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面向电机—变速器一体化设计的耦合场分析

作　者: 闫敏良
导　师: 黄康
学　校: 合肥工业大学
专　业: 机械工程
关键词: 纯电动汽车自动变速器电机—变速器一体化设计多场耦合分析载荷传递法
分类号: U469.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 26次
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内容摘要

日益严重的环境和经济问题促使城市交通向着清洁、高效和可持续的方向发展,也促进了新能源交通技术的推广和应用。纯电动汽车以其重量轻、噪声低、零排放等优点成为了未来城市交通的主力。目前纯电动汽车动力传动系统大多数是通过电机和燃油汽车用变速器的匹配来实现的,这种形式虽然能通过一定的优化匹配方法在一定程度上提高其性能,但是其安装尺寸和重量将会阻碍其发展。因此,适用于纯电动汽车的电机—变速器集成一体化设计将会是未来纯电动汽车传动系统设计的发展方向。本文结合传统机械设计理论及多场耦合方法,对电机—变速器一体化设计进行了理论研究,并提出了考虑多场耦合效应的设计方法；确定了传动方案,并结合整车参数,利用等效磁路法对该方案的电磁参数进行了预设计,利用传统机械设计方法对结构参数及双离合器进行了设计校核；讨论并计算了系统涉及到的主要损耗；采用有限元方法,建立了有限元分析模型；采用载荷传递法对其进行了耦合分析,得到了系统关键零部件的稳态、瞬态温度场分布及热应力、热变形情况；对有限元耦合分析结果进行了讨论分析,最终验证了方案的可行性。通过本文的研究,为纯电动汽车动力传动系统的设计提供了一种可行的设计方案及设计方法。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
致谢  7-12
第一章绪论  12-19
  1.1 引言  12
  1.2 国内外研究现状与发展趋势  12-17
    1.2.1 纯电动汽车自动变速器  12-15
    1.2.2 电机—变速器设计方法  15-16
    1.2.3 多场耦合分析方法  16-17
  1.3 课题来源与研究内容  17-19
    1.3.1 课题来源  17
    1.3.2 本文研究内容  17
    1.3.3 本文的研究思路  17-19
第二章电机—变速器一体化设计的理论基础  19-29
  2.1 耦合问题中的数学模型  19-23
    2.1.1 电磁场数学模型  19-20
    2.1.2 温度场数学模型  20-21
    2.1.3 结构场数学模型  21-22
    2.1.4 多场耦合的矩阵方程模型  22-23
  2.2 多场耦合方法  23-28
    2.2.1 多场耦合的形式及分析方法  23-24
    2.2.2 多场耦合问题建模方法  24-27
    2.2.3 多场耦合系统的求解  27-28
  2.3 本章小结  28-29
第三章电机—变速器一体化设计  29-48
  3.1 电机—变速器一体化设计的基本思想  29-33
    3.1.1 设计的预期目标  30
    3.1.2 设计方法  30-31
    3.1.3 整车参数确定的初始条件  31-33
  3.2 方案设计  33
  3.3 参数设计  33-44
    3.3.1 电磁参数预设计  33-35
    3.3.2 电机结构参数预设计  35-37
    3.3.3 齿轮参数确定  37-41
    3.3.4 轴的校核计算  41
    3.3.5 双离合器结构设计  41-44
  3.4 各部件主要损耗  44-47
    3.4.1 电机损耗  44-45
    3.4.2 双离合器损耗  45-46
    3.4.3 对流系数  46-47
  3.5 本章小结  47-48
第四章电机—变速器一体化耦合分析  48-59
  4.1 关键零部件的建模  48-50
    4.1.1 电机—变速器建模  48-49
    4.1.2 双离合器建模  49
    4.1.3 整体建模  49-50
  4.2 电机—变速器一体化耦合分析  50-58
    4.2.1 公式法计算电磁损耗和机械损耗  50-52
    4.2.2 有限元耦合分析计算  52-58
  4.3 本章小结  58-59
第五章总结与展望  59-60
  5.1 总结  59
  5.2 展望  59-60
参考文献  60-63
攻读学位期间发表的论文  63

面向电机—变速器一体化设计的耦合场分析

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