浅谈纯电动汽车变速箱轴承选型要点VIP免费

浅谈纯电动汽车变速箱轴承选型要点作者：李伟来源：《科学与财富》2017年第18期摘要：针对纯电动汽车与传统车变速箱结构和运行特性等方面差异，针对性的阐述了纯电动汽车变速箱开发过程中轴承的选型要点。为相关设计人员提供有益参考。关键词：变速箱；轴承；纯电动汽车；新能源随着新能源汽车产业的推广和普及以相关技术的日趋成熟，纯电动汽车的研发重点已经从动力性，经济型逐步向舒适性（NVH）,轻量化等方面转移。作为纯电动汽车的关键部件--变速箱，在设计过程中也更加注重其噪音水平，结构紧凑度等指标。同时，变速箱动力输入装置的变革--即由传统的发动机改变为电动机，也对变速箱内部传动部件尤其是轴承的选型开发产生了的深刻影响。本文针对较为常见的前置前驱车辆横置变速箱内部轴承选型进行讨论。1.轴承结构类型的确定变速器常用轴承包括深沟球轴承，圆柱滚子轴承，滚针轴承，圆锥滚子轴承等。这些轴承具有各自的特点，需要根据具体应用情况选择。1.1输入轴轴承结构类型纯电动汽车变速箱输入轴转速较高，通常峰值转速可达12000-15000rpm,这一点与传统车差距较大，传统车发动机峰值转速一般低于7000rpm。同时对轴承传动精度，噪音水平要求较高。所以轴承结构类型以深沟球轴承为主要考虑，深沟球摩擦因数小，极限转速高，噪音小，成本低。主要用于承受径向载荷的场合，也能够承受一定的轴向载荷。另外，为了改善高转速下离心力的影响，可选用一些轴承厂家专门为高速运转设计的采用非金属保持架的长寿命深沟球轴承。1.2输出轴轴承结构类型传统车变速箱输出轴通常采用两个面对面安装的圆锥滚子轴承传动。圆锥滚子轴承虽然承受复合载荷的能力优于深沟球轴承，但由于是分体式轴承，装配时需要预紧，对装配质量控制要求很高，在使用过程中，轴承发热也比较严重，通常都要设计专门的油路对其进行强制润滑。对于纯电动汽车来说，为了改善噪音水平，降低轴承发热以及提高装配工艺可控性。笔者选型时应优先考虑采用深沟球轴承。需要注意的是，选用深沟球轴承必须对轴向极限载荷进行校核。空间允许的条件下，也可以考虑轴承并联成组安装；或通过调整传动齿轮参数以抵消一部分轴向力等方法改善轴承受载状况。详见参考文献2。1.3主减速输出轴轴承结构类型主减速输出轴结构，传递转矩，转速等状况与传统车基本相当，可以沿用传统车方案设计只进行必要的使用寿命校核即可。由于主减速输出轴轴向载荷较大且难以通过设计使轴向载荷得到分担或抵消，所以主减速输出轴轴承类型仍以圆锥滚子轴承为主要考虑，布置方式上为2个轴承面对面布置，由于两个轴承的轴向载荷不同，所以两个轴承的规格可以不同，但从成本，装配质量控制等方面考虑，规格也可以相同。2.轴承尺寸的确定轴承的尺寸包括内径（d），外径（D），宽度（B）等，其中内径是首先确定的且是后续选型的主要依据。其他外形尺寸则需要根据载荷，转速，轴系中心距等参数综合确定。2.1输入轴轴承尺寸的确定首先要根据变速箱输入峰值转矩确定输入轴最细处花键部分直径，一般按照下面的经验公式汽车变速箱输入轴花键部分直径d（小径）可按下式初选:式中:K=4.0-4.6,经验系数；Memax—驱动电机输出峰值转矩；考虑到轴承的装配性，轴承内径尺寸应大于上述尺寸进行选择。2.2输出轴轴承尺寸的确定变速箱输出轴可参考变速箱输入轴类似的方法估算和初选轴径，但要注意考虑传动比的影响：式中：i1--1档传动比；考虑到轴承的装配性，轴承内径尺寸应大于上述尺寸进行选择。2.3主减速输出轴轴承尺寸的确定如上文所述，主减速器部分无论从结构形式还是传动参数方面都与传统车相当，可以直接借用对应的传统车方案而不必重新开发。3.轴承极限转速的确定滚动轴承转速运行速度有一个极限，即极限转速。纯电动汽车变速箱轴承选型时，轴承的极限转速应根据驱动电机的峰值转速确定。3.1输入轴轴承极限转速变速箱输入轴一般直接通过联轴器与驱动电机输出轴连接，故：n1max=nemax式中：nlmax--变速箱输入轴轴承极限转速；nemax--驱动电机输出峰值转速；3.2输出轴轴承极限转速变速箱输出轴与变速箱输入轴以固定传动比传动，故：n2max=nlmax/il式中：n2max--变速箱...