【正文】 最后，我還要感謝和我一起完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)，他們給了我許多無私的幫助。首先我要衷心感謝我的導(dǎo)師王志福老師。對(duì)新學(xué)習(xí)的內(nèi)容認(rèn)識(shí)還比較膚淺，只到達(dá)了應(yīng)用的層次，還沒上升到研究的層次等。經(jīng)過這一段時(shí)間的努力，我鞏固和加深了對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，尤其是關(guān)于行星齒輪系統(tǒng)方面。已知輸出軸選擇角接觸軸承7210AC，軸向力Fa=：,取e=，Y=計(jì)算派生軸向力滾動(dòng)軸承的配置為面對(duì)面，派生軸向力方向如圖58所示圖58S1S2Fr1Fr2Fa計(jì)算軸承的軸向載荷可判斷左端軸承被“放松”，右端軸承被“壓緊”。5．3 軸承強(qiáng)度校核本減速器只選用兩種軸承，一種為角接觸軸承7210AC，另一種為深溝球軸承6310。圖57與太陽輪相同，因?yàn)樗膫€(gè)行星輪對(duì)稱布置，所以齒圈所受的法向力和切向力在合成之后為0。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。圖56Ft1Ft2Ft3Ft4因?yàn)樾行禽唽?duì)稱布置，所以太陽輪所受的法向力為大小相同，而且方向兩兩相反的四個(gè)力，經(jīng)過力的合成，其所受的法向力為0。 行星齒輪系統(tǒng)強(qiáng)度校核校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度：查圖表得，選齒輪精度為:877 GB 100951988選擇潤滑油運(yùn)動(dòng)粘度 查圖表的因小齒輪齒面未硬化，齒面未磨齒，故取是小概率低于1%，許用應(yīng)力切向力查圖表，有齒面接觸應(yīng)力===滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度要求校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：取查圖表，有選擇齒面粗糙度，取查圖表，取，失效概率小于1/1000，許用應(yīng)力查圖表，取， =滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度要求。箱蓋與箱座連接螺栓直徑 ，取M12標(biāo)準(zhǔn)件軸承端蓋螺釘直徑 ，取M10標(biāo)準(zhǔn)件變速箱內(nèi)零件與內(nèi)壁距離 箱體加強(qiáng)肋厚度 箱座底厚度 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)內(nèi)部零件的實(shí)際尺寸以及裝配要求，箱蓋的結(jié)構(gòu)如圖411和圖412所示。 外抱帶式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)通過以上計(jì)算，確定了制動(dòng)器的尺寸參數(shù)。確定值：設(shè)為制動(dòng)帶磨損ξ值后的內(nèi)徑，則有，將代入前式后整理可得：確定起始角β。[9]有關(guān)極限磨損量ξ的概念。所以作者選擇了外抱式帶式制動(dòng)器。用軸肩定位，軸身選80mm。支撐選用角接觸軸承7210AC，此軸段直徑取為50mm。軸端采用花鍵連接各軸段長度通過整體結(jié)構(gòu)確定。 輸出軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮到軸上零件的定位、固定及拆裝，擬采用階梯軸結(jié)構(gòu)，采用方案效果圖如圖43所示。查表131可得：σB=640MPa,σs=355MPa,σ1=275MPa,τ1=155Mpa,σ1=60MPa。但是為了保險(xiǎn)起見，可以在行星齒輪的另一端做一個(gè)十字架，防止其軸向移動(dòng)，如圖43所示。查圖，得按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)主要尺寸簡化設(shè)計(jì)公式 （44）則小齒輪轉(zhuǎn)矩齒數(shù)比 u=i12=齒寬系數(shù) 取 φa=載荷系數(shù) 取 K=許用應(yīng)力 取 SHmin= 將以上數(shù)值代入式（32），得到a≥，取a=110mm。式中zq為齒圈齒數(shù)，zt為太陽輪齒數(shù)。查圖，得按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)主要尺寸[7]簡化設(shè)計(jì)公式 （42）則小齒輪轉(zhuǎn)矩齒數(shù)比 u=i=齒寬系數(shù) 取 φa=載荷系數(shù) 取 K=許用應(yīng)力 取 SHmin= 將以上數(shù)值代入式（32），得到a≥，取a=250mm。則速度關(guān)系式為 （41）已知，可得。電機(jī)參數(shù)：電機(jī)額定功率60Kw,峰值146kw,，最高轉(zhuǎn)速5500rpm。因此β值一般取2～4，計(jì)算出電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速應(yīng)該在1500～3000r/min之間選取。前者成本高、制造工藝復(fù)雜而且對(duì)配套使用的軸承、齒輪等有特殊要求，一般適用于電動(dòng)轎車，很少在混合動(dòng)力轎車上使用。圖31 最高車速隨傳動(dòng)比的變化關(guān)系圖32 爬坡性能、加速性能與傳動(dòng)比的關(guān)系綜上所述，在滿足最高車速的前提下，應(yīng)盡可能選擇大的傳動(dòng)比。最高車速是在電機(jī)額定功率下實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)電機(jī)還具有一定的過載能力，這樣車輛在一定的時(shí)間內(nèi)還可以達(dá)到更高的車速?？梢?，傳動(dòng)比越大，汽車的驅(qū)動(dòng)力越大，整車的爬坡性和加速性能就越好。3） 行星架減速比k的選擇：設(shè)傳動(dòng)系的傳動(dòng)比為，傳動(dòng)比應(yīng)滿足汽車行駛最高車速的要求，根據(jù)汽車?yán)碚摰闹R(shí)可知： （）式中，車速；車輪滾動(dòng)半徑；電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。汽車行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力（包括滾動(dòng)阻力、空氣阻力、坡度阻力和加速阻力）相互平衡，即電機(jī)的功率和汽車行駛阻力功率也總是平衡的，其功率平衡方程式如下： ()式中，傳動(dòng)效率，路面滾動(dòng)阻力系數(shù)，汽車風(fēng)阻系數(shù)，汽車行駛迎風(fēng)面積，最高車速，爬坡車速，爬坡角度的值如表31所示。相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)而言，電機(jī)具有一定的過載能力。[5] 電機(jī)參數(shù)匹配計(jì)算電機(jī)系統(tǒng)主要由電機(jī)及其控制器、機(jī)械傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)輪組成。 永磁同步電動(dòng)機(jī)在汽車上的應(yīng)用永磁電動(dòng)機(jī)可分為永磁直流有刷電動(dòng)機(jī)與永磁無刷電動(dòng)機(jī)。此種方案借鑒了豐田THS的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，雖然看似簡單，但是可以滿足設(shè)計(jì)的要求，而且能使轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩均勻耦合，而且運(yùn)行可靠。齒圈既與電機(jī)耦合，又行星輪輸出，這將使齒圈的制造難度加大。圖24此方案可以使動(dòng)力較好的輸出，可以滿足設(shè)計(jì)需要，且具有一個(gè)變速功能，但是如此布置輔助電機(jī)的利用率會(huì)非常的低，大部分時(shí)間都是由主驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，而輔助電極處于空轉(zhuǎn)的狀態(tài)，而且整個(gè)機(jī)構(gòu)跨度較大，不夠緊湊。不過其缺點(diǎn)也非常明顯，那就是雙向超越離合器不成熟，因此該方案不能實(shí)現(xiàn)正、反方向力的傳遞。見圖22。圖21THS H 采用低摩擦球軸承傳動(dòng)裝置,摩擦損失減小30 %?；旌蟿?dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)（如圖21所示）由動(dòng)力分配裝置、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和減速器等組成。另外,由于采用高電壓、大功率輸出的電動(dòng)機(jī),成功地提高了動(dòng)力性能,增大了最大驅(qū)動(dòng)力。THS是一種串并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng),它的動(dòng)力分配裝置把動(dòng)力分成兩路,一路是汽油機(jī)的動(dòng)力直接傳到車輪,另一路(電路) 是發(fā)動(dòng)機(jī)將能量轉(zhuǎn)變成電能,帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)或給電池充電。最后對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)干涉、壽命循環(huán)等進(jìn)行了校核。圖12 本文研究的主要內(nèi)容本文是基于雙電機(jī)輸入的要求，設(shè)計(jì)一種雙側(cè)輸入、單側(cè)輸出的兩檔耦合變速機(jī)構(gòu)(如圖12中紅色部分)。并且可以實(shí)現(xiàn)能量再生回收制動(dòng)，當(dāng)然,傳統(tǒng)的摩擦制動(dòng)還是必要的, 這樣就需要考慮如何將兩套制動(dòng)裝置合理利用、合理控制的問題。 主輔電機(jī)集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主輔電機(jī)集成驅(qū)動(dòng)是指汽車由一個(gè)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和一個(gè)輔助電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)，其中主驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用固定減速比全程參與整車驅(qū)動(dòng)，輔助電機(jī)經(jīng)大速比減速機(jī)構(gòu)輸出大轉(zhuǎn)矩與主驅(qū)動(dòng)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)以滿足整車低速爬坡和加速的動(dòng)力需求。不過首要存在的問題就是一般大客車上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)都是永磁同步電機(jī)，因?yàn)槠涓吖β拭芏?、高效率等?yōu)點(diǎn)同益成為混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)首選方式，但目前客車車用大功率(150kw)高轉(zhuǎn)矩的永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)在國內(nèi)尚不成熟。如鉛酸電池中的鉛，從開采、冶煉到生產(chǎn)的排污，都會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。主要是電池技術(shù)復(fù)雜，成本太高。因此，就總體上看，目前還沒有非常理想的電池。盡管電池品種繁多，各有千秋，但其裝備電動(dòng)汽車后，普遍存在續(xù)駛里程短、加速動(dòng)力差且壽命短等問題。目前，市場(chǎng)上使用的電動(dòng)汽車一次充電后的續(xù)駛里程一般為100240 km，且這個(gè)數(shù)字通常還需要保持適當(dāng)?shù)男旭偹俣纫约熬哂辛己玫碾姵卣{(diào)節(jié)系統(tǒng)才能得到保證。中國燃料電池公共汽車商用化示范項(xiàng)目為時(shí)5年，根據(jù)北京和上海的地域和資源特點(diǎn)各分別提出燃料電池公共汽車系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)，采用全球招標(biāo)方式購置12輛燃料電池公共汽車，并建立相應(yīng)加氫設(shè)施，在北京和上海(各6輛)示范運(yùn)行，預(yù)計(jì)運(yùn)行160萬km。從20世紀(jì)末開始，不少企、事業(yè)單位對(duì)電動(dòng)客車進(jìn)行了研究和開發(fā)。2005年5月11日，歐盟委員會(huì)正式宣布，自2003年起在歐洲10個(gè)城市展開的“歐洲清潔城市運(yùn)輸項(xiàng)目計(jì)劃”圓滿結(jié)束，并同時(shí)宣布，將在全歐盟范圍內(nèi)進(jìn)一步推廣普及氫燃料電池公交車。36輛試驗(yàn)車3年的累計(jì)行程約達(dá)100萬km，共運(yùn)送旅客500多萬人次。Production}(汽車制造與生產(chǎn))期刊報(bào)道，預(yù)計(jì)世界汽車市場(chǎng)上2010年混合動(dòng)力車輛將達(dá)100萬輛，2015年混合動(dòng)力車輛將在世界汽車市場(chǎng)份額中占15％，2020年占25％。在美國大約有40個(gè)不同的城市已經(jīng)使用或計(jì)劃使用混合動(dòng)力客車及技術(shù)。日野公司早在1994年就推出了混合動(dòng)力的HIMR大客車、載貨車和專用車，到2001年已銷售250輛。美國紐約從1998年起，使用了由Orion客車公司生產(chǎn)的BAE串聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車。國家863計(jì)劃中已經(jīng)明確中國電動(dòng)汽車發(fā)展要遵循燃料電池汽車第一位，混合動(dòng)力汽車第二位，兼顧純電動(dòng)汽車的基本原則。其中，包括最有希望成為電動(dòng)汽車動(dòng)力的燃料電池在內(nèi)的幾種電池的研究開發(fā)工作也正在分別進(jìn)行。因?yàn)殡妱?dòng)汽車與傳統(tǒng)的汽油汽車相比，它不單純是發(fā)動(dòng)機(jī)的簡單替換，其設(shè)計(jì)、加工、材料以及