- 相关拓展阅读、行星轮系设计指南等材料已发布，详见文末
2.1 结构上的挑战
2.2 NVH的挑战
3.1 失效模式
3.2 失效原因
3.3 改进失效的措施 (知识星球发布)
4.1 失效模式
4.2 失效原因
4.3 改进失效的措施 (知识星球发布)
5.1 为什么要均载？
5.2 如何实现均载? (知识星球发布)
5.3 均载的仿真分析 (知识星球发布)
5.4 均载的仿真分析结果 (知识星球发布)
6.1 不同相位对NVH的影响 (知识星球发布) 6.1.1 同相位
6.1.2 顺序相位
6.1.3 反相位
6.1.4 总结
6.2 行星轮激励 - Shuttling Force
6.3 行星轮边频 (知识星球发布)
6.3.1 什么是边频？
6.3.2 边频的仿真分析方法指南
6.3.3 边频仿真结果分析
6.4 一张图说明电驱高速行星轮NVH优化路径 (知识星球发布)
注：以上内容节选，完整版在知识星球发布(点击文末"阅读原文"加入)
电驱动高速行星齿轮的技术特点
NGW：内齿轮、太阳轮、行星轮 NW：无内齿轮，只有太阳轮和行星轮 复合行星轮
下图总结了电驱高速行星轮在设计和使用过程中面临的一些关键技术挑战。
2.1. 结构上的挑战
转速高、速比大：电驱行星轮具有较大的速比，在短时间内会将电机的转速降低到适合车辆驱动轮的速度。
轻量化与紧凑性：为了减轻车辆重量和提高能源效率，电驱行星轮的设计需要尽可能轻且紧凑。然而，这种设计也带来了挑战，因为更轻、更紧凑的结构往往更难承受高扭矩和高速运转带来的应力。
承受扭矩高，变形大：在高扭矩和高速运转下，电驱行星轮及其部件（如行星轮和行星轮轴承）容易发生变形。这种变形可能导致部件之间的配合不紧密，进而影响传动效率和寿命。
多行星轮不均载：当多个行星轮同时工作时，由于制造误差、安装误差或运行过程中的磨损等因素，可能导致各行星轮之间的载荷分配不均。这种不均载会加剧某些行星轮的磨损和失效。
图片来源：SMT
2.2 NVH的挑战
转速高，激励和噪音叠加：电驱行星轮在高速运转时，多个齿轮同时啮合会产生多个频率的振动和噪音。叠加，形成复杂的声场。
附加边频：随着行星架的旋转，行星轮与太阳轮和内齿圈的啮合位置会不断变化，这会导致振动和噪音的频率也发生变化。这种频率的变化称为附加边频，它会进一步增加噪音的复杂性和难以控制性。
总结下：由于上述原因，电驱高速行星轮在运行过程中往往伴随着较大的噪音和振动。这不仅会影响乘客的乘坐舒适性，还可能对车辆的其他部件造成损害。因此，NVH问题成为电驱高速行星轮设计和使用过程中需要重点关注的问题之一。
那么，我们要如何解决这些挑战呢？这就需要综合考虑材料科学、制造工艺、动力学分析以及声学设计等多个领域的知识和技术。下面采用DFMEA的方法论，从失效模式、失效原因、失效措施三个维度进行分析、说明。
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行星齿轮与太阳轮齿根疲劳断齿：行星齿轮或太阳轮的齿根部分，由于长时间承受交变应力（如旋转时产生的力），最终疲劳并断裂。这通常是由于设计载荷过大、材料疲劳强度不足或润滑不良等原因造成的。 齿面接触疲劳点蚀：齿面在长时间接触和相对滑动下，由于摩擦和应力集中点蚀。这会影响齿轮的啮合精度和传动效率，严重时会导致齿轮失效。 齿面磨损（胶合）：当两个齿轮的齿面在高速、重载或润滑不良的条件下相互接触时，齿面材料可能会因摩擦生热而熔化并粘合在一起，随后在相对运动中撕裂，造成齿面磨损，甚至整个齿面被撕下。 行星齿轮中部断齿（TIFF）：下了下，TIFF是"Through Intermediate Face Fracture"的缩写，指的是行星齿轮在中部存在缺陷、应力集中或设计不合理等原因导致的断裂。 高载荷下齿坯分裂（Splitting）：在高载荷作用下，齿轮的基体（齿坯）可能会因为无法承受过大的应力而裂开。这通常与材料强度不足、结构设计不合理或制造缺陷有关。
那么，针对上述行星轮系中可能发生的失效问题，有如下几点改进措施：...
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那么，造成上述失效的原因有哪些呢?
行星轮中滚针轴承失效的几个主要原因：
1. 滚针轴承实际接触应力峰值高
具体指滚针在与其他部件接触时，受到的力非常大，超过了它所能承受的范围。主要来源于：
不均载的贡献：行星轮系统中有多个滚针同时工作，如果它们之间的载荷分配不均匀，就会导致某些滚针承受过大的载荷，从而更容易失效。
偏载的贡献：除了载荷分配不均外，如果载荷还偏向一侧，即偏载，那么这一侧的滚针就会受到更大的力，也更容易失效。
图片来源：SMT
2. 发热/润滑状态不好
空间紧凑，滚子偏移导致摩擦增加：行星轮系统的空间往往比较紧凑，这可能导致滚针在安装或使用过程中发生偏移，进而增加与其他部件的摩擦。摩擦增加会加速磨损，缩短轴承的寿命。
润滑油的冷却效果：润滑油除了起到润滑作用外，还应该具有一定的冷却功能，帮助降低轴承的温度。
接触应力过大：根据热力学公式，接触应力过大同样会造成发热严重的现象。
图片来源：SMT
那么，针对上述行轴承中可能发生的失效问题，有哪些改进措施呢?
（知识星球发布)
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（知识星球发布)
（知识星球发布)
图片来源：SMT
5.4 均载的仿真分析
（知识星球发布)
->Case1：假设完美系统...
-> Case2：引入误差的系统...
NVH特性的分析
此外，行星轮系统还存在其他多种激励和响应，比如传递误差、穿梭力（Shuttling force）等，这些都会进一步加剧NVH问题。下面，我们针对这一系列的特征问题展开说明。
（知识星球发布)
6.1.1 同相位拓扑
6.1.2 顺序相位
上述现象给我们的启示...
（知识星球发布)
6.3.1 什么是边频？
07 总结
本篇报告SMT专注于电驱动高速行星齿轮，介绍了其关键特点、面临的技术挑战以及相应的解决方案。
-> 电驱高速行星轮的主要特点...
-> 面临的关键技术挑战...
-> 解决方案...
图片来源：网络
以上是对关于电驱系统高速行星轮关键技术挑战和解决方案的解读(节选)，完整版解读在知识星球 [SysPro|国际峰会报告解读] 专栏发布，欢迎查阅(11000+字)，感谢你的阅读，希望有所帮助！更多关于行星轮传动系统的设计指南可点击以下链接查看：
[1] 高速行星齿轮设计指南(379页, ☆☆☆☆☆)
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