电动轮车辆三级轮边减速系统建模分析

三级轮边行星减速器作为一种新型大吨位电动轮车辆轮边减速器,可有效解决二级系统齿轮安全强度不足、轮边驱动系统性能匹配差等问题。根据三级轮边行星减速器的结构原理和工作特点,建立轮边驱动系统三级行星齿轮传动功率键合图,并基于此搭建系统的Simulink仿真模型,获得三级轮边减速器的频响特性及动态特性,结果表明其动力学特性和制动性能均能满足设计要求,且与整车传动系统性能匹配良好。所采用的研究方法和获得的结论,为进一步研究电动轮车辆三级轮边行星减速器动态特性提供了重要参考。     

基于Simulink轮边二级减速系统动力学特性分析

以电动轮矿用自卸车二级轮边减速器为研究对象,对行星齿轮传动系统中的非线性因素进行分析。运用集中质量法建立纯扭转非线性动力学模型,并在推导构件相对位移基础上,运用牛顿力学方程得到运动微分方程,选取合适的坐标变换,获得系统的非线性统一微分方程,并采用刚体位移消除法,获得方程的无量纲数学模型。基于Simulink搭建二级减速系统非线性模型,结果表明:齿侧间隙、时变啮合刚度和综合啮合误差的存在使系统出现跳跃现象等典型非线性特征。齿侧间隙在车辆载荷较小时,是影响系统动力学特性的主要因素,而当载荷较大时,其对系统的动态特性影响很小;啮合刚度不能改变系统的冲击特性;齿轮副的传动误差最大幅值随着系统阻尼系数的增大逐渐减小,达到一定值时,其振动幅值的跳跃现象则消失。采用试验对理论分析进行验证,表明理论分析的准确性,可作为设计参考依据。     

电动轮轮边行星减速器动力学特性建模分析

电动轮轮边减速器作为复杂的行星齿轮传动系统,是受力情况复杂的动力传递系统,结构的动力学特性对机构的性能有重要影响。根据新型三级行星齿轮传动轮边减速器的结构特点和动力学特性,搭建多级传动齿轮副的运动微分方程,依此搭建系统的Simulink分析模型,模型利用齿轮时变刚度将传统扭振系统集中质量模型与齿轮动力学模型结合,同时引入轮边驱动电机矢量控制模型和负载变化模型,共同构成轮边驱动系统模型,可以分析齿轮传动在连续工况下啮合力,啮合变形等动态特性。分析齿轮传动在稳态及连续工况下啮合力、啮合变形、齿轮圆周加速度等特性的变化规律;并分析在典型工况下的工作过程。结果表明:随着齿轮传递扭矩增大、转速降低,三级传动机构的齿轮啮合更加稳定;齿轮时变刚度变化主要对齿轮啮合变形的变化产生影响,而对齿轮传递扭矩变化的影响变小,分析结果为此类机构设计提供参考。     

基于Simulink三级行星轮边减速器动态特性建模分析

三级行星轮边减速器可负载运行且传递效率高,适合重载车辆使用,而被广泛应用。根据三级行星轮边减速器特点,对各级传递的传动比进行分析;基于石川公式法,对各级传动啮合齿轮的刚度进行分析;在传递比和刚度分析的基础上,基于Simulink建立三级轮边减速器动力学模型;选取驱动电机固定转速、波动转速等工况,采用相平面图和Poincare截面图法,对各级齿轮啮合进行分析,获取轮边减速器的动态特性。结果可知：机构在匀速运行工况下,各级传递啮合变形受到传递力矩的影响,各级传递啮合刚度在区间范围内波动,满足使用要求;齿轮副啮合变形大小由它传递的力矩决定,受齿轮啮合时变刚度影响在稳定值周围波动;机构的啮合刚度与系统的输入速度呈现正相关,同时啮合的变形量波形变化更加剧烈,其频率也更大;各级啮合齿轮副动态啮合形变虽然动态特性各不相同,但从相平面图和Poincare截面图判断系统各级齿轮传动的啮合形变是混沌的;实车测试和仿真分析结果误差控制在3%以内,表明模型分析的准确性和可靠性;分析方法和结果为此类设计提供参考。     

行星轮边减速器动态接触特性研究

针对新能源车辆齿轮接触特性不明的问题,对新能源车辆轮边减速器动态接触特性进行了研究。首先,基于齿轮接触理论,建立了轮边减速器的三维模型及有限元模型,应用有限元分析软件进行了动态接触仿真分析;然后,将理论计算结果与有限元仿真结果进行了对比,对有限元模型的可靠性进行了验证,进一步对比分析了不同负载、转速对传统燃油和新能源车辆轮边减速器各齿轮最大等效应力、变形量的影响;最后,分析了不同摩擦和刚度对新能源车辆轮边减速器动态接触特性的影响。研究结果表明:新能源车辆轮边减速器各齿轮最大等效应力、变形量显著大于传统燃油车;随负载和转速增大,各齿轮最大等效应力、变形均有不同程度增大,相邻条件转速下太阳轮最大等效应力值增幅达31.2%,太阳轮齿顶变形量增加0.6801 mm;随摩擦和刚度增大,齿轮齿面最大接触应力增大,刚度增大,齿面穿透深度减小。     

车辆轮边三级行星减速器优化设计分析

针对某电动轮矿用自卸车轮边三级行星减速器在电制动工况时,第三级太阳轮、行星轮接触安全系数偏低、第三级太阳轮使用寿命偏低的问题。根据轮边三级行星减速器结构和工作原理,基于Romax搭建分析模型。根据齿轮疲劳寿命设计要求,在不改变齿轮齿数、模数等基本参数情况下,综合采用调整第三级行星架安装方向,对第三级太阳轮、行星轮修形进行优化分析。结果表明,综合采用两种优化方式,使得三级太阳轮接触强度安全系数提高11.5%,三级太阳轮寿命延长18.4%,达到37380h,满足了设计寿命要求。为此类行星减速器优化设计提高产品强度和使用寿命提供一定的参考依据。     

基于模糊理论两级行星轮边减速系统优化设计

行星轮边减速器结构紧凑、承载力大且传动比大,被广泛应用于重型载重车辆。基于两级行星轮边减速系统的结构特点,运用模糊优化相关理论对系统进行优化设计。系统的优化设计为多目标设计,第一级的目标函数为体积最小,第二级的目标函数为可靠度最大。同时根据遗传算法特点,改进权重系数的搜索方法,增大优化搜索空间,与其他优化方法结果相比有一定的提高。在可靠性结果的基础上,将模糊理论应用到田口方法中,对轮边减速系统进行稳健设计,将稳健设计的结果与可靠性优化设计的结果进行对比。根据优化设计的结果,对两级轮边减速系统及其主要部件齿轮、轴承进行仿真模拟分析,结果可知,优化设计后机构轴承寿命、齿轮的强度均达到设计要求,表明优化设计的可行性。     

基于模糊优化轮边减速系统可靠性优化分析

针对矿用汽车轮边减速系统中,第一级行星齿轮传动系统可靠性很高,而第二级轮边减速齿轮传动系统的可靠度较低的问题。运用模糊优化设计理论,结合可靠性优化设计,将体积最小和可靠性最高作为优化目标,对两级轮边减速器进行优化。同时根据遗传算法特点,利用遗传算法进行优化运算,对于权重系数的选择和搜索空间都有明显的改善。与传统优化结果相比,模糊优化的结果对轮边减速系统的可靠性有进一步的提高。第一级传动系统体积减小了9.36%,第二级传动系统可靠度提高了约为2.3%,整个传动系统的可靠度提高了约2%。     

轮边减速器行星齿轮传动系统动态特性研究

针对汽车轮边行星减速系统在行驶过程中由于支撑条件恶化造成的振动噪声问题,在考虑轴承运转位移变形的基础上,引入压力角和重合度随时间变化的概念,建立齿圈固定,太阳轮与支架分别为动力输入,输出的轮边行星齿轮系统动力学模型,研究了压力角和重合度随时间变化和为常数两种情况下的模型动力学响应变化规律。分析结果表明,压力角和重合度可以分别与时间建立相关数值关系,太阳轮与行星轮压力角和重合度均随时间呈现波动变化;啮合变形在压力角和重合度为变量时的动态响应要比压力角与重合度为常数时存在更多的频率成分;在轴承刚度越小的状态下,齿轮啮合变形在动态响应方面存在较多的频率成分;行星齿轮总成在压力角和重合度随时间变化的条件下比压力角和重合度为常数时的动态径向位移较大,常数条件下太阳轮径向位移近似为直线。     

WS系列越野车底盘轮边减速器失效分析及改进设计

WS系列越野车底盘轮边减速器设计寿命30万千米,实际使用中的寿命仅为8000～10000km,系未达到设计寿命产生的早期失效.通过对设计、选材、热处理金相、机械性能和制造工艺等方面进行分析,确定了早期失效的原因.根据使用要求,提出了改进设计的方案.     

非线性齿轮系统单齿故障动力学特性

针对齿轮系统运行过程中具有非线性动力学特性,借鉴混沌振子检测理论中根据系统相轨变化检测信号的原理,分析了齿轮单齿故障冲击信号出现的成因及其出现故障后非线性动力学特性的变化,建立了基于冲击分析的非线性齿轮系统单齿故障动力学模型。通过分析发现,齿轮系统模型在一定的参数条件下,其动力学特性会进入混沌状态。而在相同参数条件下,出现单齿冲击故障并达到一定程度后,齿轮系统会在故障冲击的激励下进入大周期运动,从而表现出明显异于无故障条件下齿轮系统的动力学特性。仿真结果表明,该方法能有效区别齿轮系统单齿故障状态。     

特种汽车轮边减速系统齿轮传动力学特性分析

针对特种汽车轮边减速系统太阳轮一行星轮进行减速的传动方式,采用扭转振动模型,建立了考虑齿侧间隙、啮合刚度、传动误差在内的齿轮非线性动力学方程,利用Runge-Kutta法对齿轮的运动微分方程进行求解.通过建模、求解得到分岔图并进行分析,研究单自由度齿轮在齿侧间隙和阻尼比影响下的动力学特性.研究结果表明:随着齿侧间隙的增...     

内齿轮磨齿机砂轮架的静态性能分析

以某内齿轮磨齿机的砂轮架为研究对象,运用Pro/E软件对砂轮架进行三维几何建模,直接转到Pro/Mechanica模块中对砂轮架进行网格划分。根据砂轮架与机床的装配关系以及具体磨削工况,确定了边界条件。通过对砂轮架进行有限元分析,得到砂轮架静态性能云图。分析结果表明,该砂轮架的强度和刚度能够满足使用要求。     

齿轮动态啮合条件分析

本文介绍了齿轮动态啮合系统及其工作原理 ,从几何学、运动学、动力学三方面分析了安全换档的要求 ,综合指出了允许换档的条件     

变位TI环面蜗杆珩轮珩削性能分析

根据微分几何和啮合原理,建立了渐开螺旋面、啮合线及啮合界限线方程,利用MATLAB绘出啮合线和啮合界限线。结果表明,在工件齿轮参数给定的情况下,交错角和中心距影响啮合线和啮合界限线的分布,工作半角影响实际啮合线;满足强度要求的前提下,给定中心距即采用变位啮合传动,合理选择交错角和工作半角,可以实现全齿珩削且啮合线分布均匀无交叉现象。解决了工件螺旋角较小时,必须轴向进给;螺旋角较大时,需采用较大的中心距,才可实现全齿珩削的问题。     

基于系统辨识算法的齿轮传动动态性能研究

将系统辨识方法正确地应用于实际工况下齿轮传动动态性能的研究,通过研究齿轮箱中直齿圆柱齿轮传动周向振动和噪声之间的关系,建立了系统辨识差分方程模型。此模型能够比较准确地描述齿轮传动系统的动态特性,为齿轮传动系统的修形、减振、降噪和优化设计提供了一种新的建模方法,有利于将齿轮传动动态性能的研究成果在实践中推广应用。     

差动轮系动态跟随性能研究

以差动轮系为研究对象,分析了三个基本构件之间的转速、转矩以及功率关系,在此基础上提出了相应的灵敏度与贡献度概念并获得对应的表达式。进一步研究了灵敏度与贡献度的影响参数以及影响规律并展开了相关的对比实验。研究结果表明：转速灵敏度和转矩贡献度只与差动轮系特性参数相关;转速贡献度和功率贡献度由特性参数以及轮系转速匹配关系共同决定。灵敏度与贡献度反映了差动轮系在运动中的动态跟随性能,对差动轮系的选型与设计有参考作用。