電動汽車變速器結構分析-不同材料的變速器蓋、電機支架和差速器支架

電動汽車傳動系統的齒輪嚙合和動力傳輸細小誤差會使該系統磨損，最終使傳動系統不能工作；傳動系統的轉矩激勵也會通過軸和軸承向外傳遞，影響駕駛體驗。本文設計了一種變速器蓋，電機支架和差速器支架用以解決上述問題。

在設計結構時，其大小受傳動系統所占空間約束，重量是其考慮的關鍵因素，構件重量越輕，傳動系統的性能和效率越能得到提升。本文使用SOLIDWORKS進行建模。

基于材料是否適合作傳動件和可加工性，本文實驗材料選取6061-T6和7075-T6鋁合金，使用ANSYS 15.0對以上部件進行了有限元分析。計算時考慮靜態和動態負載，網格劃分參數如表一所述：

模擬的邊界條件是模型的某些固定支撐部分，以約束結構的自由度。邊界條件的設置如下：

變速器蓋——固定支持——0位移-軸承負載

差速器支架——0位移——遠程負載

電機支架——0位移——遠程負載

變速箱蓋的網格模型有三種厚度：3.5mm、4.5mm、5.5mm。差速器支架的網格模型有四種厚度：12mm、14mm、16mm、18mm。電機支架的網格模型有三種厚度：12mm、14mm、16mm。

序號1 2 3 4 5 6參數相關性中心平滑度過渡初始種子大小最小元素大小高級尺寸函數具體內容極好高 快主動裝配14.760mm曲率、相鄰

經過軟件分析，可得變速箱蓋的最大壓強發生在模型的內圈，這是變速箱蓋最易破壞的區域，相同厚度情況下，6061-T6鋁合金模型的優點是誘導應力值和形變值較小。5.5mm厚度的7075-T6鋁合金有最大安全系數，其值為15；3.5mm的6061-T6有最小安全系數，其值為7.3。差速器支架因其形狀收到連續變化會受到較高的應力，18mm的7075-T6支架最大安全系數，其值為2.4442，12mm的6061-T6支架有最小安全系數0.82597；12mm的7075-T6支架有較高的誘導應力和應力，形變相對較小，其最大形變值為2.3391，最小形變值為0.9407。電機支架因突然加速或剎車會受到較高的應力，安全系數最大的是16mm的7075-T6支架，其值為3.271，安全系數最小的是12mm的6061-T6支架，其值為1.0859。7075-T6支架的變形值相對較小；12mm的7075-T6有較小的應力。

綜上所述，構件材料應為6061-T6，變速箱蓋的厚度應為4.5mm，差速器支架厚度應為14mm，電機支架厚度應為12mm。