电动汽车变速箱壳体静动态分析及拓扑优化设计

摘要

以一种新型的电动汽车无动力中断两挡变速箱为研究对象,为了提高其稳定性和经济性,对其壳体进行设计与优化。首先,进行了壳体结构设计并建立其有限元模型。在此基础上,对壳体进行刚度强度计算和更加符合工程实际的约束模态计算,并通过约束模态试验验证了有限元模型的准确性。仿真及试验结果表明,壳体刚度偏低且前两阶固有频率与常用转速下齿轮啮合激励频率非常接近。根据静动态多目标拓扑优化结果指导壳体进行结构改进,改进后的壳体计算结果表明,强度基本不变,轴承孔区域最大位移由0.085 mm减小至0.07 mm,前两阶固有频率分别提高了24.8 Hz和50.2 Hz,降低了发生共振的风险,且质量减少了7.5%。