机械工程学报 ›› 2025, Vol. 61 ›› Issue (8): 214-227.doi: 10.3901/JME.2025.08.214
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赵礼辉1,2,3, 王震1, 刘天胤1, 刘东俭4, 翁硕1,2,3, 张东东1,2,3
ZHAO Lihui1,2,3, WANG Zhen1, LIU Tianyin1, LIU Dongjian4, WENG Shuo1,2,3, ZHANG Dongdong1,2,3
摘要: 针对新能源汽车行驶过程中电驱动系统输出扭矩、转速快速交变,在高速效应和啮合分力作用下,轴承滚动体与内、外滚道之间接触位置和接触应力不断变化,开展道路随机载荷下电驱动系统高速球轴承疲劳寿命预测方法研究。以纯电动车电驱动系统试验场实测扭矩、转速为基础,根据轴系特定结构和齿系啮合参数建立力学平衡方程,求解得到高速轴承径向、周向、轴向力时间历程;考虑高速下滚珠离心力与陀螺力矩效应,构建滚珠与内滚道、外滚道间轴向及周向时序接触点位置表征函数、轴承受力平衡方程,并结合Hertz接触理论构建变形协调方程,建立轴承内、外滚道任意接触点处时序应力解析模型;根据滚珠与内滚道脱离条件提出迭代初值约束策略,采用Newton-Raphson方法进行循环迭代求解,并通过稳态边界工况下内外滚道接触应力分布与Romax软件仿真结果对比,验证所建模型及迭代求解的正确性;基于疲劳损伤线性累积准则,遍历求解时序应力历程下内、外滚道各接触点损伤并等效为轴承内圈、外圈及整体损伤,实现随机载荷下高速球轴承接触疲劳寿命预测,最终通过台架试验验证该方法的有效性。由此,可为电驱动系统高速轴承设计、复杂动态工况下寿命评估提供参考。
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