畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-前驅(qū)型小型電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

前驅(qū)型小型電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)PRECURSORTYPESMALLELECTRICVEHICLEDRIVESYSTEMDESIGNVI1緒論1.1汽車面臨的形式與解決方法自從汽車發(fā)明100多年以來(lái)，汽車也在跨越式發(fā)展，日新月異，層出不窮的新穎款式汽車，不斷映入人們眼簾，不斷改變著人們的出行方式，方便了人類的生活，隨著汽車的普及，人們甚至在車內(nèi)辦公，汽車制造研發(fā)水平已經(jīng)越來(lái)越成為一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化制造業(yè)水平的象征。汽車在人類社會(huì)中扮演著越來(lái)越重要的角色，甚至在行駛過(guò)程中發(fā)生的各種意外事故等不可忽視的挑戰(zhàn)，并由此帶來(lái)了一系列的消極影響。在汽車的生產(chǎn)至行駛過(guò)程中，對(duì)自然環(huán)境，和人類健康，甚至汽車的生命都有一系列的危險(xiǎn)。隨著人們的生活水平提高，道路上行駛的汽車也日益繁多，不可避免的對(duì)環(huán)境，空氣，行人等造成危害，由此也引發(fā)了一系列棘手的疾病，尤其對(duì)大氣層的破壞，危及了我們賴以生存的地球。人類依賴空氣，得以生存，汽車的普及影響了人們的生活質(zhì)量，因此降低汽車尾氣排放的有害氣體排放標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫，世界上有些國(guó)家已經(jīng)率先實(shí)施了零排放計(jì)劃,能源的日益消耗也成為了汽車產(chǎn)業(yè)的另一個(gè)棘手問(wèn)題。人類可持續(xù)發(fā)展要求我們要節(jié)能減排，人們應(yīng)該積極探索新能源開發(fā)新能源，有效減少石油化石燃料的開采。目前，世界上主要能源有風(fēng)力，潮汐能，化石燃料，水力，化學(xué)能。在中國(guó)，能源危機(jī)日益突出，雖然每年不斷發(fā)現(xiàn)新油田，但是能源的消耗也日益加重，無(wú)法開發(fā)出新能源汽車，人類將可能面臨嚴(yán)重危機(jī)。電動(dòng)車包括電動(dòng)汽車，采用電力綠色能源，代替化石燃料汽車，電動(dòng)汽車具有零尾氣排放，行駛安穩(wěn)，噪音低等大量?jī)?yōu)點(diǎn)，因此開發(fā)電動(dòng)汽車，改善能源結(jié)構(gòu)，是目前解決環(huán)境問(wèn)題的重要手段。1.2國(guó)外電動(dòng)轎車發(fā)展情況世界上發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)在電動(dòng)汽車開發(fā)的道路上走出了很遠(yuǎn)，并且取得了重大突破，甚至領(lǐng)先企業(yè)已經(jīng)出售電動(dòng)汽車，制造能力較為成熟。第一，日本，國(guó)土面積小，能源少，主要依賴進(jìn)口，因此，日本十分注重新能源的開發(fā)，豐田公司和本田公司在電動(dòng)汽車方面已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。1873年，英國(guó)戴維森首先研制出來(lái)可以行駛的汽車，當(dāng)時(shí)使用的正是電動(dòng)汽車。之后1881年法國(guó)特魯夫制造的三輪電動(dòng)汽車中，第一次使用了蓄電池。從整體的角度來(lái)看,目前,日本是世界上為數(shù)不多的幾個(gè)以最快的速度發(fā)展電動(dòng)汽車技術(shù)的國(guó)家,特別是在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車產(chǎn)品的開發(fā)。2005年，普銳斯混合動(dòng)力車將進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。豐田汽車公司一直處于世界領(lǐng)先地位，在低油耗、低排放和混合動(dòng)力系統(tǒng)的駕駛性能方面都處于領(lǐng)先地位。此外，2002年4月,本田對(duì)混合動(dòng)力汽車的開發(fā)也已進(jìn)入市場(chǎng)階段，本田汽車公司在美國(guó)的民用混合動(dòng)力車供不應(yīng)求。第二，美國(guó)在電動(dòng)汽車領(lǐng)域收獲的成果比日本少得多,美國(guó)三大汽車制造商僅小批量生產(chǎn),銷售的純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池電動(dòng)汽車仍不能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,在日本，混合動(dòng)力汽車占據(jù)了美國(guó)市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。并且日本在此基礎(chǔ)上，介紹了混合動(dòng)力概念車。1.3我國(guó)電動(dòng)轎車發(fā)展情況中國(guó)正在加緊追趕世界領(lǐng)先水平，在電動(dòng)汽車的研發(fā)中也取得了一些成果。在“五百一十三年計(jì)劃”,中國(guó)也是飽受大氣污染，空氣中尾氣過(guò)高排放受災(zāi)的國(guó)家之一，因此，中國(guó)汽車行業(yè)也面臨著改善能源結(jié)構(gòu)的迫切需求，研發(fā)電動(dòng)環(huán)保型汽車也算重要課題之一，為此，我國(guó)將一些重要汽車領(lǐng)域的企業(yè)和著名研究所，高校聯(lián)合起來(lái)重點(diǎn)研究電動(dòng)汽車的發(fā)展。為此，自2001年以來(lái)，這一主要的科技項(xiàng)目總資金達(dá)到了1億美元。4年來(lái)，中國(guó)電動(dòng)車專業(yè)技術(shù)專項(xiàng)實(shí)施，燃料電池車運(yùn)行8000公里;混合動(dòng)力汽車在武漢公共汽車測(cè)試中運(yùn)行了1400多萬(wàn)公里。不過(guò)我國(guó)制造的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航行駛里程短，不能進(jìn)行一次長(zhǎng)途行駛，另外蓄電池艙尺寸大，導(dǎo)致汽車車身占有量大，有效空間狹小，由于電池技術(shù)革新，新材料，新能源，因此，我國(guó)電動(dòng)汽車價(jià)格昂貴，無(wú)法進(jìn)行大批量生產(chǎn)投入市場(chǎng)。1.4我國(guó)電動(dòng)汽車發(fā)展規(guī)劃我國(guó)燃料電池電動(dòng)汽車在混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)都有了很大的改進(jìn)。在北京舉行的2004年世界氫能源會(huì)議上,中國(guó)自主研發(fā)的電動(dòng)汽車，導(dǎo)致世界的驚訝和贊美。世界上10月將舉行清潔汽車的挑戰(zhàn)”,中國(guó)自己的研究和開發(fā)燃料電池汽車在國(guó)際上獲得高度贊賞并且取得不少獎(jiǎng)項(xiàng)，在多個(gè)指標(biāo)上達(dá)到優(yōu)秀水平,燃料電池城市客車在取得的好成績(jī)也是一個(gè)挑戰(zhàn)高科技性能和可靠性。我國(guó)汽車品牌，一氣，奇瑞，長(zhǎng)安，東風(fēng)等都在混合型汽車領(lǐng)域傾入了大量的科研力量和資金。前些年在湖北武漢進(jìn)行了電動(dòng)汽車模擬運(yùn)行，已投入多輛東風(fēng)旗下的電動(dòng)汽車進(jìn)行試驗(yàn),該公司的混合動(dòng)力公交車,已經(jīng)運(yùn)行1400萬(wàn)公里,1500萬(wàn)年客運(yùn)能力;混合動(dòng)力汽車在城市駕駛條件和ECE基本模型的對(duì)比試驗(yàn)表明,燃油經(jīng)濟(jì)性提高40%的節(jié)能目的。長(zhǎng)安汽車公司使用同軸ISG輕度混合動(dòng)力解決方案,第二輪的樣品和原型的表現(xiàn)成功開發(fā)的第三輪試驗(yàn),大量試驗(yàn)都通過(guò)了我國(guó)國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)一家公司開發(fā)的純電動(dòng)車、汽車動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)、行駛里程、噪音等指標(biāo)均超過(guò)法國(guó)雪鐵龍的純電動(dòng)汽車，這意味著關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)能力的初步形成。北京客戶電動(dòng)汽車研究所有限公司最初的技術(shù)是和其他單位大學(xué)合作,在2003年12月30日,,成功地通過(guò)北京市公共交通公司操作的演示而被接受。少量的模型車和近40臺(tái)的生產(chǎn),將為北京奧運(yùn)會(huì)電動(dòng)示范團(tuán)隊(duì)投入運(yùn)營(yíng)。

2電動(dòng)轎車構(gòu)造與原理電動(dòng)汽車是由基于道路交通需求和車輛安全要求的電池驅(qū)動(dòng)的，機(jī)動(dòng)的車輪驅(qū)動(dòng)的。電動(dòng)汽車就是運(yùn)用電機(jī)代替發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，一種電機(jī)與減速器用聯(lián)軸器相連，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸，通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸上的傳動(dòng)系統(tǒng)分配動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)車輪行駛，另一種將電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)車輪，無(wú)需傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)化了汽車驅(qū)動(dòng)路線。電動(dòng)汽車作為環(huán)保型汽車自己不會(huì)排放出有害氣體和污染氣體，大大降低了空氣污染指數(shù)，因?yàn)榘l(fā)電廠也會(huì)排放污染，因此我們應(yīng)該合理利用風(fēng)能、水能、潮汐能等無(wú)污染能源。充電型汽車只要有足夠的電量就會(huì)源源不斷的轉(zhuǎn)化為動(dòng)力，因此，白天可以利用太陽(yáng)能儲(chǔ)存電能，晚上避開用電年高峰期進(jìn)行充電，科學(xué)家認(rèn)為，電動(dòng)汽車面臨的最大障礙是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和價(jià)格效應(yīng)、工業(yè)化和混合動(dòng)力汽車需要更多的基礎(chǔ)設(shè)施，這不是一個(gè)企業(yè)可以解決的問(wèn)題，需要與當(dāng)?shù)毓竞献鲗⒂袡C(jī)會(huì)進(jìn)行大規(guī)模的推廣。優(yōu)勢(shì):尾氣零排放，能夠充分利用清潔能源，能量損耗低，噪音低。缺點(diǎn):電池太小,電池電動(dòng)汽車更貴,所以購(gòu)買價(jià)格更加昂貴,使用成本高,有些使用價(jià)格是比汽車貴,有些價(jià)格僅1/3的車,根據(jù)電池壽命和當(dāng)?shù)厥秃碗娏r(jià)格，充電站少。2.1電動(dòng)汽車的種類，如圖2-1圖2-1電動(dòng)汽車的分類電池電動(dòng)轎車是由可充電電池構(gòu)成的電動(dòng)轎車。目前,汽車的廣泛使用的電池是鉛酸電池,鎳鎘電池，鎳氫電池，鋰離子電池，功率部分廣泛應(yīng)用于直流系列直流電動(dòng)機(jī)，該電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，具有“軟”的機(jī)械特性，且其驅(qū)動(dòng)特性十分一致。然而,隨著電機(jī)技術(shù)和電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展,它將逐漸取代了直流無(wú)刷電機(jī)(BCDM),開關(guān)磁阻(RCD),但也有低功耗的優(yōu)點(diǎn),效率低,電流控制和維護(hù)工作。電動(dòng)機(jī)(SRM)被交流異步電動(dòng)機(jī)取代。純電動(dòng)轎車是一種以電池為動(dòng)力的汽車，也被稱為電動(dòng)轎車。目前電動(dòng)汽車可以將它分為純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力型汽車?；旌蟿?dòng)力型汽車將同時(shí)擁有兩者性能的混合動(dòng)力型汽車。2.2蓄電池電動(dòng)轎車2.2.1結(jié)構(gòu)如圖2-2加速器加速器控制器電池接觸器電動(dòng)機(jī)變速器/差速器車輪圖2-2電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)電動(dòng)汽車是直接由電力驅(qū)動(dòng)電機(jī)，可以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到控制車速，直行時(shí)其通過(guò)電機(jī)將動(dòng)力輸出，經(jīng)減速器增大扭矩，減少轉(zhuǎn)速，傳遞至輪轂帶動(dòng)汽車行駛，轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于需要獲得內(nèi)外輪速度差，因此加入差速器，將外輪速度快，內(nèi)輪速度減慢，進(jìn)行安全轉(zhuǎn)彎，差速器原理：轉(zhuǎn)彎時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)外輪速度差導(dǎo)致產(chǎn)生相反的力矩，差速器中行星齒輪發(fā)生自轉(zhuǎn)，傳遞至主動(dòng)錐齒輪進(jìn)行差速。按照驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的類型進(jìn)行分類，（1）單電動(dòng)機(jī)（2）雙電動(dòng)機(jī)（3）四輪轂式電動(dòng)機(jī)，其中單電動(dòng)機(jī)有傳動(dòng)系統(tǒng)和無(wú)傳動(dòng)系統(tǒng)，無(wú)差速器系統(tǒng)三種方式，雙電動(dòng)機(jī)有前后驅(qū)動(dòng)，雙輪轂式電動(dòng)機(jī)兩種方式。近年來(lái)，市場(chǎng)上又出現(xiàn)了減速器內(nèi)置的輪轂式電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)汽車電池是由大量的電力線路電動(dòng)汽車電池,動(dòng)力電池組成,電池組通常是36v~400v直流電源低電壓電氣設(shè)備功率。以發(fā)動(dòng)機(jī)作為能源的混合動(dòng)力汽車，可以根據(jù)汽車的速度，跟功率無(wú)關(guān)進(jìn)行最佳轉(zhuǎn)速運(yùn)行。發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的能量給發(fā)電機(jī)，一部分給逆變器再經(jīng)發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力給車輪，同時(shí)反饋給逆變器，一部分給蓄電池儲(chǔ)存。電動(dòng)汽車的中央控制器控制了電池功率輸出和電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)彎、過(guò)載保護(hù)、能量的持續(xù)反饋等，電動(dòng)汽車擁有專門的技術(shù)，在汽車小型化，輕量化上對(duì)電池的冷卻技術(shù)，報(bào)警系統(tǒng)，集成封裝技術(shù)，降低噪音技術(shù)，高效安全的電力變流器等的研發(fā)都提出來(lái)很高的要求，所以大量運(yùn)用高敏度的傳感器十分需要。?，F(xiàn)在電動(dòng)汽車中直流電動(dòng)機(jī)作為主流，目前在電動(dòng)汽車中并沒有廣泛使用交流電機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)汽車中使用最廣泛的。小型直流電動(dòng)汽車的電壓一般為120V，對(duì)配有交流電動(dòng)機(jī)的小型電動(dòng)汽車電壓為288V。電池在充電和過(guò)載時(shí)，會(huì)發(fā)生發(fā)燙發(fā)熱現(xiàn)象，必須考慮冷卻電池的問(wèn)題，防止溫度急劇上升。2.2.2電動(dòng)轎車原理1、蓄電池目前，電動(dòng)汽車在電池上的普遍使用一般都是鉛酸電池，但鉛酸電池與普通電池是截然不同的，鉛酸電池比普通電池具有更多的優(yōu)點(diǎn)，單個(gè)電池電壓高，電池?cái)?shù)就會(huì)相應(yīng)減少，比功率就會(huì)變得很高，比功率象征著汽車爬坡的能力。鉛酸電池具有下列突出優(yōu)點(diǎn):（1）比能量低，不過(guò)價(jià)格低廉；（2）可靠性，安全性能好，制造技術(shù)成熟；（3）再循環(huán)利用率高；（4）循環(huán)使用時(shí)間長(zhǎng)（5）充電效率高通過(guò)對(duì)各種電池性能的對(duì)比，鉛酸電池的使用越來(lái)越普遍，因其再循環(huán)利用的設(shè)施完善，不過(guò)還在研究讓其比能量化更高，壽命更長(zhǎng)。2、電池組管理系統(tǒng)純電動(dòng)汽車要求更高的續(xù)航里程，和車型更加小型化，需要更加優(yōu)異的電池組管理系統(tǒng)，由于單個(gè)電池的性能和整個(gè)電池組的性能,電池管理系統(tǒng)維護(hù)每個(gè)電池之間的一致性。充電控制的方法很多:無(wú)控制恒壓充電，定電流恒壓充電，最大功率充電。如何對(duì)夜間電力的有效利用，如何將電能進(jìn)行平穩(wěn)化輸出，是重要的研究課題交流電機(jī)進(jìn)行高效率的控制比較困難，所以現(xiàn)階段，幾乎都是采用的直流電動(dòng)機(jī)，不過(guò)要想進(jìn)行高速，小型化考慮，電動(dòng)機(jī)正在向交流轉(zhuǎn)化。電動(dòng)轎車是不是有效的推廣，充電時(shí)間和主要駕駛速度范圍已收到了大量的限制，如何有效提高電池技術(shù)是重點(diǎn)。2.2.3驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)驅(qū)動(dòng)種類分：采用電能驅(qū)動(dòng)的純電動(dòng)汽車，另一個(gè)是直接或間接使用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。電動(dòng)汽車與燃油型汽車有本質(zhì)的差別，驅(qū)動(dòng)方式不同，燃油型汽車靠燃燒汽油柴油驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)汽車靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)由電機(jī)，變速箱，傳動(dòng)軸，差速器，半軸，車輪等組成。前驅(qū)型電動(dòng)汽車由前橋驅(qū)動(dòng)，前橋具有承載，制動(dòng)，行走，轉(zhuǎn)向等功能。后橋只作承載作用，是從動(dòng)橋。前橋由前軸，主銷，轉(zhuǎn)向節(jié)，制動(dòng)器總成，輪轂組合，節(jié)臂，橫拉桿總成等部分組成。電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的總體布局有以下特點(diǎn)，如表2-1所示:（1）傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式（2）（3）輪轂電動(dòng)機(jī)分散驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)模型特征傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)模式1.電動(dòng)機(jī)代替發(fā)動(dòng)機(jī)；2.仍然采用內(nèi)燃機(jī)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)，包括離合器、變速器、傳動(dòng)軸和傳動(dòng)系統(tǒng)等總成；3.有電動(dòng)機(jī)前置、傳動(dòng)系統(tǒng)前置、（F-F），電動(dòng)機(jī)前置、傳動(dòng)系統(tǒng)后置（F-R）等各種驅(qū)動(dòng)模式；4.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低，不能充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的性能續(xù)表2-1電動(dòng)機(jī)—傳動(dòng)系統(tǒng)組合式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1.在電動(dòng)機(jī)端蓋處裝置變速齒輪、差速器等驅(qū)動(dòng)總成，形成電動(dòng)機(jī)—傳動(dòng)系統(tǒng)組合式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；2.有電動(dòng)機(jī)前置、傳動(dòng)系統(tǒng)前置、（F-F），電動(dòng)機(jī)前置、傳動(dòng)系統(tǒng)后置（F-R）、傳動(dòng)系統(tǒng)后置（R-R）等驅(qū)動(dòng)模式；3.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)效率高，安裝方便電動(dòng)機(jī)—傳動(dòng)系統(tǒng)整體式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1.在電動(dòng)機(jī)端蓋處裝置變速齒輪、差速器等驅(qū)動(dòng)總成，電動(dòng)機(jī)有一個(gè)空心軸，有一個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的半軸從電動(dòng)機(jī)空心軸中通過(guò)；2.有電動(dòng)機(jī)前置、傳動(dòng)系統(tǒng)前置、（F-F），電動(dòng)機(jī)前置、傳動(dòng)系統(tǒng)后置（F-R）、傳動(dòng)系統(tǒng)后置（R-R）等驅(qū)動(dòng)模式；3.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)效率高，可以作為傳動(dòng)系統(tǒng)布置在車架下面輪轂電動(dòng)機(jī)分散驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1.電動(dòng)機(jī)裝在車輪輪轂中，可以有4×2和4×4兩種布置方式，各個(gè)車輪之間的同步轉(zhuǎn)動(dòng)或差速轉(zhuǎn)動(dòng)由中央控制器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制；2.4×2布置方式有雙前輪驅(qū)動(dòng)模式和雙后輪驅(qū)動(dòng)模式；3.4×4布置方式可以實(shí)現(xiàn)4輪驅(qū)動(dòng)模式。

3電動(dòng)轎車傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式及選擇整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)懸掛系統(tǒng)連接到車輛上。整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量高,電動(dòng)汽車在行駛的穩(wěn)定性、處理緊急情況的制動(dòng)性能都是很重要的。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝好也是考慮的重點(diǎn)。傳動(dòng)系的基本功用是將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力傳給汽車的驅(qū)動(dòng)車輪，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，使汽車能在一定速度上行駛。

圖3.1傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)3.2主減速器設(shè)計(jì)主減速器是為了在傳動(dòng)系統(tǒng)中減少轉(zhuǎn)速，增大扭矩，是傳動(dòng)系統(tǒng)中至關(guān)重要的一部分，主減速器的主傳動(dòng)比為5.1，所以驅(qū)動(dòng)橋采用單級(jí)主減速器。裝配減速器時(shí)，要用一些壓緊力來(lái)消除軸承間隙，達(dá)到一定的裝配預(yù)緊度更好的進(jìn)行裝配。設(shè)計(jì)主動(dòng)齒輪時(shí)，在滿足齒輪所需要的強(qiáng)度的條件下，努力減少齒數(shù)，使汽車離地面有一段安全空隙。另外降低主動(dòng)雙曲面錐齒輪的位置，可以使汽車具有更好的駕駛平穩(wěn)性。減速器一般用于低轉(zhuǎn)速高扭矩的場(chǎng)合，把高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過(guò)小齒輪嚙合大齒輪來(lái)降低轉(zhuǎn)速，大小齒輪之比即為傳動(dòng)比。3.2.1主、從軸錐齒輪的支承形式與扭矩計(jì)算兩個(gè)軸承支架b之間的距離應(yīng)大于2.5倍的長(zhǎng)度,直徑接近心軸齒輪應(yīng)該小于懸臂長(zhǎng)度。錐齒輪的設(shè)計(jì)的一般過(guò)程是錐齒輪的主要參數(shù)的選擇、齒輪幾何參數(shù)的計(jì)算,和錐齒輪的強(qiáng)度檢查。在選擇錐齒輪的主要參數(shù)之前，先確定主錐齒輪的計(jì)算載荷。由于電動(dòng)轎車滿負(fù)荷時(shí)：起動(dòng)重量=2000kg電動(dòng)轎車自重=1300kg=1.1369m此時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)負(fù)荷為：（3-1）==3728.2kg=571.8kg式中：b——前平面至軸線水平距離（m）——（m）滿載傳動(dòng)系統(tǒng)的滾輪半徑為：=0.385m主軸錐齒輪扭矩計(jì)算：按電動(dòng)轎車在一般情況下，計(jì)算主軸錐齒輪的扭矩，也就是電動(dòng)轎車滿載連續(xù)爬坡扭矩為日常工作扭矩校核其齒輪的疲勞強(qiáng)度==（3-2）按電動(dòng)轎車在一般情況下，計(jì)算主軸錐齒輪的扭矩，也就是電動(dòng)轎車滿載連續(xù)爬坡扭矩為日常工作扭矩校核其齒輪的疲勞強(qiáng)度==式中：————傳動(dòng)系統(tǒng)總速比==3.529=19.1597——滾動(dòng)阻力系數(shù)，——驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)半徑，——傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪傳動(dòng)效率，==——主傳動(dòng)主齒輪扭矩=3.2.2主減速器螺旋錐齒輪尺寸參數(shù)的選擇一對(duì)齒輪有很多的技術(shù)參數(shù)，其中最主要的是主減速比和齒數(shù)以及被動(dòng)錐齒輪節(jié)圓半徑D等。齒輪端面模數(shù)，齒面寬b，螺旋角，螺旋方向的選擇也很重要。1.齒數(shù)的選擇眾所周知在齒數(shù)的選擇上應(yīng)該盡量使用沒有公約數(shù)的齒輪齒數(shù),這樣才能讓齒輪在使用過(guò)程中齒輪各齒能相繼嚙合，有良好的嚙合性能。小齒輪的齒數(shù)應(yīng)該選為基數(shù),大小齒輪齒數(shù)和不應(yīng)少于40。在下面的表格中顯示了驅(qū)動(dòng)傘齒輪齒數(shù)的選擇。表3-2主減速器小傘齒輪齒數(shù)的選擇型號(hào)圓錐齒輪副的傳動(dòng)比齒輪容許范圍推薦齒數(shù)單級(jí)主減速器3～3.58～1093.5～47～984～4.56～874.5～55～765～5.54～655.5～83～54被動(dòng)錐齒輪節(jié)圓直徑D的選擇就單級(jí)主減速器來(lái)說(shuō)，被動(dòng)錐齒輪的節(jié)圓直徑對(duì)驅(qū)動(dòng)輪尺寸有直接影響。D就單級(jí)主減速器來(lái)說(shuō)，被動(dòng)錐齒輪的節(jié)圓直徑對(duì)驅(qū)動(dòng)輪尺寸有直接影響。D太大，將影響傳動(dòng)系統(tǒng)外殼的離地間隙；D太小，將影響差速器的安裝，影響主動(dòng)錐齒輪前支承的布置。D=（3-3）=3.3×=38.86cm圓整后取D=400mm式中：——。[]為；——，取=3.3；D——，[D]為cm齒輪端面模數(shù)的選擇計(jì)算（3-4）=400/41=10校核：==0.71×12.56=8.86式中：——模數(shù)系數(shù)，取=0.71。齒面寬b的確定齒根圓角很小，裝配空間減少，因此齒寬不應(yīng)超過(guò)。，一般取，=（3-5）=10×42.5/2=212.5?。?55以上指的是被動(dòng)錐齒輪齒面寬度，驅(qū)動(dòng)齒輪齒面寬度通常比被動(dòng)齒面寬約10%，取主動(dòng)。螺旋角的選擇一般的，螺旋角大于15°時(shí)，斜齒輪的優(yōu)越性才能“顯現(xiàn)出來(lái)”；螺旋角盡量不要大于35°，不然，軸向力偏大。螺旋角可以用來(lái)“湊中心距”。螺旋角過(guò)小，意義不大，不能體現(xiàn)斜齒輪的優(yōu)點(diǎn)。一般的螺旋角應(yīng)大于15°。螺旋角過(guò)大（大于35°），軸向力增加很大，對(duì)軸、軸承產(chǎn)生不利影響，降低齒輪重疊系數(shù)角≥1.25時(shí)，才能保證齒輪在嚙合時(shí)的平穩(wěn)性，電動(dòng)轎車的螺旋角設(shè)計(jì)，一般選取范圍30到45之間才合適，所以選取35度。傳動(dòng)效率。重疊系數(shù)角≥1.25時(shí)，才能保證齒輪在嚙合時(shí)的平穩(wěn)性，電動(dòng)轎車的螺旋角設(shè)計(jì)，一般選取范圍30到45之間才合適，所以選取35度。所以取=35°螺旋方向的選擇通常在主減速器齒輪的主減速齒輪中使用左旋，被動(dòng)齒輪是用右旋的。。3.2.3幾何參數(shù)如下表表3-3幾何參數(shù)名稱代號(hào)計(jì)算公式小齒輪大齒輪齒數(shù)Z841端面模數(shù)10節(jié)圓直徑10×8＝7010×41=410法相壓力角=齒工作高齒全高齒頂高齒根高3.2.4主減速器的強(qiáng)度校核在計(jì)算了螺旋錐齒輪的幾何參數(shù)后，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度檢查，以確保主減速器具有足夠的強(qiáng)度和壽命。①時(shí)從動(dòng)齒輪最大扭矩：=（3-6）==676954.890.8541563.9式中：——————————，②：（3-7）==872306.35式中：φ——φ=0.7其余同前M計(jì)=Mmax=5415主從動(dòng)錐齒輪彎曲強(qiáng)度的計(jì)算1、主動(dòng)錐齒輪、輪齒彎曲應(yīng)力①按日常扭矩計(jì)：（3-8）式中：——過(guò)載系數(shù)，k0=1.0——尺寸系數(shù)，——質(zhì)量系數(shù)，=1.0——載荷分配系數(shù)，=1.0J——綜合系數(shù)，J=0.233其余同前②、按最大扭矩計(jì)：（3-9）2、從動(dòng)錐齒輪彎曲強(qiáng)度的計(jì)算①、按日常扭矩計(jì)算：（3-10）式中：J——綜合系數(shù)，J=0.172，其余同前②、按最大扭矩計(jì)算：（3-11）3.2.6主、從動(dòng)錐齒輪接觸強(qiáng)度計(jì)算1、按日常計(jì)算扭矩：（3-12）==式中：Cp——彈性系數(shù)，Cp=743；C1——尺寸系數(shù)，C1=1.0；C2——載荷分配系數(shù)，C2=1.0；C3——過(guò)載系數(shù)，C3=1.0；C4——表面質(zhì)量系數(shù)，C4=1.0；C5——質(zhì)量系數(shù)，C5=1.0；J——綜合系數(shù)，J=0.128。2、按最大扭矩計(jì)算（3-13）==表3-4最大扭矩（v/cm）格利森公司推薦應(yīng)力值CPC50主從彎曲應(yīng)力最大扭矩260018762.629092.7日常作扭矩1980072688119277.2接觸應(yīng)力最大扭矩26000058766日常作扭矩12000030182。3.3差速器的設(shè)計(jì)3.3.1差速器參數(shù)的確定大多數(shù)電動(dòng)汽車使用直尺錐齒輪差速器，差速器的外殼是安裝在主減速器的被動(dòng)齒輪上，確定主減速器被動(dòng)齒輪尺寸時(shí)，需要考慮差速器的安裝。反過(guò)來(lái)確定差速器外殼尺寸時(shí)，也受到主減速器波動(dòng)齒輪以及主動(dòng)小齒輪前支承的限制。差速器的大小通常以差速器的球面半徑來(lái)表征，球面代表了差速器齒輪的節(jié)錐距，因此它表征了差速器的強(qiáng)度。1、差速器球面直徑的確定差速器的球面直徑可用下式確定：（3-14）=2.6×=168mm式中：——球面系數(shù)，取=2.6;——;——球面直徑；[]為mm。，最終選取=168mm2、差速器齒輪參數(shù)的選擇齒輪齒形的選擇應(yīng)選擇小齒輪的齒數(shù)的數(shù)量盡可能小,獲得更大的模數(shù),這樣齒輪能更好嚙合,對(duì)齒輪壓力角為22.5°,齒輪齒高度等于0.8。隨著壓力角的增加，最小的牙齒數(shù)量可能只有10個(gè)。為確保安全，軸齒輪齒數(shù)應(yīng)符合以下公式:（3-15）式中：——半軸齒輪齒數(shù)；——行星齒輪的個(gè)數(shù)；——正整數(shù)。=12；半軸齒輪齒數(shù)取=18。齒輪模數(shù)確定：：（3-16）式中：——節(jié)錐矩，可取為≈/2；、——；——。==33.7°=56.3°故=6.35取m=6.5。3.3.2差速器幾何參數(shù)的計(jì)算表3-5差速器幾何參數(shù)名稱代號(hào)計(jì)算公式小齒輪大齒輪齒頂高齒根高分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒根角頂錐角尾錐角頂系分度圓齒厚齒寬3.3.3差速器強(qiáng)度的校核1、：按日常工作扭矩：=計(jì)算=（3-17）式中：——行星齒輪數(shù)彎曲應(yīng)力值：（3-17）=式中：b——齒輪寬度——半軸齒輪齒數(shù)J——綜合系數(shù)，J=0.26m——模數(shù)，m=6.5——尺寸系數(shù)，=0.72——載荷分配系數(shù)，=1.0——過(guò)載系數(shù)，=1.0——過(guò)載系數(shù)，=1.02、按最大扭矩計(jì)算：=（3-18）==（3-19）==表3-6彎曲應(yīng)力要求計(jì)算扭矩許用應(yīng)力計(jì)算應(yīng)力日常工作M=25261199871700.5217262122421876.7。3.4半軸傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)軸與側(cè)軸連接在一起，通過(guò)軸向傳動(dòng)軸，將差動(dòng)軸齒輪的輸出扭矩傳遞給驅(qū)動(dòng)輪或減速齒輪的軸。傳輸系統(tǒng),軸通常是固體,在開放的傳輸系統(tǒng),短軸,輸出軸的扭矩是經(jīng)常通過(guò)通用傳輸驅(qū)動(dòng)輪;開放轉(zhuǎn)向系統(tǒng),半軸通常需要分為內(nèi)部和外部軸部分,中間用等角速萬(wàn)向節(jié)相連接。使用全浮式半軸的設(shè)計(jì),半軸只承受扭矩作用于驅(qū)動(dòng)車輪上的其他反力和彎矩，半軸最重要的是它的直徑，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該參考同類型的半軸尺寸，選擇適當(dāng)?shù)陌胼S，對(duì)它進(jìn)行強(qiáng)度校核。取=58。傳動(dòng)系統(tǒng)半軸應(yīng)力計(jì)算：其扭矩可按下式計(jì)算：（3-20）==3.4.1半軸扭矩應(yīng)力ττ=（3-21）==式中：——半軸的直徑，=58mm3.4.2半軸剛度即扭轉(zhuǎn)角的計(jì)算=（3-22）==式中：G——剪切彈性系數(shù)，G=8.1100000——桿部慣性矩，==——桿部長(zhǎng)度，=760mm3.4.3半軸花鍵強(qiáng)度計(jì)算花鍵參數(shù)：齒數(shù)Z=12鍵齒高==4mm模數(shù)=8花鍵外徑D=68mm壓力角=花鍵內(nèi)徑=56mm分度圓直徑=61mm花鍵有效長(zhǎng)度=52mm3.4.4擠壓應(yīng)力計(jì)算（3-23）==式中：——載荷不均勻系數(shù)，=剪切應(yīng)力τ剪（3-24）==式中：——齒根部齒厚，==計(jì)算結(jié)果列表如下：表3-7計(jì)算剪切應(yīng)力項(xiàng)目許用應(yīng)力計(jì)算應(yīng)力半軸扭矩應(yīng)力49000—5880020814.5花鍵擠壓應(yīng)力9800—137207195.5花鍵剪切應(yīng)力205802049.69扭轉(zhuǎn)角（剛度）5.25度/米3.5傳動(dòng)系統(tǒng)外殼設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的外殼的主要功能是支承保護(hù)主減速器,差速器和半軸等,同時(shí),它還起著支承電動(dòng)汽車荷載的作用,承受由車輪傳來(lái)的路面反力及力矩,并由懸架傳給車架。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)外殼應(yīng)滿足以下要求:充分的強(qiáng)度和剛度，以確保其強(qiáng)度和剛度的前提下，盡量減小質(zhì)量，來(lái)保證足夠的形勢(shì)平穩(wěn)性，離地間隙，結(jié)構(gòu)工藝性，成本低，拆裝維修保養(yǎng)方便。。（如下圖）圖3.5傳動(dòng)系統(tǒng)外殼由計(jì)算理論知道，傳動(dòng)系統(tǒng)殼體具有很大的強(qiáng)度和剛度，，裝配主減速器較為方便，傳動(dòng)系統(tǒng)外殼較輕，中心位于輪轂中間。首先，軸和軸殼的強(qiáng)度計(jì)算:滿載時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)負(fù)荷：=111940.696N假設(shè)電動(dòng)轎車越過(guò)一定的障礙物時(shí)，車輪產(chǎn)生附加負(fù)荷其附加負(fù)荷系數(shù)取1.5。傳動(dòng)系統(tǒng)單邊車輪負(fù)荷為：假設(shè)電動(dòng)轎車越過(guò)一定的障礙物時(shí)，車輪產(chǎn)生附加負(fù)荷其附加負(fù)荷系數(shù)取1.5。==83955.522N3.5.1A-A、B-B截面處的彎矩====3.5.2A-A、B-B截面抗彎模量（3-25）==（3-26）==3.5.3彎曲應(yīng)力====：=安全系數(shù)：==殼體的材料為ZG25其屈服極限為：安全系數(shù)：==2.13.6短軸與橋殼聯(lián)接螺釘強(qiáng)度計(jì)算連接螺釘?shù)膹?qiáng)度的計(jì)算,主要考慮負(fù)載的作用在螺栓拉緊螺栓時(shí),在緊急制動(dòng)和電動(dòng)汽車,轉(zhuǎn)矩的作用,當(dāng)螺釘螺栓剪切的兩種加載條件下檢查力量。螺栓直徑：中徑：數(shù)量：分布直徑：材料：40Cr硬度：HRC28-323.6.1螺栓拉應(yīng)力計(jì)算螺栓對(duì)A點(diǎn)的總力矩為：=根據(jù)力的平衡=式中：力矩螺栓的抗拉力面積（3-27）=拉應(yīng)力（3-28）==3.6.2螺栓剪應(yīng)力計(jì)算制動(dòng)力矩（3-29）====螺栓受剪切應(yīng)力面積（3-30）==剪應(yīng)力（3-31）==（3-32）==許用應(yīng)力安全系數(shù)n據(jù)以上計(jì)算，我們可知，各種強(qiáng)度符合傳動(dòng)系統(tǒng)要求，可以進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行。

結(jié)論本文根據(jù)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的信息，利用汽車cad軟件進(jìn)行知識(shí)的使用。利用設(shè)計(jì)知識(shí)完成主減速器、差動(dòng)、軸等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，完成電動(dòng)汽車齒輪、前橋，半軸，法蘭等的設(shè)計(jì)，使用AutoCAD軟件完成總線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電氣設(shè)計(jì)部分。運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)和信息，，完成了電動(dòng)汽車的傳動(dòng)設(shè)計(jì)，主要完成了，主減速器差速器的設(shè)計(jì)，前橋的設(shè)計(jì)。根據(jù)這次設(shè)計(jì)，收貨頗多，鞏固了所學(xué)知識(shí)，也學(xué)習(xí)了新知識(shí)。

致謝時(shí)光飛逝，畢業(yè)論文我將在大學(xué)校園生活中完