毕业设计论文新能源汽车两档变速器设计.docx

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1、新能源汽车两档变速箱结构设计【摘要】随着石油资源的日益减少和环境保护要求的提高，新能源汽车的发展越来越受到人们的重视，然而，对动力传动系统部件的设计参数进行研究是提高新能源汽车性能的重要手段之一。变速器是汽车重要的传动系组成，在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。新能源汽车的变速器与普通变速器相比，其结构有所不同。因为驱动电机的旋向可以通过电路控制实现变换，所以新能源汽车无需内燃机汽车变速器中的倒档而设置倒档轴，只需应用电机反转来实现倒车行驶。设计中利用已知参数确定变速器各参数，对轴和各挡齿轮进行校核，绘制出装配图及零件图。同时本设计对新能源汽车的动力传动系统进行了匹配设

2、计计算，计算结果表明达到性能要求。【关键词】：新能源汽车、传动、变速箱、匹配E1ectricvehic1etransmissionanddrive1inesystemdesignAbstractWithoiIresourcesdwindIingandenvironmentaIimprovement,thedeveIopmentofeIectricvehic1esisreceivingincreasingattention.However,inthemotivepowerandothertechnicaIbreakthroughsmadeeffectivebeforethepowertrainc

3、omponentsofthedesignparametersofthestudyistoimprovetheperformanceofeIectricvehic1es,oneoftheimportantmeans.Transmissionisimportantautomotivepowertraincomponents,achangeinawiderangeofsizeofvehic1espeedandtorqueofthemotorvehic1ewhee1size.Thetransmissionofe1ectricvehic1esascomparedwithordinarytransmiss

4、ion,itsstructureisdifferent.Becauseoftherotarydrivemotorcircuitcanbecontro11edtoachievethetransformation,sonointernaIcombustionengineforeIectricvehic1esintheautomubiIetransmissionandsetupreverseais.simp1ytheapp1icationofinversionroachievethereversingmotortraffic.Knownparametersofthedesignoftransmiss

5、ionoftheb1ocktodeterminethetransmissionratio.Atthesametime,thedesignofmatchingca1cu1ationresu1tsshowthattheperformancerequirementstomeet.Keywords:eIectricvehic1e、transmission、gearbox、matching目录第1章绪论31.1 新能源汽车的简介31.2 新能源汽车传动装置的特点41.3 新能源汽车变速器的功用4第2章新能源汽车动力传动系统匹配计算42.1 计算最高车速42.2 车辆加速时间的计算52.3 车辆爬坡的计算

6、5第3章新能源汽车变速器设计方案及论证5第4章变速器各主要参数的设计计算及校核74.1 主要参数设计74.2 齿轮强度计算104.3 确定轴的尺寸12第5章同步器的选择155.1 同步器的工作原理155.2 同步器的功用同步器的种类155.3 同步器的参数的确定155.3.1 摩擦因数155.3.2 同步环主要尺寸确定15第6章变速器操纵机构166.1 对变速器操纵机构的要求176.2 直接操纵手动换档变速器176.3 远距离操纵手动换档变速器176.4 变速器自锁、互锁、倒档锁装置176.4.1 自锁装置176.4.2 互锁装置17第7章零件的加工工艺187.1 齿轮轴加工工艺187.2 齿

7、轮加工工艺197.3 端盖加工工艺197.4 装酉己图20第十章结论21感谢词22参考文献22第I章绪论1.1 新能源汽车的简介新能源汽车是指以车我电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。新能源汽车的优点是：（1）无污染，噪声低新能源汽车无内燃机汽车工作时产生的废气，不产生排气污染，对环境保护和空气的洁净是十分有益的，有“零污染”的美称。新能源汽车无内燃机产生的噪声，电动机的噪声也较内燃机小（2）能源效率高，多样化新能源汽车的研究表明，其能源效率已超过汽油机汽车，特别是在城市运行，汽车走走停停，行驶速度不高，新能源汽车更加适宜。新能源汽车停止时不消耗电量，在制动过

8、程中，电动机可自动转化为发电机，实现制动减速时能量的再利用。另一方面，新能源汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖，可将有限的石油用于更重要的方面。向蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、风力、潮汐等能源转化。除此之外，如果夜间向蓄电池充电，还可以避开用电高峰，有利于电网均衡负荷，减少费用。(3)结构简单，使用维修方便新能源汽车较内燃机汽车结构简单，运转、传动部件少，维修保养工作量小，当采用交流感应电动机时，电机无需保养维护，更重要的是新能源汽车易操纵。1.2 新能源汽车传动装置的特点新能源汽车传动装置的作用是将电动机的驱动转矩传给汽车的驱动轴，当采用电动轮驱动时，传动装置的

9、多数部件常常可以忽略。因为电动机可以带负载启动.所以新能源汽车上无需传统内燃机汽车胸离合器。因为驱动电机的旋向可以通过电路控制实现变换，所以新能源汽车无需内燃机汽车变速器中的倒档.当采用电动机无级调速控制时，新能源汽车可以忽略传统汽车的变速器.在采用电动轮驱动时，新能源汽车也可以省略传统内燃机汽车传动系统的差速器。13新能源汽车变速器的功用改变传动比，满足不同行驶条件对牵引力的需要，使发动机尽量工作在有利的工况下，满足可能的行驶速度要求。在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。由于汽车行驶条件不同，要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化。(3)中断动力传递，在电动机起

10、动，怠速运转，汽车换档或需要停车进行动力输出时，中断向驱动轮的动力传递。(4)实现空档，当离合器接合时，变速箱可以不输出动力。例如，可以保证驾驶员在电动机不熄火时松开离合器踏板离开驾驶员座位。汽车变速器是通过改变传动比，适应在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。第2章新能源汽车动力传动系统匹配计算汽车的动力性是指汽车在良好的路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的，所能达到的平均行驶速度。汽车是一种高效率的运输工具，运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。所以，动力性使汽车各种性能中最基本、最重要的性能。普通汽车的动力性能指标包括最

11、高车速、加速时间和最大坡度,但对于新能源汽车还必须包括续驶里程。2.1计算最高车速F=mgcos*fmgSin+CdAu221.15+mdudt(2-1)其中：ZF为车辆行驶的总阻力.N；m为最大整车质量，kg;m=1500kg；f为滚动阻力系数；f=0.01；a为坡道角：a=20o；Cd为空气阻力系数：Cd=0.35;A为迎风面积：A=1.4*1.1=1.54;U为行驶车速.km/h；3为车辆旋转质量换算系数：=1+1+2z2=1+Z+(2-2)mr=1+0.06+0.04*1.72=1.1756式中61、32主要与车型有关,轿车1在0.050.07之间(取0.06),32在0.030.05

12、之间(取0.04)沁为主减速器减速比；i。=4.714乙为变速器传动比；t=1.7OO力为传动效率；=0.95Ft主驱动电机一最大限流工作时车辆获得的驱动力：Ft=TiqigiCr1T/=5329.177Nnm为主驱动电机的工作转速.r/min；nm=4000rpmr为车轮半径：r=0.3io为主减速比：io=4.71422车辆加速时间的计算t=1/3.6(J(mamb)Ft-(rrw+mb)gf-CdAua221.15dua(2-3)JV1其中V1为加速行驶起始车速mh,v1=0,V2为加速行驶终止车速mh,v2=45km/h2.3 车辆爬坡的计算由公式计算得：b=Ft-Cdua2/21.1

13、5(ma+mb)gJ(I+(2-4)i=tan=tanarcsinb-arctanf)=15.5%(2-5)2.4 续驶里程的计算s=Ee=wbmb/(ma+mb)e=113km(2-6)其中：E为电池组充满电时的总能量.kwh.E=16kwh;e为电动车辆单位里程能耗.kwh/kw;Wb为电池比能量kwhkg.w=36.7kwh/kg;eO为电动车辆行独的比耗.kwhkm,第3章新能源汽车变速器设计方案及论证正确选择变速器的挡位数和传动比，使之与电动机参数优化匹配，以保证新能源汽车具有良好动力性能：(1)保证汽车有必要的动力性和经济性；(2)设置空挡.用来切断电动机动力向驱动轮的传输；(3)

14、设置倒挡，使汽车能倒退行驶；(4)设置动力输出装置.需要时能进行功率输出；(5)换挡迅速，省力，方便；(6)工作可靠。汽车行驶过程中，变速器不得有跳挡，乱挡及换挡冲击等现象的发生；(7)变速器应当有高的工作效率；(8)变速器的工作噪声低；除此以外，变速器还应当达到轮廓尺寸和质量小，制造成本低，维修方便的目标。满足汽车有必要的动力性和经济性指标，这与变速器的档数，传动比范围和各挡传动比有关。汽车工作的道路条件越复杂，比功率越小，变速器的传动比范围越大。近年来，变速器操纵机构有向自动操纵方向发展的趋势。为满足以上使用性能要求，本变速器采用有级式变速器。变速器由变速传动机构和操纵机构构成。变速器传动

15、机构包括欢动齿轮、传动齿轮、传动轴。实现操作需要避免、避免冲击不值得同步器，操作机构还要求有自锁和互锁装置。轿车多采用两轴式变速器，货车多采用三轴式变速器。同步器设计采用锁环式同步器。(1)传动机构布置方案分析变速器传动机构有两种分类方法。根据轴的形式不同，分为固定轴式和旋转轴式(常配合行星齿轮传动)两类。固定轴式又分为两轴式，中间轴式.双中间轴式变速器。固定轴式应用广泛,其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上。中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。旋转轴式主要用于液压机械式变速嚣。与中间轴式变速嚣比较，两轴式具有结构简单，轮廓尺寸小，布置方便。此外，因为其经过一对齿轮啮合传动动力，故传动效率高同时噪音低。三轴式变速器与两轴式相比各档多了一对齿轮传动因而传递效率低噪音大0所以选择本设计两轴式双挡变速器。(2)变速其主要参数选择1)挡数增加变速器的档数能改善汽车的动力性和经济性，挡数越多，变速器的结构越复杂，并且是尺寸轮廓和质量加大.同时操纵机构复杂，而且在使用时换挡频率也增高.由于新能源汽车的发展起步晚，受技术限制所以选用两挡变速