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高速电动轮结构设计与分析

谢丹  
【摘要】:电动汽车作为一种新能源汽车,被普遍认为是未来汽车动力系统转型发展的方向。而电动轮直接驱动的电动汽车,以其独特优势,将成为电动汽车的重要研发领域。 本硕士论文对轿车用电动轮驱动技术的国内外研究现状以及面临的主要问题进行了详细分析,在基础车型轮内空间及整车动力性指标的限制下,提出了一种面向城市工况的固态联接型电动轮总体方案,完成了电动轮总成的结构设计,解决了高速电动轮轮内空间布置困难的问题。论文的具体工作如下: 首先分析基础车型前、后轮轮内结构及空间的基本情况,确定电动轮车辆的驱动方式,并根据整车动力性要求计算出单个轮毂电机所要达到的动力性指标,确定出电动轮的设计目标与总体任务。 然后确定轮内主要部件,如轮毂电机、轮毂轴承、制动器及旋转变压器的结构形式,综合比较各零部件在轮内的连接方式以及电机的散热方案,确定出电动轮总体布局方案,为结构设计提供依据。 最后根据电动轮总体设计方案进行了电动轮总成的结构设计。通过更换车轮及调整转向节轴颈尺寸确定出电动轮的轮内空间;在轮内空间限制下,借助CAD技术手段,确定出轮内各零部件的结构形状及尺寸。利用有限元法对水道流体进行分析以验证冷却水道结构设计的合理性;对制动盘、制动钳支架及三种典型工况下的轮轴进行了静力分析,对制动盘进行了自由模态分析;并对转向节与轮轴的过盈连接进行了接触分析。利用多体系统仿真方法对前轮转向悬架机构进行运动仿真,发现制动盘在车轮跳动和转向时会与下摆臂干涉,提出了解决制动盘干涉的措施并通过仿真进行了验证。


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