①模型简化和材料定义与原驱动单元相同．
②设定边界条件时，代替车轮的弹性支撑按车轮实际接触位置添加，其他设置和原驱动单元相同．
③添加载荷，设置和原驱动单元相同．
④划分单元格．细化零件按推荐良好品质设置，最大网格为5.28438mm，最小网格为3.39031mm．划分网格后，节总数为924859，单元总数为627313，如图10所示．
⑤运行解算得到仿真结果如图11所示．应力较大区域数据如图12所示．改进前后应力较大区域数据对比如图13所示．

图10 驱动单元网格模型

图11 改进系统等效应力分布图

图12 改进系统应力较大区域数据图

图13 应力较大区域数据对比图

由AGV新型驱动单元的结构模型等效应力分布云图和应力较大区域对比图可以看到，在材料、尺寸、分析条件一样的情况下，新的驱动单元最大的应力出现在3号区域附近，为44.57MPa，远远小于原有驱动单元的最大应力205.8MPa，同时也远远小于材料的屈服强度220.6MPa．此时，新机构的安全系数大大增加，为4.95，满足安全系数大于等于2的要求．改进后应力集中区域最大应力值和平均应力值都有明显下降．其他条件不变时，结构的变化使最大应力降低为原来的21.66%，这为AGV车体的轻量化设计提供了较大空间．

3.2 精度分析对比

在新的驱动单元中，避免使用大间隙传动机构滚子链的使用，使用弧锥直角空输出轴减速电机与驱动轮直接相连．在减速器上选用弧锥直角空输出轴的减速器，使连接的空间减小，方便两个驱动单元单体间距调整．经计算选型的弧锥直角减速电机的减速比为5，传动级数为2级，较少的传动环节和较低的传动级数能有效地减小传动中由各机构接触间隙形成的误差．其结构如图14所示．

图14 新型动力单元单侧结构图

与原来驱动单元相比，新驱动单元消除了“空隙冲击”现象，同时减少了中间传动的环节，消除了中间环节的误差，同时减少了误差积累，使传动的精度大大提高．

4 结论

新驱动单元在受力上，避免了“外掰”问题，使最大应力降低了78.34%，机构安全系数提升了4.63倍;改进了传动机构，降低了传动级数，减小了传动间隙，提高了传动系统的精度;在制造成本上，减少了机加工量，提高了机构可靠性，降低了设计加工成本和维护更换成本．结果表明，新型驱动单元解决了传统驱动单元车轮“外掰”和传动机构“大空隙”问题，为AGV驱动单元的设计提供了一种方便、可靠的结构．

参考文献:

［1］昆明船舶设备集团有限公司，北京起重运输机械设计研究院．GB/T30030—2013自动导引车(AGV)术语［S］．北京:中国标准出版社，2014．
［2］任云星，马世杰．AGV+工业机器人在精密搬运中的应用［J］．山西电子技术，2016，186(3):51－52．
［3］NERADILOVA H，FEDORKO G． Simulation of the supply of workplaces by the AGV in the digital factory［J］． Procedia engineering， 2017， 192 ( 6 ) :638 － 643．
［4］王殿君，关似玉，陈亚，等．双驱双向AGV机器人运动学分析及仿真［J］．制造业自动化，2016，38(3):42－46．
［5］刘国刚．重载AGV轻量化设计研究［J］．制造业自动化，2014，36(5):101－103．
［6］夏田，李医中，金超，等．差速转向的AGV动力学分析及仿真［J］．煤矿机械，2012，33(3):63－64．
［7］刘治华，刘博见，许伟超，等．飞碟游乐设备驱动轴疲劳失效分析［J］．郑州大学学报(工学版)，2017，38(5):91－96．
［8］蒋小龙．AGV差速驱动单元的减震结构设计［J］．机械工程与自动化，2017，200(1):142－143．
［9］范本隽，陈安军．简明工程力学教程［M］．北京:科学出版社，2010:143－160．
［10］李耀明，田进，赵湛，等．联合收割机行走底盘变速箱齿轮的疲劳分析［J］．农业工程学报，2011，27(4):106－110．
［11］李立顺，李红勋，孟祥德．基于Solidworks Simulation的随车吊吊臂整体有限元分析［J］．制造业自动化，2011，33(5):114－115．
［12］陈超祥，胡其登．Solidworks Simulation基础教程［M］．北京:机械工业出版社，2016．
［13］苗玉刚，赵峰，何斌．基于Solidworks Simulation的工装压板有限元分析及优化设计［J］．煤矿机械，2015，36(11):192－194．
［14］STATEN M，CANANN S． Post refinement element shape improvement for quadrilateralmeshes ［J］． American society of mechanical engineers，applied mechanics division，AMD，1997，220( 6) : 9 － 16．