某电动车两档变速器设计

装配图

摘要

本文针对2020款北汽新能源EU5京彩款车型的整车布置和动力性、经济性要求，进行了电动汽车两档变速器设计，其中包括电机选型、传动比确定、整体结构设计、各零部件具体参数设计计算及校核、以及配合件和装配密封件的选择配套等，最终将所有部件装配成变速器。
在传动比确定阶段，采用MATLAB遗传算法求得动力性最优情况下的档位传动比。在结构设计与校核方面，依照传统设计流程计算求得各部件参数后利用SOLIDWORKS、CATIA等软件进行建模及三维装配，之后基于AUTOCAD等软件对主要零部件进行尺寸及精度标注后得出二维图纸。
此次变速器设计将主减速器与差速器集成在变速器中，进一步简化了整车安装与布置，能在满足汽车动力性和经济性要求的情况下，有效地降低动力总成的成本。
关键字：电动汽车；两档变速器；MATLAB遗传算法；集成设计

Abstract

According to the whole vehicle layout, power and economic requirements of 2020 BAIC new energy EU5 Jingcai model, this paper designs the two gear transmission of electric vehicle, including motor selection, transmission ratio determination, overall structure design, design calculation and verification of specific parameters of various parts, selection and matching of matching parts and assembly seals, and finally assembles all parts into the transmission Apparatus.
In order to determining the transmission ratio, the matlab genetic algorithm is used to obtain the transmission ratio of gear under the condition of optimal power performance. In the aspect of structural design and verification, after the parameters of each component are calculated according to the traditional design process, Solidworks, CATIA and other software are used for modeling and three-dimensional assembly, and then two-dimensional drawings are obtained after the dimensions and precision of main components are marked based on AutoCAD software.
In this transmission design, the main reducer and differential are integrated into the transmission, which further simplifies the vehicle installation and layout, and can effectively reduce the cost of power assembly under the condition of meeting the requirements of vehicle power and economy.
Key words: electric vehicle; two speed transmission; MATLAB Genetic Algorithm;integrated design

目录
第1章绪论1
研究目的与研究意义1
国内外研究现状2
研究内容及预期目标3
第2章纯电动汽车两档变速器整体结构设计4
电动汽车两档变速器换档机构的设计4
换档机构的结构及布置方式确定5
换档实现方式及动力传递路线5
第3章驱动电机匹配计算7
10.1整车参数7
10.2峰值功率与额定功率7
第4章传动系统传动比设计9
9.2最小传动比9
9.3最大传动比9
9.4传动比优化设计10
9.5传动比分配12
第5章变速器齿轮参数确定15
9.1变速器齿轮参数的计算与校核15
9.2主减速器齿轮参数18
9.3齿轮受力分析20
9.4齿轮精度设计21
第6章摩擦离合器主要参数24
8.1离合器结构方案的确定24
8.2摩擦片基本参数的设计计算24
8.3摩擦片基本参数校核24
8.4压盘参数25
8.5扭转减振器参数设计26
8.6从动盘毂参数设计26
8.7膜片弹簧参数设计27
第7章超越离合器设计计算30
7.1超越离合器选型30
7.2外星轮超越离合器结构参数设计30
第8章倒档同步器主要尺寸参数设计33
结合套、花键孔以及花键参数33
同步环参数设计33
同步环锁止角及结合套和同步锥齿端倒角33
第9章轴的参数设计计算35
6.1参数初选35
6.2轴的初步布置35
6.3轴的强度和刚度校核36
第10章轴承寿命校核41
Ⅰ轴角接触球轴承寿命计算41

Ⅱ轴圆锥滚子轴承寿命计算42
第11章差速器尺寸设计计算44
第12章变速器壳体及密封件设计46
第13章总结与展望48
参考文献49
附录A 50
附录B 51
致谢52

第1章绪论

研究目的与研究意义

当前，电动汽车普遍搭配单一速比减速器。然而，单一速比减速器通常无法保证汽车的动力性和经济性都处于最优的区间内，且其电机通常无法持续工作在理想的电机高效率转速区域，特别时在最高速或者最低速以及低负荷的条件下，电机效率可能只有60%-70%，不利于汽车实现更长的续航里程；为了进一步提高电动车的续航里程、进一步改善汽车的动力性和经济性，可以采用电动机+多档变速箱的方式，发挥变速器减速增扭的作用，并使电机在高速和低速工况下都处于良好的工作状态。而过多的档位不仅增加了变速器的结构复杂性和生产制造难度，还提高了产品成本和整车质量，因此本设计采用两档变速

I轴

二档从动齿轮

减速器从动齿轮

空套轴

摩擦片

二档主动齿轮

II轴

一档从动齿轮