纯电动汽车毕业设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告一、选题的目的和意义近些年全球汽车工业快速发展，传统的发动机汽车量不断增加，全世界已经开始关注由燃油消耗和尾气排放带来的能源紧缺和环境恶化的问题。以蓄电池为能源的纯电动汽车已经逐步成为汽车工业的发展重心，纯电动车辆的核心之一就是变速器。配置AMT变速器的纯电动车辆能够提高驾驶的舒适型和安全性，显著提高车辆的动力性和燃油经济性，所以研究AMT变速器技术对提高纯电动大客车的整体性能具有重要意义。本课题研究的是纯电动大客车的自动变速器，根据现有的纯电动客车的整车性能及技术参数，计算出变速器的变速比并依此设计变速器的总成和关键零部件（齿轮、轴）的设计，建立仿真模型，进行运动分析，并绘制完成二维图纸。二、主要工作说明本课题基于纯电动大客车AMT变速器，主要根据整车的性能指标计算变速器的速比、设计变速器总成和关键零部件。工作内容及设计步骤：1.介绍纯电动汽车及自动变速器发展状况大致介绍目前国内外纯电动汽车的发展状况、主要组成、动力来源及其优势，并讨论自动变速器在纯电动大客车上应用。汽车工业是国民经济的支柱产业，汽车发展必将带动相关行业的技术进步和产业发展。如今由传统发动机汽车所带来的一系列能源与环境问题已经逐步显现出来，为了解决这些问题，汽车产业必须考虑汽车造成的环保问题和能源的可持续发展，为此世界各大汽车制造商都在进行汽车新能源环保技术的研究开发。新能源汽车目前有3大类：纯电动汽车(EV)、混合动力汽车(HEV)和燃料电池汽车(FCHV)。当前市场上比较常见的变速器有三种类型：液力自动变速器 AT(AutomaticTransmission)，机械无极变速器 CVT(Continuously Variable Transmission)，电控机械式自动变速器 AMT(Automatic Mechanical Transimission)。AMT 是在传统有级式机械变速器(MT)和干式离合器的基础上， 加装带有微机控制的自动操纵机构， 利用自动变速技术和电子控制理论，通过电子控制单元来控制换挡执行机构的动作。AMT 以电子控制单元(ECU)为核心，通过液压执行系统控制离合器的分离与接合、选换挡操作以及发动机节气门的调节，来实现起步、换挡的自动操纵。AMT 的基本控制思想如下图所示：2.变速器变速比计算 纯电动大客车自动变速器采用3档式变速器，选择最低档传动比时，应根据汽车最大爬坡度、驱动轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动轮的滚动半径等来综合考虑、确定。汽车爬陡坡时车速不高，空气阻力可忽略，则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力。故有由最大爬坡度要求的变速器档传动比为式中m-汽车总质量； g-重力加速度； max-道路最大阻力系数； rr-驱动轮的滚动半径； Temax-发动机最大转矩； i0-主减速比； -汽车传动系的传动效率。根据驱动车轮与路面的附着条件可求得的变速器I档传动比为：式中 G2-汽车满载静止于水平路面时驱动桥给路面的载荷；-路面的附着系数，计算时取=0.50.6。中间档的传动比理论上按公比为：依次计算出各个档位的传动比，由此计算出各个齿轮的模数m、齿形、压力角、螺旋角、齿宽b及齿数Z，并选择合适的齿轮变位系数。3. 各齿轮的设计及校核首先计算高速级齿轮副：（1）查询机械设计书并选择齿轮材料和热处理方法（2）按齿面接触疲劳强度设计主要尺寸：根据简化设计公式： 依次计算出：1.小齿轮转矩: 2.齿数比: 3.齿宽系数:根据材料取4.载荷系数:根据材料取5.许用应力 根据材料取及代入对、进行比较,带入较小值进行计算取得的值6.按经验公式选取模数取得标准模数7.计算主要几何参数初选 取得值 取得值传动比误差：；求得满足不超过的要求精确计算螺旋角： 8.计算齿宽 9.计算当量齿数 10.计算重合度11.计算圆周速度 （3）校核齿面接触疲劳强度1.齿面接触疲劳许用应力 应力循环次数查表得选齿轮精度选择润滑油运动粘度 、 查表得到失效概率低于并得出 代入 2.齿面接触疲劳应力 切向力：查机械设计书得、按对称布置，并减少5%，得、齿面接触压力 3.强度校核 即可满足齿面接触疲劳强度要求（4）校核齿根弯曲疲劳强度1.齿根弯曲疲劳许用应力取然后得出、 选择失效概率得出许用应力 2.齿根弯曲疲劳应力得出、3.强度校核 即可满足齿根弯曲疲劳强度要求齿轮的设计计算完成（低速级齿轮副的设计同高速级）4.各轴的设计及校核轴的结构主要应满足下列要求：1.轴上零件应便于装拆和调整。2.轴上零件应定位准确，固定可靠。3.轴应具有良好的加工和装配工艺性。4.轴应受力合理，尽量减小应力集中，并有利于提高轴的强度和刚度计算过程：（1）最小轴径估算：利用扭转强扭法： （2）按弯扭合成法校核轴的强度：1计算圆柱齿轮的受力，画出水平面受力图2由力偶矩平衡可计算得水平面内弯矩，绘制水平弯矩图3在竖直平面内，由力偶矩平衡可得求得垂直面弯矩，并绘制垂直面弯矩图 4根据公式计算合成弯矩，并绘制合成弯矩图5计算转矩，绘制转矩图6确定危险截面，校核轴的强度最后得出结论：轴的结构满足强度要求。 （3）按安全系数法精确校核轴的强度 1查表可得应力集中系数：、2查表可得绝对尺寸系数：、3弯矩和转矩作用下轴的平均应力折算为应力幅的等效系数分别为： 、4查表可得该轴段的加工表面质量系数： 、并求得5求出平均应力弯曲应力幅：6求出扭转切应力：转矩应力幅和平均应力 7根据上式可得，仅考虑弯曲应力和仅考虑扭转切应力时的工作安全系数分别为： 8可得轴的工作安全系数为： 查表取轴疲劳强度的许用安全系数得出结论：，即可满足强度要求。其他轴的设计方法相同 5.虚拟仿真分析一般传统的变速器设计采用平面图形表示机械零件及其装配关系，设计结果是一个静态图形。要想更加合理客观的反映机器运动过程中各零件的运动状态及其相对位置关系，应当采用三维建模设计软件Pro/ENGINEER维建模设计软件。在Pro/ENGINEER软件中装配体设计有两种方法：一种是在装配环境中完成零件设计，这种方法称为“自上而下”的设计方法。在设计中，先产生的是装配体的形状，再通过装配的总体构架详细进行每个零件的设计,最后把设计的零件自动装配在装配体上，无须添加任何约束，这种方法比较难以进行灵活的修改。另一种方法是先设计每个零件,然后把设计好的零件一个个地进行装配，发现问题及时进行修改，利用同轴、贴面等装配关系，经过简单的拖拉就可以完成装配。可以在设计中自由地对装配体上零件进行修改，修改后会自动地同步反映到该零件图上，这种方法使得仿真模拟更加灵活，发现问题可以进行及时修改。本次课题中将运用第二种方法，首先由单个零件的三维实体模型开始建立，再建立各个总成的子装配体，最后再将各个总成的子装配体组合成为变速器传动机构的实体模型，并对其进行分析。6.总结对本次毕业设计的过程进行总结，并指出其中的不足。三、毕业设计（论文）章节安排第一章 绪论第二章 变速器变速比设计计算第三章 各齿轮的设计及校核第四章 各轴的设计及校核第五章 虚拟仿真分析第六章 总结四、主要参考文献1余志生,汽车理论M.北京：机械工业出版社，20062王望予,汽车设计M.北京：机械工业出版社，2004.3张春林,机械原理M.北京：高等教育出版社，2005.4孔凌嘉,王晓力,机械设计M.北京：北京理工大学出版社，2005.5吉林大学汽车工程系,汽车构造M.北京：人民交通出版社，2005.6机械设计手册编委会,机械设计手册减速器和变速器M.北京：机械工业出版社，2007.7袁海林,电动汽车及其驱动电机的发展概况J.中国电子科技集团公司第二十一研究所,2002.8李兴虎,电动汽车概论M.北京：北京理工大学出版社，2005.9林绍义，一种汽车变速器设计B.机电技术2004年第一期.10黄宗益，现代轿车自动变速器原理和设计M.上海：同济大学出版社，2006.11唐苏亚,电动车及其电机的发展概况J. 电机技术,1996.12孙逢春,电动汽车发展现状及趋势J科学中国人，2006.13黄菊花,徐仕华,谢世坤,电动汽车自动变速器设计研究A.南昌大学机电工程学,院井冈山大学工学院,2011.14孔凌嘉,张春林,机械基础综合课程设计M.北京：北京理工大学出版社，2004.15成大先,机械设计手册轴承M.北京：化学工业出版社，2004.16孙英时，基于Pro/Engineer软件的装配体三维仿真设计方法A.大连交通大学机械工程学院,2007.外文文献：1 Zhu Cheng, Lin Cheng, Sun Fengchun,Dynamic Modeling and Analysis of AMT Shifting Process for EV-BUSJ ,School of Mechanical and Vehicular Engineering, Beijing Institute of Technology,2008.2 Guangming Xiong, Junqiang Xi, Yan Zhang, Yaying Jin, Huiyan Chen,Optimal Design and Simulation Evaluation of Economical Gear-shifting Schedule for AMT in Pure Electronic BusJ, School of Mechanical Engineering, Beijing Institute of Technology,2010.3 Guangyao Zhao, Cuiyun Peng,Xiting Wang,Intelligent Control for AMT Based on Drivers Intention and ANFIS Decision-MakingJ School of Mechanical Engineering & Automation School of Mechanical Engineering Northeastern University, School of Mechanical Engineering Northeastern University Shenyang University of Technology,2008.4 Bo Li, Siqin Chang, Shusen lin,Analysis and Simulation of Gear Shift for an