Conteúdo
1 Introdução do redutor 2 Processo de teste
3 Desmontagem de teste e análise
4. Conclusão
O redutor é uma parte importante dos componentes de transmissão no novo veículo energético, que pode transmitir o torque de saída do motor para o eixo de saída através do redutor para acionar os pneus do veículo, aumentando o torque.
O desempenho da transmissão do redutor afeta diretamente a eficiência, a suavidade e a potência de acionamento do veículo.
O torque máximo de transmissão do redutor é diretamente influenciado por seu material corporal, força estrutural e desempenho da engrenagem.
O torque estático máximo do redutor é analisado através de testes para garantir a operação confiável do redutor em operação.
Um novo redutor de eixo paralelo do veículo energético foi estudado e o teste de torque estático foi realizado aumentando o torque de entrada a uma velocidade constante até a falha anormal ocorrer e o princípio de falha foi analisado.
Os resultados mostram que o fator de segurança de torção estática da caixa de engrenagens é de 2,56, que atende aos requisitos de projeto da caixa de meio eixo da caixa de engrenagens e da engrenagem planetária metalográfica e a dureza estão de acordo com os requisitos de projeto.
1 Introdução do redutor
O objeto do teste é um redutor de eixo paralelo para a unidade secundária de um novo carro de passageiro de energia, como mostra a Figura 1.
A extremidade de entrada é um eixo estriado com a entrada e a extremidade da saída é uma engrenagem diferencial que conecta os dois eixos de meia meia para rolamentos de suporte de saída são rolamentos de esferas.
O torque nominal do projeto do redutor, a velocidade nominal e outros parâmetros são mostrados na Tabela 1
No início do design, a força e a vida dos componentes foram verificadas e todos estavam dentro da faixa de design, onde a força de torção estática de cada componente -chave estava acima de 2,5 vezes o torque máximo de entrada e alguns componentes estavam acima de 3 vezes .
2. Procedimento de teste
2.1 Método de teste
A extremidade de entrada do redutor é conectada ao motor de acionamento através do adaptador e do acoplamento universal, e o spline da saída diferencial é conectado às duas meias eixos de saída e fixado à base de ferramentas, como mostra a Figura 2.
2.2 Análise preliminar do teste
Os dentes da engrenagem são submetidos à força de aperto do rolamento, a força de flexão no noivado, a força de flexão do eixo de acionamento, a força de aperto do rolamento no eixo de acionamento e o estresse flexível da engrenagem chanfrada no engajamento Dentro do alojamento diferencial durante o teste de torção estática.
Portanto, o teste de torção estática de carga contínua pode levar à falha de uma ou várias partes diferentes de partes diferentes do teste na faixa de 125,1 ° de rotação do eixo de acionamento produzido 3 vezes o pico de torque e acompanhado por 3 vezes o som do colapso
Portanto, pode -se julgar que pelo menos três partes deveriam ter quebrado ou falhado
3. Teste a desmontagem e análise
3.1 Desmontagem e inspeção
Depois que o redutor é removido do banco de teste, o eixo de entrada pode girar livremente e acionar o eixo diferencial para girar, e os dois eixos de meia saída do diferencial podem girar na mesma velocidade na mesma direção, mas não pode realizar velocidade diferencial , portanto, o julgamento preliminar é que os dentes da engrenagem da engrenagem de acionamento do redutor não falharam e quebram, e o local de falha está dentro do diferencial.
Desmontagem e inspeção descobriram que não há rachadura na raiz dos dentes da engrenagem de transmissão, e não há marcas de extrusão óbvias na superfície do dente envolvidas no engajamento.
Os rolamentos giraram suavemente sem anormalidades óbvias, como paralisação
Sem recuo e deformação nos orifícios do caso
Sem rachaduras e deformação do eixo de acionamento
O eixo de transmissão está sob torção estática, o que significa que a engrenagem de transmissão, o rolamento, a caixa e a força da caixa de engrenagens são suficientes.
Nenhuma deformação óbvia e falha do alojamento diferencial da engrenagem, como mostrado na Figura 4
Desmonte a engrenagem diferencial e descobre que os dentes das duas engrenagens de meio eixo da engrenagem diferencial têm rachaduras, e as engrenagens diferenciais são submetidas a inspeção de partículas magnéticas fluorescentes e detecção de falhas.
Havia duas rachaduras na engrenagem de meio eixo I, que estava localizada na posição das duas engrenagens planetárias, e as duas rachaduras na raiz dos dentes na rachadura eram muito grandes, e as rachaduras eram claramente visíveis, e As rachaduras foram rachadas ao longo da raiz dos dentes da engrenagem, e também houve rachaduras na face da extremidade e no lado do dente, como mostrado na Figura 5
A rachadura em ② é pequena e difícil de encontrar a olho nu, e a rachadura existe na raiz e no lado dos dois dentes, como mostra a Figura 6.
Há também duas rachaduras nas engrenagens de meio eixo, que também estão localizadas na posição de malha com as duas engrenagens planetárias, e as duas rachaduras na raiz dos dentes em crack ① são óbvias e visíveis a olho nu, e há Também uma rachadura na face da extremidade do dente, como mostra a Figura 7.
Crack ② é mais óbvio e visível a olho nu, e há rachaduras na raiz do dente, na extremidade do dente e no lado do dente, como mostra a Figura 8
A engrenagem planetária tem uma rachadura, a rachadura não é óbvia, o olho nu não pode ver claramente sob a inspeção de partículas magnéticas fluorescentes, a rachadura está na face da extremidade, como mostra a Figura 9
Rachaduras em ordem decrescente: meio de engrenagem de eixo eu rachadura ① meio eixo de engrenagem de engrenagem de engrenagem rachadura ① Meio eixo de engrenagem de engrenagem Trabalho ②, meia engrenagem de eixo eu rachadura ②, engrenagem planetária I Crack de roda
3.2 Análise de falhas
3.2 Análise de causa
As rachaduras produzidas na superfície do dente e na raiz do dente são rachaduras de fratura ao dobrar
No teste de torção estática, a engrenagem diferencial é combinada com a engrenagem de meio eixo através de sua engrenagem planetária, e o torque é transmitido para a engrenagem de meio eixo e depois para as ferramentas fixas.
Portanto, nesse processo, os dentes da engrenagem na malha são submetidos principalmente a estresse de flexão, portanto os dentes da engrenagem na malha são propensos a fraturas flexíveis
A razão para 3 picos de torque na carga estática de torque é que a roda de chanfro diferencial possui mais de 4 pares de engrenagens de chanfro envolvidas em cada malha.
Na primeira vez em que o pico de torque é atingido, a raiz de um dos dentes da engrenagem de meio eixo envolvidos na malha quebra e o torque da unidade é então descarregado
O segundo recarregamento dos primeiros dentes de engrenagem de meio eixo rachado sob carga continua a se expandir no local rachado enquanto aperta as outras três engrenagens até que um dos dentes da engrenagem colapse, seguido de torque de acionamento descarregando a terceira vez, o mesmo princípio que o segundo Tempo, apertando as outras duas engrenagens até que os dentes da terceira engrenagem caam
3.2.2 Análise de fratura
A engrenagem diferencial de meio eixo e os materiais de engrenagem planetária são de aço de fogo carburados de 20crmo, requisitos de dureza da superfície para 58 ~ 62HRC, os requisitos de dureza do núcleo para 30 ~ 42HRC
Análise anatômica, os resultados dos testes são mostrados na Tabela 2, todos atendem aos requisitos de projeto
A falha mais séria da engrenagem de meio eixo que eu quebro ① ((Figura 5) para análise de fraturas da rachadura de rachaduras da raiz Existência séria de cinco rachaduras na raiz não são óbvias deformação plástica, dois dos quais estão localizados na raiz Do dente, uma rachadura está localizada perto da transição da raiz do dente da espinha interna, outra rachadura está localizada na transição da raiz dos dentes da borda externa da ranhura do dente, a borda externa da espessura da ranhura do dente é fina, especialmente com o Espessura mínima da transição dos dentes.
As outras três rachaduras menores existem na face da extremidade de dente e no lateral do dente
Uma das rachaduras com uma abertura maior na transição da raiz do dente na borda externa da ranhura de dente foi cortada e removida manualmente para abri -la, e a morfologia macroscópica da fratura aberta é mostrada na Figura 10, a fratura geral é Luster metálico cinza prateado, existem listras radiais óbvias e a direção das faixas radiais pode ser vista a partir do chanfro da transição entre a borda externa da ranhura do dente e os dentes da engrenagem, onde a espessura é a mais fina
A Figura 11-14 mostra a fonte de trincas Figura 13 (ou seja, Figura 11 INTERRUPTED I ARITE) Morfologia microscópica ao longo da morfologia do cristal, fonte de fratura nas características de usinagem da superfície de chanfro, sem escória, escapar e esparsa e do dia dos velhos tempos de crack.
Figura 14 (ou seja, Figura 11 Frature II Área) Morfologia microscópica, dominada por morfologia difícil do ninho
Corte a borda externa da ranhura completa da ranhura e o chanfro da transição de dente da engrenagem amostras transversais para o exame metalográfico metalográfico, como mostrado na Figura 15, de acordo com GB/T10561-2005 Avaliação de seu nível de inclusão não metálica: A1.0, D0 .5 indica que sua pureza material é boa
Em resumo, a rachadura da engrenagem tem as características de rachaduras quebradiças de sobrecarga, a fonte de rachadura está localizada na estrutura da concentração de tensão da borda externa da ranhura do dente e o chanfro da transição do dente, a fonte de fratura não é vista no Defeitos de rachadura esparsa e antigos de escória.
3.2.3 Fator de segurança
O fator de segurança de torção estática do redutor é s = m / mmax = 667 /260 = 2,56 onde: mmax é o torque máximo de entrada do redutor m é o torque do redutor em caso de falha.
De acordo com o QC/T1022-2015 "Condições técnicas para montagem de redutor de carros de passageiros elétricos puros" 5.2.9, o fator de reserva de força de torção estática não deve ser inferior a 2,5, e o fator de segurança atende aos requisitos de projeto
4. Conclusão
(1) A engrenagem dentro do diferencial no teste de torção estática se separou e falhou, e o restante das peças era normal.
(2) O meio eixo diferencial, o metalográfico planetário da engrenagem e a dureza estão de acordo com os requisitos de projeto, a fratura da fratura é fraturada.
(3) O fator de segurança do torque do redutor no teste de torção estática é de 2,56, que atende aos requisitos de projeto.
Através do teste de torque estático e análise do redutor, os pontos fracos do redutor são refletidos, que fornecem a base para melhorar o design e o desempenho do produto.
