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I電動(dòng)汽車底盤(pán)計(jì)算及校核案例目錄TOC\o"1-3"\h\u21646電動(dòng)汽車底盤(pán)計(jì)算及校核案例 1285831.1驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 1237151.1.1減速器的設(shè)計(jì)要求 1294471.1.2差速器齒輪基本數(shù)據(jù)選擇 239101.1.3差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算 4301991.1.3差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算 6170291.2軸荷分配 75551.3質(zhì)心位置 776101.3.1質(zhì)心水平位置 772281.3.2質(zhì)心豎直位置 8192241.4縱梁的計(jì)算 81.1驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋包括主減速器、差速器半軸和橋殼。其中驅(qū)動(dòng)橋殼的作用是保護(hù)差速器和主減速器,驅(qū)動(dòng)橋殼。本文采用整體式橋殼設(shè)計(jì),驅(qū)動(dòng)橋殼主要是由鑄鐵鑄造而成。1.1.1減速器的設(shè)計(jì)要求(1)傳動(dòng)比條件對(duì)于目前的技術(shù)而言,在大型的傳動(dòng)齒輪工作過(guò)程中,應(yīng)該首先對(duì)每個(gè)齒輪的齒數(shù)進(jìn)行選擇,保證其傳動(dòng)比,以及對(duì)應(yīng)的減速比ip的大小,對(duì)于2K-H(NGW)型:(4-1)(4-2)式中:—表示為太陽(yáng)輪a的輸出,其中,x為對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)比(2)鄰接條件在設(shè)計(jì)如下的傳動(dòng)齒輪時(shí),會(huì)對(duì)其動(dòng)力進(jìn)行分離并增加其承載能力,除了更好地減小其結(jié)構(gòu)規(guī)格,使其緊湊之外,經(jīng)常在太陽(yáng)輪中將多個(gè)行星齒輪c對(duì)稱地布置并在行星架中的傳動(dòng)齒輪b之間對(duì)稱地分布。為了保證工作的正常進(jìn)行,首選需要考慮到其之間的中心距離應(yīng)該滿足如下的表達(dá):(4-3)在上述式子中,參數(shù),主要表示為行星齒輪在在齒輪頂部的圓半徑和直徑;表示為該齒輪的個(gè)數(shù)。表示為該齒輪中心的距離;表示a,c齒輪嚙合副的中心距。在該部分,對(duì)于減速器的選擇上,選擇了=3。安裝條件傳動(dòng)系統(tǒng)是動(dòng)力總成系統(tǒng)中傳輸電動(dòng)機(jī)功率到路面的最后裝置,采用多行行星輪提高差速器的承載力,差速器輸入信號(hào)到傳動(dòng)軸,傳動(dòng)軸輸出到半軸,差速器是一種將電機(jī)功率引導(dǎo)分配到驅(qū)動(dòng)輪的變速器,此外,差速器可以使車輛的任何一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪在不同的速度獨(dú)立旋轉(zhuǎn),這在轉(zhuǎn)向時(shí)提高了車輛的操縱性能,十分必要,轉(zhuǎn)向時(shí)內(nèi)側(cè)的車輪行駛較短距離,外側(cè)車輪要比內(nèi)側(cè)車輪自轉(zhuǎn)更快,否則車輪將鎖入相同轉(zhuǎn)速,從而導(dǎo)致無(wú)論在內(nèi)側(cè)和外側(cè)車輪的跳躍而失去牽引力,這種喪失牽引力會(huì)導(dǎo)致意外事故的發(fā)生,導(dǎo)致輪胎的損壞及傳動(dòng)系統(tǒng)扭曲變形。左、右輪之間分配功率之和為電動(dòng)機(jī)輸出總功率,車輪轉(zhuǎn)速平均值等于軸的轉(zhuǎn)速,如果一個(gè)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度在上升,則另一個(gè)對(duì)應(yīng)的車輪速度必定通過(guò)相應(yīng)的減少來(lái)補(bǔ)償。1.1.2差速器齒輪基本數(shù)據(jù)選擇(1)行星齒輪數(shù)目的選擇輕型車用2個(gè)行星齒輪,載貨汽車和越野車可以采用4個(gè)行星齒輪(2)行星齒輪球面半徑的確定通過(guò)圓錐行星齒輪差速器參數(shù)來(lái)確定行星齒輪背面的球面半徑Rb,行星齒輪的安裝以其為依據(jù),根據(jù)Rb可計(jì)算出差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距。球面半徑可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定:(4-4)上式:——轉(zhuǎn)矩,取11141——行星齒輪表面半徑系數(shù),,對(duì)于有4個(gè)行星齒輪的車取較小值;取2.60帶入(4-4)式,求出=58.07可根據(jù)下式預(yù)選取節(jié)錐距:=57.48(4-5)(3)差速器圓錐齒輪模數(shù)及辦軸齒輪結(jié)緣直徑的初步確定先初步求出行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角:=33.69°;=56.30°(4-6)式中:為行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。當(dāng)量齒數(shù): (4-7)當(dāng)量齒數(shù)都大于17,因此滿足條件,不會(huì)根切。求出圓錐齒輪的大端模數(shù):(4-8)為了保證齒輪強(qiáng)度取8。節(jié)圓直徑可根據(jù)下式求得:(4-9)壓力角采用推薦值22.5,齒高系數(shù)為0.8。(4)行星齒輪安裝孔直徑及其深度的確定行星齒輪安裝孔與行星齒輪軸名義直徑相同,而行星齒輪安裝孔的深度也就是行星齒輪在其軸上的支承長(zhǎng)度。通常?。?(4-10)行星齒輪軸直徑為為:(4-11)式中:——行星齒輪數(shù)目;——差速器承受的轉(zhuǎn)矩(N.m); ——支承表面允許擠壓應(yīng)力,取98?!獮樾行驱X輪中心點(diǎn)到錐頂距離,是半軸齒輪齒寬中心處的直徑,;求出:。1.1.3差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算查得修正系數(shù)=-0.052,齒側(cè)間隙B=0.300表3-1電動(dòng)汽車差速器直齒輪錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果1行星齒輪齒數(shù),應(yīng)盡量取小值162半軸齒輪齒數(shù),且滿足243模數(shù)84節(jié)圓直徑;5壓力角大部分汽車:=2020°6軸交角90°7節(jié)錐角;=33.7°;=56.3°8節(jié)錐距9齒面寬度10mm10齒根高12.8mm11齒全高11.355mm12外錐距115.38mm13周節(jié)25.1328mm序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果14齒頂高;15齒根高;16徑向間隙17外圓直徑;18節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離19齒側(cè)間隙1.1.3差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制,而且承受的載荷較大,它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合狀態(tài),只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時(shí),或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí),差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此對(duì)于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核。輪齒彎曲應(yīng)力為:(4-12)式中:——行星齒輪數(shù)目,取2; ——半軸齒輪承受的轉(zhuǎn)矩,其計(jì)算公式,由計(jì)算知,T取3162N.m;——半軸齒輪大端節(jié)圓直徑;——尺寸系數(shù),主要反映材料均勻度,與齒輪的大小和加工工藝有關(guān),當(dāng)m1.60時(shí),,在此=0.7491;——半軸齒輪的齒寬;——質(zhì)量系數(shù),取1.0;——載荷分配系數(shù),取=0.56;——差速器齒輪鬧曲應(yīng)力用綜合系數(shù),小齒輪為0.2280,大齒輪為0.2242;——半軸齒輪的齒數(shù)。根據(jù)輪齒彎曲應(yīng)力公式:(4-13)滿足設(shè)計(jì)要求。1.2軸荷分配車輛軸載荷的分布是車輛無(wú)負(fù)荷或滿載停止時(shí)各軸支撐面的垂直負(fù)荷。輪軸分布和輪胎壽命取決于許多車輛的性能。為了使輪胎均勻磨損,使用壽命是相似的。每個(gè)車輪的負(fù)載幾乎沒(méi)有差異。為了使汽車具有良好的動(dòng)力性能和良好的通過(guò)性,驅(qū)動(dòng)橋的負(fù)載應(yīng)足夠大。因此,適當(dāng)減小從動(dòng)軸的負(fù)荷有利于減小從動(dòng)軸的滾動(dòng)阻力,改善不良的道路可操作性,并確保車輛的良好行駛穩(wěn)定性,旋轉(zhuǎn)軸的負(fù)荷不能太小。根據(jù)行駛形態(tài)、引擎位置、構(gòu)造特性、機(jī)車形式和整車質(zhì)量,參考同一車型。車型滿載空載前軸后軸前軸后軸乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)47%-60%45%-50%40%-46%40%-53%50%-55%54%-60%56%-66%51%-55%38%-60%34%-44%44%-49%50%-62%參考汽車的各項(xiàng)性能,根據(jù)上表所給的軸荷分配比例,該方案設(shè)計(jì)軸荷分配比例和軸荷值如表所示空載滿載前軸軸荷(Kg)后軸軸荷(Kg)前軸軸荷(Kg)后周軸荷(Kg)400(50%)400(50%)500(50%)500(50%)1.3質(zhì)心位置1.3.1質(zhì)心水平位置汽車置于水平位置,前后軸載荷分別為,;軸距L=2.75m,根據(jù)力矩公式:故,1.3.2質(zhì)心豎直位置由于載荷是一個(gè)變量,質(zhì)心高度也會(huì)隨之改變,但幅度不會(huì)很大,當(dāng)重量增加時(shí),質(zhì)心高度也會(huì)略有增加,在此,估算質(zhì)心高度約為0.55m。1.4縱梁的計(jì)算要計(jì)算車架縱梁的彎矩,先計(jì)算車架支座反力,q是單位長(zhǎng)度的載荷,因此,主梁的總負(fù)載為ql。由于梁的上下對(duì)稱性,兩個(gè)橡膠軸承的支座反力是相同的,由此得:在距A點(diǎn)x處的剪應(yīng)力方程和彎曲距離方程組中,以左梁為研究對(duì)象,其受力圖如圖(b)所示。假設(shè)截面上的剪應(yīng)力和彎曲距離為正方向和正向旋轉(zhuǎn),則對(duì)研究對(duì)象的對(duì)稱力可以生成為qx,作用于梁的中心,則由平衡方程,得()(4-14)由,得 ()(4-15)(a)(b)剪切力圖和彎矩圖由式(4-14)求出。該力圖為一條直線,在x=0處,,處,。因此,梁的剪力圖可以繪制成如圖(c)所示。根據(jù)公式(4-15),彎矩圖為拋物線,其中x=
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