汽车差速器壳体测试

差速器壳体作为连接主减速器和半轴进行动力传递的中间环节,易出现疲劳破坏,如行星轴孔处疲劳失效、差速器壳体窗口上部疲劳破坏,进而导致车辆故障和人员损伤。相比于传统燃油汽车,纯电动汽车电机输出扭矩的增大及主减速比的提高,使得电驱动总成差速器壳体转矩动态响应更快,冲击问题突出,此外,加、减速时电机输出扭矩存在高频振荡,电机工作时转速很高,使得减速器齿轮受到大量小载荷的影响,造成电驱动总成差速器壳体传递载荷波动大,产生的疲劳损伤难以确定。

 

以某电驱动总成差速器壳体为例,运用应力应变测试法对壳体进行应力疲劳寿命分析,以期为电驱动总成差速器壳体疲劳寿命分析提供一种有效的方法。

在电驱动总成内部,差速器壳体与主减速器从动齿轮连接,差速器壳体的主要功能是支撑齿轮副、承受来自主减速器的转矩及振动。差速器壳体扭转静强度试验系统由控制装置、数据传输装置、液压装置、载荷施加装置、硬件连接装置、信号检测装置组成。

在对结构进行性能测试时,加载波形有脉冲波、正弦波、半正弦波、矩形波等。考虑到脉冲加载方式冲击较大,容易损耗设备使用寿命,矩形波的载荷滞留时间长,容易引起材料屈服,可能导致壳体应变响应效果不佳,通常采用正弦波加载。

测点选取及应变片传感器布置

根据有限元分析,差速器壳体应力较大处为差速器壳体2 个窗口根部、壳体窗口上部、行星齿轮轴孔处。综合考虑测点所受应力的方向及应变片传感器的适用范围,在窗口根部4个测点及窗口上部2个测点处布置三向应变花传感器,选择应变花的好处是可以计算出测点大、小主应变,从而根据材料的弹性模量计算出大小主应力。行星齿轮在旋转时会产生纵向力和切向力,对行星齿轮轴孔处水平与垂直方向各布置单轴应变片传感器,应变片组桥方法采用1/4桥,使用数据采集系统对20个通道的应变信号进行采集。

 

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