新能源汽车变速箱壳体设计
2挡电动汽车自动变速器箱体设计及热分析
图1自动变速器箱体三维模型
去除不影响受力的圆角和倒角），为了生成高质量的网格，采用HYPERMESH对网格进行划分，综合考虑
ABAQUS算法和划分网格的具体限制，本文选用四面体单元来进行网格划分。
并得到网格划分完成的有限元模型如和图3所示。
图2左箱体有限元模型
图3右箱体有限元模型
功率损失可以全部转化成热能
计算公式：
齿轮传动效率η1为：
变速箱输入功率，x-圆柱外啮合齿轮对数，圆柱内啮合齿轮对数，z-圆锥齿轮啮合对数。
轴承效率η2为：
传递功率，l-滚柱和滚珠轴承数量，
发热。
由于搅油损失的影响因素很多，
式中，b-浸入油液中的齿轮宽度。
为：
变速箱传动比，r1-主动齿轮节园半径，
为：
为：
齿顶高，h f-齿根高，
1.75。
综上，自动变速器箱体总发热速率为：
3.2载荷施加、边界条件和计算
当变速器箱体达到热平衡时，求解稳态能量方程，求解当时上述方程[6]。
可以看到，最高温度达到85.3℃出现在箱体底部，靠近主减速器的地方；而最大热流密度达到0.4646J/（m2·s）也同样出现在箱体底部靠近主减速器的地方。
可以看出箱体底部与油液接触的部分是热载荷较大的地方。
4结论
通过对2挡自动变速器箱体进行建模仿真，并完成热
图4温度场云图
图5热流密度云图。
新能源变速箱的原理和构造
新能源变速箱的原理和构造新能源汽车变速箱是一种专门用于传递发动机动力的重要传动装置，其主要功能是实现不同速度的传递和转向。
新能源汽车变速箱相比传统汽车变速箱，在原理和构造上存在一定差异。
新能源汽车变速箱原理：新能源汽车变速箱的原理主要是通过电子控制单元（ECU）来控制电机和电池之间的协调工作。
电机根据电池的供电信号来调节输出的扭矩和转速，从而实现不同速度的传递。
同时，ECU还可以通过控制电机的工作状态来实现前进、倒退和定位等功能。
新能源汽车变速箱构造：新能源汽车变速箱的构造相对比较简单，主要由以下几部分组成：1. 电机：新能源汽车变速箱的核心部件是电机。
电机包括定子和转子两部分。
定子通常由线圈、铁芯和电磁铁组成，用于产生磁场。
转子则通过线圈的旋转来产生转矩和动力。
2. 变速装置：新能源汽车变速箱中的变速装置用于调节电机输出的转速和扭矩。
变速装置通常由齿轮组成，通过不同齿数的齿轮组合，实现不同速度和转矩的传递。
齿轮可以通过离合器或自动机械式变速箱来选择和切换。
3. 传动轴：传动轴用于将电机输出的动力传递到车轮上，从而推动汽车运行。
传动轴通常由一个或多个驱动轴组成，通过万向节等连接件与电机和车轮相连接。
4. 控制单元（ECU）：控制单元是新能源汽车变速箱的核心控制装置。
ECU通过对电机的控制来调节输出的扭矩和转速，实现不同速度的传递。
同时，ECU还可以实现前进、倒退和定位等功能。
以上是新能源汽车变速箱的基本原理和构造。
需要注意的是，由于新能源汽车的动力系统与传统汽车有较大差别，因此其变速箱的原理和构造也存在一定的不同。
在发展推广新能源汽车的过程中，变速箱的性能和可靠性将是一个重要的研发和改进方向，以提高新能源汽车的整体性能和竞争力。
电动汽车变速箱壳体静动态分析及拓扑优化设计
汽车在加速或爬坡等工况下，变速箱内部齿轮
会传递较大载荷，载荷通过轴和轴承传递到壳体上。 若壳体强度不足，会导致壳体出现裂纹甚至断裂； 若壳体刚度不足，会产生较大位移，降低齿轮的传 动精度[1-2]。另外，为避免壳体因共振产生疲劳破坏， 应使其固有频率避开齿轮啮合激励频率。多目标拓 扑优化能够在满足壳体静动态性能要求的前提下， 减轻壳体质量，从而提高整车动力性和经济性[3]。
表 2 1 挡及倒挡轴承支反力 Tab. 2 First gear and reverse bearing support reaction N
1挡
X轴
Y轴
Z轴
轴承 1
2 140
−2 237
−2 115
轴承 2
5 375
0
−3 726
轴承 3
−12 799
−6 503
−6 173
轴承 4
−5 478
2021 年
（a） 1 挡
图 4 壳体有限元模型 Fig. 4 Finite element model of housing
2. 2 变速箱壳体受力分析 变速箱在 1 挡和倒挡两种工况下传递较大转矩，
变速器壳体课程设计
变速器壳体课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解变速器壳体的结构特点，掌握其主要功能；2. 学生能描述变速器壳体的设计原理，了解其在汽车变速系统中的作用；3. 学生能掌握变速器壳体的材料选择及加工工艺。
技能目标：1. 学生能运用CAD软件绘制变速器壳体的三维模型；2. 学生能运用CAD/CAM软件完成变速器壳体的加工路径设计；3. 学生能通过实际操作，制作出符合设计要求的变速器壳体样品。
情感态度价值观目标：1. 学生能培养对汽车工程技术的兴趣，激发创新意识；2. 学生能增强团队合作意识，提高沟通协调能力；3. 学生能认识到变速器壳体在汽车产业中的重要性，树立环保和节能意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能独立完成变速器壳体的设计；2. 学生能熟练运用CAD/CAM软件进行变速器壳体的设计与加工；3. 学生能通过课程学习，了解汽车变速器壳体的产业发展趋势，为未来职业生涯做好准备。
二、教学内容1. 变速器壳体结构特点及功能- 参考教材第3章“汽车变速器”，介绍变速器壳体的结构组成及其在变速系统中的作用；- 分析变速器壳体的设计要求，探讨其与性能、强度、成本等方面的关系。
2. 变速器壳体设计原理- 参考教材第4章“变速器设计基础”，讲解变速器壳体的设计原理；- 结合实例，分析变速器壳体的设计步骤和方法。
3. 变速器壳体材料及加工工艺- 参考教材第5章“变速器壳体材料与加工”，介绍变速器壳体的常用材料及加工工艺；- 分析不同材料性能对变速器壳体的影响，探讨加工工艺对产品质量的作用。
4. CAD/CAM软件在变速器壳体设计中的应用- 教学大纲安排4个课时，详细介绍CAD/CAM软件在变速器壳体设计中的应用；- 教学内容涵盖：三维建模、加工路径设计、加工参数设置等。
5. 变速器壳体样品制作- 实践环节，安排2个课时，指导学生利用CAD/CAM软件设计并制作变速器壳体样品；- 强调实际操作过程中的注意事项，确保学生掌握制作技巧。
纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计
纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计【摘要】本文主要讨论了纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计，通过引言部分介绍了研究背景、研究意义和研究目的。
在正文部分分析了纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器的基本原理、齿轮箱设计、行星齿轮系统设计、动力传递系统设计和结构优化设计。
结论部分归纳了纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计的重要性，探讨了未来发展方向，并对研究内容进行了总结。
该研究对提高纯电动汽车的性能和节能环保具有重要意义，为未来的汽车工程技术发展提供了有益的参考。
【关键词】纯电动汽车，两挡，行星齿轮，自动变速器，结构设计，基本原理，齿轮箱设计，动力传递系统设计，结构优化设计，重要性，未来发展方向，总结。
1. 引言1.1 研究背景现在汽车已经成为人们日常生活中不可或缺的交通工具，而随着全球对环境保护和节能减排的重视，纯电动汽车逐渐成为汽车行业的发展趋势。
而纯电动汽车的自动变速器作为其关键部件之一，对其性能和效率起着至关重要的作用。
对纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器的结构设计进行研究和优化，将有助于提高纯电动汽车的性能和驾驶体验，推动纯电动汽车技术的发展和普及。
本文将深入探讨纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器的结构设计原理及优化方向，为纯电动汽车的发展提供参考和指导。
1.2 研究意义纯电动汽车是未来汽车发展的趋势，具有零排放、低噪音和高效率的特点，因此受到越来越多消费者的青睐。
而自动变速器作为汽车的重要组成部分，对于提升驾驶舒适性和能效性起着至关重要的作用。
纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计的研究意义在于，可以提高变速器的效率和可靠性，进一步提升纯电动汽车的整体性能。
通过对变速器结构进行优化设计，可以实现更顺畅的动力传递，减少能量损失，延长汽车的使用寿命。
优化设计也可以减少零部件的磨损和故障率，降低维护成本，提高汽车的可靠性和稳定性。
在当前环保和节能的大环境下，纯电动汽车的发展已经成为汽车行业的主流趋势。
纯电动汽车变速箱壳体CAE分析及拓扑优化
优化结果表明,优化后壳体刚度和固有频率均有提高。根据拓扑 优化结果对变速箱壳体结构进行改进,通过仿真计算验证表明, 改进后的壳体提高了刚度和前两阶固有频率,使得齿轮传动精度 更高,避开了常用转速下的齿轮啮合激励频率,且改进后质量减 轻了7%,性能得到明显改善,达到设计要求。
采用仿真分析与试验相结合的方法,分别利用ABAQUS和 b对壳体动态特性进行仿真和试验研究。仿真与试 验结果对比表明,不论在自由状态还是约束状态下,计算模态振 型与试验模态振型基本吻合,且固有频率相对误差均在4%以内, 从而验证了变速箱壳体有限元模型的准确性。
另外,通过研究壳体模态参数,发现其前两阶固有频率与常用转 速下齿轮啮合激励频率比较接近,可能引起共振现象的发生,为 多目标拓扑优化提供基础数据。3.基于变密度法建立静动态联 合多目标拓扑优化数学模型,通过Optistruct进行拓扑优化,以 设计域内单元密度为设计变量,约束优化前后体积比,以一挡及 倒挡工况下的柔度最小化和前两阶固有频率的加权响应最大化 为优化目标。
主要研究内容如下:1.详细介绍了纯电动汽车变速箱壳体的研究 背景及意义,然后阐述了纯电动汽车变速箱研究现状,接着介绍 了壳体有限元分析及拓扑优化研究现状。2.详细介绍了变速箱 壳体结构设计过程,利用CATIA和HyperMesh分别建立体一挡及倒挡工况进行静力学仿真分析。 分析结果表明,在两种工况下该壳体满足刚强度要求,并且有优 化设计空间。
纯电动汽车变速箱壳体CAE分析及拓扑 优化
随着能源问题的日益突出,节能减排在汽车行业中越来越受到重 视,因此纯电动汽车得到了快速发展。众所周知,汽车变速箱是 汽车传动系统的核心装置,而壳体性能优劣对变速箱正常工作起 着重要作用,因此壳体性能与整车性能有直接关系,应保证其满 足使用要求。
纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计
纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计【摘要】本文主要探讨纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器的结构设计。
在我们将介绍研究背景、研究目的和研究意义。
在我们将从电动汽车变速器概述入手，深入介绍行星齿轮自动变速器原理，重点讨论纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器设计要点和结构设计优化，最后进行性能测试与验证。
在我们将评估设计方案的可行性，展望未来研究方向，并对整个研究进行总结。
通过本文的研究，我们旨在提高纯电动汽车的传动效率和性能，推动电动汽车技术的发展和应用。
【关键词】纯电动汽车、两挡行星齿轮自动变速器、结构设计、设计优化、性能测试、可行性、未来展望、结论总结1. 引言1.1 研究背景随着环境污染问题日益严重和对能源消耗的担忧加剧，传统内燃机汽车逐渐不再适应当今社会的需求。
新能源汽车成为了解决这些问题的重要方向之一。
在众多新能源汽车中，纯电动汽车由于其零排放、低噪音等优点逐渐受到消费者的青睐。
纯电动汽车的发展离不开先进的变速器技术。
传统汽车一般采用机械液力变速器或自动变速器，在纯电动汽车中，对变速器的性能、体积、重量等方面提出了更高的要求。
研究并开发适用于纯电动汽车的新型变速器至关重要。
本文旨在探讨纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器的结构设计，通过对其原理和要点进行深入研究，为纯电动汽车变速器技术的发展提供新的思路和方法。
本研究有望为纯电动汽车的性能提升和市场应用打下坚实的基础。
部分为本文研究提供了必要的背景和动机，也为后续内容的展开奠定了基础。
1.2 研究目的本文旨在通过对纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计的研究，探讨其在电动汽车领域中的应用以及优化方向。
具体研究目的包括以下几点：通过深入分析和研究电动汽车变速器的概念和原理，探讨行星齿轮自动变速器在纯电动汽车中的作用和意义，进一步完善电动汽车的整体性能。
通过研究设计了解纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器的设计要点和结构特点，分析其与传统汽车变速器的不同之处，为纯电动汽车变速器的优化提供参考。
变速箱壳体课程设计
变速箱壳体课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握变速箱壳体的基本结构、材料及制造工艺；2. 使学生了解并掌握变速箱壳体的设计原理和关键参数；3. 帮助学生理解变速箱壳体与其他部件的配合关系及影响。
技能目标：1. 培养学生运用CAD软件进行变速箱壳体三维建模的能力；2. 提高学生运用CAE软件进行变速箱壳体强度、刚度分析的能力；3. 培养学生根据分析结果对变速箱壳体结构进行优化设计的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计及制造工艺的热爱和兴趣；2. 培养学生具备团队协作精神，提高沟通与交流能力；3. 增强学生的创新意识，培养解决实际工程问题的能力。
课程性质：本课程为机械设计制造及其自动化专业高年级的专业课程，以实践性和应用性为主。
学生特点：学生具备一定的机械基础知识和技能，具有一定的自主学习能力和创新意识。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和工程素养。
通过本课程的学习，使学生能够具备变速箱壳体设计、分析和优化的能力，为将来从事相关工作奠定基础。
同时，注重培养学生的团队协作、沟通表达及创新能力，提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 变速箱壳体的基本结构及功能：讲解变速箱壳体的组成部分、作用及其与其他部件的连接关系。
- 教材章节：第二章 变速器结构与原理- 内容列举：壳体结构、材料、功能、连接方式2. 变速箱壳体设计原理：介绍变速箱壳体的设计原则、关键参数及其影响。
- 教材章节：第三章 机械设计原理- 内容列举：设计原则、强度计算、刚度计算、振动噪声控制3. 变速箱壳体制造工艺：分析变速箱壳体的主要制造工艺及其特点。
- 教材章节：第四章 机械制造工艺- 内容列举：铸造、焊接、机加工、表面处理4. 变速箱壳体三维建模与CAE分析：讲解如何利用CAD/CAE软件进行变速箱壳体的建模、分析及优化。
- 教材章节：第五章 计算机辅助设计与分析- 内容列举：CAD建模、CAE强度刚度分析、结构优化5. 变速箱壳体设计实例分析：通过实际案例，分析变速箱壳体设计的全过程，提高学生的实际操作能力。
变速箱壳体课程设计
变速箱壳体课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握变速箱壳体的基本结构、功能和制造工艺，培养学生对机械制造领域的兴趣和责任感。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解变速箱壳体的作用和基本结构；（2）掌握变速箱壳体的制造工艺和质量要求；（3）了解变速箱壳体在汽车行业中的重要性。
2.技能目标：（1）能够使用专业工具对变速箱壳体进行检测和维修；（2）能够分析变速箱壳体故障的原因并提出解决方案；（3）能够结合实际情况，对变速箱壳体进行合理的选型和优化。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对机械制造领域的兴趣和热爱；（2）培养学生对变速箱壳体制造和维修的责任感；（3）培养学生团队协作和沟通交流的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下三个方面：1.变速箱壳体的基本结构和工作原理；2.变速箱壳体的制造工艺和质量要求；3.变速箱壳体在汽车行业中的应用及重要性。
教学大纲安排如下：1.导入：简要介绍变速箱壳体的作用和重要性；2.基本结构：讲解变速箱壳体的组成部分及其功能；3.制造工艺：阐述变速箱壳体的制造过程及质量要求；4.应用及重要性：分析变速箱壳体在汽车行业中的作用；5.案例分析：结合实际案例，分析变速箱壳体故障的原因及解决方法；6.总结：回顾本节课的主要内容，强调变速箱壳体制造和维修的重要性。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解变速箱壳体的基本结构、制造工艺和应用及重要性；2.案例分析法：分析实际案例，让学生了解变速箱壳体故障的原因及解决方法；3.讨论法：学生分组讨论，培养学生的团队协作和沟通交流能力；4.实验法：安排实验室实践，让学生动手检测和维修变速箱壳体，提高操作技能。
四、教学资源本节课所需的教学资源包括：1.教材：选用《汽车变速箱壳体制造工艺》等相关教材；2.参考书：提供《汽车变速箱壳体设计手册》等参考书籍；3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，直观展示变速箱壳体的结构和工作原理；4.实验设备：准备变速箱壳体及其检测维修设备，供学生实践操作。
纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计
纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计1. 引言1.1 纯电动汽车的发展现状纯电动汽车是一种以电能作为动力源的汽车，已经成为解决交通能源需求和环境问题的重要选择。
随着人们对环保意识的增强和对能源资源的日益紧缺，纯电动汽车的发展呈现出蓬勃的态势。
目前，全球范围内多个汽车制造商纷纷推出了纯电动汽车产品，其销量也逐年增长。
纯电动汽车具有零排放、低噪音、低运营成本等诸多优点，在城市交通和短途通勤中有着广阔的应用前景。
政府对环保汽车的支持政策也为纯电动汽车的发展提供了重要保障。
从全球范围来看，欧洲、北美、亚洲等地区都在加大对纯电动汽车的政策支持力度。
纯电动汽车在续航里程、充电设施建设、充电效率等方面仍然存在诸多挑战。
自动变速器技术的不断完善和发展将对纯电动汽车的性能提升和市场竞争力起到至关重要的作用。
纯电动汽车的发展面临着技术突破和创新的挑战，需要不断地提升自身技术水平，以满足消费者对汽车性能和便利性的需求。
1.2 自动变速器在电动汽车中的重要性在纯电动汽车中，自动变速器扮演着至关重要的角色。
与传统内燃机车辆不同，电动汽车的功率输出特性与转速曲线截然相反，其最大扭矩从启动即可提供，而非需要通过变速器传递。
自动变速器在纯电动汽车中的重要性仍然不可忽视。
自动变速器可以带来更好的车辆动态性能。
通过合理的变速逻辑设计，可以使电动汽车在不同速度和负载下都能保持最佳的动力输出，提高车辆的加速性能和行驶稳定性。
自动变速器可以提高能源利用率。
通过换挡逻辑的优化和结构的精简，可以使电动汽车在不同工况下都能以最低能耗实现最佳性能，延长电池续航里程。
自动变速器还可以提升车辆的驾驶舒适性和便利性。
驾驶员无需手动操控变速杆，车辆可以根据实时行驶情况自动选择最佳挡位，让驾驶变得更加轻松愉快。
自动变速器在纯电动汽车中的重要性不言而喻。
只有通过科学合理的设计与研究，才能更好地发挥自动变速器在电动汽车中的作用，推动电动汽车技术的不断进步与发展。
汽车变速箱壳体结构拓扑优化设计
背景
汽车变速箱壳体作为汽车传动系统的重要组成部分，具有复杂的结构和多种性 能要求。传统的结构优化方法通常只考虑局部区域的优化，无法实现整体最优。 此外，汽车变速箱壳体在运行过程中会受到多种力和力矩的作用，需要进行多 约束优化，这进一步增加了优化难度。近年来，拓扑优化方法在汽车零部件优 化设计中逐渐得到了广泛应用，它可以实现整体结构的优化，提高材料利用率 和结构性能。
在专用汽车强度分析方面，强度分析是保证车辆安全性和可靠性的重要手段。 它通过有限元方法对车辆的结构进行详细的数值分析，以评估其对于各种载荷 条件的响应。在进行强度分析时，需要对车辆的整体结构和局部细节进行详细 的建模和仿真，以获得准确的分析结果。
通过专用汽车结构拓扑优化设计和强度分析的应用，可以显著提高车辆的性能 和安全性。为了证明这一点，我们进行了一项实验，将优化前后的车辆进行对 比分析。实验结果表明，经过结构拓扑优化设计的车辆，其重量、刚度和强度 等指标均得到了显著提升，而强度分析则进一步保证了车辆的安全性和可靠性。
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在专用汽车结构拓扑优化设计方面，首先需要了解什么是结构拓扑优化。结构 拓扑优化是一种设计方法，它通过在给定约束条件下，寻求最优的材料分布和 连接方式，以达到指定的性能目标。在专用汽车设计中，结构拓扑优化能够显 著提高车辆的刚度、强度和稳定性，同时降低车辆的重量。
在进行专用汽车结构拓扑优化设计时，通常采用计算机软件进行模拟和计算。 设计人员根据车辆的性能需求，建立相应的数学模型，并在软件中进行模拟和 分析。通过反复迭代和优化，找到最佳的材料分布和连接方式。这种方法可以 大大缩短设计周期，提高设计效率，同时降低设计成本。
4、运行优化设计
在定义好设计变量、约束条件和目标函数后，可以运行优化设计。在 HyperMeshOptiStruct中，可以通过“Solution”面板来运行优化设计。在 运行过程中，软件会根据设定的迭代次数和收敛准则进行迭代计算，直到得到 满足要求的优化结果。
电动汽车用变速器壳体的模态研究
电动汽车用变速器壳体的模态研究随着电动汽车的普及，电动汽车的变速器壳体的模态研究日益成为研究热点。
变速器壳体是传递动力和支撑变速器组件的重要零部件，其结构设计对整车性能和使用寿命至关重要。
本文将从变速器壳体的结构分析、模态分析和结论分析三个方面进行研究。
首先，对电动汽车用变速器壳体的结构进行分析。
变速器壳体主要由上下盖板、固定板、中间板和侧板等组成。
其结构呈长方形，尺寸基本相同。
设计时需要考虑壳体在整个使用过程中受到的载荷、热应力和腐蚀等因素的影响，以确保其强度、刚度和密封性。
其次，进行电动汽车用变速器壳体的模态分析。
利用有限元分析软件对变速器壳体进行模态分析，求出壳体在不同频率下的振动模式和振幅。
通过对模态结果的分析，可以有效地评估变速器壳体在工作状态下的振动情况和结构强度。
最后，根据模态分析结果进行结论分析。
分析结果表明，变速器壳体在低频和中频区间振动特点较明显，而高频振动的情况较少。
变速器壳体在主要节点处的振幅较大，需要注意这些节点的防振措施。
在整个结构中，侧板的密封性较高，需要进行更加精细的加工和检测，以确保其密封性。
综上所述，电动汽车用变速器壳体的模态研究旨在评估其在工程实践中的振动特性和结构强度，为进一步完善变速器壳体的设计提供参考。
通过对电动汽车用变速器壳体的结构分析、模态分析和结论分析，可以为变速器壳体的优化设计和生产提供有力的支持。
除了结构和模态分析之外，对于电动汽车用变速器壳体的研究，还需要考虑其材料和加工工艺。
首先，材料方面的选择很关键。
由于电动汽车的操作和环境相对较为温和，传统机械传动的变速器壳体通常采用铸铁或铝合金材料。
而对于电动汽车用变速器壳体的材料，则需要更加注重其轻量化和环保性能。
目前，常用的材料包括铝合金、CFRP（碳纤维增强塑料）和镁合金。
铝合金具有较高的强度和刚度，同时重量轻、耐腐蚀性好，是广泛运用的一种材料。
CFRP 具有轻量化的优势，但是成本较高。
镁合金具有密度低、刚性好和机械性能优异等优点，但是加工难度较大。
汽车变速器壳体设计流程探讨
汽车变速器壳体设计流程探讨发布时间：2022-09-08T05:31:56.540Z 来源：《福光技术》2022年18期作者：赵强韩欣钰[导读] 变速器壳体是汽车核心零部件之一,根据目前的汽车发展趋势,对变速器壳体的设计提出了更高要求,以达到高强度、轻量化、减振降噪等目标,尤其是新能源汽车行业,引入电机、电控等零部件与变速器集成一体,也提出了一些关于高速化、集成化、冷却等方面的新要求。
文中对汽车变速器壳体设计进行探讨,提出从顶层到底层的设计思路,对变速器壳体的设计思路、方法和要求进行详细阐述。
通过规范化的设计流程,提高变速器壳体设计水平,缩短设计周期,为变速器壳体设计提供参考。
赵强韩欣钰蜂巢传动科技河北有限公司河北省保定市 071000摘要：变速器壳体是汽车核心零部件之一,根据目前的汽车发展趋势,对变速器壳体的设计提出了更高要求,以达到高强度、轻量化、减振降噪等目标,尤其是新能源汽车行业,引入电机、电控等零部件与变速器集成一体,也提出了一些关于高速化、集成化、冷却等方面的新要求。
文中对汽车变速器壳体设计进行探讨,提出从顶层到底层的设计思路,对变速器壳体的设计思路、方法和要求进行详细阐述。
通过规范化的设计流程,提高变速器壳体设计水平,缩短设计周期,为变速器壳体设计提供参考。
关键词：汽车变速器;壳体;设计流程汽车变速器壳体作为变速器中的一些非常基础的零部件来说，汽车变速器会把其内部的一些零件按照不同的位置关系来配置成为一个较为完整的装置，以此来确保输出轴的传动比关联进行支撑输出转矩。
在汽车变速器的配置和输出转矩过程中，汽车变速器壳体设计质量将会影响变速器配置的精确程度、汽车的性能、汽车的质量和声音开关的质量、汽车档位的灵活度以及汽车一些零件的使用寿命等。
1市场对汽车变速壳体的需求汽车已经逐渐成为了每家人的生活必需品，而消费者在进行购买汽车的时候会考虑多方面的因素，而汽车变速器的好坏也是消费者购买汽车时所要考虑的一个重要因素，因为变速器质量的好坏将会直接决定汽车在实际行驶中的安全性。
BJ130汽车变速箱壳体工艺及其夹具设计
摘要机械制造业是一个国家技术进步和社会发展的支柱产业之一，无论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各式各样的机械装备。
而加快产品上市的时间，提高质量，降低成本，加强服务是制造业追求的永恒主题。
此篇论文主要内容是对BJ-130汽车变速箱壳体加工工艺路线（共包括24序）进行的研究、设计，其中包括了各道工序的加工方法，机床、刀具、夹具、辅具、量具的选择，基准面的选取，定位和夹紧方案的拟定；以及对第一道工序（粗精铣结合面）中所使用专用铣夹具进行了研究设计。
此次研究的主要内容在于如何使加工工序简单化、降低加工难度，从而达到提高产品加工效率，加快产品上市时间的目的。
向着制造业所追求的主题进发！AbstractMachinery manufacturing is one of the pillar industries which a national technological progress and social development need, both traditional industries and burgeoning industries can not be separated from sundry mechanical equipment. And speed up product listed time and improve quality, reduce costs, enhance services for the manufacturing industry is the eternal theme. This thesis is the main content of vehicle transmissions BJ-130 case machining line (including a total of 16 Road Processes) for the research, design, Including the Road processes processing methods, machine tools, cutlery, fixtures, a Catholic, measuring instrument choice, datum selection, positioning and clamp programming; And the research design for the fixture of first road processes (mill the interface), The main content of the study is how to simplify the processes, reduce processing difficulty, and thus achieve greater processing efficiency, speed up product listed time. Toward manufacturing pursued the theme over!第 1 章绪论机械加工工艺规程必须保证零件的加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求，同时还应该具有较高的生产率和经济性。
电动车2AT变速箱壳体拓扑优化与改进设计
电动车2AT变速箱壳体拓扑优化与改进设计作者：文／金阳来源：《时代汽车》 2018年第12期1引言变速箱的性能直接关系到汽车动力总成的性能及车辆运行情况，变速器主要包含齿轮传动系统及壳体，壳体支撑着传动系统的运行，是变速器总成的关键零部件，设计过程中对其强度、模态及散热性要求非常高。
由于汽车变速器是随车移动，变速箱质量越轻汽车越省油，体积越小，越有利于汽车动力总成的空间布置。
由于汽车在运行的过程中涉及到地面坡度，车辆承载的变化，壳体结构强度要安全可靠，避免因受突变载荷出现壳体破坏的情况，因此，变速箱的设计过程非常复杂，本文利用拓扑优化技术对变速箱壳体进行改进设计，从提高壳体的强度，壳体轻量化及提高结构安全性等目标人手，对初始结构进行静力分析及模态分析，再进行静动态联合拓扑优化分析得到优化结果，在兼顾加工工艺及安装工艺的前提下对壳体结构进行优化，最后对优化后的结构进行静力和模态分析，结果显示优化后的结构强度及刚度有明显提高，壳体质量减轻。
2壳体有限元模型的建立2.1有限元模型变速器壳体由内壳体、中壳体及外壳体3部分组成，各部分之间用螺栓连接，几何结构比较复杂。
壳体材料ADC12铝合金，密度p =2.823g/cm3、弹性模量E=7.5×107Pa、泊松比¨=0.27、抗拉强度228MPa，屈服强度154MPa。
网格划分时采用一阶四面体单元，有限元模型共分为22401个实体单元。
约束和载荷通过建立刚性单元来定义，在电机端螺栓孔及壳体外圈螺栓孔建立rbe2刚性单元模拟联接关系，箱体模型通过12个rbe2刚性单元连接内外壳体和中壳体，6个rbe2刚性单元约束变速箱箱体；轴承座处建立rbe3刚性单元来模拟载荷，共建立5个rbe3刚性单元。
2.2壳体约束和载荷情况电动汽车变速器只有一挡和二挡两个挡位，速度越低可输出的扭矩越大，将一挡的工况作为轴承座处载荷最大的工况。
滚动轴承径向载荷Fr的计算公式为：Fr=So+23icosV+2Szcos (2V)+ (1)其中：91-各滚动体承受的接触力，N；v一为滚动体之间的夹角，。
纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计
纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计随着汽车工业的不断发展，纯电动汽车已经逐渐成为汽车市场上的新宠。
相比传统燃油汽车，纯电动汽车有着更环保、更节能的优势，并且随着电池技术的不断提升，纯电动汽车的续航里程也得到了显著提高。
在纯电动汽车中，自动变速器的设计和性能至关重要，它直接影响车辆的动力传输效率和性能表现。
在纯电动汽车中，由于电机的工作特性，很多车型采用了两挡行星齿轮自动变速器来实现不同速度的匹配和转速的调节，以提高车辆的动力性和能效。
下面我们将深入探讨纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器的结构设计。
需要了解行星齿轮变速器的基本结构。
行星齿轮变速器由太阳轮、行星轮、内齿轮和外齿轮组成。
它通过不同组合方式实现了多档速比的调节，使得车辆可以在不同速度和负载条件下获得合适的动力输出。
行星齿轮变速器具有结构简单、可靠性高、换挡平顺等优点，因此得到了广泛应用。
在纯电动汽车的两挡行星齿轮自动变速器设计中，需要考虑以下几个方面：1. 齿轮材料和制造工艺。
行星齿轮变速器中的齿轮需要承受高速度和大扭矩的工作环境，因此需要选择高强度、高耐磨的材料来制造。
制造工艺的精度和稳定性也对齿轮的性能有着直接影响。
2. 变速器的传动效率。
在纯电动汽车中，能源的利用效率至关重要，因此两挡行星齿轮自动变速器的传动效率需要尽可能高，以减小能量的损耗和提高车辆的续航里程。
3. 换挡的平顺性和响应性。
两挡行星齿轮自动变速器的设计需要确保换挡的平顺性和响应性，保证车辆在不同速度下的动力输出具有良好的连续性和稳定性。
4. 系统的整体布局。
纯电动汽车的两挡行星齿轮自动变速器需要与电机、电控系统等其他部件进行良好的整体布局，以确保整车系统的协同工作和优化性能。
在实际的设计过程中，需要通过CAD、CAE等工具对两挡行星齿轮自动变速器进行结构设计和仿真分析，以验证设计方案的可行性和优化性能。
还需要进行试验验证和样车测试，不断优化和改进设计方案，最终实现两挡行星齿轮自动变速器的优秀性能和可靠性。
一种新能源汽车变速箱壳体
专利名称：一种新能源汽车变速箱壳体专利类型：实用新型专利
发明人：李燕平
申请号：CN202122253468.X
申请日：20210916
公开号：CN215634900U
公开日：
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型属于变速箱壳体技术领域，涉及一种新能源汽车变速箱壳体，包括箱体，所述箱体的侧面开设有安装槽，所述安装槽的内部设置有变速箱本体，所述箱体的内部设置有储液仓，所述储液仓的内部设置有抽水泵，所述箱体的内部开设有制冷仓，所述制冷仓的内部固定连接有支撑柱，所述支撑柱的侧面固定连接有半导体制冷片，所述抽水泵的侧面固定连接有导温盘管。
其有益效果是，该新能源汽车变速箱壳体，通过设置抽水泵和半导体制冷片，当工作人员使用该装置对变速箱本体进行散热的过程中，工作人员只需通过控制开关启动抽水泵和半导体制冷片，即可将低温的制冷剂注入散热管的内部，从而达到了对变速箱本体进行散热的效果。
申请人：李燕平
地址：510000 广东省广州市番禺区莲芳巷33号莲花园17栋503房
国籍：CN
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1.概述
变速箱壳体零件是变速箱上的一个关键零部件,它将减速器中的功能件(如：轴齿、驻车、换挡等有关零件组装成一个整体, 并保持相互之间的正确位置, 按照一定的传动关系协调地传递动力。
壳体的外形需具有艺术美感，多采用弧筋，在保证整体刚度、强度的前提下，对其进行设计美感优化。
设计原则：
1.吸收工作时的作用力和力矩；
2.在各种工作状态下，保证轴和齿轮具有精确的相对位置；
3.保证良好的传热和热辐射；
4.隔离和衰减噪声；
5.装配和拆卸容易；
6.良好的刚性、强度特性，重量轻。
下面就壳体设计的几个典型部位进行探讨。
2.壳体重要结构特征的设计
a.壳体壁厚、加强筋
壳体是电驱系统重量占比最大的，壳体的设计在满足强度
的前提下应尽量轻。
现在铝合金的压铸壳体一般可做到3.3～
4mm。
轴承是减速器的主要受力部位，所以轴承座的壁厚需要6～8mm，其他螺栓凸台需要根据输入的螺栓规格确定壁厚。
注：壁厚分析的内容有两项: ①检查厚壁位置，以降低壳体重量，减少铸造缺陷，进而降低制造成本; ②检查薄壁位置，避免壳体强度不足。
b.拔模斜度检查
对压铸铝合金件，一般应保证出模方向的拔模斜度大于1.5°，特殊位置可以设计到0.8°～1°。
拔模斜度检查的主要内容有两项: ①出模方向是否正确，②拔模斜度是否足够。
c.加强筋布置
加强筋功能是为了提高刚度和强度，降低辐射噪声；
设计原则：
加强筋的走向应沿着法向主应力的方向，这样才能加大支
撑面来减少对铸件造成危险的拉应力；支撑
d.圆角设计
由于铝合金变速器壳体毛坯大多是是压铸成型的，壳体毛坯各个面之间均应采用圆角过渡，圆角过渡不但可以保证压铸时金属溶液具有良好的流动性，还可以避免尖角过渡所引起的应力集中，同时模具的各壁上的加强筋应从轴承孔开始向四周辐射，呈星形布置，加强筋的尺寸与壁厚有关，高度等于3～4倍的壁厚；宽度等于1～2倍的壁厚。
面过渡处设计为圆角，有利于模具的使用寿命。
圆角的大小视具体部位而定，一般 L 型部位内圆角半径 r 与外圆角半径 R 的关系为 R=r+t，其中 t 为圆角处壳体的壁厚。
e.装配间隙检查
考虑壳体及变速器内部零件的制造误差、轴类零件的变形及润滑油流动的液压阻力等因素，一般应保证壳体内壁与变速器内部静止件间隙的公称值为3～4 mm，壳体内壁与变速器内部运动件间隙的公称值为5～8 mm。
f.润滑冷却系统布置
减速器的关键部位应设置专门的润滑和冷却油路或设计导
油结构，避免因润滑不畅，造成的润滑问题。
润滑一般分为飞
溅润滑与压力油强制喷油润滑，减速器均采用飞溅润滑。
采用
飞溅润滑就需要定义好储油腔、搅油轮与润滑油路，储油腔由
变速器各壳体之间形成的封闭腔构成，一般位于变速器在整车
安装姿态的下方部位的部分腔体油道的设计非常关键，既要防
止铸造缺陷又要加工工艺性好。
其他的润滑主要是靠壳体内部
的导油板，合理布置导油筋，轴承座布置油槽等解决。
注：1.轴承位置的油道，需考虑轴承位的受力方向，避免因受力问题造成早期的轴承失效。
2.润滑油面的高度一般在差速器轴承孔靠下端的三分之一高度处。
中间轴上的齿轮均为搅油轮。
油腔的加油口最低端与油面平齐，放油口位于油腔的最低点。
液面高度
g.螺栓布置及分布
壳体接合面压力不够会导致接合面之间的密封胶不能压平，会形成一些孔隙，而且在接合面受力时壳体可能产生相对移动，造成渗油现象。
其原因主要是螺栓的分布有问题和螺栓拧紧力矩不足，而螺栓分布问题又分为压力线密封线分离和螺栓跨度太大。
压力线密封线分离是指相邻2颗螺栓之间的连线与壳体接合面不重合，增加一颗螺栓后则压力线和密封线不分离。
螺栓跨度太大是指2颗相邻螺栓之间的距离较大，一般设计要求其距离小于10倍螺栓直径。
注：螺栓布置时，需考虑重量对螺栓跨距的分布的影响。
重心的上部分的跨距可小于下部分的跨距。
合理的螺栓布局不合理的螺栓布局
h.磁铁位置设计
磁铁的安装位置应布置在整箱最低端，位置需可靠、稳定，同时需减小或消除油液对磁铁的冲击，造成对壳体的噪声激励，同时需设计润滑通道，切勿造成对油液的堆积，造成油液的搅动损失。
i.结合面的设计
①结合面密封性——形状
为了避免拧紧螺栓时密封胶外溢，导致挤出的密封胶容易掉入变速器内部堵塞润滑油路，使变速器内部滚针轴承润滑不良而产生烧伤，影响变速器寿命。
设计技巧是将壳体接合面设计成斜坡式或者圆角式。
铝铸件通常采用斜坡式，要求斜坡宽度2～3 mm，角度30°左右，平法兰宽度大于5 mm，螺栓孔周围法兰宽度大于3 mm。
或采用圆角式，要求 R=4.5±0.8 mm，圆弧处理想间隙0.8 mm，法兰间直接接触宽度大于5 mm，法兰直接接触部分100%接触。
②结合面密封性——粗糙度-刀纹
壳体接合面的粗糙度值过小，也容易造成变速器的渗油。
因为壳体接合面太光滑，会导致大部分密封胶被挤出去，接合
面不能留住密封胶，就不能形成一定厚度的密封胶垫。
设计技
巧是壳体接合面的粗糙度值在0.8~3.2 范围内，对变速器密封比较有利。
壳体接合面的刀纹也对变速器的密封性能有影响。
刀纹大致可以分为三种：镜面刀纹，贯穿性的刀纹和渔网状刀纹。
镜面刀纹是指壳体接合面像镜面一样光滑，基本看不出刀纹；
贯穿性刀纹是指接合面上的刀纹呈弧形条纹状，从壳体内部一
侧贯穿到壳体外部一侧；
网状刀纹是指壳体接合面上的刀纹呈弧形交叉网状，像渔网一样。
设计技巧是将壳体接合面加工成渔网状刀纹，对变速器密
封比较有利。
j.通风设计
为避免壳体内部过高压力导致热量的累积，密封唇口磨损增加，因而导致泄露。
一旦出现负压，会因为密封唇口接触压力的下降，导致从油封处吸入空气，水和泥土。
为了防止油封处出现上述问题，必须设置通风口，通过空气的进入和排除使内、外压力平衡。
考虑到工作可靠性和环境污染，不允许从通风口排放润滑油、油沫、油蒸气、油雾。
必须防止水、泥土和灰尘进入减速器，通风口必须保持清洁。
1.排气
当存在负压时，箱体内部温度上升，会让壳体内的空气流经换气系统，进入大气。
空气流会带出润滑油、油沫、油雾和油蒸气。
2.充气
当存在负压时，箱体内部温度下降，会让环境中的空气经换气系统进入壳体内部。
空气进入会带入水、潮气、泥土和灰尘。
注：1.影响通气系统性能的决定性因素是它在减速器上的安装位置。
当评价和设计换气系统时，必须对变速器系统及其环境作为一个整体来考虑。
2.常开式通气孔和常闭式通气塞各有优缺点。
常开式通气孔的优点是结构简单，成本低，变速器内部没有压力，对油封等密封件不会造成影响；缺点是变速器内部油气容易在通气孔外部凝结，形成油迹，影响美观，车辆在超过一定深度的水里涉水行驶时，变速器容易进水，使齿轮润滑油乳化，影响变速器的使用寿命。
常闭式通气塞的优点是变速器内部油气不会在通气塞外部形成油迹，车辆在涉水行驶时不会使变速器进水；缺点是结构较复杂，成本较高，变速器内部有一定压力，会对油封等密封件造成影响。
k.防泄漏结构
为避免因油量设计过多、导油结构设计不合理，产生的通气塞处漏油问题，需对壳体内腔的通气处进行迷宫设计。
l.吊装位置考虑
为保证整箱安装便利性，需在壳体上增加吊装孔，以便吊装并完成装配。
设计吊装孔时，需考虑整箱中心与吊装中心重合，并保证整箱在吊装时，不发生倾斜、晃动。
m.壳体油封位设计
油封是直接影响变速器密封的零件，很多渗油都发生在油封部位。
油封设计大致可从油封结构、橡胶材料、骨架和弹簧材料、唇口回油线等方面着手。
油封的结构可分为：粘结结构、装配结构、骨架结构和全胶结构等。
用作油封的橡胶材料主要有丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶和聚氨酯橡胶，特殊情况用硅橡胶、氟橡胶和聚四氟乙烯橡胶。
骨架材料常用热轧钢板或钢带，弹簧材料一般用弹簧钢丝或不锈钢丝等。
唇口回油线可分为：无回油线、双回油线、单回油线、波形回油线等。
油封的设计技巧是在三个油封的唇口处都预涂润滑脂，避免在下线台位试车时，因最初齿轮润滑油供应不足，唇口早期干磨后导致油封渗油。
该变速器的油封在售后市场几乎未发生过渗油问题。
2.优秀壳体设计
a.FSG310M
b.GKN-GE2I12GK
通气原理:
1.轴承具有泵吸功能,它可把外泄易进入通气塞的油吸入腔内,使通气塞不易漏油；
2.通气塞接头可旋转,因此通气塞可以在此处以任意角度安装而不因变速器侧转角度不一而使通气塞顶部不垂直向上产生泄漏。
c.Aichi-RE1F61A
导油筋
导油槽
通气孔
d.PSA-3008H
空气流通路径
e.Honda_i-mmd
空气流通路径
f.某家壳体
通气孔。