近年来,我国基础设施建设的需求日趋增大,土木建筑行业得到了长足发展,混凝土搅拌车也逐渐成为土木建筑行业中不可缺少的重要装备。混凝土搅拌车的类型越来越多样化,新型平置式混凝土搅拌车逐渐进入了大众的视野。新型平置式混凝土搅拌车对比常规搅拌车最大的不同是搅拌筒采用平置式,搅拌筒与机架无倾斜角度。行星齿轮减速器作为调节搅拌筒转速的关键部件,同时具有传递效率高、传动稳定、抗冲击振动能力强的优点,由于受到来自搅拌筒巨大自重和复杂工况下冲击载荷的影响,因此导致的行星齿轮减速器振动噪声问题也越发受到关注。本文以10m~3新型平置式混凝土搅拌车用行星齿轮减速器为研究对象,根据行星齿轮减速器的实际应用工况,详细计算分析了减速器在转弯、刹车和上下坡等不同运输工况下的载荷变化以及各搅拌阶段的驱动扭矩特性。根据减速器箱体结构设计原则和齿轮初始参数,利用三维建模软件Soild Works和齿轮专用设计分析软件Romax Designer分别完成了对减速器箱体和二级行星齿轮传动系统的建模。为优化行星齿轮减速器箱体的整体结构性能,通过ANSYS Workbench对减速器箱体完成有限元静力学分析和约束模态分析。静力学结果显示箱体结构强度足够并有很大的结构改进空间。为判断减速器箱体是否存在共振现象,将约束模态分析结果与齿轮啮合频率进行了对比。发现一级啮合频率和一阶模态固有频率接近,这将会产生共振现象。为避免共振问题,对减速器箱体采用变密度法拓扑优化完成了结构改进。研究了行星齿轮减速器传动系统的振动噪声特性,在减速器表面不同位置添加虚拟检测点,完成了传动系统振动加速度和结构噪声特性检测,分析得出减速器最大振动噪声主要来自第一级啮合传动齿轮组。为判断发生源的产生机理,对传动系统进行了传动误差、载荷应力分布等动态啮合仿真分析,分析发现第一级传动齿轮组存在明显的齿面偏载问题。针对上述问题,提出基于遗传算法的齿轮微观复合修形方案,通过Romax Designer完成了齿轮微观修形设置。修形后传动系统的齿面偏载问题得到有效解决,振动加速度有效值降低14.9%,整体结构噪声降低6.3%。为验证优化后的行星齿轮减速器整体性能,判断有限元仿真的准确性和合理性,按照实际工况对优化后减速器进行振动、结构噪声和温升的试验检测。通过试验检测结果与仿真分析结果对比,得出以下结论:试验检测结果与优化后仿真数据得到的振动较大位置和结构噪声峰值数据一致,优化后减速器振动噪声下降明显,箱体温升符合标准且误差均在10%的合理允许范围内。通过齿面接触斑点试验对修形后偏载问题进行了检测,修形后齿面偏载问题得到明显改善。