车用轮边减速器设计
- 格式:doc
- 大小:689.00 KB
- 文档页数:29
车用轮边减速器设计
摘要
本论文是结合当今汽车行业发展的形势,对微型电动汽车的车用轮边减速器进行设计,设计一种微型电动车用的轮边减速器,是为微型电动汽车的轮边驱动系统使用,工作力矩较小,但因没有主减速器而需要更大的减速比。
以大型车辆的轮边减速器的结构型式可以为电动汽车的轮边减速器提供参考,缩小结构尺寸,而增大减速比,满足轮边驱动系统的使用要求。
近年来随着汽车工业的高速发展,全球汽车总保有量不断增加,汽车所带来的环境污染、能源短缺,资源枯竭等方面的问题越来越突出。
日益严重的石油危机与人们环保意识的加强,对汽车工业的发展提出了极为严峻的挑战。
采用电能为驱动设备的电动汽车由于能真正实现“零排放”,而成为各国汽车研发的焦点。
为了保护人类的居住环境和保障能源供给,各国政府不惜投入大量人力、物力寻求解决这些问题的途径。
而电动汽车(包括纯电动汽车、混合动力电动汽车以及燃料电池汽车),即全部或部分用电能驱动电动机作为动力系统的汽车,具有高效、节能、低噪声、零排放等显著优
点,在环保和节能方面具有不可比拟的优势,因此它是解决上述问题的最有效途径。
本论文所设计的微型电动汽车用的轮边减速器在电动汽车上的应用提供了一种可以借鉴的减速装置形式,有助于电动汽车的设计和研发。
带轮边减速器的驱动桥设计19带轮边减速器的驱动桥设计绪论汽车的驱动后桥位于传动系统的末端,其基本功用是增大由传送轴或直接由变速器传来的转矩,再将转矩分配给左右驱动车轮,并使左右驱动轮有汽车行驶运动所要求的差速功能;同时,驱动后架或承载车身之间的铅垂力,纵向力横向力及其力矩。
一般的驱动后前由主减速器总成,差速器总成,桥壳总成及半轴总成等零部件组成。
威力提高汽车平顺性和通过性,现在汽车的驱动桥也在不断地改进。
与独立悬架相配合的断开式驱动桥相对与非独立悬架配合的整体式驱动桥在平顺性和通过性方面都得到改进。
随着时代的发展和科技进步,驱动桥将会得到进一步的发展。
展望将来需要开发汽车驱动桥智能化设计软件,设计新驱动桥只需输入相关参数,系统将自动生成三维图和二维图,以达到效率高,强度低,匹配佳的最优方案。
驱动桥是汽车传动系统中主要总成之一。
驱动桥的设计是否合理将直接关系到汽车使用性能的好坏。
因此设计中要保证:所选择的主减速器比应保证汽车在给定使用条件下有最佳的动力性和燃油经济性。
(1) 档左右辆车轮的附着系数不同时,驱动桥必须能合理的解决左右车轮的转矩分配问题,以充分利用汽车的牵引力;(2) 据有必要的离地间隙以满足通过性想需要;(3) 驱动桥的各零部件在满足足够的强度和刚度的条件下,应力求做到质量轻,特别是应尽可能做到非簧载质量,以改善汽车的平顺性; (4) 能承受和传递作用于车轮上的各种力和转矩;(5) 齿轮及其它传动部件应工作平稳,噪声小;(6) 对颤动见应良好的润滑,传动效率要高;(7) 结构简单,拆装调整方便;(8) 设计中应尽量满足“三化”。
即产品系列化,零部件通用化,零件设计标准化的要求。
1驱动桥的结构方案分析驱动桥的功用是:?将传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传到驱动车轮,实现降速增大转矩;?通过主减速器圆锥齿轮副或双曲面齿轮副改变转矩的传递方向;?通过差速器实现两侧车轮差速作用,保证内、外侧车轮以不同转速转向;?通过桥壳承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力,以及制动力矩和反作用力矩等。
摘要汽车后桥是汽车的主要部件之一,其基本的功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩,再将转矩分配给左右驱动车轮,并使左右驱动车轮具有汽车行驶运动所要求的差速功能:同时,驱动桥还要承受作用于路面和车架或承载车身之间的铅垂力、纵向力,横向力及其力矩。
其质量,性能的好坏直接影响整车的安全性,经济性、舒适性、可靠性。
本文认真地分析参考了天龙重卡300双驱动桥,在论述汽车驱动桥运行机理的基础上,提练出了在驱动桥设计中应掌握的满足汽车行驶的平顺性和通过性、降噪技术的应用及零件的标准化、部件的通用化、产品的系列化等三大关键技术;阐述了汽车驱动桥的基本原理并进行了系统分析;根据经济、适用、舒适、安全可靠的设计原则和分析比较,确定了重型卡车驱动桥结构形式、布置方法、主减速器总成、差速器总成、半轴、桥壳及轮边减速器的结构型式;并对制动器以及主要零部件进行了强度校核,完善了驱动桥的整体设计。
通过本课题的研究,开发设计出适用于装置大马力发动机重型货车的双级驱动桥产品,确保设计的重型卡车驱动桥经济、实用、安全、可靠。
关键词:驱动桥主减速器差速器轮边减速器-I-AbstractDrive axle is one of the most important parts of automobile. The function is to increase the torque from drive shaft or from transmission directly, and then distribute it to left and right wheels which have the differential ability automobile needed when driving. And the drive axle has to support the vertical force, longitudinal force, horizontal force and their moments between road and frame or body. Its quality and performance will affect the security, economic, comfortability and reliability.This article analyzes and refers to the drive axle of Tianlongtruck and the 300 drive axle of Hyundai seriously. Through the study of this topic, we can design the single driving axle devices that apply to the heavy truck with high-powered engine, and make sure the drive axle we design of heavy truck economic, practical, safe and reliable. On talking about the running principal of driving axle ,the three key techno ledge about vehicle traveling on the ride and through, and noise reduction technology applications and the standardization of parts, components of the universal, Products such as the serialization that we should master to meet, it describes and has a systematic analysis on the basic principles of viecle drive axle.According to the design principles and analysis and comparison of economy, application, comfortability, safety and reliability , the heavy truck drive axle structure, layout ways, and the final drive assembly, differential assembly, the bridge case and axle structure can be determined; and the strength checking of brake parts, as well as major-II-components improves overall design of the driving axle.Through the study of this topic, we can design the single drive axle devices that apply to the heavy truck with high-powered engine, and make sure the drive axle we design of heavy truck economic, practical, safe and reliable.Keywords:Heavy truck Drive axle Final drive Differential-III-目录摘要.............................................................I Abstract..........................................................II 第1章绪论........................................................1第2章贯通桥主减速器设计.........................................22.1 主减速器的结构形式........................................22.1.1 主减速器的齿轮类型...................................22.1.2 主减速器的减速形式...................................32.1.3 主减速器主从动锥齿轮的支承方案.......................42.2 主减速器基本参数选择与计算载荷的确定......................52.2.1 主减速器齿轮计算载荷的确定...........................52.2.2 锥齿轮主要参数的选择.................................72.2.3主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算....................102.2.4 主减速器锥齿轮的强度计算............................112.2.5 主减速器轴承载荷的计算.............................162.3 主减速器齿轮的材料及热处理...............................2 02.4 主减速器的润滑...........................................212.5 本章小-IV-结..................................................21第3章贯通桥差速器设计..........................................223.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理.......................233.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构...........................243.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计...........................253.3.1差速器齿轮的基本参数的选择..........................283.3.2 差速器直齿锥齿轮的几何尺寸计算......................273.3.3 差速器齿轮的强度计算................................273.4 差速器齿轮的材料..........................................303.5 本章小结..................................................30第4章半轴及贯通轴的设计........................................314.1 概述.....................................................314.2 全浮式半轴的设计与计算....................................314.2.1半轴的计算载荷的确定...............................314.2.2半轴杆部直径的选择...................................324.2.3半轴强度计算.........................................33-V-4.2.4花键轴的强度计算.....................................334.3半轴材料与热处理...........................................384.4 本章小结.................................................38第5章轮边减速器设计............................................375.1 概述......................................................375.2 轮边减速器各参数的选择...................................385.3 设计参数的优化...........................................405.4轮边减速器各齿轮强度校核.................................405.5 本章小结.................................................42结论............................................................43致谢............................................................44参考文献..........................................................48附录1..........................................................49附录2..........................................................50-VI-第1章绪论汽车的驱动后桥位于传动系的末端,其基本功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩,再将转矩分配给左、右驱动车轮,并使左、右驱动车轮有汽车行驶运动所要求的差速功能;同时,驱动后架或承载车身之间的铅垂力、纵向力、横向力及其力矩。
XXXXXXXX学院全日制普通本科生毕业论文轮边减速器设计学生姓名:XXXX学号:XXXXX年级专业及班级:XXXXX指导老师及职称:XXXX学部:XXXXXXXX提交日期:XXXX年X月目录摘要 (1)关键词 (1)第一章绪论 (2)1.1 课题设计的目的和意义 (4)1.2 本设计所要完成的主要任务 (4)第二章减速器的方案设计 (5)2.1 减速器的功用及分类 (5)2.2 减速器方案的选择及传动方案的确定 (6)2.2.1 减速器方案的选择 (7)2.2.2 行星减速器传动方案的选定 (8)2.2.3 减速器传动比的分配 (8)2.2.4 传动比公式推导 (8)2.3 行星减速器齿轮配齿与计算 (9)2.3.1 行星排齿轮的配齿 (9)2.3.2 行星齿轮模数计算与确定 (10)2.4 啮合参数计算 (11)2.5 变位系数选取 (12)2.6 各行星齿轮几何尺寸计算 (13)2.6.1 第Ⅰ排行星齿轮的几何尺寸 (13)2.6.2 第Ⅱ排行星轮的几何尺寸 (16)2.7 各行星齿轮强度校核 (19)2.7.1 太阳轮和行星轮接触疲劳强度校核 (19)2.7.2 太阳轮和行星轮弯曲疲劳强度校核 (21)2.7.3 内齿轮材料选择 (22)第三章减速器结构的设计 (23)3.1 齿轮轴的设计计算 (23)3.2 传递连接 (24)3.3 轴承选用与校核与其他附件说明 (24)3.3.1 轴承选用与校核 (24)3.3.2 其他附件说明 (26)第四章设计工作总结 (26)参考文献 (27)致谢................................................... 2错误!未定义书签。
附录................................................... 错误!未定义书签。
28摘要轮边减速器是传动系中最后一级减速增扭装置,采用轮边减速器可满足在总传动比相同的条件下,使变速器、传动轴、主减速器、差速器、半轴等部件的载荷减少,尺寸变小以及使驱动桥获得较大的离地间隙等优点,它被广泛应用于载重货车、大型客车、越野汽车及其他一些大型工矿用车。
……………………. ………………. …………………山东农业大学 毕 业 论 文轮边减速器的设计院 部 机械与电子工程学院专业班级 车辆工程届 次 2012学生姓名二O 一二年 五 月 八日装订线……………….……. …………. …………. ………目录摘要.............................................................. - 2 - 第一章绪论........................................................ - 4 -1.1 课题背景及意义.............................................. - 4 -1.2 本文的研究内容.............................................. - 4 - 第二章轮边减速器总体设计方案...................................... - 5 -2.1 轮边减速器的工作原理........................................ - 5 -2.2 行星齿轮的选型.............................................. - 6 -2.3 行星传动的方案设计.......................................... - 6 -2.4 行星齿轮传动的齿轮结构设计.................................. - 9 - 第三章轮边减速器传动设计的计算................................... - 10 -3.1 行星齿轮传动的配齿计算..................................... - 11 -3.2 轮边减速器太阳轮计算载荷的确定............................. - 11 -3.2.1 主要参数的初步确定................................... - 11 -3.2.2 太阳轮齿面接触强度校核............................... - 12 -3.2.3 确定传动主要尺寸..................................... - 13 -3.2.4 太阳轮齿根弯曲疲劳强度计算........................... - 14 -3.3 轮边减速器工作参数及齿轮材料参数的确定..................... - 15 -3.4 行星轮,齿圈的校核计算..................................... - 15 - 第四章中心轮的计算机仿真......................................... - 16 - 第五章结束语...................................................... - 18 - 参考文献.. (19)致谢 (20)重型汽车轮边减速器研究摘要轮边减速器是传动系中最后一级减速增扭装置,采用轮边减速器可满足在总传动比相同的条件下,使变速器、传动轴、主减速器、差速器、半轴等部件的载荷减少,尺寸变小以及使驱动桥获得较大的离地间隙等优点,它被广泛应用于载重货车、大型客车、越野汽车及其他一些大型工矿用车。
摘要本论文是结合当今汽车行业发展的形势,对微型电动汽车的车用轮边减速器进行设计,设计一种微型电动车用的轮边减速器,是为微型电动汽车的轮边驱动系统使用,工作力矩较小,但因没有主减速器而需要更大的减速比。
以大型车辆的轮边减速器的结构型式可以为电动汽车的轮边减速器提供参考,缩小结构尺寸,而增大减速比,满足轮边驱动系统的使用要求。
近年来随着汽车工业的高速发展,全球汽车总保有量不断增加,汽车所带来的环境污染、能源短缺,资源枯竭等方面的问题越来越突出。
日益严重的石油危机与人们环保意识的加强,对汽车工业的发展提出了极为严峻的挑战。
采用电能为驱动设备的电动汽车由于能真正实现“零排放”,而成为各国汽车研发的焦点。
为了保护人类的居住环境和保障能源供给,各国政府不惜投入大量人力、物力寻求解决这些问题的途径。
而电动汽车(包括纯电动汽车、混合动力电动汽车以及燃料电池汽车),即全部或部分用电能驱动电动机作为动力系统的汽车,具有高效、节能、低噪声、零排放等显著优点,在环保和节能方面具有不可比拟的优势,因此它是解决上述问题的最有效途径。
本论文所设计的微型电动汽车用的轮边减速器在电动汽车上的应用提供了一种可以借鉴的减速装置形式,有助于电动汽车的设计和研发。
关键词:电动;轮边;减速器;设计;驱动ABSTRACTThis thesis is to combine current situation of the development of automobile industry of miniature electric cars, car wheel edges reducer design, design a kind of mini-bev wheel edge speed reducer, miniature electric cars for driving wheel edges system USES, work torque smaller, but because there is no main reducer and need more than the slowdown. The wheel edges with large vehicles for the structural type gear reducer electric car wheel edges provide reference, narrow gear reducer while increasing structure size than, satisfy wheel edges slowing the use requirement driving system.In recent years, with the rapid development of auto industry, global car total quantities increases unceasingly, car brings the environment pollution, energy shortage, resource exhaustion issues such as more and more outstanding. The increasingly serious oil crisis and the people environmental protection consciousness, the strengthening of the development of automobile industry forward very serious challenges. Using electricity for driving equipment electric car true "is a result of zero emission and become the focus of the world automobile research. In order to protect the human living environment and safeguard energy supply, governments invest a lot of manpower and material resources at the way to seek solutions to these problems. But electric cars (including pure electric cars, hybrid electric cars and fuel cell cars), namely all or part of the electricity can drive motor cars, as power system with high efficiency, energy saving, low noise, zero emissions and other significant advantages in environmental protection and energy saving, has incomparable advantage, therefore it solve the above problem is the most effective way.This thesis miniature electric vehicle designed by the wheel edges with the electric car on the speed reducer can be used provided a reference of the deceleration device form, help electric vehicle design and development.Key words: Power-driven;Welting rolling;Reducer;Devise;Drive目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 选题的依据和意义 (1)1.2国内外研究概况及发展趋势 (3)第2章行星齿轮的初步计算与选取 (5)2.1已知条件 (5)2.2 设计计算 (5)2.2.1 选取行星轮传动的传动类型和传动简图 (5)2.2.2 行星轮传动的配齿计算 (6)2.2.3初步计算齿轮的主要参数 (7)2.3本章小结 (8)第3章装配条件及传动效率的计算 (9)3.1装配条件的验算 (9)3.2传动效率的计算 (9)3.3减速器的润滑和密封 (14)3.4本章小结 (14)第4章齿轮强度验算 (15)4.1 齿轮强度验算 (15)4.2校核其齿面接触强度 (15)4.3校核其齿跟弯曲强度 (17)4.4本章小结 (20)第5章减速器结构设计计算 (22)5.1行星架的结构设计与计算 (22)5.1.1行星架的结构设计 (22)5.1.2行星架结构计算 (22)5.2齿轮联轴器的结构设计与计算 (22)5.3轴的结构设计与计算 (22)5.3.1输入轴的结构设计与计算 (23)5.3.2输出轴的设计计算 (24)5.4铸造箱体的结构设计计算 (25)5.5本章小结 (26)结论 (28)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)第1章绪论1.1 选题的依据及意义汽车是人类生活中不可缺少的重要工具,随着近年来汽车工业的发展,中国政府已将汽车工业确定为国民经济的支柱产业。
随着《汽车工业产业政策》的颁布实施,中国汽车工业步入了新的历史发展阶段,2010年中国汽车产销分别为1826.47万辆和1806.19万辆,居全球第一。
但是汽车工业要成为真正的支柱产业,则必须具备自我发展能力。
尽快建立中国汽车工业的技术开发体系,形成自主开发产品的能力,这将关系到汽车工业发展的全局和长远规划。
近年来随着汽车工业的高速发展,全球汽车总保有量不断增加,汽车所带来的环境污染、能源短缺,资源枯竭等方面的问题越来越突出。
日益严重的石油危机与人们环保意识的加强,对汽车工业的发展提出了极为严峻的挑战。
为了汽车工业的可持续发展,以开发和推广电动车,多种代用燃料汽车为主要内容的绿色汽车工程已在世界范围内展开。
世界各大汽车公司争相研制各种1新型的无污染环保车,力图使自己生产的汽车达到或接近零污染标准。
采用电能为驱动设备的电动汽车由于能真正实现零排放,而成为各国汽车研发的焦点。
为了保护人类的居住环境和保障能源供给,各国政府不惜投入大量人力、物力寻求解决这些问题的途径。
而电动汽车(包括纯电动汽车、混合动力电动汽车以及燃料电池汽车),即全部或部分用电能驱动电动机作为动力系统的汽车,具有高效、节能、低噪声、零排放等显著优点,在环保和节能方面具有不可比拟的优势,因此它是解决上述问题的最有效途径。
在20世纪50年代,荚国科学家罗伯特发明了电动汽车轮毂。
其设计是将电动机、减速器、传动系统和制动系统融为一体。
1968年,通用电气公司将这种电动轮毂装置运用到大型矿用自卸车上,并取名为“电动轮”,这是第一次在汽车上采用电动轮结构,近年来,随着电动汽车的兴起.轮毂电机驱动又得到重视。
轮彀电机驱动系统的布置非常灵活.直接将电动机安装在车轮轮毅中,省略了传统的离合器、变速箱、主减速器及差速器等部件t因而简化整车结构、提高了传动效率、同时能借助现代计算机控制技术直接控制各电动轮实现电子差速.无论从体积、质量,还是从功率、载重能力看,电动轮相较于传统汽车动力传动系统.其结构更加简单、囊凑,占用空间更小,更容易实现全轮驱动。
这些突出优点,使电动轮驱动成为电动汽车发展的一个独特方向。
电动汽车驱动系统布置比传统燃油汽车有着更大的灵活性,由驱动电动机所在位置以及动力传递方式的不同,通常可以分为集中单电机驱动、多电机驱动以及电动轮驱动等型式。
其中独立电动轮驱动的电动汽车由于其控制方便、结构紧凑等优点,成为电动汽车驱动型式研究的新方向。
电动机本身具有调速的功能,如果在电动汽车上继续保留内燃机汽车必须使用的变速箱就显得累赘了。
而轮边减速器,作为轮边驱动的一个选择装置,在传统动力汽车上已获得了较多的应用。
一些矿山、水利等大型工程所用的重型车、大型公交车等,常要求具有高的动力性,而车速则可相对较低,因此其低档传动比就会很大,为了避免变速器、分动器、传动轴等总成因需承受过大的转矩而使尺寸及质量过大,则应将传动系的传动比尽可能多地分配给驱动桥,这就导致了这些重型车辆驱动桥的主减速比很大,当其值大于12时,则需要采用单级(或双级)主减速器附加轮边减速器的结构型式,不仅使驱动桥中间部分主减速器的轮廓尺寸减小,加大了离地问隙,并可得到大的驱动桥减速比,而且半轴、差速器及主减速器从动齿轮等零件的尺寸也可减小。