电动车轮边驱动系统设计【优秀汽车车辆设计+7张CAD图纸】

电动车轮边驱动系统设计【优秀汽车车辆设计+7张CAD图纸】

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中期检查表.doc

任务书.doc

内齿圈6.dwg

太阳轮5.dwg

开题报告.doc

桥壳2.dwg

电动车轮边驱动系统设计正文.doc

电机输入轴7.dwg

答辩相关材料.doc

行星架3.dwg

行星轮4.dwg

装配图1.dwg

过程管理封皮.doc

任务书

题目名称电动车轮边驱动系统设计

一、设计（论文）目的、意义

设计一种微型电动车用的轮边减速器，是为电动汽车的轮边驱动系统使用，工作力矩较小，但因没有主减速器而需要更大的减速比。大型车辆的轮边减速器的结构型式可以为电动汽车的轮边减速器提供参考，缩小结构尺寸，而增大减速比，满足轮边驱动系统的使用要求。

二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）

（一）主要设计内容

行星齿轮减速器齿轮几何尺寸计算、减速器各级齿轮的校核、轴承选取及寿命计算、轴的设计、箱体设计。

（二）主要技术指标、要求

1)整车满载质量：1000kg；2)最高车速： 60km／h；3)最大爬坡度： 20％；4)0-30km／h加速时间：不大于8秒；5）车轮半径：275mm；6）减速比：5

三、设计（论文）完成后应提交的成果

1、设计说明书一份，1.5万字以上；

2、轮边驱动系统装配图一张、减速机构装配图一张、零件图若干张，折合3张AO图纸。

四、设计（论文）进度安排

1、进行文献检索查，查看相关资料，对课题的基本内容有一定的认识和了解。完成开题报告。第1-2周（2月28日～3月11日）

2、初步确定设计的总体方案，讨论确定方案；对减速器进行初步设计和选取。第3-6周（3月14日～4月8日）

3、提交设计草稿，进行讨论，修定。第7周（4月11日～4月15日）

4、详细设计液压系统，设计非标件，绘制装配图及零件图。第8-12周（4月18日～5月20日）

5、提交正式设计，教师审核。第13-14周（5月23日～6月3日）

6、按照审核意见进行修改。第15周（6月6日～6月10日）

7、整理所有材料，装订成册，准备答辩。第16周（6月13日～6月17日）

五、主要参考资料

[1]江先宝.轮边驱动系统结构方案集成设计．机械设计增刊，2008，V01．25

[2]张银保.汽车轮边减速器.湖北工业大学学报，2005年6月

[3]汪振晓，李增辉.轮边差速器总成的设计.汽车科技.2008.2

[4]陈清泉，孙立清．电动汽车的现状和发展趋势．科技导报，2005，v01．23(4)：24-28

[5]程乃士.减速器和变速器设计与选用手册．北京：机械工业出版社，2007

[6]陈家瑞．汽车构造(下册)．北京：机械工业出版社，2006

[7]于学华等．汽车悬架设计概念的研究．噪声与振动控制，2006，(6)：77-79

摘   要

随着能源危机的日益严重以及人们环保意识的不断增强，研究开发清洁、节能和安全的汽车成为汽车工业发展的方向。其中电动汽车具有行驶过程中零排放、能源利用多元化和高效化以及方便实现智能等优点，使之成为新型汽车研发的重点之一。

本文以减速型电动轮驱动电动汽车的优势为出发点，设计了利于电动汽车使用减速型电动轮的轮边减速装置，对轮边减速器的结构进行了设计、研究，增强了电机内转子驱动型电动轮在电动汽车上的应用能力。以行星齿轮系为轮边减速器的减速传动形式，在减速传动链的设计中，引入了均载设计来提升行星齿轮传动的优势；出于减小轮边减速器的重量及体积、节省材料的目的，对轮边减速器的行星传动系统进行了以体积为目标的优化设计；为便于制动装置及轮毂与轮边减速器安装，设计了轮毂支承件，在满足功能的同时也减少了零件数目；轮边减速器桥壳的巧妙设计使减速器及其轮毂支承件的安装变得更容易、受力也更合理，为前后轮悬架导向机构、转向拉杆及横向稳定杆提供了支点，更进一步保证所设计的轮边减速器能够精确地实现与电动汽车其它零部件的安装及联接, 保证所设计的轮边减速器满足整车行驶工况要求。

关键词：轮边减速器；电动汽车；电动轮；行星齿轮减速器；电动机

ABSTRACT

With improving environmental protection consciousness and the serious energy crisis，to research and develop the clear, energy-saving and safe auto become the new direction of development of automobile industry. Electric vehicle, which has much advantages, such as no emission, pluralism and high-efficient of energy utilization, and conveniently realizing intelligence erc, is about to become one of the focal points in researching and developing new—type automobile.

The design and research takes a wheel reduction unit applied on reduced wheel-drive electric vehicle as the subjective．Research for the type of structure has been done in this thesis which will contribute to the application capability of reduced electric wheel．Load balancing structure is introduced into the drive line design of the planetary wheel reducer to fulfill the advantage of planetary transmission．In order to decrease weight and volume as well as save to material，the researcher optimized the volume of the planetary transmission．For easy to assemble the break system and the wheel--hub while reducing components number, a connection supporting part is designed．The most particular design is the transmission housing with pivots for assembling the upper and lower control arm，the stabilizer as well as the steering linkage．Optimization of the suspension, steering system and stabilizer bar has made for assembling the wheel reducer more accurate，then the optimization result feedbacks to modify the reducer design .For the purpose of guaranteeing the strength of the wheel reducer in work.

Key words: Wheel Reducer；Electric Vehicle；Electric Wheel；Planetary Gear Reducer；Electric Motor

目  录

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1课题的来源和背景1

1.2国内外研究现状2

1.3本文的研究思路与内容6

第2章轮边减速器设计7

2.1电动轮的类型及选择7

2.2轮边减速器的传动方案10

2.3本章小结17

第3章轮边驱动的参数确定及关键零部件的设计18

3.1驱动电机性能参数的确定18

3.1.1整车性能要求18

3.1.2驱动电机参数计算(两轮驱动)18

3.2减速器关键零部件的设计21

3.2.1行星齿轮传动齿数分配应满足的条件21

3.2.2齿轮受力分析和强度设计计算23

3.2.3齿面接触强度的校核计算24

3.2.4其他相关零部件的设计计算28

3.3轮边减速器的润滑32

3.4轮边减速器零部件之间的装配关系32

3.5本章小结33

第4章行星齿轮传动的传动结构的设计34

4.1行星齿轮传动的均载机构34

4.2行星齿轮传动的齿轮结构设计35

4.3本章小结38

结论39

参考文献40

致谢41

附录A42

附录B46

第1章绪  论

1.1课题的来源和背景

随着汽车工业的高速发展，全球汽车总保有量不断增加，汽车所带来的环境污染、能源短缺，资源枯竭等方面的问题越来越突出。为了保护人类的居住环境和保障能源供给，各国政府不惜投入大量人力、物力寻求解决这些问题的途径。

而电动汽车(包括纯电动汽车、混合动力电动汽车以及燃料电池汽车)，即全部或部分用电能驱动电动机作为动力系统的汽车，具有高效、节能、低噪声、零排放等显著优点，在环保和节能方面具有不可比拟的优势，因此它是解决上述问题的最有效途径。

在这个大背景下，上海科委协同同济大学展开了“氢能源微型汽车用轮毂电机及其驱动器的开发一项目。本论文来源于该项目中“全浮式支承结构轮边减速器的研制一课题。

电动汽车驱动系统布置比传统燃油汽车有着更大的灵活性，由驱动电动机所在位置以及动力传递方式的不同，通常可以分为集中单电机驱动、多电机驱动以及电动轮驱动等型式。其中独立电动轮驱动的电动汽车由于其控制方便、结构紧凑等优点，成为电动汽车驱动型式研究的新方向。以独立轮毂电机驱动的电动汽车最大的特点在于：

(1)使得传动系统简化，提高传动效率的同时，有利于整车布置。电动轮将电动机和减速装置直接与车轮集合在一体，可以取消减速器、差速器甚至于取消传动轴，对于全轮驱动车辆，电动轮可以单独控制，不必采用复杂的分动器结构，简化了传动系统，提高了传动效率。同时，减少了传动系统占用的车内空间，可以为其它零部件的安装提供更多空间，有利于整车布置。

(2)提高车辆的通过性能。这主要来自于两方面，其一是简化的传动系统可以提高车辆的离地间隙；另一方面，采用全轮驱动和驱动轮单独控制的措施，可以最大限度地利用地面的附着能力。

(3)降低对电气以及机械传动零部件的要求，适合传递大传矩。采用电动轮技术，在同样功率需求的情况下，可以将单个电动机的功率分配给多个电动机，相应地，对电机和机械传动零部件的要求都可以降低，便于设计与生产。

在己研制成功的“春晖’’系列电动车上，前后轮均采用了由双横臂独立悬架和外转子轮毂电机等构成的具有相同结构的悬架—电动轮模块，它集成了导向、承载、驱动、测速和制动等多项功能。这样减少了整车关键零部件种类，也有利于降低零部件制造成本。但是由于外转子轮毂电机在使用中具有其局限性，比如汽车在起步阶段需要轮毂电机提供要具备较大的转矩，以及较宽的转速和转矩的调节范围，这样就会增加电动机的轮廓尺寸，也会使簧下质量偏大，降低了车辆行驶平顺性。为了改善类似缺陷，有必要寻求更好的电动轮驱动型式，来改善直接驱动型电动轮所固有的缺点。设想，采用减速型电动轮驱动，增加轮边减速装置，则可以最大限度地改善上述缺陷，并可以降低对电机性能的苛求。经论证，这是一个极有研究意义的课题。

带着这样的问题，本文将设计与减速型电动轮轮边减速装置，解决外转子轮毂电机的驱动缺陷，并对轮边减速器的结构、轻量化等内容进行分析研究。

参考文献

[[]]陈清泉，孙立清．电动汽车的现状和发展趋势．科技导报，2005，v01．23(4)：24-28

[[]]张银保.汽车轮边减速器.湖北工业大学学报，2005年6月

[[]]刘维信．汽车设计(第1版)．北京：清华大学出版社。2007

[[]]饶振纲．行星传动机构设计(第二版)．北京：国防：工业出版社，1994 [5] [6]

[[]]汪振晓，李增辉.轮边差速器总成的设计.汽车科技.2008.2

[[]]成大龙．机械设计手册(第三版，第二卷)．北京：化学工业出版社，1999

[[]]程乃士.减速器和变速器设计与选用手册．北京：机械工业出版社，2007

[[]]余志生．汽车理论．北京：机械工业出版社，2000

[[]]陈家瑞．汽车构造(下册)．北京：机械工业出版社，2006

[[]]胡亚庄主编．简明汽车知识词典．北京：北京理工大学出版社，2001．1

[[]]辜成林．轮毂电机发展思考．电机技术，2006(3)：3～6

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[[]]王望予．汽车设计(第3版)．北京：机械工业出版社，2000

[[]]江先宝.轮边驱动系统结构方案集成设计．机械设计增刊，2008，V01．25

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