新能源汽车机械基础课件：齿轮传动的应用

齿轮传动的应用目录01齿轮传动概述02渐开线齿廓的数学原理03直齿圆柱齿轮参数与设计04新能源汽车中的齿轮技术任务目标：1.掌握齿轮传动的核心特点与分类。2.熟练运用齿轮基本参数与几何尺寸计算方法。

3.分析齿轮传动在新能源汽车中的典型应用。齿轮传动概述01齿轮传动的核心特点齿轮传动效率高，单级传动一般效率在95%以上，制造精度高时可达99%或以上，能高效地传递运动和动力。高效传动01齿轮传动结构紧凑，外廓尺寸小，能在有限的空间内实现动力传递，适用于对空间要求较高的场合。结构紧凑02齿轮传动的核心特点传动比恒定齿轮传动能保证恒定的传动比，可精确地传递运动，这一特性使其在对传动精度要求高的设备中广泛应用。局限性齿轮传动需要专用设备及刀具加工，制造安装精度要求高，成本高；工作时有振动和噪音，且运转时无过载保护，不适合作轴间距过大的传动。

齿轮传动的类型、特点及应用齿轮传动的分类与应用场景传递相交轴运动的齿轮传动，如锥齿轮传动，齿形有直齿、斜齿和曲线齿，应用最广的是直齿锥齿轮，常用于航空航天等对空间布局有特殊要求的领域。空间齿轮传动-相交轴传递交错轴运动的齿轮传动，包括交错轴斜圆柱齿轮传动、蜗杆蜗轮传动和准双曲面齿轮传动。例如蜗杆蜗轮传动通常两轴垂直，常用于减速装置。空间齿轮传动-交错轴平面齿轮传动用于传递两平行轴间的运动和动力，常见类型有外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿轮齿条传动。在机床、汽车等工业领域广泛应用。平面齿轮传动01、02、03、渐开线齿廓的数学原理02渐开线的形成与几何性质一条直线NK沿半径为r的圆的圆周做纯滚动，直线上任一点K的轨迹就是该圆的渐开线，这个被滚过的圆称为基圆，直线NK称为渐开线的发生线。渐开线的形成过程渐开线上离基圆越远的部分，其曲率半径越大，渐开线越平直；离基圆越近的部分，曲率半径越小，渐开线越弯曲。渐开线在基圆上起始点处的曲率半径为零。曲率半径与渐开线的关系基圆是渐开线形成的基础，渐开线的形状取决于基圆的大小。基圆半径越小，渐开线越弯曲；基圆半径越大，渐开线越平直。基圆与渐开线的关系渐开线的形成渐开线对齿轮性能的影响基圆大小与渐开线平直度基圆大小决定渐开线的平直度，基圆半径越大，渐开线越平直；基圆半径越小，渐开线越弯曲。0102渐开线平直度与传动平稳性渐开线越平直，齿轮传动的平稳性越好。因为平直的渐开线在啮合过程中，轮齿间的受力变化更均匀，能减少振动和噪音。03实例说明在一些对传动平稳性要求较高的精密机械中，会采用较大基圆的齿轮，以获得更平直的渐开线，保证传动的稳定性。不同基圆所得到的渐开线直齿圆柱齿轮参数与设计03基本参数：模数、压力角与分度圆分度圆是圆柱齿轮上人为取定的假想圆，具有标准模数和压力角，是设计齿轮的基准圆，位置在齿顶圆和齿根圆之间。齿轮的轮齿尺寸均以分度圆为基准面确定。分度圆的设计基准意义渐开线齿廓上某点法向压力方向线与该点速度方向夹角为压力角。为便于设计制造，规定分度圆上压力角为标准值，通用和重型机械中为20°。压力角标准值模数是齿轮几何计算的基本参数，用m表示，m=p/π（p为齿距）。为便于设计、制造和互换，规定分度圆上的模数为标准值，如GB/T1357-2008规定了具体标准模数。模数大小直接反映轮齿大小，模数越大，齿轮几何尺寸和轮齿越大，承载能力越强。模数标准化正确啮合条件与几何尺寸计算一对直齿圆柱齿轮正确啮合时，两齿轮分度圆上的模数m和压力角α必须分别相等。这是保证齿轮平稳、准确传动的关键条件。正确啮合条件分度圆直径d=mz（m为模数，z为齿数），该公式体现了模数、齿数与分度圆直径的关系，是计算齿轮几何尺寸的基础。分度圆直径公式模数和压力角需严格匹配，否则会导致齿轮无法正常啮合，出现传动不平稳、噪音增大、磨损加剧等问题。通过啮合动画可以直观看到匹配与不匹配时的传动差异。严格匹配的重要性新能源汽车中的齿轮技术04电驱动系统：减速器与e-CVT纯电动汽车（BEV）的驱动电机通常通过单级减速器将高转速、低扭矩的电机输出转换为适合车轮驱动的低转速、高扭矩。如特斯拉Model3的减速器采用集成化设计，与电机一体化，减少空间占用，其核心部件斜齿轮或行星齿轮可降低噪音并提升传动效率。减速器：动力转换的核心1混合动力汽车（HEV/PHEV）采用行星齿轮组实现动力分流，协调发动机与电机的动力输出。以丰田THS系统为例，通过行星齿轮组将发动机动力分配至驱动轮和发电机，实现无级变速，平顺性高，燃油经济性提升显著。e-CVT：能效优化的关键2辅助系统：差速器与转向机构差速器通过锥齿轮组实现左右车轮的差速功能，确保转弯时内外轮转速差异。部分电动车型采用电子差速锁（EDS），通过齿轮传动精准控制扭矩分配。如比亚迪汉EV的差速器集成高强度斜齿轮，提升了复杂路况适应性。差速器：复杂工况