（优秀毕业全套设计）电动车轮边驱动系统设计㊣精品文档值得下载

（优秀毕业全套设计）电动车轮边驱动系统设计

.中心轮.齿圈.转臂.行星轮.半轴.桥壳.驱动车轮图.单排圆柱行星齿轮式轮边减速器的机构方案简图各种单排圆柱行星齿轮传动，都能够起到减速效果。但是为了体现减速型电动轮的优势，降低对驱动电机的要求并充分利用电机的性能，所以其减速比不能太低，总合考虑轮毂驱动电机的转速体积质量与电动汽车行使速度的关系，如将减速比选定在左右，则是比较合理的，在满足汽车行驶要求的同时也能选择到合适的驱动电动机。现在从减速比入手，分析各种单排圆柱齿轮传动是否满足减速比要求。所谓行星齿轮机构的传动比，和普通齿轮机构样，是指该轮系中输入构件的角速度或转速与输出机构角速度或者转速之比。确定行星齿轮机构的传动比时，既要确定其传动比的大小，又要确定输入构件和输出构件之间的转向关系，即两构件的回转方向是相同还是相反。对于由圆柱齿轮组成的定轴轮系，它的传动比等于其输入齿轮的角速度或转速与输出齿轮的角速度或转速之比，且等于其输入输出齿轮之间所有各对齿轮中的从动轮齿数的乘积与所有各对齿轮中的主动轮齿数的乘积之比即定轴轮系的传动比计算公式为.式中定轴轮系中输入轮输出轮的角速，定轴轮系中输入轮输出轮的转速，定轴轮系中外啮合齿轮的对数。由上式可以看出，如果的为正值，则表示输出轮与输入轮的回转方向相同如果为负值，则表示输出轮与输入轮的回转方向相反。根据传动方案简图求其传动比和其基本构件的角速度，或根据给定的传动比来求各轮的齿数，这就是行星传动机构运动学的主要研究任务。在本设计中，传动比的设定考虑了以下因素行星齿轮减速装置的配齿原理电动汽车行使情况轮毂电动机的特性参数轮边减速器的体积最小目标下的优化等。对于行星传动机构传动比的计算方法，通常有两大类由转臂固定法和力矩法等组成的分析法由速度图解法和矢量法等组成的图解法。在本文中采用应用较方便的转臂固定法。转臂固定法又称为转化机构法或相对速度法。这种传动比计算方法的特点是根据相对运动原理，如果给整个行星机构加上个与转臂日的角速度大小相等方向相反的公共角速度，则行星机构中各构件之间的相对动关系仍然保持不变。但是，原来以角速度运动的转臂变为静止不动的构件。于是，该行星齿轮机构便转化为般的定轴轮系情况。这种方法的关键在于根据相对运动原理，将原来以角速度运动的转臂变为固定不动的构件。下面我们定义些计算符号。设定中心轮为，行星轮为，内齿圈为，转臂为，表示中心轮相对于转臂的相对角速度与内齿圈相对于转臂的相对角速度之比值，即。对于•型传动的相对传动比.式中齿圈与中心轮的齿数比，即，称为型的参数，般，取。同理有将上两式相加可得所以当内齿圈固定，即，中心轮输入，转臂输出时，根据公式，可得型行星传动的传动比为.同理，当转臂固定，即，中心轮输入，内齿圈输出时，可得行星传动的传动比为.当中心轮固定，即，内齿圈输入，转臂输出时，可得型行星传动的传动比.考虑电动汽车轮毂电动机的输出功率输出转矩等特性与电动汽车行使性能要求之间的关系，初将电动汽车轮边减速器的传动比设定为。对于图.的结构，其传动比为式.所示，因为型行星齿轮机构的特征参数般取。因而传动比，此传动比下，对轮毂电动机的功率尤其是转矩特性要求较高，必须要求轮毂电动机的所能提供的转矩变化范围很宽，方可满足电动车在不同工况行使时对输入转矩的要求，这些要求对于电动机的设计和制造都是不合理的，即减速器因传动比过小起不到减速器应有的效果。因此在此摈弃图.所示的结构。对于图.和所示的结构，从传动比这个因素来看，两种结构都是可选的。但是方案传动比式.是方案式.传动比的倍，增加传动比对于轮毂电动机的性能特性有利。因为在选取轮毂电动机时，在定范围内尽量选取额定转速高的有利。电机的额定功率给定后，若额定转速高些，体积就会小些，耗材铜线和磁体也会少些，而效率还可以更高些。由于电动汽车的设计行使速度较低，较大的减速比更适合高转速的电动机。同时也能降低电动机的转矩变化宽度，从而降低对轮毂电动机的性能要求。以上仅是从传动比比较，作者在设计初期以结构为轮边减速器的减速方案，对轮边减速器进行了尝试行设计，即采用中心轮输入行星架固定内齿圈输出的行星齿轮传动形式。将电动机的外壳与行星架固定在起，电动机输出轴通过花键与中心轮传动轴相联接，内齿圈制动盘通过螺栓与轮毂上的隔板相固结，其截面如图.轮辋外侧装配弧形板，对轮辋内部的减速器零部件其保护作用。图.轮边减速器结构方案这种结构方案具有如下优点具有合适的传动比。作者按照电动汽车的基本参数及要求，所设计的这套结构具有的传动比，对于微型电动汽车较为合适。节省传动空间。结构简单，充分利用了车轮的内部空间，这对于电动机以及悬架的布置空间有利。重量降低。由于省去了行星减速器桥壳，减少了零部件个数减轻了重量，对于减小非簧载质量有利。同时，本设计方案中也存在些不足之处轮辋需要定制。由于轮边减速器与轮辋的特殊联接形式，因此需要按照此设计方案定制轮辋。而在汽车设计中，轮辋常作为标准件选用，尤其是对单件设计而言。对轮毂的支撑刚度和强度要求较高。由于传动方式的限制，为了能为行星齿轮传动部分提供安装空间，因此只能将轮辋的宽度增加。同时，固定不动的转臂是通过轴承与轮辐相联接的，从而对轮辋及轮辐的支撑刚度和强度要求较高。轮侧弧形板安装困难。为了密封行星齿轮传动装置，因此只能在车轮外侧添加辐板，这在安装上也会产生较复杂的结构。而结构在满足减速要求的同时，其支承情况也较方案合理，轮辐固连桥壳通过轴承支撑在行星减速器的桥壳上，将卡钳和悬架的支点设计在行星减速器的桥壳上，这有利于简化结构。通过以上的对比，得出的结论是结构图.更适合于本文的结构设计。即以行星齿轮传动作为微型电动汽车轮边减速器的减速连主体，且行星传动系采用图.所示的中心轮为主动件行星轮为从动件齿圈固定的形式。这种结构方案具有如下优点具有合适的传动比。作者按照电动汽车的基本参数及要求，所设计的这套结构具有的传动比，对于微型电动汽车较为合适。节省传动空间。结构简单，充分利用了车轮的内部空间，这对于电动机以及悬架的布置空间有利。重量降低。由于省去了行星减速器桥壳，减少了零部件个数减轻了重量，对于减小非簧载质量有利。同时，本设计方案中也存在些不足之处轮辋需要定制。由于轮边减速器与轮辋的特殊联接形式，因此需要按照此设计方案定制轮辋。而在汽车设计中，轮辋常作为标准件选用，尤其是对单件设计而言。对轮毂的支撑刚度和强度要求较高。由于传动方式的限制，为了能为行星齿轮传动部分提供安装空间，因此只能将轮辋的宽度增加。同时，固定不动的转臂是通过轴承与轮辐相联接的，从而对轮辋及轮辐的支撑刚度和强度要求较高。轮侧弧形板安装困难。为了密封行星齿轮传动装置，因此只能在车轮外侧添加辐板，这在安装上也会产生较复杂的结构。而结构在满足减速要求的同时，其支承情况也较方案合理，轮辐固连桥壳通过轴承支撑在行星减速器的桥壳上，将卡钳和悬架的支点设计在行星减速器的桥壳上，这有利于简化结构。通过以上的对比，得出的结论是结构图.更适合于本文的结构设计。即以行星齿轮传动作为微型电动汽车轮边减速器的减速连主体，且行星传动系采用图.所示的中心轮为主动件行星轮为从动件齿圈固定的形式。.本章小结本章主要完成的内容是归类并比较了适用于轮边减速器的传动形式，在方案对比论证中找到了合理的设计方案。第章轮边驱动的参数确定及关键零部件的设计.驱动电机性能参数的确定整车性能要求微型电动车的原始性能参数整车满载质量最高车速最大爬坡度加速时间不大于秒车轮半径减速比•驱动电机参数计算两轮驱动按最大爬坡度要求估算电机峰值转矩以的时速爬的最大坡度时，电机应满足如下转矩要求.式中代表轮胎半径，代表计算所得阻力。克服阻力所需要的功率.取。此时单个电机需提供大于.的功率。电机额定功率估算设汽车以的时速行驶作为电机额定工况，地面滚动阻力，又因电机内阻随着转速的提高而增大，所以滚动阻力要比此计算值大，计算后取取值，则滚动阻力为.设，轮毂电机扭矩.克服阻力所需要的功率.轮毂电机额定功率。为保证安全性留有余量，取额定功率。电动汽车正常工况下的车速为。额定转矩。故电机额定转矩为。按汽车加速性要求估算电机峰值功率设汽车在秒内，启动加速到时速，则其加速惯性力为.加速期间的行驶总阻力为.行驶所需的功率需求为.电机转矩为.电机功率为.设秒，则故电机峰值功率应大于.，可取。最高车速下的电机功率校验设最高车速为，则此时的风阻为.地面滚动阻力此时电机转速较高，内阻增大，所以滚动阻力要比此计算值大，取与额定功率计算中相同的值。总阻力为.轮边力矩轮边所需总功率为.轮毂电机功率.设。此时，。，只要满足上述同心条件就能保证装配。为了提高承载能力，大多采用几个行星轮。同时，为了使啮合时的径向力相互抵消，通常，将行星轮均匀的分布在行星传动的中心圆上。的行星齿轮传动，除了应满足同心条件和邻接条件外，其余各轮的齿数还必须满足安装条件，对于本论文中的型行星齿轮传动而言，其安装条件为两中心轮和的齿数和应为行星轮数的倍数。综合考虑上述情况，当中心距定时，齿数取多，则重合度增大，改善了传动的平稳性。同时，齿数多则模数小齿项圆直径小，可使滑动比减小，因此磨损小胶合的危险性也小并且又能减少金属的切削量，节省材料，降低成本。但是齿数增多则模数减少，轮齿的抗弯强度降低，因此，在满足抗弯强度的条件下，宜取较多的齿数。根据上述条件，根据文献，本文确定的各个数据如下。故而，传动比.。齿轮受力分析和强度设计计算小齿轮选择材料为调质，硬度为，大齿轮材料为钢调质，硬度为。工作寿命.次电机输出轴额定扭矩为电机输出轴最大扭矩为中心轮每个功率分流上所承受的转矩为.•按齿面接触强度初算小齿轮分度圆直径.式中算式系数，对于钢对钢配对的齿轮副，直齿轮传动。使用系数，由文献结合实际工况，表查得.。综合系数，由文献，表查得.。计算齿轮强度的行星轮载荷分布不均匀系数，由文献图查得.。齿宽系数，由文献，表查得.。齿数比，即.。试验齿轮的接触疲劳强度，由文献，表查得．其中轮选择调质，轮选择钢调质。且齿轮材料和热处理均达到中等要求。计算得.结合系统结构需要，我们取。按齿根弯曲强度初算齿轮的模数齿轮模数的初算公式为.式中算式系数，由文献对于直齿轮传动，.。使用系数，由文献，表查得.。计算弯曲强度的行星轮间载荷分布不均匀系数综合系数，由文献，表查得.。小齿轮齿型系数，由文献，表查得.。齿宽系数，由文献，表查得.。试验齿轮的弯曲疲劳强度，由文献表，结合和中较小的，得。计算得.。考虑到汽车行驶的不同工况，为了使其具有足够的弯曲疲劳极限以及合适的接触疲劳强度，我们取。齿面接触强度的校核计算齿面接触疲劳强度的校核计算式中使用系数，由文献，表查得.。动载系数，由文献，表查得.。计算接触强度的齿向载荷分布系数，由于本设计中的内齿轮宽度与行星轮分度圆直径的比值小于，故。计算接触强