汽车|混动重卡电机系统的设计与仿真分析( 二 )
4 转子结构设计
由于重卡电机需求扭矩大 ， 铁心长度和重量以及磁场强度远超一般客车、轿车使用的电机系统 ， 因此在转子结构设计过程中应充分考虑重力和磁力对轴承、转轴使用寿命的影响 ， 转子结构模型 ， 如图10所示 。
轴承作为电机系统的关键零部件 ， 使用寿命的校核工作十分重要 ， 电机系统的最高工作转速为3000rpm 。 为满足轴承寿命和转速的要求 ， 电机系统选用6215深沟球轴承 ， 轴承寿命校核结果 ， 如表2所示 。
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图7 前端盖强度仿真
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图8 后端盖强度仿真
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图9 机壳强度仿真
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图10 转子结构模型
表2 轴承寿命计算结果
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轴的强度是满足产品正常运行的关键 ， 并联式混动电机系统 ， 需同时连接作为输入端的发动机与作为输出端的变速箱 ， 在仿真分析中 ， 应充分考虑输入、输出综合状态下的耦合扭矩 。
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图11 输入端轴的强度仿真
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图12 输出端轴的强度仿真
输入端电机轴在峰值扭矩1800Nm工况下 ， 产生的最大应力为373MPa ， 位于输出端花键根部 ， 材料为20CrMnTi ， 屈服强度为850MPa ， 安全系数n=2 ， 如图11所示 。
输出端电机轴在峰值扭矩2200Nm工况下 ， 产生的最大应力为68MPa ， 位于输出端花键根部 ， 材料为20CrMnTi ， 屈服强度为850MPa ， 安全系数n=12 ， 如图12所示 。
5 总结
1.重卡车辆电机系统设计过程中 ， 应充分考虑实际工况的恶劣性 ， 如着重分析实际路谱的复杂性、冷却系统的设计余量以及电机本身的影响因素等；
2.混动重卡电机系统与发动机、变速箱、整车悬置相连 ， 应充分考虑使用过程中耦合性工况 ， 如换挡机构对电机系统的冲击载荷 ， 耦合扭矩对转轴强度和疲劳寿命的影响；
【汽车|混动重卡电机系统的设计与仿真分析】3.通过对混动重卡电机系统的设计与仿真分析 ， 为后续其他重卡电机系统的设计与研究工作积累了一定的经验 ， 具有参考意义 。
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