畢業(yè)答辯-電動(dòng)汽車小型差速器的參數(shù)優(yōu)化及虛擬設(shè)計(jì)

東北電力大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)

機(jī)械142設(shè)計(jì)題目：電動(dòng)汽車小型差速器的參數(shù)優(yōu)化及虛擬設(shè)計(jì)減速器部分A相關(guān)資料B差速原理C參數(shù)計(jì)算D三維建模E裝配與仿真本次設(shè)計(jì)大體經(jīng)過以下幾部分：在汽車行業(yè)剛剛起步的時(shí)候，由法國人雷諾發(fā)明了汽車差速器，從此成為汽車不可或缺的部件之一，曾被專家稱為“小零件，大功用”。對(duì)于應(yīng)用在傳統(tǒng)燃料驅(qū)動(dòng)汽車和單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車上，差速器可以用來實(shí)現(xiàn)兩車輪間存有速度大小的變化差異，這符合了轉(zhuǎn)速傳輸功能，傳遞的動(dòng)力由外殼體輸入、由兩側(cè)齒輪輸出。電動(dòng)汽車的出現(xiàn)有效地緩解了目前能源短缺和環(huán)境污染的問題，且同樣能滿足人們的生產(chǎn)出行需求，因此全新的電動(dòng)汽車領(lǐng)域鏈的快速形成是解決傳統(tǒng)燃油汽車所帶來的問題的唯一途徑。本文針對(duì)傳統(tǒng)汽車差速器體積大、成本高不適用于電動(dòng)汽車的問題，設(shè)計(jì)了一種小型差速器，該種形式的差速器在軸線方向尺寸比較小、加工方便，還能夠滿足電動(dòng)汽車對(duì)差速性能的要求，以達(dá)到整車輕量化和節(jié)省空間的效果，具有良好的應(yīng)用前景。A.查詢相關(guān)資料對(duì)差速器有一定的了解B.差速原理運(yùn)動(dòng)過程中速度分配原理：第一種情況：汽車在理想路況下直線行駛，此時(shí)行星齒輪只進(jìn)行公轉(zhuǎn)并且有：此時(shí)兩齒輪嚙合處的圓周速度、與行星齒輪中點(diǎn)的速度相等:即第二種情況：當(dāng)行星齒輪只繞著軸線進(jìn)行自傳，此時(shí)差速器殼體不動(dòng)，左右半軸齒輪以大小相等、方向相反的角速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，此時(shí)嚙合點(diǎn)處的圓周速度為，且：第三種情況：當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛或因路況及輪胎氣壓不等等因素導(dǎo)致左右車輪行駛速度不等，此時(shí)行星齒輪既自傳又公轉(zhuǎn)，假設(shè)汽車向右轉(zhuǎn)彎行駛此時(shí)有：由于行星齒輪自行轉(zhuǎn)動(dòng)，使左邊的半軸齒輪加速，此時(shí)圓周速度；使右邊半軸齒輪速度減小，此時(shí)圓周速度。上式即變?yōu)?將上訴兩式相加并化簡得：若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)速n表示。則為：人們把上式稱為運(yùn)動(dòng)特征方程式，由上式可以得出：

當(dāng)差速器殼體固定不進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果一側(cè)的半軸齒輪受外力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，那么另一側(cè)的半軸齒輪也會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，且與對(duì)面半軸齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)的速度大小相等方向相反；當(dāng)一邊輪子由于受到其它外力等原因而不進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，那么另一邊輪子的轉(zhuǎn)速將會(huì)以差速器殼體速度的兩倍進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。運(yùn)動(dòng)扭矩分配原理：當(dāng)汽車沿著同一方向行駛時(shí)：1、左右車輪轉(zhuǎn)速相同，此時(shí)受到的轉(zhuǎn)矩是平均分配的：2、左右輪轉(zhuǎn)速不同，此時(shí)行星齒輪會(huì)受到與其轉(zhuǎn)速方向相反的摩擦力矩，此反向扭矩使行星齒輪分別對(duì)左右半軸齒輪額外作用了大小相等方向相反的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)力和，且轉(zhuǎn)的較慢的力矩增加，得到以下關(guān)系：這種對(duì)稱式錐齒輪差速器，它的內(nèi)部所受到的摩擦力矩非常小可忽略不計(jì)，故實(shí)際上可以認(rèn)為無論兩邊輪子轉(zhuǎn)動(dòng)速度是否相等，得到的力矩總是相同的。這就是錐齒輪差速器力矩傳遞形式。這樣的傳遞形式對(duì)于駕駛在處于良好狀態(tài)下的汽車是適合的。但當(dāng)汽車行駛在不好的路面上時(shí)，卻影響了其汽車的前進(jìn)。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)：一邊的半軸會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，左右半軸傳遞的力矩就發(fā)生改變了，即不再滿足上面的等式了，這時(shí)兩驅(qū)動(dòng)車輪將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)速度小的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)速度大的，轉(zhuǎn)動(dòng)速度小的反而受到更大的轉(zhuǎn)矩，這樣有利于汽車順利地完成了整個(gè)轉(zhuǎn)向駕駛的狀態(tài)。C.錐齒輪相關(guān)參數(shù)計(jì)算結(jié)果根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，對(duì)行星齒輪和半軸齒輪各參數(shù)進(jìn)行求解，并滿足齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的校核，得到的具體參數(shù)如下：D各零件的三維建模旋轉(zhuǎn)，基準(zhǔn)面的選擇，掃描切除生成單個(gè)齒形等最后進(jìn)行圓周陣列完成齒輪的繪制：然后利用SolidWorks導(dǎo)出二維工程圖到CAD并進(jìn)行修改：E進(jìn)行裝配與仿真標(biāo)準(zhǔn)配合主要包括：重合，平行，垂直，相切，同心軸，鎖定，距離，角度等配合類型，配合類型豐富，常用于簡單的配合。本設(shè)計(jì)中還涉及到齒輪配合，一對(duì)嚙合的齒輪稱為齒輪副。如果兩齒輪要保證正確平穩(wěn)的傳動(dòng)，需要滿足：齒輪副中