摘 要

电动汽车与传统燃油车的最大不同就是驱动模式的不同，电驱动桥则是电动汽车上至关重要的一个部分。研究不同结构模式的电驱动桥，选择一种适合设计车型的驱动桥结构将能够使该款车达到最大的能量利用效率。本文对一款3.5吨电驱动桥进行了设计，包括对半轴、减速器、差速器、桥壳和电机进行相关设计和说明。

本文分析了国内外对电驱动桥的研究现状，介绍了电动汽车的驱动原理，并参考某车型整车参数对一款3.5吨电驱动桥进行相关设计。为了使汽车结构更加紧凑，本文设计的是一款电机-差速器同轴一体化的驱动桥。与传统电动汽车设计方法不同，该款驱动桥配备的电机轴是中空设计，首先设计半轴尺寸，再确定电机端尺寸，然后再进行减速器和差速器的设计，最后把桥壳尺寸确定下来。

电机-差速器同轴一体化的设计因电机中空设计，从而使整个传动装置的尺寸相较于一般电驱动桥尺寸要稍大一点。本文对车桥各零件只是简单设计，能完成各部分间的相互匹配，最后能提交出一个基本可行的电驱动桥设计方案。

关键词：电驱动桥；减速器；差速器；同轴一体化

Abstract

The driving mode is the main difference between a traditional fuel vehicle and an electric vehicle. The electric drive axle is an important part of the electric vehicle. Studying the electric drive axle with different structure mode and choosing a drive axle structure suitable for the design of the vehicle will make the vehicle achieve the maximum energy utilization efficiency. In this paper, a 3.5t electric drive axle is simply designed, including the design and description of the axle shaft, reducer, differential, axle housing and motor.

This paper analyzes the research status of electric drive axle at home and abroad, introduces the driving principle of electric vehicle, and designs a 3.5t electric drive axle with reference to the parameters of a vehicle model. In order to make the car structure more compact, this paper designs a coaxial drive axle with motor differential. Different from the traditional design method of electric vehicle, the motor shaft of the drive axle is hollow design. First, design the size of the half shaft, then determine the size of the motor end, then design the reducer and differential, and finally determine the size of the axle housing.

Due to the hollow design of the motor, the size of the whole transmission device is slightly larger than that of the general electric drive axle. In this paper, the parts of the axle are only simple design, which can complete the matching between the parts, and finally can submit a basic and feasible design of the electric drive axle.

Key words: electric drive axle; reducer; differential; coaxial integration

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第1章 绪论 1

1.1 论文选题的意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 本文研究主要内容 2

1.4 本章小结 3

第2章 电驱动桥工作原理和结构 4

2.1 电动汽车发展介绍 4

2.2 电驱动桥工作原理 4

2.3 电驱动桥结构形式 4

2.4 电机-差速器同轴一体化设计 7

2.5 本章小结 7

第3章 电驱系统动力匹配 8

3.1 整车参数的选择 8

3.2 电机功率匹配计算 8

3.2.1 按最高车速计算功率 9

3.2.2 按百公里加速时间计算功率 9

3.2.3 按最大爬坡度计算功率 10

3.2.4 最大功率的确定 10

3.3 电机参数的的选择 10

3.3.1 电机额定功率 10

3.3.2 电机转速的选择 11

3.3.3 电机最大转矩的确定 11

3.4 传动比的确定 11

3.5 动力系统参数匹配结果 12

3.6 本章小结 12

第4章 半轴的设计 13

4.1 驱动桥的结构形式与选择 13

4.2 半轴的设计 13

4.2.1 半轴的选型 14

4.2.2 半轴的尺寸设计 14

4.3 本章小结 15

第5章 减速器设计 16

5.1 减速器的结构形式与选择 16

5.2 驱动电机-减速器-差速器布置方案 16

5.3 电机-减速器齿轮传动设计 17

5.3.1 一级减速齿轮参数设计 17

5.3.2 二级减速齿轮参数设计 21

5.4 本章小结 22

第6章 差速器设计 23

6.1 差速器的结构形式与选择 23

6.2 差速器的结构尺寸设计 23

6.2.1 差速器齿轮基本参数选择 23

6.2.2 差速器齿轮尺寸计算和强度计算 24

6.3 本章小结 26

第7章 驱动桥桥壳设计 27

7.1 驱动桥桥壳的结构形式与选择 27

7.2 桥壳的参数设计 27

7.3 桥壳强度计算 28

7.3.1 静载荷下桥壳的弯曲应力计算 29

7.3.2 动载荷下桥壳的强度计算 30

7.3.3 汽车最大牵引力行驶时桥壳的强度计算 30

7.4 本章小结 32

第8章 总结 33

参考文献 34

致谢 36

第1章 绪论

1.1 论文选题的意义

随着时代的发展，汽车基本已经普及到了家家户户，而传统汽车能源属于化石能源不可再生。在这个能源匮乏的时代，新能源汽车凭借其噪音小、无污染、能源清洁的优点，在汽车行业占有了一席之地，在一定程度上缓解了能源匮乏和环境污染的压力^[1-3]。如今，新能源汽车渐渐走进大众的视野，街头也经常能看见新能源汽车的身影，而电动汽车正是新能源汽车中的领头军。

研究电驱动汽车已经是汽车行业的一种趋势，市面上也不乏各式各样的电动汽车，特斯拉、吉利、比亚迪等等车企也推出了续航和动力都不错的电动汽车^[4-5]。而电驱动桥的形式有各种各样，电动汽车种类繁多。哪类车选用哪种电驱动桥结构，怎么进行底盘布置，都是需要进行多方面研究的。

电动汽车驱动桥，不仅要为汽车提供足够的承载力，还要提供足够的驱动力，因此在垂直和水平方向上，电驱动桥都该有足够的强度^[6-8]。而电驱动桥要想做到传动效率高，就需要将驱动桥进行合理的设计，比如把驱动桥设计的结构更紧凑、电机驱动桥一体化设计、轻量化设计减少不必要的零件。只有这样通过精心设计后的电驱动桥，才能满足当今市场的需要。所以要设计一款适合当前市场的高效率、强动力，高续航的电动汽车，就需要对其驱动桥进行详细的全新的设计，做到驱动桥集成化、一体化设计。