设计简介
摘 要
城市公交车辆运行工况复杂，需要频繁启停，大量的能量消耗于车辆制动。针对这一问题，此次毕业论文旨在设计一种可用于制动能量回收与二次牵引的机构，达到车辆起步助力与节省燃油消耗的目的。
通过查阅文献资料，了解了混合动力系统的结构与城市公交运行工况的特点，掌握了飞轮机构进行制动能量回收与再利用的机理。以YBL6110GH车型为基础，对变速器、主减速器、差速器和飞轮机构的材料、外形尺寸、公差配合等数据进行了设计与强度校核。
根据所选上海柴油机股份有限公司SC8DK230Q3型柴油机，设计获得了变速器、主减速器、差速器和飞轮机构各零件结构参数，经过强度校核能满足设计要求，设计结果显示，将飞轮吸收的能量用于车辆起步辅助，可达到起步助力的目的，有效节省燃油消耗，最后采用AutoCAD绘制二维零件图和一张总装图。
分析了传动系统的动力分配路线，设计了变速器、主减速器和差速器的主要结构参数，增加了用于制动能量回收和二次牵引的飞轮机构，提出了用两排行星排构成的增速机构，实现了起步助力与节省燃油消耗的目的。
关键词：车辆工程；混合动力；能量回收；高速飞轮
ABSTRACT
The complex conditions of the urban public transport vehicles, which require frequent stops, cause a lot of energy consumption in the braking. For this issue, the task aimed to design a mechanism for braking energy recovery and second traction, is achieved, in company with the purpose of vehicle starting power and economical fuel consumption.
By referring to documentation, the structure of hybrid system and the characteristics of the operation condition of urban public transport are mastered very thorough, as well as the flywheel braking energy recovery and reuse. A YBL6110GH model is the basis on transmission, main reducer, differential and flywheel mechanism of materials, dimensions, tolerances and other data for the design and strength check.
According to the selected diesel engine of Shanghai Diesel Engine Co., Ltd. SC8DK230Q3, part of the structure parameters from transmission, final drive, differential and the flywheel are designed, which also meets the design requirements through strength check. Design results show that the energy absorbed by the flywheel can be used for vehicle starting to achieve the objective of starting power, which is effective in economical fuel consumption. In the last, several two-dimensional parts drawings and an assembly drawing are done by using AutoCAD.
The dynamic allocation routes of transmission system are analyzed, the main structure parameters of the transmission, final drive and differential are designed, the flywheel mechanism for braking energy recovery and second traction is added, the theory of a growth rate mechanism constituted by two rows of planetary gear is proposed, the purpose of starting power and economical fuel consumption is achieved.
Keywords: Vehicle Engineering，Hybrid Power，Energy Recovery，High-speed Flywheel
目 录
第一章 绪论 1
1.1 混合动力汽车的开发背景 1
1.2 混合动力汽车简介 3
1.3 国内外混合动力汽车发展现状 4
1.3.1 国外混合动力汽车发展现状 4
1.3.2 国内混合动力汽车发展现状 6
1.4 本课题的研究意义和目的 7
第二章 混合动力城市客车的参数匹配 9
2.1 城市客车运行工况分析 9
2.2 混合动力城市客车的选型 10
2.3 总体方案分析 12
第三章 飞轮机构设计 15
3.1 系统结构及工作原理 15
3.2 系统设计 16
3.2.1 汽车制动时飞轮吸收的能量 17
3.2.2 起步过程中汽车从飞轮吸收的能量 20
3.2.3 飞轮尺寸的确定 23
3.3 增速机构的设计 23
第四章 变速机构的设计 29
4.1 变速器主要参数选择 29
4.2 各挡齿轮齿数的分配 32
4.3 变速器的设计与计算 35
4.3.1 齿轮的损坏形式 35
4.3.2 齿轮强度计算 35
4.3.3 轴的强度计算 37
第五章 主减速器的设计 40
5.1 主减速器传动比与计算载荷的确定 40
5.1.1 主减速器传动比的确定 40
5.1.2 主减速器齿轮计算载荷的确定 40
5.2 主减速器锥齿轮主要参数的选择 42
5.3 主减速器锥齿轮强度计算 44
5.4 锥齿轮材料 45
第六章 差速器的设计 47
6.1 普通锥齿轮差速器齿轮的设计 47
6.2 差速器齿轮强度计算 48
第七章 结论 49
7.1 总结 49
7.1.1 主要工作及结论 49
7.1.2 存在的问题 49
7.2 设计体会 49
致谢 51
参考文献 52
城市公交车辆运行工况复杂，需要频繁启停，大量的能量消耗于车辆制动。针对这一问题，此次毕业论文旨在设计一种可用于制动能量回收与二次牵引的机构，达到车辆起步助力与节省燃油消耗的目的。
通过查阅文献资料，了解了混合动力系统的结构与城市公交运行工况的特点，掌握了飞轮机构进行制动能量回收与再利用的机理。以YBL6110GH车型为基础，对变速器、主减速器、差速器和飞轮机构的材料、外形尺寸、公差配合等数据进行了设计与强度校核。
根据所选上海柴油机股份有限公司SC8DK230Q3型柴油机，设计获得了变速器、主减速器、差速器和飞轮机构各零件结构参数，经过强度校核能满足设计要求，设计结果显示，将飞轮吸收的能量用于车辆起步辅助，可达到起步助力的目的，有效节省燃油消耗，最后采用AutoCAD绘制二维零件图和一张总装图。
分析了传动系统的动力分配路线，设计了变速器、主减速器和差速器的主要结构参数，增加了用于制动能量回收和二次牵引的飞轮机构，提出了用两排行星排构成的增速机构，实现了起步助力与节省燃油消耗的目的。
关键词：车辆工程；混合动力；能量回收；高速飞轮
ABSTRACT
The complex conditions of the urban public transport vehicles, which require frequent stops, cause a lot of energy consumption in the braking. For this issue, the task aimed to design a mechanism for braking energy recovery and second traction, is achieved, in company with the purpose of vehicle starting power and economical fuel consumption.
By referring to documentation, the structure of hybrid system and the characteristics of the operation condition of urban public transport are mastered very thorough, as well as the flywheel braking energy recovery and reuse. A YBL6110GH model is the basis on transmission, main reducer, differential and flywheel mechanism of materials, dimensions, tolerances and other data for the design and strength check.
According to the selected diesel engine of Shanghai Diesel Engine Co., Ltd. SC8DK230Q3, part of the structure parameters from transmission, final drive, differential and the flywheel are designed, which also meets the design requirements through strength check. Design results show that the energy absorbed by the flywheel can be used for vehicle starting to achieve the objective of starting power, which is effective in economical fuel consumption. In the last, several two-dimensional parts drawings and an assembly drawing are done by using AutoCAD.
The dynamic allocation routes of transmission system are analyzed, the main structure parameters of the transmission, final drive and differential are designed, the flywheel mechanism for braking energy recovery and second traction is added, the theory of a growth rate mechanism constituted by two rows of planetary gear is proposed, the purpose of starting power and economical fuel consumption is achieved.
Keywords: Vehicle Engineering，Hybrid Power，Energy Recovery，High-speed Flywheel
目 录
第一章 绪论 1
1.1 混合动力汽车的开发背景 1
1.2 混合动力汽车简介 3
1.3 国内外混合动力汽车发展现状 4
1.3.1 国外混合动力汽车发展现状 4
1.3.2 国内混合动力汽车发展现状 6
1.4 本课题的研究意义和目的 7
第二章 混合动力城市客车的参数匹配 9
2.1 城市客车运行工况分析 9
2.2 混合动力城市客车的选型 10
2.3 总体方案分析 12
第三章 飞轮机构设计 15
3.1 系统结构及工作原理 15
3.2 系统设计 16
3.2.1 汽车制动时飞轮吸收的能量 17
3.2.2 起步过程中汽车从飞轮吸收的能量 20
3.2.3 飞轮尺寸的确定 23
3.3 增速机构的设计 23
第四章 变速机构的设计 29
4.1 变速器主要参数选择 29
4.2 各挡齿轮齿数的分配 32
4.3 变速器的设计与计算 35
4.3.1 齿轮的损坏形式 35
4.3.2 齿轮强度计算 35
4.3.3 轴的强度计算 37
第五章 主减速器的设计 40
5.1 主减速器传动比与计算载荷的确定 40
5.1.1 主减速器传动比的确定 40
5.1.2 主减速器齿轮计算载荷的确定 40
5.2 主减速器锥齿轮主要参数的选择 42
5.3 主减速器锥齿轮强度计算 44
5.4 锥齿轮材料 45
第六章 差速器的设计 47
6.1 普通锥齿轮差速器齿轮的设计 47
6.2 差速器齿轮强度计算 48
第七章 结论 49
7.1 总结 49
7.1.1 主要工作及结论 49
7.1.2 存在的问题 49
7.2 设计体会 49
致谢 51
参考文献 52
