毕业答辩-电动汽车小型差速器的参数优化及虚拟设计

东北电力大学机械工程学院本科毕业设计

机械142设计题目：电动汽车小型差速器的参数优化及虚拟设计减速器部分A相关资料B差速原理C参数计算D三维建模E装配与仿真本次设计大体经过以下几部分：在汽车行业刚刚起步的时候，由法国人雷诺发明了汽车差速器，从此成为汽车不可或缺的部件之一，曾被专家称为“小零件，大功用”。对于应用在传统燃料驱动汽车和单电机驱动的汽车上，差速器可以用来实现两车轮间存有速度大小的变化差异，这符合了转速传输功能，传递的动力由外壳体输入、由两侧齿轮输出。电动汽车的出现有效地缓解了目前能源短缺和环境污染的问题，且同样能满足人们的生产出行需求，因此全新的电动汽车领域链的快速形成是解决传统燃油汽车所带来的问题的唯一途径。本文针对传统汽车差速器体积大、成本高不适用于电动汽车的问题，设计了一种小型差速器，该种形式的差速器在轴线方向尺寸比较小、加工方便，还能够满足电动汽车对差速性能的要求，以达到整车轻量化和节省空间的效果，具有良好的应用前景。A.查询相关资料对差速器有一定的了解B.差速原理运动过程中速度分配原理：第一种情况：汽车在理想路况下直线行驶，此时行星齿轮只进行公转并且有：此时两齿轮啮合处的圆周速度、与行星齿轮中点的速度相等:即第二种情况：当行星齿轮只绕着轴线进行自传，此时差速器壳体不动，左右半轴齿轮以大小相等、方向相反的角速度进行旋转，此时啮合点处的圆周速度为，且：第三种情况：当汽车转弯行驶或因路况及轮胎气压不等等因素导致左右车轮行驶速度不等，此时行星齿轮既自传又公转，假设汽车向右转弯行驶此时有：由于行星齿轮自行转动，使左边的半轴齿轮加速，此时圆周速度；使右边半轴齿轮速度减小，此时圆周速度。上式即变为:将上诉两式相加并化简得：若角速度以每分钟转速n表示。则为：人们把上式称为运动特征方程式，由上式可以得出：

当差速器壳体固定不进行转动时，如果一侧的半轴齿轮受外力进行旋转，那么另一侧的半轴齿轮也会进行转动，且与对面半轴齿轮的转动的速度大小相等方向相反；当一边轮子由于受到其它外力等原因而不进行旋转时，那么另一边轮子的转速将会以差速器壳体速度的两倍进行旋转。运动扭矩分配原理：当汽车沿着同一方向行驶时：1、左右车轮转速相同，此时受到的转矩是平均分配的：2、左右轮转速不同，此时行星齿轮会受到与其转速方向相反的摩擦力矩，此反向扭矩使行星齿轮分别对左右半轴齿轮额外作用了大小相等方向相反的两个驱动力和，且转的较慢的力矩增加，得到以下关系：这种对称式锥齿轮差速器，它的内部所受到的摩擦力矩非常小可忽略不计，故实际上可以认为无论两边轮子转动速度是否相等，得到的力矩总是相同的。这就是锥齿轮差速器力矩传递形式。这样的传递形式对于驾驶在处于良好状态下的汽车是适合的。但当汽车行驶在不好的路面上时，却影响了其汽车的前进。当汽车转弯行驶时：一边的半轴会转动一个角度，左右半轴传递的力矩就发生改变了，即不再满足上面的等式了，这时两驱动车轮将会出现一个转动速度小的一个转动速度大的，转动速度小的反而受到更大的转矩，这样有利于汽车顺利地完成了整个转向驾驶的状态。C.锥齿轮相关参数计算结果根据机械设计手册，对行星齿轮和半轴齿轮各参数进行求解，并满足齿轮弯曲疲劳强度的校核，得到的具体参数如下：D各零件的三维建模旋转，基准面的选择，扫描切除生成单个齿形等最后进行圆周阵列完成齿轮的绘制：然后利用SolidWorks导出二维工程图到CAD并进行修改：E进行装配与仿真标准配合主要包括：重合，平行，垂直，相切，同心轴，锁定，距离，角度等配合类型，配合类型丰富，常用于简单的配合。本设计中还涉及到齿轮配合，一对啮合的齿轮称为齿轮副。如果两齿轮要保证正确平稳的传动，需要满足：齿轮副中