电动自行车新型传动装置设计

1、题 目 电动自行车新型传动装置设计 学生姓名 ee 学号 ee 所在学院 ee 专业班级 机械设计制造及自动化 指导教师 ee 完成地点 校内 2008 年 6 月 12 日电动自行车新型传动装置设计ee（ee）指导教师：ee摘要随着全球可持续发展的呼声不断，环保节能成为时代主题。低碳、低耗的的出行工具成为新时代下全世界人民的宠儿。根据目前电动自行车的现状和发展趋势，开发一种合理的新型电动自行车的传动方案；采用一种叠加式双向单作用超越离合器，从而巧妙的实现运动的传递；针对少齿数渐开线齿轮副啮合的特点，找出符合实际的应力计算点，由此建立了接触强度计算公式，公式中定量计入了综合滚动速度和齿面相对滑动系数的影响；应用少齿数齿轮接触强度公式对其进行简单的强度计算。结合所有设计一种可以限速在20KM/H以下，减少事故发生，更加安全出行的电动自行车传动装置。关键词 电动自行车 新型传动装置设计 少齿数齿轮 应力计算点 接触强度计算 强度校核Gear design of electric bicycleXiexiaobo（ee） tutor:eeAbstract：According to the e

2、lectric bicycle present situation and development trend of our country, the author puts forward a transmission technology of gear with few teach used in electric bicycle, developing a reasonable electric bicycle transmission device; Adopting a superposition type two-way single function overrunning clutch, and skillful implement movement transmission; According to gear with few teach of engagement of characteristics, and find out the actual stress calculation point, creating the contact strength

3、calculation formula, the formula the comprehensive quantitative included in rolling speed and tooth face relative sliding coefficient influence; Apply the gear with few teach contact strength formula of the simple calculation of the intensity.Key words：electric bicycle gear design gear with few teach stress calculation points contact strength calculation strength check目 录1引言12传动方案设计32.1 蓄电池的选择32.1.1蓄电池的选择的类型32.1.2 蓄电池的选择32.2电动机的选择32.2.1电动机类型的选择32.3 联轴器的选择42.3.1联轴器类型的选择42.3.2载荷的计算42.3.3 型号选择42.4传

4、动方案的确定53渐开线少齿数圆柱齿轮传动设计计算63.1设计的意义63.2主要参数的制定63.2.1齿轮齿数的确定63.2.2齿轮模数的确定63.2.3齿轮端面压力角的确定83.2.4齿轮端面啮合角的确定83.2.5端面齿顶高系数及顶隙系数的确定83.3少齿数齿轮副设计计算结果83.3.1齿轮副83.3.2小齿轮（齿轮轴）93.3.3大齿轮（齿圈）93.3.4刀具93.4设计结果校核计算103.4.1齿轮副有关的参数验算103.4.2小齿轮的几何尺寸验算113.4.3大齿轮（齿圈）几何尺寸计算143.5修正设计结果163.5.1修正设计结果164自行车牙盘的设计195离合器设计226轴的设计计算及校核236.1计算各轴的动力参数及运动参数236.1.1小齿轮轴236.1.2大齿轮236.1.3 齿轮轴上齿轮所受的力246.1.4 大齿轮所受的力246.2轴的结构设计246.2.1齿轮轴的结构设计256.2.2低速轴的结构设计266.3齿轮轴的强度校核计算277轴承的选择及校核297.1轴承的选择297.2轴承的校核297.2.1对齿轮轴上轴承的校核298键的选择318.1类型的选择31

5、8.2键的尺寸319箱体的结构设计329.1箱体要具有足够的刚度329.1.1确定箱体的尺寸与形状329.1.2合理设计肋板339.1.3合理选择材料及毛坯制造方法339.2箱体的密封339.3箱体的结构工艺性339.3.1铸造工艺性339.3.2机械加工工艺性349.4箱体形状应力求均匀、美观3410润滑与密封3510.1减速器内各处的润滑3510.2密封方式的确定3511其它3612接触强度公式的建立及校核3712.1接触强度的应力计算点3712.1.1应力计算点的确定3712.1.2计算点的综合曲率半径3712.2少齿数齿轮副滑动系数和综合滚动速度的计算3912.2.1应力计算点滑动系数的计算3912.2.2应力计算点综合滚动速度的计算4012.3少齿数齿轮副齿面接触强度计算4112.3.1少齿数齿轮副齿面接触强度条件4112.3.2少齿数齿轮副接触应力的计算4112.3.3许用接触应力的计算4213总结47致谢48参考文献491引言电动自行车是指以蓄电池作为辅助能源，具有两个车轮，能实现人力骑行，电动或电助动功能的特种自行车。随着人们生活水平的提高和交通工具的迅速发展，电动自行

6、车作为简便型绿色交通工具以其轻便、无污染、低噪音等优点逐渐被消费者所接受，并备受政府部门和商家的重视，有望替代摩托车而成为一大朝阳产业，大力发展电动自行车产业已成为许多省市的重要目标。作为电动自行车的重要部分传动装置，将直接影响其结构和性能。为此，我们提出在原有的传动系统上加入少齿数齿轮传动技术，以实现机构紧凑、传动比大、承载能力高等优点。少齿数齿轮指齿数介于210 之间的齿轮，是一种变位齿轮,含有少齿数齿轮的齿轮传动称为少齿数齿轮传动。随着科学技术的不断进步,机械传动装置向小型化、轻量化方向发展,少齿数齿轮传动已经得到了越来越多的研究和应用。在少齿数齿轮传动中,由于大幅度减少了小齿轮的齿数,故其单级传动比大;在传动比一定的情况下可显著减小传动装置的体积,或在体积一定的条件下可增大齿轮模数,提高轮齿的弯曲强度;在保持较大单级传动比的同时,降低传动装置的成本,提高传动效率;当今，动力齿轮传动装置正沿着小型化、轻型化等方向发展。为达到齿轮装置小型化的目的，通常采用像蜗杆传动,行星齿轮传动,少齿差齿轮传动,谐波齿轮传动等单级传动比大的装置,以减少齿轮装置的体积。尽管采用蜗杆,行星齿轮传动等可

7、以提高单级传动比,减少齿轮传动的体积。然而它们同渐开线圆柱齿轮传动比较起来,又有一些明显的不足之处,普通单头蜗杆传动效率低，只有70%左右,带自锁的蜗杆传动效率只有40%-50%，而且因为蜗轮齿圈需采用贵金属,所以造价较高。齿轮行星传动结构复杂,制造成本高。少齿差传动效率低,一般80-90%；摆线少齿差传动制造成本高,主要零部件加工精度要求高；活齿少齿差不但传动效率低。而且制造复杂。又因为在齿轮传动中，普通齿轮单级传动比较小；而在传动比一定的情况下,相对于少齿数齿轮传动装置的体积大的多,或在体积一定的条件下,齿轮的模数比较小,而且齿轮的弯曲强度也降低了；要保持较大的单级传动比,传动装置的成本较高，传动效率却较低。 多年来，人们一直在探索提高其承载能力、效率、速度、传动比，减小噪声、尺寸、重量、成本，以提高性能价格比的途径。变位齿轮传动具有一系列优点：设计合理的变位齿轮，其综合承载能力比标准齿轮提高20%以上；在满足一定传动比要求时，应用正变位齿轮可以减小小齿轮的齿数，从而在整体上减小齿轮机构的尺寸、效率低的缺点。为改善多齿数齿轮传动中存在的这些缺点与不足，进而对少齿数齿轮传动进行研究。

8、而实践表明，少齿数齿轮传动确实能够克服以上缺点与不足。鉴于少齿数齿轮传动有着普通齿轮传动所无法代替的一系列优点,所以将少齿数齿轮传动应用到电动自行车中有着非常重大的意义。本次设计的任务是:首先，分析目前我国电动自行车存在的主要问题（车速超标，骑行功能差，轻摩化趋向明显），将少齿数齿轮传动技术应用于电动自行车传动系统中，开发一种保证电动时车速不超过20Km/h的电动自行车传动装置；其次，根据选定的尺寸和数据绘制出电动自行车传动装置的装配图及非标准件的零件图；最后,对该少齿数齿轮传动进行强度计算,验证该少齿数齿轮是否满足实际的强度要求。2.电机选择2.1电动机选择（倒数第三页里有东东）选择电动机类型选择电动机容量电动机所需工作功率为：；工作机所需功率为：；传动装置的总效率为：；传动滚筒 滚动轴承效率 闭式齿轮传动效率 联轴器效率 代入数值得：所需电动机功率为：略大于 即可。选用同步转速1460r/min ；4级 ；型号 Y160M-4.功率为11kW确定电动机转速取滚筒直径1.分配传动比（1）总传动比(2)分配动装置各级传动比取两级圆柱齿轮减速器高速级传动比则低速级的传动比2.1.4 电机端盖组装CAD截图 图2.1.4电机端盖2.2 运动和动力参数计算电动机轴 高速轴中间轴低速轴滚筒轴3.齿轮计算3.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1按传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。2绞车为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）。3材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280 HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240 HBS，二者材料硬度差为40 HBS。4选小齿轮齿数，大齿轮齿数。取5初选螺旋角。初选螺旋角3.2按齿面接触强度设计由机械设计设计计算公式（10-21）进行

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