CN113255081B - 一种电动汽车减速器的载荷谱的构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车技术领域，具体公开了一种电动汽车减速器的载荷谱的构建方法。本发明提供的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法，根据减速器的载荷系数、扭矩阈值、现有载荷谱中减速器的输入轴最大设计扭矩Mmax及现有载荷谱中减速器对应的其他参数值获取现有载荷谱对应的总伪损伤D，再比较不同的现有载荷谱对应的总伪损伤D，确定用于构建新载荷谱的基础载荷谱，解决了总伪损伤D与减速器的结构无关联的问题，使确定的总伪损伤D能真实反映适用减速器的载荷谱强弱，提高了基础载荷谱的构建精度，进而提高了新载荷谱的构建精度，实现了新开发的减速器用户使用工况的有效预测，保证了减速器台架试验与用户试验结果的一致性，且成本低，周期短。

Description

一种电动汽车减速器的载荷谱的构建方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车减速器的载荷谱的构建方法。

背景技术

载荷谱是电动汽车减速器结构设计中的重要基础数据。在产品开发前期，电动汽车减速器通常没有可直接使用的载荷谱用于产品设计、CAE仿真计算和台架试验。获取减速器载荷谱的方法主要有两种，一是进行道路载荷谱采集和编辑，二是在现有载荷谱基础上进行适应性转化和构建。前者针对目标用户进行道路载荷谱采集，载荷谱精度高，但测试周期长，费用高，需要有样品后才能开展工作，其滞后于产品研发，不能满足产品前期开发需要；后者是常用的减速器载荷谱获取方法，其首先在现有载荷谱基础上进行载荷谱伪损伤计算，选择伪损伤较大的载荷谱作为基础载荷谱，然后以此为基础构建新载荷谱，此种获取载荷谱的方法简单、快速、成本低，是一种较为理性的减速器载荷谱获取方法，但其考虑减速器设计参数较少，以致载荷谱强度不能真实反映用户使用工况，载荷谱构建精度差，造成减速器的台架试验失效形式与用户使用失效形式不一致等问题。

在现有载荷谱基础上适应性转化和构建的电动汽车减速器载荷谱精度较差主要有以下方面原因：伪损伤计算没有考虑减速器最大设计扭矩的影响，减速器的最大设计扭矩决定减速器零部件结构尺寸，例如齿轮轴中心距、齿宽、齿轮轴直径、轴承直径，减速器最大设计扭矩是联系伪损伤与具体结构尺寸的重要桥梁。通常情况下，减速器最大设计扭矩越大，减速器零部件尺寸越大，反之则越小，如果不考虑影响，意味着伪损伤与具体零部件结构没有任何关系，导致伪损伤不能真实反映所适用减速器的载荷谱强弱，所选择的基础载荷谱精度差。

因此，亟需提供一种电动汽车减速器的载荷谱的构建方法以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动汽车减速器的载荷谱的构建方法，提高了新载荷谱的构建精度，构建成本低，实现周期短，保证了减速器台架试验与用户试验结果的良好一致性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电动汽车减速器的载荷谱的构建方法，所述构建方法包括：

根据现有载荷谱所适用的减速器的载荷系数k、扭矩阈值M_-1、现有载荷谱输入轴扭矩M_j、现有载荷谱输入轴转速r_j、现有载荷谱输入轴运转时间t_j和所述现有载荷谱中所述减速器的输入轴最大设计扭矩M_max，获取多个现有载荷谱的总伪损伤D；

比较不同的所述现有载荷谱对应的所述总伪损伤D，确定用于构建新载荷谱的基础载荷谱；

根据所述基础载荷谱构建不同载荷级的新载荷谱扭矩M_j0、与所述新载荷谱扭矩M_j0对应的新载荷谱输入轴转速r_j0及与所述新载荷谱扭矩M_j0对应的新载荷谱输入轴运转时间t_j0；

将各个载荷级对应的新载荷谱扭矩M_j0、新载荷谱输入轴转速R_j0和新载荷谱输入轴运转时间t_j0组合在一起形成新载荷谱。

作为电动汽车减速器的载荷谱的构建方法的一种优选技术方案，根据所述减速器的各个部件对应的材料强度极限σ_b和疲劳强度极限σ_-1计算该部件的载荷系数k_i，将多个部件对应的载荷系数k_i相加并取平均值作为所述减速器的载荷系数k，其中k_i＝σ_-1/σ_b。

作为电动汽车减速器的载荷谱的构建方法的一种优选技术方案，分别根据减速器的齿轮轴、齿轮和轴承相对应的材料强度极限σ_b和疲劳强度极限σ_-1计算所述齿轮轴、所述齿轮和所述轴承对应的载荷系数k₁、k₂和k₃。

作为电动汽车减速器的载荷谱的构建方法的一种优选技术方案，根据所述现有载荷谱中的所述减速器的输入轴最大设计扭矩M_max和载荷系数k确定所述扭矩阈值M_-1，其中M_-1＝M_max×k。

作为电动汽车减速器的载荷谱的构建方法的一种优选技术方案，根据所述扭矩阈值M_-1、所述现有载荷谱中现有载荷谱输入轴扭矩M_j、所述现有载荷谱输入轴转速r_j、所述现有载荷谱输入轴运转时间t_j和所述现有载荷谱中所述减速器的输入轴最大设计扭矩M_max计算对应载荷级的伪损伤D_j，将各个载荷级对应的伪损伤D_j相加获得该所述现有载荷谱的总伪损伤D；其中

当M_j＞M_-1时，

当M_j≤M_-1时，

式中，系数a和d均为常数，指数b、c、e和f均为常数，i为减速器的减速比，j为载荷级。

作为电动汽车减速器的载荷谱的构建方法的一种优选技术方案，选择多个所述总伪损伤D中的最大值所对应的所述现有载荷谱作为用于构建所述新载荷谱的所述基础载荷谱。

作为电动汽车减速器的载荷谱的构建方法的一种优选技术方案，根据所述基础载荷谱构建不同载荷级的新载荷谱扭矩M_j0包括：

根据所述现有载荷谱中现有载荷谱输入轴扭矩M_j、所述现有载荷谱对应的所述减速器的输入轴最大设计扭矩M_max和所述新载荷谱对应的所述减速器的输入轴最大设计扭矩M_max0计算新载荷谱扭矩M_j0，其中

当M_j＞M_-1时，

当M_j≤M_-1时，

式中，b、c、e和f均为常数，j为载荷级。

作为电动汽车减速器的载荷谱的构建方法的一种优选技术方案，构建与所述新载荷谱扭矩M_j0对应的输入轴转速r_j0包括：

根据所述现有载荷谱中现有载荷谱输入轴转速r_j、所述现有载荷谱中对应的所述减速器的输入轴最高设计转速r_max和所述新载荷谱对应的所述减速器的输入轴最高设计转速r_max0计算新载荷谱扭矩M_j0对应的新载荷谱输入轴转速r_j0，其中

式中，j为载荷级。

作为电动汽车减速器的载荷谱的构建方法的一种优选技术方案，构建与所述新载荷谱扭矩M_j0对应的新载荷谱输入轴运转时间t_j0包括：

根据现有载荷谱中所述减速器的减速比i、现有载荷谱输入轴转速r_j、现有载荷谱输入轴运转时间t_j、现有载荷谱设计寿命里程L及新载荷谱中减速器的减速比i₀、新载荷谱输入轴转速r_j0、新载荷谱设计寿命里程L₀计算新载荷谱输入轴运转时间t_j0，其中

式中，j为载荷级。

作为电动汽车减速器的载荷谱的构建方法的一种优选技术方案，所述b、所述c、所述e和所述f均大于等于3且小于等于12。

本发明的有益效果：

本发明提供的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法，根据减速器的载荷系数、扭矩阈值、现有载荷谱中减速器的输入轴最大设计扭矩M_max及现有载荷谱中减速器对应的其他参数值获取现有载荷谱对应的总伪损伤D，再比较不同的现有载荷谱对应的总伪损伤D，确定用于构建新载荷谱的基础载荷谱，解决了总伪损伤D与减速器的结构无关联的问题，使确定的总伪损伤D能真实反映适用减速器的载荷谱强弱，提高了基础载荷谱的构建精度，进而提高了新载荷谱的构建精度，实现了新开发的减速器用户使用工况的有效预测，保证了减速器台架试验与用户试验结果的一致性。

此外，本发明提供的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法在基础载荷谱上构建新载荷谱，其构建精度高，成本低，周期短，能够有效保证减速器产品的可靠耐久性开发。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法的主要步骤流程图；

图2是本发明实施例提供的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法的详细步骤流程图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

针对现有技术中伪损伤计算没有考虑减速器的最大设计扭矩，与减速器的结构没有任何关系，进而导致伪损伤不能真实反映所适用减速器的载荷谱的强弱，所选择的基础载荷谱精度差，进而导致新载荷谱的构建精度差的问题，本实施例提供了一种电动汽车减速器的载荷谱的构建方法以解决上述技术问题。

如图1所示，本实施例提供的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法包括：

根据现有载荷谱所适用的减速器的载荷系数k、扭矩阈值M_-1、现有载荷谱输入轴扭矩M_j、现有载荷谱输入轴转速r_j、现有载荷谱输入轴运转时间t_j和现有载荷谱中减速器的输入轴最大设计扭矩M_max，获取多个现有载荷谱的总伪损伤D；

比较不同的现有载荷谱对应的总伪损伤D，确定用于构建新载荷谱的基础载荷谱；

根据基础载荷谱构建不同载荷级的新载荷谱扭矩M_j0、与新载荷谱扭矩M_j0对应的新载荷谱输入轴转速r_j0及与新载荷谱扭矩M_j0对应的新载荷谱输入轴运转时间t_j0；

将各个载荷级对应的新载荷谱扭矩M_j0、新载荷谱输入轴转速R_j0和新载荷谱输入轴运转时间t_j0组合在一起形成新载荷谱。

本实施例提供的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法，根据减速器的载荷系数、扭矩阈值、现有载荷谱中减速器的输入轴最大设计扭矩M_max及现有载荷谱中减速器对应的其他参数值获取现有载荷谱对应的总伪损伤D，再比较不同的现有载荷谱对应的总伪损伤D，确定用于构建新载荷谱的基础载荷谱，解决了总伪损伤D与减速器的结构无关联的问题，使确定的总伪损伤D能真实反映适用减速器的载荷谱强弱，提高了基础载荷谱的构建精度，进而提高了新载荷谱的构建精度，实现了新开发的减速器用户使用工况的有效预测，保证了减速器台架试验与用户试验结果的一致性。此外，本实施例提供的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法在基础载荷谱上构建新载荷谱，其构建精度高，成本低，周期短，能够有效保证减速器产品的可靠耐久性开发。

图2是本实施例提供的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法的详细步骤流程图，下面参照图2详细介绍本实施例提供的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法。

电动汽车减速器的载荷谱的构建方法包括以下步骤：

步骤一、确定现有载荷谱所适用的减速器的载荷系数k。

具体地，根据减速器的各个部件对应的材料强度极限σ_b和疲劳强度极限σ_-1计算该部件的载荷系数k_i，将多个部件对应的载荷系数k_i相加并取平均值作为所述减速器的载荷系数k，其中k_i＝σ_-1/σ_b。

进一步地，在本实施例中，分别根据减速器的齿轮轴、齿轮和轴承相对应的材料强度极限σ_b和疲劳强度极限σ_-1计算齿轮轴、齿轮和轴承对应的载荷系数k₁、k₂和k₃，然后载荷系数k为k₁、k₂和k₃之和的平均值。

齿轮轴、齿轮和轴承最能反映减速器的使用性能，以齿轮轴、齿轮和轴承为准计算载荷系数k，以使载荷谱强度能真实反映用户使用工况。

步骤二、确定现有载荷谱所适用的减速器的扭矩阈值M_-1。

具体地，根据现有载荷谱中的减速器的输入轴最大设计扭矩M_max和载荷系数k确定扭矩阈值M_-1，其中M_-1＝M_max×k。

载荷系数k是通过减速器的各个部件对应的材料强度极限σ_b和疲劳强度极限σ_-1计算得出的，而扭矩阈值M_-1与步骤三中的总伪损伤D的计算相关，可以使总伪损伤D与减速器的结构的相关参数相关联，进而使确定的总伪损伤D能真实反映适用减速器的载荷谱强弱，提高了基础载荷谱的构建精度。

步骤三、获取多个现有载荷谱的总伪损伤D。

具体地，根据扭矩阈值M_-1、现有载荷谱中现有载荷谱输入轴扭矩M_j、现有载荷谱输入轴转速r_j、现有载荷谱输入轴运转时间t_j和现有载荷谱中减速器的输入轴最大设计扭矩M_max计算对应载荷级的伪损伤D_j，将各个载荷级对应的伪损伤D_j相加获得该现有载荷谱的总伪损伤D；其中

当M_j＞M_-1时，

当M_j≤M_-1时，

式中，系数a和d均为常数，指数b、c、e和f均为常数，i为减速器的减速比，j为载荷级。

上述的a和d均大于等于1且小于等于5，而b、c、e、f均大于等于3且小于等于12。

进一步地，优选地，a＝d＝3，b＝c＝5，e＝f＝2b-1＝9。a、d、b、c、e、f的取值根据减速器的实际应用情况进行选值，以便使后续产品更能适应实际应用场景。

现有载荷谱中减速器的输入轴最大设计扭矩M_max是联系伪损伤D_j和减速器的具体结构的重要桥梁，在本实施例中，在计算伪损伤D_j时考虑到了M_max的影响，使伪损伤D_j能真实反映适用减速器的载荷谱强弱，提高了基础载荷谱选择的精度。本实施例在采用幂函数计算伪损伤D_j时，采用分段取值的方式，即将现有载荷谱输入轴扭矩M_j与扭矩阈值M_-1进行比较，选择不同的计算伪损伤D_j的公式，适用于各种扭矩，提高了伪损伤D_j计算的精度，使构建的新载荷谱能有效预测新开发的减速器的用户使用工况。

步骤四、比较不同的现有载荷谱对应的总伪损伤D，确定用于构建新载荷谱的基础载荷谱；

具体地，在本实施例中，选择多个总伪损伤D中的最大值所对应的现有载荷谱作为用于构建新载荷谱的基础载荷谱，以使减速器适应更多的不同的应用场景，满足使用需求，提高减速器的使用性能，选择总伪损伤D小的值则不能满足上述要求。

步骤五、根据基础载荷谱构建不同载荷级的新载荷谱扭矩M_j0。

具体地，在本实施例中，根据现有载荷谱中现有载荷谱输入轴扭矩M_j、现有载荷谱对应的减速器的输入轴最大设计扭矩M_max和新载荷谱对应的减速器的输入轴最大设计扭矩M_max0计算新载荷谱扭矩M_j0，其中

当M_j＞M_-1时，

当M_j≤M_-1时，

式中，b、c、e和f均为常数，j为载荷级。

上述的b、c、e、f均大于等于3且小于等于12。

进一步地，优选地，b＝c＝5，e＝f＝2b-1＝9。本步骤中b、c、e、f的取值方式与步骤三的相同。

计算新载荷谱扭矩M_j0的幂函数采用分段取值的方式，即将现有载荷谱输入轴扭矩M_j与扭矩阈值M_-1进行比较，选择不同的计算伪损伤新载荷谱扭矩M_j0的公式，提高了新载荷谱扭矩M_j0计算的精度，使构建的新载荷谱能有效预测新开发的减速器的用户使用工况。

步骤六、构建与新载荷谱扭矩M_j0对应的输入轴转速r_j0。

具体地，在本实施例中，根据现有载荷谱中现有载荷谱输入轴转速r_j、现有载荷谱中对应的减速器的输入轴最高设计转速r_max和新载荷谱对应的减速器的输入轴最高设计转速r_max0计算新载荷谱扭矩M_j0对应的新载荷谱输入轴转速r_j0，其中

式中，j为载荷级。

其中，随着减速器转速设计的越来越高，减速器的转速越高，齿轮的间隙越大，减速器运行的温度越高，为了避免这一问题，在减速器产品开发的仿真阶段，采用新载荷谱对应的减速器的输入轴最高设计转速r_max0机选新载荷谱扭矩M_j0对应的新载荷谱输入轴转速r_j0，保证了减速器台架试验与用户试验结果的一致性，使生产的减速器更能适应实际应用场景，且运行温度低，减小齿轮间的间隙，提高了减速器的使用性能。

步骤七、构建与所述新载荷谱扭矩M_j0对应的新载荷谱输入轴运转时间t_j0。

具体地，在本实施例中，根据现有载荷谱中减速器的减速比i、现有载荷谱输入轴转速r_j、现有载荷谱输入轴运转时间t_j、现有载荷谱设计寿命里程L及新载荷谱中减速器的减速比i₀、新载荷谱输入轴转速r_j0、新载荷谱设计寿命里程L₀计算新载荷谱输入轴运转时间t_j0，其中

式中，j为载荷级。

步骤八、将各个载荷级对应的新载荷谱扭矩M_j0、新载荷谱输入轴转速R_j0和新载荷谱输入轴运转时间t_j0组合在一起形成新载荷谱。

为了便于理解，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但是在实际应用过程中不局限于下面叙述中所取数值。

步骤一、确定现有载荷谱所适用的减速器的载荷系数k。

齿轮轴材料为20CrNi2MoH，其强度极限σ_b＝1200MPa，疲劳强度极限σ_-1＝480MPa，由公式k_i＝σ_-1/σ_b计算得载荷系数k₁＝0.4；齿轮材料为20MnCr5H，其强度极限σ_b＝1080MPa，疲劳强度极限σ_-1＝486MPa，由公式k_i＝σ_-1/σ_b计算得载荷系数k₂＝0.45；轴承材料为GCr15，其强度极限σ_b＝1617MPa，疲劳强度极限σ_-1＝728MPa，由公式k_i＝σ_-1/σ_b计算得载荷系数k₃＝0.45；此时平均载荷系数k＝(k₁+k₂+k₃)/3＝0.433。

步骤二、确定现有载荷谱所适用的减速器的扭矩阈值M_-1。

现有载荷谱中的减速器的输入轴最大设计扭矩＝320Nm，由M_-1＝M_max×k计算得出M_-1＝138.56Nm。

载荷系数k是通过减速器的各个部件对应的材料强度极限σ_b和疲劳强度极限σ_-1计算得出的，而扭矩阈值M_-1与步骤三中的总伪损伤D的计算相关，可以使总伪损伤D与减速器的结构的相关参数相关联，进而使确定的总伪损伤D能真实反映适用减速器的载荷谱强弱，提高了基础载荷谱的构建精度。

步骤三、获取现有载荷谱1的总伪损伤D，现有载荷谱1见表1。

表1现有载荷谱1

载荷级j分别为2、3、4、5、7和8时，M_j均大于扭矩阈值M_-1，各级载荷谱的伪损伤则采用公式

进行计算。载荷级j分别为1和6时，M_j均小于扭矩阈值M_-1，各级载荷谱的伪损伤则采用公式

进行计算。最后再将各级载荷谱的伪损伤相加即可得出现有载荷谱1的总伪损伤，其计算结果见表2。

其中a＝d＝3，b＝c＝5，e＝f＝2b-1＝9，减速器的减速比i＝8.31。

以载荷级数j＝2为例，计算输入轴扭矩大于扭矩阈值M_-1时的第2级载荷谱伪损伤D₂，

以载荷级数j＝6为例，计算输入轴扭矩小于扭矩阈值M_-1时的第6级载荷谱伪损伤D₆，

现有载荷谱中减速器的输入轴最大设计扭矩M_max是联系伪损伤D_j和减速器的具体结构的重要桥梁，在本实施例中，在计算伪损伤D_j时考虑到了M_max的影响，使伪损伤D_j能真实反映适用减速器的载荷谱强弱，提高了基础载荷谱选择的精度。本实施例在采用幂函数计算伪损伤D_j时，采用分段取值的方式，即将现有载荷谱输入轴扭矩M_j与扭矩阈值M_-1进行比较，选择不同的计算伪损伤D_j的公式，适用于各种扭矩，提高了伪损伤D_j计算的精度，使构建的新载荷谱能有效预测新开发的减速器的用户使用工况。

表2现有载荷谱1伪损伤计算结果

步骤四、重复步骤一至步骤三，计算现有载荷谱2的总伪损伤D，现有载荷谱2所适用的减速器的载荷系数k＝0.433，M_max＝450Nm，扭矩阈值M_-1＝195.03Nm。然后根据公式

和

计算各级载荷谱伪损伤，并累加各级载荷谱伪损伤得到现有载荷谱2的总伪损伤D，其计算结果见表3。

表3现有载荷谱2伪损伤计算结果

步骤五、现有载荷谱1的总伪损伤D为3.55×10³，现有载荷谱2的总伪损伤为4.60×10³，后者大于前者，因此，选择现有载荷谱2作为基础载荷谱，以用于构建新载荷谱。

步骤六、根据基础载荷谱构建不同载荷级的新载荷谱扭矩M_j0。

由表3中可知，载荷级j分别为2、3、6、7时，基础载荷谱所适用减速器的输入轴扭矩M_j大于扭矩阈值M_-1，此时应选择公式

计算新载荷谱扭矩M_j0；当载荷级j分别为1、4和5时，基础载荷谱所适用减速器的输入扭矩M_j小于扭矩阈值M_-1，此时应选择公式

计算新载荷谱扭矩M_j0。式中的b、c、e、f的取值与步骤三中的相同，b＝c＝5,e＝f＝2b-1＝9，M_max＝450Nm，M_max0＝410Nm。

以载荷级j＝2为例，计算新载荷谱扭矩M₂₀；

步骤七、构建与新载荷谱扭矩M_j0对应的输入轴转速r_j0。

根据公式

计算输入轴转速r_j0，其中r_max＝14500r/min，r_max0＝18000r/min。

以载荷级j＝2为例，计算新载荷谱转速r_j0，此时r₂＝6000r/min；

计算新载荷谱扭矩M_j0的幂函数采用分段取值的方式，即将现有载荷谱输入轴扭矩M_j与扭矩阈值M_-1进行比较，选择不同的计算伪损伤新载荷谱扭矩M_j0的公式，提高了新载荷谱扭矩M_j0计算的精度，使构建的新载荷谱能有效预测新开发的减速器的用户使用工况。

步骤八、构建与所述新载荷谱扭矩M_j0对应的新载荷谱输入轴运转时间t_j0。

根据公式

计算新载荷谱输入轴运转时间t_j0，其中i₀＝11.71，L₀＝300000km，i＝9.52，L＝240000km。

以载荷级j＝2为例，计算新载荷谱输入轴运转时间t_j0，此时，r₂＝6000r/min，r₂₀＝74478r/min，t₂＝75h。

步骤九、重复步骤六至步骤八，分别计算其他载荷级的新载荷谱扭矩M_j0、新载荷谱输入轴转速R_j0和新载荷谱输入轴运转时间t_j0。

步骤十、将步骤六至步骤九计算的各载荷级的新载荷谱扭矩M_j0、新载荷谱输入轴转速R_j0和新载荷谱输入轴运转时间t_j0组合在一起形成新载荷谱，新载荷谱如表4所示，该载荷谱可用于新开发减速器的产品设计、CAE仿真计算和台架试验。

表4构建的新载荷谱

本实施例提供的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法，根据减速器的载荷系数、扭矩阈值、现有载荷谱中减速器的输入轴最大设计扭矩M_max及现有载荷谱中减速器对应的其他参数值获取现有载荷谱对应的总伪损伤D，再比较不同的现有载荷谱对应的总伪损伤D，确定用于构建新载荷谱的基础载荷谱，解决了总伪损伤D与减速器的结构无关联的问题，使确定的总伪损伤D能真实反映适用减速器的载荷谱强弱，提高了基础载荷谱的构建精度，进而提高了新载荷谱的构建精度，实现了新开发的减速器用户使用工况的有效预测，保证了减速器台架试验与用户试验结果的一致性。此外，本实施例提供的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法在基础载荷谱上构建新载荷谱，其构建精度高，成本低，周期短，能够有效保证减速器产品的可靠耐久性开发。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动汽车减速器的载荷谱的构建方法，其特征在于，所述构建方法包括：

根据现有载荷谱所适用的减速器的载荷系数k、扭矩阈值M_-1、现有载荷谱输入轴扭矩M_j、现有载荷谱输入轴转速r_j、现有载荷谱输入轴运转时间t_j和所述现有载荷谱中所述减速器的输入轴最大设计扭矩M_max，获取多个现有载荷谱的总伪损伤D；

比较不同的所述现有载荷谱对应的所述总伪损伤D，确定用于构建新载荷谱的基础载荷谱；

根据所述基础载荷谱构建不同载荷级的新载荷谱扭矩M_j0、与所述新载荷谱扭矩M_j0对应的新载荷谱输入轴转速r_j0及与所述新载荷谱扭矩M_j0对应的新载荷谱输入轴运转时间t_j0；

将各个载荷级对应的新载荷谱扭矩M_j0、新载荷谱输入轴转速R_j0和新载荷谱输入轴运转时间t_j0组合在一起形成新载荷谱；

根据所述扭矩阈值M_-1、所述现有载荷谱中现有载荷谱输入轴扭矩M_j、所述现有载荷谱输入轴转速r_j、所述现有载荷谱输入轴运转时间t_j和所述现有载荷谱中所述减速器的输入轴最大设计扭矩M_max计算对应载荷级的伪损伤D_j，将各个载荷级对应的伪损伤D_j相加获得该所述现有载荷谱的总伪损伤D；其中

当M_j＞M_-1时，

当M_j≤M_-1时，

式中，系数a和d均为常数，指数b、c、e和f均为常数，i为减速器的减速比，j为载荷级。

2.根据权利要求1所述的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法，其特征在于，根据所述减速器的各个部件对应的材料强度极限σ_b和疲劳强度极限σ_-1计算该部件的载荷系数k_i，将多个部件对应的载荷系数k_i相加并取平均值作为所述减速器的载荷系数k，其中k_i＝σ_-1/σ_b。

3.根据权利要求2所述的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法，其特征在于，分别根据减速器的齿轮轴、齿轮和轴承相对应的材料强度极限σ_b和疲劳强度极限σ_-1计算所述齿轮轴、所述齿轮和所述轴承对应的载荷系数k₁、k₂和k₃。

4.根据权利要求1所述的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法，其特征在于，根据所述现有载荷谱中的所述减速器的输入轴最大设计扭矩M_max和载荷系数k确定所述扭矩阈值M_-1，其中M_-1＝M_max×k。

5.根据权利要求1所述的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法，其特征在于，选择多个所述总伪损伤D中的最大值所对应的所述现有载荷谱作为用于构建所述新载荷谱的所述基础载荷谱。

6.根据权利要求1所述的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法，其特征在于，根据所述基础载荷谱构建不同载荷级的新载荷谱扭矩M_j0包括：

根据所述现有载荷谱中现有载荷谱输入轴扭矩M_j、所述现有载荷谱对应的所述减速器的输入轴最大设计扭矩M_max和所述新载荷谱对应的所述减速器的输入轴最大设计扭矩M_max0计算新载荷谱扭矩M_j0，其中

当M_j＞M_-1时，

当M_j≤M_-1时，

式中，b、c、e和f均为常数，j为载荷级。

7.根据权利要求1所述的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法，其特征在于，构建与所述新载荷谱扭矩M_j0对应的输入轴转速r_j0包括：

根据所述现有载荷谱中现有载荷谱输入轴转速r_j、所述现有载荷谱中对应的所述减速器的输入轴最高设计转速r_max和所述新载荷谱对应的所述减速器的输入轴最高设计转速r_max0计算新载荷谱扭矩M_j0对应的新载荷谱输入轴转速r_j0，其中

式中，j为载荷级。

8.根据权利要求1所述的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法，其特征在于，构建与所述新载荷谱扭矩M_j0对应的新载荷谱输入轴运转时间t_j0包括：

根据现有载荷谱中所述减速器的减速比i、现有载荷谱输入轴转速r_j、现有载荷谱输入轴运转时间t_j、现有载荷谱设计寿命里程L及新载荷谱中减速器的减速比i₀、新载荷谱输入轴转速r_j0、新载荷谱设计寿命里程L₀计算新载荷谱输入轴运转时间t_j0，其中

式中，j为载荷级。

9.根据权利要求1或6所述的电动汽车减速器的载荷谱的构建方法，其特征在于，所述b、所述c、所述e和所述f均大于等于3且小于等于12。

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