【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(jì)滿足彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。沿齒面接觸線單位長(zhǎng)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(zhǎng)，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(jì)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(jì)的齒面接觸疲勞強(qiáng)度要求。因此，齒根彎曲強(qiáng)度也應(yīng)按載荷作用于單對(duì)齒嚙合區(qū)最高點(diǎn)來(lái)計(jì)算[10]。 可得， = 。4. 3 齒輪軸強(qiáng)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(diǎn)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(qiáng)度校核由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[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(guò)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(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的任務(wù)是將轉(zhuǎn)向器輸出端的擺動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽?、右轉(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(shí)轉(zhuǎn)向中心的不同軌跡圓上，實(shí)現(xiàn)車輪無(wú)滑動(dòng)地滾動(dòng)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(jìn)入球銷及齒條中。 轉(zhuǎn)向橫拉桿及接頭的尺寸設(shè)計(jì)參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)尺寸參數(shù)()1橫拉桿總長(zhǎng)3302橫拉桿直徑183螺紋長(zhǎng)度254外接頭總長(zhǎng)1085球頭銷總長(zhǎng)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(jiǎn)介CATIA是法國(guó)達(dá)索公司的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)旗艦解決方案。通過(guò)使企業(yè)能夠重用產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)，縮短開(kāi)發(fā)周期，CATIA解決方案加快企業(yè)對(duì)市場(chǎng)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(huà)輪齒的輪廓— 投影到另一個(gè)端面再旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度— 通過(guò)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(jì)，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(duì)于已知的汽車數(shù)據(jù)如軸距，整備質(zhì)量等參數(shù)，計(jì)算轉(zhuǎn)向系所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)，并且對(duì)其進(jìn)行了強(qiáng)度校核的分析。在我畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，導(dǎo)師對(duì)我的學(xué)習(xí)及課題進(jìn)行了精心的指導(dǎo)和諄諄的教誨，從本課題的開(kāi)始到論文的終稿，其中無(wú)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(lái)對(duì)我的栽培和指導(dǎo)。2000年進(jìn)口石油7000萬(wàn)噸，成品油3000萬(wàn)噸，進(jìn)口石油價(jià)格達(dá)25億美元；2001年進(jìn)口石油大約8000萬(wàn)噸；2002年的統(tǒng)計(jì)數(shù)字還沒(méi)有出來(lái)，但預(yù)計(jì)不會(huì)少于9000萬(wàn)噸。2001年，經(jīng)過(guò)多方論證和廣泛征求意見(jiàn)，中國(guó)科技部啟動(dòng)了國(guó)家、地方和企業(yè)配套資金合計(jì)約24億元人民幣的電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng)?，F(xiàn)在，對(duì)于全球的汽車制造商來(lái)說(shuō)，中國(guó)已經(jīng)成為最大的市場(chǎng)之一。 在中國(guó)汽車市場(chǎng)急速發(fā)展的同時(shí)，中國(guó)的汽油消費(fèi)快速增長(zhǎng)，盡管每輛車每天的汽油消費(fèi)(以升計(jì)算)在過(guò)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(guó)經(jīng)濟(jì)正在飛速發(fā)展并帶動(dòng)了汽車需求，它所帶來(lái)的巨大的石油需求令人擔(dān)憂。從1978年放松對(duì)私有汽車的限制開(kāi)始，中國(guó)的汽車擁有率就開(kāi)始快速增加，這部分是因?yàn)檫^(guò)去對(duì)汽車供給嚴(yán)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(lái)，部分是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展。在達(dá)到人均GDP12 000元(恒定人民幣)時(shí)，拐點(diǎn)將產(chǎn)生，此后中國(guó)的汽車擁有率才會(huì)開(kāi)始減速增長(zhǎng)。目前采用的鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池，它們已達(dá)到的實(shí)際性能指標(biāo)和市場(chǎng)平均價(jià)格。實(shí)踐證實(shí)鉛酸電池在這一低端產(chǎn)品市場(chǎng)上有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和實(shí)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(jì)，法國(guó)城鎮(zhèn)居民80％ 以上日均駕車?yán)锍躺儆?0kin，在美國(guó)，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(jī)汽車和一般混合動(dòng)力汽車(HEV)對(duì)比，PHEV由于更多的依賴動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)汽車，因此它的燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步提高，二氧化碳和氮氧化物排 放更少。近20年來(lái)，由于石油危機(jī)和大氣污染日趨嚴(yán)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(guó)普遍重視。 燃料電池電動(dòng)汽車存在的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題： (1)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的耐久性壽命短一般僅1000～I(xiàn)200小時(shí)(國(guó)外達(dá)2200小時(shí))，燃料電池汽車行駛4～5萬(wàn)km ，功率即下降～40％，和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)可普遍行駛50萬(wàn)km以上相比，差距很大； (2)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的制造成本居高不下一般估計(jì)3萬(wàn)元／kW(國(guó)外成本約3000美元／kW)，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)僅 200～350元／kW相比，差距巨大。2. 設(shè)計(jì)布置方案方案，選擇電機(jī)及轉(zhuǎn)向器。 主要參考文獻(xiàn) 1 胡澤春宋永華徐智威羅卓偉占愷嶠[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)2012,324110. 2 宋永華楊岳希胡澤春電動(dòng)汽車電池的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[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(dòng)汽車充電負(fù)荷計(jì)算方法[J]電力系統(tǒng)自動(dòng)化2011 35(14) 3642 7 鄭競(jìng)宏戴夢(mèng)婷張曼王文倬朱守真. 住宅區(qū)式電動(dòng)汽車充電站負(fù)荷集聚特性及其建模[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)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(jìn)度 研究工作按周次進(jìn)行。2. 解決路感，和輪胎的自動(dòng)回證問(wèn)題。 質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)主要優(yōu)點(diǎn)： (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(dá)60～70％； (3)無(wú)機(jī)械振動(dòng)、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(wú)處不在。 燃料電池電動(dòng)汽車（PCEV） 早在1839年，英國(guó)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(dòng)力汽車上增加了純電動(dòng)行駛工況，并且加大了動(dòng)力電池容量，使PHEV采用純電動(dòng)工況可行 駛50～90km，超過(guò)這一里程，即必須起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)，采用混合驅(qū)動(dòng)模式。我國(guó)擁有鋰資源優(yōu)勢(shì)，鋰電池產(chǎn)量到2004年已占全球市場(chǎng)的37．1％，預(yù)計(jì)到2015年以后，鋰離子電池的性／價(jià)比有望達(dá)到可以和鉛酸電池競(jìng)爭(zhēng)的水平，而成為未來(lái)電動(dòng)汽車的主要?jiǎng)恿﹄姵?。鋰離子電池技術(shù)發(fā)展很快，近10年來(lái)，其比能量由100Wh／kg增加到 180Wh／kg，比功率可達(dá)2000W／kg，循環(huán)壽命達(dá)1000次以上，工作溫度范圍達(dá)40～55℃。計(jì)算時(shí)，假設(shè)所有電池最高可充電荷電狀態(tài)(SOC)，即實(shí)際可用的電池容量?jī)H占總?cè)萘康?0％；由電網(wǎng)供電平均價(jià)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(jì)算中可知， ／kwh，但充入電池，再?gòu)碾姵厝〕?，鉛酸電池每提供1kWh電能，（500/300/=）為電池循環(huán)折舊費(fèi)，而從鎳氧電池中每提供lkWh電能，（5000/800/+=），（4000/600/+=），即后二種先進(jìn)電池供電成本是鉛酸電池的三倍多，但是從比能量來(lái)看，由于鎳氫電池和鋰離子電池遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(wú)疑問(wèn)，重量在汽車方面是一個(gè)非常重要的參數(shù)，又因?yàn)榄h(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(dòng)汽車(PEV) 純電動(dòng)汽車是指完全由動(dòng)力蓄電池提供電力驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)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(chǎng)較小。另外從合計(jì)數(shù)據(jù)做出的時(shí)間序列回歸結(jié)果可以看出，中國(guó)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(guó)的GDP以平均每年9．8％的速度增長(zhǎng)。然而，中國(guó)每輛車每天的汽油消費(fèi)量還是明顯比其他亞洲欠發(fā)達(dá)國(guó)家要多，如印度、印度尼西亞、韓國(guó)、馬來(lái)西亞、巴基斯坦和泰國(guó)。很多年前，汽車生產(chǎn)上的協(xié)議使得很多公司在中國(guó)建設(shè)合作生產(chǎn)設(shè)備，如奧迪、克萊斯勒、豐田等。中國(guó)是當(dāng)今世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，而且正在實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。近幾年我國(guó)汽車保有量持續(xù)快速增長(zhǎng)，汽車尾氣已成了大氣污染的罪魁禍?zhǔn)?，有預(yù)測(cè)報(bào)告說(shuō)，到2010年，我國(guó)許多大城市的汽車尾氣排放量將比現(xiàn)在增長(zhǎng)一倍。盡管汽車生產(chǎn)商因銷量大增而歡天喜地，消費(fèi)者因品種增加而選擇余地更大，但由此造成的現(xiàn)實(shí)與未來(lái)的交通擁堵、原油進(jìn)口以及環(huán)境壓力卻不能不讓人感到擔(dān)憂。和激勵(lì)。但由于經(jīng)驗(yàn)較少，所選用的桿件長(zhǎng)度，難免有不當(dāng)之處，需要今后在實(shí)踐自中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于現(xiàn)在的社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)說(shuō)，超微型電動(dòng)車也是研究的熱點(diǎn)。但在導(dǎo)出二維圖的時(shí)候要隱藏。具體參照齒輪軸畫(huà)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(jì)和模擬解決方案：汽車、航空航天、船舶制造、廠房設(shè)計(jì)、電力與電子、消費(fèi)品和通用機(jī)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(kāi)發(fā)活動(dòng)中的需要，包括風(fēng)格和外型設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、設(shè)備與系統(tǒng)工程、管理數(shù)字樣機(jī)、機(jī)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(guò)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(jī)構(gòu)的臂、桿與球銷轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的桿件應(yīng)選用剛性好、質(zhì)量小的30或35號(hào)鋼的無(wú)縫鋼管制造，其沿長(zhǎng)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(guò)程中無(wú)側(cè)向力為假設(shè)條件的。無(wú)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(shí)，保證全部車輪繞一個(gè)瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心行駛，使在不同圓周上運(yùn)動(dòng)的車輪，作無(wú)滑動(dòng)的純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。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(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)第5章 轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)概述轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)用來(lái)保證轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)汽車的車輪均能繞同一瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心在不同半徑的圓周上作無(wú)滑動(dòng)的純滾動(dòng)。mm (432)(4) 畫(huà)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(jì)及滿足了小齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度又滿足了小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度，符合設(shè)計(jì)要求。將當(dāng)量齒輪的有關(guān)參數(shù)代入直齒圓柱齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式，考慮螺旋角使接觸線傾斜對(duì)彎曲強(qiáng)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(qiáng)度計(jì)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(dāng)齒輪在齒頂處嚙合時(shí)，處于雙對(duì)齒嚙合區(qū)，此時(shí)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 = =