重型载重汽车轮边减速器的优化设计与分析.pdf

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1、j．；?萨重型载重汽车轮边减速器的优化设计与分析HeavyVehiclesWheelReducerOptimalDesignandAnalysis2011年4月l‘L■Ff＆日Pl‰罄妒r合肥工业大学／4llf,,rlllfff1．1fllrJI．,IIfrlllff㈣洲ⅢY18。1'"8I'I'6IllI7rill[1JIJ“7II11

2、。本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名(工作单位、职称)主席：名刨叩锄委员：角忆z／协六孝瓤援1专屯景导师：桴≮日为z后咿多也哎芬教授a基磊红么H罾独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本

3、人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金a曼王些太堂或其他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谢意。学位论文作者签字：岛凝渔彘签字日期：v11年计月为日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金艘王些盔堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金魍王些太堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可

4、以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文者签名：城淑杈签字日期：V11年叶月协日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名：协签字日期：矽¨年f月17日电话：邮编：致谢本文的研究工作是在尊敬的导师王其东教授以及课题组陈无畏教授和方敏教授的精心指导和悉心关怀下完成的，在硕士学位论文即将完成之际，我深深感谢敬爱的老师们为我的成长所倾注的心血。在我攻读硕士学位的三年时间里，自始至终得到了王老师和陈老师的精心指导和热情关怀。本论文中的每一项研究成果，都凝聚着王老师和陈老师的心血。王老师和陈老师严谨求实的治学作风，诲

5、人不倦的师者风范，对教育事业满腔热情、无私奉献的工作精神，时刻感染教育着我，将使我受益终生，在将来的工作和学习中，我将铭记王老师和陈老师的教诲，严格要求自己。我要感谢我亲爱的父母，正是他们的厚望和无私奉献使我能够全身心地投入到学业和科研中，他们的殷殷之情始终是我奋斗的动力!感谢赵林峰、刘翔宇、王海波、罗凯杰、赵甲运、梁媛媛、李超以及格物楼412、410和108所有的兄弟姐妹们在我的研究课题及论文写作期间给予我的帮助。在此，祝愿他们快乐人生、事业有成!最后要感谢机械与汽车工程学院的各位老师在我的硕士研究生阶段给予我的教导!感谢所有支持和爱护我的人!作者：钱海青2011年4月重

6、型载重汽车轮边减速器的优化设计与分析摘要本文以重型载货汽车轮边减速器为研究对象，对轮边减速器的核心部分一行星齿轮机构的结构和尺寸进行了设计计算，然后建立了行星齿轮机构的三维实体模型，并对该机构进行运动学和动力学仿真分析，验证设计的合理性。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，而行星齿轮结构作为轮边减速器的主要传动部件，其结构尺寸直接关系到轮边减速器的性能。本文根据轮边减速器的传动特点和齿轮机构的相关知识，对行星齿轮机构进行结构尺寸的设计和计算，建立了行星齿轮机构的数学模型并对其结构强度进行了计算校核。为了检验所设计的行星齿轮机构是否合理，根据所设计

7、的结构尺寸，利用三维建模软件Pro／E建立了行星齿轮机构的三维实体模型，为计算机仿真与分析提供了基础。为了验证所建立的模型的运动学性能，在Pro／E中对该机构进行了运动学仿真，验证了该机构的运动学性能。行星齿轮结构作为轮边减速器中受力环境最为复杂的部件，本文采用显式有限元算法，仿真分析了该机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，同时对轮系的模态进行了研究，并将应力分析的结果与计算的结果进行比较，为工程实际应用中对行星齿轮机构的设计提供了借鉴作用。减小行星轮系的体积，对于节省材料和费用有着

8、重大的意义。利用Matlab软件以轮系的体积最小为目标进行优化设计，计算出满足各种约束条件下的最优结构尺寸，对于轮边减速器轻量化的研究有着重大的意义。关键词：轮边减速器；行星齿轮；有限元分析；优化设计HeavyVehiclesWheelReducerOptimalDesignandAnalysisABSTRACTTheobjectiveofthispaperisthewheelreducerofheavytrucks．Thestructuresizeoftheplanetarygearswhicharethemai