电动轮矿用自卸车在矿山机械中占有非常重要的一席之地。在矿用自卸车开发的过程中,驱动桥作为驱动单元之一,其设计与研究具有举足轻重的地位。国内在矿用自卸车设计时往往直接购买或者借鉴国外驱动单元的轮边电机与轮边减速器,还未有自主研发设计的驱动单元的详细资料。因此,对驱动单元轮边电机的配置方案与控制策略、轮边减速器的配置方案与性能研究是本文首要解决的问题。为进一步实现驱动单元的动态设计,对轮边减速器的振动特性以及驱动单元动力学特性进行了深入研究。根据矿用自卸车实际运行工况,确定了不同吨位车型的轮边电机配置方案与参数。针对所配置的轮边电机,从其物理模型入手,基于转子磁场定向矢量控制方法,建立了轮边电机矢量控制模型并进行仿真。仿真结果表明,基于转子磁场定向的矢量控制可以解决矿用电动轮自卸车轮边交流牵引电机在动态运行过程中对输出转矩实时控制的问题,且该方法具有响应速度快,鲁棒性强,稳态性良好等优点。基于矢量控制策略,根据现有电机系统中所需要的各种器件,搭建实验平台对轮边电机进行实验研究。根据矿用自卸车实际运行工况,对矿车典型工况进行模拟实验。实验结果表明,采用功率环为外环的矢量控制策略,轮边电机实际运行时,矿用自卸车能够适应负载的各种变化在复杂多变的路况下正常运转。轮边电机输出转矩经轮边减速器传递到轮胎驱动矿车行驶,不同吨位矿用自卸车需配置不同传动比的减速器。基于不同吨位矿车整车参数,设计了轮边二级减速器与轮边三级减速器,结合对两种类型轮边减速器的静力学分析、性能分析以及驱动单元效率分析,提出了矿用自卸车系列车型轮边减速器的配置规范。两种类型减速器的设计与研究,为驱动单元轮边减速器的配置提供了选择方案,尤其是三级减速器的设计,解决了大吨位矿用自卸车轮边减速器的配置问题。传统的静态设计不能满足现有轮边减速器的稳定性要求,需深入研究轮边减速系统的动态性能。本文以轮边三级减速器为例,根据其齿轮机构的运动特点和各构件的相对位移关系、力学关系,运用集中参数法建立了其扭转动力学模型。通过对轮边减速系统动力学模型的求解,得到了系统的固有特性与振型,并分析了系统固有频率对系统啮合刚度和各构件质量的敏感度,为轮边减速器的动态设计提供了参考。轮边减速器在轮边电机输入转矩的作用下受到频繁的扰动和激励,其动力学特性十分复杂,对驱动单元的运行稳定性有较大影响。根据轮边驱动单元实际工况特点,考虑电机输出载荷激励与系统主要内部激励,基于拉格朗日方程建立轮边减速器动力学模型。根据所建立的电机模型与减速器模型,建立了驱动单元的仿真模型,对轮边驱动单元的典型工况进行了模拟仿真。仿真结果得到了轮边减速系统的动态响应,并通过对齿轮振动频谱特性进行分析,得到了系统的动态特性。根据系统构件速度动态响应,分析了驱动单元的齿轮振动与轮边电机输出转速的关系,为轮边驱动单元运行工况的选择提供了依据。