应用FMEA提高电动汽车齿轮箱的可靠性水平

21世纪，电动汽车成为汽车能源动力转型的必然选择。变速箱是电动汽车，的关键传动部件，其工作性能将直接影响整车的动力传递和行驶品质。因此，一旦齿轮箱装置在运行中出现故障或损坏，将严重影响电动汽车的安全运行，甚至危及乘客生命。

本文对电动汽车轮箱进行了分析，得出了系统的主要失效模式、失效原因及影响。根据分析结果，提出了一系列补偿和改进措施，以提高电动汽车齿轮箱的可靠性水平。

一、齿轮箱装置说明

齿轮箱采用两级同轴水平布置结构，通过法兰盘与电机连接固定。顶部设计有辅助支撑杆。电机轴通过花键与输入齿轮轴连接，输出法兰与变速器万向轴连接，起到减速增扭的作用。它是电动汽车传动系统的关键部件。

二.FMEA分析方法

1、明确分析对象

阐明分析对象，尽可能多地收集与系统风险(包括设计、运行等)相关的信息，是FMEA的基础。).

2.泛函分析

边界图法用于辅助功能分析。边界图主要用于描述分析的边界范围和界面，以及解释部件和零件之间的关系。

3.故障模式和故障原因分析

对于每个分析单元，根据功能分析的结果，通过分析确定失效模式，并分析失效模式的失效原因。故障模式是故障的表现形式，是部件、子系统或系统的潜在故障，项目/功能栏中描述的预期功能无法实现或交付。

在分析故障模式和原因时，用P图来辅助分析。p图用于确定和描述干扰因素和误差状态。典型的p图如图2所示。其中，输入信号指的是分析对象运行所需的基本条件，理想函数指的是分析对象需要完成的功能，误差状态指的是偏离分析对象的预期功能或意外输出，控制因子是设计过程中所有因素的集合，其目的是减少误差状态的发生，干扰因子是能引起分析对象功能失效的意外因素，如接口关系、交互作用等。P图中的干扰因素来自五个方面:个体差异、随时间变化、用户使用、外部环境和系统接口。应用P图分析可以从各个方面识别产品的故障原因，减少遗漏。

4.故障影响分析

故障影响是指每种故障模式对系统的使用和功能造成的后果。故障影响包括安全、环境、经济等方面。

5.风险评估

产品故障模式的风险优先级数由故障模式的严重性、发生率和检测率的乘积计算得出，即:

RPN=S×O×D

RPN是对潜在失效模式风险水平的评价，反映了对失效模式可能性及其后果严重性的综合度量。RPN值越大，这种故障模式的危害性越大。

严重程度(s):是潜在故障模式对客户影响严重程度的评价指标。通常需要对每种失效模式的潜在影响进行评估并给予评分(1 ~ 10分)。分数越高，影响越严重。

发生程度(o):指特定故障原因/机制的发生频率。概率用1到10的分数来评估，分数越高，发生的几率越大。

检测度(d):是指在部件、子系统或系统投入生产前，利用现行设计控制方法检测潜在故障原因/机制(设计薄弱环节)或发展为后续故障模式的能力的评价指标。使用1到10的分数来评估检测的可能性。分数越高，越难被发现和检测。

三 .电动汽车齿轮箱装置FMEA分析