2 计算结果及分析

2.1 各阶模态

因为在使用过程中AGV会受到多种如电动机这样的外界振源激励,为了降低自身的振动对结构强度和寿命的影响,防止运行过程中出现共振现象,故对轮组进行模态分析。模态分析的约束条件和满载直行分析的约束条件一致，对其进行模态分析，提取AGV轮组前 6 阶模态，其振型和各阶固有频率如表4和图3所示。

表4 各阶模态及变形

图3 各阶模态图

2.2 AGV轮组的力学分析

匀速工况较为简单，AGV移动速度较慢且工作环境地面平整，所以忽略空气阻力和坡度阻力，又由于是匀速行驶，所以无需添加额外驱动力，仅克服行驶阻力即可[10]。加速工况又分为直行加速和转弯加速，边界条件和匀速分析时基本一致，只是额外于轮组连接处和车架车轮接触处增加了驱动AGV加速的驱动力，驱动力处处相等。
对比两种工况边界条件，加速工况相对匀速时只是加大了驱动力，其他相等，受力条件更为严苛，所以只分析加速工况下受力情况。

2.3 加速工况下AGV轮组的分析

由于AGV采用差速轮组，因此对于AGV来说无论是直行加速还是转弯加速工况，车体对其提供的反力都垂直于两轮中线，因此直线加速和转弯加速工况可以一并分析。于连接处添加一个与车轴连线垂直的5000 N的水平力，给轮组本身添加0.2 m/s2的加速度。
轮组的等效位移分布如图4（a）所示，轮组模块发生最大位移处是在连接器安装法兰上，轮组于此处接受载荷，其总变形量为0.096 mm。缸筒也有中等变形，主要发生在与销轴连接处，将所受载荷传递给轮组支架。同样轮
组支架最大载荷也发生在与销轴连接处，由于分布较为均匀变形较小。由此可以说明驱动轮组具有优良的刚强度，满足使用要求。
由图4（b）可看出，主要部件应力情况为：活塞杆最大应力为64.957 MPa，铜套最大应力为45.172 MPa，连接法兰最大应力为27.739 MPa，轮组最大应力发生在悬臂轴处，为65.321 MPa。各个零件受到的最大应力都远远小于对应屈服极限，轮组满足安全要求。

图4 加速工况下轮组的变形与受力

主要零件最大应力如表5所示。

表5 主要零件最大应力表

3 结 语

本文对新型AGV轮组进行了结构设计和有限元分析，得到了AGV轮组整体方案、关键零部件的结构设计，以及AGV轮组的应力应变和6阶固有频率。通过模态分析，得到了AGV轮组前6阶固有频率及对应的振型，AGV轮组性能基本不会受到自身及外界激励对其的影响。由力学分析可知，轮组匀速、加速行驶受力条件类似，只是加速行驶时驱动力更大，在加速行驶工况下的最大应力为64.957 MPa，最大变形量为0.096 mm。变形量符合设计要求，最大应力均在材料正常范围。根据仿真结果可以得出，AGV轮组能够基本满足刚度和强度要求，符合设计理念。

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