車用輪邊減速器設(shè)計(jì)

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1、黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 本論文是結(jié)合當(dāng)今汽車行業(yè)發(fā)展的形勢，對微型電動汽車的車用輪邊減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)一種微型電動車用的輪邊減速器，是為微型電動汽車的輪邊驅(qū)動系統(tǒng)使用，工作力矩較小，但因沒有主減速器而需要更大的減速比。以大型車輛的輪邊減速器的結(jié)構(gòu)型式可以為電動汽車的輪邊減速器提供參考，縮小結(jié)構(gòu)尺寸，而增大減速比，滿足輪邊驅(qū)動系統(tǒng)的使用要求。 近年來隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，全球汽車總保有量不斷增加，汽車所帶來的環(huán)境污染、能源短缺，資源枯竭等方面的問題越來越突出。日益嚴(yán)重的石油危機(jī)與人們環(huán)保意識的加強(qiáng)，對汽車工業(yè)的發(fā)展提出了極為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。采用電能為驅(qū)動設(shè)備的電動汽

2、車由于能真正實(shí)現(xiàn)“零排放”，而成為各國汽車研發(fā)的焦點(diǎn)。為了保護(hù)人類的居住環(huán)境和保障能源供給，各國政府不惜投入大量人力、物力尋求解決這些問題的途徑。而電動汽車(包括純電動汽車、混合動力電動汽車以及燃料電池汽車)，即全部或部分用電能驅(qū)動電動機(jī)作為動力系統(tǒng)的汽車，具有高效、節(jié)能、低噪聲、零排放等顯著優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)保和節(jié)能方面具有不可比擬的優(yōu)勢，因此它是解決上述問題的最有效途徑。 本論文所設(shè)計(jì)的微型電動汽車用的輪邊減速器在電動汽車上的應(yīng)用提供了一種可以借鑒的減速裝置形式，有助于電動汽車的設(shè)計(jì)和研發(fā)。 關(guān)鍵詞：電動；輪邊；減速器；設(shè)計(jì)；驅(qū)動 ABSTRACT This thesi

3、s 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 r

4、educer 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, wi

5、th 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

6、, 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

7、 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

8、 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

9、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 II 目 錄 摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ Abstract ………………………………

10、………………………………………………Ⅱ 第1章 緒論……………………………………………………………………………1 1.1 選題的依據(jù)和意義………………………………………………………………1 1.2國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢 …………………………………………………3 第2章 行星齒輪的初步計(jì)算與選取………………………………………………5 2.1已知條件…………………………………………………………………………5 2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………………………5 2.2.1 選取行星輪傳動的傳動類型和傳動簡圖………………………………5

11、2.2.2 行星輪傳動的配齒計(jì)算…………………………………………………6 2.2.3初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù)………………………………………………7 2.3本章小結(jié)………………………………………………………………………8 第3章 裝配條件及傳動效率的計(jì)算………………………………………………9 3.1裝配條件的驗(yàn)算………………………………………………………………9 3.2傳動效率的計(jì)算………………………………………………………………9 3.3減速器的潤滑和密封………………………………………………………14 3.4本章小結(jié)………………………………………………………………………14

12、 第4章 齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算…………………………………………………………15 4.1 齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算………………………………………………………………15 4.2校核其齒面接觸強(qiáng)度…………………………………………………………15 4.3校核其齒跟彎曲強(qiáng)度…………………………………………………………17 4.4本章小結(jié)………………………………………………………………………20 第5章 減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………22 5.1行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算……………………………………………………22 5.1.1行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………

13、…………22 5.1.2行星架結(jié)構(gòu)計(jì)算…………………………………………………………22 5.2齒輪聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………………………22 5.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………………………………22 5.3.1輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………………23 5.3.2輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………24 5.4鑄造箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………25 5.5本章小結(jié)………………………………………………………………………26 結(jié)論…………

14、……………………………………………………………………………28 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………30 致謝………………………………………………………………………………………31 附錄………………………………………………………………………………………32 第1章 緒 論 1.1 選題的依據(jù)及意義 汽車是人類生活中不可缺少的重要工具，隨著近年來汽車工業(yè)的發(fā)展，中國政府已將汽車工業(yè)確定為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。隨著《汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策》的頒布實(shí)施，中國汽車工業(yè)步入了新的歷史發(fā)展階段，2010年中國汽車產(chǎn)銷分別為1826.47萬輛和1

15、806.19萬輛，居全球第一。但是汽車工業(yè)要成為真正的支柱產(chǎn)業(yè)，則必須具備自我發(fā)展能力。盡快建立中國汽車工業(yè)的技術(shù)開發(fā)體系，形成自主開發(fā)產(chǎn)品的能力，這將關(guān)系到汽車工業(yè)發(fā)展的全局和長遠(yuǎn)規(guī)劃。 近年來隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，全球汽車總保有量不斷增加，汽車所帶來的環(huán)境污染、能源短缺，資源枯竭等方面的問題越來越突出。日益嚴(yán)重的石油危機(jī)與人們環(huán)保意識的加強(qiáng)，對汽車工業(yè)的發(fā)展提出了極為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，以開發(fā)和推廣電動車，多種代用燃料汽車為主要內(nèi)容的綠色汽車工程已在世界范圍內(nèi)展開。世界各大汽車公司爭相研制各種1新型的無污染環(huán)保車，力圖使自己生產(chǎn)的汽車達(dá)到或接近零污染標(biāo)準(zhǔn)。采用電能為驅(qū)

16、動設(shè)備的電動汽車由于能真正實(shí)現(xiàn)零排放，而成為各國汽車研發(fā)的焦點(diǎn)。為了保護(hù)人類的居住環(huán)境和保障能源供給，各國政府不惜投入大量人力、物力尋求解決這些問題的途徑。而電動汽車(包括純電動汽車、混合動力電動汽車以及燃料電池汽車)，即全部或部分用電能驅(qū)動電動機(jī)作為動力系統(tǒng)的汽車，具有高效、節(jié)能、低噪聲、零排放等顯著優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)保和節(jié)能方面具有不可比擬的優(yōu)勢，因此它是解決上述問題的最有效途徑。 在20世紀(jì)50年代，莢國科學(xué)家羅伯特發(fā)明了電動汽車輪轂。其設(shè)計(jì)是將電動機(jī)、減速器、傳動系統(tǒng)和制動系統(tǒng)融為一體。1968年，通用電氣公司將這種電動輪轂裝置運(yùn)用到大型礦用自卸車上，并取名為“電動輪”，這是第一次在汽車上采

17、用電動輪結(jié)構(gòu)，近年來，隨著電動汽車的興起．輪轂電機(jī)驅(qū)動又得到重視。輪彀電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的布置非常靈活．直接將電動機(jī)安裝在車輪輪毅中，省略了傳統(tǒng)的離合器、變速箱、主減速器及差速器等部件t因而簡化整車結(jié)構(gòu)、提高了傳動效率、同時(shí)能借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制技術(shù)直接控制各電動輪實(shí)現(xiàn)電子差速．無論從體積、質(zhì)量，還是從功率、載重能力看，電動輪相較于傳統(tǒng)汽車動力傳動系統(tǒng)．其結(jié)構(gòu)更加簡單、囊湊，占用空間更小，更容易實(shí)現(xiàn)全輪驅(qū)動。這些突出優(yōu)點(diǎn)，使電動輪驅(qū)動成為電動汽車發(fā)展的一個(gè)獨(dú)特方向。 電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)布置比傳統(tǒng)燃油汽車有著更大的靈活性，由驅(qū)動電動機(jī)所在位置以及動力傳遞方式的不同，通常可以分為集中單電機(jī)驅(qū)動、多電機(jī)驅(qū)動

18、以及電動輪驅(qū)動等型式。其中獨(dú)立電動輪驅(qū)動的電動汽車由于其控制方便、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，成為電動汽車驅(qū)動型式研究的新方向。 電動機(jī)本身具有調(diào)速的功能，如果在電動汽車上繼續(xù)保留內(nèi)燃機(jī)汽車必須使用的變速箱就顯得累贅了。而輪邊減速器，作為輪邊驅(qū)動的一個(gè)選擇裝置，在傳統(tǒng)動力汽車上已獲得了較多的應(yīng)用。一些礦山、水利等大型工程所用的重型車、大型公交車等，常要求具有高的動力性，而車速則可相對較低，因此其低檔傳動比就會很大，為了避免變速器、分動器、傳動軸等總成因需承受過大的轉(zhuǎn)矩而使尺寸及質(zhì)量過大，則應(yīng)將傳動系的傳動比盡可能多地分配給驅(qū)動橋，這就導(dǎo)致了這些重型車輛驅(qū)動橋的主減速比很大，當(dāng)其值大于12時(shí)，則需要采用單

19、級(或雙級)主減速器附加輪邊減速器的結(jié)構(gòu)型式，不僅使驅(qū)動橋中間部分主減速器的輪廓尺寸減小，加大了離地問隙，并可得到大的驅(qū)動橋減速比，而且半軸、差速器及主減速器從動齒輪等零件的尺寸也可減小。對于新興的電動汽車，由于電動輪的應(yīng)用，輪邊減速器也得到越來越多的應(yīng)用。 采用輪邊減速器是為了提高汽車的驅(qū)動力，以滿足或修正整個(gè)傳動系統(tǒng)驅(qū)動力的匹配。目前采用的輪邊減速器，就是為滿足整個(gè)傳動系統(tǒng)匹配的需要，而增加的一套降速增扭的齒輪傳動裝置。安裝在車輛動力輸出終端，減輕變速箱負(fù)載。 發(fā)動機(jī)點(diǎn)火經(jīng)離合器、變速器和分動器把動力傳遞到前、后橋的主減速器，再從主減速器的輸出端傳遞到輪邊減速器及車輪，以驅(qū)動汽車行駛。在

20、這一過程中，輪邊減速器的工作原理就是把主減速器傳遞的轉(zhuǎn)速和扭矩經(jīng)過其降速增扭后，再傳遞到車輪，以便使車輪在地面附著力的反作用下，產(chǎn)生較大驅(qū)動力。 微型電動汽車的輪邊減速器將動力從原動機(jī)(此研究中即為輪轂驅(qū)動電機(jī))直接傳遞給車輪，其主要功能是降低轉(zhuǎn)速、增加轉(zhuǎn)矩，從而使原動機(jī)的輸出動力能夠滿足電動車的行車動力需求。在對電動汽車輪邊減速器的設(shè)計(jì)與研究中，將緊密結(jié)合整車性能的要求，并考慮與輪邊減速器相匹配的制動系統(tǒng)、懸架、輪轂電機(jī)等裝置的布局與設(shè)計(jì)問題，借鑒不同型式的輪邊減速器結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)及參數(shù)選擇的合理性，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)，對微型電動汽車的輪邊減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究。 行星齒輪傳動與普通定

21、軸齒輪傳動相比較，具有質(zhì)量小、體積小、傳動比大、承載能力大以及傳動平穩(wěn)和傳動效率高等優(yōu)點(diǎn)；這些已被我國越來越多的機(jī)械工程技術(shù)人員所了解和重視。由于在各種類型的行星齒輪傳動中均有效的利用了功率分流性和輸入、輸出的同軸性以及合理地采用了內(nèi)嚙合，才使得其具有了上述的許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。行星齒輪傳動不僅適用于高速、大功率而且可用于低速、大轉(zhuǎn)矩的機(jī)械傳動裝置上。它可以用作減速、增速和變速傳動，運(yùn)動的合成和分解，以及其特殊的應(yīng)用中；這些功用對于現(xiàn)代機(jī)械傳動發(fā)展有著重要意義。因此，行星齒輪傳動在起重運(yùn)輸、工程機(jī)械、冶金礦山、石油化工、建筑機(jī)械、輕工紡織、醫(yī)療器械、儀器儀表、汽車、船舶、兵器、和航空航天等工業(yè)部門

22、均獲得了廣泛的應(yīng)用。 1.2 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢 世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家，如日本、德國、英國、美國和俄羅斯等，對行星齒輪傳動的應(yīng)用、生產(chǎn)和研究都十分重視，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、傳動性能、傳遞功率、轉(zhuǎn)矩和速度等方面均處于領(lǐng)先地位；并出現(xiàn)了一些新型的行星傳動技術(shù)，如封閉行星齒輪傳動、行星齒輪變速傳動和微型行星齒輪傳動等早已在現(xiàn)代機(jī)械傳動設(shè)備中獲得了成功的應(yīng)用。 行星齒輪傳動在我國已有了許多年的發(fā)展史，很早就有了應(yīng)用。然而，自二十世紀(jì)60年代以來，我國才開始對行星齒輪傳動進(jìn)行了較深入、系統(tǒng)的研究和試制工作。無論是在設(shè)計(jì)理論方面，還是在試制和應(yīng)用實(shí)踐方面，均取得了較大的成就，并獲得了許多的研究成果。

23、 近20年來，尤其是我國改革開放以來，隨著我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，我國已從世界上許多工業(yè)發(fā)達(dá)的國家引進(jìn)了大量先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備和技術(shù)，經(jīng)過我國機(jī)械科技人員不斷積極地吸收和消化，與時(shí)俱進(jìn)、開拓創(chuàng)新地努力奮進(jìn)，使得我國的行星傳動技術(shù)有了迅速發(fā)展。目前，我國已有許多的機(jī)械設(shè)計(jì)人員開始研究分析和應(yīng)用上述的新型行星齒輪傳動技術(shù)，并期待著能有更大的突破。 據(jù)有關(guān)資料介紹，人們認(rèn)為目前行星齒輪傳動技術(shù)的發(fā)展方向如下： （1） 標(biāo)準(zhǔn)化、多品種 目前世界上已有50多個(gè)漸開線行星齒輪傳動系列設(shè)計(jì)，而且還演化出多種形式的行星減速器、差速器和行星變速器等多種產(chǎn)品。 （2）硬齒面、高精度 行星傳動機(jī)構(gòu)中

24、的齒輪廣泛采用滲碳和淡化化學(xué)熱處理。齒輪制造精度一般均在6級以上。 （3）高轉(zhuǎn)速、大功率 行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)在高速傳動中，如在高速汽輪傳動中已獲得廣泛的應(yīng)用，其傳動功率也越來越大。 （4）大規(guī)格、大轉(zhuǎn)矩，在中低速、重載傳動中，傳動大轉(zhuǎn)矩的大規(guī)格的行星齒輪傳動已有了較大的發(fā)展 。 減速器的代號包括：型號、級別、聯(lián)接型式、規(guī)格代號、規(guī)格、傳動比、裝配型式、標(biāo)準(zhǔn)號。 其標(biāo)記符號如下： N－NGW（N－內(nèi)嚙合、G－公用齒輪、W－外嚙合）型； A－單級行星齒輪減速器，B－兩級行星齒輪減速器，C－三級行星齒輪減速器； Z－定軸圓柱齒輪，S－螺旋錐齒輪，D－底座聯(lián)接，F(xiàn)－法蘭聯(lián)接，L－立

25、式行星減速器。 第2章 行星齒輪的初步計(jì)算與選取 2.1 已知條件 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用的原始資料（數(shù)據(jù)）及設(shè)計(jì)技術(shù)要求： 3.4本章小結(jié) 這一章主要對減速器的裝配條件和傳動效率進(jìn)行了計(jì)算，確定了減速器的潤滑和密封。 第4章 齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算 4.1 齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算 4.2校核其齒面接觸強(qiáng)度 （1）確定使用系數(shù)KA 查表6-7（見參考文獻(xiàn)[2]）得 KA=1.1(工作機(jī)中等沖擊，原動機(jī)輕微沖擊的情況下) （2）確定動載荷系數(shù)KV 取功率P=45KW,na

26、=377.1r/min 已知d1=85mm,有公式（6-57）（見參考文獻(xiàn)[2]）得 計(jì)算動載荷系數(shù)kv由公式（6-58）（見參考文獻(xiàn)[2]）得 取傳動精度系數(shù)為7即c=6， B=025(7-5)0.667=0.817 A=50+56(1-B)=60.248 所以kv=1.17. （3）齒向載荷分布系數(shù) 因?yàn)樵?K-H行星齒輪傳動的內(nèi)齒輪寬度與行星輪分度圓直徑的比值小于1，所以。 （4）齒間載荷分配系數(shù) 查表6-9（見參考文獻(xiàn)[2]）得 （5）行星輪間載荷分配不均勻系數(shù) 查圖7-19（見參考文獻(xiàn)[2]）取 由公式7-12得（見參考文獻(xiàn)[2]）

27、取 （6）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖6-9（見參考文獻(xiàn)[2]）得 （7）彈性系數(shù) 查表6-10（見參考文獻(xiàn)[2]）得 （8）重合度系數(shù) 已知a-c副 ,b-c副 所以 （9）螺旋角系數(shù) （10）試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限 查圖6-14（a）（見參考文獻(xiàn)[2]）得 （11）最小安全系數(shù) 查表6-11（見參考文獻(xiàn)[2]）得 （12）接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) a-c：用表6-13（見參考文獻(xiàn)[2]）得 查表6-12（見參考文獻(xiàn)[2]）得 c-b： 由表6-12（見參考文獻(xiàn)[2]）得 （13）潤滑油膜影響系數(shù) 查圖6

28、-17（見參考文獻(xiàn)[2]）取 查圖6-18（見參考文獻(xiàn)[2]）取 查圖6-19（見參考文獻(xiàn)[2]）取; （14）齒面硬化系數(shù) 已知條件中給定硬度為45-56HRC,取=1.0； （15）尺寸系數(shù) 查表6-15（見參考文獻(xiàn)[2]）得=0.9997 a-c副：許用接觸應(yīng)力 齒面接觸應(yīng)力 ,a-c副滿足齒面接觸強(qiáng)度的要求。 c-b副：許用接觸應(yīng)力 齒面接觸應(yīng)力 ,c-b副滿足齒面接觸強(qiáng)度的要求。 4.3校核其齒跟彎曲強(qiáng)度 （1

29、）彎曲強(qiáng)度計(jì)算中的切向力Ft，使用系數(shù)KA和動載荷系數(shù)KV與接觸強(qiáng)度計(jì)算相同，即; （2）齒向載荷分布系數(shù) =1; （3）齒間載荷分配系數(shù) 查表6-9（見參考文獻(xiàn)[2]）得 （4）齒形系數(shù) 查圖6-22（見參考文獻(xiàn)[2]）得 （5）應(yīng)力修正系數(shù) 查圖6-23（見參考文獻(xiàn)[2]）得 （6）重合度系數(shù) 按公式（6-75）（見參考文獻(xiàn)[2]）計(jì)算，即 （7）螺旋角系數(shù) 查圖6-25（見參考文獻(xiàn)[2]）得 （8）齒輪的彎曲疲勞極限 查圖6-29（見參考文獻(xiàn)[2]）得 （9）彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) 由公式(6-13) （見參考文獻(xiàn)[2]）得

30、 由公式(6-16) （見參考文獻(xiàn)[2]）得 （10）彎曲強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù) 由表6-17（見參考文獻(xiàn)[2]）得 （11）相對齒根圓敏感系數(shù) 由圖6-33（見參考文獻(xiàn)[2]）查得 （12）相對齒根表面狀況系數(shù) 由表6-18（見參考文獻(xiàn)[2]）得 （13）最小安全系數(shù) 由表6-11（見參考文獻(xiàn)[2]）查得 副 許用齒根應(yīng)力 齒根應(yīng)力 副滿足齒根彎曲強(qiáng)度的要求。 副 許用齒根應(yīng)力 齒根應(yīng)力

31、 副滿足齒根彎曲強(qiáng)度的要求。 4.4 本章小結(jié) 這一章主要對行星齒輪的傳動配齒、齒輪的強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，包括齒輪強(qiáng)度的驗(yàn)算、校核齒面的接觸強(qiáng)度、校核齒根的彎曲強(qiáng)度。 第5章 減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 行星架是行星傳動中結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜而重要的構(gòu)件。當(dāng)行星架作為基本構(gòu)件時(shí)，它是機(jī)構(gòu)中承受外力矩最大的零件。因此行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量對行星輪間的載荷分配以及傳動裝置的承載能力、噪聲和振動等有重大影響。 5.1.1行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 行星架的常見結(jié)構(gòu)形式有雙臂整體式、雙臂裝配式和單臂式三種。在制

32、造工藝上又有鑄造、鍛造和焊接等不同形式。 雙臂整體式行星架結(jié)構(gòu)剛性較好，采用鑄造和焊接方法可得到與成品尺寸相近的毛坯，加工余量小。鑄造行星架常用于批量生產(chǎn)地中、小型行星減速器中，如用鍛造，則加工余量大，浪費(fèi)材料和工時(shí)，不經(jīng)濟(jì)。焊接行星架通常用于單件生產(chǎn)的大型行星傳動結(jié)構(gòu)中。 該設(shè)計(jì)選用雙臂式整體行星架（軸與行星架法蘭連接），如圖3-1所示 圖5.1行星架 5.1.2行星架結(jié)構(gòu)計(jì)算（見參考文獻(xiàn)[1]） 當(dāng)兩側(cè)板不裝軸承時(shí)： 取 取 連接板的內(nèi)圓半徑 取 行星架厚度 為內(nèi)齒輪寬度（b=52mm）

33、 行星架外徑 取 5.2齒輪聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 齒輪聯(lián)軸器是用來聯(lián)接同軸線的兩軸，一同旋轉(zhuǎn)傳遞轉(zhuǎn)矩的剛性可移式機(jī)構(gòu)，基本形式見圖3-2. 圖5.2齒輪聯(lián)軸器 1—外齒軸套 2—端蓋 3—內(nèi)齒圈 齒輪聯(lián)軸器是漸開線齒輪應(yīng)用的一個(gè)重要方面，一般由參數(shù)相同的內(nèi)外齒輪副相互配合來傳遞轉(zhuǎn)矩，并能補(bǔ)償兩軸線間的徑向、軸線傾斜的角位移，允許正反轉(zhuǎn)。 沿分度圓（如圖3-3所示）位置剖切外齒，剖切面得齒廓為直線時(shí)，稱之為直齒聯(lián)軸器；齒廓為腰鼓形曲線時(shí)，稱之為鼓形齒聯(lián)軸器。齒輪聯(lián)軸器的內(nèi)齒圈都用直齒。 鼓形齒聯(lián)軸器的

34、主要特點(diǎn)： （1）外齒輪齒厚中間厚兩端薄，允許兩軸線有較大的角位移，一般設(shè)計(jì)為，特殊的設(shè)計(jì)在以上也能可靠地工作。 （2）能承受較大的轉(zhuǎn)矩和沖擊載荷，在相同的角位移時(shí)，比直齒聯(lián)軸器的承載能力高15％-20％，外形尺寸小。 （3）易于安裝調(diào)整。 A A A A 圖5.3 加工鼓形齒常用滾齒法和插齒法，用磨齒和剃齒法也可獲得一定得鼓形量。 齒輪聯(lián)軸器的外齒半聯(lián)軸套和太陽輪做成一體，直徑較小而承受轉(zhuǎn)矩較大情況下常取，并設(shè)計(jì)成鼓形齒。 已知 內(nèi)齒圈寬度（見參考文獻(xiàn)[1]） 取 取 聯(lián)軸器外殼的壁厚為： 取 5.3軸的結(jié)

35、構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸的連接方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等等。 5.3.1輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 （1）擬定軸上零件的裝配方案 擬定軸上的裝配方案是進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提，它決定軸的基本形式。所謂裝配方案就是預(yù)定出軸上主要零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系。如圖2-4中的裝配方案是軸承、套筒、軸承、軸承端蓋依次從軸右端向左裝。 （2）軸上零件的定位 為了防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向和周向的相對運(yùn)動，軸上零件出了游動或空轉(zhuǎn)的要求

36、外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。 1>軸上零件的軸向定位是以套筒、軸承端蓋和軸承蓋來保證的； 2>軸上零件的周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。常用的周向定位的零件有鍵、花鍵、銷、緊定螺釘以及過盈配合等。 (3）各軸段直徑和長度的確定 1>按扭矩計(jì)算軸徑 軸的材料選用40Gr,則查表15-3（見參考文獻(xiàn)[5]）得 計(jì)算軸的直徑： 有公式（15-2）（見參考文獻(xiàn)[5]）得 取 2>初步確定各軸段直徑和長度如圖3-4所示 圖5.4輸入軸 (4)軸上零件的選擇 1>軸承的選擇 2>鍵的選擇 （見參考文獻(xiàn)[7]表14

37、-1）bxh=16x10，L=70mm 5.3.2輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 (1）擬定軸上零件的裝配方案 如圖2-4中的裝配方案是行星架、軸承和軸承蓋，依次從軸左端向右裝。 (2）軸上零件的定位 1>軸上零件的軸向定位是以定位軸肩、軸承端蓋和軸承蓋來保證的； 2>軸上零件的周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。常用的周向定位的零件有鍵、和過盈配合等。 (3）各軸段直徑和長度的確定 1>按扭矩計(jì)算軸徑 選用的原動機(jī)為p=45kw，n=377.1， 根據(jù)公式（15-2）（見參考文獻(xiàn)[5]）得 取。 2>

38、初步確定各軸段直徑和長度如圖3-5所示 (4）軸上零件的選擇 1>軸承的選擇 （見參考文獻(xiàn)[4]） 2>鍵的選擇 （見參考文獻(xiàn)[7]表14-1）bxh=25x14，L=50mm （a） （b） 圖5.5輸出軸 5.4鑄造箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算（見參考文獻(xiàn)[1]） 鑄造機(jī)體的壁厚： 查表7.5（見參考文獻(xiàn)[1]）得 下列計(jì)算均按表7.5-16（見參考文獻(xiàn)[1]）算： 機(jī)體壁厚： 前機(jī)蓋壁厚： 后機(jī)蓋壁厚： 機(jī)蓋法蘭凸緣厚度： 加強(qiáng)肋厚度： 加強(qiáng)肋的斜度為2. 機(jī)體寬度： 機(jī)體機(jī)蓋緊固螺栓直徑： 軸承端蓋螺栓直

39、徑： 底腳螺栓直徑： 機(jī)體底座凸緣厚度： 取 地腳螺栓孔的位置： 取 取 5.5 本章小結(jié) 這一章主要進(jìn)行了輪邊減速器的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，包括對行星架和齒輪聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)和計(jì)算、以及輸入輸出軸和鑄造箱體的設(shè)計(jì)和計(jì)算。 結(jié) 論 1.結(jié)論 本論文鑒于近年來隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，全球汽車總保有量不斷增加，汽車所帶來的環(huán)境污染、能源短缺，資源枯竭等方面的問題越來越突出。日益嚴(yán)重的石油危機(jī)與人們環(huán)保意識的加強(qiáng)，對汽車工業(yè)的發(fā)展提出了極為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，以開發(fā)和推廣

40、電動車，多種代用燃料汽車為主要內(nèi)容的”綠色汽車”工程已在世界范圍內(nèi)展開。而電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)布置比傳統(tǒng)燃油汽車有著更大的靈活性，由驅(qū)動電動機(jī)所在位置以及動力傳遞方式的不同，通?？梢苑譃榧袉坞姍C(jī)驅(qū)動、多電機(jī)驅(qū)動以及電動輪驅(qū)動等型式。其中獨(dú)立電動輪驅(qū)動的電動汽車由于其控制方便、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，成為電動汽車驅(qū)動型式研究的新方向。 發(fā)動機(jī)點(diǎn)火經(jīng)離合器、變速器和分動器把動力傳遞到前、后橋的主減速器，再從主減速器的輸出端傳遞到輪邊減速器及車輪，以驅(qū)動汽車行駛。在這一過程中，輪邊減速器的工作原理就是把主減速器傳遞的轉(zhuǎn)速和扭矩經(jīng)過其降速增扭后，再傳遞到車輪，以便使車輪在地面附著力的反作用下，產(chǎn)生較大驅(qū)動力。

41、 根據(jù)如上所說的問題，本文對微型電動汽車所用的輪邊減速器進(jìn)行了設(shè)計(jì)，至此論文所設(shè)計(jì)的內(nèi)容如下： （1）、行星齒輪減速器齒輪幾何尺寸計(jì)算； （2）、減速器各級齒輪的校核； （3）、軸承選取及壽命計(jì)算； （4）、軸的設(shè)計(jì)； （5）、箱體設(shè)計(jì)， 并解決了如下問題: （1）設(shè)計(jì)一個(gè)符合所給參數(shù)的車用輪邊減速器； （2）對輪邊減速器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的布局，在滿足功能的同時(shí)盡量減少了零件數(shù)； （3）使得傳動系統(tǒng)簡化，盡量使所設(shè)計(jì)的減速器有較好的傳動性能； （4）使輪邊減速器的重量及體積減小、節(jié)省材料； （5）對所設(shè)計(jì)的輪邊減速器尺寸參數(shù)相關(guān)校核； （6）使輪邊減速器的重量及體積

42、減小、節(jié)省材料。 2.進(jìn)一步工作探索的方向 通過這一段時(shí)間的工作學(xué)習(xí)，本文的研究取得了一定的結(jié)果，但是由于本人專業(yè)水平有限且時(shí)間倉促，研究中難免存在一些不完善之處。在當(dāng)前工作的基礎(chǔ)上，今后可以在以下方面繼續(xù)展開研究與探索： (1)為了實(shí)現(xiàn)輪邊減速器與電動汽車的匹配，在與輪邊減速器相聯(lián)接的懸架及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)化分析需要更完善，例如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)化分析； (2)補(bǔ)充對輪邊減速器橋殼的優(yōu)化分析，進(jìn)行滿足強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)要求下的輕量化； (3)補(bǔ)充行星齒輪傳動部分及輪邊減速器整體動力學(xué)分析，研究振動、噪聲問題； (4)加強(qiáng)對輪邊減速器的齒輪傳動以及其他部分的優(yōu)化，在滿足要求的前提下盡量減少

43、用量，以達(dá)到節(jié)省成本的目的。 參考文獻(xiàn) [1].《齒輪手冊》委員會.齒輪手冊上冊.北京.機(jī)械工業(yè)出版社2000 [2].饒振綱.行星齒輪傳動設(shè)計(jì).北京.化學(xué)工業(yè)出版社.2003.7 [3].廖念釗等.互換性與技術(shù)測量.北京.中國計(jì)量出版社.2007.6 [4].《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》編委會.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.滾動軸承.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2007.3 [5].濮良貴、紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)第八版.北京.高等教育出版社.2006.5 [6].馮開平、左宗義.畫法幾何與機(jī)械制圖.廣州.華南理工大學(xué)出版社.2001.9 [7].王昆.機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).北京.

44、高等教育出版社.1996 [8].陳宏鈞等.典型零件機(jī)械加工生產(chǎn)實(shí)例.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2004.8 [9].孫本緒、熊萬武.機(jī)械加工余量手冊.北京.國防工業(yè)出版社.1999.11 [10].趙家齊.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.北京.機(jī)械工業(yè)出版社 [11].江耕華、胡來瑢、陳啟松主編.機(jī)械傳動設(shè)計(jì)手冊.煤炭工業(yè)出版社 [12].孟少農(nóng)主編.機(jī)械加工工藝手冊.第2卷.機(jī)械工業(yè)出版社.1991.9 [13]. 銀保.汽車輪邊減速器.湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005.6 [14]. 汪振曉，李增輝.輪邊差速器總成的設(shè)計(jì).汽車科技.2008.2 [15]. 余志生.汽車?yán)碚揫M].機(jī)

45、械工業(yè)出版社，1987 [16]. 藏杰，閻巖.汽車構(gòu)造.機(jī)械工業(yè)出版社，2005.8 致 謝 經(jīng)過近半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有知道老師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在論文寫作過程中，得到了安永東老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，安老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。除了敬佩安老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永

46、遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在這段時(shí)間里，不管是學(xué)習(xí)上還是生活上，安老師都給了我精心的指導(dǎo)和熱心的關(guān)懷。他深厚的學(xué)術(shù)功底，寬厚的待人之道，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，誨人不倦的師者風(fēng)范，時(shí)刻激勵(lì)著我，教育著我，將使我受益終生．在此謹(jǐn)向安老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 ??在論文即將完成之際，我的心情久久無法平靜，從開始進(jìn)入課題到設(shè)計(jì)的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意! 最后衷心地感謝在百忙中抽出時(shí)間來為我審閱設(shè)計(jì)的各位老師． 附 錄 汽車總質(zhì)量 kg

47、 重力加速度 N/kg 道路最大阻力系數(shù) 驅(qū)動輪的滾動半徑 mm 發(fā)動機(jī)最大扭矩 N·m 主減速比 汽車傳動系的傳動效率 一檔傳動比 汽車滿載載荷 N 路面附著系數(shù) 第一軸與中間軸的中心距 mm 中間軸與倒檔軸的中心距 mm 第二軸與中間軸的中心距

48、mm 中心距系數(shù) 直齒輪模數(shù) 斜齒輪法向模數(shù) 齒輪壓力角 ° 斜齒輪螺旋角 ° 齒輪寬度 mm 齒輪齒數(shù) 齒輪變位系數(shù) 齒輪彎曲應(yīng)力 MPa 齒輪接觸應(yīng)力 MPa 齒輪所受圓周力 N

49、 軸向力 N 徑向力 N 計(jì)算載荷 N·m 應(yīng)力集中系數(shù) 摩擦力影響系數(shù) 齒輪材料的彈性模量 MPa 重合度影響系數(shù) 主動齒輪節(jié)圓半徑 mm 從動齒輪節(jié)圓半徑 mm 主動齒輪節(jié)圓處的曲率半徑 mm 從動齒輪節(jié)圓處的曲率半徑 mm 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa 軸的抗扭截面系數(shù) 軸的材料的剪切彈性模量 MPa 軸截面的極慣性矩 垂直面內(nèi)的撓度 mm 水平面內(nèi)的撓度 mm 25