HUNAN UNIVERSITY 毕业设计(论文)
设计论文题目：电动车两档变速器
换挡机构设计
学生姓名：曹文研
学生学号：20110402426
专业班级：11级车辆四班
学院名称：机械与运载工程学院
指导老师：周云山
学院院长：韩旭
2015 年5 月20 日
电动车两档变速器换挡机构设计
摘要
变速器已经因为其对性能较大的提升逐渐成为一个电动车不可或缺的一部分，目前最常用的是AMT变速器。本论文为此类型变速器设计一个换档机构（包括电机驱动的换挡执行机构），主要重点有：
1，根据对电动汽车变速器的受力分析，对换挡机构进行结构设计，从而保证换挡机构性能，保证换挡过程中不可与其他零件产生干涉，结构紧凑。准确地实现换挡电机对同步器的控制功能。
2，保证换挡电机符合要求。需要计算同步器力矩和换挡力的大小，可以通过对换挡同步过程进行分析，通过约束换挡速度和拨叉行程这两个参数在合理范围内，根据不同换挡时刻主从动齿轮的转速差，由此计算出换挡力，以此为依据完成选换挡电机及传动机构的参数设计。
3，要选择合适的电动执行机构的结构形式，保证电动执行机构可以可靠平稳的换挡，并且通过结构设计对换挡过程进行优化，达到减小换挡时的冲击，保证寿命，减小换挡电机功率，减小成本的优点。
关键词：电动车两档变速器，换挡机构，结构设计，换挡过程优化，三维建模
Electric car two speed transmission shift mechanism design
Abstract
because of its great performance，Transmission is becoming an integral part of an electric car, the most commonly used is the AMT transmission. this thesis is about designing a shift mechanism for this type of transmission (including a
motor-driven shift actuator), the main focus are:
1, based on stress analysis of electric vehicle transmission, the shift mechanism is designed to ensure that the performance of the shift mechanism to ensure that the shift process can not interfere with other parts, compact structure. Achieving the Shifting motor to control the synchronization accurately.
2, to ensure the shift motor compliance with the requirements. Need to calculate the synchronization torque and the shifting power. Through an analysis of shifting during synchronization.By constraining the shifting rate and shift fork movement within reasonable limits to calculate the shifting force,depending on these,we can choose the appropriate shifting motor and shifting mechanism.
3,To select the appropriate electric shifting actuator form, guarantee electric shifting actuator smooth and reliable, and by the structural design to make the shifting process optimization, to reduce the impact of the shift time to ensure longevity, reduced shift motor power,to reducing costs.
Key Words:Electric car two speed transmission，Shifting mechanism，
Structural Design，Shifting Process Optimization，
3-dimensional modeling
目录
1绪论 (1)
1.1 课题背景及目的 (1)
1.2 国内外研究状况 (2)
国产电动汽车1.3 课题研究方法 (3)
2 换挡电机执行机构设计 (4)
2.1 选换挡电机执行机构结构形式 (4)
2.2 换挡过程优化 (5)
3 换挡电机的设计计算…………………………….……………...………………………....
3.1 计算方法和主要分析思路 (10)
3.2 主要设计参数 (11)
3.3 换挡力的计算 (11)
3.4 确定电动机型号和确定减速比 (14)
3.5 对换挡行程优化的结果经行验证 (14)
4 换挡机构的受力分析与设计校核 (15)
4.1 蜗杆蜗杆的设计 (15)
4.2 蜗轮轴的设计 (18)
4.3 凸轮轴的设计 (25)
4.4 换挡拨叉的设计 (30)
4.5 自锁轴的设计 (36)
5结论 (38)
6致谢 (42)
7参考文献 (43)
8附录 (44)
一、绪论
1.1 课题研究背景及目的
随着油价的不断上涨和人们对环境污染问题的日益关注，电动汽车因其安全可靠，清洁环保的特点而成为未来汽车研究和发展的重要方向。除了污染小，电动车还有很多优点。比如电动车噪声低，能有效减小噪声污染，提高驾驶舒适度。电动车的效率也很高，与内燃机相比可以大大节省资源。同时电
动汽车在成本方面也有优势，与一般的使用燃油的汽车相比，电动汽车具有操纵简便、结构简单，汽车传动部件比较少，而且不需要更换机油、油泵，还有冷却水，消声装置等，在维修保养方面的工作量相对较少。在一些特殊场合，比如不通风、冬天低温场所，或者高海拔缺氧的地方，电动车与内燃汽车相比还具有适用范围广，不受所处环境影响的特点。
所以电动车并不如以前所想象的那样仅仅是为了保护环境而开发，如果解决了蓄电池的一些问题，它在驾驶舒适度，可靠性，成本方面都有内燃汽车无法比拟的优点。所以，电动车的发展，必然是以后汽车的重点发展方向。
与内燃机相比，电动机的输出转矩较为固定，不像内燃机转矩和转速有很大的关系，所以电动车不用通过变速器繁琐的换挡，就可以完成起步，加速，高速行驶的过程。但是没有档位的电动车的电动机在高速运转时扭矩较大，而并不需要这么大的扭矩，所以浪费了电能，降低了效率，电动车在爬坡时，电动机也会因为其扭矩的限制而产生最大爬坡度不足的情况。而在启动时，电动机固定的扭矩也导致它不能更快的加速。所以电动汽车再起步，加速，上坡，高速行驶情况下，会浪费很多电量，在地面起伏比较大的地带，或拥挤的城市里面，电动汽车的效率会大大降低。简单的说，就是没有变速器的电动车太“笨”了，它的扭矩只能在很有限的范围内变化，而且不会朝以此时工况最适宜的扭矩变化，所以在上述对扭矩需求超出或低于电动车扭矩范围的情况下，无变速器的电动车就会显示出他的劣势，而加装一个变速器就可以改变这一状态，就可以在根据不同工况所需的扭矩的不同来挂入合适
的档位，从而使电动汽车的性能得到大幅提升，而且可以简化电动机的冷却系统。