多行星排转矩定向分配电驱动桥振动特性优化

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.03.009

摘要/Abstract

摘要：

以提出的一种左右驱动轮转矩可进行受控任意分配的电动汽车新型转矩定向分配（TV）驱动桥为研究对象，对其特有的多组行星齿轮复杂耦合机构在高速工况下会因齿轮系统传递误差激励，导致TV驱动桥系统出现振动噪声影响动态品质问题开展研究。首先在Romax软件中对驱动桥的静力学性能、固有振动频率和系统振动的来源及特性进行分析；其次，建立多工况下综合考虑齿向修形量和齿廓修形量的多目标齿轮微观修形优化函数；最后，分别对比了遗传算法和全因子法的齿形优化效果。研究结果表明：与驱动桥初始设计阶段相比，经过全因子法齿轮微观修形优化后TV驱动桥的承载能力和振动特性得到明显改善。

关键词: 电动汽车, 转矩定向分配, 驱动桥, 振动特性, 齿轮修形

Abstract:

Taking a proposed new type of torque-vectoring （TV） drive-axle of electric vehicles， which can be controlled to realize arbitrary distribution of the driving torque between the left and right drive wheels， as the research object， in the light of its special coupling structure with a multi-group of planetary gearsets， the problem of vibration and noise affecting the dynamic quality of the TV drive-axle system caused by the transmission error excitation of the gear system under the high-speed working condition is studied. Firstly， the static performance， natural vibration frequency， source and characteristics of system vibration of the drive-axle is analyzed by Romax software. Secondly， a multi-objective gear micro-modification optimization function is established， which comprehensively considers the tooth axial modification and the tooth profile modification under multiple working conditions. Finally， the optimization effects of the genetic algorithm and the full factorial method are compared. The results show that compared with the initial design of the drive-axle， the load-bearing capacity and vibration characteristic of TV drive-axle are significantly improved after the optimization of gear micro-modification by full factor method.

Key words: electric vehicle, torque-vectoring, drive-axle, vibration characteristics, gear modification

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图/表 19

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参考文献 19

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齿轮	齿数	模数	螺旋角/（°）
1级减速主动齿轮	17	4	13.5
1级减速从动齿轮	54	4	13.5
2级减速主动齿轮	18	6	19.1
2级减速从动齿轮	46	6	19.1
第I行星排太阳轮	18	2.5	18.2
第I行星排齿圈	72	2.5	18.2
第II行星排太阳轮	17	3	18.2
第II行星排齿圈	61	3	18.2
第III、IV行星排太阳轮	18	3	22.9
第III、IV行星排齿圈	54	3	22.9
第V行星排太阳轮	21	2.5	22.9
第V行星排齿圈	63	2.5	22.9

模态阶次	固有频率/Hz
模态阶次	TV电机不工作	TV电机工作
1	1.7	1.7
3	416.5	416.5
5	766.1	766.2
7	959.7	959.7
9	997.8	997.1
11	1 029.9	1 061.3
13	1 195.1	1 195.6
15	1 455.0	1 455.4
17	1 500.2	1 525.9
19	1 560.3	1 560.6
21	1 650.6	1 650.3
23	1 886.5	1 888.8
25	1 928.6	1 930.2
27	2 012.6	2 034.4
29	2 499.3	2 449.1
31	2 511.6	2 514.6
33	2 584.3	2 585.6
35	2 733.8	2 733.7
37	2 856.3	2 856.8
39	3 014.1	3 015.5

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