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總體方案的分析與選用輪轂減速電機(jī)結(jié)構(gòu)

日期:2023-02-20 14:50:26瀏覽量:69976


輪轂減速電機(jī)結(jié)構(gòu)

在確定傳動(dòng)方案之前,應(yīng)首先對(duì)該型電動(dòng)汽車在動(dòng)力性能上的要求以及整車布置情況,可以大致對(duì)此輪轂減速電機(jī)結(jié)構(gòu)行星減速系統(tǒng)提出如下的設(shè)計(jì)要求:

從技術(shù)先進(jìn)性、生產(chǎn)合理性和實(shí)用要求出發(fā),正確地選擇性能指標(biāo)(減速器設(shè)計(jì)傳動(dòng)比和傳動(dòng)效率等)、重量和主要尺寸,提出整體設(shè)計(jì)方案,并在輪轂減速電機(jī)結(jié)構(gòu)整體方案下對(duì)各零部件設(shè)計(jì)提供參數(shù)和設(shè)計(jì)要求;

要求輪轂減速電機(jī)結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)的減速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、安全可靠性高、便于加工制造、造型 美觀、維修方便、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào);

零部件布置合理,方便其他環(huán)節(jié)如制動(dòng)器等與減速器相匹配零部件的設(shè)計(jì)與安裝;

工作安全可靠,運(yùn)動(dòng)較平穩(wěn)。

在常見的機(jī)械傳動(dòng)中,可以作為減速傳動(dòng)的傳動(dòng)型式有:齒輪傳動(dòng)、渦輪蝸桿傳動(dòng)、 帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、液力傳動(dòng)以及一些特殊的連桿機(jī)構(gòu)等。而齒輪傳動(dòng)具有其傳動(dòng)可靠、 傳動(dòng)效率高、所占空間小等優(yōu)點(diǎn),成為輪邊減速器的一種理想選擇。

齒輪傳動(dòng)應(yīng)用于輪邊減速器,其工程實(shí)例已經(jīng)很廣泛。其中, 普通定軸圓柱齒輪式輪邊減速器是由一對(duì)圓柱齒輪構(gòu)成,可以將主動(dòng)齒輪置于從動(dòng)齒輪的垂直上方或者將主動(dòng)齒輪置于從動(dòng)齒輪的垂直下方等兩種方案。

第一種方案可以提高汽車的離地間隙;某些雙層公交車,為了降低汽車的質(zhì)心高度和車廂的地板高度,提高汽車的穩(wěn)定性和乘客上下車的方便性,便將圓柱齒輪減速器的主動(dòng)輪置于從動(dòng)輪的下方。

普通定軸圓柱齒輪輪邊減速器結(jié)構(gòu)型式簡(jiǎn)單,零部件少,但為了保證傳動(dòng)比,縮小減速系統(tǒng)裝配空間,本課題采用圓柱齒輪減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與行星輪減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相結(jié)合的傳動(dòng)方式,其依據(jù)是行星齒輪傳動(dòng)有如下主要特點(diǎn):

結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積小。由于行星齒輪傳動(dòng)具有功率分流和動(dòng)軸線的運(yùn)動(dòng)特性,而且各中心輪成共軸線式的傳動(dòng),以及合理地應(yīng)用內(nèi)嚙合。因此,可使其結(jié)構(gòu)非常緊湊。由于在中心輪的周圍均勻地分布著數(shù)個(gè)行星輪來共同分擔(dān)載荷,故使得每個(gè)齒輪受到的載荷較小,所以,可采用較小的模數(shù)。此外,在結(jié)構(gòu)上充分采用了內(nèi)嚙合承載能力大和內(nèi)齒圈本身的可容體積,從而有利于縮小其外廓尺寸,使其結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕, 而承載能力卻很大。一般,行星齒輪傳動(dòng)的外廓尺寸和重量約為普通定軸齒輪傳動(dòng)的 1/2~1/6。

傳動(dòng)比較大。只需要選擇適當(dāng)?shù)男行莻鲃?dòng)的類型及配齒方案,便可以用少數(shù)幾個(gè)齒輪而得到很大的傳動(dòng)比,即使在其傳動(dòng)比很大時(shí),仍然可保持結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。

輪轂減速電機(jī)結(jié)構(gòu)

傳動(dòng)效率高。由于行星齒輪傳動(dòng)的對(duì)稱性,即它具有數(shù)個(gè)均勻分布的行星輪,使得作用于中心輪和轉(zhuǎn)臂軸承中的反作用力能相互平衡,從而有利于提高傳動(dòng)效率。在傳動(dòng)類型選擇適當(dāng)、結(jié)構(gòu)布置合理的情況下,其效率可以達(dá)到 0.97~0.99。

運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和震動(dòng)的能力強(qiáng)。由于采用了數(shù)個(gè)相同的行星輪,均勻地分布于中心輪的周圍,從而可使行星輪與轉(zhuǎn)臂的慣性力相互平衡。同時(shí),也使參與嚙合的齒數(shù)增多,故行星齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),抵抗沖擊和震動(dòng)的能力強(qiáng),工作較可靠。

雖然行星齒輪傳動(dòng)需要優(yōu)質(zhì)材料、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造和安裝也較困難。但是隨著人們對(duì)行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)一步深入地了解和掌握,以及對(duì)國(guó)外行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)的引進(jìn)和消化吸收,輪轂電機(jī)行星減速系統(tǒng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和均載方式都不斷完善,同時(shí)生產(chǎn)工藝水平也不斷提高。因此,對(duì)于它的制造安裝問題,目前已不再視為一件困難的事情。實(shí)踐表明,在具有中等技術(shù)水平的工廠也是完全可以制造出合格的行星齒輪機(jī)構(gòu)的。

同時(shí),圓柱齒輪和減速齒圈嚙合傳動(dòng)機(jī)構(gòu),加大了傳動(dòng)比的設(shè)計(jì),進(jìn)一步提高電動(dòng) 汽車的起步能力。

從以上論述可以看出,無論是從傳動(dòng)型式上,還是從制造加工的可操作性上,圓柱 齒輪減速傳動(dòng)與行星齒輪傳動(dòng)作為輪邊減速器都是可行的。因此本課題采用二者相結(jié)合的減速傳動(dòng)系統(tǒng)作為小型電動(dòng)汽車的減速傳動(dòng)方案。

行星齒輪傳動(dòng)的類型很多,分類方法也不少。國(guó)內(nèi)主要采用的是前蘇聯(lián) B.H.庫的略夫采夫提出的按照行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本構(gòu)件分類的方式。把行星齒輪傳動(dòng)的基本代號(hào)設(shè)為:K-中心輪,H-轉(zhuǎn)臂,V-輸出軸。

行星齒輪的分類有:2K-H、3K 和 K-H-V  三種基本形式,而其他結(jié)構(gòu)型式的行星齒輪傳動(dòng)大都是以上三種結(jié)構(gòu)的演化型式或組合形式。2K-H 型傳動(dòng)方式簡(jiǎn)便,采用較普遍,零配件采購也更方便。因此在本減速器的設(shè)計(jì)中也采用 2K-H 型。

2K-H 型傳動(dòng)中,有正號(hào)機(jī)構(gòu)和符號(hào)機(jī)構(gòu)之分,且他還可分為更多種的形式。如:NGW、NW、WW,NN。他們的傳動(dòng)比范圍和傳動(dòng)效率,以及傳動(dòng)功率范圍都有很大的不同。根據(jù)本次要設(shè)計(jì)的減速器的傳動(dòng)比為大約 18,圓柱齒輪減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比約為 3,行星減速系統(tǒng)傳動(dòng)比大約為 6,而 NGW 型最佳傳動(dòng)比為 3~ 9,因此選用 NGW 型行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。

NGW 型是動(dòng)力傳動(dòng)中應(yīng)用最多,傳動(dòng)功率最大的一種行星傳動(dòng)。他由內(nèi)外嚙合和共用行星輪組成,它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,軸向尺寸小,工藝性好,效率高,雖然傳動(dòng)比比較小,但可通過多級(jí)串聯(lián)組成傳動(dòng)比大的輪系。

在小型電動(dòng)汽車上,為了使結(jié)構(gòu)緊湊,在空間上對(duì)輪邊減速器的設(shè)計(jì)需要進(jìn)行限制,因此,在此設(shè)計(jì)中選擇單排圓柱行星齒輪減速器是較理想的型式。

輪轂減速電機(jī)結(jié)構(gòu)