[发明专利]一种确定电机定子装配过盈量及保温点的方法

说明书

本发明揭示了一种确定混动电机定子装配过盈量及保温点的方法,首先通过对装配工况及工作(升温后)工况进行计算，获得电机壳体、变速箱壳体变形量、各部件应力应变量以及电机定子‑壳体之间的结合压力等数据，根据传递扭矩、应力应变与最大变形量等评判标准进行评估，得到电机定子装配过盈量最佳取值范围，并对电机壳体变形量随温度变化趋势进行统计分析及数据拟合，得到保温点变化曲线及拟合函数，为最终方案设计提供参考。本发明计算出来的取值结果更明确、更高效，可以显著缩短产品设计开发周期与节省开发费用，可以有效的用于产品的装配过程设计。

技术领域

本发明涉及汽车装配技术领域，尤其涉及混动电机定子装配过盈量及保温点的技术。

背景技术

目前市面上某些混合动力电机的定子与壳体采用过盈配合来传递扭矩，由于在电机定子和电机壳体之间设置一定的过盈量，在电机定子装入电机壳体的过程中，需将电机壳体加热至某一温度点，此时壳体装配面的热膨胀量大于过盈量，从而完成装配，这一对应的温度称为保温点。过盈量定义过大，电机壳体受到过盈配合产生的力向外变形造成直径尺寸变大，往往会导致电机定子与电机壳体组成的组件很难或无法装入变速箱壳体；过盈量定义过少，装配面又会不能提供传递扭矩所需的足够摩擦力。因此，精确计算保温点与过盈量的数值是装配能否成功的关键。

传统的过盈配合基于GB/T5371-2004《极限与配合过盈配合的计算和选用》进行计算，但未考虑包容件与被包容件在实际应用中存在结构刚度分布不均匀、接触非线性及材料参数随温度动态变化等因素的影响，其计算结果对实际应用的指导作用有一定的偏差。一般来讲，电机壳体一般并非理想的圆筒状结构，径向变形量在不同位置、不同角度均有所差异，无法通过经验公式计算得到精确地变形分布及接合面压力分布结果。当过盈量选择不当，往往会导致变形量过大或承载扭矩较小，后续需要反复调整优化方案，耗费大量的费用和时间来进行改善。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种确定混动电机定子装配过盈量及保温点的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种确定电机定子装配过盈量及保温点的方法，包括以下步骤：

步骤1、收集电机壳体、电机定子、变速箱壳体及连接螺栓的几何模型，并完成部件装配与网格划分等前处理工作；

步骤2、完成常温装配工况及工作温度工况分析，提取各部件的变形量、应力值及装配面的结合压力值等数据；

步骤3、以最大变形量不超过预留设计间隙、最大应力值不超过部件屈服强度、最小结合面压力应保证电机扭矩传递等作为约束目标，对计算结果数据进行统计分析，得到过盈量的设置范围；

步骤4、对电机壳体单体温升工况变形量数据进行分析，得到电机定子单体温升变形量曲线及拟合函数，可根据拟合函数及曲线图，来选择不同过盈量时的装配保温点数值。

步骤1中，材料参数需要考虑温度的影响，涉及到的材料参数包括弹性模量、密度、线膨胀系数及材料塑性曲线；同时各部件采用详细特征的几何数模，考虑实际结构刚度的影响。

步骤2中，常温工况是指25℃时的装配工况，工作温度工况是指升温到125℃后的最高工作工况；可以每隔20℃增加中间历程温度工况；完成各工况的静强度分析后，提取变形量、应力值及结合面压力值数据，以文本文件的形式导出。

步骤3中，常温装配工况及工作温度工况结果，需要保证电机壳体-变速箱壳体之间存在一定间隙，避免出现干涉或挤压现象，据此标准来分别确定过盈量上限值。

步骤3中，常温装配工况及工作温度工况结果，电机定子-电机壳体结合压力值，必须保证能够传递最大电机扭矩，据此标准来分别确定过盈量下限值。

步骤3中，常温装配工况及工作温度工况结果，电机定子、电机壳体部件应力值，必须保证不超过各部件的屈服应力，据此标准来分别确定过盈量上限值。