【正文】 電動(dòng)汽車(chē) (包括純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)以及燃料電池汽車(chē) )，即全部或部分用電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力系統(tǒng) 3 的汽車(chē)，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(shì)，因此它是解決上述 問(wèn)題的最有效途徑。 在 20世紀(jì) 50年代，莢國(guó)科學(xué)家羅伯特發(fā)明了電動(dòng)汽車(chē)輪轂。其設(shè)計(jì)是將電動(dòng)機(jī)、減速器、傳動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)融為一體。 1968年，通用電氣公司將這種電動(dòng)輪轂裝置運(yùn)用到大型礦用自卸車(chē)上，并取名為“電動(dòng)輪”，這是第一次在汽車(chē)上采用電動(dòng)輪結(jié)構(gòu)，近年來(lái)，隨著電動(dòng)汽車(chē)的興起．輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)又得到重視。輪彀電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置非常靈活．直接將電動(dòng)機(jī)安裝在車(chē)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(jiǎn)化整車(chē)結(jié)構(gòu)、提高了傳動(dòng)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(dòng)輪實(shí)現(xiàn)電子差速．無(wú)論 從體積、質(zhì)量，還是從功率、載重能力看，電動(dòng)輪相較于傳統(tǒng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)．其結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、囊湊，占用空間更小，更容易實(shí)現(xiàn)全輪驅(qū)動(dòng)。這些突出優(yōu)點(diǎn)，使電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)成為電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的一個(gè)獨(dú)特方向。 電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置比傳統(tǒng)燃油汽車(chē)有著更大的靈活性，由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所在位置以及動(dòng)力傳遞方式的不同，通常可以分為集中單電機(jī)驅(qū)動(dòng)、多電機(jī)驅(qū)動(dòng)以及電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)等型式。其中獨(dú)立電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)由于其控制方便、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，成為電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)型式研究的新方向。 電動(dòng)機(jī)本身具有調(diào)速的功能，如果在電動(dòng)汽車(chē)上繼續(xù)保留內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)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(dòng)的一個(gè)選擇裝置，在傳統(tǒng)動(dòng)力汽車(chē)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(chē)、大型公交車(chē)等，常要求具有高的動(dòng)力性，而車(chē)速則可相對(duì)較低，因此其低檔傳動(dòng)比就會(huì)很大，為了避免變速器、分動(dòng)器、傳動(dòng)軸等總成因需承受過(guò)大的轉(zhuǎn)矩而使尺寸及質(zhì)量過(guò)大，則應(yīng)將傳動(dòng)系的傳動(dòng)比盡可能多地分配給驅(qū)動(dòng)橋，這就導(dǎo)致了這些重型車(chē)輛驅(qū)動(dòng)橋的主減速比很大，當(dāng)其值大于 12 時(shí)，則需要采用單級(jí) (或雙級(jí) )主減速器附加輪邊減速器的結(jié)構(gòu)型式，不僅使驅(qū)動(dòng)橋中間部分主減速器的輪廓尺寸減小，加大了離地問(wèn)隙 ，并可得到大的驅(qū)動(dòng)橋減速比，而且半軸、差速器及主減速器從動(dòng)齒輪等零件的尺寸也可減小。對(duì)于新興的電動(dòng)汽車(chē)，由于電動(dòng)輪的應(yīng)用，輪邊減速器也得到越來(lái)越多的應(yīng)用。 采用輪邊減速器是為了提高汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力，以滿足或修正整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)力的匹配。目前采用的輪邊減速器，就是為滿足整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)匹配的需要，而增加的一套降速增扭的齒輪傳動(dòng)裝置。安裝在車(chē)輛動(dòng)力輸出終端，減輕變速箱負(fù)載。 發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火經(jīng)離合器、變速器和分動(dòng)器把動(dòng)力傳遞到前、后橋的主減速器，再?gòu)闹鳒p速器的輸出端傳遞到輪邊減速器及車(chē)輪，以驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛。在這一過(guò)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(guò)其降速增扭后，再傳遞到車(chē)輪，以便使車(chē)輪 4 在地面附著力的反作用下，產(chǎn)生較大驅(qū)動(dòng)力。 微型電動(dòng)汽車(chē)的輪邊減速器將動(dòng)力從原動(dòng)機(jī) (此研究中即為輪轂驅(qū)動(dòng)電機(jī) )直接傳遞給車(chē)輪，其主要功能是降低轉(zhuǎn)速、增加轉(zhuǎn)矩，從而使原動(dòng)機(jī)的輸出動(dòng)力能夠滿足電動(dòng)車(chē)的行車(chē)動(dòng)力需求。在對(duì)電動(dòng)汽車(chē)輪邊減速器的設(shè)計(jì)與研究中，將緊密結(jié)合整車(chē)性能的要求，并考慮與輪邊減速器相匹配的制動(dòng)系統(tǒng)、懸架、輪轂電機(jī)等裝置的布局與設(shè)計(jì)問(wèn)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(duì)微型電動(dòng)汽車(chē)的輪邊減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究。 行星齒輪傳動(dòng)與普通定軸齒輪傳動(dòng)相比較，具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大、承載能力大以及傳動(dòng)平穩(wěn)和傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)； 這些已被我國(guó)越來(lái)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(lèi)型的行星齒輪傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)裝置上。它可以用作減速、增速和變速傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的合成和分解，以及其特殊的應(yīng)用中；這些功用對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)發(fā) 展有著重要意義。因此，行星齒輪傳動(dòng)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(chē)、船舶、兵器、和航空航天等工業(yè)部門(mén)均獲得了廣泛的應(yīng)用。 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì) 世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，如日本、德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)和俄羅斯等，對(duì)行星齒輪傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)技術(shù)，如封閉行星齒輪傳動(dòng)、行星齒輪變速傳動(dòng)和微型行星齒輪傳動(dòng)等早已在現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備中獲得了成功的應(yīng)用。 行 星齒輪傳動(dòng)在我國(guó)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(lái)，我國(guó)才開(kāi)始對(duì)行星齒輪傳動(dòng)進(jìn)行了較深入、系統(tǒng)的研究和試制工作。無(wú)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。 近 20年來(lái)，尤其是我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，我國(guó)已從世界上許多工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家引進(jìn)了大量先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備和技術(shù)，經(jīng)過(guò)我國(guó)機(jī)械科技人員不斷積極地吸收和消化，與時(shí)俱進(jìn)、開(kāi)拓創(chuàng)新地努力奮進(jìn)，使得我國(guó)的行星傳動(dòng)技術(shù)有了迅速發(fā)展。目前，我國(guó)已有許多的機(jī)械設(shè)計(jì)人員開(kāi)始 研究分析和應(yīng)用上述的新 5 型行星齒輪傳動(dòng)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(dòng)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(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)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(dòng)機(jī)構(gòu)中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(jí)以上。 （ 3）高轉(zhuǎn)速、大功率 行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在高速傳動(dòng)中，如在高速汽輪傳動(dòng)中已獲得廣泛的應(yīng)用，其傳動(dòng)功率也越來(lái)越大。 （ 4）大 規(guī)格、大轉(zhuǎn)矩，在中低速、重載傳動(dòng)中，傳動(dòng)大轉(zhuǎn)矩的大規(guī)格的行星齒輪傳動(dòng)已有了較大的發(fā)展 。 減速器 的代號(hào)包括：型號(hào)、級(jí)別、聯(lián)接型式、規(guī)格代號(hào)、規(guī)格、傳動(dòng)比、裝配型式、標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。 其標(biāo)記符號(hào)如下： N－ NGW（ N－內(nèi)嚙合、 G－公用齒輪、 W－外嚙合）型； A－單級(jí)行星齒輪 減速器 ， B－兩級(jí)行星齒輪 減速器 ， C－三級(jí)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(jì)算與選取 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： 設(shè)計(jì)一種微型電動(dòng)車(chē)用的輪邊減速器，是為電動(dòng)汽車(chē)的輪邊驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用，工作力矩較小，但因沒(méi)有主減速器而需要更大的減速比。大型車(chē)輛的輪邊減速器的結(jié)構(gòu)型式可以為電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)系統(tǒng)的使用要求。 額定功率： 3kw；額定轉(zhuǎn)速： 3500rpm；最大轉(zhuǎn)矩： 25NM；減速比： 1： 9；車(chē)輪半徑： 260mm；載重量： 1000kg；最高時(shí)速： 50km／ h；每天工作 12h，使用壽命 8 年 要求： 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份， 萬(wàn)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(shè)計(jì)計(jì)算 選取行星輪傳動(dòng)的傳動(dòng)類(lèi)型和傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 根據(jù)上述設(shè)計(jì)要求：給定傳動(dòng)比、結(jié)構(gòu)合理、緊湊。據(jù)各行星輪傳動(dòng)類(lèi)型的傳動(dòng) 7 比和工作特點(diǎn)可知 2KH型結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比符合給定要求。其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 21所示。、圖中太陽(yáng)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(dòng)的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 行星輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算 在確定行星輪傳動(dòng)的各輪齒數(shù)時(shí)，除了滿足給定的 傳動(dòng)比外，還應(yīng)滿足與其裝配有關(guān)的條件，即同心條件、鄰接條件和安裝條件。此外，還應(yīng)考慮到與其承載能力有關(guān)的其他條件。 在給定傳動(dòng)比的情況下，行星輪傳動(dòng)的各輪齒數(shù)的確定方法有兩種：（一）、計(jì)算法；（二）、查表法。下面采用計(jì)算法來(lái)確定各輪齒數(shù)： 由公式 328得abzzp? =pi 1==（見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2]） （一般 p 取 3— 8，在滿足 pi 的條件下為減小行星傳動(dòng)的徑向尺寸中心輪 a和行星輪 c的尺寸應(yīng)盡可能地小。） 由公式 329（見(jiàn)參考文獻(xiàn) [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(jiàn)參考文獻(xiàn) [2]）得 2 abc zzz ??=，圓整后取 22?cz 。 8 所以，行星輪傳動(dòng)的各輪齒數(shù)分別為 ?az 17， ?bz 61， ?cz 22。 初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有五個(gè)：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(jì) 算如下： （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [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?