電動(dòng)輪輪邊減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究及有限元分析.pdf

1、輪邊減速型電動(dòng)輪是一種新型車(chē)輛驅(qū)動(dòng)技術(shù)，具有傳動(dòng)效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域中呈現(xiàn)出了很好的應(yīng)用前景。汽車(chē)對(duì)電動(dòng)輪結(jié)構(gòu)尺寸的要求有限，這同時(shí)也對(duì)電動(dòng)機(jī)的功率密度提出了一定的要求，在一定程度上限制了其發(fā)展。采用結(jié)構(gòu)緊湊的輪邊減速器可以在較大程度上提高電動(dòng)輪整體性能，對(duì)促進(jìn)電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展有重要的意義。
　　 論文以減速器徑向尺寸和軸向尺寸最小為優(yōu)化目標(biāo)展開(kāi)研究。綜述了電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展概況和趨勢(shì)，根據(jù)當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)及電

2、動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展情況，研究了適用于電動(dòng)輪的輪邊減速器類(lèi)型，并分析了電動(dòng)輪對(duì)NGW行星齒輪減速器的結(jié)構(gòu)要求。介紹了機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)和接觸問(wèn)題有限元法的基本概念、原理和算法。建立了輪邊減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，結(jié)合行星齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，以分支定界算法為基本思想，引用定軸線齒輪傳動(dòng)的計(jì)算公式，構(gòu)造了輪邊減速器的專(zhuān)用優(yōu)化算法。研究了優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，并基于M語(yǔ)言編制了相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)程序，在Matlab平臺(tái)上開(kāi)發(fā)出優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件。結(jié)合算例對(duì)優(yōu)化設(shè)

3、計(jì)軟件進(jìn)行了分析和驗(yàn)證，取得了較好的優(yōu)化結(jié)果。多組的分析數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的電動(dòng)輪輪邊減速器，其中心距可以減少18％～26％，軸向尺寸可減少30％以上，在較大程度上減小了輪邊減速器的結(jié)構(gòu)尺寸。與以往將離散變量視為連續(xù)變量的優(yōu)化方法相比，該優(yōu)化設(shè)計(jì)算法和步驟避免了由于圓整設(shè)計(jì)變量而帶來(lái)的問(wèn)題，更加適合于包含混合變量的齒輪優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題。
　　 論文還采用有限元仿真分析的方法進(jìn)一步驗(yàn)證了優(yōu)化算法和程序，基于接觸問(wèn)題有限元理論，應(yīng)用