【正文】 煉，送至電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池，再由電池驅(qū)動(dòng)汽車，其能量利用效率比經(jīng)過精煉變?yōu)槠?，再?jīng)汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車高，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量，正是這些優(yōu)點(diǎn)，使電動(dòng)汽車的研究和應(yīng)用成為汽車工業(yè)的一個(gè) “熱點(diǎn) ”。 電動(dòng)汽車傳動(dòng)裝置的特點(diǎn) 電動(dòng)汽車傳動(dòng)裝置的作用是將電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳給汽車的驅(qū)動(dòng)軸，當(dāng)采用電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)裝置的多數(shù)部件常?？梢院雎?。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)可以帶負(fù)載啟動(dòng)，所 以電動(dòng)汽車上無需傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的離合器。因?yàn)轵?qū)動(dòng)電機(jī)的旋向可以通過電路控制實(shí)現(xiàn)變換，所以電動(dòng)汽車無需內(nèi)燃機(jī)汽車變速器中的倒檔。當(dāng)采用電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速控制時(shí)，電動(dòng)汽車可以忽略傳統(tǒng)汽車的變速器。在采用電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)汽車也可以省略傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的差速器。 電動(dòng)汽車 變速器的功用 (1)改變傳動(dòng)比，滿足不同行駛條件對(duì)牽引力的需要，使發(fā)動(dòng)機(jī)盡量工本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 作在有利的工況下，滿足可能的行駛速度要求。 在較大范圍內(nèi)改變汽車行駛速度的大小和汽車驅(qū)動(dòng)輪上扭矩的大小。由于汽車行駛條件不同，要求汽車行駛速度和驅(qū)動(dòng)扭矩能在很大 范圍內(nèi)變化。例如，在高速路上車速應(yīng)能達(dá)到 100km/h，而在市區(qū)內(nèi)，車速常在 50km/h 左右?？哲囋谄街钡墓飞闲旭倳r(shí)，行駛阻力很小，則當(dāng)滿載上坡時(shí)，行駛阻力便很大。而汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的特性是轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而轉(zhuǎn)矩變化范圍更不能滿足實(shí)際路況需要。 (3)中斷動(dòng)力傳遞，在 電 動(dòng)機(jī)起動(dòng)，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，汽車換檔或需要停車進(jìn)行動(dòng)力輸出時(shí)，中斷向驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力傳遞。 (4)實(shí)現(xiàn)空檔，當(dāng)離合器接合時(shí)，變速箱可以不輸出動(dòng)力。例如，可以保證駕駛員在 電動(dòng) 機(jī)不熄火時(shí)松開離合器踏板離開駕駛員座位。 汽車變速器 是通過改變傳動(dòng)比，適應(yīng)在起步、加速、行駛以及克服各種道路阻礙等不同行駛條件下對(duì)驅(qū)動(dòng)車輪牽引力及車速不同要求的需要。通俗上分為手動(dòng)變速器 (MT)，自動(dòng)變速器 (AT)， 手動(dòng) /自動(dòng)變速器，無級(jí)式變速器。 變速器能汽車倒擋行駛；利用空擋，中斷動(dòng)力傳遞，能使汽車啟動(dòng)行駛，怠速，提高速度等。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 2 章 電動(dòng)汽車 動(dòng)力 傳動(dòng)系統(tǒng)匹配計(jì)算 汽車的動(dòng)力性是指汽車在良好的路面上直線行駛時(shí)由汽車受到的縱向外力決定的，所能達(dá)到的平均行駛速 度。汽車是一種高效率的運(yùn)輸工具，運(yùn)輸效率的高低在很大程度上取決于汽車的動(dòng)力性。所以，動(dòng)力性使汽車各種性能中最基本、最重要的性能。 普通汽車的動(dòng)力性能指標(biāo)包括最高車速、加速時(shí)間、和最大坡度。但對(duì)于電動(dòng)汽車還必須包括續(xù)駛里程。 計(jì)算最高車速 ? ? ? ?? ?????? i nc os 2C dA u agmamafgmbmaF ?? dtduambma ）（ ?? ? (21) 其中 ： F? 為車輛行駛的總阻力， N； ma 為出去電池組的整車質(zhì)量， kg； ma =845kg； mb 為電池組質(zhì)量， kg； mb =400kg； f 為滾動(dòng)阻力系數(shù)； f=； ? 為坡道角； ? =15%； Cd 為空氣阻力系數(shù)； Cd=； A 為迎風(fēng)面積； A=； ua 為行駛車速， km/h； ua=45； ? 為車輛旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)： 220221 mriiImrI Tgfw ?? ???? (22) 其中 ： fI 為飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ， ?fI ； wI 為車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ， ?wI ； 0i 為主減速比 ， ?i ； FFt ?? maxnnm? 0 ?? irnu ma km/h 其中 ： Ft=主驅(qū)動(dòng)電機(jī)一最大限流工作時(shí)車輛獲得的驅(qū)動(dòng)力； 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 mn 為主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速， r/min； mn =3567rpm maxn 為主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最高工作轉(zhuǎn)速， r/min； maxn =6000rpm r 為車輪半徑； r= 0i 為主減速比； ?i 車輛加速時(shí)間的計(jì)算 (23) 其中 ： 1v 加速行駛起始車速 m/h， 1v =0 2v 加速行駛終止車速 m/h， 2v =45 km/h 車輛爬坡的計(jì)算 由公式計(jì)算得： ? ? 22 fgmbmauCF adt ??? (24) ? ?? ?fi a r c t a na r c s i nt a nt a n ??? ? = % (25) 續(xù)駛里程的計(jì)算 ? ? 0embmamweEs bb ??? =113km (26) 其中 ： E 為電池組充滿電時(shí)的總能量， kw h， E=16kw h； e 為電動(dòng)車輛單位里程能耗， kw h/kw； bw 為電池比能量， wh/kg， bw = wh/kg； 0e 為電動(dòng)車輛行駛的比耗， kw h/ km 。 ? ? ? ?? ? avv udt duaACgfmbmaFmbmat ? ????? 21 2?本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 3 章 電動(dòng)汽車 變速器設(shè)計(jì)方案及論證 電動(dòng)汽車 變速器的要求： 正確選擇變速器的擋位數(shù)和傳動(dòng)比，使之與 電動(dòng) 機(jī)參數(shù)優(yōu)化匹配，以保證 電動(dòng) 汽車具有良好動(dòng)力性能； 1）保證汽車有必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。 2）設(shè)置空擋，用來切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)輪的傳輸。 3）設(shè)置倒檔，使汽車能倒退行駛。 4）設(shè)置動(dòng)力輸出裝置，需要時(shí)能進(jìn)行功率輸出。 5）換擋迅速，省力，方便。 6）工作可靠。汽車行駛過程中，變速器不得有跳擋，亂擋以及換擋沖擊等現(xiàn)象發(fā)生。 7）變速器應(yīng)當(dāng)有高 的工作效率。 8）變速器的工作噪聲低。 除此以外，變速器還應(yīng)當(dāng) 達(dá)到 輪廓尺寸和質(zhì)量小，制造成本低，維修方便 的目標(biāo) 。滿足汽車有必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，這與變速器的檔數(shù)，傳動(dòng)比范圍和各擋傳動(dòng)比有關(guān)。汽車工作的道路條件越復(fù)雜，比功率越小，變速器的傳動(dòng)比范圍越大。近年來，變速器操縱機(jī)構(gòu)有向自動(dòng)操縱方向發(fā)展的趨勢(shì)。 為滿足以上使用性能要求，本變速器采用有級(jí)式變速器。變速器由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)構(gòu)成。變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括換擋齒輪、傳動(dòng)齒輪、傳動(dòng)軸。實(shí)現(xiàn)操作需要避免、避免沖擊布置的同步器，操縱機(jī)構(gòu)還要求有自鎖和互鎖裝置。轎 車多采用兩軸式變速器，貨車多采用三軸式變速器。同步器設(shè)計(jì)采用鎖環(huán)式同步器。 變速器設(shè)計(jì)方案論證 1） 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有兩種分類方法。根據(jù)軸的形式不同，分為固定軸式和旋轉(zhuǎn)軸式（常配合行星齒輪傳動(dòng)）兩類。固定軸式又分為兩軸式，中間本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 軸式，雙中間軸式變速器。固定軸式應(yīng)用廣泛，其中兩軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的汽車上，中間軸式變速器 多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的汽車上。旋轉(zhuǎn)軸式主要用于液力機(jī)械式變速器。與中 間軸式變速器比較，兩軸式變速器有結(jié)構(gòu)簡單，輪廓尺寸小，布置方便 。 此外，因?yàn)槠浣?jīng)過 一對(duì)齒輪嚙合傳遞動(dòng)力，故傳動(dòng)效率高同時(shí)噪聲也低。三軸式變速器與兩軸式相比各擋多了一對(duì)齒輪傳動(dòng)，因而傳遞機(jī)械效率低噪聲大。所以選擇 本設(shè)計(jì) 兩軸式雙擋變速器。 2) 變速器主要參數(shù)的選擇 (1) 檔數(shù) 增加變速器的檔數(shù)能改善汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。檔數(shù)越多，變速器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，并且是尺寸輪廓和質(zhì)量加大。同時(shí)操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜，而且在使用時(shí)換檔頻率也增高。 由于電動(dòng)汽車的發(fā)展起步晚，受技術(shù)限制所以選用兩擋變速箱 ，倒擋由電機(jī)反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。 (2) 傳 動(dòng)比范圍 變速器的傳動(dòng)比范圍是指變速器最低檔傳動(dòng)比與最高檔轉(zhuǎn)動(dòng)比的比值。 轉(zhuǎn)動(dòng)比范圍的確定與選定的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，汽車的最高車速和使用條件等因素有關(guān)。 (3) 中心距 A 對(duì) 兩 軸式變速器 ,是 輸入 軸與第二軸之間的距離 稱 為變速器中心距 .其大小不僅對(duì)變速器的外形尺寸 ,體積和質(zhì)量大小 ,而且對(duì)輪齒的接觸強(qiáng)度有影響。中心距越小，齒輪的接觸應(yīng)力大，齒輪壽命短。最小允許中心距當(dāng)有保證齒輪有必要的接觸強(qiáng)度來確定。 3) 各檔齒輪齒數(shù)的分配 在初選中心距，齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可更據(jù)變速器的檔數(shù)，傳動(dòng)比和傳動(dòng)方案來分配各檔齒輪的齒數(shù)。 兩 檔變速器為例，說明分配齒數(shù)的方法。盡可能使各檔齒輪的齒數(shù)比應(yīng)該不是整數(shù) 。 4) 變速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 (1) 齒輪的損壞形式 輪齒折斷，齒面疲勞剝落，移動(dòng)換檔齒輪端部破壞。 輪齒折斷分兩種：輪齒受足夠大的沖擊載荷作用，造成輪齒彎曲折斷；輪齒再重復(fù)載荷作用下齒根產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋擴(kuò)展深度逐漸加大，然后出現(xiàn)彎曲折斷。前者在變速器中出現(xiàn)的很少，后者出現(xiàn)的多。 (2) 齒輪強(qiáng)度計(jì)算 與其他機(jī)械行業(yè)相比，不同用途汽車的變速器齒輪使用田間仍是相似 的。此外，機(jī)車變速器齒輪用的材料，熱處理方法，加工方法，精度級(jí)別，本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 支承方式也基本一致。如汽車變速器齒輪用低碳鋼制作，采用剃赤和磨赤精加工 ，齒 輪表面采用滲碳淬火熱處理工藝，齒輪精度為 JB179—83， 6級(jí) 和 7 級(jí)。 5) 軸承的選擇 變速器軸承常采用圓柱滾子軸承，球軸承，滾針軸承，圓錐滾子軸承，滑動(dòng)軸套等。至于何處應(yīng)當(dāng)采用何種軸承，是受結(jié)構(gòu)限制并隨所承受的載荷特點(diǎn)不同而不同。 汽車變速器結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，采用尺寸大些的軸承結(jié)構(gòu)受限制，常在布置上有困難。如變速器的第二軸前端支承在第一軸常嚙合齒輪的內(nèi)腔中，內(nèi)腔尺寸足夠時(shí)可布置圓柱滾子軸承，若空間不足則采用滾針軸承。變速器第一軸前端支承在飛輪的內(nèi)腔里，因有足夠大的空間長采用球軸承來承受向力。 6） 變速 器操縱機(jī)構(gòu) 根據(jù)汽車使用條件的需要，駕駛員利用變速器的操縱機(jī)構(gòu)完成選擋和實(shí)現(xiàn)換擋或退到空擋的工作。 變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足如下主要要求：換擋時(shí)只能掛人一個(gè)擋位，換擋后應(yīng)使齒輪在全齒長上嚙合，防止自動(dòng)脫擋或自動(dòng)掛擋，防止誤掛倒擋，換擋輕便。 用于機(jī)械式變速器的操縱機(jī)構(gòu)，常見的是由變速桿、撥塊、撥叉、變速叉軸及互鎖、自鎖和倒擋鎖裝置等主要件組成，并依靠駕駛員手力完成選擋、換擋或退到空擋工作，稱為手動(dòng)換擋變速器。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 3 IA maxA K T?第 4 章 變速器 各主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 主要參數(shù)設(shè)計(jì) 1)傳動(dòng)比 范圍 變速器的傳動(dòng)比范圍 是指變速器最低檔傳動(dòng)比與最高檔轉(zhuǎn)動(dòng)比的比值。 最高檔通常是直接擋，傳動(dòng)比為 。有的變速器最高檔是超速檔，傳動(dòng)比為 ~。本設(shè)計(jì) 選用直接檔， 傳動(dòng)比為 1， 即減速比為 1。 m a x m a x m a x1 ( c o s s in )TT G f r????? (41) 可得經(jīng)傳動(dòng)系輸出最小轉(zhuǎn)矩為 *m。 由 30 * 88 *1 .2 * 44 17 8gTi?? (42) 得到 gi? 。 所以，新設(shè)計(jì) 變 速器兩個(gè)檔位傳動(dòng)比分別為 1 和 取 1 和 。 2）中心距的計(jì)算 中心距對(duì)變速器的尺寸及質(zhì)量有直接影響，所選的中心距、應(yīng)能保證齒輪的強(qiáng)度。 兩 軸式變速器的中心 距 A（ mm）可根據(jù)對(duì)已有變速器的統(tǒng)計(jì)而得出的經(jīng)驗(yàn)公式初定： (43) 式中 K A中心距系數(shù)。對(duì)轎車， K A =~；對(duì)貨車， K A =~；對(duì)多檔主變速器， K A =~11；在此取 K A =。 式中 TI max 變速器處于一檔時(shí)的輸出扭矩： a xIm ????? ?gteax iTT N﹒ m 故可得出初始中心距 A=,取 60mm。 3）外型尺寸 變速箱的橫向外型尺寸，根據(jù)齒輪直徑以及換擋機(jī)構(gòu)的布置 初步確定。影響變速箱殼體軸向尺寸的因素有擋數(shù)、換擋機(jī)構(gòu)形式以及齒輪形式。 另外根據(jù)變速箱在電動(dòng)汽車中的安裝空間來設(shè)計(jì)。 4）齒輪參數(shù) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 (1)模數(shù) 齒輪模數(shù)是一個(gè)重要參數(shù)，并且影響它的選取因素有很多，如齒輪的強(qiáng)度、質(zhì)量、噪聲和工藝要求等。根據(jù)變速器用齒輪模數(shù)的范圍（ 見表 4表 42）及計(jì)算得本設(shè)計(jì)所用變速箱齒輪模數(shù)如下： 斜齒輪： a 33 ??? Tem n 根據(jù)汽車設(shè)計(jì)書 P91 的表格選擇第一系列的模數(shù)所以取 ?nm 直齒輪： 3?m 表 41 汽車變速器齒輪的法向模數(shù) mm 車型 乘用車的發(fā)動(dòng)機(jī)排量 V/L 貨車的最大總質(zhì)量 ma/t V V ma Ma 模數(shù) ma/mm ~ ~ ~ ~ 表 42 汽車變速器常用的齒輪模數(shù) mm 第一系列 第二系列 (2)齒形、壓力角 α、螺旋角 β 和齒寬 b 汽車變速器齒輪的齒形、壓力角、及螺旋角按表 43 選取 。 表 43 汽車變速器齒輪的齒形、壓力角與螺