电动轮毂NW行星齿轮传动动态特性分析.pdf

中文摘要 摘 要 课题来源于重庆市博士后科研项目特别资助项目“ 电动车高速差减齿轮传动 减振降噪关键技术（Xm2016004 ）”与重庆市基础与前沿研究计划项目“ 电动汽车高 速轮边齿轮传动减振降噪关键技术研究” （cstc2016jcyjA0415 ）。 NW 行星齿轮传动作为一种新型减速装置应用于电动轮毂驱动系统中，极大 地精简了汽车的驱动形式，然而由于轮毂安装空间的限制与该行星传动的受力特 性，使其不可避免地产生行星轮轴的错位与轮齿偏载现象，直接影响整车动力性 能。本文以电动轮毂NW 型行星传动为研究对象，在分析其传动原理与传动系统 设计的基础上，对其啮合特性与动力学特性开展研究，对提高该型传动的啮合性 能、减小振动噪声和提高使用寿命具有重要的理论意义与工程应用价值。 论文的主要内容如下： ① 在分析电动轮毂系统组成结构与NW 型行星轮系传动原理的基础上，推导 了传动比关系；考虑轮毂径向尺寸限制与行星传动安装条件，推导了行星齿轮参 数限制范围，进行了齿轮传动的几何参数设计与材料选择，进行了 NW 型行星传 动系统的静态受力分析，完成了齿轮传动系统强度校核。 ② 考虑复杂部件结构柔性，采用现代设计方法建立电动轮毂NW 型行星传动 系统啮合分析模型，计算了齿轮微观修形参数确定所需的齿轮啮合错位量，提出 了两级齿轮啮合副修形方案，研究了工况与轮齿修形对NW 型行星传动系统啮合 特性的影响规律。结果表明：修形后轮齿接触应力大大降低，接触面积增大、接 触区域更合理，传递误差峰峰值减小；随着载荷的增大，啮合印痕增大、传递误 差峰峰值先减小后增大、各啮合刚度有所递增。 ③ 考虑各构件的平移和绕轴方向自由度，采用系统能量法，建立了NW 型行 星传动的集中参数动力学模型，推导了系统的动态均载计算公式；结合 MASTA 啮合分析模型，求解系统的动力学输入参数，并进行了行星轮轴扭转刚度与阻尼 和各啮合阻尼的计算。 ④ 研究了额定载荷和峰值扭矩载荷下修形前后和不同扭矩载荷对系统动态 啮合力、均载特性、行星轮间偏置量和行星轮轴承力的影响规律。结果表明：修 形改善了系统的动态响应。扭矩载荷越大，在中高转速时啮合力波动程度越大； 行星轮间偏置量径向和切向均值都出现增长，但径向增长速度逐渐放缓；轴承力 呈现线性增大趋势，其波动程度先增大而减小，中载中速时，轴承力波动相对较 大。 I 重庆大学硕士学位论文 关键词：电动轮毂；NW 型行星传动；齿轮修形；啮合特性；动态特性 II 英文摘要 Abstract The project comes from the special funded project of Chongqing Postdoctoral Research Project “Key Technology for Vibration Reduction and Noise Reduction of Electric Vehicles with High Speed and Reduced Gear Transmission （Xm2016004 ）” and Chongqing Basic and Frontier Research Project “Motor Vehicle High Speed Wheel Gear Transmission Vibration and Noise Reduction”