电动汽车自动变速器行星齿轮机构优化设计及可靠性分析

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1、密级：公开工学硕士学位论文电动汽车自动变速器行星齿轮机构优化设计及可靠性分析OptimizationDesignandReliabilityAnalysisofthePlanetaryGearMechanismforAutomaticTransmissionofElectricVehicles培养单位：机械工程学院专业：车辆工程研究生：刘旋指导教师：冯国胜教授二○一八年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过

2、的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此

3、规定)导师签名：日期：作者签名：日期：摘要为了解决石油资源匮乏、环境污染严重等方面的问题，人们正在加紧研发节能环保的新型汽车。电动汽车以其能源清洁、零污染、结构简单以及操作简便等优点，成为汽车行业发展的方向。为了促进电动汽车的长远发展，电动汽车需要安装新型自动变速器。因此，根据厂家提供的电动汽车自动变速器设计要求，研究了新型行星齿轮式三挡自动变速器。首先，根据厂家提供的电动汽车参数、动力性能参数以及三个挡位传动比的设计要求，选取了电动汽车的驱动电机。参考厂家已提供的二挡NGW型行星齿轮系参数，并依据一挡传动比设计要求，参照机械设计手

4、册选取了一挡NGW型行星齿轮系参数，并确定了一挡传动比。其次，以电动汽车自动变速器二挡行星齿轮系参数为基础，采用SolidWorks绘制了二挡行星齿轮系模型，运用ABAQUS有限元软件进行了静力学摩擦接触分析。运用ADAMS软件对二挡NGW型行星齿轮系进行了驱动仿真，求出了二挡行星齿轮系啮合的载荷谱。以二挡行星齿轮机构静力学分析结果和ADAMS仿真求得载荷谱为基础，运用疲劳分析软件nCodeDesignLife求出了二挡行星齿轮的疲劳寿命循环次数，验证了二挡行星齿轮疲劳寿命符合设计要求。然后，运用AnsysWorkbench软件，对

5、二挡行星架的扭转强度进行了校核，符合设计要求。同时，以二挡行星架扭转静强度最大等效应力值和总质量为目标函数，以各结构参数为设计变量，运用AnsysWorkbench优化工具箱对二挡行星架进行了响应面法优化，节约了材料用量。最后，运用Matlab工具箱中的fmincon函数，以二挡行星齿轮体积最小和重合度最大为目标函数，以行星齿轮的同心条件等为约束条件，对二挡行星齿轮进行了多目标优化。优化结果表明：电动汽车自动变速器结构紧凑，成本降低。另外，总重合度增加使得自动变速器的承载能力更高，传动更平稳。本文通过对电动汽车自动变速器行星齿轮机构

6、进行参数设计、可靠性分析、疲劳预测和优化设计，为今后厂家对该新型电动汽车自动变速器的设计制造提供了理论依据。关键词：电动汽车；行星齿轮机构；参数设计；可靠性分析；优化设计AbstractInordertosolvetheproblemsoflackofoilresourcesandseriousenvironmentalpollution,peoplearesteppinguptheresearchanddevelopmentofnewcarswithenergysavingandenvironmentalprotection.El

7、ectricvehiclehasbecomethedirectionofautomobileindustrybecauseofitsadvantagesofcleanenergy,zeropollution,simplestructureandeasyoperation.Inordertopromotethelong-termdevelopmentofelectricvehicles,electricvehiclesneedtoinstallanewtypeofautomatictransmission.Therefore,acco

8、rdingtothedesignrequirementsoftheautomatictransmissionforelectricvehiclesprovidedbythemanufacturers,anewtypeofplaneta