本文關(guān)鍵詞：新能源汽車輪邊驅(qū)動系統(tǒng)齒輪箱的效率分析與優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 新能源汽車 輪邊驅(qū)動 齒輪箱 傳動效率 優(yōu)化分析

【摘要】：新能源汽車采用新型的清潔能源取代傳統(tǒng)的石油資源為汽車動力，具有能源利用率高、環(huán)境污染小等優(yōu)點，是未來汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。輪邊驅(qū)動系統(tǒng)是新能源汽車所特有的一種驅(qū)動方式，其傳動效率的高低對整車的能源使用率有著至關(guān)重要的影響。 本文在總結(jié)國內(nèi)外新能源汽車輪邊驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對輪邊驅(qū)動系統(tǒng)的一種專用齒輪箱進行了效率分析與優(yōu)化設(shè)計。對齒輪箱的四種不同功率損失形式依次進行了分析與研究，提出了齒輪箱的總效率計算公式，并在此基礎(chǔ)上對試樣齒輪箱參數(shù)進行了效率方面的優(yōu)化設(shè)計。 本文首先通過對直齒輪嚙合過程的研究，提出將一對直齒嚙合的平均效率來代替計算直齒輪的嚙合效率的簡化思想，從而去除了重迭特性對效率計算的影響，，并使用積分法推導(dǎo)出了直齒輪的嚙合效率公式，通過數(shù)據(jù)分析驗證了公式的準確性。其次沿用直齒輪嚙合效率的計算思想，使用二重積分法推導(dǎo)出斜齒輪的嚙合效率計算公式，得到不同設(shè)計參數(shù)與嚙合效率值的影響關(guān)系。新能源汽車輪邊驅(qū)動系統(tǒng)齒輪箱是一種高速齒輪箱，與轉(zhuǎn)速有關(guān)的攪油和風阻損失相對較大，本文對齒輪箱的攪油、風阻和軸承功率損失機理進行了理論分析，并歸納總結(jié)了多種計算公式，使用MATLAB軟件分析了不同的工作環(huán)境參數(shù)對功率損失的影響程度。 本文在前文研究的基礎(chǔ)上闡述了齒輪箱功率損失的具體流程，提出了總效率計算公式，并分別得到了設(shè)計參數(shù)和工作環(huán)境參數(shù)對齒輪箱的效率影響程度，以及分析了不同損失形式在總功率損失中所占的比重，結(jié)果表明對于輪邊驅(qū)動系統(tǒng)齒輪箱，由于其轉(zhuǎn)速較高，攪油損失可占到總功率損失的50%左右，嚙合和軸承損失均高于20%，風阻損失低于10%。 最后使用MATLAB優(yōu)化工具箱對齒輪箱的螺旋角進行了優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化后的齒輪箱效率值提高了約1.35%，并分析對比了優(yōu)化前后齒輪箱在不同工作環(huán)境下的效率值。
【關(guān)鍵詞】：新能源汽車 輪邊驅(qū)動 齒輪箱 傳動效率 優(yōu)化分析
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 課題來源及意義11-12
• 1.2 新能源汽車輪邊驅(qū)動系統(tǒng)概述12-14
• 1.2.1 直接驅(qū)動式輪邊驅(qū)動系統(tǒng)12-13
• 1.2.2 減速驅(qū)動式輪邊驅(qū)動系統(tǒng)13-14
• 1.3 輪邊驅(qū)動系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 國外輪邊驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展15-16
• 1.3.2 國內(nèi)輪邊驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展16-17
• 1.4 MATLAB 軟件介紹17-18
• 1.5 本文的研究內(nèi)容及思路18-19
• 2 直齒輪嚙合效率分析19-31
• 2.1 常用的嚙合效率計算方法19-20
• 2.2 嚙合效率公式的建立20-26
• 2.2.1 嚙合理論分析20-21
• 2.2.2 一對直齒的瞬時效率21-24
• 2.2.3 建立坐標系24-25
• 2.2.4 嚙合平均效率25-26
• 2.3 結(jié)果和分析26-30
• 2.3.1 主動輪齒數(shù)與嚙合效率關(guān)系27
• 2.3.2 傳動比與嚙合效率關(guān)系27-28
• 2.3.3 主動輪齒數(shù)和傳動比與嚙合效率三維關(guān)系28
• 2.3.4 摩擦系數(shù)與嚙合效率關(guān)系28-29
• 2.3.5 影響參數(shù)與嚙合效率四維關(guān)系29
• 2.3.6 圖表數(shù)據(jù)分析29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 3 斜齒輪嚙合效率分析31-44
• 3.1 嚙合效率公式的建立31-38
• 3.1.1 嚙合理論分析31-33
• 3.1.2 一對斜齒的瞬時效率33-35
• 3.1.3 建立坐標系35-37
• 3.1.4 嚙合平均效率37-38
• 3.2 結(jié)果和分析38-43
• 3.2.1 主動輪齒數(shù)與嚙合效率關(guān)系39
• 3.2.2 傳動比與嚙合效率關(guān)系39-40
• 3.2.3 螺旋角與嚙合效率關(guān)系40
• 3.2.4 法面模數(shù)與嚙合效率關(guān)系40-41
• 3.2.5 齒寬與嚙合效率關(guān)系41
• 3.2.6 摩擦系數(shù)與嚙合效率關(guān)系41-42
• 3.2.7 圖表數(shù)據(jù)分析42-43
• 3.3 本章小結(jié)43-44
• 4 齒輪箱的其他功率損失44-58
• 4.1 攪油損失分析44-50
• 4.1.1 潤滑方式分析44
• 4.1.2 攪油損失模型44-46
• 4.1.3 結(jié)果和分析46-50
• 4.1.3.1 輸入轉(zhuǎn)速與攪油損失關(guān)系47
• 4.1.3.2 運動粘度與攪油損失關(guān)系47-48
• 4.1.3.3 齒高倍數(shù)與攪油損失關(guān)系48
• 4.1.3.4 輸入轉(zhuǎn)速和運動粘度與攪油損失三維關(guān)系48-49
• 4.1.3.5 輸入轉(zhuǎn)速和齒高倍數(shù)與攪油損失三維關(guān)系49
• 4.1.3.6 運動粘度和齒高倍數(shù)與攪油損失三維關(guān)系49-50
• 4.1.3.7 圖表數(shù)據(jù)分析50
• 4.2 風阻損失分析50-55
• 4.2.1 風阻損失模型50-52
• 4.2.2 結(jié)果和分析52-55
• 4.2.2.1 輸入轉(zhuǎn)速與風阻損失關(guān)系53
• 4.2.2.2 動力粘度與風阻損失關(guān)系53-54
• 4.2.2.3 輸入轉(zhuǎn)速和動力粘度與風阻損失三維關(guān)系54
• 4.2.2.4 圖表數(shù)據(jù)分析54-55
• 4.3 軸承損失分析55-57
• 4.3.1 軸承功率損失原理55
• 4.3.2 軸承功率損失模型55-56
• 4.3.3 軸承效率的確定56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 5 齒輪箱的總效率分析58-70
• 5.1 總效率計算公式58-59
• 5.2 設(shè)計參數(shù)對齒輪箱效率的影響59-63
• 5.2.1 齒輪箱工作環(huán)境參數(shù)設(shè)定59-60
• 5.2.2 齒輪箱設(shè)計參數(shù)設(shè)定60-61
• 5.2.3 主動輪齒數(shù)與總效率關(guān)系61
• 5.2.4 傳動比與總效率關(guān)系61-62
• 5.2.5 螺旋角與總效率關(guān)系62
• 5.2.6 法面模數(shù)與總效率關(guān)系62-63
• 5.2.7 圖表數(shù)據(jù)分析63
• 5.3 試樣齒輪箱的效率分析63-69
• 5.3.1 試樣齒輪箱結(jié)構(gòu)介紹63-64
• 5.3.2 試樣齒輪箱設(shè)計參數(shù)64-65
• 5.3.3 試樣齒輪箱工況參數(shù)設(shè)定65
• 5.3.4 運動粘度與總效率關(guān)系65-66
• 5.3.5 高速大齒輪齒高倍數(shù)與總效率關(guān)系66
• 5.3.6 摩擦系數(shù)與總效率關(guān)系66-67
• 5.3.7 圖表數(shù)據(jù)分析67-68
• 5.3.8 電機對試樣齒輪箱效率的影響68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 6 齒輪箱效率優(yōu)化分析70-81
• 6.1 機械最優(yōu)設(shè)計技術(shù)概況70
• 6.2 MATLAB 優(yōu)化工具箱概述70-71
• 6.3 試樣齒輪箱參數(shù)優(yōu)化71-80
• 6.3.1 設(shè)計變量71
• 6.3.2 目標函數(shù)71
• 6.3.3 約束條件71-72
• 6.3.4 優(yōu)化方法72-73
• 6.3.5 優(yōu)化步驟73-78
• 6.3.5.1 目標函數(shù)文件73-76
• 6.3.5.2 設(shè)定目標函數(shù)及其相關(guān)參數(shù)76
• 6.3.5.3 設(shè)定優(yōu)化選項76-77
• 6.3.5.4 運行結(jié)果77-78
• 6.3.6 結(jié)果分析78-80
• 6.4 本章小結(jié)80-81
• 總結(jié)與展望81-83
• 參考文獻83-86
• 致謝86-87
• 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄87-88

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