基于Romax的电动汽车减速箱设计分析ReducerDesignofElectricCarBasedonRomaxLINGTianmoua，YUZhuopinga，b（a.NewEnergyAutomotiveEngineeringCenter；b.CDHK,TongjiUniversity，Shanghai201804，China）Abstract：Themotorreducerofanewelectriccarfrontaxleistakenasdesignobjects.ByusingRomaxdesignersoftware，theentiredrivesystemisdesigned，anditsstructuralstrengthischecked.Finiteelementmodeloftheboxisimportedforanalyzingtheinfluenceofflexiblebodyonendurancestress,thestaticstressdistributiononthehousingsurfacewithconstraints，thenaturalfrequenciesandmodeshapes.Theanalysisresultsprovidereferenceforfurtherfatigueanalysisandtestofnoiseandvibration.Keywords：modelingofreducer；endurancestress；modalanalysis；Romax0引言圆柱齿轮减速机构，由于工作可靠，传递效率高，工艺简单成熟等优点，已广泛应用于各个行业中。传统设计过程中存在以下问题：物理样机试制周期长，参数优化较困难；设计方法主要依赖于设计者的经验，减速器的质量很大程度上取决于个人因素［1］；一般不考虑柔性箱体对齿轮啮合的影响。因此，本文在Romax软件环境下，以某电动汽车的前轴电机减速器为研究对象，设计了一套虚拟样机，并对其进行分析，较好地解决了上述问题。1传动系统和Romax模型由于电动汽车不需要频繁换挡，结构上可以将变速器简化为定减速比的传动系统。本文所设计的减速器应用于一种新型分布式驱动电动车上，该车前轴两轮由两个电机独立驱动，减速机构结构左右对称，且安装于一个箱体内，箱体两端与电机用螺栓联接。图1为本文设计的减速系统结构简图，该传动系统一级传动比为2.24，二级传动比为2.77，所有齿轮均为渐开线圆柱斜齿轮，齿轮1与电机轴用花键联接，齿轮2与中间轴用花键联接，其余齿轮与轴加工为一体；扭矩通过花键传递到左右半轴；中间轴和输出轴均通过深沟球轴承安装在箱体上。根据设计图纸，分别建立轴、轴承花键、齿轮模型并定义功率流，建立图2所示的传动系统的力［σH］=1500MPa。齿轮主要参数如表1所示。建立表2中的试验循环工况（P=23.5kW，输出总循环数75000000）。运行循环工况得到各级齿轮的疲劳应力，从表3中可以发现，接触疲劳强度安全系数在1.2~1.5之间，弯曲疲劳强度安全系数在2.5~3.1之间，说明齿轮强度设计合理。106机械工程师2015年第1期1523674图1传动系统的结构简图1.一级小齿轮2.一级大齿轮3.二级小齿轮4.二级大齿轮5.电机输出轴6.中间轴7.输出轴图2传动机构的Romax模型摘要：以某新型电动汽车前轴的电机减速器为设计对象。在Romaxdesigner软件环境下，对整个传动系统进行设计和强度校核，并导入箱体的有限元模型，比较柔性箱体对齿轮疲劳应力的影响，最后得到约束条件下的箱体表面的静态应力分布、固有频率和振型，为进一步的疲劳分析和振动噪声试验打下基础。关键词：减速箱建模；齿轮疲劳应力；模态分析；Romax中图分类号：TP391.7文献标志码：A文章编号：1002－2333（2015）01－0106－03制造业信息化仿真/建模/CAD/CAM/CAE/CAPPMANUFACTURINGINFORMATIZATION表1传动系统各级齿轮主要参数3箱体模型的建立和导入3.1箱体模型的建立及前处理减速器箱体模型比较复杂，设计中多处分布有加强筋，螺栓连接孔，工艺孔，油孔，通气塞孔以及各尺寸的圆角，但这些细节不会影响我们对箱体模型进行强度校核和模态分析。由于这些细节的存在，在网格划分的过程中，会形成大量不规则的单元，增加计算量，甚至影响分析的准确性［4］。因此，在有限元分析前处理过程中，对箱体模型作下列简化：1）忽略各部分箱体间的联接螺栓，将箱体作为整体处理；2）忽略尺寸较小的加强筋3）忽略油表2试验循环工况参数工况1工况2工况3工况4工况5工况6扭矩（/N·m）运行时间/h74.89.8556.173.444.971.837.451.732.122.328.112.8表3各级齿轮的接触应力和弯曲应力2.2轴承损伤度校核由于圆锥滚子轴承需轴向预紧，装配难度较深沟球轴承高［2］，而通过合理设计两级齿轮的螺旋角可以把轴向力控制在较小范围，因此在本文中，中间轴采用型号为6205的深沟球轴承，...