大众汽车集团
大众汽车集团使用Romax DOE分析优化制造公差设计,提升电驱动NVH性能的鲁棒性

客户名称:大众汽车集团

产品或解决方案:Romax

大众集团作为欧洲最大的汽车制造商和世界顶级汽车公司,旗下15000多名员工,年产近1000万辆汽车,占世界乘用车销量的13%。位于卡塞尔的工厂是大众集团主要的传动系统生产基地,年产近400万台手动和自动变速器、每年维修350万台旧发动机和变速器、年产350万台排气系统,它同时也是欧洲最大的铝镁合金铸造厂。

卡塞尔工厂的工程师将RomaxDESIGNER应用于传动系统生产、制造已有4年多经验。大众集团分析工程师Juri Kiss告诉我们“高效、可靠的齿轮箱生产流程对降低成本至关重要。有些参数的制造成本较低,但有些则成本很高。为了降低成本,我们会研究制造公差变化对产品性能的影响。Romax帮助我们解决挑战,RomaxDESIGNER不仅可做单个零件分析,更重要的是,可对整个系统进行详细分析。”

基于可靠性的设计优化

大众集团旗下拥有源自欧洲7个国家的12个著名品牌:大众乘用车、奥迪、西亚特、斯柯达、宾利、布加迪、兰博基尼、保时捷、杜卡迪、大众商用车、斯堪尼亚和MAN。整个西欧将近四分之一(24.8%)的汽车由大众集团生产。在卡塞尔工厂,工程师们使用RomaxDESIGNER通过多种标准和非标方法研究变速器生产制造工艺,提高生产效率的同时保证产品质量。

Kniss表示“我们使用RomaxDESIGNER已经4年多了。作为制造工厂,我们主要工作不是设计齿轮,而是关注齿轮箱的制造质量、量产的质量稳定性。借助RomaxDESIGNER的帮助,我们可以快速、准确地研究齿轮制造公差的敏感性。RomaxDESIGNER已是大众分析‘工具链’的重要组成部分(‘工具链’中还包括一些其他非齿轮专门使用的CAE软件)。工程师用RomaxDESIGNER分析现有的齿轮设计,研究齿轮微观修形公差对变速器NVH性能的影响。Romax软件帮助我们快速建立变速器系统模型,分析齿轮、轴、轴承箱体及各零部件在系统中的相互影响。”

“最近我们还使用RomaxDESIGNER分析电动汽车变速器,研究在三根轴、电机耦合影响下轴承预紧量的选取问题。通过研究箱体轴承孔支持刚度对整个系统的影响,在齿轮箱制造工艺中设计合理的轴承预紧量,确保产品的可靠性。通过台架试验对标,已验证此方法的准确性,轴承预紧对齿轮箱影响的试验结果与Romax分析结果十分吻合。”

定子过盈配合

在电动汽车变速器项目中,大众还使用RomaxDESIGNER分析电机定子和箱体的配合关系对箱体变形的影响,进而研究箱体变形对齿轮和轴承性能的影响。

电机定子采用过盈配合安装到箱体上,过盈配合引起的箱体变形会导致轴承错位,将此错位量以轴承预紧的方式应用到Romax中进行仿真。Kniss表示“在这个项目中,通过Romax软件帮助,我们可建立非常详细的系统模型,研究过盈配合对所有轴承的影响。详细变形导致轴不再对中,进而会导致轴上齿轮接触斑变化。”

“我们把Romax分析的错位量提供给沃尔夫斯堡的设计工程师,作为齿轮微观修形的基础,降低变速器振动、噪音,并提高其耐久性。”

系统级仿真

Kniss总结道,“对于卡塞尔生产基地而言,使用RomaxDESIGNER的主要收益在于,它能帮助工程师快速、准确地建立复杂、完整的传动系统模型,研究不同公差对系统性能的影响,从而采取不同的生产控制策略,降低成本的同时提高产品质量。”


应对挑战
01 通过优化变速器提高制造工艺的可靠性,同时优化产品质量
业务成果/优势亮点
性能

采用系统级的齿轮箱及传动系统分析来优化产品设计和生产工艺,降低制造成本、提高产品质量,同时获得较好的NVH性能

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