【正文】 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動電動機作為動力系統(tǒng) 3 的汽車，具有高效、節(jié)能、低噪聲、零排放等顯著優(yōu)點，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 50年代，莢國科學家羅伯特發(fā)明了電動汽車輪轂。其設計是將電動機、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用電動輪結構，近年來，隨著電動汽車的興起．輪轂電機驅動又得到重視。輪彀電機驅動系統(tǒng)的布置非常靈活．直接將電動機安裝在車輪輪毅中，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因而簡化整車結構、提高了傳動效率、同時能借助現(xiàn)代計算機控制技術直接控制各電動輪實現(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)．其結構更加簡單、囊湊，占用空間更小，更容易實現(xiàn)全輪驅動。這些突出優(yōu)點，使電動輪驅動成為電動汽車發(fā)展的一個獨特方向。 電動汽車驅動系統(tǒng)布置比傳統(tǒng)燃油汽車有著更大的靈活性，由驅動電動機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驅動、多電機驅動以及電動輪驅動等型式。其中獨立電動輪驅動的電動汽車由于其控制方便、結構緊湊等優(yōu)點，成為電動汽車驅動型式研究的新方向。 電動機本身具有調(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，作為輪邊驅動的一個選擇裝置，在傳統(tǒng)動力汽車上已獲得了較多的應用。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矩而使尺寸及質(zhì)量過大，則應將傳動系的傳動比盡可能多地分配給驅動橋，這就導致了這些重型車輛驅動橋的主減速比很大，當其值大于 12 時，則需要采用單級 (或雙級 )主減速器附加輪邊減速器的結構型式，不僅使驅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，由于電動輪的應用，輪邊減速器也得到越來越多的應用。 采用輪邊減速器是為了提高汽車的驅動力，以滿足或修正整個傳動系統(tǒng)驅動力的匹配。目前采用的輪邊減速器，就是為滿足整個傳動系統(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，減輕變速箱負載。 發(fā)動機點火經(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速和扭矩經(jīng)過其降速增扭后，再傳遞到車輪，以便使車輪 4 在地面附著力的反作用下，產(chǎn)生較大驅動力。 微型電動汽車的輪邊減速器將動力從原動機 (此研究中即為輪轂驅動電機 )直接傳遞給車輪，其主要功能是降低轉速、增加轉矩，從而使原動機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計與研究中，將緊密結合整車性能的要求，并考慮與輪邊減速器相匹配的制動系統(tǒng)、懸架、輪轂電機等裝置的布局與設計問題，借鑒不同型式的輪邊減速器結構上的優(yōu)點及參數(shù)選擇的合理性，利用先進的計算機虛擬技術 ，對微型電動汽車的輪邊減速器進行設計與研究。 行星齒輪傳動與普通定軸齒輪傳動相比較，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； 這些已被我國越來越多的機械工程技術人員所了解和重 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特的優(yōu)點。行星齒輪傳動不僅適用于高速、大功率而且可用于低速、大轉矩的機械傳動裝置上。它可以用作減速、增速和變速傳動，運動的合成和分解，以及其特殊的應用中；這些功用對于現(xiàn)代機械傳動發(fā) 展有著重要意義。因此，行星齒輪傳動在起重運輸、工程機械、冶金礦山、石油化工、建筑機械、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)部門均獲得了廣泛的應用。 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用、生產(chǎn)和研究都十分重視，在結構優(yōu)化、傳動性能、傳遞功率、轉矩和速度等方面均處于領先地位；并出現(xiàn)了一些新型的行星傳動技術，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)代機械傳動設備中獲得了成功的應用。 行 星齒輪傳動在我國已有了許多年的發(fā)展史，很早就有了應用。然而，自二十世紀60年代以來，我國才開始對行星齒輪傳動進行了較深入、系統(tǒng)的研究和試制工作。無論是在設計理論方面，還是在試制和應用實踐方面，均取得了較大的成就，并獲得了許多的研究成果。 近 20年來，尤其是我國改革開放以來，隨著我國科學技術的進步和發(fā)展，我國已從世界上許多工業(yè)發(fā)達的國家引進了大量先進的機械設備和技術，經(jīng)過我國機械科技人員不斷積極地吸收和消化，與時俱進、開拓創(chuàng)新地努力奮進，使得我國的行星傳動技術有了迅速發(fā)展。目前，我國已有許多的機械設計人員開始 研究分析和應用上述的新 5 型行星齒輪傳動技術，并期待著能有更大的突破。 據(jù)有關資料介紹，人們認為目前行星齒輪傳動技術的發(fā)展方向如下： （ 1） 標準化、多品種 目前世界上已有 50多個漸開線行星齒輪傳動系列設計，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 行星傳動機構中的齒輪廣泛采用滲碳和淡化化學熱處理。齒輪制造精度一般均在 6級以上。 （ 3）高轉速、大功率 行星齒輪傳動機構在高速傳動中，如在高速汽輪傳動中已獲得廣泛的應用，其傳動功率也越來越大。 （ 4）大 規(guī)格、大轉矩，在中低速、重載傳動中，傳動大轉矩的大規(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、標準號。 其標記符號如下： 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－法蘭聯(lián)接， L－立式行星 減速器 。 6 第 2 章 行星齒輪的初步計算與選取 已知條件 畢業(yè)設計（論文） 使用的原始資料（數(shù)據(jù)）及設計技術要求： 設計一種微型電動車用的輪邊減速器，是為電動汽車的輪邊驅動系統(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。大型車輛的輪邊減速器的結構型式可以為電動汽車的輪邊減速器提供參考，縮小結構尺寸，而增大減速比，滿足輪邊驅動系統(tǒng)的使用要求。 額定功率： 3kw；額定轉速： 3500rpm；最大轉矩： 25NM；減速比： 1： 9；車輪半徑： 260mm；載重量： 1000kg；最高時速： 50km／ h；每天工作 12h，使用壽命 8 年 要求： 設計說明書一份， 萬字以上； 輪邊減 速器裝配圖一張、齒輪、箱體等零件圖若干張 ，折合 3張 AO 圖紙。 設計計算 選取行星輪傳動的傳動類型和傳動簡圖 根據(jù)上述設計要求：給定傳動比、結構合理、緊湊。據(jù)各行星輪傳動類型的傳動 7 比和工作特點可知 2KH型結構緊湊，傳動比符合給定要求。其傳動簡圖如圖 21所示。、圖中太陽輪 a 輸入，行星架 x 輸出，內(nèi)齒圈 b 固定。 輸入 輸出bacx 圖 行星傳動的傳動簡圖 行星輪傳動的配齒計算 在確定行星輪傳動的各輪齒數(shù)時，除了滿足給定的 傳動比外，還應滿足與其裝配有關的條件，即同心條件、鄰接條件和安裝條件。此外，還應考慮到與其承載能力有關的其他條件。 在給定傳動比的情況下，行星輪傳動的各輪齒數(shù)的確定方法有兩種：（一）、計算法；（二）、查表法。下面采用計算法來確定各輪齒數(shù)： 由公式 328得abzzp? =pi 1==（見參考文獻 [2]） （一般 p 取 3— 8，在滿足 pi 的條件下為減小行星傳動的徑向尺寸中心輪 a和行星輪 c的尺寸應盡可能地小。） 由公式 329（見參考文獻 [2]）得 apab zizpz )1( ????? 取 az =17 則 bz ==，圓整后取 bz =61。 根據(jù)同心條件可以求得行星輪的齒數(shù)： 由公式 330（見參考文獻 [2]）得 2 abc zzz ??=，圓整后取 22?cz 。 8 所以，行星輪傳動的各輪齒數(shù)分別為 ?az 17， ?bz 61， ?cz 22。 初步計算齒輪的主要參數(shù) 標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有五個：齒數(shù)，模數(shù)，壓力角，齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)，在確定上述基本參數(shù)后，齒輪的齒形及幾何尺寸就完全確定了。 已知： ,1,20,22,61,17 ?????? ?? chzzz acba ?? 齒輪的幾何尺寸計 算如下： （見參考文獻 [2]） 分度圓直徑： 85175 ???? aa mzd 305615 ???? bb mzd 110225 ???? cc mzd 齒頂高：外嚙合副 ??? ca 5??? ?aacaa mhhh 內(nèi)嚙合副 5????? mhbc ac ?????? ?? mhhh aab 齒根高： ????? ?? mchh af 全齒高： fa hhh ?? a 輪 ?h b 輪 ?h c 輪 ?h 齒頂圓直徑： a 輪 952 ??? aa hdd c 輪 1202 ??? aa hdd b 輪 ??? aa hdd 齒根圓直徑： a 輪 ??? faf hdd b 輪 1 72 ??? fbf hdd c 輪 ??? fcf hdd 9 基圓直徑： a 輪 s ??? ?ab dd b 輪bd? c 輪 ?bd 中心距： ca? 副 )(2/1 ca zza ?? ? bc? 副 )(2/1 ??? cb zza 齒頂圓壓力角： a 輪 ? r c c os ??aba dd?