论文总字数：14776字

摘 要

本文对电动汽车两档电控机械式自动变速器进行了设计。变速器的传动机构是重要的组成部分，可以改变变速器转矩和转速的数值和方向。电动汽车主要的性能指标是最大速度、加速时间、爬坡能力和行驶距离等，这些指标的大小直接影响动力传动系统的性能。因此，为了使汽车性能得到提高，应该考虑动力传动系统方面的问题。依据汽车性能的要求，匹配变速器传动机构参数，根据公式可确定出两个挡位的传动比。然后利用变速器的总体设计方案对各结构进行设计，以及建立三维模型，并绘制装配图和零件图。最后设计结果表明通过对两档自动变速器的设计可以提高电机工作效率。

关键词：电动汽车；自动变速器；传动系统

ABSTRACT

In this paper, the electric vehicle two - speed electronic mechanical automatic transmission is designed.Transmission mechanism is an important part of the transmission, can change the transmission torque and speed of the value and direction.The main performance indexes of ev are maximum speed, acceleration time, climbing ability and driving distance, etc. The size of these indexes directly affects the performance of powertrain.Therefore, in order to improve the performance of the car, the power train should be considered.According to the requirements of automobile performance, match transmission transmission parameters, through the above can determine the transmission ratio of two blocks.Then the transmission of the overall design scheme for the design of each structure, as well as the establishment of a three-dimensional model, and draw assembly drawings and part drawings.Finally, the results show that the efficiency of the motor can be improved by designing the two-speed automatic transmission.

KEYWORDS：Electric vehicles；Automatic transmission；The transmission system

目录

摘 要 3

ABSTRACT 1

第一章 诸 论 1

1.1 自动变速器的简介 1

1.2 自动变速器的类型 1

1.3设计内容 2

第二章 电动汽车传动性能参数匹配 4

2.1 电动汽车基本参数及基本性能要求 4

2.1.1 电动汽车基本参数 4

2.1.2电动汽车基本性能要求 4

2.2 驱动电机参数的匹配 4

2.2.1 驱动电机功率匹配 5

2.2.2 驱动电机额定转速和最高转速选择 7

2.3 变速器传动比的确定 7

2.4 变速器的仿真分析 8

第三章 两档自动变速器设计 13

3.1 变速器基本方案设计 13

3.2变速器主要参数设计 13

3.3 齿轮强度校核计算 16

3.4 轴的设计 19

3.5 轴承的设计 22

3.6 同步器的设计 23

3.6.1 齿毂设计 23

3.6.2 齿套设计 23

3.6.3 滑块设计 24

3.6.4 锁环设计 24

3.6.5 同步环设计 25

3.7变速器操纵机构设计 25

3.7.1 拨叉设计 25

3.7.2 拨叉轴设计 26

3.7.3 拨块设计 26

3.7.4 变速杆设计 27

3.7.5自锁装置 27

3.7.6 互锁装置 27

第四章 总结与展望 28

4.1 总结 28

4.2展望 28

致 谢 29

参考文献 30

诸 论

自动变速器的简介

在装有自动变速器的汽车中，改变车速大小的同时可以自动换挡，这样就不需要安装离合器，只需要安装油门和刹车即可。

自动变速器的优点是：

（1）速度变化平缓，可保证行驶的安全平稳；

（2）不需要频繁的的换档，操控简便；

（3）结构简单，方便维修；

1.2 自动变速器的类型

汽车自动变速器常见的有四种型式：分别是液力自动变速器（AT）、机械式无级变速器（CVT)、电控机械式自动变速器（AMT）、双离合自动变速器（DCT）。

液力自动变速器如图1-1所示，液压自动变速器采用液压传动和齿轮结合的方式实现变速、变矩。它具有的几个优点是传动平稳，无冲击、无振动、乘坐舒适性好等。但它有一个明显的缺点是传动效率低，油耗较大。

图1-1 液力自动变速器外观图

机械式无级变速器如图1-2所示，机械无级自动变速器采用传动带和可变槽宽的带轮传递动力,驱动轮和从动轮上的传送带接触半径会随着带轮槽宽的变化而变化。它具有的优点是重量较轻、体积较小、零件较少等。但缺点是皮带容易损坏，不能承受较大的负荷。

图1-2 机械式无级变速器外观图

电控机械式自动变速器如图1-3所示，电动、液压或气动执行机构对换挡机构、离合器、节气门具有控制能力，利用这些功能来实现起步和换档的操作。它具有的优点有传动效率高、油耗偏低、结构更简单，制造和维护成本更低等。但缺点是传动换档不平稳，舒适性差，而且控制参数过多，实现自动控制困难。

图1-3 电控机械式自动变速器外观图

1.3设计内容

本文对电动汽车两档电控机械式自动变速器进行了设计。设计需要解决的问题是根据电动汽车的性能指标要求，查询有关汽车变速器设计的资料得出变速器总体设计方案、传动机构布置方案和对驱动电机进行选择。根据公式确定两个挡位的传动比和初选中心距，查询机械设计书籍对主要零部件进行设计计算，主要内容有：齿轮传动的设计计算；轴的设计及校核计算；滚动轴承的选择；键联接设计计算和其他标准件的选择计算等，并对变速器箱体及变速器的润滑和密封零件设计，最后进行同步器的设计计算及变速器操纵机构的设计计算。然后利用相关工具对模型进行优化，并确定优化后的变速器性能匹配参数，对零部件进行必要的结构设计再进行强度的校核，根据校核的结果对零部件进行优化设计，最后利用三维建模软件建立变速器的三维模型，并完成装配图和零件图的绘制。

第二章 电动汽车传动性能参数的设计

2.1 电动汽车基本参数及主要性能要求

2.1.1 电动汽车基本参数

本次设计的电动汽车基本参数和主要性能指标如表2-1所示。

表2-1 整车参数和主要性能指标

2.1.2电动汽车主要性能要求

国家标准GB/T 28382-2012对电动汽行驶性能的要求主要包括:行驶距离加速性能、爬坡性能、可靠性和安全性。根据国家标准的技术要求和试验方法，总结出具体的技术要求如表2-2所示。

为了满足轿车快速起步的要求，应缩短轿车0 ~ 50km/h的加速时间。所以从0加速到50km /h到8s的国家标准会好一点。鉴于国家对电动汽车的标准要求，汽车最高速度调整时，汽车最高速度为110 km/h。巡航速度为65km/h，对于两档自动变速器的设计，汽车主要在平地上行驶，所以对爬坡性能的要求更低。根据国家标准对爬坡性能的要求，汽车的爬坡度不能低于20%，并且速度在15km/h。

表2-2 电动汽车性能技术要求

2.2 驱动电机参数的选择

电动汽车驱动电机是变速器电力系统的重要组成。根据结构和工作原理可分为:直流电机、异步电机、同步电机。按转速可分为:高速电机、低速电机、恒速电机和调速电机。选择一个合适的驱动电机需要符合下列几个要求。

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