一种轮边减速器的壳体设计
作者：张谋
来源：《时代汽车》 2018年第9期
摘要：适配纯电动新能源车辆的轮边减速器受限于结构尺寸，内腔通常较小，长期运转后，内腔油压较大，通气塞处常常漏油。减速器内液面位置以上的轴承润滑状态较差。本文介绍一种轮边减速器的壳体设计，解决轴承润滑和通气塞漏油的问题。
关键词：轮边减速器；壳体；漏油；轴承；润滑
1引言
传统化石能源汽车在带给人们便利的同时，尾气排放对城市大气的污染问题也越来越严重，环保背景下纯电动新能源车辆应运而生。由于电机和传统内燃机输出特性的巨大差别，新能源车辆的传动系统也必将随之发生巨大变化。由于电控系统的高速发展，分布式动力系统的优势慢慢显现，相比传统内燃机、变速箱、车桥的中央驱动系统，分布式动力系统将两个（或多个）驱动电机分布于两个（或多个）车辆驱动轮，由此带来更短的动力传递路线，更大的车内空间等优势。
2轮边减速器简介
如图1所示为轮边减速器动力传递路线示意图，电机动力经轮边减速器降速增扭后，直接输出给车辆驱动轮。整车布置时，可以根据需要灵活布置两驱、四驱、六驱甚至更多。车辆不同车轮之间的差速，通过控制系统实现。单一驱动轮发生故障时，车辆可根据实际情况低速行驶，避免抛锚。
3轮边减速器壳体通气设计
如图2所示为轮边减速器壳体，1为电机输入轴轴承孔，2为输出轴轴承孔，3为通气塞安装孔，4为轮边减速器加油线，即车辆静止时，轮边减速器内润滑油液的液面位置。
轮边减速器工作时，内部润滑油在齿轮的搅动下，飞溅对齿轮副进行润滑。齿轮传递动力的同时，效率损失部分的动力，转化为热量被润滑油带走。在此热量作用下，减速器内部气压升高，通气塞的作用即平衡减速器内外气压，保证减速器正常工作。
随着减速器的运转，内部部分润滑油汽化，在高温下形成油气混合气体，此气体经过通气塞时，快速冷却，通气塞处就有可能出现喷油现象，通气塞本身设计有避免此现象发生的结构，但当高温油气混合气体的浓度超过一定程度时，通气塞的油气过滤结构会失效，进而发生喷油现象。
减速器的基本构造
减速器主要由传动零件（齿轮或蜗杆）、轴、轴承、箱体及其附件所组成。下图为单级圆柱齿轮减速器的结构图，其基本结构有三大部分：1）齿轮、轴及轴承组合；2）箱体；3）减速器附件。
减速器的基本结构
1-箱座 2-箱盖 3-上下箱联接螺栓 4-通气器 5-检查孔盖板 6-吊环螺钉
7-定位销 8-油标尺 9-放油螺塞 10-平键 11-油封 12-齿轮轴 13-挡油盘 14-轴承 15-轴承端盖 16-轴 17-齿轮 18-轴套
齿轮、轴及轴承组合
小齿轮与轴制成一体，称齿轮轴，这种结构用于齿轮直径与轴的直径相关不大的情况下，如果轴的直径为d，齿轮齿根圆的直径为df，则当df-d≤6～7mn时，应采用这种结构。而当df-d＞6～7mn时，采用齿轮与轴分开为两个零件的结构，如低速轴与大齿轮。此时齿轮与轴的周向固定平键联接，轴上零件利用轴肩、轴套和轴承盖作轴向固定。两轴均采用了深沟球轴承。这种组合，用于承受径向载荷和不大的轴向载荷的情况。当轴向载荷较大时，应采用角接触球轴承、圆锥滚子轴承或深沟球轴承与推力轴承的组合结构。图中，轴承是利用齿轮旋转时溅起的稀油，进行润滑。箱座中油池的润滑油，被旋转的齿轮溅起飞溅到箱盖的内壁上，沿内壁流到分箱面坡口后，通过导油槽流入轴承。当浸油齿轮圆周速度υ≤2m/s时，应采用润滑脂润滑轴承，为避免可能溅起的稀油冲掉润滑脂，可采用挡油环将其分开。为防止润滑油流失和外界灰尘进入箱内，在轴承端盖和外伸轴之间装有密封元件。
箱体
箱体是减速器的重要组成部件。它是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。
箱体通常用灰铸铁制造，对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。单体生产的减速器，为了简化工艺、降低成本，可采用钢板焊接的箱体。
上图中的箱体是由灰铸铁制造的。灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式。上箱盖和下箱体用螺栓联接成一体。轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔，而轴承座旁的凸台，应具有足够的承托面，以便放置联接螺栓，并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。为保证箱体具有足够的刚度，在轴承孔附近加支撑肋。为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积，箱体底座一般不采用完整的平面。图中减速器下箱座底面是采用两纵向长条形加工基面。
机械原理课程设计---一级减速器设计说明书
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机械原理课程设计说明书
姓 名：孙丽丽
学 号：201001372
系 别：工程系
专业班级：机制10.7
指导老师：李显昌老师
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一级减速器设计说明书
1 设计任务书
一、工作简图
二、原始数据
减速器传递功率（P/kW）：3.5KW
主动轴转速n1(r/min)：600r/min
减速器传动比i:3
箱体材料：铸铁
三、工作条件：
2 每日工作时速24h，连续单向运转，载荷平稳，室内工作；工作年限5年；最高工作温度60℃。
四、设计工作量：
⑴ 减速器总装图1张（A1）；
⑵ 从动轴、从动齿轮、主动齿轮（含轴）零件图3张（A2）；
⑶ 设计说明书1份。
2 设计说明书
减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等.其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。减速机的作用主要有：
1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩。
2）速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。大家可以看一下一般电机都有一个惯量数值。
计算过程及计算说明
在减速机家族中，行星减速机以其体积小，传动效率高，减速范围广，精度高等诸多优点，而被广泛应用于伺服、步进、直流等传动系统中。其作用就是在保证精密传动的前提下，主要被用来降低转速增大扭矩和降低负载/电机的转动惯量比。为了更好地帮助广大用户用好行星减速机，本文针对减速机和驱动电机断轴的原因进行了分析，并详细地介绍了如何正确安装行星减速机。
第２８卷第２期 ２０１６年５月 宁德师范学院学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｉｎｇｄｅ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ） Ｖｏ１．２８№．２ Ｍａｖ ２０１６
基于ＡＮＳＹＳ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ的２Ｋ—Ｈ行星齿轮减速器行星轮系有限元分析
王彦军，魏炜，林伦标
（宁德职业技术学院机电工程系，福建福安３５５０００）
摘要：以三维软件ＵＧ为设计平台，有限元软件ＡＮＳＹＳ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ为分析工具，对２Ｋ—Ｈ行星齿轮减速器的 核心传动装置进行了静力学与模态特性分析．通过对行星轮系的静力学分析，得到了模型的等效应力、应变和 安全因子云图．最后对行星轮系装配体进行了模态分析，得到了系统的前六阶模态振型，为后续行星轮系进一 步的动力学及运动学分析奠定了基础． 关键词：ＡＮＳＹＳ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ；行星减速器；行星轮系；有限元分析
中图分类号：ＴＨ １３２．４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９５．２４８１（２０１６）０２—０１２７—０６
行星齿轮减速器具有体积小、结构紧凑、传动比大、效率高、轴承负荷小、可同轴传输运动和动力等 优点，在很多情况下可代替定轴轮系传动机构，是机械工程领域广泛应用的传动类型…．然而，齿轮传动
过程中两轮齿间的啮合是线接触，啮合部位容易磨损，甚至造成齿轮轮齿折断，致使行星轮系传动失效， 因此有必要对行星轮系进行静力学有限元分析，以改进行星轮系传动效率，减少齿轮传动过程中的振动
和噪音。优化传动性能，提高使用寿命．同时，行星减速器在工作过程中，传动齿轮受到外部周期性载荷
作用，在额定转速内有可能发生强烈的共振，动应力急剧增加，致使齿轮过早出现扭转疲劳和弯曲疲劳， 最终引起轮齿折断［１Ｊ．在行星轮系结构设计和计算中，静力学计算不能完全满足设计要求，因此有必要对
行星轮系装配体进行模态分析，确定结构的振动特性，获得其固有频率、振型等参数．通过模态分析找出 结构设计中的薄弱环节，避免行星轮系在外部载荷作用下产生共振，因此模态分析是行星轮系结构设计
