总体方案的分析与选用轮毂减速电机结构

日期:2023-02-20 14:50:26浏览量:69786


轮毂减速电机结构

在确定传动方案之前,应首先对该型电动汽车在动力性能上的要求以及整车布置情况,可以大致对此轮毂减速电机结构行星减速系统提出如下的设计要求:

从技术先进性、生产合理性和实用要求出发,正确地选择性能指标(减速器设计传动比和传动效率等)、重量和主要尺寸,提出整体设计方案,并在轮毂减速电机结构整体方案下对各零部件设计提供参数和设计要求;

要求轮毂减速电机结构所设计的减速系统结构紧凑、重量轻、安全可靠性高、便于加工制造、造型 美观、维修方便、运动协调;

零部件布置合理,方便其他环节如制动器等与减速器相匹配零部件的设计与安装;

工作安全可靠,运动较平稳。

在常见的机械传动中,可以作为减速传动的传动型式有:齿轮传动、涡轮蜗杆传动、 带传动、链传动、液力传动以及一些特殊的连杆机构等。而齿轮传动具有其传动可靠、 传动效率高、所占空间小等优点,成为轮边减速器的一种理想选择。

齿轮传动应用于轮边减速器,其工程实例已经很广泛。其中, 普通定轴圆柱齿轮式轮边减速器是由一对圆柱齿轮构成,可以将主动齿轮置于从动齿轮的垂直上方或者将主动齿轮置于从动齿轮的垂直下方等两种方案。

第一种方案可以提高汽车的离地间隙;某些双层公交车,为了降低汽车的质心高度和车厢的地板高度,提高汽车的稳定性和乘客上下车的方便性,便将圆柱齿轮减速器的主动轮置于从动轮的下方。

普通定轴圆柱齿轮轮边减速器结构型式简单,零部件少,但为了保证传动比,缩小减速系统装配空间,本课题采用圆柱齿轮减速传动机构与行星轮减速传动机构相结合的传动方式,其依据是行星齿轮传动有如下主要特点:

结构紧凑、重量轻、体积小。由于行星齿轮传动具有功率分流和动轴线的运动特性,而且各中心轮成共轴线式的传动,以及合理地应用内啮合。因此,可使其结构非常紧凑。由于在中心轮的周围均匀地分布着数个行星轮来共同分担载荷,故使得每个齿轮受到的载荷较小,所以,可采用较小的模数。此外,在结构上充分采用了内啮合承载能力大和内齿圈本身的可容体积,从而有利于缩小其外廓尺寸,使其结构紧凑、重量轻, 而承载能力却很大。一般,行星齿轮传动的外廓尺寸和重量约为普通定轴齿轮传动的 1/2~1/6。

传动比较大。只需要选择适当的行星传动的类型及配齿方案,便可以用少数几个齿轮而得到很大的传动比,即使在其传动比很大时,仍然可保持结构紧凑、重量轻的优点。

轮毂减速电机结构

传动效率高。由于行星齿轮传动的对称性,即它具有数个均匀分布的行星轮,使得作用于中心轮和转臂轴承中的反作用力能相互平衡,从而有利于提高传动效率。在传动类型选择适当、结构布置合理的情况下,其效率可以达到 0.97~0.99。

运动平稳、抗冲击和震动的能力强。由于采用了数个相同的行星轮,均匀地分布于中心轮的周围,从而可使行星轮与转臂的惯性力相互平衡。同时,也使参与啮合的齿数增多,故行星齿轮传动的运动平稳,抵抗冲击和震动的能力强,工作较可靠。

虽然行星齿轮传动需要优质材料、结构复杂、制造和安装也较困难。但是随着人们对行星齿轮传动技术进一步深入地了解和掌握,以及对国外行星齿轮传动技术的引进和消化吸收,轮毂电机行星减速系统的传动结构和均载方式都不断完善,同时生产工艺水平也不断提高。因此,对于它的制造安装问题,目前已不再视为一件困难的事情。实践表明,在具有中等技术水平的工厂也是完全可以制造出合格的行星齿轮机构的。

同时,圆柱齿轮和减速齿圈啮合传动机构,加大了传动比的设计,进一步提高电动 汽车的起步能力。

从以上论述可以看出,无论是从传动型式上,还是从制造加工的可操作性上,圆柱 齿轮减速传动与行星齿轮传动作为轮边减速器都是可行的。因此本课题采用二者相结合的减速传动系统作为小型电动汽车的减速传动方案。

行星齿轮传动的类型很多,分类方法也不少。国内主要采用的是前苏联 B.H.库的略夫采夫提出的按照行星齿轮传动机构的基本构件分类的方式。把行星齿轮传动的基本代号设为:K-中心轮,H-转臂,V-输出轴。

行星齿轮的分类有:2K-H、3K 和 K-H-V  三种基本形式,而其他结构型式的行星齿轮传动大都是以上三种结构的演化型式或组合形式。2K-H 型传动方式简便,采用较普遍,零配件采购也更方便。因此在本减速器的设计中也采用 2K-H 型。

2K-H 型传动中,有正号机构和符号机构之分,且他还可分为更多种的形式。如:NGW、NW、WW,NN。他们的传动比范围和传动效率,以及传动功率范围都有很大的不同。根据本次要设计的减速器的传动比为大约 18,圆柱齿轮减速机构传动比约为 3,行星减速系统传动比大约为 6,而 NGW 型最佳传动比为 3~ 9,因此选用 NGW 型行星齿轮传动系统。

NGW 型是动力传动中应用最多,传动功率最大的一种行星传动。他由内外啮合和共用行星轮组成,它的结构简单,轴向尺寸小,工艺性好,效率高,虽然传动比比较小,但可通过多级串联组成传动比大的轮系。

在小型电动汽车上,为了使结构紧凑,在空间上对轮边减速器的设计需要进行限制,因此,在此设计中选择单排圆柱行星齿轮减速器是较理想的型式。

轮毂减速电机结构