详情

原文传递公铁两用车电动轮的设计与研究

论文题名：	公铁两用车电动轮的设计与研究
关键词：	公铁两用车;电动轮;轮边减速器;结构设计
摘要：	电动轮公铁两用车具有结构紧凑、操作简单、控制灵活、传动效率高等优点，在整个公铁两用车领域中运用前景很好。当前公铁两用车主要以内燃机驱动为主，少量的是国外进口的蓄电池驱动，国内公铁两用车电动轮自主研发设计的驱动单元结构资料很少，设计技术尚不完善。因此，设计一种性能可靠、控制灵活的电动轮对于促进公铁两用牵引车驱动技术的发展具有重要的意义。　　电动轮在公铁两用车中使用不同于在汽车上，除了结构尺寸受工作环境的影响，还要满足高效率、低成本、体积小、控制方便、机动灵活的设计要求。本文根据LGTD2001公铁两用牵引车的操作性能、工作条件及应用场合的要求，对其电动轮进行了结构设计。　　减速器作为电动轮驱动的核心部件，需要对其进行强度校核及疲劳可靠性分析。为了提高其传动效率和延长使用寿命，利用有限元对其装配体进行了静力学分析、疲劳分析和模态分析。根据有限元分析结果对减速器行星轮系在传动过程中的应力应变、疲劳寿命及固有频率和振型的变化做了分析，由分析结果指导电动轮进行合理设计，满足实际要求，同时对于提高电动轮工作稳定性及传动效率具有重要的意义。　　齿轮是通过齿轮面的相互咬合来传递动力的，传递过程中涉及到了接触问题的分析，应用有限元对齿轮结构进行了接触仿真分析。根据有限元分析结果对接触面所受的最大接触应力的分布以及传递过程做了进一步分析，同时利用赫兹公式计算齿面接触应力，并与仿真结果进行分析对比，充分说明了有限元算法比理论计算更加收敛，准确度更高，所用时间更短。使用ANSYS软件对齿轮接触问题的探讨以及分析，能够更加全面的反映出减速器齿轮机构在传动中的动态变化。　　电动轮设计的宗旨是结构轻量化，体积小，结构紧凑，减速器作为电动轮的主要部件，因此它的大小都会影响电动轮的整体结构尺寸。将MATLAB软件作为求解减速器优化设计问题的工具箱，把体积与重合度作为多目标优化函数，将多目标优化问题通过线性加权法转化为单目标问题来求解，利用安全系数法等约束要求建立数学模型。利用Fmincon函数进行优化计算分析得到最优解，优化后的体积明显降低了，重合度也增加了。优化使得减速器的承载能力与可靠性更高，使得减速器重量得以减轻，在实际生产中对于提高经济效益和降低成本具有相当大的工程意义。
作者：	文军虎
专业：	车辆工程
导师：	张海明
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文