太阳能混合动力观光车驱动系统设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目   录  摘要  关键词      1 绪论 1 言 1 阳能电动车的发展趋势 1 阳能电动车的组成 1 阳能电动车驱动系统组成 2 2 电动车总体设计   3 术参数 3 造形式及工作条件 3 要参数选择 3 要尺寸 3 动车质量 3 动机参数 3 胎参数 4 动比计算 4 大爬坡度计算 4 心件参数 4 体布置计算 5 部分质量及重心坐标 5 载及满载时重心坐标 5 荷分配计算 5 定性计算 6 车不纵向翻倒的条件 6 车不横向翻倒的条件 6 小转弯直径的计算 6 程计算 7 3 双电动机驱动桥设计 8 动系统总体设计 8 速器的设计 8 动比分配 8 动和动力参数计算 8 轮参数计算 9 的设计 19 键的强度校核 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 的强度校核 20 承的寿命校核 25 速器箱体的设计 27 轴的设计   27 轴的形式 27 轴轴径的确定 28 键的设计和校核 28 轴连接螺钉强度校核 29 毂的设计 29 毂的外形设计 29 毂与轮辋的连接螺栓强度校核 29 动桥壳的设计 30 动桥壳的结构设计 30 动桥壳的强度计算 30 壳与减速器连接螺钉强度校核 33 毂轴承的寿命计算 33 致谢 35 参考文献 36 附录 37 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 太阳能混合动力观光车驱动系统设计  摘要： 太阳能是一种清洁能源，不仅可以部分代替石化燃料，而且可以减少二氧化碳和有害气体的排放，防止地球环境恶化。太阳能车尤其适合在环保要求较高的旅游景点使用，可以做到真正的零排放，实现完全意义上的环保。  毕业设计 的主要内容是太阳能混合动力观光车的总体方案设计和驱动系统设计。  总体方案设计包括：分析给定的技术参数及工作条件，进行调查研究、收集资料，确定个部分的构造型式、主要尺寸及估重，并做布置位置草图；初算整机重心位置、桥负荷、稳定性、牵引性、制动性、机动性等，绘制总体外型尺寸及参数性能图。  驱动系统设计包括：  驱动系统传动方案的确定。 采用单电机集中驱动系统，由减速箱总成、差速器总成及驱动桥组成，驱动电机与减速器主动齿轮直接相连，通过两级减速 及差速器 ，将扭矩传送到左右两个驱动轮。电机轴线与车轮轴线平行，因此减速器采用两极圆柱齿轮传动。半轴采用全浮式结构，与轮毂用螺钉连接传递转矩 。桥壳采用 组合 式结构，一端由轮毂轴承支承在车轮上，另一端与减速器相连。  减速器的设计。分配传动比，计算动力和运动参数；按接触强度确定中心距，计算齿轮的主要参数；按扭转强度设计轴的尺寸，按弯扭合成校核轴的强度；减速器箱体的设计；轴承的寿命校核。  半轴、桥壳等零件的结构设计与强度校核。  关键词： 电动车 ； 驱动桥 ； 减速器   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 f  is a is It be of  is of s  of is be of so on be be    is of a  to be to As of to of be is by be on    of of of by of of of   of of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 太阳能混合动力观光车 驱动 系统 设计  1 绪论  言  伴随着 21世纪的到来，由于降低公害、安全节能及新颖化的社会要求，汽车技术在不断引入以新材料、电子技术为基础的新技 术过程中取得巨大的进步。  汽车能源利用效率、有害物排放、车用新能源的开发和利用等问题，近年来一直受到各国政府、专家和公众的关注。人们投入巨额资金和大量人力研究更加清洁的汽车，寻找更加洁净的，可持续利用的替代能源。使用最清洁、 最丰富的能源一太阳能作为燃料的太阳能电动车 诞生了，它已成为当前世界各发达国家竞相研究开发的前沿项目。  阳能电动车 的发展趋势  太阳光能变为电能，是利用太阳能的一条重要途径。 太阳能属于清洁能源，绿色环保，绝无污染，取之不尽，用之不竭。对太阳能的直接利用，代表了人类文明发展的新水平， 有利于人类社会的可持续发展。因此太阳能电动车被人类称之为“未来汽车。电动汽车是最近这些年来世界各大汽车厂竞相开发的项目，因为清洁环保汽车一直是人们追求的目标。随着人类对地球升温的担心和大气污染的日益加重，人们对太阳能的关心越来越增长。  阳能电动车 的 组成  太阳能电动车是指利用太阳能电池的光伏特性将太阳能转化为电能，并利用该电能作为能源驱动行使的汽车 1 。它由驱动桥、转向系、制动系、车架、车身、太阳能电池板、蓄电池、驱动电机和电控系统等组成。  电动汽 车 的驱动桥处于传动系的末端，它的基本功用是增大由传动器传来的转矩，将转矩分配给左右驱动车轮，并使左右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架之间的铅垂力、纵向力和横向力 8 。  转向系的功用是改变汽车的行驶方向和保持汽车稳定的直线行驶。汽车一般采用前轮转向。转向系的主要组成机构包括：转向盘、转向器、转向传动杆系等 1 。  制动系是用来强制汽车减速或停车，并可使汽车在坡道上停 放的装置 1 。为保证汽车在紧急情况下可靠的制动，应有两套独立的制动系统，其中一种是用机械方式传递其操纵力的 1 。制动系的主要组成机构包括：制动踏板、驻车制动杆、车轮制动器等 1 。  车身包括驾驶室和各种形式的车厢，用以容纳驾驶员、乘客和装载货物 1 。  太阳能电池置于车身表面 ， 主要由半导体硅制成 ， 在被光照射以后，由 于其吸收光能，激发出电子和空穴，从而产生电动势，如果接上负载，就形成电流；再通过 大功率跟踪）装置给电机和蓄电池提供能量 ，实现 太阳能转换为电能 。  阳能电动车 驱动系统 组成  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 一般的汽车结构中，驱动桥包括减速器、差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件 7 。  根据其齿轮类型、主动齿轮和从动齿轮的安置方法以及减速方式的不同，减速器的结构形式也不同。减速器的传动比、驱动桥的离地间隙和计算载荷是减速器设计的原始数据，要在总体设计时就确定。由于发动机在 汽车上是纵向安置的，减速器将用来改变转矩的传递方向 7 。为了使汽车有足够的牵引力和适当的最高车速，减速器进行增大转矩、降低转速的变化 7 。  差速器用来解决左右车轮间的转矩分配问题和差速要求 7 。当汽车转弯或在不平路面上行驶时，左右车轮在同一时间内所滚动的行程是不一样的，因此其转速也应不同。因此，要求驱动桥在传递转矩给左右车轮的同时，能使它们以适应上述运动学要求 的不同角速度旋转 ， 这一要求是由差速器来实现的 7 。装有差速器的汽车，当左右齿轮与地面的附着系数不同且一个驱动车轮滑转而失去牵引力时，另一个附着好的驱动车轮也将丧失牵引功能。  驱动车轮的传动装置的功用在于将转矩由差速器半轴齿轮传到驱动车轮。对转向驱动桥，则必须在驱动车轮的传动装置中安装等速万向节 ， 对于 非 转向驱动桥来说，驱动车轮的传动装置也要用万向节传动 7 。如果驱动车轮不是转向轮，则车轮直接由连接差速器和轮毂的 半轴来驱动，这时半轴将差速器半轴齿轮与轮毂连接起来。在装有轮边减速器的驱动桥上，轮边减速器的主动齿轮与半轴齿轮以半轴连接 7 。  桥壳起着支撑汽车荷重的作用，并将载荷传递给车轮 ， 作用在车轮上的牵引力、制动力等力都是通过桥壳传到车架上 7 。因此，桥壳既有承载作用，又有力的传递，同时还是减速器、差速器、半轴的外壳。在汽车行使过程中，桥壳承受繁重的载荷 。 因此，桥壳既要结构简单，降低成本以及方便拆装维修，又要考虑在动载 荷下有足够的强度和刚度 7 。  轮胎与车轮支撑汽车质量，并承受路面的各种反力，如驱动力和制动力，在汽车转弯时，还要承受侧向力以及吸收汽车行使时产生的动载荷和振动 7 。车轮由轮辋和轮辐组成。轮胎装在轮辋上，轮辐用轮胎螺栓固定在轮毂上。轮辋是轮胎安装的基础，既要支撑轮胎，又要保证轮胎拆卸方便 7 。  2 电动车总体设计  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 术参数  1、  额 定载人数                    4 6 人  2、  总质量                        约 1000 、  最大行驶速度 V 行              30km/h  4、  最大爬坡度（满载）            10% 5、  最小离地间隙                150、  最小转弯半径            4500、  最大制动距离                  6m 8、  自重                          576 、  蓄电池电压                    48V 10、电控                          8/180 造形式及工作条件  1、电动车形式：后置后驱  2、电动车动力：蓄电池组 直流串励电动机驱动  额定电压： 48V 3、工作场所：旅游景点  4、路面条件：沥青或混凝土路面  要参数选择  要尺寸  总长 a=3200宽 w=1600高 h=1900 轴距 L=（ 54%60%） a 代入数据，取整为 2000 轮距 B=00(80)  代入数据，取整为 1350 前悬 50悬 00 最小离地间隙 150 电动车质量  座位数： 4 座，  整车质量 =人均整备质量  座位数 =96  5=480参考同类车取  600 总质量取整为 1000   动 机参数：  最大功率 1T（3600 76140                               （ 2 = 6 0 0 9   6 53600 30+ 0  1  1 303 ) =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 其中：T传动效率 g 重力加速度，  A 汽车正面投影面积，  取  安全裕量系数为 电机最大功率应为 据电机资料，以最接近原则选取  励 直 流 电 机 ， 其 额 定 转 速 为 2 8 0 0 / m i  额 定 转 速 时 的 扭 矩 为m a x 2 . 29 5 5 0 9 5 5 0 7 . 52800 ；                                 胎参数  直径 550 ,ed 作半径 270kr 单边宽 160 ,kb 大承载 437压  动比计算  00m 3 7 7 = 0 . 3 7 7 0 . 2 7 0 2 8 0 030=                                  （ 2 式中：   0 r 为车轮的滚动半径。  大爬坡度计算  m a xm a T V 过爬（ 2 =4 3020=大牵引力 （ 2 = 3 6   0 9  =118Kg  118880                                              =10%，故满足设计要求。  心件参数  铅酸蓄电池： 8V， 160形尺寸  5224042量  260 电动机：  8V， 56A， 2800r/量  26太阳能电池板：多晶硅材料，最大转换效率  ,最大输出功率约 470W，外形尺寸  22006500量 65 转向系  60 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 驱动桥  100 车架车厢  80 体布置计算  部分质量及重心坐标：  蓄电池：尺寸 522 240 242,总电压 48V,容量 160 260心坐标（ 720,371） . 直流电动机：功率 压 48V,电流 57A,转速 2800r/ 26心坐 标 (1840， 260). 太阳能电池 :多晶硅 , 13 %,功率 430W,最大功率时电压 52V,尺寸 2200 1600 50, 重约 60心坐标 (1600,1875). 转向系统 :包括前车轮、悬架、制动器 ,重约 60心坐标 (100,260). 驱动系统 :包括减速器、差速器、半轴、后车轮、制动器 ,重约 100心坐标 (1950,260). 车架 、车身 :重约 80心坐标 (1000,225). 载及 满载时重心坐标  空载总质量约 600载总质量约 880空载时重心坐标  x m xM y m y（ 2 6 0 0 2 6 0 7 2 0 2 6 1 8 4 0 6 0 1 6 0 0 6 0 1 0 0 1 0 0 1 9 5 0 8 0 1 0 06 0 0 2 6 0 3 7 1 2 6 2 6 0 6 0 1 8 7 5 6 0 2 6 0 1 0 0 2 6 0 8 0 2 2 5 计算结果 x=1020， y=460 满载时重心坐标  8 8 0 6 1 2 0 0 0 1 4 0 ( 8 0 0 1 6 0 0 )8 8 0 2 7 5 3 2 0 8 0 0 2 1 4 0 计算结果 x =1080,y =570 荷分配计算  满载静止时  12G L  （ 2 其中：1G 汽车总质量  L 汽车轴距， a 质心距前轴距离， b 质心距后轴距离  122 0 0 0 8 8 0 9 2 02 0 0 0 8 8 0 1 0 8 0 1G=405G=475载行驶时  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12()b （ 2 其中 为附着系数，在干燥的沥青或混凝土路面上，该值为   128 8 0 ( 9 2 0 0 . 7 5 5 7 0 )2 0 0 0 0 . 7 5 5 7 08 8 0 1 0 8 02 0 0 0 0 . 7 5 5 7 0 17505载制动  12()()b a （ 2 128 8 0 ( 9 2 0 0 . 7 5 5 7 0 )22008 8 0 (1 0 8 0 0 . 7 5 5 7 0 )2200 1 539341定性计算  车不纵向翻倒的条件   ， =                                                     （ 2 920570>满足条件  车不横向翻倒的条件  2 ， =                                                   （ 2 13502 570>满足条件  小转弯 直 径的计算  汽车最小转弯直径m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 D 2 22()（ 2 9000 2 2220002 0 0 0 ( 1 3 5 0 )汽车前内轮最大转角 程计算  S=                                                                  （ 2 = Va(电 日 ) = 30 ( 4 8 1 6 0 4 3 0 0 . 8 82 . 2 2 . 2 ) =158于目标里程 120满足要求。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 双电动机驱动桥设计  动系统总体设计  驱动系统的总体设计方案示意图如图 3示，采用单电机集中驱动系统，由减速箱总成、差速器总成及驱动桥组成，驱动电机与减速器主动齿轮直接相连，通过两级 减速，将扭矩传送到左右两个驱动轮 7 。电机轴线与车轮轴线平行，因此减速器采用两极圆柱齿轮传动。半轴采用全浮式结构，与轮毂用螺钉连接传递转矩。桥壳采用组合式结构，一端由轮毂轴承支承在车轮上，另一端与减速器相连。桥壳的设计还要与悬架等配合，根据它的结构和尺寸设计连接部件 7 。  速器的设计  总传动比 ，故采用两级圆柱齿轮减速器。  根据 21 4.1  的经验公式，取1 ,2 。  动和动力参数计算  高速轴：  0  2 8 0 0 / m i  0 09 5 5 0 / 9 5 5 0 2 . 2 / 2 8 0 0 7 . 5T P n N m 图 3动桥总成  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 中间轴：  1 0 1 2 3 0 . 9 8 0 . 9 8 2 . 1P P k w 1 0 1/ 2 8 0 0 / 3 . 5 5 7 8 9 / m i nn n i r 1 1 19 5 5 0 / 9 5 5 0 2 . 1 / 7 8 9 2 6 . 6 2 5T P n N m 低速轴  2 1 1 2 2 . 1 0 . 9 8 0 . 9 8 2 . 0P P k w 2 1 2/ 7 8 9 / 2 . 5 4 3 1 1 / m i nn n i r 2 2 29 5 5 0 / 9 5 5 0 2 . 0 / 3 1 1 6 4 . 9 5T P n N m 轮参数计算  高速级齿轮传动设计：  （ 1）齿轮均采用斜齿传动， 6级精度，齿面渗碳淬火。材料选择：  小齿轮： 38质，硬度  320 340 大齿轮： 35质，硬度  280 300  查得，790 2/N 760 2/N   1640 2/N 2600 2/N   （ 2）按接触强度初步确定中心距，并初选主要参数。   13 24 7 6 1a H （ 3 式中   小齿轮传递的转矩1T= 载荷系数 K： K= 齿宽系数a：取a= 齿数比 u:暂取 u= 许用接触应力                                         取最小安全系数大齿轮计算  2 2/N 691 2/N 将以上数据代入计算中心距的公式得  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 21 . 6 7 . 54 7 6 3 . 5 5 1 0 . 4 6 9 1 3 . 5 5a 56圆整为标准中心距为 a =60  按经验公式， a =（ 60=   取标准模数  初取 10 ， =c o s 1 0 0  5 。   1 2 c o s 2 6 0 0 . 9 8 5 2 5 . 9 81 1 3 . 5 5 1 取1 26Z ，21 2 6 3 . 5 5 9 2 . 3 9 3Z u Z 精求螺旋角   12 1 2 6 9 3c o s 0 . 9 92 2 6 0   所以 86  1 1 . 0 1 0 1c o s 0 . 9 9nt 11 1 . 0 1 0 1 2 6 2 6 . 2 6 3td m Z m m 0 . 4 6 0 2 4ab a m m （ 3）校核齿面接触疲劳强度  11 E A V H HF  Z K K K Kb d u                                （ 3 式中  分度圆上的圆周力 0 . 7 5 5710 . 0 2 6 2 6                                       使用系数 : 载系数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2112121 1 0 0 1 v （ 3 11 2 6 . 2 6 2 8 0 0 3 . 8 5 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s 根据齿轮圆周速度，齿轮精度等级为 9 级。121 3 . 3 , 0 . 0 0 8 7将有关值代入式 （ 3  221 3 . 3 2 6 3 . 8 5 3 . 5 51 1 . 3 6571 1 0 0 1 3 . 61 . 5 0 . 0 0 8 724 齿向载荷系数  2 311 . 1 2 0 . 1 8 0 . 1 5 1 0H                               2 3241 . 1 2 0 . 1 8 0 . 1 5 1 0 2 42 6 . 2 6 齿向载荷分配系数按 2/ 1 . 5 5 7 1 / 2 4 3 5 . 6 9 / b N m m ，查得  节点区域系数 8 6 , 0x ，查得 。  查得 21 8 9 . 8 / m m接触强度计算的重合度及螺旋角系数查得 Z：  首先计算当量齿数  11 3326 2 6 . 8 0c o s 0 . 9 9v 22 3393 9 5 . 8 5c o s 0 . 9 9v 求当量齿轮的端面重合度 : 。按128 6 , 2 6 . 8 0 , 9 5 . 8 5 ，分别查得 0 . 8 2 , 0 . 9 2 。所以 0 . 8 2 0 . 9 2 1 . 7 4v 。  按 / 2 4 / 1 2 4 ,m 86 ，纵向重合度  。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 按  ，  ， 86 ，查得  。  将以上各数值代入齿面接触应力计算公式得  5 7 1 4 . 5 52 . 4 7 1 8 9 . 8 0 . 7 7 1 . 5 1 . 3 6 1 . 2 6 1 . 12 4 2 6 . 2 6 3 . 5 5H 2654 /N  计算安全系数 l i  T L V R W  Z                （ 3 式中，寿命系数计算应力循环次数：  9116 0 6 0 1 2 8 0 0 1 8 0 0 0 3 . 0 2 1 0N k n t 8226 0 6 0 1 7 8 9 1 8 0 0 0 8 . 5 2 1 0N k n t 对调质钢，查得120 . 9 0 , 1 . 0 2N T N 。  润滑油模影响系数照 v m s ，选用 220 号中级压型工业齿轮油，其运动粘度 240 2 2 0 /v m m s，查得 。  工作硬化系数为小齿轮齿面未硬化处理，齿面未光整，故取 1。  接触强度计算的尺寸系数 。  将以上数值代入安全系数的计算公式得  1 7 9 0 0 . 9 0 1 . 0 8 1 1 . 0 1 . 1 7654 1 7 6 0 1 . 0 2 1 . 0 8 1 1 . 0 1 . 2 8654 查得，。  故安全。  （ 4）校核齿根弯曲疲劳强度   V F F F  K K K Y （ 3 式中  弯曲强度计算的载荷分布系数  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 . 2 6弯曲强度计算的载荷分配系数  1 复合齿行系数122 6 . 8 , 9 5 . 8 5，查得124 . 1 7 , 3 . 9 5F S F 。  弯曲强度计算的重合度与螺旋角系数 Y：按 1 . 7 4 , 8 6v ，查得  将以上各数值代入齿根弯曲应力计算公式得  1 571 1 . 5 1 . 3 6 1 . 2 6 1 . 1 4 . 1 7 0 . 6 72 4 1F 21 8 7 N m m  222111 8 7 . 9 3 . 9 5 1 7 8 . 0 /4 . 1 7 m 计算安全系数 F E N T r e  r e  Y                                            （ 3 式中，寿命系数调质钢，按 91 3  4 1 0N ，查得1 ，按 92 1  2 1 0N ，查得2 相对齿根圆角敏感系数121。  相对齿根表面状况系数：齿面粗糙度121 . 6 m，得 1。  尺寸系数得 1。  将以上数值代入安全系数6 4 0 0 . 9 8 1 1 1 3 . 3 41 8 7 . 9 6 0 0 0 . 9 9 1 1 1 3 . 3 41 7 8 . 0 查得，取。  1安全。  （ 5）主要几何尺寸  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 121 , 1 . 0 1 0 1 , 2 6 , 9 3 , 8 6m m m m m z z 11 2 6 1 . 0 1 0 1 2 6 . 2 6 3td z m m m m m 22 9 3 1 . 0 1 0 1 9 3 . 9 3 9td z m m m m m 11 2 2 6 . 2 6 3 2 1 2 8 . 2 6 3d h m m 22 2 9 3 . 9 2 9 2 1 9 5 . 9 3 9d h m m 1211 2 6 . 2 6 3 9 3 . 9 3 9 6 022a d d m m 0 . 4 6 0 2 4hb a m m 取122 6 , 2 4b m m b m m低速级齿轮传动设计  （ 1）齿轮均采用斜齿传动， 6级精度，齿面渗碳淬火。材料选择：  小齿轮： 38质，硬度  320 340 大齿轮： 35质，硬度  280 300  查得，790 2/N 760 2/N   1640 2/N 2600 2/N   （ 2）按接触强度初步确定中心距，并初选主要参数。   23 24 7 6 1a H （ 3 式中   小齿轮传递的转矩2T= 载荷系数 K： K= 齿宽系数a：取a= 齿数比 u:暂取 u= 许用接触应力                                         取最小安全系数大齿轮计算  2 2/N 691 2/N 将以上数据代入计算中心距的公式得  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 21 . 6 2 6 . 6 2 54 7 6 2 . 5 4 1 0 . 4 6 9 1 2 . 5 4a 圆整为标准中心距为 a =100  按经验公式， a =（ 100=2   取标准模数  初取 10 ， =c o s 1 0 0  5 。   1 2 c o s 2 1 0 0 0 . 9 8 5 5 5 . 6 51 1 2 . 5 4 1 取1 37Z ，21 3 7 2 . 5 4 9 3 . 9 8 9 4Z u Z 精求螺旋角   12 1 . 5 3 7 9 4c o s 0 . 9 8 2 52 2 1 0 0   所以 10 43  1 . 5 1 . 5 2 6 7c o s 0 . 9 8 2 5nt 11 1 . 5 2 6 7 3 7 5 6 . 4 9td m Z m m 0 . 4 1 0 0 4 0ab a m m （ 3）校核齿面接触疲劳强度  11 E A V H HF  Z K K K Kb d u                                （ 3 式中  分度圆上的圆周力 2 6 . 6 2 5 9430 . 0 5 6 4 9                                     &nbs