Contenu
1 Introduction du réducteur 2 processus de test
3 Démontage et analyse de test
4. Conclusion
Le réducteur est une partie importante des composants de transmission dans le nouveau véhicule énergétique, qui peut transmettre le couple de sortie du moteur sur l'arbre de sortie à travers le réducteur pour conduire les pneus du véhicule en augmentant le couple.
Les performances de transmission du réducteur affectent directement l'efficacité, la douceur et la puissance de conduite du véhicule.
Le couple de transmission maximal du réducteur est directement influencé par son matériau corporel, sa résistance structurelle et ses performances d'engrenage.
Le couple statique maximal du réducteur est analysé par des tests pour assurer le fonctionnement fiable du réducteur en fonctionnement.
Un nouveau réducteur d'arbre parallèle de véhicules énergétiques a été étudié et le test de couple statique a été effectué en augmentant le couple d'entrée à une vitesse constante jusqu'à ce que une défaillance anormale se produise et le principe de défaillance a été analysé.
Les résultats montrent que le facteur de sécurité en torsion statique de la boîte de vitesses est de 2,56, ce qui répond aux exigences de conception de l'engrenage demi-arbre de la boîte de vitesses et de la métallographie et de la dureté de l'engrenage planétaire sont conformes aux exigences de conception.
1 Introduction du réducteur
L'objet du test est un réducteur d'arbre parallèle pour l'entraînement secondaire d'une nouvelle voiture de tourisme énergétique, comme le montre la figure 1.
L'entrée est un arbre filmé avec entrée, et l'extrémité de sortie est un engrenage différentiel reliant les deux demi-arbres pour les roulements de support de sortie sont des roulements à billes.
Le couple nominal de conception du réducteur, la vitesse nominale et d'autres paramètres sont indiqués dans le tableau 1
Au début de la conception, la force et la durée de vie des composants ont été vérifiées, et elles étaient toutes dans la plage de conception, où la résistance à la torsion statique de chaque composant clé était supérieure à 2,5 fois le couple d'entrée maximal et certains composants étaient supérieurs à 3 fois 3 fois .
2. Procédure de test
2.1 Méthode de test
L'entrée du réducteur est connectée au moteur d'entraînement à travers l'adaptateur et le couplage universel, et la spline de la sortie différentielle est connectée aux deux demi-arbres de sortie et fixées à la base d'outillage, comme le montre la figure 2.
2.2 Analyse préliminaire du test
Les dents d'engrenage sont soumises à la force de compression du roulement, à la force de flexion à l'engagement, à la force de flexion de l'arbre d'entraînement, à la force de compression du roulement à la tige d'entraînement et à la contrainte de flexion de l'engrenage conique à l'engagement À l'intérieur du boîtier différentiel pendant le test de torsion statique.
Par conséquent, la charge continue du test de torsion statique peut entraîner la défaillance d'une ou plusieurs parties différentes de différentes parties du test dans la plage de la rotation de l'arbre d'entraînement de 125,1 ° produit 3 fois le couple de pointe et accompagné de 3 fois le bruit de l'effondrement
Par conséquent, on peut juger qu'au moins 3 parties auraient dû se casser ou échouer
3. Testez le démontage et l'analyse
3.1 Démontage et inspection
Une fois le réducteur retiré du banc d'essai, l'arbre d'entrée peut tourner librement et conduire l'arbre différentiel pour tourner, et les deux demi-arbres de sortie du différentiel peuvent tourner à la même vitesse dans la même direction, mais ne peuvent pas effectuer une vitesse différentielle , donc le jugement préliminaire est que les dents de vitesse de l'équipement d'entraînement du réducteur n'ont pas échoué et cassé, et que le site de défaillance est à l'intérieur du différentiel.
Le démontage et l'inspection ont révélé qu'il n'y a pas de fissure à la racine des dents de l'engrenage de transmission, et il n'y a pas de marques d'extrusion évidentes à la surface de la dent impliquée dans l'engagement.
Les roulements tournaient en douceur sans aucune anomalie évidente comme le décrochage
Aucune indentation et déformation dans les trous de roulement de l'affaire
Pas de fissures et de déformation de l'arbre d'entraînement
L'arbre de transmission est sous la torsion statique, ce qui signifie que l'engrenage de transmission, le roulement, le boîtier et la résistance de la boîte de vitesses sont suffisants.
Aucune déformation évidente et défaillance du boîtier de l'engrenage différentiel, comme le montre la figure 4
Désasmettez l'engrenage différentiel et constatez que les dents des deux engrenages demi-arbres de l'engrenage différentiel ont des fissures et que les engrenages différentiels sont soumis à une inspection magnétique fluorescente et à une détection des fusées.
Il y avait deux fissures dans l'engrenage demi-puits I, qui était située à la position des deux engrenages planétaires, et les deux fissures à la racine des dents à la fissure ① étaient très grandes, et les fissures étaient clairement visibles, et Les fissures ont été fissurées le long de la racine des dents de l'engrenage, et il y avait aussi des fissures sur la face et le côté dent de la dent comme le montre la figure 5
La fissure à ② est petite et difficile à trouver à l'œil nu, et la fissure existe à la racine et au côté des deux dents, comme le montre la figure 6.
Il y a également deux fissures dans les engrenages demi-arbre, qui sont également situés en position de maillage avec les deux engrenages planétaires, et les deux fissures à la racine des dents à la fissure ① sont évidentes et visibles à l'œil nu, et il y a également une fissure sur la face de l'extrémité dentaire, comme le montre la figure 7.
Fissure ② est plus évident et visible à l'œil nu, et il y a des fissures sur la racine dentaire, le visage d'extrémité dentaire et le côté dent comme le montre la figure 8
L'équipement planétaire a une fissure, la fissure n'est pas évidente, l'œil nu ne peut pas voir clairement sous l'inspection de particules magnétiques fluorescentes, la fissure est sur la face de l'extrémité dentaire, comme le montre la figure 9
Fissures dans l'ordre descendant: Half Arbre Egle I Crack ① Half Shaft Gear Work Crack ① Half Shaft Gear Work Crack ②, Half Shaft Gran
3.2 Analyse des échecs
3.2 Analyse des causes
Les fissures produites sur la surface dentaire et la racine dentaire sont des fissures de fracture de flexion
Dans le test de torsion statique, l'engrenage différentiel est maillé avec l'engrenage à demi-arbre à travers son engrenage planétaire, et le couple est transmis à l'engrenage demi-arbre puis à l'outillage fixe.
Par conséquent, dans ce processus, les dents d'engrenage au mame
La raison de 3 pics de couple dans la charge de couple statique est que la roue conduite différentielle a plus de 4 paires de vitesses conduites impliquées dans chaque maillage.
La première fois que le pic de couple est atteint, la racine de l'une des dents d'engrenage demi-pignon impliquées dans la maille se casse et le couple d'entraînement est ensuite déchargé
Le deuxième rechargement des premiers dents de l'engrenage à engrenage à demi-mi-arbre sous la charge continue de se développer à l'endroit fissuré tout en serrant les trois autres engrenages jusqu'à ce que l'une des dents de l'engrenage s'effondre, suivie d'un couple d'entraînement déchargeant la troisième fois le même principe que le deuxième temps, en serrant les deux autres engrenages jusqu'à ce que les troisième dents de vitesse s'effondrent
3.2.2 Analyse des fractures
L'engrenage différentiel à demi-pignon et les matériaux de vitesse planétaire sont en acier à feu carburé de 20Crmo, des exigences de dureté de surface pour 58 ~ 62HRC, les exigences de dureté de base pour 30 ~ 42hrc
Analyse anatomique, les résultats des tests sont présentés dans le tableau 2, tous répondent aux exigences de conception
La défaillance la plus grave de l'engrenage demi-pignon I fissure ① ((figure 5) pour l'analyse de fracture de la fissure de racine fissure fissure l'existence grave de cinq fissures à la racine ne sont pas une déformation plastique évidente, dont deux sont situées dans la racine De la dent, une fissure est située près de la transition de la racine de dent spline intérieure, une autre fissure est située dans la transition de la racine dentaire du bord extérieur de la rainure dentaire, le bord extérieur de l'épaisseur de la rainure dentaire est mince, en particulier avec le Épaisseur minimale de la transition dentaire.
Les trois autres fissures plus petites existent sur la face de l'extrémité dentaire et la face latérale dentaire
L'une des fissures avec une ouverture plus grande à la transition de la racine dentaire sur le bord extérieur de la rainure dentaire a été coupée et retirée manuellement pour l'ouvrir, et la morphologie macroscopique de la fracture ouverte est illustrée à la figure 10, la fracture globale est Le lustre métallique gris argenté, il y a des rayures radiales évidentes, et la direction des rayures radiales peut être vue dans le chanfrein de la transition entre le bord extérieur de la rainure dentaire et les dents d'engrenage, où l'épaisseur est la plus mince
La figure 11-14 montre la source de fissure Figure 13 (c'est-à-dire la figure 11 Interrupted Irea) Morphologie microscopique le long de la morphologie cristalline, la source de fracture à l'usinage de la surface du chanfrein marque plus profondément, pas de scories, de caractéristiques de défaut de fissure clairsemées et de vieillesse.
Figure 14 (IE Figure 11 Area Fracture II) Morphologie microscopique, dominée par une morphologie du nid résistante
Coupez le bord extérieur de la rainure dentaire complète et le chanfrein de la transition de la dent de la dent d'échantillons transversaux pour l'examen métallographique métallographique, comme le montre la figure 15, selon GB / T10561-2005 Évaluation de son niveau d'inclusions non métalliques: A1,0, D0 .5 indique que sa pureté du matériau est bonne
En résumé, la fissure de l'engrenage a les caractéristiques de la surcharge de fissuration cassante, la source de fissure est située dans la structure de la concentration de contrainte du bord extérieur de la rainure dentaire et le chanfrein de la transition dentaire, la source de fracture n'est pas observée au niveau du scories clairsemées et anciennes défauts de fissure.
3.2.3 Facteur de sécurité
Le facteur de sécurité en torsion statique du réducteur est s = m / mmax = 667/260 = 2,56 où: Mmax est le couple d'entrée maximal du réducteur M est le couple du réducteur en cas de défaillance.
Selon QC / T1022-2015 "Conditions techniques pour l'assemblage de réducteur de voitures de tourisme électrique pure" 5.2.9, le facteur de réserve de résistance en torsion statique doit être pas inférieur à 2,5 et le facteur de sécurité répond aux exigences de conception
4. Conclusion
(1) L'équipement à l'intérieur du différentiel dans le test de torsion statique s'est séparé et a échoué, et le reste des pièces était normal.
(2) La métallographie et la dureté différentielles du demi-arbre à engrenages de vitesse sont conformes aux exigences de conception, la fracture de la fracture est une fracture fragile.
(3) Le facteur de sécurité du couple du réducteur du test de torsion statique est de 2,56, ce qui répond aux exigences de conception.
Grâce au test de couple statique et à l'analyse du réducteur, les points faibles du réducteur sont reflétés, qui fournissent la base d'une amélioration supplémentaire de la conception et des performances du produit.
