新能源汽车减速器优化设计及仿真分析.pdf

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1、汽车实用技术AUTO鹾0BILEAPPLIEDTECHNOLOGYlO．16638／j．cnki．167卜7988．2017．01．005新能源汽车减速器优化设计及仿真分析李琪，高兴超(德州学院汽车工程学院，山东德州253000)2017年第l期2017NO．1摘要：文章研究了基于拓扑方法的某型新能源汽车减速器的优化设计。首先利用Pm。e进行减速器建模，将三维模型导入ANSYS，根据减速器受力情况确定其边界条件，然后以柔度最小为优化目标，利用拓扑优化设计算法进行计算，优化后减速器质量减小了15％，最后对优化设计进行静强度分析，仿真结果表明减速器模型满足材料强度要求，实现了新能源汽车减速器轻量

2、化设计。关键词：新能源汽车；减速器；拓扑优化；轻量化中图分类号：U469_7文献标识码：A文章编号：1671—7988(2017)01—1O—02op廿mizationdesignandsimulatiOnanalysisofreducerinnewenergyVehicleLiQi，GaoXingchao(C01legeofA-utomotiveEngineeriIlg，De出ouunivers咄shalldongDe吐ou253000)Abstract：111eaniclestudiesmeopt妇izationdes细ofanewenergyVehiclereducerbasedont

3、叩ologicalmemod．Firstly，proEisusedtomodelmereducer，alldthent11e3Dmodelisimponed访toANSYS，meboundaryconditionscalculatedbyusingalgorithmfbrtopologyoptimizationaredeterIIlinedbymesn．essstateofthereducer．AswetakemiIlimizationtllemassofmereducefastIleoptiIllizedgoal，weconlparethefinalstren舀hoftllestrIJct

4、l】rebeforeandafter叩tiIniza廿onundert11es锄econditio玛u11dermeconditionofmectingthestatics打ength，themassofreducerdecreasedby15％afteroptiIllization，and、Ⅳeachieve证legoalofdesi弘ingli曲帆ightreducerintllenewenergyvehicle．Keywords：newenergyVehicle；reducer；topologicaloptilnizatioⅡ；UgbtweightCLCNo．：U469．7Docume

5、ⅡtCode：AAnicleⅢ：1671—7988(2017)01一10-02前言随着汽车工业的发展，环境污染日益严重，降低汽车有害气体排放量、开发新能源汽车是未来发展趋势，电动车减速器在影响电动车续航里程和车辆性能起到关键作用。因此，对新能源汽车减速器的开发进行研究具有重大的现实意义。1、拓扑优化理论基础研究首先建立基础模型，通过最优化搜索方法保留必要部分，去掉非必要部分，确定最优布局，以整体结构离散成n个单作者简介：李琪，就读于德州学院汽车工程学院。元，每个单元为xi(忙1，2．3⋯．．n)，优化后若第j个单元为非必要单元，Xj为O，反之为1[11。相对于传统优化设计过程，拓扑优化只需定

6、义产品结构模型、材料特性、约束、载荷及要拓扑材料的百分比。变密度法将连续体离散为密度为『O一11之间的可变材料，以单元密度作为设计变量寻找材料最优分布。ANSYS中默认的优化方法即为变密度法【2]o数学表达式为：I江=(薯，x：，．．，‘，{m母：，(x)sj诂o(x)≤o，‰(x)=o其中：F(x)为目标函数；西(x)为约束条件；m为不等式约束个数：lll((x)为等式约束；l表示等式约束个数(3】o11汽车实用技术2017年第1期连续体拓扑优化过程中首先建立拓扑优化空间，确定边界条件及受载状态，再确定优化算法进行优化，软件自动删除无关材料，最终达到最优。减速器建模及优化设计流程本文研究对

7、象是某电动汽车三级减速器，每个轴与减速器体之间采用圆柱滚子轴承连接，减速器安装方式采用传统地脚螺栓固定，减速器左端为输入端，利用平键链接电机或马达，输入车速高转矩小的转力，右端为输出端。利用Proe建模，减速器拓扑优化前三维模型图如图l。厂——’———一_

8、。，一、飞-■---．。一图1减速器拓扑优化前三维数模3Dmodelofreducer在进行拓扑优化前确定其计算流程，首先采用的变密度法和ANSYS软件，