目的：在ADMAS软件上对后桥用弧齿锥齿轮进行主减速器与差速器的建模，利用计算机分析不同工况电动汽车后桥弧齿锥齿轮主减速器与差速器匹配动力学问题和振动辐频变化规律

意义：

通过学习电动后桥主减速器和差速器设计基础理论，为研究齿轮受力分析打下一定的基础，也能帮助了解减速器与差速器的特性；通过建立某电动汽车后桥模型，分析发动机动力的传递路径；通过adams软件平台对电动汽车后桥进行仿真分析，可以研究减速器差速器动力匹配和齿轮等构件振动规律。研究结果有利于分析不同工况电动汽车后桥弧齿锥齿轮主减速器与差速器匹配动力学问题和振动辐频变化规律。

国内外研究现状：

电动汽车是电动车辆的一种，是指由车载电源提供全部或部分动力，用电动机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规等各项要求的汽车。电动汽车具有内燃机汽车的性能，只是动力线路与内燃机动力线路不同，且具有电动车辆的基本特征 ^[1]。基于多体动力学理论,建立了驱动桥系统分析模型。研究了主减速器弧齿锥齿轮振动变形对驱动桥系统动力学特性的影响。针对分析结果中出现的轮齿啮合质量的缺陷,进行齿轮的修形优化 ^[2]。驱动桥由主减速器、 差速器、半轴及桥壳等几部分组成。其基本功用是增大由传动轴或变速器

传来的转矩，并将动力合理分配给左、右驱动轮，使左、右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能。在驱动桥传动系统中，主减速器、差速器齿轮传动的性能是决定该传动系统性能的关键。有关齿轮传动的早期研究大都局限于系统的静态性能，近年来,才对齿轮传动动态特性进行了较多的研究^[3,4,5]。

ADAMS是以计算多体系统动力学(Computational Dynamicsof Multibody Systems)为基础，包含多个专业模块和专业领域的虚拟样机开发系统软件，利用它可以建立起复杂机械系统的运动学和动力学模型，其模型可以是刚性体，也可以是柔性体，以及刚柔混合模型 ^[6]。

ADAMS，这是自动动态分析的缩写Mechanical Systems开发的机械系统，^[7]，ADAMS自动配合将图形定义的模型转换为动力学运动方程，然后通常在时域中求解方程。ADAMS可以解决多余的约束，处理无限的自由度，并执行静态平衡，运动学和动态分析。系统可以由任意数量的组成刚性和/或柔性物体，可以承受任何种类的物体内部或外部的力量。除了位移，速度加速度和强制输出，用户可能会请求许多其他数据如图形输出和后续有限元素的数据分析或控制系统分析。用户可以定义一些诸如关节，关节基元，时间依赖运动，高级对接触和用户编写的子程序等约束。 ADAMS也允许用户定义在动作反应中起作用的力感觉系统中的一对点之间的感觉，或者将力量应用于来自外部来源的单点。没有限制机构的拓扑相互连接。因此，链，树，集群，闭环以及多个闭环配置^[8]。许多采用的分析和计算方法在ADAMS中已广泛发布和测试 ^[9，13]。除了模拟和分析，ADAMS也是一个强大的功能设计工具。除了模拟和分析，ADAMS也是一个强大的功能设计工具^[14]。 在运行模拟以确定模型的基本性能特征后，您可以修改模型通过使用ADAMS功能，如设计研究，实验设计和优化。 实验设计是一个特殊的问题产品的强度，因为您可以轻松地参数化模型，构建一个实验来描述一个模型的性能宽的设计空间，然后捕获所产生的响应表面HTML文件或Excel电子表格中的数据。 您可以自定义ADAMS接口，以便它能够正常工作，并且看起来像您想要的那样至。 如果您想对ADAMS仿真进行进一步的分析模型/数据使用其他软件程序，ADAMS可以导出这两种模型和结果文件格式如Parasolid，STEP，IGES，DXF，DWG，Wavefront，FEA载荷和传播片^[10,12]。以下是ADAMS应用实例：针对某微车高速空挡滑行工况下主减速器振动异响大的问题,以主减速器准双曲面齿轮压力角为研究对象。建立了齿轮系统扭转振动动力学模型,改变UG模型中轮齿两侧压力角,导入到ADAMS后对比分析该工况下不同压力角时齿轮系统的动态特性,得出被动轮轮齿凸面压力角减小1°、同时凹面压力角增大1°时可改善主减速器齿轮系统啮合振动性能。最后采用试验验证了仿真分析的正确性,可应用于主减速器齿轮的设计和制造。^[11]

对NGW型行星差速器进行了运动学和刚体动力学理论分析及ADAMS仿真。运动学分析表明该机构能实现速度综合,两输入轴可以不同的转速差速运转。刚体动力学分析如下,推导出了在加减速情况下齿轮之间的切向力、行星架和行星轮之间的作用力与两输入转矩与两输入角加速度之间的关系式;推导出了两个输入的角加速度与输入和负载转矩之间的关系式;推导出了负载转矩与两输入转矩和两输入角加速度之间的关系式;太阳轮与和它啮合的多个行星轮之间的力幅值相等;内齿圈与和它啮合的多个行星轮之间的力幅值相等;角加速度的相互关系满足运动学关系。ADAMS仿真结果与理论分析结果一致,证明了理论分析的正确性。分析结论可以应用于频繁加减速的多余度机电作动系统中差速器的性能分析。^[15]

由于汽车设计向轻量化方向发展，差速器构件的柔性变形对运动学和弹性运动学的影响不应该被忽略，将差速器构件作为刚体处理已不能满足精度要求，因此研究差速器构件柔性变形对差速器运动学特性的影响是十分必要的。基于ADAMS软件，充分利用刚体动力学仿真理论，对差速器齿轮机构进行刚体动力学仿真，模拟了汽车由直线行驶进入到转弯工况，得出了齿轮在这一运动过程中的相关动力学性能曲线，验证了差速器的工作原理；同时利用ADAMS软件自带的生成柔性体功能，在多体系统动力学理论的指导下，建立行星齿轮的柔性体模型，从而得到差速器齿轮机构的刚柔耦合模型^[16]