油電混合動(dòng)力汽車行星齒輪箱設(shè)計(jì)

62/62摘要近年來，盡管許多國家都投入大量資金人力研究電動(dòng)汽車，但目前為止變速器和其它一些關(guān)鍵性技術(shù)還沒有取得有效地突破，變速器的續(xù)駛里程和充電時(shí)刻大大制約了電動(dòng)汽車的進(jìn)展和普及。因此，在變速器問題解決之前，如何合理地選擇這些部件及有關(guān)參數(shù)，使匹配達(dá)到最優(yōu)，在相同變速器條件下，更好地滿足動(dòng)力性要求和最大地增加續(xù)駛里程，一直是研究者們追求的目標(biāo)，也是本論文研究的要緊目的。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，汽車工業(yè)得到了迅速進(jìn)展，而人類對(duì)舒適性的更高追求，使得自動(dòng)變速器的進(jìn)展更加深入。本文通過對(duì)行星齒輪傳動(dòng)變速器的研究和闡述，計(jì)罷了每個(gè)行星排傳動(dòng)比的表達(dá)式。通過此次設(shè)計(jì)，我們能夠了解到該變速器的差不多結(jié)構(gòu)：即換擋執(zhí)行元件（2個(gè)離合器和3個(gè)制動(dòng)器）與行星排以適當(dāng)方式連接組成，得到5個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)倒檔。采納該機(jī)構(gòu)的汽車自動(dòng)變速器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、檔位數(shù)多、傳動(dòng)效率高、換檔平穩(wěn)、操縱性能好。關(guān)鍵詞：機(jī)械工程、變速器、行星齒輪傳動(dòng)

目錄摘要 1ABSTRACT 2目錄 4第一章緒論 71.1引言 71.2混合動(dòng)力汽車概述 71.3混合動(dòng)力汽車國內(nèi)外研究進(jìn)展現(xiàn)狀 81.3.1日本混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車進(jìn)展概況 91.3.2美國混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車進(jìn)展概況 101.3.3歐洲混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車進(jìn)展概況 111.3.4國內(nèi)進(jìn)展概況 121.4混合動(dòng)力汽車原理 131.4.1混合動(dòng)力汽車原理 131.5汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的進(jìn)展歷程 141.6行星齒輪的進(jìn)展與研究 15第二章傳動(dòng)系統(tǒng)的概述及其方案的確定 172.1行星齒輪變速器的原理和功用 172.2行星齒輪機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)介 172.3換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)介 172.4行星齒輪變速器的差不多工作原理 18第三章行星齒輪變速器傳動(dòng)比的確定 203.1行星齒輪變速器傳動(dòng)比方案的確定 203.2傳動(dòng)比計(jì)算 21第四章行星排的設(shè)計(jì) 244.1K1行星排的設(shè)計(jì) 244.1.1齒數(shù)選擇： 244.1.2材料選擇及熱處理方法： 244.1.3齒輪2-3按接觸強(qiáng)度計(jì)算： 244.1.4K1傳動(dòng)系要緊尺寸： 254.1.5驗(yàn)算K1行星傳動(dòng)排的接觸強(qiáng)度 254.1.6齒輪抗彎強(qiáng)度校核 264.2K2行星排的設(shè)計(jì) 264.2.1齒數(shù)選擇： 264.2.2材料選擇及熱處理方式： 264.2.3a—c齒輪按接觸強(qiáng)度初步計(jì)算 264.2.4驗(yàn)算a-c齒輪傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度： 274.2.5齒輪抗彎強(qiáng)度校核 284.2.6b-c齒輪傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度的校核 284.3K3行星排的設(shè)計(jì) 284.4太陽輪、行星輪和行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 294.4.1太陽輪的結(jié)構(gòu)： 294.4.2行星輪及行星架的結(jié)構(gòu)： 29第五章軸和軸承的設(shè)計(jì) 315.1軸的設(shè)計(jì)及檢驗(yàn) 315.2軸承校核 34第六章離合器與制動(dòng)器的設(shè)計(jì) 356.1離合器的設(shè)計(jì) 356.2制動(dòng)器的設(shè)計(jì) 36第七章要緊零件的工藝設(shè)計(jì) 387.1太陽輪和行星輪的加工工藝 387.1.1工藝過程： 387.1.2關(guān)鍵工序分析： 387.2內(nèi)齒圈加工工藝 387.2.1工藝工程： 387.2.2工藝分析： 38第八章輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì) 408.1操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 408.2潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì) 40結(jié)論 42參考資料 43致謝 45

第一章緒論1.1引言混合動(dòng)力汽車應(yīng)是我國電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化的突破口據(jù)中國汽車報(bào)報(bào)道，依照“十五”國家863打算電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)的目標(biāo)定位和技術(shù)路線，結(jié)合我國汽車工業(yè)的進(jìn)展現(xiàn)狀，一些專家認(rèn)為，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車應(yīng)成為我國電動(dòng)汽車進(jìn)展的重點(diǎn)和方向，并有希望領(lǐng)先取得產(chǎn)業(yè)化突破。從我國電動(dòng)車技術(shù)來看，目前已從實(shí)驗(yàn)室開發(fā)試驗(yàn)時(shí)期過渡到商品性試生產(chǎn)時(shí)期，我國電動(dòng)汽車研制開發(fā)差不多上與國外同行處于同一起跑線上，技術(shù)水平與產(chǎn)業(yè)化的差距比較小，目前已有一定基礎(chǔ)。在上世紀(jì)90年代中期已推出電動(dòng)汽車樣車，電動(dòng)轎車概念車、燃料電池中型客車差不多問世。現(xiàn)在世界上的電動(dòng)汽車要緊分成純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和燃料電池汽車三種，專家認(rèn)為選擇混合動(dòng)力電動(dòng)汽車作為現(xiàn)時(shí)期我國電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化的突破口，符合我國汽車工業(yè)的進(jìn)展要求。緣故一是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車承接了傳統(tǒng)汽車的技術(shù)，有利于對(duì)傳統(tǒng)汽車工業(yè)的改造；二是有利于降低制造成本和有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。1.2混合動(dòng)力汽車概述1881年就出現(xiàn)了電動(dòng)汽車，它比內(nèi)燃機(jī)汽車還早一些。但內(nèi)燃機(jī)汽車后來居上，在性能、機(jī)動(dòng)性、車輛的重量等指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了電動(dòng)汽車。電動(dòng)汽車在20世紀(jì)20年代達(dá)到了鼎盛時(shí)期后就一蹶不振，成為“電瓶車”式的輔助車輛。在20世紀(jì)初蒸汽汽車、電動(dòng)汽車、和內(nèi)燃機(jī)汽車差不多是三足鼎立，在汽車保有量中，蒸汽汽車占40％，電動(dòng)汽車38％，而內(nèi)燃機(jī)汽車僅占22％，美國是最早使用電動(dòng)汽車作為運(yùn)輸車輛的國家之一，1915年美國電動(dòng)汽車的產(chǎn)量曾經(jīng)達(dá)到過年產(chǎn)5000輛的最高峰。有專門多電動(dòng)汽車一直到第二次世界大戰(zhàn)期間仍在使用。但到20世紀(jì)60年代電動(dòng)汽車的保有量?jī)H占汽車總量的2％。隨著現(xiàn)代水利發(fā)電、核能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和太陽能的利用，為人們提供了巨大的能源。因此，各國和各大汽車公司都重視了電動(dòng)汽車的研究、開發(fā)和試制，從20世紀(jì)70年代起，新一代電動(dòng)汽車脫穎而出，出現(xiàn)了各種各樣高性能的電動(dòng)汽車?；旌蟿?dòng)力表示有多種動(dòng)力參與汽車驅(qū)動(dòng)，一般指燃油發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)這兩種動(dòng)力?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車是電動(dòng)汽車研制中的后起之秀，卻在純電動(dòng)汽車之前成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。它綜合了傳統(tǒng)汽車引擎驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，既能充分發(fā)揮燃料發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)工作時(shí)刻長、動(dòng)力性能好，又能夠發(fā)揮電動(dòng)機(jī)無污染、低噪聲的好處。同時(shí)，混合動(dòng)力汽車能夠在運(yùn)行過程中維持電量的均衡，不像純電動(dòng)汽車要配備專用的充電器等配套設(shè)備?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車，其動(dòng)力系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)和電池組，兼?zhèn)淞藘?nèi)燃機(jī)汽車和電動(dòng)汽車優(yōu)點(diǎn),按內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)的連接方法可分為并聯(lián)式、串聯(lián)式和混聯(lián)式。它將內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)與一定容量的儲(chǔ)能器件通過操縱系統(tǒng)相結(jié)合，電動(dòng)機(jī)可補(bǔ)充提供車輛起步、加速時(shí)所需轉(zhuǎn)矩，又能夠存儲(chǔ)汲取內(nèi)燃機(jī)富余功率和車輛制動(dòng)能量，從而可大幅度降低油耗，減少污染物排放?；旌蟿?dòng)力汽車盡管沒有實(shí)現(xiàn)零排放，但其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放等綜合指標(biāo)能滿足當(dāng)前苛刻要求，可緩解汽車需求與環(huán)境污染及石油短缺的矛盾。與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相比，要緊優(yōu)點(diǎn)是采納了高功率的能量?jī)?chǔ)存裝置（飛輪、超級(jí)電容器或蓄電池）向汽車提供瞬時(shí)能量，能夠提高效率、節(jié)約能源、降低排放，經(jīng)濟(jì)性和排放性明顯改善，技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性較強(qiáng)。較之純電動(dòng)汽車，其要緊優(yōu)點(diǎn)：續(xù)使里程和動(dòng)力性可達(dá)到內(nèi)燃機(jī)汽車的水平；空調(diào)、真空助力、轉(zhuǎn)向助力及其它輔助電器，借助原動(dòng)機(jī)動(dòng)力，無需消耗電池組有限電能，從而保證了乘坐的舒適性；而且混合動(dòng)力汽車技術(shù)難度相對(duì)較小，成本相對(duì)較低。混合動(dòng)力汽車介于傳統(tǒng)汽車和動(dòng)力汽車、燃料電池汽車之間，是一種承前啟后的，在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面都趨于成熟的電動(dòng)汽車產(chǎn)品［4］。1.3混合動(dòng)力汽車國內(nèi)外研究進(jìn)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力汽車通過內(nèi)燃機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的有機(jī)結(jié)合，具備了內(nèi)燃機(jī)汽車加油方便、續(xù)使里程長和純電動(dòng)汽車污染少、效率高的特點(diǎn)，成為當(dāng)今世界汽車界競(jìng)相開發(fā)的熱點(diǎn)。豐田的Prius、本田的Insight、福特的Prodigy、克萊斯勒的ESX3、通用的Precept141、日產(chǎn)的Tino1151等都具有代表性的車型，其中Prius和Insight已是成熟的產(chǎn)品，并將接著擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，其它車型也將在2～3年推向市場(chǎng)［5］。我國也特不重視混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的研制和開發(fā)，一些單位已進(jìn)行了一些初步的工作，并取得了一定的成績(jī)，國家科技部已將其做為“十五”863重大專項(xiàng)內(nèi)容。1.3.1日本混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車進(jìn)展概況日本汽車保有量占全球第二位，由于人口密集，國土狹小，石油100％依靠進(jìn)口。因此，日本對(duì)EV\HEV的研發(fā)十分重視。日本從1965年開始電動(dòng)車的研制、通產(chǎn)省正式把電動(dòng)車列入國家項(xiàng)目，1967年成立了日本電動(dòng)車協(xié)會(huì)，促進(jìn)了電動(dòng)車事業(yè)的進(jìn)展，1971年日本通產(chǎn)省就制定了電動(dòng)汽車的開發(fā)打算，1991年日本通產(chǎn)省又制定了“第三屆電動(dòng)汽車普及打算”，提出到2000年日本電動(dòng)汽車的年產(chǎn)量達(dá)到10萬輛，保有量達(dá)到20萬輛。2001年7月，日本開展了“低公害車開發(fā)普及行動(dòng)”，將EV\HEV列為重點(diǎn)開發(fā)的低公害汽車之列，并制定了專門的政策，以促進(jìn)EV\HEV的普及應(yīng)用；2002年提出從2005年開始大幅度限制尾氣排放，制定了《新長期排放限制》的標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)備用于2005年以后銷售新車的一項(xiàng)排放法規(guī)；2002年2月26日，日本中央環(huán)境審議會(huì)大氣環(huán)境領(lǐng)域的一個(gè)專門委員會(huì)（環(huán)境大臣的咨詢機(jī)構(gòu)）提出了一份將要納入這項(xiàng)法規(guī)的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的咨詢提案。這項(xiàng)提案的內(nèi)容包括將顆粒狀物質(zhì)（PM）含量比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的要求最大削減85%，將氮氧化物（NOX）削減50%等一些內(nèi)容，該法規(guī)的實(shí)施將進(jìn)一步推動(dòng)EV\HEV的進(jìn)展。按照目前的進(jìn)展速度，可能在2010年將達(dá)到210豐田是全世界第一臺(tái)正式批量生產(chǎn)的混合動(dòng)力車的制造者，自從1997年開始，Prius就開始在日本銷售，2000年起便在北美、歐洲及世界各地公開發(fā)售。目前，Prius差不多在中國上市。到了2001年，豐田又在日本推出了Estima混合動(dòng)力小貨車、使用弱混合動(dòng)力的皇冠豪華小轎車和Dyna混合動(dòng)力輕型貨車。豐田商業(yè)化的車型差不多達(dá)到5款。為了在實(shí)現(xiàn)低排放的前提下，提高車輛的動(dòng)力性，在2003年，豐田汽車把新一代的混合動(dòng)力系統(tǒng)HybridSynergyDrive引入到了第二代的Prius上面。在2005年，他把這套系統(tǒng)的使用范圍擴(kuò)展到了對(duì)動(dòng)力性能要求更高的SUV車型上——雷克薩斯的RX400h（日本名為HarrierHybrid）和HighlanderHybrid（日本名為KlugerHybrid）。本田公司在混合動(dòng)力車方面也頗有建樹，1999年推出“INSIGHT”，2001年推出“CIVIC”。本田還在混合動(dòng)力車的開發(fā)上，通過研究新型發(fā)動(dòng)機(jī)、鎳氫蓄電池等追求動(dòng)力高效化；通過開發(fā)新型輕質(zhì)鋁車身、樹脂油箱等謀求車輛的輕型化，使汽車達(dá)到每公升汽油可行駛35公里的世界最高水平，同時(shí)使汽車尾氣排放達(dá)到世界最嚴(yán)格要求的標(biāo)準(zhǔn)。1.3.2美國混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車進(jìn)展概況汽車工業(yè)是美國的支柱產(chǎn)業(yè)，給美國帶來了繁榮昌盛，但同時(shí)也帶來了能源危機(jī)、環(huán)節(jié)污染以及資源的白費(fèi)。美國近年來幾乎要從國外進(jìn)口全國消耗量一半以上的石油。為了幸免受到石油危機(jī)的沖擊，美國十分重視對(duì)混合動(dòng)力汽車的研究和開發(fā)。1976年卡特總統(tǒng)簽署EV/HEV研究開發(fā)和示范法案，授權(quán)美國能源部執(zhí)行和治理EV/HEV研究打算，然而直到九十年代初電動(dòng)車的研究在美國才真正開始。1990年10月布什總統(tǒng)簽署清潔空氣法嚴(yán)格規(guī)定了汽車排放的標(biāo)準(zhǔn)，同月加州政府也有了新的規(guī)定，即要求汽車制造商在加州銷售的車輛中百分之二必須是零排放車輛，而當(dāng)時(shí)只有純電動(dòng)汽車才可能達(dá)到零排放車輛的要求。1991年美國通用汽車公司、福特汽車公司和克萊斯勒汽車公司共同協(xié)議，成立了先進(jìn)電池聯(lián)合體(USABC)，共同研究開發(fā)新一代電動(dòng)汽車所需要的高能電池。1991年10月USABC與美國能源部簽訂協(xié)議，在1991-1995年的四年間投資2.26億美元來資助電動(dòng)汽車用高能電池的研究。1993年，美國克林頓政府推出了新一代汽車伙伴打算即PNGV，要求聯(lián)邦政府部門從1993到1995年度大量購買包括EV/HEV的替代燃油車。PNGV制訂了10年開發(fā)打算，目標(biāo)是80mpg(約3L/100km)的低油耗汽車。2002年1月9日，10年打算尚未結(jié)束，美國能源部部長斯潘塞?阿伯拉罕在各大汽車公司首腦參加的會(huì)議上宣布，依照總統(tǒng)布什的國家能源打算，降低美國對(duì)進(jìn)口石油依靠性，決定成立一個(gè)新的汽車研究項(xiàng)目，叫做自由車(FreedomCAR)，該項(xiàng)目的長期目標(biāo)是高效、價(jià)廉、無污染。研究先進(jìn)、高效的燃料電池技術(shù)，用氫燃料作動(dòng)力，不產(chǎn)生任何污染。改項(xiàng)目接著對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行專項(xiàng)研究，然而重點(diǎn)是進(jìn)展氫燃料電池電動(dòng)車。按照PNGV的時(shí)刻表，在1999年往常為濃縮并集中技術(shù)目標(biāo)時(shí)期，1999～2001為生產(chǎn)概念車時(shí)期，2001～2005年為生產(chǎn)性樣車時(shí)期。在2000年底特律國際汽車展上福特和通用汽車公司展示了其柴油復(fù)合動(dòng)力概念車，同年2月22日，戴姆勒克萊斯勒在華盛頓國家博物館公布了其PNGV復(fù)合動(dòng)力概念車。PNGV打算在2002年被終止，緣故是80MPG的目標(biāo)專門高，而研制的新車在成本上并未取得專門好的成果，不能滿足用戶在價(jià)格上的要求，也確實(shí)是講，在短時(shí)期內(nèi)不具有市場(chǎng)價(jià)值。更重要的是，PNGV仍然局限于用石油作為差不多能源。因此要求新項(xiàng)目在這方面有新的突破，將著眼于新一代汽車能源，而不囿于現(xiàn)有技術(shù)和當(dāng)前燃料資源。然而PNGV起到了全球EV/HEV技術(shù)開發(fā)領(lǐng)頭人的作用，從其建立和執(zhí)行情況來看，新一代汽車差不多成為跨國汽車公司和工業(yè)國家戰(zhàn)略進(jìn)展的重要內(nèi)容。1.3.3歐洲混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車進(jìn)展概況(1)法國法國是一個(gè)缺少石油的國家，每年要從國外進(jìn)口大量石油。因此，法國是全世界最積極研制和推廣電動(dòng)汽車的國家之一。法國電力供應(yīng)充沛且多用核能發(fā)電和水力發(fā)電，發(fā)電源潔凈且電價(jià)廉價(jià)，汽車工業(yè)發(fā)達(dá)。法國政府鼓舞開發(fā)電動(dòng)汽車和充分利用電力資源，在政策上給予支持，為開發(fā)電動(dòng)汽車提供資助。法國政府、法國電力公司、標(biāo)致－雪鐵龍汽車公司和雷諾汽車公司共同承擔(dān)開發(fā)和推廣電動(dòng)汽車的協(xié)議，共同合資組建了電動(dòng)汽車的電池公司，和薩夫特(SAFT)公司承擔(dān)電動(dòng)汽車的高能電池的研究和開發(fā)，以及電池的租賃和維修等工作。1990年法國標(biāo)致－雪鐵龍汽車公司所開發(fā)的J-5和C-25電動(dòng)貨車投入生產(chǎn)。1995年法國能源部、標(biāo)致－雪鐵龍汽車公司開發(fā)了標(biāo)致－106和SAXO型四座電動(dòng)轎車，用雪鐵龍－AX型轎車改裝的電動(dòng)轎車，雷諾汽車公司的Clio型四座電動(dòng)轎車及其變型車等，并投放在羅切里市進(jìn)行試驗(yàn)。1997年法國的電動(dòng)汽車產(chǎn)量達(dá)到2000輛左右。不僅如此，法國特不鼓舞使用混合動(dòng)力汽車，使法國混合動(dòng)力汽車的進(jìn)展位居世界前列。四年前法國政府電力公司與汽車制造商簽訂了協(xié)議，使全國電動(dòng)汽車保有量達(dá)到10萬臺(tái)，在20個(gè)都市推廣混合動(dòng)力汽車。法國已有十幾個(gè)都市運(yùn)行電動(dòng)汽車且有比較完善的充電站等服務(wù)設(shè)施，政府機(jī)關(guān)帶頭使用混合動(dòng)力汽車。法國政府為了鼓舞用戶使用混合動(dòng)力汽車，還宣布企業(yè)購買混合動(dòng)力汽車第一年能夠免稅。法國電力公司向電動(dòng)汽車生產(chǎn)廠家每生產(chǎn)一輛電動(dòng)汽車提供1萬法郎的補(bǔ)助，以擴(kuò)大電力使用范圍。目前，法國混合動(dòng)力汽車的普及程度和保有量都位居世界前列。(2)德國德國政府十分重視環(huán)節(jié)愛護(hù)，投入了大量的資金用于EV的研發(fā)，1971年成立了都市電動(dòng)車交通公司(GES)，積極組織EV的研究與開發(fā)。1991年在拜爾州投入了300輛EV進(jìn)行運(yùn)行。拜爾州還撥400萬馬克，用于資助用戶車價(jià)的30%購買電動(dòng)汽車。另外，漢堡市也采取資助用戶車價(jià)的25%來鼓舞用戶購買電動(dòng)汽車。德國政府指定奔馳汽車公司和大眾合資建立的德國汽車工業(yè)有限公司的科技開發(fā)機(jī)構(gòu)，1992年德國政府撥款2200萬馬克，在呂根(Rugen)島建立歐洲EV試驗(yàn)基地，組織了四大公司62輛各類電動(dòng)車在呂根半島城運(yùn)行試驗(yàn)，對(duì)64輛電動(dòng)汽車和電動(dòng)汽車的系統(tǒng)工程進(jìn)行長達(dá)4年的大規(guī)模試驗(yàn)，并有專門多國家和都市都派有EV參加呂根島的實(shí)驗(yàn)。1994年展示出了19種轎車，13種面包車，4種大客車，都進(jìn)入了有用時(shí)期。20世紀(jì)70年代末期，德國戴姆勒－奔馳汽車公司生產(chǎn)了一批LE306電動(dòng)汽車，采納鉛酸電池。20世紀(jì)80年代初期，德國奔馳汽車公司生產(chǎn)了電動(dòng)大客車，也生產(chǎn)了商用電動(dòng)汽車，奔馳公司還宣布投資4.7億美元研究開發(fā)燃料電池，打算2005年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。歐寶公司在1972年開始研制新型電動(dòng)汽車。1981年與BBC公司(現(xiàn)在的ABB公司)合作研制了電動(dòng)轎車。1.3.4國內(nèi)進(jìn)展概況我國目前也特不重視混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的研究與開發(fā)，一些單位的起步研究工作正在展開，國家科技部已將其作為“十五”863重大專項(xiàng)的內(nèi)容。我國有關(guān)電動(dòng)汽車的研制開始于20世紀(jì)90年代。從1996年開始，廣東省科委統(tǒng)一協(xié)調(diào)組織研制電動(dòng)汽車，并取得了可喜的進(jìn)展。清華大學(xué)研制了電動(dòng)中型客車。中國遠(yuǎn)望(集團(tuán))總公司與北京理工大學(xué)、國防科技大學(xué)和河北勝利客車廠等單位聯(lián)合，于1996年3月研制成功了51座YW6120型電動(dòng)大客車。在此基礎(chǔ)上，我國混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的研制也有了一定的進(jìn)展。1998年，清華大學(xué)與廈門金龍公司合作研制了混合動(dòng)力電動(dòng)客車；同年，江蘇理工大學(xué)承擔(dān)了江蘇省科委下達(dá)的重點(diǎn)工業(yè)科技攻關(guān)項(xiàng)目——混合動(dòng)力電動(dòng)公交輕型客車ZJK6700HEV串聯(lián)式混合動(dòng)力的研制，目前樣車的研制工作差不多結(jié)束。一汽在2001年4月19日閉幕的第3屆北京國際清潔車展上推出一款混合動(dòng)力電動(dòng)轎車——紅旗CA7180AE。該轎車是由一汽研究所、美國電動(dòng)車亞洲7公司、汕頭國家電動(dòng)汽車試驗(yàn)示范區(qū)三方共同合作完成的，屬串聯(lián)式結(jié)構(gòu)的中高檔車型。清華大學(xué)與沈陽金杯客車制造有限公司在2001年3月簽訂了“SY6480混合動(dòng)力電動(dòng)客車的研制與開發(fā)”合作項(xiàng)目的合同。深圳明華環(huán)保汽車有限公司于2001年4月推出了混合動(dòng)力電動(dòng)環(huán)保汽車MH6720，引起社會(huì)各界關(guān)注;該車采納的是并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)為87kw；電機(jī)為312V、充電次數(shù)大于500次；異步交流電機(jī)平均功率為36kW;滿載最高車速為90km/h;最大爬坡度為33％;續(xù)駛行程可達(dá)1080km，純電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)為100km；百公里等速油耗7.69L;乘客數(shù)為22;其尾氣排放達(dá)歐洲標(biāo)準(zhǔn)，噪聲指標(biāo)也大大低于國產(chǎn)一般中巴車。東風(fēng)汽車公司承接“863”混合動(dòng)力研制項(xiàng)目現(xiàn)已完成,并已于最近推出混合動(dòng)力電動(dòng)客車樣車，整車性能良好。我國通過國家“八五”、“九五”甚至“十五”電動(dòng)汽車的科技攻關(guān)，在HEV方面差不多積存了一定的技術(shù)基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)1.4混合動(dòng)力汽車原理1.4.1混合動(dòng)力汽車原理混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HybrdElectricVehicle,簡(jiǎn)稱HEV）采納了兩種動(dòng)力裝置（內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)），通過儲(chǔ)能裝置（蓄電池等）和操縱系統(tǒng)對(duì)能量的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)最佳的能量分配，達(dá)到整車的低排放、低油耗和高性能。HEV融合了燃油汽車和電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)，是最具有市場(chǎng)價(jià)值的低排放和低油耗汽車?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車有兩個(gè)動(dòng)力源，當(dāng)汽車爬坡或加速時(shí)，兩個(gè)動(dòng)力源聯(lián)合輸出動(dòng)力，蓄電池輸出的電能通過電機(jī)進(jìn)行助力；當(dāng)汽車在下坡或制動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)電能夠?qū)υ偕蛑苿?dòng)能量進(jìn)行回收，以電能形式儲(chǔ)存在蓄電池中；當(dāng)汽車較長時(shí)刻怠速停車時(shí)，能夠通過操縱發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，實(shí)現(xiàn)怠速啟停，節(jié)約燃油。由于輔助動(dòng)力的助力作用，在保證汽車相同的動(dòng)力性能條件下，能夠相應(yīng)減小混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率及排量需求，減少了汽車燃油消耗；同時(shí)通過再生及制動(dòng)能量的回收，以及幸免汽車在油耗較高的怠速工況區(qū)運(yùn)行（怠速啟停），進(jìn)一步減少了汽車燃油消耗；混合動(dòng)力電動(dòng)汽車通過操縱輔助動(dòng)力的功率及扭矩輸出的大小，能夠優(yōu)化操縱發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)，使整車的廢氣排放得到顯著的改善。因此混合動(dòng)力電動(dòng)汽車既具有良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性。也有較低的廢氣排放水平。1.4.2混合動(dòng)力裝置原理HEV（Hybrid-ElectricVehicle）—混合動(dòng)力裝置。混合動(dòng)力確實(shí)是指汽車使用汽油驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)方式，優(yōu)點(diǎn)在于車輛啟動(dòng)停止時(shí)，只靠發(fā)電機(jī)帶動(dòng)，不達(dá)到一定速度，發(fā)動(dòng)機(jī)就不工作，因此，便能使發(fā)動(dòng)機(jī)一直保持在最佳工況狀態(tài)，動(dòng)力性好，排放量專門低，而且電能的來源差不多上發(fā)動(dòng)機(jī)，只需加油即可?；旌蟿?dòng)力汽車的關(guān)鍵是混合動(dòng)力系統(tǒng)，它的性能直接關(guān)系到混合動(dòng)力汽車整車性能。通過十多年的進(jìn)展，混合動(dòng)力系統(tǒng)總成已從原來發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)離散結(jié)構(gòu)向發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)和變速箱一體化結(jié)構(gòu)進(jìn)展，即集成化混合動(dòng)力總成系統(tǒng)?；旌蟿?dòng)力總成以動(dòng)力傳輸路線分類，可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式等三種。串聯(lián)式動(dòng)力：串聯(lián)式動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)三部分動(dòng)力總成組成，它們之間用串聯(lián)方式組成SHEV動(dòng)力單元系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，電能通過操縱器輸送到電池或電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)通過變速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)汽車。小負(fù)荷時(shí)由電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪，大負(fù)荷時(shí)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。當(dāng)車輛處于啟動(dòng)、加速、爬坡工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)組和電池組共同向電動(dòng)機(jī)提供電能；當(dāng)電動(dòng)車處于低速、滑行、怠速的工況時(shí)，則由電池組驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電池組缺電時(shí)則由發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組向電池組充電。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)適用于都市內(nèi)頻繁起步和低速運(yùn)行工況，能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整在最佳工況點(diǎn)附近穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，通過調(diào)整電池和電動(dòng)機(jī)的輸出來達(dá)到調(diào)整車速的目的。使發(fā)動(dòng)機(jī)幸免了怠速和低速運(yùn)轉(zhuǎn)的工況，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，減少了廢氣排放。然而它的缺點(diǎn)是能量幾經(jīng)轉(zhuǎn)換，機(jī)械效率較低。并聯(lián)式動(dòng)力：并聯(lián)式裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)分屬兩套系統(tǒng)，能夠分不獨(dú)立地向汽車傳動(dòng)系提供扭矩，在不同的路面上既能夠共同驅(qū)動(dòng)又能夠單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)汽車加速爬坡時(shí)，電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)能夠同時(shí)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，一旦汽車車速達(dá)到巡航速度，汽車將僅僅依靠發(fā)動(dòng)機(jī)維持該速度。電動(dòng)機(jī)既能夠作電動(dòng)機(jī)又能夠作發(fā)電機(jī)使用，又稱為電動(dòng)－發(fā)電機(jī)組。由于沒有單獨(dú)的發(fā)電機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠直接通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)車輪，這種裝置更接近傳統(tǒng)的汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械效率損耗與一般汽車差不多，得到比較廣泛的應(yīng)用。混聯(lián)式動(dòng)力：混聯(lián)式裝置包含了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點(diǎn)。動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，依照助力裝置不同，它又分為發(fā)動(dòng)機(jī)為主和電機(jī)為主兩種。以發(fā)動(dòng)機(jī)為主的形式中，發(fā)動(dòng)機(jī)作為主動(dòng)力源，電機(jī)為輔助動(dòng)力源；以電機(jī)為主的形式中，發(fā)動(dòng)機(jī)作為輔助動(dòng)力源，電機(jī)為主動(dòng)力源。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是操縱方便，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。豐田的Prius屬于以電機(jī)為主的形式。1.5汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的進(jìn)展歷程汽車從誕生到現(xiàn)在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)歷了巨大的變化。19世紀(jì)末普遍采納的是鏈傳動(dòng)；到20世紀(jì)初把變速箱和差速器連接在一起，再用鏈條驅(qū)動(dòng)車輪；而到現(xiàn)在在多數(shù)汽車內(nèi)差不多進(jìn)展到自動(dòng)變速器、無級(jí)變速器、電傳動(dòng)系統(tǒng)、靜液傳動(dòng)系統(tǒng)、液機(jī)聯(lián)合傳動(dòng)系統(tǒng)等新型傳動(dòng)系統(tǒng)。從輪式車輛的總體上看，隨著車輛種類日漸增多，功率日漸增大。傳動(dòng)系統(tǒng)從40年代起，在液力自動(dòng)變速器方面的進(jìn)展較大，傳動(dòng)原理上的全然變化不大。但機(jī)構(gòu)的改進(jìn)進(jìn)展和總體布局變化則日益增多。從進(jìn)展上看，這些新型的傳動(dòng)系統(tǒng)存在特不大的進(jìn)展空間。在今后一段時(shí)刻內(nèi)會(huì)完全替代現(xiàn)在的純機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，這將會(huì)使汽車的乘用舒適性、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等得到專門大的提高。1.6行星齒輪的進(jìn)展與研究現(xiàn)代設(shè)備要求齒輪傳動(dòng)應(yīng)具有高可靠性與效率、大傳遞功率與傳動(dòng)比范圍，結(jié)構(gòu)緊湊重量輕和良好的動(dòng)態(tài)特性與工藝性等。硬齒面磨削的齒輪在傳遞同樣功率的條件下，可使傳動(dòng)的尺寸和重量至少減少一半以上。而在空間尺寸最小的條件下，獲得大傳動(dòng)比的有效方法是應(yīng)用行星齒輪傳動(dòng)，空間利用率可達(dá)9O％以上。目前，國內(nèi)外的減速機(jī)構(gòu)種類繁多，行星齒輪傳動(dòng)與一般定軸齒輪傳動(dòng)相比較，具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大、承載能力大以及傳動(dòng)平穩(wěn)和傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，這些已被我國越來越多的機(jī)械工程技術(shù)人員所了解和重視。由于在各種類型的行星齒輪傳動(dòng)中均有效的利用了功率分流性和輸入、輸出的同軸性以及合理的采納了內(nèi)嚙合，才使得其具有了上述的許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。行星齒輪傳動(dòng)不僅適用于高速、大功率而且可用于低速、大轉(zhuǎn)矩的機(jī)械傳動(dòng)裝置上。它能夠用作減速、增速和變速傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的合成和分解，以及其專門的應(yīng)用中：這些功用關(guān)于現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)進(jìn)展具有重要的意義。因此，行星齒輪傳動(dòng)在起重運(yùn)輸、工程機(jī)械、冶金礦山、建筑機(jī)械、輕工紡織、醫(yī)療機(jī)械、儀器儀表、汽車、船舶、兵器和航空航天等工業(yè)部門均獲得了廣泛的應(yīng)用。少齒差行星齒輪傳動(dòng)是行星齒輪傳動(dòng)中的一種。由一個(gè)外齒輪與一個(gè)內(nèi)齒輪組成一對(duì)內(nèi)嚙合齒輪副。它采納的是漸開線齒形，內(nèi)外齒輪的齒數(shù)相差專門小，簡(jiǎn)稱為少齒差傳動(dòng)。一般所講的少齒差行星齒輪傳動(dòng)是專指漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)而言的。少齒差行星齒輪減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、傳動(dòng)平穩(wěn)、效率高、傳動(dòng)比范圍大等優(yōu)點(diǎn)。20世紀(jì)60年代以后，隨著電子計(jì)算機(jī)的普及運(yùn)用，漸開線少齒差傳動(dòng)才得到了迅速的進(jìn)展，目前有柱銷式零齒差十字滑塊、浮動(dòng)盤等多種傳動(dòng)形式。本減速器屬于K-H-V型。能夠?qū)崿F(xiàn)專門大傳動(dòng)比，且接觸齒數(shù)多，采納短齒制，浮動(dòng)盤式，凸凹齒相嚙合，故輪齒強(qiáng)度高。但齒輪要修正，要注意齒面干涉，工作中轉(zhuǎn)臂軸承受力較大。該傳動(dòng)形式的優(yōu)越性有如下幾點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕由于采納內(nèi)嚙合行星傳動(dòng)，因此結(jié)構(gòu)緊湊；當(dāng)傳動(dòng)比相等時(shí)，與同功率的一般圓柱齒輪減速器相比，體積和重量均可減少三分之一至三分之二。2、傳動(dòng)傳動(dòng)比大，范圍廣一齒差漸開線行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比專門大，一級(jí)可達(dá)到一百多。3、傳遞功率大高傳動(dòng)中效率可達(dá)90%以上。當(dāng)傳動(dòng)比為10～200時(shí)，效率為80％～94％。4、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、承載能力大由于式內(nèi)嚙合傳動(dòng)，兩嚙合齒輪一位凹齒，一為凸齒，兩齒的曲率中心在同一方向。曲率半徑接近相等，因此接觸面積大，使輪齒的接觸強(qiáng)度大為提高，又采納短齒制，輪齒的彎曲強(qiáng)度也提高了。此外，少齒差傳動(dòng)時(shí)，不是一對(duì)輪齒嚙合，而是3～9對(duì)輪齒同時(shí)接觸受力，因此運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小，同時(shí)在相同模數(shù)的情況下，其傳遞力矩臂一般圓周齒輪減速器大。5、工藝簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)形式多樣，應(yīng)用范圍廣由于其輸入軸與輸出軸可在同一軸線上，也能夠不在同一軸線上，因此能適應(yīng)各種機(jī)械的需要。

第二章傳動(dòng)系統(tǒng)的概述及其方案的確定2.1行星齒輪變速器的原理和功用五前一倒三行星排傳動(dòng)系統(tǒng)，即行星齒輪變速器，由行星齒輪機(jī)構(gòu)和換檔操縱機(jī)構(gòu)兩部分組成。行星齒輪機(jī)構(gòu)作用：改變傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)動(dòng)方向，即構(gòu)成不同檔位。換檔操縱機(jī)構(gòu)作用：實(shí)現(xiàn)檔位的變換。2.2行星齒輪機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)介行星齒輪機(jī)構(gòu)的類型：最簡(jiǎn)單的行星齒輪機(jī)構(gòu)由一個(gè)太陽輪、一個(gè)內(nèi)齒圈、一個(gè)行星架及若干個(gè)行星齒輪組成，一般稱為單排行星齒輪機(jī)構(gòu)。如圖2-1圖2-1單排行星齒輪機(jī)構(gòu)多排行星齒輪機(jī)構(gòu)是由幾個(gè)單排行星齒輪機(jī)構(gòu)組成（如圖2-2）。多排行星齒輪機(jī)構(gòu)能夠比單排行星齒輪機(jī)構(gòu)得到更多的檔位，故本設(shè)計(jì)即采納三行星排。用行星齒輪機(jī)構(gòu)作為變速機(jī)構(gòu)，由于有多個(gè)行星齒輪同時(shí)工作，且利用內(nèi)嚙合方式，故與一般齒輪變器機(jī)構(gòu)相比，在傳遞同樣大小功率的情況下，可減少變速器的尺寸和重量，能實(shí)現(xiàn)同向、同軸減速傳動(dòng)。由于采納常嚙合傳動(dòng)，可使動(dòng)力不間斷。2.3換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)介行星齒輪變速器的換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)要緊由離合器（如圖2-3）、制動(dòng)器、和單向離合器等三種執(zhí)行元件構(gòu)成。離合器和制動(dòng)器是以液壓方式操縱行星齒輪機(jī)構(gòu)元件的旋轉(zhuǎn)，而單向離合器則以機(jī)械方式對(duì)行星齒輪機(jī)構(gòu)的元件進(jìn)行鎖止。離合器的作用：連接軸和行星齒輪機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)元件。制動(dòng)器的作用：固定行星齒輪機(jī)構(gòu)中的差不多元件，阻止其旋轉(zhuǎn)。2.4行星齒輪變速器的差不多工作原理行星齒輪與操縱執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)合，構(gòu)成了具有不同檔位的行星齒輪變速器，即在輸入轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩相同的條件下，能夠通過行星齒輪變速器的檔位變換，得到不同的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。（如圖2-4、2-5）圖2-3離合器圖2-4原理簡(jiǎn)圖圖2-5原理實(shí)物圖圖2-2多排行星齒輪機(jī)構(gòu)

第三章行星齒輪變速器傳動(dòng)比的確定3.1行星齒輪變速器傳動(dòng)比方案的確定如圖3-1所示，我們逐個(gè)分析傳動(dòng)比方案，為總方案的確定提供依據(jù)。圖3-1傳動(dòng)比方案a)行星架制動(dòng)，太陽輪輸入，齒圈輸出；b）行星架制動(dòng)，齒圈輸入，太陽輪輸出；c）齒圈制動(dòng)，行星架輸入，太陽輪輸出；d）太陽輪制動(dòng)，行星架輸入，齒圈輸出；e）太陽輪制動(dòng)，齒圈輸入，行星架輸出；f）齒圈制動(dòng)，太陽輪輸入，行星架輸出。3.2傳動(dòng)比計(jì)算Φ1-制動(dòng)器Φ2-離合器Φ3-離合器Φ4-制動(dòng)器Φ5-制動(dòng)器圖3—2設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖功能表：擋次換擋執(zhí)行元件狀態(tài)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比Φ1Φ2Φ3Φ4Φ51OO6.5252OO3.10343OO2.31524OO1.505OO1.00-1OO-10.050O0注：O表示結(jié)合或制動(dòng)擋次1的傳動(dòng)比：，，故擋次2的傳動(dòng)比：，，故擋次3的傳動(dòng)比：，聯(lián)立，得擋次4的傳動(dòng)比：，擋次5的傳動(dòng)比：太陽輪、齒圈、行星架中的任意兩個(gè)鎖定在一起，這時(shí)各齒輪之間都可不能有轉(zhuǎn)動(dòng)，整個(gè)行星輪系將作速體轉(zhuǎn)動(dòng)，即倒擋-1的傳動(dòng)比：，，因此空擋0的傳動(dòng)比：太陽輪、齒圈、行星架都不制動(dòng)，也無兩個(gè)互相鎖定，這時(shí)，太陽輪、齒圈、行星架均可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸出軸能夠不轉(zhuǎn)動(dòng)，這種情況下行星齒輪不傳遞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)空擋，即。

第四章行星排的設(shè)計(jì)4.1K1行星排的設(shè)計(jì)4.1.1齒數(shù)選擇：4.1.2材料選擇及熱處理方法：齒輪3與齒輪2：用20CrMnTi，滲碳后淬火58—62HRC。，齒輪1：35CrMoV，調(diào)質(zhì)，250—280HBS4.1.3齒輪2-3按接觸強(qiáng)度計(jì)算：按公式：（4—1）齒輪副配對(duì)材料對(duì)傳動(dòng)尺寸的阻礙系數(shù)按表2-28，取=1計(jì)算按K=1.2-2，取K=1.4計(jì)算齒寬系數(shù)，因，取。故（6）計(jì)算（7）初定中心距：（8）計(jì)算模數(shù)：取標(biāo)準(zhǔn)值m=3mm（9）中心距4.1.4K1傳動(dòng)系要緊尺寸：太陽輪3的要緊尺寸：行星輪2的要緊尺寸：齒輪1的要緊尺寸：4.1.5驗(yàn)算K1行星傳動(dòng)排的接觸強(qiáng)度(1)圓柱齒輪接觸應(yīng)力計(jì)算公式：（4—2）———計(jì)算接觸應(yīng)力的差不多值（4—3）式中：“+”用于外嚙合傳動(dòng)，“-”用于內(nèi)嚙合傳動(dòng)。（2）計(jì)算(3)確定公式中的參數(shù)：由《機(jī)械設(shè)計(jì)》：表10-2，查得：；圖10-8查得：；表10-4，查得：，（4）確定參數(shù)查得：=2.5=189.8=0.98=1.0（5）計(jì)算將以上各數(shù)值代人接觸應(yīng)力計(jì)算公式中，得：又因此,故合格。4.1.6齒輪抗彎強(qiáng)度校核（1）齒根應(yīng)力計(jì)算公式：（4—4）式中：——齒根應(yīng)力的差不多值查得：,,,,代入公式得：（2）驗(yàn)算：，故合格。4.2K2行星排的設(shè)計(jì)4.2.1齒數(shù)選擇： 取4.2.2材料選擇及熱處理方式：(1)太陽輪與行星輪：20CrMnTi，滲碳后淬火58—62HRC，（2）內(nèi)齒圈：35CrMoV，調(diào)質(zhì)，250—280HBS4.2.3a—c齒輪按接觸強(qiáng)度初步計(jì)算按（4—1）公式：（1）齒輪副配對(duì)材料對(duì)傳動(dòng)尺寸的阻礙系數(shù)按表2-28取=1（2）（3）K=1.2~2，取K=1.4（4）（5）計(jì)算齒寬系數(shù)：，式中?。?）計(jì)算（7）初定中心距：（8）計(jì)算模數(shù)m取標(biāo)準(zhǔn)值m=4（9）中心距：(10)太陽輪a的要緊尺寸：（11）行星輪c的要緊尺寸：(12)內(nèi)齒圈b的要緊尺寸：4.2.4驗(yàn)算a-c齒輪傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度：（1）圓柱齒輪接觸應(yīng)力計(jì)算公式為（2）計(jì)算（3）確定參數(shù)：由《機(jī)械設(shè)計(jì)》：表10-2查得；圖10-8查得表10-4查得區(qū)域系數(shù)，，重合度系數(shù)（4）代入公式得。又，故合格。4.2.5齒輪抗彎強(qiáng)度校核（1）齒根應(yīng)力計(jì)算公式為由于行星輪c受對(duì)稱循環(huán)的彎曲應(yīng)力，其承載能力較低，應(yīng)按該齒輪計(jì)算。依照《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得,,,,將相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式得（2）驗(yàn)算：，故合格。4.2.6b-c齒輪傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度的校核由于b-c齒輪是內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)，承載能力高于外嚙合傳動(dòng)，故不再進(jìn)行驗(yàn)算。4.3K3行星排的設(shè)計(jì)我們參照K2行星排，取模數(shù)m=4mm。，故：，，齒輪8因?yàn)辇X數(shù)少于17，故需要變位。其變位系數(shù)。4.4太陽輪、行星輪和行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.4.1太陽輪的結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì)行星傳動(dòng)時(shí)，太陽輪的結(jié)構(gòu)取決于所采納的均載機(jī)構(gòu)。當(dāng)太陽輪不動(dòng)時(shí)，它可簡(jiǎn)支安裝或懸臂安裝。在本設(shè)計(jì)中，依照太陽輪尺寸的大小，我們做成了齒輪軸（如圖4-1）。圖4-1齒輪軸4.4.2行星輪及行星架的結(jié)構(gòu)：行星輪和行星架是行星傳動(dòng)中結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的一個(gè)重要零件。行星架可分為雙臂整體式、雙臂分離式和單臂式三種。可采納鑄造、鍛造和焊接式等方法制造毛坯。雙臂整體式行星架（如圖4-2）的結(jié)構(gòu)剛性比較好。雙臂分離式行星架（如圖4-3）的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，剛性較差。單臂式行星架（如圖4-4），結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配方便，軸向尺寸小。本次設(shè)計(jì)部分即采納這種結(jié)構(gòu)。圖4-2雙臂整體式行星架圖4-3雙臂分離式行星架圖4-4單臂式行星架

第五章軸和軸承的設(shè)計(jì)5.1軸的設(shè)計(jì)及檢驗(yàn)已知：r/minKw（1）依照表9-16，選取45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)處理）的及，取=35MPa，=110（2）圓周力徑向力（3）依照軸受力情況，按彎扭強(qiáng)度條件計(jì)算：考慮到軸與聯(lián)軸器有鍵連結(jié)，故軸徑可增加5%，即（4）按彎扭合成強(qiáng)度理論校核軸的強(qiáng)度1)水平支反力：垂直支反力：2）計(jì)算彎矩水平彎矩：C點(diǎn)左側(cè)C點(diǎn)右側(cè)垂直彎矩：C點(diǎn)左側(cè)C點(diǎn)右側(cè)3)求合成彎矩C點(diǎn)左側(cè)：C點(diǎn)右側(cè)：4)求扭矩C點(diǎn)左側(cè)：C點(diǎn)右側(cè)：5）求合成彎扭矩該軸為單向工作，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力考慮，取，則C點(diǎn)左側(cè)：C點(diǎn)右側(cè)：6）按彎扭合成強(qiáng)度理論校核軸的強(qiáng)度校核剖面C處強(qiáng)度：依照表9-15，查得45號(hào)鋼的，因此，故合格。7）應(yīng)力圖見圖5-1(5)軸的剛度校核：階梯軸取，因此，故合格。（6）軸的設(shè)計(jì)如圖5-2圖5-1軸的應(yīng)力圖圖5-2軸的設(shè)計(jì)圖5.2軸承校核已知：，，r/min，初選6310型軸承。查附表9-1可知深溝球軸承6310的差不多額定動(dòng)載荷，由表9-9得e=0.23（插值法求得）。又，故取X=0.56，Y=1.9（插值法求得）。由表9-8，取載荷系數(shù)。因此驗(yàn)算軸承壽命：即，該軸承能夠使用3年（按平均每天工作8小時(shí)，每年工作300天算）。

第六章離合器與制動(dòng)器的設(shè)計(jì)離合器與制動(dòng)器是行星齒輪變速器必不可少的元件。6.1離合器的設(shè)計(jì)離合器的作用：連接行星排二元件成為一體，采納的是多片濕式結(jié)構(gòu)。通常有離合器鼓、活塞、回位彈簧、鋼片與摩擦片組、離合器轂及密封圈組成。特點(diǎn)：徑向尺寸小，結(jié)合柔和，能獲得較大的摩擦面積，因此能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩。改變離合器片數(shù)的多少，即可改變傳遞轉(zhuǎn)矩的大小。離合器鋼片有鋼板沖壓而成，靠外齒與離合器鼓連接，可軸向移動(dòng)。離合器摩擦片通?？?jī)?nèi)齒與離合器轂連接。離合器摩擦片分為鋼片與摩擦材料兩部分。其摩擦材料以紙基摩擦材料為主，以石棉、碳、纖維素等纖維或棉、木材、合成纖維作為母體材料，添加無機(jī)、有機(jī)的高摩擦性材料，攪拌后，浸漬酚醛樹脂硬化而成。然后將其粘在鋼板上，厚度位0.38~0.76mm。這種材料特點(diǎn)是多孔，網(wǎng)狀，具有彈性，摩擦系數(shù)高，高壓、高溫、高圓周速度時(shí)穩(wěn)定性好。離合器片每片厚1.5~2mm，平均每片間的間隙為0.3~0.5mm，總間隙因片數(shù)不同而異，一般為2~5mm。離合器接合：當(dāng)壓力油通過油道進(jìn)入活塞缸時(shí)，油壓克服彈簧力推動(dòng)活塞,將所有主、從動(dòng)件依次壓緊，即鋼片與摩擦片在摩擦力的作用下一同旋轉(zhuǎn)。離合器接合，動(dòng)力從輸入軸經(jīng)離合器傳到輸出軸。離合器分離：當(dāng)油壓撤除后，活塞在回位彈簧作用下回位。離合器分離，切斷輸入軸至輸出軸的動(dòng)力傳遞。離合器單向閥的作用：離合器液壓缸內(nèi)的離心油壓，在接合時(shí)阻礙壓緊力和儲(chǔ)備系數(shù)，分離時(shí)阻礙完全分離。為防止上述現(xiàn)象，設(shè)置單向閥，當(dāng)壓力油經(jīng)油道進(jìn)入活塞游腔時(shí)，單向閥的鋼球在油壓作用下封閉活塞上的排油孔，使工作油液不能從活塞缸內(nèi)排出，這時(shí)油壓推動(dòng)活塞克服彈簧張力，使離合器接合。當(dāng)油壓撤除后，單向閥的鋼球在離心力作用下離開球座，開啟泄油孔，使離心油得以釋放，保證離合器完全分離。1鋼片、摩擦片組2回位彈簧3離合器轂4密封圈5離合器鼓6活塞7單向閥8—密封圈圖6—1離合器簡(jiǎn)圖6.2制動(dòng)器的設(shè)計(jì)帶式制動(dòng)器平順性差，襯片磨損不均。故近年來濕式多片制動(dòng)器應(yīng)用較多。濕式多片制動(dòng)器在工作原理上，它與濕式多片離合器結(jié)構(gòu)類似，僅鋼片固定不動(dòng)。其摩擦面積大，轉(zhuǎn)矩容量大，且反作用元件不產(chǎn)生徑向集中反力，并易于通過增減摩擦片數(shù)來實(shí)現(xiàn)系列化。圖6—2所示為常見液壓制動(dòng)器。圖6—2液壓制動(dòng)器的一種

第七章要緊零件的工藝設(shè)計(jì)7.1太陽輪和行星輪的加工工藝7.1.1工藝過程：鍛造——退火——粗車——預(yù)備熱處理（正火）——半精車——粗滾齒——倒角——熱處理（滲碳淬火）——噴丸——精車（磨內(nèi)孔及基準(zhǔn)端面）——精滾齒——磨齒——檢查——鉗——倒棱7.1.2關(guān)鍵工序分析：（1）滾齒及磨齒余量關(guān)于的太陽輪，粗滾齒后留出磨齒所需余量，熱處理后可直接進(jìn)行磨齒。關(guān)于的太陽輪，為了減少磨齒余量，提高磨齒效率，磨齒前能夠采納硬質(zhì)合金滾刀進(jìn)行半精加工。（2）噴丸硬齒面的承載能力往往受抗彎疲勞強(qiáng)度的限制，因此關(guān)鍵是如何提高硬齒面的齒根抗彎疲勞強(qiáng)度。對(duì)齒輪進(jìn)行噴丸處理，能夠使齒根圓角處表面產(chǎn)生較大的殘余壓應(yīng)力，另一方面使加工刀痕或熱處理表面缺陷壓平碾實(shí)，從而提高齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。尤其是關(guān)于滲碳淬火齒輪齒根角處磨前滾齒留有刀痕時(shí)，受載時(shí)刻比較大（循環(huán)次數(shù)大于）效果更為顯著。依照資料介紹，疲勞壽命能夠成倍或幾倍地提高。7.2內(nèi)齒圈加工工藝7.2.1工藝工程：鍛造——退火——粗車——熱處理（調(diào)質(zhì)）——精車——插齒——鉗7.2.2工藝分析：（1）減小變形內(nèi)齒圈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)多為薄壁筒形零件，剛性較差，容易變形。毛坯有鍛件和鑄件兩件。為了提高其力學(xué)性能和減少加工中的變形，一般精加工后都要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。內(nèi)齒圈的精車要特不注意裝夾，夾緊力適當(dāng)防止變形。同時(shí)要保證插齒基面和內(nèi)齒圈中心線垂直，以減少齒向誤差和插齒時(shí)裝夾找正時(shí)刻。（2）插齒插齒時(shí)內(nèi)齒圈加工的要緊工序，最難操縱的是公法線變動(dòng)量容易超差，這是由于插齒刀的制造誤差，安裝誤差，機(jī)床傳動(dòng)鏈中蝸輪副的轉(zhuǎn)角誤差，工件的安裝誤差，主軸的徑向跳動(dòng)等，都對(duì)齒輪的公法線變動(dòng)量有阻礙。因此加工時(shí)應(yīng)對(duì)各項(xiàng)阻礙因素加以調(diào)整和嚴(yán)格操縱。在單件生產(chǎn)時(shí)，盡可能選用精度較高的插齒刀，并認(rèn)真安裝，使徑向擺動(dòng)和端面跳動(dòng)操縱在最小范圍內(nèi)，從而減少公法線變動(dòng)量。找剛要求：1）找正機(jī)床主軸，徑向和端面跳動(dòng)不大于0.02mm2）找正插齒刀臺(tái)，徑向和端面跳動(dòng)要求見表6—13）找正齒頂圓及基準(zhǔn)端面表7—1插齒刀安裝精度要求（）齒輪精度插齒刀公稱分度圓直徑/mm同意最大端面跳動(dòng)同意最大徑向跳動(dòng)6751010100~1251510160~2002015（3）插齒刀的選用按內(nèi)齒圈齒面硬度選擇不同材料的插齒刀，內(nèi)齒圈的硬度不超過280HBS時(shí)，可采納一般高速鋼插齒刀插齒；硬度超過280HBS低于340HBS采納鋁高速鋼插齒刀或涂層插齒刀精插齒，鈷高速插齒刀精插齒。

第八章輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)8.1操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)我們采納液壓操縱方式。該操縱系統(tǒng)由動(dòng)力源、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)三個(gè)部分組成。動(dòng)力源是由液力變矩器泵輪驅(qū)動(dòng)的油泵，它除了向操縱機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)供給壓力油以實(shí)現(xiàn)換檔外，還給液力變矩器提供冷卻補(bǔ)償油，向行星齒輪變速器供給潤滑油。執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括離合器、制動(dòng)器和液壓缸。操縱機(jī)構(gòu)大體包括主油路系統(tǒng)、換檔信號(hào)系統(tǒng)、換檔閥系統(tǒng)和緩沖安全系統(tǒng)。換檔閥是一種由液壓操縱的2位換向閥。它有兩個(gè)工作位置，能夠?qū)崿F(xiàn)升檔或降檔的目的。換檔閥的位置取決于兩端操縱壓力的大小。當(dāng)右端的速控閥油壓低于左端的節(jié)氣門閥油壓和彈簧作用力之和時(shí)，換檔閥保持在右端；當(dāng)右端的速控閥油壓高于左端的節(jié)氣門閥油壓和彈簧作用力之和時(shí)，換檔閥改變方向時(shí)，主油路的方向發(fā)生變化，以實(shí)現(xiàn)不同的檔位。如圖7—1所示：1—換擋閥；2—彈簧；3—主油路進(jìn)油孔4—至低擋換擋執(zhí)行元件；5—至高擋換擋執(zhí)行元件6、7—泄油口；P1—速控閥油壓P2—節(jié)氣門閥油壓；F—彈簧力圖8—1換檔閥工作原理示意圖圖中當(dāng)換檔閥從左端移至右端時(shí)，自動(dòng)變速器升高1個(gè)檔位；反之則降低1個(gè)檔位。8.2潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)潤滑目的：減少摩擦，防止磨損；冷卻作用，抑制摩擦熱的產(chǎn)生及散發(fā)所產(chǎn)生的熱度；洗凈作用，清除雜質(zhì)、污垢；防銹作用，防止金屬表面生銹及腐蝕；應(yīng)力分散作用，在接觸面上形成油膜，分散應(yīng)力；密封防塵作用，防止漏氣、漏水，防止塵埃入侵。潤滑方法:(1)飛濺潤滑零件在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的飛濺作用，把連桿大端兩側(cè)溢出、刮油環(huán)刮落和冷卻活塞后掉下來的滑油濺到某些摩擦部位。一般用于油道輸送難以達(dá)到或承受負(fù)荷不大的摩擦部位，如氣缸套、凸輪、齒輪等。本設(shè)計(jì)多處采納這種方法。（2）壓力潤滑用潤滑油泵把滑油強(qiáng)壓循環(huán)輸送到所需的潤滑部位。適用于負(fù)荷較大的摩擦部位，如各個(gè)軸承和軸套等處。壓力潤滑的優(yōu)點(diǎn)是：能保證滑油連續(xù)循環(huán)供應(yīng)，使摩擦件的工作安全可靠，并有強(qiáng)烈的清洗作用，可通過潤滑系統(tǒng)的壓力表