项目名：AGV/AMR 轮毂电驱减速一体化模组（e-Drive）升级

适用对象：仓储 AMR / 工厂 AGV / 低速无人搬运平台 · 供电平台：48–100 V

一、项目概述

• 现状痛点：电机+减速器分体体积大、效率低；NVH 偏高、油温上升快；维护更换频繁、装配一致性差。
• 项目目标：升级为电机-减速一体化轮毂模组（双级行星/平行轴组合），在保持额定牵引力的前提下，实现：
  • 整模组重量 ↓ 15–25%，体积 ↓ 20%+
  • 系统效率 ↑ 3–6 个百分点，续航 ↑ 6–10%
  • 1 m NVH 下降 2–3 dB(A)，稳态油温下降 8–12 ℃
• 交付范围：机械传动（齿轮/轴系/箱体）、电机匹配、润滑冷却、NVH、在线监测、制造与装配工艺、验证与量产转化。

二、原理与架构

模块	原理简述	工程要点
传动级	高速电机（≥18k–30k rpm）+ 两级行星或“行星+平行轴”减速，扭矩密度高、布局紧凑。	齿形/齿向微修形、等强度齿宽；行星载荷分配与轴承寿命校核。
轴承与润滑	陶瓷混合轴承 + 油喷/油雾冷却；流量随负载、转速闭环调节。	回油分离与抗泡；喷嘴角度/流量标定；旁路滤清与旁通阀。
箱体与NVH	拓扑优化 + 筋板布局，移动模态远离工作带；齿轮修形降低啸叫。	一/二阶临界转速避开工况；箱体隔振与传递路径控制。
监测与维护	温度/振动/颗粒三信号合成健康指数（HI），按阈值预警与保养。	传感器布局与阈值标定；与车载 BMS/调度系统联动。

三、方案规划

3.1 主要参数（示例平台）

项目	目标值	说明
额定牵引力	≥ 1.8 kN/轮	双轮差速底盘
峰值速度	1.5 m/s	载重 600–1200 kg
电机额定/峰值	1.2 / 2.5 kW	48–100 V 平台
总速比	18–24	两级（3.5–4.0 × 5–6）
连续油温	≤ 85 ℃	40 ℃ 环境

3.2 技术路线

• 齿轮：渗碳淬火 + 精磨 + 抛光；齿向微鼓形/根切补偿，按目标啸叫频带修形。
• 轴承：关键位采用陶瓷混合轴承；优化预紧力与润滑路径。
• 箱体：拓扑优化+肋板设计，铝压铸/薄壁钢焊结构可选；加强回油分离腔。
• 润滑：喷嘴定向油喷+雾化；油路限压阀与旁路过滤；油品选黏度 32/46 级（抗泡/抗剪切）。
• 传感：温度×2、振动×1、颗粒×1；HI=加权归一（温/振/颗粒）。

四、实施步骤（SOP）

1. 基线测量：采集现有模组的温度/振动/噪声/效率曲线，建立对照。
2. 仿真校核：齿面接触与弯曲 FEA、轴系动力学临界转速、CFD 油路；NVH 目标频带修形迭代。
3. 样机试制：加工—装配作业指导书（工装、预紧矩、压装深度）；台架稳态 72 h + 循环工况。
4. 车载验证：空载/半载/满载巡航与坡道；油温与噪声回归；监测阈值标定。
5. 小批量与放量：CTQ（关键质量特性）建卡；一致性抽检（背隙、传动效率、噪声）。

五、涉及的最新技术（2024–2025 可落地）

• 端到端降 NVH 修形：将齿形/齿向误差与载荷分布耦合优化，针对目标频带最小化啸叫。
• 陶瓷混合轴承 + 低粘/高剪油品：提升高速区效率与温控稳定性，延长寿命。
• 拓扑优化箱体 + 抛物面筋板：在轻量化的同时抬升结构模态，降低噪声传递。
• 智能润滑与回油分离：根据负载/转速闭环调流；回油分离腔抑制起泡与油气混入。
• 在线健康指数（HI）：温度/振动/颗粒融合，支持预测性维护与远程诊断。

六、KPI（试点周典型口径）

效率
系统效率 ↑ 3–6 pct

续航
续航里程 ↑ 6–10%

热稳
稳态油温 ↓ 8–12 ℃

NVH
1 m 噪声 ↓ 2–3 dB(A)

维护
换油周期延长至 ≥ 3000 h

一致性
量产背隙 Cpk ≥ 1.33

KPI 以同平台旧模组为基线；不同载荷/轮径需重算速比与扭矩。

七、风险与规避

风险	症状	规避建议
轴系临界转速踩中	某转速段啸叫/振动突增	搬移总速比、提升轴承预紧与轴刚度、修形优化
回油起泡	温升快、效率掉点、齿面磨损	优化回油腔/挡板、抗泡剂与黏度匹配、油面高度校核
装配一致性差	背隙与噪声批间差异大	CTQ 管控、压装深度与预紧矩标准化、端检 100%
传感器误报	HI 频繁告警、停机	阈值分场景标定、异常样本库、与 BMS/调度联动抑制抖动

八、最小可行 BOM 与周期

• 核心件：两级行星齿轮组、陶瓷混合轴承、油喷喷嘴与回油分离组件、拓扑优化箱体、电机与编码器。
• 监测件：温度/振动/颗粒传感器、采集与边缘网关。
• 周期：方案与仿真 3–5 周 → 样机加工装配 4–6 周 → 台架与车载验证 3–4 周 → 小批量 2–4 周。

九、验收与交付物

文档/报告	内容
《齿轮/轴系仿真报告》	接触/弯曲安全系数、临界转速、CFD 油路、NVH 修形
《装配与公差链》	关键公差、预紧矩、压装深度、端检项目与限值
《试验与验证报告》	台架稳态/循环、车载三工况、油温/效率/NVH 回归
《在线监测与 HI 标定》	传感器布置、阈值曲线、告警策略与运维手册

。

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