[發(fā)明專利]一種電驅(qū)動系統(tǒng)動力學(xué)特性分析方法

在審

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• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN114818429A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于博瑞;白學(xué)斌;金子崳;王學(xué)旭;張冰;石珊;賈旭東;梁宏宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/15;G06F30/17;G06F111/04;G06F119/14
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)智匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11659
• 代理人: 劉彥偉

1.一種電驅(qū)動系統(tǒng)動力學(xué)特性分析方法，電驅(qū)動系統(tǒng)的零部件劃分為箱體部件、齒輪嚙合部件，軸承部件、差速器殼體和軸部件，所述箱體部件包括電機(jī)殼體和減速器殼體；齒輪嚙合部件包括若干齒輪副，所述齒輪副包括相互嚙合的兩個齒輪，若干齒輪副的一部分位于所述減速器中，另一部分位于所述差速器中；所述軸承部件包括若干軸承，若干軸承分布于電機(jī)、減速器和差速器中；所述軸部件包括電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸、減速器中的輸入軸、中間軸和輸出軸，其特征在于，電驅(qū)動系統(tǒng)動力學(xué)特性分析方法包括電驅(qū)動系統(tǒng)剛?cè)狁詈夏Ｐ徒＃鲭婒?qū)動系統(tǒng)剛?cè)狁詈夏Ｐ徒０ǎ?/p>

S100：箱體部件有限元建模；

基于箱體部件的三維模型建立箱體的有限元模型；對箱體部件的有限元模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分；設(shè)置箱體部件的有限元模型的材料屬性；在箱體部件上對應(yīng)其內(nèi)部各軸承的安裝位置處均設(shè)置第一凝聚節(jié)點；在箱體部件的懸置點處添加約束及接地邊界條件，所述懸置點用于通過車身對箱體部件進(jìn)行支撐；對箱體部件的有限元模型進(jìn)行縮聚得到箱體部件剛度矩陣和箱體部件質(zhì)量矩陣；

S200：差速器殼體有限元建模；

基于差速器殼體的三維模型建立差速器殼體的有限元模型；對差速器殼體的有限元模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分；設(shè)置差速器殼體的有限元模型的材料屬性；在差速器殼體上對應(yīng)其內(nèi)部各軸承的安裝位置處設(shè)置第二凝聚節(jié)點；在差速器的太陽齒的墊片處建立第三凝聚節(jié)點；差速器的行星齒的轉(zhuǎn)軸通過兩個定位銷與差速器的支架連接，在定位銷處建立第四凝聚節(jié)點，建立對差速器殼體的有限元模型進(jìn)行縮聚得到差速器殼體剛度矩陣和差速器殼體質(zhì)量矩陣；

S300：軸承部件有限元建模；

基于軸承部件的三維模型建立軸承部件的有限元建模，將各軸承的質(zhì)量設(shè)置為零，位于箱體部件內(nèi)的軸承的外圈和對應(yīng)的第一凝聚節(jié)點耦合，位于減速器殼體內(nèi)的軸承的外圈和對應(yīng)的第二凝聚節(jié)點耦合；

S400：軸類部件有限元建模；

基于軸類部件的三維模型建立軸類部件的有限元模型；對軸類部件的有限元模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分；設(shè)置軸類部件的有限元模型的材料屬性；在軸類部件的各個軸與對應(yīng)軸承內(nèi)圈的連接處添加約束，對軸類部件的有限元模型進(jìn)行縮聚得到軸類部件剛度矩陣和軸類部件質(zhì)量矩陣；

S500：齒輪嚙合部件有限元建模；

將齒輪副的各個齒輪均劃分為輪輻和位于輪輻外圈的輪齒；

對于各個輪輻依據(jù)其三維模型建立輪輻的有限元模型，對輪輻的有限元模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分；設(shè)置輪輻的有限元模型的材料屬性；在輪輻與對應(yīng)軸的連接處添加約束；

對于各個輪齒建立輪齒的有限元建模，對輪齒的有限元模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分；設(shè)置輪齒的有限元模型的材料屬性；在各個齒輪副的兩個輪齒的嚙合位置建立柔性節(jié)點圈凝聚節(jié)點，并將柔性節(jié)點圈凝聚節(jié)點和對應(yīng)的輪輻耦合；

將所有的輪輻的有限元模型和輪齒的有限元模型進(jìn)行縮聚得到齒輪嚙合部件剛度矩陣和齒輪嚙合部件質(zhì)量矩陣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電驅(qū)動系統(tǒng)動力學(xué)特性分析方法，其特征在于，所述電驅(qū)動系統(tǒng)動力學(xué)特性分析方法還包括電驅(qū)動系統(tǒng)動力學(xué)建模，所述電驅(qū)動系統(tǒng)動力學(xué)建模的公式為：

Kq+Mq+Cq＝f；

其中，Kq為箱體部件剛度矩陣、差速器殼體剛度矩陣、軸類部件剛度矩陣和齒輪嚙合部件剛度矩陣之和；Mq為箱體部件質(zhì)量矩陣、差速器殼體質(zhì)量矩陣、軸類部件質(zhì)量矩陣和齒輪嚙合部件質(zhì)量矩陣之和；Cq為箱體部件阻尼矩陣、差速器殼體阻尼矩陣、軸類部件阻尼矩陣和齒輪嚙合部件阻尼矩陣之和，且為設(shè)定值；f為激振力矩陣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電驅(qū)動系統(tǒng)動力學(xué)特性分析方法，其特征在于，電驅(qū)動系統(tǒng)動力學(xué)特性分析方法還包括各齒輪副的動態(tài)嚙合剛度計算，所述動態(tài)嚙合剛度計算的公式為：

ω＝n/60*Z；

D(ω)＝C(ω)^-1；

C(ω)＝C1(ω)+C2(ω)；

其中，n為齒輪副中主動齒輪的轉(zhuǎn)速，Z為齒輪副中主動齒輪的齒數(shù)，ω為齒輪的嚙合頻率，D(ω)為當(dāng)頻率是ω時的齒輪副的嚙合線上的動態(tài)嚙合剛度，C(ω)為齒輪副的兩齒輪的總?cè)岫龋珻1(ω)為齒輪副中主動齒輪在嚙合線上的柔度，C2(ω)為齒輪副中從動齒輪在嚙合線上的柔度。