【正文】 徑向的分力（徑向力）Fr，沿齒輪周向的分力（切向力）Ft，沿齒輪軸向的分力（軸向力）Fx 。齒部彎曲安全系數(shù) S = / = （49）因此，齒條設(shè)計滿足彎曲疲勞強度設(shè)計要求。沿齒面接觸線單位長度上的平均載荷P（單位為N/mm）為P = （410）式中Fn ——作用在齒面接觸線上的法向載荷；L ——沿齒面的接觸線長，單位mm。即Pca=KP=K （411）式中K——載荷系數(shù)。取失效概率為1%，安全系數(shù)S = 1，可得計算接觸疲勞許用應(yīng)力==1100MPa （422） 式中 K——接觸疲勞壽命系數(shù)由此可得 所以，齒輪所選的參數(shù)滿足齒輪設(shè)計的齒面接觸疲勞強度要求。因此，齒根彎曲強度也應(yīng)按載荷作用于單對齒嚙合區(qū)最高點來計算[10]。 可得， = 。4. 3 齒輪軸強度校核 軸的受力分析若略去齒面間的摩擦力，則作用于節(jié)點P的法向力Fn可分解為徑向力Fr和分力F，分力F又可分解為圓周力Ft和軸向力Fa。mm (430)合成彎矩，aa剖面左側(cè)N 軸的彎扭合成強度校核由《機械設(shè)計》[4]查得，=60/100=。為此，轉(zhuǎn)向梯形應(yīng)保證內(nèi)、外轉(zhuǎn)向車輪的理想轉(zhuǎn)角關(guān)系。車輛在轉(zhuǎn)向過程中，如果轉(zhuǎn)向前輪的偏轉(zhuǎn)角相同，將使前后橋車輪的瞬間轉(zhuǎn)向中心不一致，車輪將產(chǎn)生側(cè)滑，結(jié)果造成輪胎磨損量增加，行駛阻力變大，轉(zhuǎn)向困難。 轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的設(shè)計轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的任務(wù)是將轉(zhuǎn)向器輸出端的擺動轉(zhuǎn)變?yōu)樽蟆⒂肄D(zhuǎn)向車輪繞其轉(zhuǎn)向主銷的偏轉(zhuǎn)，并使它們偏轉(zhuǎn)到繞同一瞬時轉(zhuǎn)向中心的不同軌跡圓上，實現(xiàn)車輪無滑動地滾動轉(zhuǎn)向。在現(xiàn)代球形鉸接的結(jié)構(gòu)中均是用彈簧將球頭與襯墊壓緊。球形鉸接的殼體則用鋼35或40制造。防塵套夾在轉(zhuǎn)向器兩側(cè)的殼體和轉(zhuǎn)向橫拉桿上，這些防塵套阻止雜物進入球銷及齒條中。 轉(zhuǎn)向橫拉桿及接頭的尺寸設(shè)計參數(shù)序號項目符號尺寸參數(shù)()1橫拉桿總長3302橫拉桿直徑183螺紋長度254外接頭總長1085球頭銷總長626球頭銷螺紋公稱直徑M1017外接頭螺紋公稱直徑M12第6章基于CATIA的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的三維建模第6章 基于CATIA的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的三維建模 CATIA軟件簡介CATIA是法國達索公司的產(chǎn)品開發(fā)旗艦解決方案。通過使企業(yè)能夠重用產(chǎn)品設(shè)計知識，縮短開發(fā)周期，CATIA解決方案加快企業(yè)對市場的需求的反應(yīng)。主要思路如下：建立圓柱體— 在圓柱體一端面畫輪齒的輪廓— 投影到另一個端面再旋轉(zhuǎn)一個角度— 通過Multisection Solid 功能完成單齒三維構(gòu)造—圓形陣列。只能在二維圖中顯示。圖63 安裝殼體橫拉桿總成橫拉桿體與齒輪齒條轉(zhuǎn)向器用球頭座連接，和轉(zhuǎn)向梯形臂用球頭銷接頭連接。本次設(shè)計，所選用的轉(zhuǎn)向器為適用于各種車型的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，對于已知的汽車數(shù)據(jù)如軸距，整備質(zhì)量等參數(shù)，計算轉(zhuǎn)向系所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)，并且對其進行了強度校核的分析。在我畢業(yè)設(shè)計期間，導(dǎo)師對我的學(xué)習(xí)及課題進行了精心的指導(dǎo)和諄諄的教誨，從本課題的開始到論文的終稿，其中無不凝結(jié)著導(dǎo)師的心血和汗水。感謝學(xué)院所有的領(lǐng)導(dǎo)和老師四年來對我的栽培和指導(dǎo)。2000年進口石油7000萬噸，成品油3000萬噸，進口石油價格達25億美元；2001年進口石油大約8000萬噸；2002年的統(tǒng)計數(shù)字還沒有出來，但預(yù)計不會少于9000萬噸。2001年，經(jīng)過多方論證和廣泛征求意見，中國科技部啟動了國家、地方和企業(yè)配套資金合計約24億元人民幣的電動汽車重大科技專項?，F(xiàn)在，對于全球的汽車制造商來說，中國已經(jīng)成為最大的市場之一。 在中國汽車市場急速發(fā)展的同時，中國的汽油消費快速增長，盡管每輛車每天的汽油消費(以升計算)在過去的8年里有略微減少，從1985年的l4．8升減少到1995年的9．7升。中國經(jīng)濟正在飛速發(fā)展并帶動了汽車需求，它所帶來的巨大的石油需求令人擔憂。從1978年放松對私有汽車的限制開始，中國的汽車擁有率就開始快速增加，這部分是因為過去對汽車供給嚴加控制所引起的大量被抑制的潛在需求現(xiàn)在被釋放出來，部分是因為經(jīng)濟的迅速發(fā)展。在達到人均GDP12 000元(恒定人民幣)時，拐點將產(chǎn)生，此后中國的汽車擁有率才會開始減速增長。目前采用的鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池，它們已達到的實際性能指標和市場平均價格。實踐證實鉛酸電池在這一低端產(chǎn)品市場上有較強的競爭力和實用性。 近年由于磷酸鐵鋰離子電池的研發(fā)有重大突破，又大大提高了電池的安全性。據(jù)統(tǒng)計，法國城鎮(zhèn)居民80％ 以上日均駕車里程少于50kin，在美國，汽車駕駛者也有60％以上日均行駛里程少于50km，80％以上日均行 駛里程少于90km。與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車和一般混合動力汽車(HEV)對比，PHEV由于更多的依賴動力電池驅(qū)動汽車，因此它的燃油經(jīng)濟性進一步提高，二氧化碳和氮氧化物排 放更少。近20年來，由于石油危機和大氣污染日趨嚴重，以質(zhì) 子交換膜式為代表的燃料電池技術(shù)，受到世界各國普遍重視。 燃料電池電動汽車存在的技術(shù)、經(jīng)濟問題： (1)燃料電池發(fā)動機的耐久性壽命短一般僅1000～I200小時(國外達2200小時)，燃料電池汽車行駛4～5萬km ，功率即下降～40％，和傳統(tǒng)內(nèi)燃機可普遍行駛50萬km以上相比，差距很大； (2)燃料電池發(fā)動機的制造成本居高不下一般估計3萬元／kW(國外成本約3000美元／kW)，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機僅 200～350元／kW相比，差距巨大。2. 設(shè)計布置方案方案，選擇電機及轉(zhuǎn)向器。 主要參考文獻 1 胡澤春宋永華徐智威羅卓偉占愷嶠[J]. 中國電機工程學(xué)報2012,324110. 2 宋永華楊岳希胡澤春電動汽車電池的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]電網(wǎng)技術(shù)2011 35(4)17 3 Einhorn M Conte VKral C et al Comparison of electrical battery models using a numerically optimized parameterization method[C] //IEEE Vehicle Power and Propulsion ConferenceChicagoIEEE2011 17 4 Zhang Hanlei Chow M YComprehensive dynamic battery modeling for PHEV applications[C]//IEEE Power and Energy Society General Meeting Minneapolis IEEE 201016 5 Fernandez L P Roman T G SCossent RAssessment of the impact of plugin electri c vehicles on distribution networks[J] IEEE Trans. on Power System2011 26(1)206213 6 羅卓偉胡澤春宋永華等電動汽車充電負荷計算方法[J]電力系統(tǒng)自動化2011 35(14) 3642 7 鄭競宏戴夢婷張曼王文倬朱守真. 住宅區(qū)式電動汽車充電站負荷集聚特性及其建模[J]. 中國電機工程學(xué)報201232223238 8 Ashtari A Bibeau E Shahidinejad Set al PEV Charging profile prediction and analysis based o。四、研究工作進度 研究工作按周次進行。2. 解決路感，和輪胎的自動回證問題。 質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)主要優(yōu)點： (1)其排放生成物是水及水蒸汽，為零污染； (2)能量轉(zhuǎn)換效率可高達60～70％； (3)無機械振動、低噪聲、低熱輻射； (4)宇宙質(zhì)量中有75％是氫，地球上氫也幾乎是無處不在。 燃料電池電動汽車（PCEV） 早在1839年，英國人格羅孚就提出了氫和氧反應(yīng)發(fā)電的原理。 PHEV是在混合動力汽車上增加了純電動行駛工況，并且加大了動力電池容量，使PHEV采用純電動工況可行 駛50～90km，超過這一里程，即必須起動內(nèi)燃機，采用混合驅(qū)動模式。我國擁有鋰資源優(yōu)勢，鋰電池產(chǎn)量到2004年已占全球市場的37．1％，預(yù)計到2015年以后，鋰離子電池的性／價比有望達到可以和鉛酸電池競爭的水平，而成為未來電動汽車的主要動力電池。鋰離子電池技術(shù)發(fā)展很快，近10年來，其比能量由100Wh／kg增加到 180Wh／kg，比功率可達2000W／kg，循環(huán)壽命達1000次以上，工作溫度范圍達40～55℃。計算時，假設(shè)所有電池最高可充電荷電狀態(tài)(SOC)，即實際可用的電池容量僅占總?cè)萘康?0％；由電網(wǎng)供電平均價為0．68元／kWh（目前廣東省居民用電），則電池每放出Ikwh（1度）電，則 ，粗略計算中可知， ／kwh，但充入電池，再從電池取出，鉛酸電池每提供1kWh電能，（500/300/=）為電池循環(huán)折舊費，而從鎳氧電池中每提供lkWh電能，（5000/800/+=），（4000/600/+=），即后二種先進電池供電成本是鉛酸電池的三倍多，但是從比能量來看，由于鎳氫電池和鋰離子電池遠遠優(yōu)于鉛酸電池，在相同重量的情況下，鎳氫和鋰離池的電池容量大幅高于鉛酸電池，毫無疑問，重量在汽車方面是一個非常重要的參數(shù)，又因為環(huán)保的因素，鉛酸電池不可能批量裝配使用在汽車上面。 純電動汽車(PEV) 純電動汽車是指完全由動力蓄電池提供電力驅(qū)動的電動汽車，雖然它已有l(wèi)34年的悠久歷史，但一直 僅限于某些特定范圍內(nèi)應(yīng)用，市場較小。另外從合計數(shù)據(jù)做出的時間序列回歸結(jié)果可以看出，中國汽車擁有率的收入彈性很高且正在持續(xù)上升中。在19851995年這10年里，中國的GDP以平均每年9．8％的速度增長。然而，中國每輛車每天的汽油消費量還是明顯比其他亞洲欠發(fā)達國家要多，如印度、印度尼西亞、韓國、馬來西亞、巴基斯坦和泰國。很多年前，汽車生產(chǎn)上的協(xié)議使得很多公司在中國建設(shè)合作生產(chǎn)設(shè)備，如奧迪、克萊斯勒、豐田等。中國是當今世界上最大的發(fā)展中國家，而且正在實現(xiàn)工業(yè)化。近幾年我國汽車保有量持續(xù)快速增長，汽車尾氣已成了大氣污染的罪魁禍首，有預(yù)測報告說，到2010年，我國許多大城市的汽車尾氣排放量將比現(xiàn)在增長一倍。盡管汽車生產(chǎn)商因銷量大增而歡天喜地，消費者因品種增加而選擇余地更大，但由此造成的現(xiàn)實與未來的交通擁堵、原油進口以及環(huán)境壓力卻不能不讓人感到擔憂。和激勵。但由于經(jīng)驗較少，所選用的桿件長度，難免有不當之處，需要今后在實踐自中總結(jié)經(jīng)驗。對于現(xiàn)在的社會發(fā)展趨勢來說，超微型電動車也是研究的熱點。但在導(dǎo)出二維圖的時候要隱藏。具體參照齒輪軸畫法。 CATIA系列產(chǎn)品已經(jīng)在七大領(lǐng)域里成為首要的3D設(shè)計和模擬解決方案：汽車、航空航天、船舶制造、廠房設(shè)計、電力與電子、消費品和通用機械制造[9]。模塊化的CATIA系列產(chǎn)品旨在滿足客戶在產(chǎn)品開發(fā)活動中的需要，包括風(fēng)格和外型設(shè)計、機械設(shè)計、設(shè)備與系統(tǒng)工程、管理數(shù)字樣機、機械加工、分析和模擬。這些端部與梯形轉(zhuǎn)向桿系的相似。球頭銷通過螺紋與齒條連接。球銷與襯墊均采用低碳合金鋼如12CrNi3A，18MnTi，或20CrN制造，工作表面經(jīng)滲碳淬火處理，～，表面硬度HRC 56～63。 轉(zhuǎn)向傳送機構(gòu)的臂、桿與球銷轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的桿件應(yīng)選用剛性好、質(zhì)量小的30或35號鋼的無縫鋼管制造，其沿長度方向的外形可根據(jù)總布置的需要確定[12]。阿克曼理論轉(zhuǎn)向特性，是以汽車前輪定位角都等于零、 行走系統(tǒng)為剛性、 汽車行駛過程中無側(cè)向力為假設(shè)條件的。無論采用哪一種方案，必須正確選擇轉(zhuǎn)向梯形參數(shù)，做到汽車轉(zhuǎn)彎時，保證全部車輪繞一個瞬時轉(zhuǎn)向中心行駛，使在不同圓周上運動的車輪，作無滑動的純滾動運動。則彎曲應(yīng)力 MPa (437)應(yīng)力幅 MPa (438)平均應(yīng)力 切應(yīng)力 MPa MPa安全系數(shù) (439) (440) (441)查得[4]許用安全系數(shù)[S]=～，顯然S[S]，故aa剖面安全圖43 軸的受力分析圖第5章 轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)設(shè)計第5章 轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)的設(shè)計 轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)概述轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)用來保證轉(zhuǎn)彎行駛時汽車的車輪均能繞同一瞬時轉(zhuǎn)向中心在不同半徑的圓周上作無滑動的純滾動。mm (432)(4) 畫轉(zhuǎn)矩圖（） 轉(zhuǎn)矩 =mm (428)在垂直面上，aa剖面左側(cè)N因此，本次設(shè)計及滿足了小齒輪的齒面接觸疲勞強度又滿足了小齒輪的彎曲疲勞強度，符合設(shè)計要求。將當量齒輪的有關(guān)參數(shù)代入直齒圓柱齒輪的彎曲強度計算公式，考慮螺旋角使接觸線傾斜對彎曲強度有利的影響而引入螺旋角系數(shù)，可得到斜齒圓柱齒輪的彎曲疲勞強度計算校核公式[5]： （423）齒間載荷分配系數(shù)= ；齒向載荷分配系數(shù) = ；載荷系數(shù)K= = =；齒形系數(shù) ；校正系數(shù) = ；螺旋角系數(shù)，查得[5]。當齒輪在齒頂處嚙合時，處于雙對齒嚙合區(qū)，此時彎矩的力臂最大，但力并不是最大，因此彎矩不是最大。 齒向荷分配系數(shù)，齒寬系數(shù)為 φd = =