重型载货汽车行星齿轮轮边减速器动力学性能分析与研究

摘要

本文以重型载货汽车轮边减速器为研究对象，借助轮边减速器的三维模型，对影响轮边减速器结构性能的行星齿轮机构进行了动力学分析与研究，并对减速器进行优化设计，在减小减速器体积的同时增强了减速器的强度。
　　 轮边减速器是重型载货车、越野车、工程机械等车辆中非常重要的机构，本文利用三维建模软件对其进行相应的设计与研究，并对在载货汽车上较为常用的传动方式进行建模，为工程实际的设计与应用提供了设计依据。作为机构受力环境最为复杂的部件行星齿轮结构，本文采用显式有限元算法，动态仿真行星齿轮结构在运动接触过程中应力变化，通过建立相应的数学模型，对结构分析中的最大受力部位及其在啮合接触过程中应力的传播、能量的变化进行分析，为工程实际应用提供了借鉴作用。
　　 行星齿轮结构作为轮边减速器的主要传动部件，其在运动过程中产生的振动噪声对减速器具有很大的影响，本文通过对行星齿轮结构的装配体进行模态分析，得到了模型在耦合约束的条件下结构的固有频率及其振型，并分析了结构中各个部件对减速器振动噪声的影响，对结构的消音降噪提供了较为理想的方法和手段。
　　 轮边减速器的结构尺寸直接影响行星齿轮的设计结构，本文以最小体积为目标函数，以太阳轮齿数、齿宽、模数及啮合角作为设计变量，以减速器使用的环境条件，实际工况的要求作为约束条件，采用惩罚函数法对行星齿轮系进行优化。优化结果表明，减速器的体积体积减小了11[％]，结构强度得到了相应的提高。