【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 取 3?軸承效率，取 ； 根據(jù)最高車速 V=50Km/h,驅(qū)動(dòng)輪的最高轉(zhuǎn)速 max60 1000 60 1000 443/ 600vnrD?? ? ?? ? ?? 根據(jù) max443/min?和 KW?選擇電動(dòng)機(jī)： 可選用襄樊特種電機(jī)有限公司生產(chǎn)的 YTS 系列的變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，低速時(shí)（ f50HZ）能在 1:10 范圍內(nèi)做恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)現(xiàn)象，具有較高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較小的啟動(dòng)電流，當(dāng) f50HZ 時(shí)能輸出恒功率特性，能與 SPWM 變頻調(diào)速器相配套，構(gòu)成交流變頻調(diào)速系統(tǒng)。 YTS 系列電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速功率等級(jí)與安裝尺寸，機(jī)座中心高符合國(guó)際 ISO 標(biāo)準(zhǔn)，其對(duì)應(yīng)數(shù)值與 Y 系列（ IP44）三相異步電動(dòng)機(jī)相一致，互換通用性強(qiáng)。故選用型號(hào)為 Y280S2 的電動(dòng)機(jī)，其額定功率為 P=90KW,轉(zhuǎn)速 n=2970r/min 3 主減速器的設(shè)計(jì) 總傳動(dòng)方案的確定 12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 7 驅(qū)動(dòng)形式 4 2。 本設(shè)計(jì)采用電動(dòng)機(jī)前置前輪 驅(qū)動(dòng)的方案，將電動(dòng)機(jī)縱置。 采用前置前驅(qū)的特點(diǎn)： 1) 前輪驅(qū)動(dòng)越過(guò)障礙的能力高； 2) 因?yàn)闆](méi)有傳動(dòng)軸，車內(nèi)地板凸包高度可以降低，有利于與提高乘坐舒適性； 3) 主減速器和差速器裝在一個(gè)殼體內(nèi)，機(jī)構(gòu)緊湊，減小總體尺寸； 4) 電動(dòng)機(jī)、離合器、變速器與駕駛員位置近，所以操作機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單； 5) 前輪驅(qū)動(dòng)相對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)其前橋軸荷大，有明顯的轉(zhuǎn)向不足； 6) 前輪驅(qū)動(dòng)并轉(zhuǎn)向要采用等速萬(wàn)向節(jié)，其結(jié)構(gòu)和制造工藝復(fù)雜； 7) 前橋負(fù)荷較后軸重，并且前輪又是轉(zhuǎn)向輪，故前輪工作條件惡劣，輪胎壽命短，但是旅游觀光電動(dòng)車車身較長(zhǎng)，滿載時(shí)重心偏后，采用前置前驅(qū)更好地使整車 受力均衡； 主減速器傳動(dòng)方案的確定 主減速器是傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車，由于汽車在各種道路上行使時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必須具有一定的驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如萬(wàn)向節(jié)等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。 驅(qū)動(dòng)橋中主減速器、差速器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求： a）所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車既有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 b）外型尺寸要小，保證有 必要的離地間隙；齒輪其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪音小。 c）在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率；與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與動(dòng)協(xié)調(diào)。 d）在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，以改善汽車平順性。 e）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。 為了減少驅(qū)動(dòng)橋的外輪廓尺寸，主減速器中采用螺旋錐齒輪。因?yàn)槁菪F齒輪不發(fā)生根切（齒輪加工中產(chǎn)生輪齒根部切薄現(xiàn)象，致使齒輪強(qiáng)度大大降低）的最小齒數(shù)比直齒輪的最小齒數(shù)少，使得螺旋錐齒輪在同樣的傳動(dòng)比下主減速器結(jié)構(gòu)較緊湊。此外，螺旋錐齒輪還具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，汽車上獲得 廣泛應(yīng)用。 12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 8 此外，有些汽車的主減速器采用準(zhǔn)雙曲面錐齒輪（車輛行業(yè)中簡(jiǎn)稱雙曲面?zhèn)鲃?dòng)）傳動(dòng)。準(zhǔn)雙曲面錐齒輪傳動(dòng)與圓錐齒輪相比，準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)不僅工作平穩(wěn)性更好，彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度更高，同時(shí)還可使主動(dòng)齒輪的軸線相對(duì)于從動(dòng)齒輪軸線偏移。當(dāng)主動(dòng)準(zhǔn)雙曲面齒輪軸線向下偏移時(shí)，可降低主動(dòng)錐齒輪和傳動(dòng)軸位置，從而有利于降低車身及整車重心高度，提高汽車行使的穩(wěn)定性。但是，準(zhǔn)雙曲面齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，齒面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)，且齒面間壓力很大，齒面油膜很容易被破壞。為減少摩擦，提高效率，必須采用含防刮傷添加劑的雙曲面齒輪油，絕不允許 用普通齒輪油代替，否則將時(shí)齒面迅速擦傷和磨損，大大降低使用壽命，提高了成本，并且觀光電動(dòng)車載重小，綜合考慮采用螺旋錐齒輪較經(jīng)濟(jì)。 螺旋錐齒輪傳動(dòng)的主、從動(dòng)齒輪軸線垂直相交于一點(diǎn)，齒輪并不同時(shí)在全長(zhǎng)上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對(duì)以上的輪齒同時(shí)捏合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷、制造也簡(jiǎn)單。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。 主動(dòng)錐齒輪采用懸臂式支撐方案，從動(dòng)錐齒輪采用跨置式支撐方案。 圖 21 主動(dòng)錐齒輪采用懸臂式支撐方案 減速器主要參數(shù)的確定 減速方案 為了滿足不同的使用要求，主減速器的結(jié)構(gòu)形式也是不同的。按參加減速傳動(dòng)的齒輪副數(shù)目分，有單級(jí)式主減速器和雙級(jí)式主減速器、雙速主減速器、雙級(jí)減速配以輪邊減速器等。雙級(jí)式主減速器應(yīng)用于大傳動(dòng)比的中、重型汽車上，若其第二級(jí)減速器齒輪有兩副，并分置于兩側(cè)車輪附近，實(shí)際上成為獨(dú)立部件，則稱輪邊減速器。單級(jí)式主減速器應(yīng)用于轎車和一般輕、中型載貨汽車。單級(jí)主減速器由一對(duì)圓錐齒輪組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、成本低 、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。所以本設(shè)計(jì)采用單級(jí)減速器。 12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 9 傳動(dòng)比 122970 ni n? ? ? 確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 “格里森”制錐齒輪提供了三種計(jì)算載荷的方法： 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低檔傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的 ceT。此方法僅限于汽車載荷的計(jì)算對(duì)電動(dòng)汽車不適用，所以不用此方法計(jì)算。 按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定 222 rcs mmG m rT i ??? 2G為滿載狀態(tài)下一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上 的靜載荷， 28379GN?； 2m為汽車最大加速度時(shí)后軸負(fù)載荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，取 ； ?為輪胎與路面間的附著系數(shù)，取 ； mi為傳動(dòng)比； m?為主傳動(dòng)效率，取 ； 28397 csT Nm? ? ?? ? ?? 按日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 cfT ? ?arcf r H immGrT f f fin?? ? ? aG為滿載時(shí)總重量； rf為道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，取 ； Hf平均爬坡能力系數(shù)，取 ； if為汽車性能系數(shù)，取 0； N 為驅(qū)動(dòng)橋數(shù)， n=1； ? ?16758 0 1cfT Nm?? ? ???? 12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 10 當(dāng)計(jì)算錐齒輪的最大應(yīng)力 時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)矩min ,c cs cfT TT??? ?? 當(dāng)計(jì)算錐齒輪的疲勞壽命時(shí)， c cfTT? 主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 gGTT N mi?? ? ? ?? 主減速器錐齒輪基本參數(shù)的選擇 主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù) 1Z和 2 主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)的選取要遵循以下原則： 1) 為了磨合均勻， 1Z、 2之間避免有公約數(shù)； 2) 為了得到理想的齒面重合度和高的齒輪彎曲強(qiáng)度，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不少于 40； 3) 為了嚙合平穩(wěn)、噪聲小和具有高的輪齒彎曲強(qiáng)度，對(duì)于轎車， 1Z一般不少于 9；對(duì)于貨車 1Z一般不是少于 6； 4) 當(dāng)主傳動(dòng)比較大時(shí)，盡量使 1Z取得少些，以便得到滿意的離地間隙。當(dāng)0i6?時(shí)， 1Z可取最小值并等于 5，但為了嚙合平穩(wěn)并提高疲勞強(qiáng)度常大于 5；當(dāng)0i較小時(shí)，為 ~5， 1Z可取 7~12. 5) 對(duì)于不同的主傳動(dòng)比， 1Z和 2應(yīng)有適當(dāng)?shù)拇钆?[3]。 結(jié)合《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》教材中表 6 65 初步選取 1Z為 10，21 .7 67ZZ?? ? 1Z+ 2=10+67=7740，合理 (一 ) 確定齒端模數(shù) sm和從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑 2D 對(duì)于單級(jí)減速器， 2D對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼尺寸有影響， 2大將影響橋殼離地間隙， 2D小則影響跨置式主動(dòng)齒輪前段支撐座的安裝空間和差速器的安裝。 2D可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選 322DcD K T? 12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 11 2D為從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑， mm。 2DK為直徑系數(shù)，取 15； cT為從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， Nm?， Nm??； 32 15 ?? ? 212 Dm Z? ? ? 同時(shí) sm還應(yīng)該滿足332 m cm KT? ?? ? ? ?12in , s sm mm?? 主動(dòng)錐齒輪大端模數(shù) ? ?~ ~ 為了嚙合平穩(wěn)和滿足強(qiáng)度要求可將模數(shù)值取得稍大些，?? 則， 2 mm???? ? 1 35D? ?? (二 ) 主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬 1b和 2 錐齒輪齒面過(guò)寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會(huì)導(dǎo)致應(yīng)錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面寬過(guò)窄及刀尖圓角過(guò)小。這樣不但減小齒根圓角半徑，加大了應(yīng)力集中，還降低了道具使用壽命。此外，在安裝時(shí)有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因，使齒輪工作時(shí)載荷集中于輪齒小端， 會(huì)引起輪齒小端過(guò)早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過(guò)寬也會(huì)引起裝配空間的減小。但是齒面過(guò)窄，輪齒表面的耐磨性會(huì)降低 [4]。 一般地，從動(dòng)錐齒輪齒面寬推薦 22= D mm? ??,但 2b同時(shí)也滿足 2s10m 35b mm??， 綜合考慮取 234b?； 1b一般比 2b大 10%，即 ? ?134110% mm??? ???，圓整為 38mm. (三 ) 中點(diǎn)螺旋角 ? 螺旋角沿齒寬是變化的，輪齒大端螺旋角最大，輪齒小端螺旋角最小，弧齒錐齒輪副中點(diǎn)螺旋角是相等的。 12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 12 選擇 ?時(shí)，應(yīng)考慮它對(duì)齒面重合度 F?、輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響。 ?越大、F?也越大，同時(shí)嚙 合的齒數(shù)越多，傳動(dòng)就越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強(qiáng)度越高。初步選定為 35176。 (四 ) 螺旋方向 從錐齒輪錐頂看，齒形從中心線上半部向左傾斜為左旋，向右傾斜為右旋。主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)時(shí)主動(dòng)齒輪的軸向力離開(kāi)錐頂方向，這樣可以使主、從動(dòng)齒輪有分離的趨勢(shì)，否則會(huì)導(dǎo)致齒輪卡死而損壞。當(dāng)電動(dòng)機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)主動(dòng)錐齒輪為左旋，從動(dòng)錐齒輪為右旋。 (五 ) 法向壓力角 ? 法向壓力角大一些可以增加輪齒強(qiáng)度，減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)。但相對(duì)于小尺寸的齒輪，壓力角 大易使齒頂變尖及刀尖寬度過(guò)小，并使齒輪端面重合度下降。因此，對(duì)于輕負(fù)荷工作的齒輪一般采用小壓力角，可使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。對(duì)于弧齒錐齒輪輕型車輛選用 14176。 30′或 16176。，初步選用 16176。 表 31“格里森”制螺旋錐齒輪的幾何尺寸 項(xiàng)目 計(jì)算公式 結(jié)果 主動(dòng)錐齒輪齒數(shù) 1Z 10 從動(dòng)錐齒輪齒數(shù) 2Z 67 傳動(dòng)比 0i 端面模數(shù) m 齒面 寬 1b 38mm 2b 34mm 工作齒高 h m? 全齒高 ?? 中點(diǎn)螺旋角 ? 35176。 法向壓力角 ? 16176。 軸交角 ? 90176。 12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 13 節(jié)圓直徑 11d mz? 35mm 22d z? 235mm 節(jié)錐角 112arctanzz? ? 176。 221arctan z? ? 176。 節(jié)錐距 12012d2sin 2sindA ???? 周節(jié) ? 11mm 齒頂高 212gh h h???? 2 2120 .3 70 .4 3hmzz????????????????? 齒根高 mh? ??? h? ? “格里森”制主減速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算 輪齒損壞形式主要有彎曲疲勞折斷、過(guò)載折斷、齒面點(diǎn)蝕及剝落、齒面膠合、齒面磨損 [5]等。 1） 單位齒長(zhǎng)圓周力 主減速器錐齒輪的表面耐磨性常用輪齒上單位齒長(zhǎng)圓周力來(lái)估算 : 2Fp b? P 為輪齒 上單位齒長(zhǎng)圓周力； F 為作用在輪齒上的圓周力；112 2 mTF d ?? ? ?N 式中： 1md為平均分度圓直徑； 12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 14 2b為從動(dòng)齒輪齒面寬； MPa?? ? ?p,合理。 按驅(qū)動(dòng)打滑轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí) ??332222 2 8379 10 34rGrp MPa pDb? ? ? ?? ? ? ? ? ??，合理。 2） 輪齒彎曲強(qiáng)度 按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩校核 主動(dòng)齒輪齒根彎曲應(yīng)力 302 10c s mwv s wTKKKKmbDJ? ?? 0K為過(guò)載系數(shù)，取 1； sK為尺寸系數(shù)， ? ?, s sm K m? ? ?； ~, ?為齒面載荷分配系數(shù)，懸臂式結(jié)構(gòu) 取 ； v 1K為 質(zhì) 量 系 數(shù) ， 取 ； wJ為齒輪彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)，取 ； ?? MPa??? ?? ??? ? ? ?????，合理。 從動(dòng)錐齒輪彎曲應(yīng)力 ?? 1000 107 MPa MPa?? ?? ? ? ? ??? ??，合理。 按日常行駛平均轉(zhuǎn)矩校核 主動(dòng)錐齒輪彎曲應(yīng)力 ?? 1000 MPa MPa??? ?? ?? ? ? ? ?????，合理。 從動(dòng)錐齒輪彎曲應(yīng)力 ?? MPa MPa? ?? ? ? ? ?????,合理。 3）齒輪接觸強(qiáng)度 012 z m sPjvjTK K K Kf