純電動汽車差速器設計【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,電動汽車,差速器,設計,CAD,圖紙,說明書 畢業(yè)設計（論文）開題報告 畢業(yè)設計（論文）題目：純電動汽車差速器 學 生 姓 名：　 指導教師姓名： 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化 年6月5日 課題名稱：純電動汽車差速器 1.課題研究背景： 隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，特別是進入新世紀以來，汽車在給我們帶來諸多便利的同時，也產(chǎn)生了許多問題。2000年我國進口石油7000萬噸，預計2005年后將超過一億噸，相當于科威特一年的總產(chǎn)量。目前世界上空氣污染最嚴重的10個城市中7個在中國。根據(jù)國家環(huán)保中心預測2010年汽車尾氣排放量將占空氣污染源的64%。如果仍然采用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機技術發(fā)展汽車工業(yè)將會給我國的能源安全與環(huán)境保護造成巨大的壓力。 有專家估算，在全球的石油消耗中，汽車約占50%，按現(xiàn)在日消費石油消費水平計算，到21世紀中葉，全球石油資源將枯竭，所以，從保護環(huán)境和節(jié)約能源出發(fā)，改進燃油汽車已經(jīng)成為一個刻不容緩的課題。 目前，美國、歐洲和日本的汽車公司，都在開發(fā)電動汽車。電動汽車集機電、化工各學科領域中的高新技術于一體，是汽車、電力拖動、功率電子、自動控制、化學電源、計算機、新能源、新材料等工程技術中最新成果的集成產(chǎn)物。電動汽車包括純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池汽車。普通汽車被電動汽車所取代，是一種必然的發(fā)展趨勢。電動汽車的優(yōu)點有很多，比如對環(huán)境無污染，低噪聲，熱輻射少等優(yōu)點，電動汽車最大的優(yōu)點還在于，它的動力來源于電力系統(tǒng)，不僅可以是日益成熟的太陽能技術，還可以采用蓄電池形式。因此電動汽車不僅環(huán)保，而且可以利用各種形式的能源，完全迎合人類關于建設“綠色星球”的想法。最近，我國政府也提出2008年奧運會期間全部使用電動汽車的計劃。因此我們研究電動汽車是很有必要的。 1834年，湯姆斯一種書桌制造了一輛電動三輪車，它由一組不可充電的干電池驅動，但只能行駛一小段的距離。四年之后 Roert 也制造了一輛用干電池驅動的汽車。1881年在法國巴黎街上出現(xiàn)了世界上第一輛以可充電電池為動力的電動汽車，它是法國工程師Gustave Trouve裝配的以鉛酸電池為動力的三輪車。1886年，F(xiàn)rank Sprague設計生產(chǎn)了有軌電車。從此，電動汽車變得流行起來，并且在車輛運輸中起著重要的作用。在當時的美國，每年的銷售量的4200輛汽車中有38%是電動汽車，22%是燃油汽車，40%是蒸汽汽車。那時電動汽車是金融巨頭的代步工具及財富的象征，一輛電動汽車的價格相當于今天的一輛RollsRoyce。 19世紀末，許多美國、英國、法國的公司都開始生產(chǎn)電動汽車。作汽車的一個重要部件，差速器的研究也是重點。目前國內(nèi)的差速器產(chǎn)品的技術基本來源于美國、德國、日本等幾個傳統(tǒng)的工業(yè)國家，是在國外的技術基礎上發(fā)展的，在目前看來有了一定的成果和規(guī)模，但是目前我國的差速器缺乏自己的核心技術產(chǎn)品，開發(fā)能力依然很弱，影響了整車新車的開發(fā)成本，所以在差速器的技術開發(fā)研究上還有很多的問題要解決，很多的難點要攻克。 在汽車行業(yè)發(fā)展初期，法國雷洛汽車公司的創(chuàng)始人雷洛發(fā)明了汽車差速器，汽車差速器作為汽車必不可少的部件之一曾被汽車專家譽為“小零件大功用”。汽車差速器作為汽車傳動中的最重要的部件之一，其作用是將發(fā)動機輸出的動力傳輸?shù)杰囕喩?，在兩輸出軸間分配轉矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉動。差速器對提高汽車行駛平穩(wěn)性和其通過性有著獨特的作用，是汽車設計的重點 2. 課題研究意義： 當車輛行駛在轉彎路面或彎道時，為了達到轉向的目的．車輛轉向時內(nèi)外輪應當具有一定的速度差，即差速。其目的是為了在車輛轉向時使車輪線速度能與該車的輪心速度相協(xié)調(diào)，以避免因車輪滑移或滑轉而導致的功率循環(huán)不平衡或者汽車不能正常行駛的問題。 典型的機械差速系統(tǒng)的結構，差速系統(tǒng)的行星齒輪繞各自的軸旋轉，從而使兩個半軸齒輪能以不同的轉速旋轉。汽車轉彎時車輪的軌跡是弧線，這時候處于圓弧內(nèi)側的輪子和處于外側的輪子所走過的距離是不等的，這就需要用不同的轉速來彌補這個的差異，它是通過一個行星齒輪機構來完成的。 因此機械差速器要求滿足這樣一個基本的等式：左半軸轉速+右半軸轉速=2 ×（行星輪架轉速）。當汽車直行時，左、右車輪與行星輪架三者的轉速相等處于平衡狀態(tài)，而在汽車轉彎時三者平衡狀態(tài)被破壞，并通過半軸反映到半軸齒輪上，迫使行星齒輪產(chǎn)生自轉，使外側半軸轉速加快，內(nèi)側半軸轉速減慢，從而實現(xiàn)兩邊車輪轉速的差異。 防滑差速器是上世紀60年代為了提高賽車的性能，尤其是在彎道的漂移能力 和抓地能力而制造的。1976-2001年，美國國家專利局統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，每五年的關 于防滑差速器的專利呈現(xiàn)上升的趨勢，1976-1980為36項，1981-1985為26項， 1986-1990為80項，1991-1995為103項，1996-2001為111項[3]。國外在汽車工 業(yè)的技術遠遠領先于國內(nèi)，在防滑差速器的最新研究上有轉矩感應式防差速器、轉 速感應式防滑差速器和主動控制式防滑差速器。防滑差速器是提高汽車性能的一項 新技術，在國際汽車界得到了越來越廣泛的應用。目前，國外廣泛使用電控防滑差 速器，它有助于提高汽車的動力性、操作穩(wěn)定性、通過性、安全性、平順性等。 近幾年我國汽車差速器市場發(fā)展迅速，產(chǎn)品產(chǎn)出持續(xù)擴張，國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵汽車差速器產(chǎn)業(yè)向高科技產(chǎn)品方向發(fā)展，國企新增投資項目逐漸增多，投資者對汽車差速器行業(yè)的關注也越來越密切，這就使得汽車差速器行業(yè)的發(fā)展需求增大。差速器的種類趨于多元化，功用趨于完整化。目前汽車上最常用的是對稱式錐齒輪差速器，還有現(xiàn)在各種各樣的功能多樣的差速器，如：輪間差速器、高摩擦自鎖式差速器、托森差速器。目前還有一種新型差速器為LMC?；ユi差速器，該差速器是由湖北力鳴汽車差速器公司斥巨資生產(chǎn)的新型差速器[6]。LMC?；ユi差速器主要用于0.5-1.5噸級車輛，它能有效地提高車輛的通過性、越野性、可靠性和經(jīng)濟性，能夠滿足很多不同條件和不同情況的車輛要求。這種純機械、非液壓、非液粘、非電控的中央差速分動裝置，已申報了美、英、日、韓、俄羅斯等19個國家的專利保護，這一技術不僅僅是一項中國發(fā)明，也是一項世界發(fā)明。LMC常互鎖差速器是由多種類的齒輪系統(tǒng)及相應的軸、殼體組成，具備傳動汽車的前輪和后輪輪間差速器、前后橋軸間差速器。LMC?；ユi差速器分動器通過四支傳動軸和輪邊減速器帶動四個車輪，實現(xiàn)每個車輪獨立驅動，在有兩個車輪打滑的情況下仍能正常行駛，在冰雪路面、泥濘路面、無路路面上有其獨特優(yōu)勢，可以解決傳統(tǒng)汽車所面臨的問題，如不能高速行駛，車輪打滑不能正常行駛，不能實現(xiàn)軸間差速，高油耗問題等。 摩擦片式差速器是在普通行星式差速器的基礎上改進而來的，它是由兩根兩端 帶有反向V形面的十字軸，有V形孔的差速器殼，半軸齒輪，推力盤和主、從摩擦片等主要零件組成。當傳遞轉矩時，差速器殼通過斜面對行星齒輪軸產(chǎn)生沿行星齒輪軸線方向的軸向力，該軸向力推動行星齒輪使壓盤將摩擦片壓緊。當左、右半軸轉速不等時，主、從動摩擦片間產(chǎn)生相對滑動，從而產(chǎn)生轉矩。這種差速器結構簡單，工作平穩(wěn)，可明顯提高汽車通過性。 參考文獻 [1] 于蓬 章桐 冷毅 郭榮 《電動車減/差速器振動特性分析及改進》 中國振動工程學會;上海交通大學 ; DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2015.07.014 摘要： 以某純電動車的減/差速器為研究對象,首先考慮齒輪嚙合剛度、傳動誤差、齒側間隙和軸承因素,建立了齒輪傳動系模型;然后考慮傳動軸、差速器殼體以及減速器殼體的柔性,建立了減/差速器系統(tǒng)綜合耦合模型,對其進行動態(tài)響應仿真分析及試驗驗證;最后通過輪齒微觀修形減小齒輪傳遞誤差波動的幅值,降低殼體表面階次振動的峰值。結果表明,所建立的綜合耦合模型能較好的預測減/差速器系統(tǒng)的振動特性,揭示各個振動階次產(chǎn)生的原因,輪齒修形可使齒輪副傳遞誤差波動幅值和殼體表面階次振動峰值分別降低40%和57%,對減/差速器嘯叫問題的解決起到一定的積極作用。? [2]周新建 于孟 查小凈 吳健 《差速器齒輪機構的運動學及動力學分析》 鄭州機械研究所; DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2010.03.018 摘要： 首先闡述了差速器的傳動原理,然后利用ADAMS建立了差速器齒輪機構的虛擬樣機模型,并對該機構進行了兩種工況下的仿真分析,得到傳動齒輪的轉速特性曲線及受力曲線,并通過曲線分析了差速器的差速原理。分析受力曲線能為差速器齒輪的有限元分析提供依據(jù),并為其動態(tài)優(yōu)化及疲勞壽命預測提供指導。 [3]范云生 郭晨 王國峰 《基于智能控制的差速器軸承預緊測量》 中國兵器工業(yè)集團第210研究所 DOI：10.13196/j.cims.2012.06.105.fanysh.009 摘要： 通過對汽車變速器裝配中差速器軸承裝配環(huán)節(jié)的分析,提出了一種基于模糊和比例-積分-微分聯(lián)合控制的在線預緊差速器軸承和測量啟動摩擦力矩的智能控制方法,并成功地研制出了差速器軸承預緊測量的自動化設備。系統(tǒng)在對差速器軸承進行自動裝配的同時,具有在線自動測量預緊力矩和啟動摩擦力矩功能,使差速器軸承得到合適的預緊。經(jīng)實際生產(chǎn)驗證,該系統(tǒng)成功地解決了一類在線預緊差速器軸承和測量啟動摩擦力矩問題,系統(tǒng)具有很高的預測準確率,提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 [4] 唐文武 陳世元 郭建龍 《基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的電動車電子差速器設計》 中國汽車工程學會 DOI：10.19562/j.chinasae.qcgc.2007.05.017 摘要： 針對雙電機獨立輪式驅動電動汽車,介紹了一種汽車行駛數(shù)據(jù)測量系統(tǒng);考慮汽車轉向行駛時內(nèi)、外側車輪轉速與轉向角和車體速度之間的非線性關系,提出了一種新型結構的基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡原理的電子差速方案;設計了訓練和在線計算算法,并編寫了C語言計算機程序;仿真驗證了該差速器的可行性。? [5] 趙德陽 李剛 葛強 蘇德旭 《微型電動汽車圓柱齒輪差速器設計與強度分析》 陜西省汽車工程學會 DOI：10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.12.007 摘要： 文章設計了一種適用于微型電動汽車的圓柱齒輪差速器,在對差速器進行方案設計的同時,根據(jù)某微型電動汽車基本參數(shù)進行齒輪參數(shù)選擇和設計計算。在分別應用CATIA和ADAMS軟件三維模型和動力學仿真的基礎上,采用ansysworkbench軟件對差速器各個齒輪進行強度分析。分析結果表明所設計差速器的各個齒輪均滿足強度要求。? [6] 張翔 游文明 孔紀蘭 《汽車差速器齒圈斷齒失效分析》 山東省機械設計研究院 DOI：10.16107/j.cnki.mmte.2016.1058 摘要： 通過宏觀和微區(qū)形貌檢查、化學成分、金相組織檢驗和顯微硬度測試等,對某汽車差速器齒圈斷齒原因進行分析。結果表明,該齒圈存在機加工劃痕,熱處理后齒圈心部強度偏低。相對于承載能力而言,工作應力較大是導致齒圈發(fā)生快速脆性斷裂的原因,并給出了必要的預防建議。 [7] 鄧文華 《差速器內(nèi)一字軸斷裂原因分析及改進》 中國科學技術信息研究所 DOI：10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.03.017 摘要： 針對某汽車驅動橋差速器內(nèi)的一字軸斷裂故障,對一字軸受力情況進行分析,得到危險截面位置及對應的綜合應力大小,根據(jù)QC/T 543-1999《汽車驅動橋臺架試驗評價標準》,確定一字軸斷裂的原因。通過采取提升最小硬度值的方法來增加一字軸抗拉強度值,并進行模擬整車路試試驗對比改進前后一字軸壽命。試驗結果證明了改進措施的有效性和受力分析計算的合理性。 [8] 任小龍 劉敏杰 龍建 付貽瑋 《汽車電子差速器技術特征分析》 陜西省汽車工程學會 DOI：10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.10.036 摘要： 文章介紹了目前越野車和SUV常見的電子差速器的結構和工作原理,將電子差速器的技術特征進行了分析,希望能對差速器故障檢測與維修人員提供一定的幫助和技術支持。? [9] 付凱 常德功 邵晨 《汽車差速器嚙合效率的計算方法》 青島科技大學DOI：10.16351/j.1672-6987.2015.06.015 摘要： 提出了一種汽車差速器嚙合效率的計算方法。選用直齒輪積分法嚙合效率公式,將直齒錐齒輪等效為當量直齒圓柱齒輪,建立了一對定軸直齒錐齒輪的效率公式。然后,通過轉化輪系法,引入"差速系數(shù)k"的概念,推導出差動輪系的嚙合效率公式。利用該效率公式,只需計算出一對直齒錐齒輪效率和差速系數(shù)k即可準確求出差動輪系的效率。? [10]劉亭 趙國平 王春明 黃玉平《小行星輪WWW型差速器的動力學分析與仿真》遼寧省機械研究院 DOI：10.19356/j.cnki.1001-3997.2015.12.021 摘要： 機電伺服系統(tǒng)經(jīng)常在零位附近頻繁正反向加減速,通過牛頓定律方法和拉格朗日方法對小行星輪外嚙合WWW型差速器(或稱外嚙合正齒輪差速器)分析了此種情況下的剛體動力學,用ADAMS進行了仿真。結果表明:齒輪之間的切向力、行星架和兩套行星輪之間的作用力與兩輸入轉矩和兩輸入角加速度有關;兩個輸入的角加速度與兩個輸入轉矩和一個負載轉矩有關;負載轉矩與兩輸入轉矩和兩輸入角加速度有關;若兩輸入轉動慣量不同,則兩個太陽輪和各自行星輪之間的力幅值不等;雙路工作時折算到輸入側的轉動慣量與單路工作時不同。ADAMS仿真結果與理論分析結果一致,證明了分析的正確性,結論可以應用于有角加速度的多余度機電作動系統(tǒng)中差速器的性能分析 [11]劉亭 崔佩娟 王春明 肖羽中 岳振波 《NGW型差速器的運動學和動力真》 鄭州機械研究所 DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2015.12.023 摘要： 對NGW型行星差速器進行了運動學和剛體動力學理論分析及ADAMS仿真。運動學分析表明該機構能實現(xiàn)速度綜合,兩輸入軸可以不同的轉速差速運轉。剛體動力學分析如下,推導出了在加減速情況下齒輪之間的切向力、行星架和行星輪之間的作用力與兩輸入轉矩與兩輸入角加速度之間的關系式;推導出了兩個輸入的角加速度與輸入和負載轉矩之間的關系式;推導出了負載轉矩與兩輸入轉矩和兩輸入角加速度之間的關系式;太陽輪與和它嚙合的多個行星輪之間的力幅值相等;內(nèi)齒圈與和它嚙合的多個行星輪之間的力幅值相等;角加速度的相互關系滿足運動學關系。ADAMS仿真結果與理論分析結果一致,證明了理論分析的正確性。分析結論可以應用于頻繁加減速的多余度機電作動系統(tǒng)中差速器的性能分析 [12]徐春華 任小中《差速器殼體鏜孔夾具設計》大連組合機床研究所 DOI：10.13462/j.cnki.mmtamt.2016.05.033 摘要： 鏜床夾具是鏜孔加工中常用的輔助裝置。針對差速器殼體上兩組相互垂直孔的加工,設計了專用的鏜孔夾具。鑒于差速器殼體的結構特點和鏜孔工序要求,采用一面兩孔定位,并確定了滿足定位精度要求的定位銷尺寸。接著,確定了可靠的工件夾緊方案,并設計了油缸以及相關的夾緊裝置。最后介紹了該夾具的結構組成及其特點。 【13】 Antonio Lanzotti, Fabrizio Renno, Michele Russo, Riccardo Russo, Mario Terzo 《Design and development of an automotive magnetorheological semi-active differential》 DOI：Received 20 November 2012 Accepted 11 April 2014 Available online 5 May 2014 Absract This paper describes a research activity concerning the design and the development of an automotive semi-active differential based on the use of a magnetorheological fluid that allows to control the locking torque and, consequently, to improve the vehicle handling. Starting from a gearbox of a common front wheel drive vehicle, the boundary volume of the new device was defined by means of reverse engineering techniques. Two alternative architectures were proposed and compared to select the best one in terms of functionality. Then, the selected functional scheme was modeled and optimized by means of multiphysics simulations. The definition of a reiterative process, based on the use of a specific cost function, allowed to optimize the design variables and to obtain the final virtual prototype. In order to evaluate the effectiveness of the proposed device, a physical prototype was realized. First experimental tests were carried out validating the design process. 【14】Martin Forstinger;?Robert Bauer;?Anton Hofer;?Wilfried Rossegger;《Multivariable control of a test bed for differential gears》DOI:10.1016/j.conengprac.2016.08.010 YEAR:2016 ABSTRACT:Abstract(#br)Common problems related to the control of power train test beds are the coupling of the two typical controlled variables rotational speed and testing torque as well as resonant torque oscillations. This work presents a simplified non-linear mathematical model of a test bed for differential gears including the unit under test suitable for controller design. Based on this system model, a new control concept with input–output decoupling and feedback linearisation is developed to overcome both previously mentioned problems. Simulation studies using the proposed control structure as well as a conventional control concept for power train test beds show the superiority of the new controller.(#br)Finally the proposed controller was implemented on real-time processing hardware and tested on a commercial test bed for differential gears to prove the performance of the new control concept in practice 【15】Schaeffler Published 《New Energy Vehicle Innovative Electric Differential and Drive Bridge--A Practical Study of Electric Vehicles 》YEAR：2012-09-05 Abstract: This article describes an innovative electric active differential for hybrid and electric vehicles that has been bench tested and installed on a pure electric vehicle in a project. Electric differentials based on the principles of FZG not only enable purely electric drives, but also make active lateral torque distribution possible. The purpose of developing an electric drive differential is to optimize the electric drive system, including maximizing efficiency, as well as the industrialization of design and functional verification of electric drive torque distribution. 5.設計（論文）的主要內(nèi)容 1.調(diào)研、文獻檢索、制定技術方案 2.差速器分析、設計 3.繪制裝配草圖 4.繪制裝配圖、零件圖 5.整理編寫設計計算說明書。 6.設計（論文）提交形式 1、電動汽車差速器的零件圖 2、裝配圖 3、設計說明說一份 7布置安排 第四周 布置題目 收集資料 熟悉內(nèi)容； 第五周 編制開題報告； 第六周 外文翻譯； 第七周 方案討論； 第八周 確定總體方案； 第九周 計算主要數(shù)據(jù)； 第十周 制作零件圖； 第十一周 制作零件圖； 第十二周 分析繪制裝配圖； 第十三周 整理說明書； 第十四周 整理說明書； 第十五周 編寫設計計算說明書，形成畢業(yè)設計全部文件，準備答辯； 第十六周 開始答辯 8. 指導教師意見 簽名： 年 月 日