[发明专利]电动车差速器壳体与从动齿轮重复焊接位置确定方法

权利要求书

1.一种电动车差速器壳体与从动齿轮重复焊接位置确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立差速器装配有限元模型：分别对差速器壳体、从动齿轮进行实体网格划分，二者接触部位的网格节点一一对应，然后通过定义二者接触部位的接触关系将差速器壳体与从动齿轮装配在一起；提取焊缝位置的差速器壳体和从动齿轮的表面网格，将其封闭并生成焊缝实体网格模型，焊缝与差速器壳体和从动齿轮直接采用共节点方式连接在一起；

S2、定义有限元模型材料属性：定义各零部件有限元模型的材料弹性模量E、泊松比μ、热膨胀系数α；

S3、施加有限元模型边界条件，边界条件包括两类：一是固定与轴承内圈内径相接触部位的差速器壳体表面，其中差速器壳体一端表面固定三个方向平动自由度，另一端表面固定除轴向平动以外的两个方向平动自由度，两端均不约束转动自由度；二是固定差速器壳体上安装销轴的轴孔的表面绕差速器壳体轴心线的转动自由度；

S4、定义有限元模型的初始温度：在差速器壳体、从动齿轮、焊缝上施加初始温度；

S5、施加载荷1：载荷1为差速器壳体、从动齿轮、焊缝的离心力，离心力通过定义差速器壳体轴心线为旋转轴，以及围绕该旋转轴的旋转速度施加；

S6、施加载荷2：载荷2为温度载荷，即在差速器壳体、从动齿轮、焊缝上施加同一高温度载荷；

S7、施加载荷3：载荷3为差速器总成工作在前进挡时的从动齿轮啮合力；然后施加到从动齿轮节圆上；

S8、施加载荷4：载荷4为差速器总成工作在倒挡时的从动齿轮啮合力；然后施加到从动齿轮节圆上；

S9、定义计算工况：

计算工况一：包括步骤S3中边界条件、步骤S4中初始温度、步骤S5中载荷1、步骤S6中载荷2和步骤S7中载荷3；

计算工况二：包括步骤S3中边界条件、步骤S4中初始温度、步骤S5中载荷1、步骤S6中载荷2和步骤S8中载荷4；

S10、进行有限元分析：按步骤S9中定义的计算工况一、计算工况二顺序，依次计算焊缝的应力分布；

S11、确定重复焊接位置：

将步骤S10中计算工况一对应的焊缝应力导入疲劳仿真软件中，在疲劳仿真软件中定义焊缝位置、焊缝类型，考虑焊缝材料力学性能和焊缝缺陷计算焊缝的疲劳损伤；

将步骤S10中计算工况二对应的焊缝应力导入疲劳仿真软件中，在疲劳仿真软件中定义焊缝位置、焊缝类型，考虑焊缝材料力学性能和焊缝缺陷计算焊缝的疲劳损伤；

线性叠加计算工况一、计算工况二对应的焊缝疲劳损伤，获得焊缝整体疲劳损伤分布，将其中损伤较小区域确定为重复焊接位置。

2.根据权利要求1所述的一种电动车差速器壳体与从动齿轮重复焊接位置确定方法，其特征在于，所述步骤S1中，差速器壳体与从动齿轮之间的接触部位定义为零间隙配合。

3.根据权利要求1所述的一种电动车差速器壳体与从动齿轮重复焊接位置确定方法，其特征在于，所述步骤S2中，焊缝材料的弹性模量E取差速器壳体、从动齿轮中较大的弹性模量，泊松比μ取所述较大弹性模量材料的泊松比，热膨胀系数α取所述较大弹性模量材料的热膨胀系数。

4.根据权利要求1所述的一种电动车差速器壳体与从动齿轮重复焊接位置确定方法，其特征在于，所述步骤S3中，固定与轴承内圈内径相接触部位的差速器壳体表面借助RBE3单元，在差速器壳体两端分别建立RBE3单元，RBE3单元的从点定义在差速器壳体轴心线与轴承外圈内径表面法线的交点上，轴承外圈内径表面法线位于轴承外圈内径表面中间位置，RBE3主点选择差速器壳体与轴承内圈内径相接触部位的表面；固定差速器壳体上安装销轴的轴孔的表面转动自由度借助RBE3单元，RBE3单元的从点定义在差速器壳体轴心线与销轴轴心线的交点上，主点选择用于安装销轴的轴孔表面。

5.根据权利要求1所述的电动车差速器壳体与从动齿轮重复焊接位置确定方法，其特征在于，所述步骤S5中，旋转转速定义为差速器总成最高设计转速的1.2倍，所述差速器总成最高设计转速包括前进挡差速器总成最高设计转速和倒挡差速器总成最高设计转速。