轮边驱动系统-轮边减速器设计
电动车轮边驱动系统设计
摘要随着能源危机的日益严重以及人们环保意识的不断增强，研究开发清洁、节能和安全的汽车成为汽车工业发展的方向。
其中电动汽车具有行驶过程中零排放、能源利用多元化和高效化以及方便实现智能等优点，使之成为新型汽车研发的重点之一。
本文以减速型电动轮驱动电动汽车的优势为出发点，设计了利于电动汽车使用减速型电动轮的轮边减速装置，对轮边减速器的结构进行了设计、研究，增强了电机内转子驱动型电动轮在电动汽车上的应用能力。
以行星齿轮系为轮边减速器的减速传动形式，在减速传动链的设计中，引入了均载设计来提升行星齿轮传动的优势；出于减小轮边减速器的重量及体积、节省材料的目的，对轮边减速器的行星传动系统进行了以体积为目标的优化设计；为便于制动装置及轮毂与轮边减速器安装，设计了轮毂支承件，在满足功能的同时也减少了零件数目；轮边减速器桥壳的巧妙设计使减速器及其轮毂支承件的安装变得更容易、受力也更合理，为前后轮悬架导向机构、转向拉杆及横向稳定杆提供了支点，更进一步保证所设计的轮边减速器能够精确地实现与电动汽车其它零部件的安装及联接, 保证所设计的轮边减速器满足整车行驶工况要求。
关键词：轮边减速器；电动汽车；电动轮；行星齿轮减速器；电动机ABSTRACTWith improving environmental protection consciousness and the serious energy crisis，to research and develop the clear, energy-saving and safe auto become the new direction of development of automobile industry. Electric vehicle, which has much advantages, such as no emission, pluralism and high-efficient of energy utilization, and conveniently realizing intelligence erc, is about to become one of the focal points in researching and developing new—type automobile.The design and research takes a wheel reduction unit applied on reduced wheel-drive electric vehicle as the subjective．Research for the type of structure has been done in this thesis which will contribute to the application capability of reduced electric wheel．Load balancing structure is introduced into the drive line design of the planetary wheel reducer to fulfill the advantage of planetary transmission．In order to decrease weight and volume as well as save to material，the researcher optimized the volume of the planetary transmission．For easy to assemble the break system and the wheel--hub while reducing components number, a connection supporting part is designed．The most particular design is the transmission housing with pivots for assembling the upper and lower control arm，the stabilizer as well as the steering linkage．Optimization of the suspension, steering system and stabilizer bar has made for assembling the wheel reducer more accurate，then the optimization result feedbacks to modify the reducer design .For the purpose of guaranteeing the strength of the wheel reducer in work.Key words: Wheel Reducer；Electric Vehicle；Electric Wheel；Planetary Gear Reducer；Electric Motor目录摘要 (I)Abstract.............................................................................................................. I I 第1章绪论. (1)1.1课题的来源和背景 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3本文的研究思路与内容 (6)第2章轮边减速器设计 (7)2.1电动轮的类型及选择 (7)2.2轮边减速器的传动方案 (10)2.3本章小结 (17)第3章轮边驱动的参数确定及关键零部件的设计 (18)3.1驱动电机性能参数的确定 (18)3.1.1整车性能要求 (18)3.1.2驱动电机参数计算(两轮驱动) (18)3.2减速器关键零部件的设计 (21)3.2.1行星齿轮传动齿数分配应满足的条件 (21)3.2.2齿轮受力分析和强度设计计算 (23)3.2.3齿面接触强度的校核计算 (24)3.2.4其他相关零部件的设计计算 (28)3.3轮边减速器的润滑 (32)3.4轮边减速器零部件之间的装配关系 (32)3.5本章小结 (33)第4章行星齿轮传动的传动结构的设计 (34)4.1行星齿轮传动的均载机构 (34)4.2行星齿轮传动的齿轮结构设计 (35)4.3本章小结 (38)结论 (39)参考文献 (40)致谢 (41)附录A (42)附录B (46)第1章绪论1.1 课题的来源和背景随着汽车工业的高速发展，全球汽车总保有量不断增加，汽车所带来的环境污染、能源短缺，资源枯竭等方面的问题越来越突出。
工程车车桥轮边减速器设计
①齿根弯曲应力计算 ，计算式：
代入数据得到：
②许用接触应力，计算式为： 代入数据得到： ③校核结果 由于 满足弯曲强度的要求。
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五、行星齿轮传动效率
行星齿轮效率计算式： ① ② ③ 代入数据①②③得到：
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六、三维建模及运动分析
在CATIA软件中，建立行星轮、太阳轮、齿圈的三维模型。具体如下所 示：
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本课题设计参数及内容
设计参数：发动机最大输出扭矩( ):2060/1000-1400
底盘参数：变速器最大传动比:=6.71; 驱动形式：10x6
主减传动比:i=2.815;
最高车速:v=78; 要求：
轮边减速器传动比:i=3.268
ห้องสมุดไป่ตู้
底盘传动效率：=74.86%
（1）按照设计参数，计算机构的尺寸，并用CATIA建立三维模型，验证 运动特性；
输入轴的运动曲线 该机构的传动比为：
输出轴的运动曲线 基本上符合设计要求。
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七、在Ansys中的Workbench板块应力分析
在CATIA三维建模软件中，以stp格式输出文件格式。然后导入Ansys workbench板块，生成三维视图。点击一下mesh，就能自动划分网格， 在Ansys workbench中默认材料属性是钢，故不需要再定义材料类型。 如图所示：
太阳轮的三维模型
行星轮的三维模型
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齿圈的三维模型 整体装配图CATIA模型
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验证运动特性，在CATIA软件的DMU kinematics板块进行运动仿真。 当太阳轮输入6rad/min的角速度，行星架的输出角速度为1.84rad/min。 具体其运动曲线如下：
电动汽车轮边减速器设计与分析
摘要电动汽车是一种以电能作为动力来源的非轨道承载车辆，因其“节能高效、低碳环保”的突出优势，在我国汽车市场消费中占据相当一部分比例，也正是如此，围绕电动汽车进行的研究变得炙手可热。
对于电动汽车而言，轮边驱动技术是传动系统的核心要素，基本特点是电动机输出的动力经过中间传动机构传到轮边减速器，轮边减速器对驱动力进行调节，以实现减速增扭的目的，因此这一技术在重型机械、矿山车辆、载货汽车等车辆上广泛应用。
本文以电动汽车轮边减速器作为研究对象，介绍了轮边减速器的发展现状、总体构造、工作原理等内容，并且根据轮边减速器的工作条件与要求，以缩小结构尺寸，增大减速比为切入点，对整个传动方案和关键零部件进行了设计校核，并且借助有限元对总体结构强度进行了仿真分析。
关键词：电动汽车；轮边减速器；结构设计；仿真分析AbstractElectric vehicle (EV) is a kind of non rail carrying vehicle with electric energy as its power source. Because of its outstanding advantages of "energy saving, high efficiency, low carbon and environmental protection", it accounts for a considerable proportion in the consumption of the automobile market in China. So, the research on EV has become hot. For electric vehicles, the wheel drive technology is the core element of the transmission system. The basic feature is that the power output by the motor is transmitted to the wheel reducer through the intermediate transmission mechanism. The wheel reducer adjusts the driving force to achieve the purpose of reducing speed and increasing torque. Therefore, this technology is widely used in heavy machinery, mining vehicles, trucks and other vehicles.This paper takes the wheel reducer of electric vehicle as the research object, introduces the development status, overall structure, working principle and other contents of the wheel reducer, and according to the working conditions and requirements of the wheel reducer, taking reducing the structure size and increasing the reduction ratio as the breakthrough point, designs and checks the whole transmission scheme and key parts, and uses the finite element to strengthen the overall structure The simulation analysis is carried out.Key words: electric vehicle; wheel reducer; structural design; simulation analysis。
轮边减速器总成的设计
文章编号：１００５—２５５０｛２００８）Ｓ１－００３２－－０４
轮边减速器一般为双级减速驱动桥中安装在轮 毂中间或附近的第二级减速器．采用轮边减速器可 以使中间主减速器的外形尺寸减小．保证车辆具有 足够的离地间隙，由于轮边是最后的一级减速．其前 面的半轴、差速器及主减速器的从动轮等零件的尺 寸都可以减小。
随着越野汽车电子电器设备的大幅度增加． 整车电磁环境日益复杂．对其电磁兼容能力要求 越来越高。整车电磁兼容性应该满足国家法规、 ＩＥＣ／ＣＩＳＰＲ、ＩＳＯ、ＧＪＢ等相应标准的要求。在整车 电器设备的选择和匹配时就要将电磁兼容对于扰 预防和抑制作为考虑重点．成品必须通过电磁兼 容测试。
６结论
本文根据越野汽车高温、低温、涉水、高海拔、 电磁环境等极端环境的使用要求．结合具体的使
Ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＺＨＯＵ Ｚｈｏｎｇ－ｓｈｅｎｇ，ＪＩＮＧ Ｄａ－ｙｏｎｇ （ＤＦＭ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｗｕｈａｎ ４３００５６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｏｆｆ—ｒｏａｄ ｖｅｈｉｃｌｅ’Ｂ ａｄａｐｔ－
（２）允许应力及肩部高度 滚珠型允许应力为４ ２００ ＭＰａ．滚子型允许应 力为４ ０００ ＭＰａ。 肩部高度：轴承旋转体和轨道的接触面为椭圆。 （３）刚性
汽车科技增刊２００８年２月
轮毂轴承的刚性由旋转体、轮毂及外圈的弹性 变量来决定。变形量可利用结构解析（ＦＥＭ）来计算。
（４）强度 利用ＦＥＭ对轴承的凸缘强度．倾斜刚性进行解 析的同时，还需考虑紧凑的外形。 （５）配合 一般轴承处于运行状态下会有少许游隙．而轴 承组装后游隙为负值状态．使预压法得以适用。 作用：①受力情况下刚性可以提高；②抑制轴的振 动，提高旋转精度；③防止外部振动引起滚道的磨蚀。 经验：靠测量轮毂轴的起动力矩确定预紧值．包 括油封阻力前提下，通过台架试验确定一个精确值。 首先拧紧内螺母并转动轮毂使轴承处于正确的安装 位置。拧紧力矩同相应螺纹规格对应，然后将螺母松 １／５。ｌ，４圈，或再装锁紧螺母。或采用其他方式保证 内螺母不松动。 （６）润滑 保证轴承滚动面或滑动面形成油膜．一般采用 润滑油ＧＬ－４，军用越野车建议采用ＧＬ一５。由于相 对主减速器来说结构简单。通常采用飞溅润滑形式。 （７）密封 同油封一起考虑。 （８）带ＡＢＳ 一种主动式半导体传感器带有内置的偏压磁． 一些没有。前者用于一般的感应环。后者需多极磁性 偏码器，分径向型和轴向型。 ３－２壳体 （１）材料 轮边减速器由于是最后一级传动总成．整个传 动系中处于受力最复杂的环节．因此壳体材料对总 成的可靠性影响很大。推荐材料：球铁ＱＴ４００、 ＱＴ４５０、ＱＴＳ００或铸钢。由于壳体具备承担悬架和转 向系统运动学等功能．不建议采用铸铝件。 （２）设计要点 同整车和悬架系统优化设计共同确定包容角即 主销内倾角和车轮外倾角的和．由于主销内倾角控制 半度公差，包容角公差不得超过０．２５０。设计时最好保 证主销旋转中心点同球笼旋转中心点重合．可以避免 输入轴产生附加弯矩给运动带来不利影响。壳体保证 足够润滑冷却性能，容积尽量缩小，满足轻量化要求， 装车后最低处预留带磁铁的放油螺塞位置。 （３）ＣＡＥ分析 汽车行驶过程中，驱动力、轮荷、车轮转向力、制 动力以及惯性力都会传递给壳体．主要考虑以下六 种工况：稳态工况；大跳动工况；制动＋跳动工况；驱
车用轮边减速器设计
车用轮边减速器设计
摘要
本论文是结合当今汽车行业发展的形势，对微型电动汽车的车用轮边减速器进行设计，设计一种微型电动车用的轮边减速器，是为微型电动汽车的轮边驱动系统使用，工作力矩较小，但因没有主减速器而需要更大的减速比。
以大型车辆的轮边减速器的结构型式可以为电动汽车的轮边减速器提供参考，缩小结构尺寸，而增大减速比，满足轮边驱动系统的使用要求。
近年来随着汽车工业的高速发展，全球汽车总保有量不断增加，汽车所带来的环境污染、能源短缺，资源枯竭等方面的问题越来越突出。
日益严重的石油危机与人们环保意识的加强，对汽车工业的发展提出了极为严峻的挑战。
采用电能为驱动设备的电动汽车由于能真正实现“零排放”，而成为各国汽车研发的焦点。
为了保护人类的居住环境和保障能源供给，各国政府不惜投入大量人力、物力寻求解决这些问题的途径。
而电动汽车(包括纯电动汽车、混合动力电动汽车以及燃料电池汽车)，即全部或部分用电能驱动电动机作为动力系统的汽车，具有高效、节能、低噪声、零排放等显著优
点，在环保和节能方面具有不可比拟的优势，因此它是解决上述问题的最有效途径。
本论文所设计的微型电动汽车用的轮边减速器在电动汽车上的应用提供了一种可以借鉴的减速装置形式，有助于电动汽车的设计和研发。
带轮边减速器的驱动桥设计19
带轮边减速器的驱动桥设计19带轮边减速器的驱动桥设计绪论汽车的驱动后桥位于传动系统的末端，其基本功用是增大由传送轴或直接由变速器传来的转矩，再将转矩分配给左右驱动车轮，并使左右驱动轮有汽车行驶运动所要求的差速功能;同时，驱动后架或承载车身之间的铅垂力，纵向力横向力及其力矩。
一般的驱动后前由主减速器总成，差速器总成，桥壳总成及半轴总成等零部件组成。
威力提高汽车平顺性和通过性，现在汽车的驱动桥也在不断地改进。
与独立悬架相配合的断开式驱动桥相对与非独立悬架配合的整体式驱动桥在平顺性和通过性方面都得到改进。
随着时代的发展和科技进步，驱动桥将会得到进一步的发展。
展望将来需要开发汽车驱动桥智能化设计软件，设计新驱动桥只需输入相关参数，系统将自动生成三维图和二维图，以达到效率高，强度低，匹配佳的最优方案。
驱动桥是汽车传动系统中主要总成之一。
驱动桥的设计是否合理将直接关系到汽车使用性能的好坏。
因此设计中要保证:所选择的主减速器比应保证汽车在给定使用条件下有最佳的动力性和燃油经济性。
(1) 档左右辆车轮的附着系数不同时，驱动桥必须能合理的解决左右车轮的转矩分配问题，以充分利用汽车的牵引力;(2) 据有必要的离地间隙以满足通过性想需要;(3) 驱动桥的各零部件在满足足够的强度和刚度的条件下，应力求做到质量轻，特别是应尽可能做到非簧载质量，以改善汽车的平顺性; (4) 能承受和传递作用于车轮上的各种力和转矩;(5) 齿轮及其它传动部件应工作平稳，噪声小;(6) 对颤动见应良好的润滑，传动效率要高;(7) 结构简单，拆装调整方便;(8) 设计中应尽量满足“三化”。
即产品系列化，零部件通用化，零件设计标准化的要求。
1驱动桥的结构方案分析驱动桥的功用是:?将传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传到驱动车轮，实现降速增大转矩;?通过主减速器圆锥齿轮副或双曲面齿轮副改变转矩的传递方向;?通过差速器实现两侧车轮差速作用，保证内、外侧车轮以不同转速转向;?通过桥壳承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力，以及制动力矩和反作用力矩等。
轮边减速器设计
XXXXXXXX学院全日制普通本科生毕业论文轮边减速器设计学生姓名：XXXX学号：XXXXX年级专业及班级：XXXXX指导老师及职称：XXXX学部：XXXXXXXX提交日期：XXXX年X月目录摘要 (1)关键词 (1)第一章绪论 (2)1.1 课题设计的目的和意义 (4)1.2 本设计所要完成的主要任务 (4)第二章减速器的方案设计 (5)2.1 减速器的功用及分类 (5)2.2 减速器方案的选择及传动方案的确定 (6)2.2.1 减速器方案的选择 (7)2.2.2 行星减速器传动方案的选定 (8)2.2.3 减速器传动比的分配 (8)2.2.4 传动比公式推导 (8)2.3 行星减速器齿轮配齿与计算 (9)2.3.1 行星排齿轮的配齿 (9)2.3.2 行星齿轮模数计算与确定 (10)2.4 啮合参数计算 (11)2.5 变位系数选取 (12)2.6 各行星齿轮几何尺寸计算 (13)2.6.1 第Ⅰ排行星齿轮的几何尺寸 (13)2.6.2 第Ⅱ排行星轮的几何尺寸 (16)2.7 各行星齿轮强度校核 (19)2.7.1 太阳轮和行星轮接触疲劳强度校核 (19)2.7.2 太阳轮和行星轮弯曲疲劳强度校核 (21)2.7.3 内齿轮材料选择 (22)第三章减速器结构的设计 (23)3.1 齿轮轴的设计计算 (23)3.2 传递连接 (24)3.3 轴承选用与校核与其他附件说明 (24)3.3.1 轴承选用与校核 (24)3.3.2 其他附件说明 (26)第四章设计工作总结 (26)参考文献 (27)致谢................................................... 2错误!未定义书签。
附录................................................... 错误!未定义书签。
28摘要轮边减速器是传动系中最后一级减速增扭装置，采用轮边减速器可满足在总传动比相同的条件下，使变速器、传动轴、主减速器、差速器、半轴等部件的载荷减少，尺寸变小以及使驱动桥获得较大的离地间隙等优点，它被广泛应用于载重货车、大型客车、越野汽车及其他一些大型工矿用车。
车用轮边减速器设计
摘要本论文是结合当今汽车行业发展的形势，对微型电动汽车的车用轮边减速器进行设计，设计一种微型电动车用的轮边减速器，是为微型电动汽车的轮边驱动系统使用，工作力矩较小，但因没有主减速器而需要更大的减速比。
以大型车辆的轮边减速器的结构型式可以为电动汽车的轮边减速器提供参考，缩小结构尺寸，而增大减速比，满足轮边驱动系统的使用要求。
近年来随着汽车工业的高速发展，全球汽车总保有量不断增加，汽车所带来的环境污染、能源短缺，资源枯竭等方面的问题越来越突出。
日益严重的石油危机与人们环保意识的加强，对汽车工业的发展提出了极为严峻的挑战。
采用电能为驱动设备的电动汽车由于能真正实现“零排放”，而成为各国汽车研发的焦点。
为了保护人类的居住环境和保障能源供给，各国政府不惜投入大量人力、物力寻求解决这些问题的途径。
而电动汽车(包括纯电动汽车、混合动力电动汽车以及燃料电池汽车)，即全部或部分用电能驱动电动机作为动力系统的汽车，具有高效、节能、低噪声、零排放等显著优点，在环保和节能方面具有不可比拟的优势，因此它是解决上述问题的最有效途径。
本论文所设计的微型电动汽车用的轮边减速器在电动汽车上的应用提供了一种可以借鉴的减速装置形式，有助于电动汽车的设计和研发。
关键词：电动；轮边；减速器；设计；驱动ABSTRACTThis thesis is to combine current situation of the development of automobile industry of miniature electric cars, car wheel edges reducer design, design a kind of mini-bev wheel edge speed reducer, miniature electric cars for driving wheel edges system USES, work torque smaller, but because there is no main reducer and need more than the slowdown. The wheel edges with large vehicles for the structural type gear reducer electric car wheel edges provide reference, narrow gear reducer while increasing structure size than, satisfy wheel edges slowing the use requirement driving system.In recent years, with the rapid development of auto industry, global car total quantities increases unceasingly, car brings the environment pollution, energy shortage, resource exhaustion issues such as more and more outstanding. The increasingly serious oil crisis and the people environmental protection consciousness, the strengthening of the development of automobile industry forward very serious challenges. Using electricity for driving equipment electric car true "is a result of zero emission and become the focus of the world automobile research. In order to protect the human living environment and safeguard energy supply, governments invest a lot of manpower and material resources at the way to seek solutions to these problems. But electric cars (including pure electric cars, hybrid electric cars and fuel cell cars), namely all or part of the electricity can drive motor cars, as power system with high efficiency, energy saving, low noise, zero emissions and other significant advantages in environmental protection and energy saving, has incomparable advantage, therefore it solve the above problem is the most effective way.This thesis miniature electric vehicle designed by the wheel edges with the electric car on the speed reducer can be used provided a reference of the deceleration device form, help electric vehicle design and development.Key words: Power-driven；Welting rolling；Reducer；Devise；Drive目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 选题的依据和意义 (1)1.2国内外研究概况及发展趋势 (3)第2章行星齿轮的初步计算与选取 (5)2.1已知条件 (5)2.2 设计计算 (5)2.2.1 选取行星轮传动的传动类型和传动简图 (5)2.2.2 行星轮传动的配齿计算 (6)2.2.3初步计算齿轮的主要参数 (7)2.3本章小结 (8)第3章装配条件及传动效率的计算 (9)3.1装配条件的验算 (9)3.2传动效率的计算 (9)3.3减速器的润滑和密封 (14)3.4本章小结 (14)第4章齿轮强度验算 (15)4.1 齿轮强度验算 (15)4.2校核其齿面接触强度 (15)4.3校核其齿跟弯曲强度 (17)4.4本章小结 (20)第5章减速器结构设计计算 (22)5.1行星架的结构设计与计算 (22)5.1.1行星架的结构设计 (22)5.1.2行星架结构计算 (22)5.2齿轮联轴器的结构设计与计算 (22)5.3轴的结构设计与计算 (22)5.3.1输入轴的结构设计与计算 (23)5.3.2输出轴的设计计算 (24)5.4铸造箱体的结构设计计算 (25)5.5本章小结 (26)结论 (28)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)第1章绪论1.1 选题的依据及意义汽车是人类生活中不可缺少的重要工具，随着近年来汽车工业的发展，中国政府已将汽车工业确定为国民经济的支柱产业。
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目录摘要 (3)Abstract. (4)0文献综述 (5)0.1轮边驱动系统发展背景 (5)0.2轮边驱动系统国内外发展现状 (5)1引言 (6)2研究基本内容 (7)3轮边驱动系统方案设计 (7)3.1驱动系统方案选定 (7)3.2减速装置方案选定 (8)4轮边驱动系统齿轮传动设计 (10)4.1轮边减速器的传动啮合计算 (10)4.1.1确定齿轮满足条件，进行配齿计算 (10)4.1.2齿轮材料及热处理工艺的确定 (11)4.1.3齿轮配合模数m计算 (12)4.1.4几何尺寸计算 (13)4.1.5齿轮传动啮合要素计算 (13)4.1.6齿轮强度校核 (13)5轮边减速器行星齿轮传动的均载机构选取 (21)6各传动轴的结构设计与强度校核 (22)6.1电机轴设计 (22)6.2行星轴设计 (23)6.3输出轴设计 (23)7减速器润滑与密封 (24)8轮边驱动系统三维建模与仿真 (24)8.1驱动系统齿轮零件建模 (25)8.2行星架建模 (27)8.3壳体与端盖建模 (28)8.4总装配爆炸模型 (29)8.5轮边驱动系统运动仿真 (30)8.5.1运动仿真建模 (30)9总结 (32)参考文献 (33)致谢 (34)基于Pro/E的小型电动车轮边驱动系统设计与运动仿真摘要：电动汽车一般使用可再生能源，其能源多元化与高效化，在城市交通中，可以实现极低排放，甚至零排放。
目前电动车能源主要来自电力，在众多的驱动系统形式中，采用轮边减速驱动系统结构形式是目前的主要发展方向。
目前轮边驱动系统主要采用的是轮毂电机，这种电机成本较高，制造过程复杂，并且主要应用于大型电动轿车上，在小型电动车上采用结构简单的轮边驱动系统还较少，本文提出了由一级2K-H (NGW)型行星传动组成的小型电动汽车用轮边驱动系统，并按照齿根弯曲强度和齿面接触强度计算公式对各级齿轮进行了设计；对各级齿轮、轴、轴承等进行了强度和寿命校核；对行星架的结构、齿轮箱的结构进行设计，并根据设计结果画出小型电动汽车轮边驱动系统零件图和总装图。
关键词：行星齿轮减速器；轮边驱动系统；轮边减速器；NGW；轮毂电机；Based on the Pro/E small electric wheel driving system design andsimulationAbstract：Electric vehicles generally use of renewable energy,In the urban transport,the energy diversification and efficiency can achieve very low emissions, or even zero emission.Now EV energy mainly from electricity.In the form of different drive systems,The Reducer Beside the Wheels is the main development direction.In-wheel motor is mainly used in Direct Wheel Drives System.Because the high cost of this motor, difficult to manufacture and mainly used in large-scale electric car,The simple structure side-wheel drive system is less in the small electric car.This paper presents a Small electric vehicle using the side-wheel drive system that consisting of Principle of 2K-V Type Planetary Transmission.and design all the gears according to formulas of bending fatigue strength of the tooth root and the surface contact fatigue strength of the gears; And checking the life and strength of all the gears, shafts, bearings and so on; And design the structure of planet shelf, gears box and shafts. And draw the part drawings and assembly drawing of the side-wheel drive system according to the results of the design .Key Words: Planetary gear reducer;side-wheel drive system; Reducer Beside the Wheels; NGW;In-wheel motor ;0文献综述0.1轮边驱动系统发展背景随着世界经济的发展，环境与能源的冲突现象越来越明显。
据统计，石油预计将在五十年左右消失殆尽，煤也只能维持一百年左右，然而，汽车行业的耗能却占石油资源的三分之二。
为了改善人文环境，降低能耗，各国都在寻找不同的解决办法，这使得具有节能环保汽车有了进一步的发展。
电动汽车一般使用可再生能源，其能源多元化与高效化，在城市交通中，可以实现极低排放，甚至零排放。
目前电动车能源主要来自动力，在众多的驱动系统形式中，采用轮边减速驱动系统结构形式是目前的主要发展方向。
轮边减速驱动系统广泛运用于各种交通系统中，例如：电动自行车、电动摩托车、电动轮椅、矿用车辆、电动轿车等；图0.1 轮毂电机应用领域Fig0.1 In-wheel motor applications不同的应用场合对轮边驱动系统的结构形式和技术性能等都提出了不同的要求，相应的产生了各种轮毂电机系统及其特色技术。
本文主要的研究方向是小型电动汽车用轮边驱动系统。
0.2轮边驱动系统国内外发展现状电动汽车的发明由来已久，但是真正意义上采用轮边减速驱动系统的电动汽车，是20世纪初保时捷制造的。
随着电动汽车技术的发展，电机控制与机械制造工艺不断完善，轮边驱动系统已经有了长足进步。
在国外，很多国家都在研究采用轮边驱动系统的电动汽车，其中日本为主要研究国家。
1991年与东京电力公司共同开发的4座电动汽车IZA，采用Ni2Cd电池为动力源，以4个额定功率为6.8kW、峰值功率达到25kW 的外转子式永磁同步轮毂电机驱动，最高速度可达176km /h；1996年，该小组联合日本国家环境研究所研制了采用轮边驱动系统的后轮驱动电动汽车ECO，该车的轮边驱动系统选用永磁直流无刷电动机，额定功率为6.8kW，峰值功率为20kW，并匹配一行星齿轮减速机构；2001年，该小组又推出了以锂电池为动力源，采用8个大功率交流同步轮毂电机独立驱动的电动轿车KAZ。
该车充分利用电动轮驱动系统布置灵活的特点，打破传统，安装了8个车轮，大大增加了该车的动力，从而使该车的最高速度可以达到311km /h。
KAZ的轮边驱动系统采用高转速、高性能内转子型电动机，其峰值功率可达55kW， 0～100km/h 加速时间达到8s。
为了使电动机输出转速符合车轮的实际转速要求，KAZ的电动轮系统匹配了一行星齿轮减速机构。
法国TM4公司设计的一体化轮边驱动系统采用外转子式永磁电动机，将电动机转子外壳直接与轮辋相连，将电动机外壳作为车轮的组成部分，并且电动机转子外壳集成为鼓式制动器的制动鼓，制动蹄片直接作用在电动机外壳上，省却制动鼓的结构，减小了轮边驱动系统的质量，集成化设计程度相当高。
该轮边驱动系统所使用的永磁无刷直流电动机的性能非常高，其峰值功率可达到80kW，峰值扭矩为670Nm，最高转速为1385r/min，额定功率为18.5kW，额定转速为950r/min，额定转矩为180Nm额定工况下的平均效率可达到96.3%。
在国内，虽然对于轮边减速系统的研究起步较晚，但是也取得了一定进展。
比亚迪在04年在北京车展上展出了ET概念车，采用轮边减速驱动系统由四个轮边电机独立驱动。
同济大学也自主研制了“春晖”系列燃料电池概念车。
哈尔滨工业大学爱英斯电动汽车研究所研制开发的EV96-1型电动汽车也采用外转子型轮毂电机驱动系统，选用一种称为“多态电动机”的永磁式电动机，兼有同步电动机和异步电动机的双重特性，其额定功率为6.8kw，峰值功率为15kw，集成盘式制动器，风冷散热。
1引言电动汽车一般使用可再生能源，其能源多元化与高效化，在城市交通中，可以实现极低排放，甚至零排放。
目前电动车能源主要来自电力，在众多的驱动系统形式中，采用轮边减速驱动系统结构形式是目前的主要发展方向。
本设计在充分了解了轮边驱动系统的构造形式、工作原理、实际应用等情况的基础上，从齿轮箱的强度和动力学等方面考虑，按照本科阶段所学习到的机械设计的相关设计方法，先全面的分析了各齿轮的受力情况，再按照任务书中功率、传动比、寿命、可靠性、大体的尺寸等条件，从齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度两个方面设计、选取和校核了该轮边驱动系统传动齿轮箱的主要零部件。
2研究基本内容目前轮边驱动系统主要采用的是轮毂电机，这种电机成本较高，制造过程复杂，并且主要应用于大型电动轿车上，在小型电动车上采用结构简单的轮边驱动系统还较少，所以本文提出解决方案，主要研究内容：（1）对小型电动汽车整体驱动系统分析，从而确定具体驱动电机要求、整体结构、悬架结构。
（2）细节设计：根据驱动电机的参数，确定系统参数—传动比、转速、零件尺寸等，从而确定轮边驱动系统的机械结构。
（3）Pro/E参数建模仿真：将设计系统进行参数化建模，并运用pro/E进行运动仿真。
3轮边驱动系统方案设计3.1驱动系统方案选定轮边驱动系统方案首先要考虑轮毂电机的结构形式，目前轮毂电机的主要结构形式有两种：内转子型和外转子型。
大多数电动汽车当前都是外转子型结构形式，其主要采用的是低转速电机，电机一般转速不高，所以这种外转子型轮毂电机无需减速装置。
但因其外转子一般都与电动汽车轮毂相连，所以结构比较紧凑，同时带来的缺点就是制造成本的增加。
相比外转子型轮毂电机，内转子型轮毂电机一般采用带有减速装置的高转速电机，这种驱动系统结构简单，制造成本低，维护方便，非常适合选择作为小型电动汽车的轮边驱动系统。