纯电动汽车2AT自动变速器结构设计及优化

摘要

近年来，随着环境污染问题和能源危机变得越来越受重视，发展新能源成为很多国家发展的主流方向，电动汽车作为未来潜力巨大的一种主流交通工具，具有很大的发展前景。变速箱作为电动汽车动力传动系统的核心组成部分，其性能的好坏及轻量化对汽车的动力性和经济性产生重要影响。因此，电动汽车变速箱的设计和研究对电动汽车的发展有着至关重要的意义。本文针对某车企生产的一款纯电动汽车，进行了两档自动变速箱设计和轻量化研究。
　　本文主要进行以下研究工作：
　　（1）根据两档自动变速器的具体要求和设计原则，结合国家对电动汽车性能指标的基本要求，对电机参数、主减速器参数等主要传动系统参数进行综合匹配。
　　（2）根据变速器设计的具体参数和设计原则对变速器的具体结构进行了详细的设计，主要包括双联行星机构设计、主减速器整体设计、轴承选型和壳体局部设计。
　　（3）对承受较大载荷的变速箱结构进行分析，包括行星架有限元静强度分析，判断其结构强度是否满足要求；齿圈有限元分析，分析齿圈的最大变形量是否满足设计要求；轴承接触应力静强度分析，分析最大接触静应力的具体位置是否准确，最大值是否在许用值范围内；变速箱壳体静应力分析和动模态分析，得到应力最大区域的位置和大小，为后续优化设计提供依据。
　　（4）以位移、应力、一阶固有频率和体积比为约束，以组合应变能指标为目标对壳体进行动静态联合拓扑优化。然后基于优化结果，综合考虑制造工艺和安装拆卸要求对结构进行详细的改进设计。
　　（5）以改进后的变速箱试验样机为研究对象，对它进行空载功率损失试验、高速档加载可靠性试验和箱体振动试验。
　　研究结果表明：优化改进后的变速箱能满足基本的性能要求，其结构强度和一阶固有频率得到有效改善,同时变速箱壳体质量由8.238 kg减至7.529 kg，减轻了8.6％，达到了轻量化的目的。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题背景及选题意义

1.2 自动变速箱的研究现状

1.3 自动变速器有限元仿真分析的研究现状

1.4 本文的研究内容及结构

第2章 两档自动变速器设计要求及参数匹配

2.1电动汽车基本参数及行驶性能要求

2.2驱动电机参数选择

2.3 变速器参数选择

2.4本章小结

第3章 两档自动变速器整体结构设计

3.1 变速器设计的总体要求

3.2 双联行星排结构设计

3.3 主减速器结构设计

3.4 换挡执行部分结构设计及计算

3.5 壳体局部结构设计

3.6 箱体的连接与安装设计

3.7 润滑与密封设计

3.8 本章小结

第4章 变速箱具体结构有限元分析

4.1 有限元法简介

4.2 轴承接触的有限元分析

4.3 行星架有限元分析

4.4 齿圈有限元分析

4.5 变速箱壳体有限元分析

4.6 本章小结

第5章 变速箱拓扑优化及轻量化研究

5.1 壳体有限元模型的建立

5.2变速箱壳体静力分析与模态分析

5.3变速箱壳体拓扑优化

5.4.变速箱壳体结构改进与再设计

5.5.改进后变速箱壳体性能分析

5.6本章小结

第6章 两档变速箱试验和验证

6.1 变速箱主要技术指标

6.2 适用法规和标准

6.3 主要试验设备及试验布置

6.4 试验内容及数据处理

6.5.本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

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