混合動(dòng)力汽車用行星齒輪裝置設(shè)計(jì)（本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)）.doc
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混合動(dòng)力汽車用行星齒輪裝置設(shè)計(jì)（本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)）,摘要自動(dòng)變速器技術(shù)是汽車傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展過程中的一項(xiàng)十分重要的發(fā)明.他能夠使汽車起步平穩(wěn)、換檔平順、操作方便，簡化的手動(dòng)換檔操作，使駕駛更輕松自如?，F(xiàn)代自動(dòng)變速器主要采用液力變矩器和行星齒輪變速箱結(jié)合的液力機(jī)械式自動(dòng)變速器（at）。行星齒輪變速器具有體積小、操縱簡單，速比大...
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混合動(dòng)力汽車用行星齒輪裝置設(shè)計(jì)（本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)）
摘 要
自動(dòng)變速器技術(shù)是汽車傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展過程中的一項(xiàng)十分重要的發(fā)明.他能夠使汽車起步平穩(wěn)、換檔平順、操作方便，簡化的手動(dòng)換檔操作，使駕駛更輕松自如?，F(xiàn)代自動(dòng)變速器主要采用液力變矩器和行星齒輪變速箱結(jié)合的液力機(jī)械式自動(dòng)變速器（AT）。行星齒輪變速器具有體積小、操縱簡單，速比大等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)變速和動(dòng)力傳遞，加大變速器的傳動(dòng)比范圍，同時(shí)也能獲得空擋和倒檔，故被廣泛的應(yīng)用到AT上。行星齒輪還有一個(gè)特點(diǎn)就是自由度大于1，故它可以作為動(dòng)力偶合和分配器。這點(diǎn)在混合動(dòng)力汽車上得到了很好的體現(xiàn)。本文就對(duì)行星齒輪變速器在混合動(dòng)力汽車中作為扭矩合成器進(jìn)行分析討論和設(shè)計(jì)。本文以豐田PRUIS為原型進(jìn)行行星齒輪變速器的設(shè)計(jì)計(jì)算和對(duì)整車的仿真計(jì)算。
1） 在PRUIS原型的基礎(chǔ)上對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，查閱相關(guān)文獻(xiàn)參數(shù)來確定本次設(shè)計(jì)計(jì)算的參數(shù)。
2） 在設(shè)定的參數(shù)下設(shè)計(jì)所需的變速器參數(shù)，并對(duì)所設(shè)計(jì)的變速器中個(gè)零件進(jìn)行強(qiáng)度校核和壽命校核。
3） 通過建模選擇發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)。
4） 通過ADVISOR仿真軟件在ECE+EUDC循環(huán)工況下對(duì)整車的油耗，發(fā)動(dòng)機(jī)功率、電動(dòng)機(jī)功率、最高車速、最大爬坡度等進(jìn)行仿真。
關(guān)鍵詞：變速器，行星排，混合動(dòng)力
ABSTRACT
Automatic transmission car drive technology is a very important invention in the process of technological development。It can start the car stable and smooth shift, easy to operate, to simplify the manual-shift operation, so that more driving ease Modern automatic transmission torque converter and a major planetary gear transmission with the automatic transmission fluid mechanical.(AT) Planetary gear transmission is small, simple manipulation, the advantages of speed ratio can be achieved transmission speed and power, increase the transmission of the transmission ratio, but also can be neutral gear and Dao Dang, it was widely used on the AT. There is also a feature of planetary gear is larger than 1 degree of freedom, so it can be used as momentum coupling and distributor. This is get a good expression in hybrid vehicles. In this paper, the planetary gear transmission in the hybrid vehicle as a torque synthesizer discussion and analysis of design. In this paper, the prototype for the Toyota PRUIS planetary gear transmission for the design calculations and simulation of the vehicle.
1) On the basis of the relevant data in the prototype of PRIUS ,it changes to access relevant documentation and determine the parameters of this design and calculation of parameters.
2) Design the transmission parameters in the setting parameters, and check the transmission strength and the lives of the designed parts.
3) Choose the engine and moter through the modeling.
4) To simulate vehicle's fuel consumption and engine power, electrical power, maximum speed, the biggest climbing degree in the condition of ECE+EUDC through the simulation software named ADVISOR
Key Words：Transmission, Planetary line, Hybrid
目 錄
摘 要 II
ABSTRACT II
1 緒論 1
1.1混合動(dòng)力汽車的起源 1
1.2混合動(dòng)力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2.1國外混合動(dòng)力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2.2 國內(nèi)混合動(dòng)力汽車的現(xiàn)狀 1
1.3行星齒輪變速器的類型即特點(diǎn) 3
1.4單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理 4
1.4.1單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 4
1.4.2運(yùn)動(dòng)分析 5
1.5本論文的主要內(nèi)容 5
2 混合動(dòng)力汽車動(dòng)力源參數(shù)設(shè)定 7
2.1傳動(dòng)方案的確定 7
2.1.1混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的分類 7
2.1.2傳動(dòng)方案的確定 9
2.1.2混合動(dòng)力行星排布置方案的確定 10
2.1.3 不同結(jié)構(gòu)型式方案小結(jié) 20
2.2設(shè)計(jì)該行星齒輪所需參數(shù)列表如下: 21
2.3發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)確定 22
2.4發(fā)電機(jī)參數(shù)確定 22
2.5蓄電池和驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)的選擇 23
3 對(duì)所選部件在ADVISOR軟件中進(jìn)行仿真 24
3．1 ADVISOR仿真軟件介紹 24
3．2 在ADVISOR中對(duì)所選部件進(jìn)行仿真，并確定具體參數(shù) 24
3．2．1發(fā)動(dòng)機(jī)選型 25
3．2．2電動(dòng)機(jī)選型 26
3．2．3發(fā)電機(jī)選型 27
3．2．4蓄電池選型 28
3.3仿真模型的建立 30
3.3.1整車模型的建立 30
3.3.2發(fā)動(dòng)機(jī)模型的建立 30
3.3.3電動(dòng)機(jī)模型的建立 31
3.3.4發(fā)電機(jī)模型的建立 31
3.4對(duì)整車在CYC_ECE_EUDC循環(huán)工況下的燃油消耗進(jìn)行仿真 32
3.5仿真結(jié)果及其評(píng)價(jià) 32
3.5.1動(dòng)力性分析和評(píng)價(jià) 33
3.5.2燃油經(jīng)濟(jì)性仿真結(jié)果評(píng)價(jià) 33
4 變速器參數(shù)確定即強(qiáng)度校核 37
4.1變速器傳動(dòng)比的確定： 37
4.2齒輪參數(shù)確定[10]： 39
4.2.1選擇材料 39
4．2．2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度確定主要參數(shù) 39
4.3校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： 42
4.4確定齒輪主要幾何尺寸 43
4.5 裝配條件 44
4.6鄰接條件： 44
4.7發(fā)電機(jī)軸的尺寸確定及強(qiáng)度校核 45
4.7.1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力值（發(fā)電機(jī)軸） 45
4.7.2按軸所受扭矩初估軸的最小直徑 45
4.7.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 45
4．7．4按軸的合成強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度 46
4．7．5校核鍵連接強(qiáng)度 48
4.8發(fā)動(dòng)機(jī)軸的強(qiáng)度校核 48
4.8.1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力值（發(fā)電機(jī)軸） 49
4.8.2按軸所受扭矩初估軸的最小直徑 49
4.8.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（軸向尺寸和徑向尺寸的確定） 49
4．8．4按彎扭合成強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度 50
4．8．5校核鍵連接的強(qiáng)度要求 51
4．9輸出軸的強(qiáng)度校核 52
4.9.1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力值（電動(dòng)機(jī)軸） 52
4.9.2按軸所受扭矩初估軸的最小直徑 52
4.9.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 52
4.9.4按軸的彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度 54
5 結(jié)論與展望 56
5.1結(jié)論 56
5.2進(jìn)一步的工作方向 56
致謝 58
參考文獻(xiàn) 59
摘 要
自動(dòng)變速器技術(shù)是汽車傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展過程中的一項(xiàng)十分重要的發(fā)明.他能夠使汽車起步平穩(wěn)、換檔平順、操作方便，簡化的手動(dòng)換檔操作，使駕駛更輕松自如?，F(xiàn)代自動(dòng)變速器主要采用液力變矩器和行星齒輪變速箱結(jié)合的液力機(jī)械式自動(dòng)變速器（AT）。行星齒輪變速器具有體積小、操縱簡單，速比大等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)變速和動(dòng)力傳遞，加大變速器的傳動(dòng)比范圍，同時(shí)也能獲得空擋和倒檔，故被廣泛的應(yīng)用到AT上。行星齒輪還有一個(gè)特點(diǎn)就是自由度大于1，故它可以作為動(dòng)力偶合和分配器。這點(diǎn)在混合動(dòng)力汽車上得到了很好的體現(xiàn)。本文就對(duì)行星齒輪變速器在混合動(dòng)力汽車中作為扭矩合成器進(jìn)行分析討論和設(shè)計(jì)。本文以豐田PRUIS為原型進(jìn)行行星齒輪變速器的設(shè)計(jì)計(jì)算和對(duì)整車的仿真計(jì)算。
1） 在PRUIS原型的基礎(chǔ)上對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，查閱相關(guān)文獻(xiàn)參數(shù)來確定本次設(shè)計(jì)計(jì)算的參數(shù)。
2） 在設(shè)定的參數(shù)下設(shè)計(jì)所需的變速器參數(shù)，并對(duì)所設(shè)計(jì)的變速器中個(gè)零件進(jìn)行強(qiáng)度校核和壽命校核。
3） 通過建模選擇發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)。
4） 通過ADVISOR仿真軟件在ECE+EUDC循環(huán)工況下對(duì)整車的油耗，發(fā)動(dòng)機(jī)功率、電動(dòng)機(jī)功率、最高車速、最大爬坡度等進(jìn)行仿真。
關(guān)鍵詞：變速器，行星排，混合動(dòng)力
ABSTRACT
Automatic transmission car drive technology is a very important invention in the process of technological development。It can start the car stable and smooth shift, easy to operate, to simplify the manual-shift operation, so that more driving ease Modern automatic transmission torque converter and a major planetary gear transmission with the automatic transmission fluid mechanical.(AT) Planetary gear transmission is small, simple manipulation, the advantages of speed ratio can be achieved transmission speed and power, increase the transmission of the transmission ratio, but also can be neutral gear and Dao Dang, it was widely used on the AT. There is also a feature of planetary gear is larger than 1 degree of freedom, so it can be used as momentum coupling and distributor. This is get a good expression in hybrid vehicles. In this paper, the planetary gear transmission in the hybrid vehicle as a torque synthesizer discussion and analysis of design. In this paper, the prototype for the Toyota PRUIS planetary gear transmission for the design calculations and simulation of the vehicle.
1) On the basis of the relevant data in the prototype of PRIUS ,it changes to access relevant documentation and determine the parameters of this design and calculation of parameters.
2) Design the transmission parameters in the setting parameters, and check the transmission strength and the lives of the designed parts.
3) Choose the engine and moter through the modeling.
4) To simulate vehicle's fuel consumption and engine power, electrical power, maximum speed, the biggest climbing degree in the condition of ECE+EUDC through the simulation software named ADVISOR
Key Words：Transmission, Planetary line, Hybrid
目 錄
摘 要 II
ABSTRACT II
1 緒論 1
1.1混合動(dòng)力汽車的起源 1
1.2混合動(dòng)力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2.1國外混合動(dòng)力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2.2 國內(nèi)混合動(dòng)力汽車的現(xiàn)狀 1
1.3行星齒輪變速器的類型即特點(diǎn) 3
1.4單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理 4
1.4.1單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 4
1.4.2運(yùn)動(dòng)分析 5
1.5本論文的主要內(nèi)容 5
2 混合動(dòng)力汽車動(dòng)力源參數(shù)設(shè)定 7
2.1傳動(dòng)方案的確定 7
2.1.1混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的分類 7
2.1.2傳動(dòng)方案的確定 9
2.1.2混合動(dòng)力行星排布置方案的確定 10
2.1.3 不同結(jié)構(gòu)型式方案小結(jié) 20
2.2設(shè)計(jì)該行星齒輪所需參數(shù)列表如下: 21
2.3發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)確定 22
2.4發(fā)電機(jī)參數(shù)確定 22
2.5蓄電池和驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)的選擇 23
3 對(duì)所選部件在ADVISOR軟件中進(jìn)行仿真 24
3．1 ADVISOR仿真軟件介紹 24
3．2 在ADVISOR中對(duì)所選部件進(jìn)行仿真，并確定具體參數(shù) 24
3．2．1發(fā)動(dòng)機(jī)選型 25
3．2．2電動(dòng)機(jī)選型 26
3．2．3發(fā)電機(jī)選型 27
3．2．4蓄電池選型 28
3.3仿真模型的建立 30
3.3.1整車模型的建立 30
3.3.2發(fā)動(dòng)機(jī)模型的建立 30
3.3.3電動(dòng)機(jī)模型的建立 31
3.3.4發(fā)電機(jī)模型的建立 31
3.4對(duì)整車在CYC_ECE_EUDC循環(huán)工況下的燃油消耗進(jìn)行仿真 32
3.5仿真結(jié)果及其評(píng)價(jià) 32
3.5.1動(dòng)力性分析和評(píng)價(jià) 33
3.5.2燃油經(jīng)濟(jì)性仿真結(jié)果評(píng)價(jià) 33
4 變速器參數(shù)確定即強(qiáng)度校核 37
4.1變速器傳動(dòng)比的確定： 37
4.2齒輪參數(shù)確定[10]： 39
4.2.1選擇材料 39
4．2．2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度確定主要參數(shù) 39
4.3校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： 42
4.4確定齒輪主要幾何尺寸 43
4.5 裝配條件 44
4.6鄰接條件： 44
4.7發(fā)電機(jī)軸的尺寸確定及強(qiáng)度校核 45
4.7.1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力值（發(fā)電機(jī)軸） 45
4.7.2按軸所受扭矩初估軸的最小直徑 45
4.7.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 45
4．7．4按軸的合成強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度 46
4．7．5校核鍵連接強(qiáng)度 48
4.8發(fā)動(dòng)機(jī)軸的強(qiáng)度校核 48
4.8.1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力值（發(fā)電機(jī)軸） 49
4.8.2按軸所受扭矩初估軸的最小直徑 49
4.8.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（軸向尺寸和徑向尺寸的確定） 49
4．8．4按彎扭合成強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度 50
4．8．5校核鍵連接的強(qiáng)度要求 51
4．9輸出軸的強(qiáng)度校核 52
4.9.1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力值（電動(dòng)機(jī)軸） 52
4.9.2按軸所受扭矩初估軸的最小直徑 52
4.9.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 52
4.9.4按軸的彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度 54
5 結(jié)論與展望 56
5.1結(jié)論 56
5.2進(jìn)一步的工作方向 56
致謝 58
參考文獻(xiàn) 59
