油电混合动力汽车行星齿轮箱设计[毕业论文+CAD图纸]

汽车设计毕业论文：油电混合动力汽车行星齿轮箱设计含论文，CAD图纸

油电混合动力汽车行星齿轮箱设计[毕业论文+CAD图纸]

摘 要

近年来，虽然许多国家都投入大量资金人力研究电动汽车，但目前为止变速器和其它一些关键性技术还没有取得有效地突破，变速器的续驶里程和充电时间大大制约了电动汽车的发展和普及。因此，在变速器问题解决之前，如何合理地选择这些部件及有关参数，使匹配达到最优，在相同变速器条件下，更好地满足动力性要求和最大地增加续驶里程，一直是研究者们追求的目标，也是本论文研究的主要目的。

随着科学技术的进步，汽车工业得到了迅速发展，而人类对舒适性的更高追求，使得自动变速器的发展更加深入。本文通过对行星齿轮传动变速器的研究和阐述，计算了每个行星排传动比的表达式。通过此次设计，我们可以了解到该变速器的基本结构：即换挡执行元件（2个离合器和3个制动器）与行星排以适当方式连接组成，得到5个前进档和1个倒档。采用该机构的汽车自动变速器，结构简单紧凑、档位数多、传动效率高、换档平稳、操纵性能好。

关键词：机械工程、变速器、行星齿轮传动

ABSTRACT

Although in recent years, many countries have invested heavily in human research electric cars, but so far the transmission and other key technology has not been effectively breakthrough, travel distance transmission and charging time greatly restrict the development of electric vehicles and popularity. Before transmission problems, therefore, how to reasonably select these components and related parameters, to match the optimal, under the condition of the same transmission, to better meet the performance requirements and the travel distance increased, the earth has been the target of the researchers, is also the main purpose of this thesis.

With the progress of science and technology, the automotive industry got rapid development, and the human the higher pursuit of comfort, make the development of automatic transmission more deeply. In this paper, based on the research of the planetary gear transmission, and calculated the expression of each row ratio. Through this design, we can learn the basic structure of the transmission: namely shift actuators (2 3 clutch and brake) and planetary line connection in the proper manner, get five forward gears and one reverse gear. Using the automobile automatic transmission, simple and compact structure, the gear number, high transmission efficiency, smooth shift, good control performance.

Keywords : mechanical engineering , transmission , epicycle gear transmission.

目 录

摘 要 1
ABSTRACT 2
目 录 4
第一章 绪 论 7
1.1 引言 7
1.2 混合动力汽车概述 7
1.3 混合动力汽车国内外研究发展现状 8
1.3.1 日本混合动力/电动汽车发展概况 9
1.3.2 美国混合动力/电动汽车发展概况 10
1.3.3 欧洲混合动力/电动汽车发展概况 11
1.3.4 国内发展概况 12
1.4 混合动力汽车原理 13
1.4.1混合动力汽车原理 13
1.5 汽车传动系统的发展历程 14
1.6 行星齿轮的发展与研究 15
第二章 传动系统的概述及其方案的确定 17
2.1 行星齿轮变速器的原理和功用 17
2.2 行星齿轮机构的简介 17
2.3 换档执行机构的简介 17
2.4 行星齿轮变速器的基本工作原理 18
第三章 行星齿轮变速器传动比的确定 20
3.1 行星齿轮变速器传动比方案的确定 20
3.2 传动比计算 21
第四章 行星排的设计 24
4.1 K1行星排的设计 24
4.1.1 齿数选择： 24
4.1.2 材料选择及热处理方法： 24
4.1.3 齿轮2-3按接触强度计算： 24
4.1.4 K1传动系主要尺寸： 25
4.1.5 验算K1行星传动排的接触强度 25
4.1.6 齿轮抗弯强度校核 26
4.2 K2行星排的设计 26
4.2.1 齿数选择： 26
4.2.2 材料选择及热处理方式： 26
4.2.3 a—c齿轮按接触强度初步计算 26
4.2.4 验算a-c齿轮传动的接触强度： 27
4.2.5 齿轮抗弯强度校核 28
4.2.6 b-c齿轮传动的接触强度和抗弯强度的校核 28
4.3 K3行星排的设计 28
4.4 太阳轮、行星轮和行星架的结构设计 29
4.4.1 太阳轮的结构： 29
4.4.2 行星轮及行星架的结构： 29
第五章 轴和轴承的设计 31
5.1 轴的设计及检验 31
5.2 轴承校核 34
第六章 离合器与制动器的设计 35
6.1 离合器的设计 35
6.2 制动器的设计 36
第七章 主要零件的工艺设计 38
7.1 太阳轮和行星轮的加工工艺 38
7.1.1 工艺过程： 38
7.1.2 关键工序分析： 38
7.2 内齿圈加工工艺 38
7.2.1 工艺工程： 38
7.2.2 工艺分析： 38
第八章 辅助系统设计 40
8.1 控制系统设计 40
8.2 润滑系统设计 40
结 论 42
参考资料 43
致 谢 45

第一章 绪 论

1.1 引言

混合动力汽车应是我国电动汽车产业化的突破口据中国汽车报报道，根据“十五”国家863计划电动汽车重大专项的目标定位和技术路线，结合我国汽车工业的发展现状，一些专家认为，混合动力电动汽车应成为我国电动汽车发展的重点和方向，并有希望率先取得产业化突破。从我国电动车技术来看，目前已从实验室开发试验阶段过渡到商品性试生产阶段，我国电动汽车研制开发基本上与国外同行处于同一起跑线上，技术水平与产业化的差距比较小，目前已有一定基础。在上世纪90年代中期已推出电动汽车样车，电动轿车概念车、燃料电池中型客车已经问世。

现在世界上的电动汽车主要分成纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车三种，专家认为选择混合动力电动汽车作为现阶段我国电动汽车产业化的突破口，符合我国汽车工业的发展要求。原因一是混合动力电动汽车承接了传统汽车的技术，有利于对传统汽车工业的改造；二是有利于降低制造成本和有利于实现产业化。

1.2 混合动力汽车概述

1881年就出现了电动汽车，它比内燃机汽车还早一些。但内燃机汽车后来居上，在性能、机动性、车辆的重量等指标远远地超过了电动汽车。电动汽车在20世纪20年代达到了鼎盛时期后就一蹶不振，成为“电瓶车”式的辅助车辆。

在20世纪初蒸汽汽车、电动汽车、和内燃机汽车基本是三足鼎立，在汽车保有量中，蒸汽汽车占40％，电动汽车38％，而内燃机汽车仅占22％，美国是最早使用电动汽车作为运输车辆的国家之一，1915年美国电动汽车的产量曾经达到过年产5000辆的最高峰。有很多电动汽车一直到第二次世界大战期间仍在使用。但到20世纪60年代电动汽车的保有量仅占汽车总量的2％。随着现代水利发电、核能发电、风力发电和太阳能的利用，为人们提供了巨大的能源。因此，各国和各大汽车公司都重视了电动汽车的研究、开发和试制，从20世纪70年代起，新一代电动汽车脱颖而出，出现了各种各样高性能的电动汽车。
混合动力表示有多种动力参与汽车驱动，一般指燃油发动机和电机这两种动力。混合动力电动汽车是电动汽车研制中的后起之秀，却在纯电动汽车之前成功实现了产业化。它综合了传统汽车引擎驱动电机驱动的优点，既能充分发挥燃料发动机持续工作时间长、动力性能好，又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处。并且，混合动力汽车可以在运行过程中维持电量的均衡，不像纯电动汽车要配备专用的充电器等配套设备。

混合动力电动汽车，其动力系统包括内燃机和电池组，兼备了内燃机汽车和电动汽车优点,按内燃机与电动机的连接方法可分为并联式、串联式和混联式。它将内燃机、电动机与一定容量的储能器件通过控制系统相结合，电动机可补充提供车辆起步、加速时所需转矩，又可以存储吸收内燃机富余功率和车辆制动能量，从而可大幅度降低油耗，减少污染物排放。混合动力汽车虽然没有实现零排放，但其动力性、经济性和排放等综合指标能满足当前苛刻要求，可缓解汽车需求与环境污染及石油短缺的矛盾。与传统内燃机汽车相比，主要优点是采用了高功率的能量储存装置（飞轮、超级电容器或蓄电池）向汽车提供瞬时能量，可以提高效率、节省能源、降低排放，经济性和排放性明显改善，技术经济可行性较强。较之纯电动汽车，其主要优点：续使里程和动力性可达到内燃机汽车的水平；空调、真空助力、转向助力及其它辅助电器，借助原动机动力，无需消耗电池组有限电能，从而保证了乘坐的舒适性；而且混合动力汽车技术难度相对较小，成本相对较低。混合动力汽车介于传统汽车和动力汽车、燃料电池汽车之间，是一种承前启后的，在经济和技术方面都趋于成熟的电动汽车产品［4］。

1.3 混合动力汽车国内外研究发展现状

混合动力汽车通过内燃机和发动机的有机结合，具备了内燃机汽车加油方便、续使里程长和纯电动汽车污染少、效率高的特点，成为当今世界汽车界竞相开发的热点。丰田的Prius、本田的Insight、福特的Prodigy、