【正文】 Ⅱ系統(tǒng)的新一代Prius ,使混合動(dòng)力汽車的發(fā)展又向前邁了很大一步。并且通過這種設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)與混合動(dòng)力轎車動(dòng)力系統(tǒng)零部的互換，降低開發(fā)成本、維護(hù)成本，為加快混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)化提供條件。 如： AMT會(huì)因檔位變動(dòng)引起換擋過程中動(dòng)力中斷，車輛失速快、沖擊大，同時(shí)，由于AMT控制策略或與電機(jī)配合的問題，可能出現(xiàn)掉檔、換擋失敗及其它機(jī)械故障等問題！ 因此，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)及變速機(jī)構(gòu)的技術(shù)沒有新突破的情況下，研究一種可靠性高，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，控制容易的雙電機(jī)機(jī)電集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有很好的應(yīng)用前景。電動(dòng)汽車本身雖無排放污染，但其間接污染也不能忽視的。金屬空氣電池雖然具有明顯的安全、干凈、低成本等特點(diǎn)，但目前還只是發(fā)展的初期階段。雖然電動(dòng)客車取得了較大的發(fā)展，但是在技術(shù)層面應(yīng)解決的問題有：（1）續(xù)駛里程有限?？梢?，電動(dòng)客車在中國有著極大的應(yīng)用市場。這一計(jì)劃的具體內(nèi)容，是在歐洲的10個(gè)城市進(jìn)行30輛氫燃料電池公交車的行駛試驗(yàn)，并把6輛車送到澳大利亞的佩斯進(jìn)行試驗(yàn)。2000年三菱公司推出了“AERO NOSTEP HEV”即城市用低地板大客車。1997年，韓國亞洲汽車公司(AMC)研發(fā)了韓國第一輛并聯(lián)式柴油一電動(dòng)混合動(dòng)力城市客車。國家電動(dòng)汽車重大科技產(chǎn)業(yè)工程項(xiàng)目已于1996年啟動(dòng)，項(xiàng)目研究進(jìn)展順利，總體概念車設(shè)計(jì)已基本完成，控制器和特種專用電動(dòng)機(jī)也達(dá)到當(dāng)代國際先進(jìn)水平，特別是主驅(qū)動(dòng)電機(jī)重量輕、功率大、轉(zhuǎn)速快、質(zhì)量好，各項(xiàng)指標(biāo)符合IEC國際標(biāo)準(zhǔn)。因此，發(fā)展純電動(dòng)汽車是解決上述問題的最有效的途徑之一。當(dāng)采用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，電機(jī)無需保養(yǎng)維護(hù)，更重要的是電動(dòng)汽車易操縱；然后，能量轉(zhuǎn)換效率高，同時(shí)可回收制動(dòng)、下坡時(shí)的能量，提高能量的利用效率。20世紀(jì)90年代以來，世界各國對(duì)節(jié)約能源和改善環(huán)保的呼聲日益高漲，越來越嚴(yán)格的排放限制和油耗法規(guī)正激勵(lì)著更安全、清潔和高效的汽車的發(fā)展。在建筑、工業(yè)和運(yùn)輸上的能效投資通常會(huì)有一個(gè)短暫的回報(bào)期和負(fù)的凈減排成本，因?yàn)樵谫Y本存量的生命周期內(nèi)，燃料費(fèi)用的節(jié)省資金通常會(huì)超過能效措施所需的額外投資費(fèi)用。在這次大會(huì)上各國宣布了各自的減排目標(biāo)，中國宣布到2020年碳排放下降40~45%減排目標(biāo)，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(shí)力達(dá)到減排40%目標(biāo)，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(dá)國家提高減排至45%。據(jù)專家預(yù)測，2015年前后可能發(fā)生第三次世界石油危機(jī)，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(huì)發(fā)展的趨勢。 13 方案選定 15第三章 電機(jī)參數(shù)匹配 17 設(shè)計(jì)要求 17 永磁同步電動(dòng)機(jī)在汽車上的應(yīng)用 17 電機(jī)參數(shù)匹配計(jì)算 17 21 電機(jī)最高轉(zhuǎn)速及額定轉(zhuǎn)速的選擇 21 最終電機(jī)選擇 21 動(dòng)力性能仿真 21第四章 變速耦合機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 254．1齒輪參數(shù)的確定 25 25 行星齒輪與太陽輪尺寸設(shè)計(jì) 27 行星齒輪與太陽輪的軸向定位 314．2 軸的設(shè)計(jì) 33 輸出軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 33 太陽輪輸入軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 34 齒圈輸入軸設(shè)計(jì) 344．3 制動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 35 抱帶式制動(dòng)器的幾何參數(shù)計(jì)算 36 外抱帶式制動(dòng)器結(jié)構(gòu) 384．4 箱體的設(shè)計(jì) 39 箱體尺寸參數(shù)[10] 39 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 40第5章 零件強(qiáng)度校核 435．1齒輪強(qiáng)度校核 43 輸出軸齒輪強(qiáng)度校核 43 行星齒輪系統(tǒng)強(qiáng)度校核 445．2 軸強(qiáng)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(qiáng)度校核 51 51第6章 總結(jié) 536．1 最終效果圖 536．2 總結(jié)與感想 55致 謝 56參考文獻(xiàn) 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(huì)發(fā)展的兩大主題。但是，以汽車為主的運(yùn)輸部門因其急速普及，能源的消費(fèi)比其他部門打，占總能源消費(fèi)的24%，予計(jì)算從全世界汽車排出的二氧化碳為64億盡管各方對(duì)長期可持續(xù)的二氧化碳(與能源部門相關(guān)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(gè)共識(shí)，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(dāng)量左右（即450情景）。在450情景下，發(fā)電業(yè)對(duì)減排的貢獻(xiàn)超過三分之二(其中40%源于電力需求的下降)。電動(dòng)汽車無內(nèi)燃機(jī)汽車工作時(shí)產(chǎn)生的廢氣，不產(chǎn)生排氣污染，對(duì)環(huán)境保護(hù)和空氣的潔凈是十分有益的，幾乎是“零污染”。電動(dòng)汽車停止時(shí)不消耗電量，在制動(dòng)過程中，電動(dòng)機(jī)可自動(dòng)轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)減速時(shí)能量的再利用。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(biāo)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(dòng)汽車。目前，中國部分城市及地區(qū)(武漢、北京、天津、上海、長春、廣東等)以及三大汽車集團(tuán)都在進(jìn)行有關(guān)電動(dòng)汽車項(xiàng)目的開發(fā)及課題研究，全國承擔(dān)該項(xiàng)目的企、事業(yè)單位約有200多家。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(dòng)力系統(tǒng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力電動(dòng)客車，并于2004年6月9日投入運(yùn)營。表11給出當(dāng)前世界各地混合動(dòng)力城市客車的應(yīng)用情況。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(yàn)；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(diǎn)是停站多、道路坡度大，這里的平均時(shí)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(shí)間。圖11 奧運(yùn)電動(dòng)客車中國燃料電池公共汽車商用化示范項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)于2003年3月27日在京召開，標(biāo)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(jì)劃署(I聊)共同支持，科技部和北京市、上海市共同組織實(shí)施的項(xiàng)目進(jìn)入實(shí)施階段。與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相比，電動(dòng)汽車較短的續(xù)駛里程已成為其“致命”的弱點(diǎn)。現(xiàn)有電動(dòng)汽車所使用的電池，都不能在儲(chǔ)存足夠能量的前提下保持合理的尺寸和重量。 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)雙電機(jī)結(jié)構(gòu) 一般電動(dòng)客車動(dòng)力布置通常電動(dòng)大客車都是采用一個(gè)大功率驅(qū)動(dòng)電機(jī)加變速箱加一個(gè)固定比減速器的方式來完成動(dòng)力輸出的。此外，與傳統(tǒng)汽車不同的是,電機(jī)在低速時(shí)可以提供滿載轉(zhuǎn)矩。然后參考不同形式的減速器、變速器，對(duì)比若干合適方案，并選定課題所需變速箱設(shè)計(jì)型式。車速越慢,由電動(dòng)機(jī)發(fā)出的最大驅(qū)動(dòng)力越大。這樣,發(fā)動(dòng)機(jī)從兩條路線傳遞,即機(jī)械路線和電路。適合于電動(dòng)大客車、環(huán)衛(wèi)車等。圖25此方案工作可靠，能夠?qū)㈦姍C(jī)輸出的動(dòng)力轉(zhuǎn)矩均勻的傳給減速器。此種多級(jí)齒輪的動(dòng)力輸出形式，對(duì)電機(jī)跳動(dòng)也有一定緩沖作用。由此，可用固定檔的齒輪傳動(dòng)裝置來替代多速變速箱，簡化了機(jī)械傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)。)8010根據(jù)表31的參數(shù)，對(duì)滿足整車性能的電機(jī)功率需求計(jì)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(jī)在動(dòng)力耦合后功率應(yīng)大于或等于115kw。通過選擇不同的傳動(dòng)比，按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整車動(dòng)力性能仿真，得出不同傳動(dòng)比下整車的最高車速、爬坡性能和加速性能。 電機(jī)最高轉(zhuǎn)速及額定轉(zhuǎn)速的選擇電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速對(duì)電動(dòng)機(jī)成本、制造工藝和傳動(dòng)系尺寸有很大的影響。同時(shí)綜合考慮整車布置、電機(jī)技術(shù)等原因，確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩為400N?m，最高轉(zhuǎn)速為5500 r/min。則行星架輸出功率為=。所以可以得出另一個(gè)關(guān)系式： 即 （43）則行星輪與太陽輪的傳動(dòng)比為[8]首先選擇直齒圓柱齒輪作為行星齒輪系統(tǒng)齒輪。圖44圖45圖464．2 軸的設(shè)計(jì)選擇軸的材料及熱處理方式。因?yàn)樾饼X輪會(huì)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。 齒圈輸入軸設(shè)計(jì)考慮到軸的實(shí)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(gè)直徑為100mm的軸環(huán)加固。其制動(dòng)軸不受彎矩力，占用空間小，制動(dòng)所需外力小，所以非常適合此機(jī)構(gòu)。假設(shè)松開制動(dòng)帶后，制動(dòng)帶的內(nèi)徑與制動(dòng)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(dòng)帶厚度 ，以上值具體定義見圖48。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。因此，太陽輪上沒有彎矩作用，只有扭矩作用。該軸所受扭矩為則根據(jù)危險(xiǎn)截面校核公式：其中，由于軸單向轉(zhuǎn)動(dòng)，取a=；W為。第6章 總結(jié)6．1 最終效果圖基于上述的尺寸計(jì)算及設(shè)計(jì)，最終變速器效果圖如圖61，圖62，圖63以及圖64所示。致 謝轉(zhuǎn)眼間，一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了