电动汽车变速器结构分析-不同材料的变速器盖、电机支架和差速器支架

电动汽车传动系统的齿轮啮合和动力传输细小误差会使该系统磨损，最终使传动系统不能工作；传动系统的转矩激励也会通过轴和轴承向外传递，影响驾驶体验。本文设计了一种变速器盖，电机支架和差速器支架用以解决上述问题。

在设计结构时，其大小受传动系统所占空间约束，重量是其考虑的关键因素，构件重量越轻，传动系统的性能和效率越能得到提升。本文使用SOLIDWORKS进行建模。

基于材料是否适合作传动件和可加工性，本文实验材料选取6061-T6和7075-T6铝合金，使用ANSYS 15.0对以上部件进行了有限元分析。计算时考虑静态和动态负载，网格划分参数如表一所述：

模拟的边界条件是模型的某些固定支撑部分，以约束结构的自由度。边界条件的设置如下：

变速器盖——固定支持——0位移-轴承负载

差速器支架——0位移——远程负载

电机支架——0位移——远程负载

变速箱盖的网格模型有三种厚度：3.5mm、4.5mm、5.5mm。差速器支架的网格模型有四种厚度：12mm、14mm、16mm、18mm。电机支架的网格模型有三种厚度：12mm、14mm、16mm。

序号1 2 3 4 5 6参数相关性中心平滑度过渡初始种子大小最小元素大小高级尺寸函数具体内容极好高 快主动装配14.760mm曲率、相邻

经过软件分析，可得变速箱盖的最大压强发生在模型的内圈，这是变速箱盖最易破坏的区域，相同厚度情况下，6061-T6铝合金模型的优点是诱导应力值和形变值较小。5.5mm厚度的7075-T6铝合金有最大安全系数，其值为15；3.5mm的6061-T6有最小安全系数，其值为7.3。差速器支架因其形状收到连续变化会受到较高的应力，18mm的7075-T6支架最大安全系数，其值为2.4442，12mm的6061-T6支架有最小安全系数0.82597；12mm的7075-T6支架有较高的诱导应力和应力，形变相对较小，其最大形变值为2.3391，最小形变值为0.9407。电机支架因突然加速或刹车会受到较高的应力，安全系数最大的是16mm的7075-T6支架，其值为3.271，安全系数最小的是12mm的6061-T6支架，其值为1.0859。7075-T6支架的变形值相对较小；12mm的7075-T6有较小的应力。

综上所述，构件材料应为6061-T6，变速箱盖的厚度应为4.5mm，差速器支架厚度应为14mm，电机支架厚度应为12mm。