减速器壳体受力
减速器壳体加工工艺及夹具设计
减速器壳体加工工艺及夹具设计减速器是机械的重要组成部分，其壳体加工工艺和夹具设计对机械性能至关重要。
本文主要讨论减速器壳体加工工艺及夹具设计的原理、流程以及制造的关键技术。
一、减速器壳体加工工艺减速器壳体加工工艺一般包括铣削、车削、打磨、抛光以及涂装工序。
1、铣削加工：铣削加工是减速器壳体加工的基础工程，最常用的加工工序是采用铣床加工，采用铜刀头将材料切割成所需的形状和尺寸，在加工时要确保切削不测，表面光洁度高，并准确地将图纸中设计的图形、用料尺寸以及形状精确实现；2、车削加工：车削加工可以实现复杂的开放式几何形状，以及边缘精度要求高的特殊形状的加工，一般采用NC车床进行车削加工，可以解决很多不能铣削的几何形状。
此外，车削还有磨削功能，可以把加工表面的粗糙度降低，达到较高的精度要求。
3、打磨加工：打磨加工是粗糙加工完成后的表面处理工艺，可以解决表面光洁度较低的问题，一般采用手工打磨或机械打磨。
机械打磨方法有砂带打磨、抛光轮打磨、砂轮打磨、气动打磨、摩擦砂轮、抛光辊等多种方法，选择其中一种方法根据实际情况进行处理，使壳体表面光洁。
4、抛光加工：抛光加工是提高表面完美度的重要工艺，一般采用气动抛光机或机械抛光机进行抛光加工，可以在短时间内实现一定的表面光洁度要求。
5、涂装加工：涂装加工是壳体腐蚀防护工艺。
可以将壳体表面进行涂装处理，可以涂装清漆、喷漆和电镀等方法来达到防腐蚀的目的，使壳体能够更好的维护整个机械系统的可靠性和使用寿命。
二、减速器夹具设计减速器夹具设计是加工减速器壳体的有效工具，其设计的关键在于确保夹具运用安全可靠、结构紧凑、操作方便等特点。
通常采用平行滑块五轴或气动夹具等方法来实现夹具固定功能，在加工时只要给减速器壳体夹好，即可实现减速器壳体的定位、切削及打磨等一系列加工操作。
三、减速器壳体加工工艺及夹具设计关键技术1、减速器壳体加工技术：减速器壳体加工工艺的复杂程度较高，需要采取多种加工工艺来完成，而其中铣削、车削以及打磨的流程比较重要，所以要求在加工中确保刀具的可靠性和耐磨性，精确控制切削力和速度，以确保表面光洁度及特殊几何形状的定位准确度。
谐波减速器柔轮力学特性分析
A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Professional Degree
By Xie.Hengpeng
Supervised by Prof. Wang Jiaxu Specialty: ME(Mechanical Engineering Field)
College of Mechanical Engineering of Chongqing University, Chongqing, China May 2015
中文摘要
摘
要
谐波减速器是一种利用可控变形的柔性构件产生的变形波进行运动或动力传 递的新型传动装置，由于其具有其他传动装置所难以达到的特殊性能，因此在航 天装备和机器人领域得到越来越广泛的应用。但是，工程实践表明，谐波减速器 平均无故障工作的时间较短， 其最突出的问题是柔轮的可靠性、 使用寿命不理想， 输出端扭转刚度不足。作为谐波减速器主要构件的柔轮是一个薄壁壳体，受波发 生器和外部负载的双重作用，在循环弹性变形的状态下工作，既承受弯曲应力， 又承受扭转应力，很容易发生疲劳失效。因此，对谐波减速器的柔轮进行力学特 性方面的分析有着重要的意义。 本文以谐波减速器的柔轮为主要研究对象，完成了下列工作： ①介绍了谐波减速器的工作原理、传动特点及应用领域，对柔轮在波发生器 作用下的变形、应力和疲劳强度进行了理论计算。 ②根据课题要求，设计了一种传动比为 100 的谐波减速器，利用有限元分析 软件 ANSYS Workbench 建立了柔轮——波发生器有限元非线性接触模型，分析了 柔轮在波发生器作用下的变形规律和应力分布，结果表明柔轮齿圈与光滑筒体连 接处和光滑筒体与筒体底部过渡处为柔轮的应力危险区域。 ③分析了柔轮在不同长径比和不同壁厚参数下的变形规律和应力分布。然后 对柔轮应力危险区域进行结构参数调整和优化设计，建立了有限元非线性接触模 型，重点分析了柔轮的应力分布情况，结果表明经过对结构参数的优化设计，柔 轮应力危险区域的应力分布得到明显改善。 ④首先对两种不同结构参数的谐波减速器柔轮进行了扭转刚度有限元分析， 得到了柔轮的扭转刚度，然后设计并搭建了一套谐波减速器扭转刚度测试系统， 通过对测试数据的分析得到了它们的扭转刚度。测试结果表明经过结构参数优化 的机型一的扭转刚度比未经结构参数优化的机型二扭转刚度要高得多，同时通过 对照有限元分析的结果，两者得到的谐波减速器的扭转刚度呈现出一致性，表明 了结构参数的优化有利于提高谐波减速器的扭转刚度。 关键词：谐波减速器，柔轮，力学特性，有限元分析，扭转刚度
例析主减速器及差速器总成壳体强度
例析主减速器及差速器总成壳体强度1.引言主减速器及差速器总成、整体式车桥作为车辆传动系统关键零部件，对保证发动机动力顺利传输起到关键作用。
其壳体起到支撑、保护内部零件、承载动力及保存润滑油等作用，一旦壳体开裂，将严重影响主减速器及差速器总成的工作，甚至导致车辆的基本行驶功能丧失。
故其壳体强度尤为重要。
以某款SUV车型主减速器及差速器总成壳体为例，在产品设计阶段应用ABAQUS有限元分析软件对其强度进行分析，识别应力集中部位，为其设计开发提供参考，避免后期产品因强度问题产生失效。
有限元分析法是一种运用各种数值计算方法在计算机上对产品结构的原理、功能、性能等进行前期预测或改进的一种仿真分析技术，在缩短产品开发周期，降低产品开发成本，提高产品的性能品质，提升企业的竞争力等方面起着非常重要的作用。
2.几何模型及有限元模型运用三维设计软件CATIA建立后主减速器及差速器总成壳体三维模型，如图一所示。
为方便有限元模型建立，对三维模型进行局部简化处理[1-2]：省略局部细小特征及花键、螺纹、部分倒角、圆角。
完成后的有限元网格模型如图二所示。
其中壳体采用四面体单元，轴承、主齿等机构采用六面体单元。
最终得到体单元328924个。
3.边界条件及模型载荷加载3.1边界条件对于整体式后桥，约束安装螺栓孔及主齿螺母安装处的三向平移自由度，如图三所示。
3.2模型载荷加载3.2.1后主减速及差速器总成输入扭矩计算此款SUV车型由发动机计算的后主减速器及差速器总成最大输入扭矩为4911N·m，由单边车轮打滑计算的后主减速器及差速器总成打滑输入扭矩为1261.4N·m。
两者取小值作为模型的输入计算扭矩。
3.2.2模型载荷加载[3-4]由打滑扭矩计算出主、被齿受力，作为模型的载荷进行加载。
主齿旋向为左旋，齿轮旋转方向为顺时针（从汽车前部向后看）。
其中主齿受力如图四所示：首先确定齿轮啮合点圆周力F：式中T为被齿转矩；为被齿齿面宽中点处分度圆直径。
减速器工作原理及各部分结构
减速器工作原理及各部分结构减速器是一种机械传动装置，常用于将高速输入转换为低速输出。
它可以通过增大输出扭矩来降低旋转速度。
在各种机械传动装置中，减速器被广泛应用于车辆、机械设备和工业生产线等领域中。
本文将探讨减速器的工作原理及其各部分的结构。
减速器的工作原理：减速器是由输入轴、输出轴、齿轮和轴承等组成的机械装置。
它通过一系列齿轮的结构，将高速、低扭矩的驱动力传递给低速、高扭矩的输出端。
减速器的工作原理主要包括齿轮传动、摩擦和润滑等几个方面。
1.齿轮传动：减速器中最常用的是齿轮传动。
输入端的齿轮将驱动力传递给输出端的齿轮，通过齿轮之间的啮合来改变转速和扭矩。
通常情况下，输入端的驱动齿轮比输出端的被动齿轮大小要大，这样可以实现低速高扭矩的输出。
2.摩擦：在减速器中，齿轮之间的啮合能够产生一定的摩擦力，帮助传递驱动力。
适当的摩擦力有助于减小齿轮的滑动，提高传动效率。
为了减少齿轮的磨损和损耗，减速器通常会在齿轮上添加一层特殊的涂层或润滑油。
3.润滑：减速器的各个齿轮和轴承都需要适当的润滑油来减小摩擦和磨损。
润滑油一般通过润滑系统供给，并在齿轮箱内形成一层光滑的油膜，提供良好的润滑效果。
减速器的各部分结构：减速器由输入轴、输出轴、齿轮和轴承等部分组成，每个部分都起着关键的作用。
1.输入轴：输入轴是减速器中接收驱动力的部分。
它通常是一个长的金属轴，与驱动装置连接。
输入轴通过齿轮传动将驱动力传递给减速器中的齿轮。
2.输出轴：输出轴是减速器中提供输出力的部分。
它通常位于减速器的另一端，用于连接需要输出动力的机械装置。
输出轴通过齿轮传动接收高扭矩、低速输出力。
3.齿轮：减速器中的齿轮用于实现驱动力的传递和转速的转换。
齿轮的大小、齿数和齿形等参数决定了减速器的传动比和适用范围。
不同类型的齿轮布置方式（如斜齿轮、圆柱齿轮、蜗轮蜗杆等）也会影响减速器的工作性能。
4.轴承：减速器中的轴承用于支撑和定位输入轴和输出轴，减少其摩擦和磨损。
基于有限元分析的电驱动商用车减速器壳体优化设计
AUTO TIME115AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计1 引言新能源汽车传动系统功能是将电动机总成的动力传递到驱动车轮。
其传动系统主要由集成减速器、差速器、电动机的电驱动桥总成组成。
减速器能改变电动机输出的转矩、转速特性，使电动机的输出扭矩增大、输出转速下降以适应汽车的实际行驶需求。
为达到降速增扭的功能，电驱动减速器总成普遍采用三级平行轴齿轮设计。
图1是某款电驱动减速器总成，结构主要由减速器壳体、差速器总成、输入轴齿轮、中间轴齿轮、差速器齿轮、圆锥滚子轴承、油封、堵盖等零件组成。
由于电动机峰值输出扭矩大、转速高的特性，会造成减速器总成因润滑不足导致轴承烧蚀、减速器壳体破损的情况[1]。
因此需将分析设计工作前置，解决相关技术问题。
传统的减速器壳体设计往往依赖于经验与试错，设计及优化改进周期长，成本高。
本覃万龙1 黄文聪21.南宁职业技术学院 广西南宁市 5300002.柳州英勤拓蓝汽车科技有限公司 广西柳州市 545000摘 要： 随着汽车电动化的进程日益加快，电驱动城市物流商用车已成为了市场上一个重要车型。
作为城市物流车的核心零部件，减速器的性能稳定变得至关重要。
而减速器壳体在减速器运行中起到支撑保护功能，会受到多种重力负荷的作用。
在面对电驱动状态下出现的复杂转速及扭矩工况时，往往会出现减速器壳体因应力集中受损、轴承因润滑不足烧蚀等多种问题。
减速器壳体的结构设计直接影响到减速器总成的整体性能与可靠性。
本文主要采用Masta 、Particleworks 软件，对电驱动商用车的减速器壳体进行有限元分析及结构优化设计。
并搭载后桥总成进行台架试验验证。
结果证明，所优化设计的减速器壳体符合相关汽车行业标准及实际应用需求。
通过这一实用方法，提高了减速器壳体的强度、刚度及减速器总成轴承润滑能力。
为电驱动商用车的高效、稳定运行提供了保障。
也为后续电驱动后桥总成零部件开发及优化设计提供了思路。
rv减速器的结构组成
rv减速器的结构组成RV减速器是一种常见的机械传动装置，用于将高速旋转的输入轴的转速降低，并传递到输出轴。
它主要由输入轴、输出轴、减速器壳体、齿轮传动系统以及润滑系统等组成。
1. 输入轴：RV减速器的输入轴通常由一个柱状齿轮和一个圆锥齿轮构成。
柱状齿轮通过与驱动装置的连接，将高速旋转的动力传递给减速器。
圆锥齿轮则与输出轴相连，传递减速后的转速。
2. 输出轴：RV减速器的输出轴通常与圆锥齿轮相连，通过齿轮传动系统将转速传递给输出装置。
输出轴的转速通常较低，但具有较大的扭矩输出。
3. 减速器壳体：RV减速器的壳体是其结构的主要支撑部分，起到固定和保护内部齿轮传动系统的作用。
壳体通常由铸铁或钢制成，具有足够的强度和刚度，以承受传动过程中的载荷和振动。
4. 齿轮传动系统：RV减速器的齿轮传动系统是其核心部分，用于将输入轴的高速旋转转变为输出轴的低速高扭矩旋转。
通常包括一对相互啮合的齿轮，其中一个齿轮与输入轴相连，另一个齿轮与输出轴相连。
齿轮的模数、齿数、齿形等参数将直接影响减速器的传动比和传动效率。
5. 润滑系统：RV减速器的润滑系统用于减少齿轮传动过程中的摩擦和磨损，保证减速器的正常运行。
润滑系统通常包括油池、油泵、滤油器、油温传感器等部件，通过循环供油和油温控制，确保齿轮传动处于良好的润滑状态。
总结起来，RV减速器的结构主要由输入轴、输出轴、减速器壳体、齿轮传动系统和润滑系统组成。
其中，输入轴通过柱状齿轮和圆锥齿轮将高速旋转的动力传递给减速器，输出轴通过齿轮传动系统将减速后的转速传递给输出装置。
减速器壳体起到固定和保护内部结构的作用，齿轮传动系统将输入轴的高速旋转转变为输出轴的低速高扭矩旋转，润滑系统确保齿轮传动的正常润滑。
RV减速器的结构设计合理，具有传动效率高、扭矩输出大、可靠性高等优点，被广泛应用于各种机械设备中。
910D型减速器壳体应力分析与结构改造
连杆作 用于输 出轴 轴 承座 的力最 大 ， ２７ ７ｋ 为 ９ ． Ｎ．利 用有 限元软 件 的前处 理模 块 在下 箱体 两边 轴 承 座对
称 施加 ２ ７ ７ Ｎ 的作用 力 ， ９ ．ｋ 完成强 度计 算．
下 箱体 的应 力和位 移分 布见 图 ４和 图 ５ ．由图 ４和图 ５可见 ， 减速器 下壳 体各个 轴承 座位 置应力 明显
大于其 他部 位 ， 出轴 轴承座 凸 台下端 与箱体 壁连 接 位置 应 力状 况最 严 重 ， 大 为 １ ０ＭＰ ， 它 部位 应 输 最 ４ ａ 其 力 很小 ， 合 设 计 的 强 度 条件 ．同 时 ， 移 变形 集 中 在下 箱 体 输 出轴 轴 承 座 的端 部 ， 大 变 形 为 ２ ２ 符 位 最 ．３
属性 ．
图 ｌ 抽 油机 用 ９ ０ 型减 速 器 下 箱 体 结 构 （ １Ｄ 单
位： ｍｍ） －
个 节点 、０８ ２ 单元 ， １ ６ 个 网格划 分 后 的减 速 器 下 箱 体 离 散模 型见 图 ３ 选 择 灰 铸 铁 材 料模 型 ， 定 义材 料 ． 并
收 稿 日期 ：０ ７— ６ ８ 审 稿 人 ： 巨保 ； 辑 ： 志平 ２ ０ ０ —１ ； 刘 编 任 作 者 简 介 ： 志鹏 （９ ４ ， ， 士 ， 理 研 究 员 ， 冯 １７ 一） 男 硕 助 主要 从 事石 油 机械 方 面 的研 究
联 系．
减速器壳 体 由上下 箱体 组成 ， 箱体 的强 度和 刚度 上
通 常 满 足 条 件。 ， 对 下 箱 体 进 行 有 限元 计 算 ．９ ０ 。 只 ］ １Ｄ
型减 速器 下箱体 有 限元 模 型见 图 ２ 输 出轴 轴 承下 端 采 ，
用 凸 台支 撑． 对整体 装配 模型进 行 实体 网格 划分 ， 采用 四边 形 网 格类 型 ， 开 ４节 点 雅各 宾 式 网格 检 查 ， 获 得 ２ ２ 展 共 １３ ２
汽车减速器工作原理
汽车减速器工作原理2008-05-26 23:46中华车检网佚名我要评论（0）我要去社区论坛 ->汽车减速器工作原理:主减速器是在传动系中起降低转速，增大转矩作用的主要部件，当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。
它是依靠齿数少的齿轮带齿数多的齿轮来实现减速的，采用圆锥齿轮传动则可以改变转矩旋转方向。
将主减速器布置在动力向驱动轮分流之前的位置，有利于减小其前面的传动部件（如离合器、变速器、传动轴等）所传递的转矩，从而减小这些部件的尺寸和质量。
结构种类:为满足不同的使用要求，主减速器的结构型式也是不同的。
按参加减速传动的齿轮副数目分，可分为单级式主减速器和双级式主减速器。
除了一些要求大传动比的中、重型车采用双级主减速器外，一般微、轻、中型车基本采用单级主减速器。
单级主减速器具有结构简单、体积小，重量轻和传动效率高等优点。
在双级式主减速器中，若第二级减速在车轮附近进行，实际上构成两个车轮处的独立部件，则称为轮边减速器。
这样作的好处是可以减小半轴所传递的转矩，有利于减小半轴的尺寸和质量。
轮边减速器可以是行星齿轮式的(见gif-08a)，也可以由一对圆柱齿轮副构成。
当采用圆柱齿轮副进行轮边减速时(见gif-08b)，可以通过调节两齿轮的相互位置，改变车轮轴线与半轴之间的上下位置关系。
这种车桥称为门式车桥，常用于对车桥高低位置有特殊要求的汽车。
按主减速器传动比档数分，可分为单速式和双速式两种。
目前，国产汽车基本都采用了传动比固定的单速式主减速器。
在双速式主减速器上，设有供选择的两个传动比，这种主减速器实际上又起到了副变速器的作用。
按减速齿轮副结构型式分，可分为圆柱齿轮式、圆锥齿轮和准双曲面齿轮等型式。
<BR>在发动机横向布置汽车的驱动桥上，主减速器往往采用简单的斜齿园柱齿轮；在发动机纵向布置汽车的驱动桥上，主减速器往往采用圆锥齿轮和准双曲面齿轮等型式。
与圆锥齿轮相比，准双曲面齿轮工作平稳性更好，弯曲强度和接触强度更高，还可以使主动齿轮轴线相对于从动齿轮轴线偏移。
减速器壳体零件的功能与作用
探秘减速器壳体的构造与作用减速器是一种重要的机械传动装置，在很多机械设备中都起到了至关重要的作用。
而在减速器的构造中，其壳体也是非常重要的组成部分。
下面就来探秘一下减速器壳体的构造与作用。
减速器壳体是支撑减速器内部各零件的重要部件之一。
作为一种外壳结构，减速器壳体具有以下几个主要的功能和作用：
1、支撑和保护内部机构：减速器壳体作为外部的保护层，能够有效地支撑起减速器内部各种零件的位置，使其相对位置稳定不变。
同时，减速器壳体也能够起到防护的作用，避免机械设备部件被外界冲击或是其他因素干扰而导致的安全事故和损坏。
2、传导热量：减速器在工作过程中会因为零件间的摩擦和其他原因而产生热量。
这些热量如果无法及时传导出去，会严重影响减速器的工作效率和寿命。
而减速器壳体可以作为一个良好的传导介质，将内部产生的热量迅速传导出去，并避免热量累积、过热。
3、消除噪音和防尘：减速器壳体还有一个重要的作用就是消除噪音和防尘。
在机械设备中，很多零部件会因为长期使用而产生噪音，而减速器壳体可以作为一个吸音式结构，消除这些噪音，避免人工干扰和对环境的污染。
同时，减速器壳体也能够有效地防止灰尘、杂质等进入到减速器内部，导致内部零件运转不正常甚至引起故障。
综上所述，减速器壳体是减速器内部重要的支撑和保护部件，同时也具有传导热量、消除噪音和防尘等多重功能和作用。
在减速器的选型和使用过程中，对于壳体材质的选择、结构的设计以及壳体的选取等方面都需要充分考虑到其功能和作用，以尽可能地保证减速器的安全性、可靠性、高效性和长寿命性。
一级减速器各个零部件的名称及作用
一级减速器各个零部件的名称及作用
一级减速器是工程机械中常见的传动装置，它通常由多个零部
件组成，每个零部件都有着特定的名称和作用。
以下是一级减速器
常见零部件的名称及其作用：
1. 输入轴，输入轴是一级减速器的主要传动部件之一，负责接
收动力输入，通常与发动机或其他动力源相连。
2. 输入齿轮，输入齿轮是连接输入轴和主减速器的齿轮，其作
用是将输入轴的转速和扭矩传递给主减速器。
3. 主减速器壳体，主减速器壳体是一级减速器的外壳，起到支
撑和固定内部零部件的作用，同时保护内部零部件免受外部环境的
影响。
4. 主减速器齿轮，主减速器齿轮是一级减速器中的关键零部件，负责将输入轴传递过来的动力进行减速，同时将扭矩传递给输出轴。
5. 输出轴，输出轴是一级减速器的另一个主要传动部件，其作
用是将减速后的动力输出到机械设备或其他传动系统中。
6. 轴承，轴承是支撑和固定旋转轴的重要部件，它们减少了摩擦并支持旋转部件的负载，从而确保一级减速器的正常运转。
7. 密封件，密封件被用来防止润滑油或其他润滑剂泄漏，并防止外部杂质进入主减速器内部，保护零部件免受损坏。
8. 冷却系统，一级减速器通常配备有冷却系统，用于降低零部件的温度，确保主减速器在长时间运行中不会过热。
以上是一级减速器常见零部件的名称及其作用。
这些零部件共同协作，确保一级减速器能够有效地传递动力并实现减速的功能。
板带冷轧机主减速器设计及壳体有限元分析
义 。本 文 针 对 减 速 器 进 行 了结 构 设 计 并 以 减 速 器 的 壳 体 为
主要 研 究 对象 ， 用 三 维 软 件 为 壳 体 进 行 三 维 建 模 ， 利 用 利 并 有 限元 分 析 软 件 ＡＮＳ ＹＳ对 壳 体 三 维 模 型 进 行 静 力 分 析 ， 考
刘 晓 雯 彭 帅 匀 ， ，卜
（． 山 学 院 机 电 工 程 系 ， 北 唐 山 ０ ３ ０ ；． 山爱 信 齿 轮 有 限责 任 公 司 生 产 技 术 部 ， １唐 河 ６０ ０ ２ 唐 河北 唐 山 ０ ３ ０ ） ６ ０ ０
摘要 ： 过板 带轧 机 的工作参 数 ， 取 了主减 速器 的传 动方 案及 对 主 要零 部件 进 行 了设 计 ， 用 三 通 选 利
ＬＩ Ｘｉｏ ｗｅｎ ＰＥＮＧ ｕ 。， Ｕ ａ — ， Ｓｈ ａｉ ＢＵ ｎ Ｙｕ
（ ． ｐ ｒ ｍｅ ｔｏ ｌ ｃ ｒ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ，Ｔａ ｇ ｈ ｎ Ｃ ｌ ｇ ，Ｔａ ｇ ｈ ｎ ０ ３ ０ １ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆＥ ｅ ｔｏ ｃ ａ ｉａ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｓａ ｏｌ ｅ ｅ ｎ ｓ ａ ６ ０ ０，Ｃｈ ｎ ２ ｉａ； ．Ｔａ ｇ ｈ ｎ Ａｉ ｉ ｎ ｓ ａ ｘｎ ｇ ａ ｍｐ ｎ ｉ ｔ ｄ，Ｔａ ｇ ｈ ｎ ０ ３ ０ ｅ ｒＣｏ ａ ｙ Ｌ ｍｉ ｅ ｎ ｓ ａ ６ ０ ０，Ｃｈ ｎ ） ｉａ
第２ ５卷 第 ３期 ２１ ０ ２年 Ｏ ５月
唐 山 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｎ ｓ ａ ｏｌｇ ｏ ｒ ａ ｆＴａ ｇ ｈ ｎ Ｃ ｌ ｅ ｅ
驱动桥主减速器壳体的有限元分析
（5）当 主 动 齿 轮进行启动或倒
车时，产生的扭矩为
M1＝
M·2 Z1 Z2
= 8500×7 43
=1.38×103N·m=1.38×106N·m
2 有限元网格的划分及载荷与约束的加载
2.1 有限元网格的划分
能也得到明显改善，即最大应力值变小，从应力分布图中
可以看出，应力变小的主要原因是进一步避免了主减速
器壳体的应力集中，即应力不再集中于减速器壳螺栓孔
处，且应力分布趋于分散。
4结论
本文建立了主减速器壳体的有限元分析模型，完成
71 机械工程师 2009 年第 10 期
制造业信息化
MANUFACTURING INFORMATIZATION 仿真 / 建模 / CAD/ CAM/ CAE/ CAPP
图 3 顺时针转动应力变化图 图 4 逆时外转动应力变化图 （2）优化后主减速器壳体的仿真结果（图 5、图 6）
图 5 顺时针转动应力变化图 图 6 逆时针转动应力变化图
通过对主减速 器壳体的有限元分 析，优化前后主减速 器壳体仿真结果如
表 3 优化前后的仿真结果比较表
名称 质量 顺时针转动最大位移
文献来看，对驱动桥的分析包括驱动桥桥壳的有限元的
分 析 ［1－3］、制 动 鼓 的 有 限 元 分 析 ［4－6］，但 主 减 速器 壳 体 的 有
限元分析，在国内鲜有研究。本文以主减速器壳体为研究
对象，以主减速器设计理论为理论基础，建立了主减速器
壳体的有限元数学模型，并对优化前后的主减速器壳体
仿真结果进行分析比较。
MANUFACTURING INFORMATIZATION 仿真 / 建模 / CAD/ CAM/ CAE/ CAPP
减速器零件的名称及作用
减速器零件的名称及作用
减速器零件的名称及作用有以下几种：
1. 齿轮：齿轮是减速器中最常见的零件，通过齿轮的啮合来实现传递和转换动力的作用。
2. 轴：轴是支撑和固定齿轮的零件，它承受传动时产生的扭矩和负载。
3. 轴承：轴承用于支撑轴的旋转运动，减少摩擦和磨损，提高减速器的效率和寿命。
4. 轴套：轴套用于保护轴和轴承，减少摩擦和磨损，同时起到密封作用。
5. 密封件：密封件用于防止润滑油或其他液体从减速器中泄漏出来，保持减速器的正常运行。
6. 螺栓和螺母：螺栓和螺母用于固定和连接减速器的各个零件，确保减速器的结构牢固。
7. 油封：油封用于防止润滑油从减速器中泄漏出来，同时防止外部杂质进入减速器内部。
8. 挡圈：挡圈用于限制齿轮的轴向位移，保持齿轮的正确位置。
9. 减速器壳体：减速器壳体是减速器的外壳，起到保护内部零件和
传递外部负载的作用。
10. 润滑油管路：润滑油管路用于输送润滑油到减速器各处，保持零件的润滑和冷却。
这些零件在减速器中共同协作，以实现将高速旋转的动力源转变为低速高扭矩输出的功能。
基于齿轮传递误差的电动汽车减速器NVH性能优化
2023年第47卷第10期Journal of Mechanical Transmission基于齿轮传递误差的电动汽车减速器NVH性能优化于子强1,2于慧1于仁萍1（1 烟台职业学院交通工程系，山东烟台264670）（2 天津职业技术师范大学机械工程学院，天津300222）摘要电动汽车减速器齿轮的工况具有转矩转速范围广的特点，齿轮副在不同转速和转矩工况下的传递误差不同。
为此，针对电动汽车的常用转速段和常用转矩段，对传递误差进行优化改善，以优化减速器噪声、振动与声振粗糙度（NVH）性能。
首先，结合Abaqus和Masta软件建模，分析不同转速转矩下的传递误差；然后，基于常用转速和转矩工况时的数据对齿轮进行修形，并分析了修形后的传递误差；最后，通过减速器振动噪声对比试验，得出修形效果。
结果表明，减速器大部分时间以常用转速和转矩运转，基于此工况时的传递误差数据进行修形，使减速器噪声降低了约5 dB（A），优化了减速器NVH性能。
关键词电动汽车减速器常用转矩转速段传递误差NVH性能齿轮修形Optimization of NVH Performance of Electric Vehicle Reducers Based onGear Transmission ErrorYu Ziqiang1,2Yu Hui1Yu Renping1（1 Department of Transportation Engineering, Yantai Vocational College, Yantai 264670, China）（2 School of Mechanical Engineering, Tianjin University of Technology and Education, Tianjin 300222, China）Abstract Electric vehicle reducer gears have a wide range of torque speed when working, and transmis⁃sion errors of gear pairs are different under different speed and torque conditions. In order to optimize the noise, vibration and harshness (NVH) performance of the reducer, the transfer error is optimized and improved for the common speed segment and common torque segment of electric vehicles. Firstly, Abaqus and Masta software are used to model and analyze the transmission error under different speed and torque conditions. Then, the gear is modified based on the data of common speed and torque conditions, and the transmission error after modification is analyzed. Finally, the modification effect is obtained by comparing the vibration and noise test of the reducer. The results show that the reducer runs at the usual speed and torque most of the time, the noise of the reducer is reduced by about 5 dB（A） and the NVH performance of the reducer is optimized by modification based on the transmission error data in this working condition.Key words Electric vehicle reducer Common torque speed Transmission error NVH performance Gear modification0 引言作为一种新能源汽车，电动汽车近几年的市场需求大幅增加，同时，电动汽车在研发和使用过程中也出现了一些共性问题。
减速机结构工作原理
减速机结构工作原理减速机是一种可以降低输出旋转速度同时增加输出扭矩的机械装置。
它主要由输入轴、输出轴、减速器壳体、传动齿轮和轴承等部件组成。
减速机的结构设计基于一系列的工作原理，下面将详细介绍减速机的结构和工作原理。
减速机的结构通常包括输入轴、输出轴、减速器壳体和传动装置。
输入轴和输出轴分别是减速机的输入端和输出端，它们通过减速器壳体固定在一起。
减速器壳体通过安装在机械设备上来固定输出轴，通过输入轴传递输入扭矩，并通过传动装置实现输入和输出轴之间的旋转传动。
减速器壳体起到保护内部传动装置的作用。
它通常由金属材料制成，具有足够的刚性和强度，以承受传递的扭矩和重量。
减速器壳体的内部容器通过精密的加工工艺来确保齿轮传动的精确度和可靠性。
传动装置是减速机的核心部件，它由一系列的传动齿轮组成。
传动齿轮通常由钢材制成，并通过精确的切削和热处理工艺来保证其齿面硬度和耐磨性。
齿轮一般分为高速齿轮和低速齿轮两种类型。
高速齿轮通过输入轴带动，低速齿轮通过输出轴带动，从而实现减速效果。
减速机的工作原理是基于各个部件的相互作用和协调运动来实现的。
当输入轴带动高速齿轮旋转时，其齿轮上的齿数相对较少，因此其输出旋转速度较高。
与之相对应的是低速齿轮，它的齿数相对较多，因此其输出旋转速度较低。
在高速齿轮和低速齿轮之间有一个传动比，通过调节不同类型的齿轮组合和传动比，可以实现不同的减速比。
减速机的工作过程中扭矩损失是不可避免的。
减速机的扭矩损失主要发生在齿轮传动过程中，包括齿轮齿面间的摩擦、轴承摩擦以及油膜摩擦等。
这些摩擦力会导致能量的损失和热量的产生。
因此，在设计和选购减速机时需要考虑到效率和热量的问题，以提高减速机的工作效率和可靠性。
总之，减速机是一种能够降低输出旋转速度同时增加输出扭矩的机械装置。
它的结构包括输入轴、输出轴、减速器壳体和传动装置等部件。
减速机的工作原理是通过传动装置中不同类型齿轮的相互作用，实现输入扭矩到输出扭矩的转换。
单级圆柱齿轮减速器总结报告
单级圆柱齿轮减速器总结报告摘要：本文研究了单级圆柱齿轮减速器，详细分析了减速器的结构特点，以及单级圆柱齿轮减速器的优缺点，以及单级圆柱齿轮减速器使用的注意事项。
关键词：单级；圆柱齿轮；减速器1.引言圆柱齿轮减速器是重要的机械传动设备，在机械传动设备中占有重要的地位，它可以满足各种不同工况条件下的传动要求。
单级圆柱齿轮减速器是机械设备中的重要部分，它的结构简单，体积小，噪声低，使用寿命长，简单安装维修，重量轻，安全性能高，保养操作简便，传动精度高，转矩大，但效率较低，使用范围较窄等特点，在工程应用中也有广泛的应用。
本文主要介绍了单级圆柱齿轮减速器的结构特点，优缺点，以及使用的注意事项，以便于更好地使用减速器。
2.单级圆柱齿轮减速器结构分析单级圆柱齿轮减速器一般由主动轮、定子和转动轮三部分组成，它们分别用轴紧固在减速器的两端，减速机的定子由支架、定子壳体和定子齿轮组成，定子齿轮是由硬质合金钢材料制成的，它由轴相连，紧固在定子壳体上，定子壳体同样也由硬质合金钢材料制成，它的主要作用是受力均匀；转动轮是由定子齿轮和主动轮组成，它也是由硬质合金钢制成的，它由轴相连，紧固在定子壳体上，主动轮也是由硬质合金钢材料制成的，它也由轴相连，它的主要作用是接收外界动力，以及传递动力。
3.单级圆柱齿轮减速器优缺点（1）优点：a. 体积小、重量轻：单级圆柱齿轮减速器可以满足小型传动系统的需求，它的体积小、重量轻，在传动方面有更大的优势，可以更有效地降低空气阻力、熨平金属摩擦损失。
b. 使用寿命长：单级圆柱齿轮减速器的传动精度高，它的传动失效时间是普通传动件的10-50倍，使用寿命长，可以大大降低维护和修理成本。
c. 简单安装维修：由于单级圆柱齿轮减速器的结构简单，可以完全覆盖成一个整体，使安装维修简单化，大大降低了维护成本。
（2）缺点：a. 效率较低：单级圆柱齿轮减速器的效率较低，最高只能达到90%，使用范围也较窄。
b. 噪声大：单级圆柱齿轮减速器噪声较大，可能影响环境。
二级减速器各部分零件的名称及作用
二级减速器各部分零件的名称及作用一、主轴主轴是二级减速器的核心部件之一，它承载了传动力，并将其传递给其他部件。
主轴通常由高强度合金钢制成，具有较大的强度和刚度，以承受传动过程中的高负荷和冲击。
二、齿轮齿轮是二级减速器中的重要组成部分，起到传递和变换转速和扭矩的作用。
它通常由高强度合金钢制成，具有精密的齿形和高齿面硬度，以提高传动效率和使用寿命。
三、轴承轴承是支撑和定位齿轮和其他旋转部件的重要组成部分。
它能够减少运动中的摩擦和磨损，并确保传动过程的稳定性和可靠性。
轴承通常采用滚动轴承，如圆柱滚子轴承、角接触球轴承等。
四、油封油封是用于防止润滑油泄漏和外界杂质进入减速器内部的关键部件。
它通常由橡胶材料制成，具有较好的密封性和耐磨性，能够有效延长减速器的使用寿命。
五、壳体壳体是二级减速器的外部保护结构，能够起到防尘、防水和隔热的作用。
壳体通常由铸铁或钢板焊接而成，具有足够的强度和刚度，以保护内部部件不受外界环境的侵害。
六、联轴器联轴器是将二级减速器与其他设备连接起来的关键部件。
它能够传递转矩和轴向力，并具有一定的减震和缓冲作用。
联轴器通常由金属材料制成，如钢、铸铁等，具有较高的强度和刚度。
七、润滑系统润滑系统是二级减速器中的重要部分，能够对齿轮、轴承等摩擦部件进行润滑和冷却，以降低摩擦和磨损，延长使用寿命。
润滑系统通常包括油池、油泵、油管等组成部分。
八、冷却系统冷却系统是二级减速器中的必要部分，能够对工作过程中产生的热量进行散热，保持减速器的正常工作温度。
冷却系统通常包括风扇、散热器等组成部分。
九、传感器传感器是用于监测二级减速器工作状态的关键部件，能够实时感知温度、振动、噪声等参数，并将其转化为电信号输出。
传感器通常包括温度传感器、振动传感器、声音传感器等。
十、密封件密封件是用于确保二级减速器内部密封性的重要部件，能够防止润滑油泄漏和外界杂质进入。
常见的密封件包括O型圈、密封圈等，具有较好的密封性和耐磨性。
回转减速机工作原理
回转减速机工作原理回转减速机是一种常见的机械传动装置，它可以将高速旋转的输入轴转换为低速高扭矩的输出轴，广泛应用于各种工业设备和机械领域。
本文将详细介绍回转减速机的工作原理及其应用。
一、回转减速机的结构回转减速机主要由输入轴、输出轴、减速器、转子、轴承、壳体等部分组成。
其中，输入轴和输出轴分别用于传递输入和输出的动力，减速器则是核心部件，通过不同的结构和齿轮组合实现减速功能。
转子则作为传动介质，将输入轴的旋转转化为减速器内部齿轮的运动。
轴承则支撑整个装置的运转，壳体则起到承载和保护作用。
二、回转减速机的工作原理回转减速机的工作原理可以分为两个部分，即输入轴和减速器的工作原理。
1. 输入轴的工作原理输入轴是回转减速机的动力输入端，通常由电机或其他动力源驱动。
当输入轴开始旋转时，它将动力传递给转子。
转子是回转减速机内部的一个齿轮组件，它通过与输入轴的连接，将输入轴的旋转运动传递给减速器内部的齿轮。
2. 减速器的工作原理减速器是回转减速机的核心部件，通过不同的齿轮组合实现减速功能。
减速器的结构通常由主齿轮、从齿轮、行星齿轮、轴承等部分组成。
主齿轮是减速器的核心部件，它通过与从齿轮或行星齿轮的齿轮传动，实现减速作用。
从齿轮和行星齿轮则作为主齿轮的辅助传动部件，通过不同的结构和齿轮组合，实现不同的减速比。
当输入轴的旋转运动传递到减速器时，主齿轮开始旋转，从而带动从齿轮或行星齿轮的运动。
由于不同齿轮的齿数和结构不同，它们之间的转速也不同，从而实现了减速作用。
最终，输出轴将以低速高扭矩的形式输出。
三、回转减速机的应用回转减速机广泛应用于各种工业设备和机械领域，例如建筑机械、冶金设备、矿山机械、化工设备、环保设备等。
它们的应用场景通常需要较高的扭矩输出和较低的转速，回转减速机的减速比通常在10~200之间，可以满足不同场景的需求。
例如，在建筑机械领域，回转减速机通常用于旋转机构，例如塔吊、起重机、挖掘机等。
这些设备需要具备高扭矩输出和较低的转速，以满足其工作需求。
减速器壳体受力
壳体受力工况分析以下列出了三种工况，分别为：工况一：地面垂向力最大，驱动力最大工况二：制动力最大，驱动力为零工况三：地面侧向力最大，驱动力最大其中工况三经计算小于工况一，即包含于工况一中，因此，在仿真时可以省去工况三的仿真。
壳体受力主要来自三部分，分别为：电机驱动扭矩，地面反力和电机自重。
其中电机自重相比其他部分较小，认为可以忽略，故以下每种工况都分以上二部分讨论。
工况一：地面垂向力最大，驱动力最大1、来自电机驱动扭矩受力计算（前进工况、电机扭矩最大）第一级齿轮副作用力第二级齿轮副作用力计算可得：（1）电机止口处受力，（指垂向力，向上为正，向下为负；指水平力，向前为正，向后为负，下同）（2）电机扭矩反力矩，由电机与壳体的接触面摩擦力承受，（3）第二轴右侧轴承座受力，（4）第二轴左侧轴承座受力，（5）第三轴深沟球轴承座受力，（6）半轴轴向力传递至半轴套管卡簧，，方向向左2、来自地面反力（1）垂向力：作用于半轴套管支撑轮毂轴承处，方向向上式中，——动载系数，乘用车，取——后轴最大静载荷，N（2）纵向力：作用于半轴套管支撑轮毂轴承处，方向向前式中，——电机最大扭矩——总减速比——车轮半径工况二：制动力最大，驱动力为零1、来自电机驱动扭矩由于驱动力为零，故没有电机扭矩产生的力2、来自地面反力（1）垂向力：作用于半轴套管支撑轮毂轴承处，方向向上式中，——后轴最大静载荷，N（3）纵向力：作用于半轴套管支撑轮毂轴承处，方向向后式中，——附着系数，取为0.8工况三：地面侧向力最大，驱动力最大1、来自电机驱动扭矩基本与工况一相同，计算可得：（1）电机止口处受力，（指垂向力，向上为正，向下为负；指水平力，向前为正，向后为负，下同）（2）电机扭矩反力矩，由电机与壳体的接触面摩擦力承受，（3）第二轴右侧轴承座受力，（4）第二轴左侧轴承座受力，（5）第三轴深沟球轴承座受力，注：此时半轴轴向力可能被地面车轮侧向力抵消，故暂不计算卡簧受力2、来自地面反力假设左右轮侧向力平均分配式中，——外侧车轮垂向反力，N——侧向加速度，取——汽车质心高度，参照Santana2000整车参数，取——后轮轮距，参照Santana200整车参数，取——内侧车轮垂向反力，N——外侧车上侧向力，N——内侧车上侧向力，N由以上计算可知：（1）垂向力：作用于半轴套管支撑轮毂轴承外圈处（2）侧向力：作用于半轴套管支撑轮毂轴承外圈处注：可见地面侧向力和半轴轴向力抵消（3）纵向力：作用于半轴套管支撑轮毂轴承处式中，——电机最大扭矩——总减速比——车轮半径可见工况三的情况均小于工况一，故可省略。
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壳体受力工况分析
以下列出了三种工况，分别为：
工况一：地面垂向力最大，驱动力最大 工况二：制动力最大，驱动力为零 工况三：地面侧向力最大，驱动力最大 其中工况三经计算小于工况一，即包含于工况一中，因此，在仿真时可以省去工况三的仿真。
壳体受力主要来自三部分，分别为：电机驱动扭矩，地面反力和电机自重。
其中电机自重相比其他部分较小，认为可以忽略，故以下每种工况都分以上二部分讨论。
工况一：地面垂向力最大，驱动力最大
1、来自电机驱动扭矩
受力计算（前进工况、电机扭矩最大）
d
T
F t 2=
βαc o s t a n t r F F = βt a n t a F F =
β
αcos cos t
n F F =
第一级齿轮副作用力
2228t F =
963r F =
1429a F = 2817n F =
第二级齿轮副作用力
6357t F =
2369r F = 1401a F =
6928n F =
计算可得：
（1）电机止口处受力，N F c 2228= N F s 963-=（c F 指垂向力，向上为正，向下为
负；s F 指水平力，向前为正，向后为负，下同）
（2）电机扭矩反力矩，由电机与壳体的接触面摩擦力承受，m N T ⋅=90 （3）第二轴右侧轴承座受力，N F c 3877-= N F s 217-= （4）第二轴左侧轴承座受力，N F c 4708-= N F s 1189-= （5）第三轴深沟球轴承座受力，N F c 2491=
N F s 7109=
（6）半轴轴向力传递至半轴套管卡簧，N F 1401=，方向向左 2、来自地面反力
（1）垂向力：作用于半轴套管支撑轮毂轴承处
N kG F c 60039.870075.15.02
1
2=⨯⨯⨯==
，方向向上 式中， k ——动载系数，乘用车，取75.1=k 2G ——后轴最大静载荷，N
（2）纵向力：作用于半轴套管支撑轮毂轴承处N R i T F s 19803
.06
.690=⨯=⨯=，方向向前 式中， T ——电机最大扭矩
i ——总减速比 R ——车轮半径
工况二：制动力最大，驱动力为零
1、来自电机驱动扭矩
由于驱动力为零，故没有电机扭矩产生的力 2、来自地面反力
（1）垂向力：作用于半轴套管支撑轮毂轴承处N kG F c 34309.87005.02
1
2=⨯⨯==，方向向上
式中， 2G ——后轴最大静载荷，N
（3）纵向力：作用于半轴套管支撑轮毂轴承处N G F s 27448.08.97002
1
212=⨯⨯==ϕ，方向向后
式中， ϕ——附着系数，取为0.8
工况三：地面侧向力最大，驱动力最大
1、来自电机驱动扭矩
基本与工况一相同，计算可得： （1）电机止口处受力，N F c 2228=
N F s 963-=（c F 指垂向力，向上为正，向下为
负；s F 指水平力，向前为正，向后为负，下同）
（2）电机扭矩反力矩，由电机与壳体的接触面摩擦力承受，m N T ⋅=90 （3）第二轴右侧轴承座受力，N F c 3877-= N F s 217-= （4）第二轴左侧轴承座受力，N F c 4708-= N F s 1189-= （5）第三轴深沟球轴承座受力，N F c 2491=
N F s 7109=
注：此时半轴轴向力可能被地面车轮侧向力抵消，故暂不计算卡簧受力 2、来自地面反力
N a B h g m F g o z 45304.01422
570
5.0(9.8700)5.0(2
22=⨯+
⨯⨯=+
=） N F G F o z i z 233045309.8700222=-⨯=-=
假设左右轮侧向力平均分配N a
m F F i y o y 14002
222==
= 式中，o z F 2——外侧车轮垂向反力，N
a ——侧向加速度，取g a 4.0=
g h ——汽车质心高度，参照Santana2000整车参数，取mm h g 570=
2B ——后轮轮距，参照Santana200整车参数，取mm B 14222=
i z F 2——内侧车轮垂向反力，N
o y F 2——外侧车上侧向力，N i y F 2——内侧车上侧向力，N
由以上计算可知：
（1）垂向力：作用于半轴套管支撑轮毂轴承外圈处N F c 4530=
（2）侧向力：作用于半轴套管支撑轮毂轴承外圈处N F c 114001401=-= 注：可见地面侧向力和半轴轴向力抵消
（3）纵向力：作用于半轴套管支撑轮毂轴承处N R i T F s 19803
.06
.690=⨯=⨯= 式中， T ——电机最大扭矩
i ——总减速比 R ——车轮半径
可见工况三的情况均小于工况一，故可省略。