公鐵兩用車電動輪的設計與研究.pdf

1、電動輪公鐵兩用車具有結構緊湊、操作簡單、控制靈活、傳動效率高等優(yōu)點，在整個公鐵兩用車領域中運用前景很好。當前公鐵兩用車主要以內燃機驅動為主，少量的是國外進口的蓄電池驅動，國內公鐵兩用車電動輪自主研發(fā)設計的驅動單元結構資料很少，設計技術尚不完善。因此，設計一種性能可靠、控制靈活的電動輪對于促進公鐵兩用牽引車驅動技術的發(fā)展具有重要的意義。
　　電動輪在公鐵兩用車中使用不同于在汽車上，除了結構尺寸受工作環(huán)境的影響，還要滿足高效率、低成本

2、、體積小、控制方便、機動靈活的設計要求。本文根據(jù)LGTD2001公鐵兩用牽引車的操作性能、工作條件及應用場合的要求，對其電動輪進行了結構設計。
　　減速器作為電動輪驅動的核心部件，需要對其進行強度校核及疲勞可靠性分析。為了提高其傳動效率和延長使用壽命，利用有限元對其裝配體進行了靜力學分析、疲勞分析和模態(tài)分析。根據(jù)有限元分析結果對減速器行星輪系在傳動過程中的應力應變、疲勞壽命及固有頻率和振型的變化做了分析，由分析結果指導電動輪進行合

3、理設計，滿足實際要求，同時對于提高電動輪工作穩(wěn)定性及傳動效率具有重要的意義。
　　齒輪是通過齒輪面的相互咬合來傳遞動力的，傳遞過程中涉及到了接觸問題的分析，應用有限元對齒輪結構進行了接觸仿真分析。根據(jù)有限元分析結果對接觸面所受的最大接觸應力的分布以及傳遞過程做了進一步分析，同時利用赫茲公式計算齒面接觸應力，并與仿真結果進行分析對比，充分說明了有限元算法比理論計算更加收斂，準確度更高，所用時間更短。使用ANSYS軟件對齒輪接觸問題的

4、探討以及分析，能夠更加全面的反映出減速器齒輪機構在傳動中的動態(tài)變化。
　　電動輪設計的宗旨是結構輕量化，體積小，結構緊湊，減速器作為電動輪的主要部件，因此它的大小都會影響電動輪的整體結構尺寸。將MATLAB軟件作為求解減速器優(yōu)化設計問題的工具箱，把體積與重合度作為多目標優(yōu)化函數(shù)，將多目標優(yōu)化問題通過線性加權法轉化為單目標問題來求解，利用安全系數(shù)法等約束要求建立數(shù)學模型。利用Fmincon函數(shù)進行優(yōu)化計算分析得到最優(yōu)解，優(yōu)化后的體積