齿轮；
④
半轴齿轮；
⑤ꢀ
半轴；
⑥ꢀ
行星轴；
⑦ꢀ
销；
⑧ꢀ
垫片；2）将差速器各个组件的三维模型导入CAE软件，并对所述差速器各个组件的三维
模型赋予材料属性；本实施例中，CAE软件采用ANSYS公司开发的Ansys mechanical软件。
[0006]3）将差速器各个组件的三维模型根据实际工况进行组合、建立接触关系，定义差速器各组件之间的作用力；4）将差速器各个组件的三维模型进行网格离散，得到差速器各组件的网格模型；5）根据实际工况定义差速器组件的边界条件，把CAD模型转化成CAE模型，得到差速器各组件的CAE模型；6）利用CAE软件对差速器组件按照实际工况进行仿真，按照差速器组件的出厂标准对差速器组件在实际工况中的应力情况进行判断，即判断仿真过程中差速器各个组件的强度是否满足要求；7）若满足差速器组件的出厂标准，导出当前差速器组件的设计参数，用于生产差速器组件；8）若不满足差速器组件的出厂标准，在CAD软件中对差速器组件的各个三维模型进行优化调整，并重复步骤2）至步骤6）。
[0007]优选地，所述材料属性包括弹性模量和泊松比。
[0008]优选地，所述接触关系包括行星齿轮与半轴齿轮、行星齿轮与行星轴、行星齿轮与垫片、半轴齿轮与垫片、差壳与行星轴、差壳与销、销与行星轴、半轴齿轮与半轴、差壳与主减齿轮、差壳与垫片之间的接触关系。
[0009]优选地，所述网格离散采用十节点四面体单元。
[0010]优选地，定义差速器组件的边界条件的方法如下：5
‑
1）在差速器组件的轴承安装面加载轴承受到的反向力；5
‑
2）在齿轮啮合面上加载齿轮力；5
‑
3）在半轴末端与万向节的接触面加载约束。
[0011]其目的是使仿真过程中差速器组件的受力情况与差速器组件实际工况一致。
[0012]优选地，所述差速器组件的应力情况包括锥齿轮齿面接触应力、锥齿轮齿根弯曲应力、差速器壳体应力分布情况，以及行星轴应力分布情况。
[0013]优选地，对差速器组件的各个三维模型进行优化调整包括，根据仿真得到的锥齿轮齿面接触应力，调整锥齿轮齿面的鼓形量。
[0014]优选地，对差速器组件的各个三维模型进行优化调整包括，根据仿真得到的锥齿轮齿根弯曲应力，调整锥齿轮齿根曲率半径。
[0015]优选地，对差速器组件的各个三维模型进行优化调整包括，根据差速器壳体应力分布情况，对差速器壳体的壁厚进行调整。
[0016]优选地，对差速器组件的各个三维模型进行优化调整包括，根据行星轴应力分布情况，调整行星轴直径。
[0017]若无论怎样对差速器组件的各个三维模型进行优化调整，均不能满足差速器组件上的应力情况符合出厂标准，还可以对差速器组件的材料属性进行调整。
[0018]本专利技术的优点在于：
⑴ꢀ
本专利技术在仿真过程中对差速器组件的可靠性分析时，不对差速器组件模型进行任何简化，模型更加精准，并且考虑了半轴对差速器总成的影响，得到的结果更真实可
靠；
⑵ꢀ
本专利技术在仿真过程中对差速器组件的可靠性分析时，使边界条件与实际工况一致，差速器组件的受力情况更符合实际，其仿真结果更能真实的反映差速器组件在实际工况中的受力情况；
⑶ꢀ
本专利技术中通过仿真得到的锥齿轮齿面接触应力，可以用于对锥齿轮齿面修形的优化调整，使其满足在实际工况中的受力情况；
⑷ꢀ
本专利技术中通过仿真得到的锥齿轮齿根弯曲应力，可以用于对锥齿轮齿根的优化调整，使其满足在实际工况中的受力情况；
⑸ꢀ
本专利技术中通过仿真得到的差速器壳体的应力分布情况，可以用于对差速器壳体的优化调整，使其满足在实际工况中的受力情况；
⑹ꢀ
本专利技术中通过仿真得到的行星轴的应力分布情况，可以用于对行星轴的优化调整，使其满足在实际工况中的受力情况。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的流程图；图2为差速器组件的安装结构示意图；图2中，1为主减齿轮，2为行星轴，3为差速器壳体，4为半轴齿轮，5为半轴，6为垫片，7为行星齿轮，8为销。
具体实施方式
[0020]如图1至图2所示，一种快速优化新能源差速器组件的设计参数的方法，包括以下步骤：1）根据差速器组件的设计要求，在CAD软件中建立差速器下列组件的三维模型：
①
主减齿轮；
②
差速器壳体；
③
行星齿轮；
④
半轴齿轮；
⑤ꢀ...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速优化新能源差速器组件的设计参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）根据差速器组件的设计要求，建立差速器下列组件的三维模型：
①
主减齿轮；
②
差速器壳体；
③
行星齿轮；
④
半轴齿轮；
⑤ꢀ
半轴；
⑥ꢀ
行星轴；
⑦ꢀ
销；
⑧ꢀ
垫片；2）对所述差速器各个组件的三维模型赋予材料属性；3）将差速器各个组件的三维模型进行组合、建立接触关系，定义差速器各组件之间的作用力；4）将差速器各个组件的三维模型进行网格离散，得到差速器各组件的网格模型；5）定义差速器组件的边界条件，得到差速器各组件的CAE模型；6）对差速器组件进行仿真，对差速器组件的应力情况进行判断；7）若满足差速器组件的出厂标准，导出当前差速器组件的设计参数，用于生产差速器组件；8）若不满足差速器组件的出厂标准，对差速器组件的各个三维模型进行优化调整，并重复步骤2）至步骤6）。2.根据权利要求1所述的快速优化新能源差速器组件的设计参数的方法，其特征在于：所述材料属性包括弹性模量和泊松比。3.根据权利要求1所述的快速优化新能源差速器组件的设计参数的方法，其特征在于：所述接触关系包括行星齿轮与半轴齿轮、行星齿轮与行星轴、行星齿轮与垫片、半轴齿轮与垫片、差壳与行星轴、差壳与销、销与行星轴、半轴齿轮与半轴、差壳与主减齿轮、差壳与垫片之间的接触关系。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨述松，姜艳军，杨毅超，陈方，李涛，罗洋，
申请(专利权)人：重庆青山工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：