【正文】 ~ R mm?? 行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)的選擇 如果取較大的模數(shù)輪齒具有較高的強(qiáng)度但是會(huì)加大尺寸，所以要求行星齒輪的齒數(shù) 1z應(yīng)取的少一些，但一般不少于 10；半軸齒輪齒數(shù)在 14~25 之間選取 [8]。經(jīng)減速器傳遞12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 16 的動(dòng)力經(jīng)半軸傳到差速器，直接驅(qū) 動(dòng)行星架，再由行星輪帶動(dòng)左、右兩條半軸，分別驅(qū)動(dòng)左、右車輪。它的作用是就是在向兩邊半軸傳遞動(dòng)力的同時(shí)，允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，滿足兩邊車輪盡可能以純滾動(dòng)的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面間的摩擦。 4 差速 器的設(shè)計(jì) 差速器 [7]是驅(qū)動(dòng)橋上的主要原件。 主減速器錐齒輪可選用滲碳合金鋼， ，為改善新齒輪的磨合，防止其在運(yùn)行初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合、或咬死，錐齒輪在熱處理經(jīng)加工后，作厚度為 ~ 的磷化處理或鍍銅、鍍錫處理。 3) 鍛造性能、切削加工性能及熱處理性能良好，熱處理后變形小或變形規(guī)律易控制。 1) 具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，齒面具有高的硬度以保證有高的耐磨性。是傳動(dòng)系中的薄弱環(huán)節(jié)。 主減速器錐齒輪材料的選擇 驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的工作條件非常惡劣，與傳動(dòng)系其他齒輪相比較，具有載荷大、作用時(shí)間長(zhǎng)、變化多、有沖擊等特點(diǎn) [6]。 從動(dòng)錐齒輪彎曲應(yīng)力 ?? MPa MPa? ?? ? ? ? ?????,合理。 從動(dòng)錐齒輪彎曲應(yīng)力 ?? 1000 107 MPa MPa?? ?? ? ? ? ??? ??，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。 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。 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。 法向壓力角 ? 16176。初步選用 16176。對(duì)于弧齒錐齒輪輕型車輛選用 14176。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。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。主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。初步選定為 35176。 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。但是齒面過(guò)窄，輪齒表面的耐磨性會(huì)降低 [4]。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。 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。 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。 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。 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。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)。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。 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。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。 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。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。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。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。 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。 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。 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。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。 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。 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)。 cosfF fG ?? G汽車總重量（ N）（ 800+910） =16758N； ?坡度角； f滾動(dòng)阻力系數(shù)，取 ； ? ? ? ? 空氣阻力 wF根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，汽車在行駛過(guò)程中，由于空氣動(dòng)力作用，在汽車行駛方向作用在汽車上的分力稱為空氣阻力。 6) 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性好，電磁兼容性好，易于維護(hù)。 4) 高效工作區(qū)寬，系統(tǒng)效率大于 80%的轉(zhuǎn)速區(qū)大于 75%。 2) 轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快，電動(dòng)機(jī)一般采用低速恒轉(zhuǎn)矩和高速恒功率控制形式，要求轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快，波動(dòng)小，穩(wěn)定性好。 電動(dòng)汽車對(duì)電動(dòng)機(jī)性能要求如下： 1) 過(guò)載能力強(qiáng)，為保證車輛動(dòng)力性能好，電動(dòng)機(jī)具有較好的轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力。 電動(dòng)車輛的主要組成部分 電動(dòng)汽車主要包括電源供給系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)。為了降低成本，應(yīng)選用現(xiàn)有的技術(shù)成熟部件，在綜合分析比較的同時(shí)，確定電動(dòng)汽車的性能參數(shù) 及規(guī)格。而主要行駛在公路上的電動(dòng)汽車，特別是在高速公路上行駛時(shí)，則對(duì)汽車速度及續(xù)駛里程要求較高。首先要考慮汽車的主要用途及形式。但是由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上的問(wèn)題，電動(dòng)汽車的產(chǎn)量并不會(huì)增多 太多。 電動(dòng)汽車發(fā)展所面臨的問(wèn)題 電動(dòng)汽車擁有和發(fā)動(dòng)機(jī)汽車相反的性能，即電動(dòng)汽車在環(huán)境性、效率等方面略勝一籌，但是在舒適性、輸出功率大小和價(jià)格方面略遜一點(diǎn)。在研發(fā)電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)方面，我國(guó)也取得了階段性的成 果，尤其是燃料電池方面。車型由雙輪發(fā)展到三輪四輪。 我國(guó)科技部“十五”國(guó)家“ 863”計(jì)劃電動(dòng)汽車為重大專項(xiàng)計(jì)劃，組織企業(yè)、高等院校和科研單位，以官 ，產(chǎn)，學(xué)，研四位一體的方式，聯(lián)合攻關(guān)，投入 億元人民幣，實(shí)施電動(dòng)汽車專項(xiàng)總體目標(biāo) [5]。隨后美國(guó)總統(tǒng)布什批準(zhǔn)了 億美元撥款資助此項(xiàng)研究。 1976年日本成立了電動(dòng)汽車協(xié)會(huì)，重新研發(fā)電動(dòng)汽車。只是后來(lái)由于內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)發(fā)展，特別是啟動(dòng)機(jī)成功應(yīng)用到汽車上后，電動(dòng)車才被人忽略，投入不足，技術(shù)發(fā)展緩慢。 1912 年美國(guó)電動(dòng)車保有量曾達(dá)到 384 輛，所占份額超過(guò)內(nèi)燃機(jī)。另外，不同的補(bǔ)充能源裝置具有不同的硬件結(jié)構(gòu)，例如蓄電池可通過(guò)感應(yīng)式和接觸式的充電機(jī)組成。 6)與燃油汽車相比，電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是靈活的，這種靈活性源于電動(dòng)汽車具有以下幾個(gè)獨(dú)特的特點(diǎn)：首先，電動(dòng)汽車的能量主要通過(guò)柔性的而 不是通過(guò)剛性聯(lián)軸器和轉(zhuǎn)軸傳遞的，因此電動(dòng)汽車各部分的布置有很大的靈活性。近幾年開(kāi)發(fā)的新型電動(dòng)汽車都具有能量回收系統(tǒng)，可使汽車?yán)m(xù)駛里程增加 10%~15%。 3）效率高 表 3 是豐田汽車公司試驗(yàn)時(shí)測(cè)試的數(shù)據(jù)，電動(dòng)汽車的綜合效率均比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)高。 電動(dòng) 車輛 類型 軌 道 電 車 無(wú) 軌 電 車 特 定 車 電 動(dòng) 汽 車 電 動(dòng) 火 車 輕軌 電力 客車 有饋線無(wú)軌電車 有饋線快速充電客車 高爾 夫球 場(chǎng)車 觀光 游覽 車 助 動(dòng) 車 搬 運(yùn) 車 純電 動(dòng)汽 車 混合 電動(dòng) 汽車 燃料電池電動(dòng)汽車 12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 2 表 11 NOx 排放量比較 燃料的種類 汽油 柴油 電力 甲醇 氫 NOx 排放量（ g/MJ） ~ ~ 2）噪音低 與內(nèi)燃機(jī)汽車相比，震源明顯減少而且沒(méi)有燃燒過(guò)程，也沒(méi)有配氣機(jī)構(gòu)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)和活塞連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，只有與其相當(dāng)?shù)目諌簷C(jī)，散熱風(fēng)扇，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)噪聲，噪聲級(jí)明顯低于內(nèi)燃機(jī)汽車。再如我國(guó)近幾年發(fā)展的電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng) 三輪車深受不求遠(yuǎn)行但求靈活方便的人的歡迎也可作為身體行動(dòng)不便的弱勢(shì)群體的行動(dòng)輔助工具。 1998 年美國(guó)在舉辦亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)時(shí)在高爾夫球場(chǎng)投放了 250 輛專用電動(dòng)車成為該屆奧運(yùn)會(huì)的一大亮點(diǎn)。 由圖 11 可知觀光電動(dòng)車是電動(dòng)車輛中特定車的一種。 關(guān)鍵詞 旅游觀光車 /電動(dòng)汽車 /電動(dòng)機(jī) /減速器 /差速器 /制動(dòng)器 12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) II TWELVE SIGHTSING ELECTRIC CAR ABSTRACT Cars have bee such an indispensable tool of human society, is the city residents part of daily life, he can pull times the related industrial and solve 10% of the total social Labour of one of employment. Cars and people39?？偟乃悸肥峭ㄟ^(guò)使用變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)車輪轉(zhuǎn)速，減速器起減速增扭的作用，差速器實(shí)現(xiàn)同一軸上的兩輪在轉(zhuǎn)彎時(shí)以不同的速度行駛。所以研究電動(dòng)汽車勢(shì)在必行。但是汽車的飛速發(fā)展和數(shù)量的日益增多給人類帶來(lái)了麻煩，尤其是影響人類可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境污染的問(wèn)題和出現(xiàn)能源短缺問(wèn)題。 鄭州科技學(xué)