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电涡流缓速器对城市公交客车主减速器齿轮的影响

张睿  
【摘要】:电涡流缓速器在客货车上的使用已比较普遍,城市公交客车由于频繁的起步、加速、制动,安装使用电涡流缓速器后制动效果明显。较没有安装缓速器车辆,最为显著的是能减少刹车蹄片以及制动轮毂的磨损;降低了公交客车运行成本,减少了刹车噪音的污染;也很好的解决了车辆因长时间制动导致的刹车热衰减的现象,减少了轮胎爆胎、分层等危险隐患问题;提高了车辆的行驶安全性能。然而,通过近几年对安装缓速器的公交车辆的维修统计数据显示,电涡流缓速器的使用对车辆的主减速器有一定的影响,特别是车辆出厂后再加装了电涡流缓速器的车辆,使用中主减速器双曲面齿轮的故障明显增多,使用寿命也有所降低。本文首先通过大量的维修统计数据指出了问题的所在,并介绍城市公交客车上常用的电涡流缓速器的结构、工作过程、制动原理、控制方式以及在客车上的安装方式。以应用最为普遍的公交客车为例,从缓速器的安装位置,重新分析了主减速器双曲面齿轮的宏观受力分析。重新验算了主减速器主从动齿轮轮齿的弯曲强度以及接触应力强度,宏观上分析解答了主减速器齿轮寿命降低的原因。文章选取了城市公交客车上应用最为广泛的某型号的主减速器双曲面齿轮,用三维软件UG建立齿轮模型,利用Ansys Workbench Environment有限元分析软件进行静力学分析。通过第二章内容中计算出的齿轮弯曲强度和接触应力强度,与有限元软件的仿真值进行对比,从而验证了有限元软件的边界条件限制,及其仿真结果的正确性。通过仿真出的接触应力图、透视图等可看出在主、从动轮齿面接触区域的最大等效应力,最容易发生疲劳破坏的部位。文中还利用Workbench有限元软件中载荷谱模块重新设置了双曲面齿轮上的循环脉动载荷谱,主减速器双曲面齿轮进行疲劳分析。本文利用仿真软件对主减速器齿轮做了模态分析,计算出了双曲面齿轮的前6阶固有频率,罗列出了各阶振型图,并针对仿真出的结果提出了相应的措施,避免齿轮发生共振。最后,针对仿真结果,提出了安装缓速器车辆主减速器齿轮的材料的选用以及基本参数改进设计。本文通过理论计算和仿真分析研究得出一些有益的结论,具有一定的实际、理论参考价值和较好的工程应用前景。


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