【正文】 、水泵和管路等。 水泵的選型 為了使動(dòng)力系統(tǒng)中的熱量及時(shí)被冷卻液帶走，需要使用水泵加快冷卻液的循環(huán)速度。電動(dòng)機(jī)和控制器已經(jīng)給出流量要求（ 8L/min），所以只需要 25 設(shè)計(jì)水泵揚(yáng)程。 散熱器設(shè)計(jì) 散熱器是冷卻系統(tǒng)散發(fā)熱量的主要部件，其作用是將循環(huán)水中的熱量散發(fā)到外界，降低循環(huán)水的溫度，達(dá)到冷卻電動(dòng)機(jī)和控制器的目的 。管片式散熱器由水管和散熱翅片組成，翅片可以加快熱量的散發(fā)，達(dá)到冷卻循環(huán)水的效果。管片式散熱器結(jié)構(gòu)如圖 41所示。其有點(diǎn)是散熱效率高、成本低。 圖 42 管帶式散熱器結(jié)構(gòu) 散熱器面積由散發(fā)的熱量決定的，其計(jì)算公式為： mww tKQS ?? ? (417) 26 式中 wQ 為散發(fā)熱量（ kJ/h）； w? 為散熱器貯備系數(shù)，取 ； K 為傳熱系數(shù)（ W/（ m2 K） ah 為冷流體與壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，與空氣流過(guò)散熱器速度有關(guān)，取 112W/（ m2 c? 為散熱管導(dǎo)熱系數(shù)，鋁材取 230W/（ m/ 2? 動(dòng)力系統(tǒng)散發(fā)熱量 : tVCQ ?? (420) 27 式中 V 為水泵流量； wC 為水的比熱，取 （ kg wt? 為水泵進(jìn)出水溫差，取 500C 計(jì)算得： kWQw ? 帶入數(shù)據(jù)得： mS? 求得散熱器面積，根據(jù) QC/T 2902591，選擇汽車(chē)管帶式散熱器芯子型式尺寸。 圖 43 咬口管與高頻對(duì)焊管 選擇兩排管，即 D2 型，結(jié)構(gòu)如圖 44所示， b= l=14。 812 ??? ld ； ? ? 3421 ????? dCnT 查表得： 10?b ； 4?t ； mmH 300? ； mmW 500? 28 散熱帶數(shù)量： ? ? ? ? ???? bbbWN (421) 取 401?N 散熱器實(shí)際芯寬： ? ? mmbbbW ????? (422) 散熱器正面積： 21 4 5 7 0 8 5 mF ??? 選定冷卻水管尺寸為： ? ，布置兩排，總數(shù)量為： 78239 ?? 根，周?chē)蠹s33mm。 所設(shè)計(jì)散熱器參數(shù)如表 44 所示。風(fēng)扇材料包括薄板型和工程塑料型，本文選取帶金屬鑲嵌的復(fù)合塑料風(fēng)扇。本文選用壁厚為 4mm 中間加強(qiáng)型橡膠管，硬度為 60HS。 本文在選擇電池組電壓時(shí)參考市場(chǎng)上現(xiàn)有相似車(chē)型電壓，根據(jù)國(guó)標(biāo)中推薦使用電源電壓等級(jí)，選取電壓為 360V，鋰電池單體電壓為 。? 計(jì)算電池組總能量： 30 essdodressess WW CUW ?? ?? 1000/ (428) 其中， esW 為電池組實(shí)際能量； esU 為電池組工作電壓； C 為電池容量， dod? 為放電系數(shù)，取 。 h。 表 45 電池參數(shù)表 參數(shù)名稱(chēng) 參數(shù)要求 單體電池類(lèi)型 鋰離子電池 單體電池電壓 單體電池容量 31Ah 電池組總數(shù)量 113 電池組電壓 360 冷卻方式 水冷 循環(huán)壽命 1600 單體電池連接方式 串聯(lián) 傳動(dòng)系參數(shù)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系有固定速比和可變速比兩種，固定速比采用固定齒輪傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，而可變速比需要用到離合器和變速器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。固定速比與可變速比特點(diǎn)比較如表 46 所示。當(dāng)傳動(dòng)比一定，從動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面主動(dòng)齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪有較大的直徑，較高的輪齒強(qiáng)度以及較大的主動(dòng)齒輪軸和軸承剛度。 在工作過(guò)程中，可改善齒輪的磨合過(guò)程，使其具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。 根據(jù)這些優(yōu)點(diǎn)，主減速器齒輪選取雙曲面齒輪。 從動(dòng)錐齒輪的支承選擇跨置式的，這種支承可以增大支承剛度，使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善。 niTT ece ?max? (430) 式中 32 maxeT 為電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， i 為固定速比， ? 為傳動(dòng)效率， n為驅(qū)動(dòng)橋數(shù) 經(jīng)計(jì)算得： ?ceT 主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為： GceZ iTT ?? (431) 式中 ZT 為主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（ N*m）， G? 為主、從動(dòng)錐齒輪之間的傳動(dòng)比取 經(jīng)計(jì)算得： m* NTZ ? 錐齒輪主要參數(shù)的選擇 （ 1）選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素： 為了磨合均勻， 1Z 、 2Z 之間應(yīng)避免有公約數(shù)。 為了嚙合平穩(wěn)、噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度，對(duì)于轎車(chē)， 1Z 一般不少于 9；對(duì)于貨車(chē)， 1Z 一般不少于 6。較大時(shí)，盡量使 1Z 取得少些，以便得到滿意的離地間隙。 （ 2）從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑 2D 和端面模數(shù) m 對(duì)于單級(jí)主減速器， 2D 對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼尺寸有影響， 2D 大將影響橋殼離地間隙；2D 小則影響跨置式主動(dòng)齒輪的前支承座的安裝空間和差速器的安裝。 m) 經(jīng)計(jì)算得： mmD ? sm 由下式計(jì)算： 22ZDms ? (433) 式中 sm 為齒輪端面模數(shù) 同時(shí)， sm 還應(yīng)滿足： 3 cems TKm ? (434) 式中 mK 為模數(shù)系數(shù)，取 ～ ，本文取 經(jīng)計(jì)算得： ?sm 取 ?sm ?Z 取 452?Z 則： ?? iZZ 取 61?Z （ 3）主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬 1b 和 2b 34 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)致因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。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。但是齒面過(guò)窄，輪齒表面的耐磨性會(huì)降低。對(duì)于螺旋錐齒輪， 1b 一般 2b 比大 10%。 單級(jí)主減速器錐齒輪強(qiáng)度校核 齒輪彎曲強(qiáng)度 錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為： 30 102 ??wsvmsw bD Jmk kkTk? (435) 式中 w? 為錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力 (MPa)； T為所計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（ N*m），對(duì)于從動(dòng)齒輪， ceTT? ，對(duì)于主動(dòng)齒輪， ZTT? ,0k 為過(guò)載系，一般取 1； sk 為尺寸系數(shù)，它反映了材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等因素有關(guān)，當(dāng)sm ≥ 時(shí)， ??????? ss mk，當(dāng) sm 時(shí)， ?sk ； mk 為齒面載荷分配系數(shù)，跨置式結(jié)構(gòu)， ~?mk ，懸臂式結(jié)構(gòu)， ~?mk ； vk 為質(zhì)量系數(shù)，當(dāng)輪齒接觸良好，齒距及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)， 1?vk ， b 為所計(jì)算的齒輪齒面寬 (mm)； D為所討論齒輪大端分度圓直徑 (mm)； wJ 為所計(jì)算齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)。 上述按 ? ?csce TT ,min 計(jì)算的最大彎曲應(yīng)力不超過(guò) 700MPa；按 cFT 計(jì)算的疲勞彎曲應(yīng) 35 力不應(yīng)超過(guò) 210MPa，破壞的循環(huán)次數(shù)為 6106? 。 圖 45 齒輪彎曲應(yīng)力綜合系數(shù) 輪齒接觸強(qiáng)度 錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為： 301102 ??jvfmZpj bjk kkkTDc? (436) 式中 j? 為錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力 (MPa)； 1D 為主動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑 (mm)；b 取 1b 和 2b 的較小值 (mm)； sk 為尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪尺寸對(duì)淬透性的影響， 36 通常取 ， fk 為齒面品質(zhì)系數(shù)，它取決于齒面的表面粗糙度及表面覆蓋層的性質(zhì) (如鍍銅、磷化處理等 )，對(duì)于制造精確的齒輪， fk =， Pc 為綜合彈性系數(shù)，鋼對(duì)鋼齒輪， Pc 取 mmN / 21 ， j 為齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù)。主、從動(dòng)齒輪的齒面接觸應(yīng)力是相同的。 聯(lián)軸器設(shè)計(jì) 聯(lián)軸器的作用是連接和傳遞運(yùn)動(dòng)與扭矩，主要分為剛性聯(lián)軸器和撓 性聯(lián)軸器，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，所以本文選用平衡精度高的膜片聯(lián)軸器。膜片聯(lián)軸器特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，彈性元件的連接沒(méi)有間隙，不需要潤(rùn)滑，維護(hù)方便，平衡容易，質(zhì)量小，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，主要用于載荷平穩(wěn)的高速傳動(dòng)。 螺栓受剪力： RnTKQ???2 (437) 式中 T 為傳遞公稱(chēng)扭矩； R 為螺栓分布半徑； K 為工況系數(shù)，由機(jī)械手冊(cè)查得?K ； n 為螺栓數(shù)目 帶入數(shù)據(jù)得： NQ ? 許用剪切應(yīng)力： 37 ?? ??? ns? (438) 式中 s? 為螺栓材料屈服極限，查表得 900MPa； ?n 為安全系數(shù)，取 4 計(jì)算得： ? ? MPa225?? 圖 46 四連桿型膜片 螺栓直徑： ? ? mmQd ?? ?? (439) 取 mmd 8? 為了增加聯(lián)軸器軸向剛度，降低軸向移動(dòng)，需要對(duì)螺栓施加預(yù)緊力 [15]。 ??? (442) 兩螺栓孔連心線上壓力： NQP s` ??? ? (443) 式中 ? 為 Q與 P的夾角 臨界壓力： NPKPcr ??? (444) 式中 K 為穩(wěn)定安全系數(shù)，取 3 膜片厚度： ? ? mmE lPIt 3 23 ??? ???? ? ? (445) 取整數(shù) 4mm。 本章小結(jié) 本章重點(diǎn)圍繞電動(dòng)機(jī)參數(shù)匹配、蓄電池參數(shù)選擇和主減速器計(jì)算校核等問(wèn)題開(kāi)展工作，同時(shí)還對(duì)冷卻系統(tǒng)和聯(lián)軸器進(jìn)行設(shè)計(jì)選型，在滿足動(dòng)力性的基礎(chǔ)上，充分考慮汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性，最終選擇電動(dòng)機(jī)最高功率為 30Kw,最大轉(zhuǎn)速為6500r/min,電池容量為 31Ah。 40 5 結(jié)論與展望 結(jié)論 本文基于東風(fēng)小康某款廂式貨車(chē)，系統(tǒng)的闡述了電動(dòng)汽車(chē)的基本組成及布置形式，通過(guò)查閱文獻(xiàn)和實(shí)際調(diào)查，了解小型電動(dòng)汽車(chē) 的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)電動(dòng)汽車(chē)部分關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究分析，主要針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的電動(dòng)機(jī)、主減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)選型。 （ 2）本文使用電動(dòng)機(jī)為永磁同步電動(dòng)機(jī)，采用單級(jí)主減速器，通過(guò)聯(lián)軸器將電動(dòng)機(jī)與主減速器連接在一起。 展望 本次設(shè)計(jì)雖然已經(jīng)結(jié)束，但是在仍然存在許多問(wèn)題沒(méi)有解決，很多地方需要優(yōu)化，在今后的工作中需要繼續(xù)完善的地方有以下幾點(diǎn)： （ 1）優(yōu)化主減速比。 （ 2）對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析。