类菱形混合动力电动汽车耦合器的优化设计

摘要

随着中国经济的快速增长,政府对汽车市场政策逐渐放宽,使汽车消费市场进入一个蓬勃发展阶段,但伴随着能源问题的出现,传统的汽车面临着一些高能耗的问题,解决当务之急的混合动力电动汽车逐渐诞生,也使混合动力电动汽车成为汽车行业的一个焦点。同时中国汽车建立自主的产品开发能力成为我国汽车工业发展的一个重要战略制高点。
　　 湖南大学自主研发了类菱形混合动力电动汽车,该车完全采用自主研发,从总布置到动力组成都采用了新的模式,而耦合器是其动力混合的关键,耦合器的可靠性决定了动力混合性能。
　　 本文在对混合动力电动汽车的发展状况、基本分类、基本原理进行概述的基础上,对类菱形混合动力电动汽车用到的耦合器进行了研究,主要研究内容如下:
　　 (1)对混合动力电动汽车与传统内燃机汽车和纯电动汽车进行了对比研究,总结了混合动力电动汽车的特点；分别对串联式、并联式和混联式混合动力电动汽车的结构形式、驱动形式和特点进行了分析和总结。
　　 (2)对所设计的新型动力耦合器的运动学和动力学参数进行了研究,完成了该新型耦合器的基本结构设计,确定了耦合器的结构参数。通过adams软件针对混合动力汽车的常用工况对耦合器进行了仿真验证,通过仿真找到了输出转矩最大的工况点,并将此作为耦合器行星齿轮有限元应力分析的边界条件。
　　 (3)对耦合器的主要部件——行星齿轮进行了数字化设计,利用UG软件建立了行星齿轮几何模型,对所设计的新型耦合器的行星齿轮进行了传统强度校核计算。
　　 (4)介绍了优化设计、模糊优化设计的基本概念,讨论了模糊优化设计的数学模型和解法以及模糊综合评判,建立了齿轮的模糊优化模型,根据模糊优化理论以体积最小为优化目标对齿轮参数进行了优化设计。
　　 (5)利用有限元分析软件ANSYS对轮齿进行应力分析,找出了强度比较弱的位置,分析对耦合器的影响,提出了几种优化方案,比较得出了最优的齿轮优化方案。