【正文】 護環(huán)境、節(jié)約能源有著非常明顯的積極作用，且易于被公眾接受，所以，國外許多大公司都積極開發(fā)電動客車技術(shù)。同年，美國西雅圖市購買了235輛裝備有通用公司Allison Transmission開發(fā)的EPSystem并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)柴油發(fā)動機的混合動力電動客車，并于2004年6月9日投入運營。IVE—CO推出12 m的混合動力大客車，已在順利的試運行。表11給出當前世界各地混合動力城市客車的應(yīng)用情況。2003年，歐盟發(fā)布了氫發(fā)展構(gòu)想報告和行動計劃，表示要在3年內(nèi)開展“歐洲清潔城市運輸項目計劃”。比如斯德哥爾摩冬天的溫度只有零下20℃；馬德里和巴塞羅那夏季炎熱，溫度經(jīng)常沖破43℃；在雷克亞未克，它們要經(jīng)受高鹽度的大西洋空氣的考驗；倫敦、阿姆斯特丹和盧森堡雖然空氣溫和，但是地形各異，交通密度也不同：波爾圖公交的特點是停站多、道路坡度大，這里的平均時速只有9 km；而在澳大利亞的佩斯，車站少、車速高，2．5 h的線路經(jīng)常只有10 min的停車時間。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，到2010年中國城市客車保有量將達到35萬40萬輛。圖11 奧運電動客車中國燃料電池公共汽車商用化示范項目啟動會于2003年3月27日在京召開，標志著這一由中國政府、全球環(huán)境基金(GEF)、聯(lián)合國開發(fā)計劃署(I聊)共同支持，科技部和北京市、上海市共同組織實施的項目進入實施階段。此外，長春一汽集團、武漢理工大學(xué)、哈爾濱中強集團、北京理工大學(xué)、上海汽車集團、華南理工大學(xué)、鄭州宇通集團、合肥安凱公司等單位也都投入到了混合動力客車的研發(fā)大潮中。與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車相比，電動汽車較短的續(xù)駛里程已成為其“致命”的弱點。鈉硫電池的能量勵力比值較高，能夠提供較長的續(xù)駛里程和較大的加速動力，但它要求的工作環(huán)境較苛刻，且其活性物質(zhì)具有強腐化性并易爆炸?，F(xiàn)有電動汽車所使用的電池，都不能在儲存足夠能量的前提下保持合理的尺寸和重量。（5）間接污染嚴重。 驅(qū)動系統(tǒng)雙電機結(jié)構(gòu) 一般電動客車動力布置通常電動大客車都是采用一個大功率驅(qū)動電機加變速箱加一個固定比減速器的方式來完成動力輸出的。其次，系統(tǒng)可靠性和傳動效率受變速機構(gòu)技術(shù)成熟度的制約。此外，與傳統(tǒng)汽車不同的是,電機在低速時可以提供滿載轉(zhuǎn)矩。所以這種雙電機動力結(jié)構(gòu)，在滿足客車高功率、加減速等瞬態(tài)工況頻繁需求的基礎(chǔ)上，既可實現(xiàn)一般電動汽車再生制動，又通過動力系統(tǒng)一定程度上的冗余設(shè)計，可實現(xiàn)當某個驅(qū)動系統(tǒng)出現(xiàn)系統(tǒng)級故障而被迫退出正常工作狀態(tài)后，通過整車控制器(VMS)的協(xié)調(diào)控制，單獨調(diào)節(jié)其它驅(qū)動系統(tǒng)以確保車輛能夠跛行回家。然后參考不同形式的減速器、變速器，對比若干合適方案，并選定課題所需變速箱設(shè)計型式。豐田混合動力車的動力中樞是混合動力系統(tǒng)(THS —Toyota Hybrid System) ,它使汽油機和電力兩種動力系統(tǒng)通過串聯(lián)與并聯(lián)相結(jié)合的形式進行工作,達到低排放的效果。車速越慢,由電動機發(fā)出的最大驅(qū)動力越大。此外,在加速時,從只有電動機驅(qū)動到發(fā)動機啟動的時間減少了40 % ,大大改善了加速響應(yīng),為消除發(fā)動機啟動造成的沖擊,發(fā)電機精確地控制曲軸的停止位置。這樣,發(fā)動機從兩條路線傳遞,即機械路線和電路。行星齒輪架的轉(zhuǎn)軸直接與發(fā)動機連接,通過行星齒輪把動力傳給外齒圈和內(nèi)太陽輪。適合于電動大客車、環(huán)衛(wèi)車等。（2）方案二輔助電機經(jīng)過一個行星減速機構(gòu)減速，再由一對齒輪與中驅(qū)動電機進行動力耦合。圖25此方案工作可靠，能夠?qū)㈦姍C輸出的動力轉(zhuǎn)矩均勻的傳給減速器。 方案選定經(jīng)過以上的方案的比較、分析，借鑒豐田THS的混合動力傳動系統(tǒng)，最終確定如下方案，如圖26。此種多級齒輪的動力輸出形式，對電機跳動也有一定緩沖作用。永磁無刷電動機則將永磁放在轉(zhuǎn)子上并使用其它感測組件的協(xié)助來實現(xiàn)碳刷、換向片的功能, 其優(yōu)點為散熱問題容易處理且無碳刷磨損等問題, 可以擺脫高速與大功率化的限制, 唯一需注意的是如何選配適合的換相感測組件與其安裝位置, 因為該類電動機需要匹配專用的驅(qū)動電路與換相檢測組件。由此，可用固定檔的齒輪傳動裝置來替代多速變速箱，簡化了機械傳動裝置結(jié)構(gòu)。在設(shè)計中一般根據(jù)最高車速確定電機的額定功率，整車的加速、爬坡性能則與峰值功率密切相關(guān)。)8010根據(jù)表31的參數(shù)，對滿足整車性能的電機功率需求計算如下：1） 滿足最高車速的功率：Pe≥(Mgf+CDAumax )umax3600η （）=（18000**+**80*80/）*80/3600/=（2646+2029）*80/3600/=4675*80/3600/=115KW根據(jù)方案的選擇，兩電機在動力耦合后功率應(yīng)大于或等于115kw。確定最小傳動比，應(yīng)考慮三個方面的因素：最大爬坡度、百公里加速時間和地面附著率。通過選擇不同的傳動比，按照國家標準進行整車動力性能仿真，得出不同傳動比下整車的最高車速、爬坡性能和加速性能。小傳動比時，百公里加速時間隨著傳動比的增大明顯減少，但大傳動比時變化比較平緩，直至趨于不變。 電機最高轉(zhuǎn)速及額定轉(zhuǎn)速的選擇電動機的最高轉(zhuǎn)速對電動機成本、制造工藝和傳動系尺寸有很大的影響。電動機最高轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的比值也稱為電機擴大恒功率區(qū)系數(shù)β，隨β值的增大，電動機可在低轉(zhuǎn)速區(qū)獲得較大的轉(zhuǎn)矩，有利于提高車輛的加速和爬坡性能。同時綜合考慮整車布置、電機技術(shù)等原因，確定電機額定轉(zhuǎn)矩為400N?m，最高轉(zhuǎn)速為5500 r/min。 動力性能仿真圖33最高車速仿真圖34 主輔電機驅(qū)動050km/h加速時間圖35主輔電機驅(qū)動0到98km/h加速時間圖36 加速性能仿真圖37 主輔電機驅(qū)動驅(qū)動力與行駛阻力仿真 圖38主輔電機轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩仿真第四章 變速耦合機構(gòu)尺寸設(shè)計4．1齒輪參數(shù)的確定由公式可知，當功率P一定，而轉(zhuǎn)速n越小時，則輸出轉(zhuǎn)矩越大。則行星架輸出功率為=。 傳動比誤差 精確計算螺旋角 計算齒寬 取 計算當量齒數(shù) 計算重合度 ===== 計算圓周速度 行星齒輪與太陽輪尺寸設(shè)計已知從太陽輪輸入的轉(zhuǎn)速最大為nmax=5500rpm。所以可以得出另一個關(guān)系式： 即 （43）則行星輪與太陽輪的傳動比為[8]首先選擇直齒圓柱齒輪作為行星齒輪系統(tǒng)齒輪。尺寸參數(shù)如上文所述，效果示意圖如圖41，42所示圖 41圖 42 行星齒輪與太陽輪的軸向定位由圖41與圖42可以看出，如果只是單純的將太陽輪與行星輪兩兩相接配合的話，則行星輪只在靠近行星架的一方有軸向定位，而在另一方向則沒有軸向定位。圖44圖45圖464．2 軸的設(shè)計選擇軸的材料及熱處理方式。利用扭轉(zhuǎn)強度發(fā)，可知：式中，P=60kw，n=5500rpm，查表C=126~103，取C=120。因為斜齒輪會產(chǎn)生軸向力，因此，支撐選用角接觸軸承7210AC，此軸段直徑取為50mm。圖44確定各軸段直徑:當齒頂圓直徑小于軸直徑的2倍時就可以把齒輪與軸做成一體。 齒圈輸入軸設(shè)計考慮到軸的實際應(yīng)用，采用結(jié)構(gòu)如圖45所示圖45確定各軸段直徑:由于此軸需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩，故左側(cè)用一個直徑為100mm的軸環(huán)加固。4．3 制動裝置的設(shè)計本文中所提到的變速耦合機構(gòu)需要一個制動裝置來固定齒圈，以實現(xiàn)減速增扭得作用，即圖46所示的紅色部分。其制動軸不受彎矩力，占用空間小，制動所需外力小，所以非常適合此機構(gòu)。ξ的具體取值，見表41。假設(shè)松開制動帶后，制動帶的內(nèi)徑與制動輪外景仍是同心圓，即圖47自選鋼帶厚度，螺釘大徑d=5mm,則有：框架板寬度 銷座底板厚度 銷座孔中心高度 制動帶厚度 ，以上值具體定義見圖48。其執(zhí)行裝置可以通過液壓裝置來實現(xiàn)，也可以通過機械式裝置實現(xiàn)（如圖410），本文不再贅述。圖413圖414加上螺栓及軸承蓋的箱體組裝后如圖415和圖416所示。 太陽齒輪輸入軸校核已知行星輪數(shù)量為4，且太陽輪采用直齒圓柱齒輪結(jié)構(gòu)。因此，太陽輪上沒有彎矩作用，只有扭矩作用。 齒圈輸入軸校核已知行星輪數(shù)量為4，且齒圈采用直齒圓柱齒輪結(jié)構(gòu)。該軸所受扭矩為則根據(jù)危險截面校核公式：其中，由于軸單向轉(zhuǎn)動，取a=；W為。由于無法精確確定支反力，因此無法給出精確校核過程。第6章 總結(jié)6．1 最終效果圖基于上述的尺寸計算及設(shè)計，最終變速器效果圖如圖61，圖62，圖63以及圖64所示。熟練掌握了Pro/E三維制圖軟件，AUTOCAD二維制圖軟件，無論對于將來的工作還是學(xué)習(xí)，都打下了一個比較堅實的基礎(chǔ)。致 謝轉(zhuǎn)眼間，一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束了。在整個畢業(yè)設(shè)計期間給予了我莫大的幫助，與此同時，在生活方面也給予我許多的關(guān)懷和愛護，使我能夠順利完成本次設(shè)計