混合动力客车传动系统设计

混合动力客车传动系统设计摘要客车是市民出行的首选，在各个城市中承担着人口流动的任务，应用广泛，数量众多。同时城市客车的运行工况特殊，城市中信号灯多，站点之间距离短，运行路线固定，城市客车频繁的起步，加速，制动，怠速时间长，平均运行速度低。由于汽车设计时需要满足最高行驶车速和最大爬坡度等动力性要求，需要装备大功率发动机，使得城市客车经常处于功率过剩状态，造成了严重的能源浪费和环境污染。油电混合动力汽车融合了传统燃油汽车和纯电动汽车的优点，具有传统内燃机车动力性好和电动汽车清洁环保的特点，能够有效的降低能源消耗，减少污染排放，具有重要的研究意义。混合动力汽车一般由一个发动机和一个电动机来提供动力。动力合成装置可以对由从发动机传递过来的能量和由从电动机传递过来的能量进行动态合成，然后输出到驱动轴上，从而带动车辆运行。本设计的这套动力合成装置的核心是一套行星齿轮传动系统，它能实现不同输入转速和动力的合成，有可靠的能量分流，而且结构紧凑，方便控制，将它与传统的动力传动技术紧密结合，能够支持多种工作模式。以行星齿轮机构的动力耦合能实现复杂的工作条件需求，因此将会是今后研究和发展的重点。关键词:动力合成装置；行星齿轮ABSTRACTBusisthefirstchoiceofthepublic,bearingthetaskofthemovementofthepopulation.Citybusiswidelyusedandthenumberislarge.Theusingconditionofcitybusisspecial,therearemanysignallights,shortdistancebetweensites,fixedroutes,frequentlystarting,accelerating,braking,longidletime,lowaveragespeedandsoon.Asthevehicleneedstomeettherequirementofthehighestspeedandmaximumclimbingdegreewhiledesigning,usuallyahigh-powerengineisequipped,makingthecitybusinpowersurplusstate,resultinginaseriousenergywasteandenvironmentpollution.Hybridelectricvehiclecombinesthetraditionalfuelvehiclesandpureelectricvehiclesadvantageseffectivelyreduceenergyconsumptionandreduceemissions.Itismeaningfultostudyonhybridvehicles.thisdesign'sthissetofpowersynthesizer'scoreisasetofplanetarytransmissionsystem,itcanrealizethedifferentinputrotationalspeedandthepowersynthesis,hasthereliableenergydivergence,moreoverthestructureiscompact,facilitatesthecontrol,unifiescloselyitwiththetraditionalpowerdrivetechnology,cansupportmanykindsofworkingpatterns.Canrealizethecomplexworkingconditiondemandbyplanetarygears'dynamiccoupling,willthereforebethepresentstudiesandthedevelopmentkeypoint.Keywords：synthesisofpowerdevices;planetarygear目录摘要............................................................................................................错误!未定义书签。Abstract.........................................................................................................错误!未定义书签。第1章绪论...............................................................................................................................21.1引言..............................................................................................................................21.2动力合成装置简介......................................................................................................31.3混合动力的发展趋势..................................................................................................4第2章动力合成装置设计.......................................................................................................62.1设计内容和要求..........................................................................................................62.2选取传动类型和传动简图..........................................................................................62.3配齿计算.......................................................................................................................72.4初步计算齿轮的主要参数..........................................................................................92.5啮合参数计算................................................................................错误!未定义书签。2.5.1a-c齿轮副变位系数分配....................................................错误!未定义书签。2.5.2b-c齿轮副变位系数分配...................................................错误!未定义书签。2.6几何参数计算...............................................................................错误!未定义书签。2.7装配条件的验算...........................................................................错误!未定义书签。第3章传动效率计算................................................................................错误!未定义书签。第4章齿轮强度校核................................................................................错误!未定义书签。第5章结论.........................................................................................................................29参考文献...................................................................................................................................30致谢...........................................................................................................................................22附录...........................................................................................................................................37第1章绪论1.1引言能源和环境的双重压力使得混合动力汽车(HEV)[1][2]迎来了发展的高潮。目前由于电池技术尚未突破，纯电池驱动具有车速低及续驶里程短等缺点，而内燃机存在效率不高，大部分能量损失在内燃机的发热中，以及排放有害气体等不足。在蓄电池及其他能源装置尚不能完全取代传统的内燃机时，HEV成为了最佳的选择。混合动力汽车是指由两种或两种以上的储能器、能量或转换器作为驱动能源，其中至少有一种能提供电能的车辆。混合动力总成按动力传输路线分类，可分为串联式、并联式和混联式等三种。混合动力汽车作为目前汽车领域能缓解能源紧张压力和减少污染的最可行的手段，已经成为当今世界汽车领域研究的热点。混合动力汽车在由传统燃料汽车向燃料电池汽车的转变过程中扮演着承上启下的角色。混合动力汽车的关键是混合动力系统，它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。经过十多年的发展，混合动力系统总成已从从原来发动机与电机离散结构向发动机电机和变速箱一体化结构发展，即集成化混合动力总成系统。动力合成装置作为混合动力汽车的重要部分，它是用在混合动力汽车上面用来实现能量的整和与分配的机械装置，通过这套装置混合对电动车辆将由从发动机传递过来的能量和由从电动机传递过来的能量进行动态合成，然后输出到传动轴，带动车辆运行。它的性能直接影响到了车辆运行的状况和整车性能。动力合成与切换装置的主要元件为行星齿轮机构。混合动力汽车有至少两个动力源，一般混合动力电动汽车有一个发动机和一个电动机来提供动力，该装置主要是为了实现在两个动力源同时工作时，动力耦合与分配的问题。混合动力是目前汽车界发展的趋势，国外的混合动力已经产业化了。但是目前国内混合动力仍存在一些问题，其中主要的问题是动力耦合困难，其表现有:串联式混合动力发动机只能静态时充电，而在行驶的过程中充电不稳定。并联式和混联式还没有采用行星齿轮，而齿轮式离合器在车速到达一定值时存在严重的打齿