【正文】 北京理工大學本科生畢業(yè)設計（論文）動力耦合變速方案設計畢業(yè)論文目錄第1章 引 言 1 研究目的及意義 1 研究背景 3 電動客車概況 3 國外現(xiàn)狀 4 國內(nèi)現(xiàn)狀 6 驅(qū)動系統(tǒng)雙電機結構 8 一般電動客車動力布置 8 主輔電機集成驅(qū)動系統(tǒng) 9 本文研究的主要內(nèi)容 10第2章 動力耦合變速方案 11 豐田THS集成驅(qū)動系統(tǒng)介紹 11 方案初選 13（1）方案一。 13 方案選定 15第三章 電機參數(shù)匹配 17 設計要求 17 永磁同步電動機在汽車上的應用 17 電機參數(shù)匹配計算 17 21 電機最高轉(zhuǎn)速及額定轉(zhuǎn)速的選擇 21 最終電機選擇 21 動力性能仿真 21第四章 變速耦合機構尺寸設計 254．1齒輪參數(shù)的確定 25 25 行星齒輪與太陽輪尺寸設計 27 行星齒輪與太陽輪的軸向定位 314．2 軸的設計 33 輸出軸結構設計 33 太陽輪輸入軸結構設計 34 齒圈輸入軸設計 344．3 制動裝置的設計 35 抱帶式制動器的幾何參數(shù)計算 36 外抱帶式制動器結構 384．4 箱體的設計 39 箱體尺寸參數(shù)[10] 39 箱體結構設計 40第5章 零件強度校核 435．1齒輪強度校核 43 輸出軸齒輪強度校核 43 行星齒輪系統(tǒng)強度校核 445．2 軸強度校核 46 輸出軸校核 46 太陽齒輪輸入軸校核 49 齒圈輸入軸校核 505．3 軸承強度校核 51 51第6章 總結 536．1 最終效果圖 536．2 總結與感想 55致 謝 56參考文獻 5761第1章 引 言 研究目的及意義節(jié)能和環(huán)保是現(xiàn)代社會發(fā)展的兩大主題。目前，全球汽車保有量已超過9億量，未來7年內(nèi)全球汽車保有量仍將繼續(xù)增長近20％，汽車在迅速成為人們主要交通方式的同時，也給環(huán)境和能源帶來了極大壓力。據(jù)報道，目前世界污染最嚴重的10個城市有7個在中國，根據(jù)國家環(huán)保中心預測，2010年汽車尾氣排放將占大氣污染的64％。而到了現(xiàn)在，我國二氧化碳排放總量已位居世界第二，2025年前后我國的二氧化碳排放總量可能超過美國。與此同時根據(jù)國際上通行的能源預測數(shù)據(jù)，石油和天然氣將在40．60年內(nèi)枯竭，煤炭也只能用到2220年。據(jù)專家預測，2015年前后可能發(fā)生第三次世界石油危機，現(xiàn)有的能源資源已經(jīng)很難在長期內(nèi)滿足人類的需求，節(jié)能環(huán)保必然成為人類社會發(fā)展的趨勢。交通運輸對環(huán)境的影響同益突出，汽車的能源消費占世界能源總消費的近四分之一，隨著發(fā)展中國家經(jīng)濟水平的提高，汽車的保有數(shù)量在急劇增加，由此而引起的能源與環(huán)境問題就顯得更加嚴重。因石油危機的影響，發(fā)達國家領先進行節(jié)能技術的開發(fā)，將產(chǎn)業(yè)部門的能源消費停留在GNP的一般水平。但是，以汽車為主的運輸部門因其急速普及，能源的消費比其他部門打，占總能源消費的24%，予計算從全世界汽車排出的二氧化碳為64億標準碳噸，由二氧化碳引起的大氣污染及地球溫暖化已對人類的生活環(huán)境產(chǎn)生深刻的影響。在當今世界面臨能源與環(huán)境的雙重危機之時，要求汽車工業(yè)提高汽車的能源使用效率，減少污染物質(zhì)的排出量。[1]哥本哈根聯(lián)合國氣候變化大會于2009年12月7日到18日在丹麥首都哥本哈根召開。192個國家的環(huán)境部長和其他官員們在哥本哈根召開聯(lián)合國氣候會議，商討《京都議定書》一期承諾到期后的后續(xù)方案，就未來應對氣候變化的全球行動簽署新的協(xié)議。在這次大會上各國宣布了各自的減排目標，中國宣布到2020年碳排放下降40~45%減排目標，美國為2020年溫室氣體比2005年減排17%，日本為溫室氣體排放量減少25%，印度為2020年排放比2005年少24%，德國為2020年溫室氣體的排放量比1990年減少40%，俄羅斯宣稱完全有實力達到減排40%目標，澳大利亞為2020年溫室氣體排放削減25%，%%，非洲尋求650億美元環(huán)境賠償，島國聯(lián)盟呼吁發(fā)達國家提高減排至45%。這是繼《京都議定書》后又一具有劃時代意義的全球氣候協(xié)議書，毫無疑問，對地球今后的氣候變化走向產(chǎn)生決定性的影響。雖然在這次大會上世界各國沒有形成法律文本約束下的協(xié)議，但世界各主要國家都表達了自己的積極態(tài)度。盡管各方對長期可持續(xù)的二氧化碳(與能源部門相關的)年均排放量水平的看法各不相同，但是正在出現(xiàn)了一個共識，即在2020要想把全球平均氣溫上升超過2 ℃的概率限制在50%之內(nèi)，大氣層中溫室氣體的濃度要穩(wěn)定在450ppm氧化碳當量左右（即450情景）。要實現(xiàn)這個目標，全球與能源相關的二氧化碳排放量在2020年之前達到峰值309億噸，隨后在2030年下降到264億噸，這比2001年的水平低了24億噸，比現(xiàn)有能源消費模式下預測的2030年的水平低了138億噸。450情景中要求的到2020年(僅10年之隔)的與能源相關的二氧化碳排放削減量是驚人的，其2020年的排放量是307億噸，比參考情景中的排放量少38億噸。在非經(jīng)合組織國家，目前正在考慮的國家政策和運輸及工業(yè)部門的方案能產(chǎn)生16億噸的減排量。450情景中終端用能效率是2030年二氧化碳減排的最大貢獻者，這種減排超過了減排總量的一半還多。在建筑、工業(yè)和運輸上的能效投資通常會有一個短暫的回報期和負的凈減排成本，因為在資本存量的生命周期內(nèi)，燃料費用的節(jié)省資金通常會超過能效措施所需的額外投資費用。即使對未來燃料費用的節(jié)省資金進行了貼現(xiàn)，結果亦然。電力行業(yè)的脫碳技術也在減少排放方面起了很大作用。在450情景下，發(fā)電業(yè)對減排的貢獻超過三分之二(其中40%源于電力需求的下降)。，發(fā)電行業(yè)燃料結構以及技術結構有了很大的轉(zhuǎn)變：與現(xiàn)有能源消費模式下預測的2030年情景相比，煤電會減半，同時核電和可再生能源會做出更大的貢獻。美國和中國加起來占到全球電力行業(yè)減排量的大概一半。和參考情景相比，發(fā)電行業(yè)(和工業(yè))中二氧化碳捕集和封存(CCS)占了2030年總減排量的10%。汽車排放引起的大氣污染及地球溫室效應對人類的生活和認知產(chǎn)生深刻的變化，因此，如何提高能源利用效率、減少對環(huán)境的污染，已經(jīng)成為汽車系統(tǒng)設計與系統(tǒng)控制的首要課題。20世紀90年代以來，世界各國對節(jié)約能源和改善環(huán)保的呼聲日益高漲，越來越嚴格的排放限制和油耗法規(guī)正激勵著更安全、清潔和高效的汽車的發(fā)展。目前，人們基本上已經(jīng)有一個共識，就是純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車等新能源汽車是解決這些問題最有效的途徑。而其中電動汽車更占據(jù)著一些無可比擬的優(yōu)點：首先，無污染，噪聲小。電動汽車無內(nèi)燃機汽車工作時產(chǎn)生的廢氣，不產(chǎn)生排氣污染，對環(huán)境保護和空氣的潔凈是十分有益的，幾乎是“零污染”。眾所周知，內(nèi)燃機汽車廢氣中的CO、HC及NOX、微粒、臭氣等污染物形成酸雨酸霧及光化學煙霧。電動汽車無內(nèi)燃機產(chǎn)生的噪聲，電動機的噪聲也較內(nèi)燃機小。噪聲對人的聽覺、神經(jīng)、心血管、消化、內(nèi)分泌、免疫系統(tǒng)也是有危害的；其次，結構簡單，使用維修方便。電動汽車較內(nèi)燃機汽車結構簡單，運轉(zhuǎn)、傳動部件少，維修保養(yǎng)工作量小。當采用交流感應電動機時，電機無需保養(yǎng)維護，更重要的是電動汽車易操縱；然后，能量轉(zhuǎn)換效率高，同時可回收制動、下坡時的能量，提高能量的利用效率。電動汽車的研究表明，其能源效率已超過汽油機汽車。特別是在城市運行，汽車走走停停，行駛速度不高，電動汽車更加適宜。電動汽車停止時不消耗電量，在制動過程中，電動機可自動轉(zhuǎn)化為發(fā)電機，實現(xiàn)制動減速時能量的再利用。有些研究表明，同樣的原油經(jīng)過粗煉，送至電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池，再由電池驅(qū)動汽車，其能量利用效率比經(jīng)過精煉變?yōu)槠?，再?jīng)汽油機驅(qū)動汽車高，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量；最后，可在夜間利用電網(wǎng)的廉價“谷電”進行充電，起到平抑電網(wǎng)的峰谷差的作用。電動汽車的應用可有效地減少對石油資源的依賴，可將有限的石油用于更重要的方面。向蓄電池充電的電力可以由煤炭、天然氣、水力、核能、太陽能、風力、潮汐等能源轉(zhuǎn)化。除此之外，如果夜間向蓄電池充電，還可以避開用電高峰，有利于電網(wǎng)均衡負荷，減少費用。因此，發(fā)展純電動汽車是解決上述問題的最有效的途徑之一。[2] 研究背景 電動客車概況電動汽車是指全部或部分由電能驅(qū)動電機作為動力系統(tǒng)的機動車輛，包括純電動汽車EV(Electric Vehicle)、混合動力電動汽車HEV(Hybrid vehicle)和燃料電池汽車FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)等類型。隨著全球能源短缺和環(huán)境污染問題的日益加劇，世界各國都充分認識到節(jié)能和環(huán)保對人類生存的重要意義。近幾十年來，三分汽車天下的美、日和歐洲國家的80多家公司(其中有美國的福特、通用和克萊斯勒公司，日本的豐田、日產(chǎn)、本田公司，法國的雷諾、標致、雪鐵龍公司，意大利的菲亞特公司以及瑞士的荷拉奇和埃蘇拉公司等)不惜投人巨額資金，研究開發(fā)新一代電動汽車。國際上涌現(xiàn)的電動汽車熱，為中國汽車工業(yè)實現(xiàn)技術跨越發(fā)展提供了空前的機遇。因為電動汽車與傳統(tǒng)的汽油汽車相比，它不單純是發(fā)動機的簡單替換，其設計、加工、材料以及電氣、控制系統(tǒng)都要作出相應地改變，使整車參數(shù)合理匹配，這意味著以汽車工業(yè)為國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)的世界發(fā)達國家的工業(yè)體系將面臨著重大的調(diào)整。選擇發(fā)展電動汽車不僅僅是保護環(huán)境和節(jié)約能源的問題，更會對改變中國汽車工業(yè)的落伍狀況、尋求國民經(jīng)濟新的增長點、增強國家實力等方面起到極大的推動作用，具有重大的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實意義。為此，中國政府有關部門在地方政府和眾多企、事業(yè)單位的積極參與和支持下，制定并實施了一系列發(fā)展電動汽車的計劃和行動。國家電動汽車重大科技產(chǎn)業(yè)工程項目已于1996年啟動，項目研究進展順利，總體概念車設計已基本完成，控制器和特種專用電動機也達到當代國際先進水平，特別是主