详细说明
我们团队积极响应号召,将创新设计与制造工艺相结合,自主设计出了一款可实际运用于小型赛车的二级减速箱,并通过仿真分析进行外壳体的优化,不仅利用数控铣床制造出了减速箱的实物,还利用3D打印技术制造出了可运用于课堂教学的教具。
开发背景:变速箱的设计是许多学校机械设计课程里的重中之重,也是汽车的重要组成部分,甚至不少业内人士认为二级变速器是电动汽车未来的主要趋势。因此,变速箱的设计已经成为当代车辆工程专业大学生成长的必然要求。
结构说明:该变速箱为二级变速箱,齿轮采用斜齿啮合传动,相对于直齿啮合,斜齿的传动效率更高。
功能:二级变速箱通过两对齿轮组合的形式来达到变速变矩,改变传动比,进而改变车辆行驶的速度。
使用说明:该变速箱的输入轴置于无极变速器输出处,输出轴连接囚笼半轴,传动形式为:发动机曲轴→无极变速器→两级减速箱→囚笼半轴。
设计原理:二级变速箱的设计基础来源于机械设计原理,其通过两对齿轮组合的形式来达到变速变矩进而改变车辆行驶的速度。
设计方案:输入轴连接无极变速器,输出轴连接囚笼半轴,传动形式为:发动机曲轴→无极变速器→两级减速箱→囚笼半轴。
建模:我们采用UG的建模和装配板块对减速箱壳体和齿轮进行建模。
渲染:我们采用Keyshot光线追踪渲染器对减速箱建模进行渲染,并制作了相关的拼合动画。
仿真分析:我们采用ANSYS对外壳体、两对大小齿轮进行了仿真分析,在用ANSYS进行有限元分析后,得到应力许用范围,在最大应力在应力许用范围的情况下,对外壳体的形状进行优化,并且考虑到斜齿会产生较大的轴向力,为此外壳体内外都设计有加强筋。
先进性:不少业内人士认为二级变速箱是电动汽车未来的主要趋势,而该二级变速箱可以为未来车辆工程的发展培养更多的相关人才。
实用性:该产品主要运用于小型的赛车上,其结构设计和传动原理具有一定的实用价值,目前正在进行相关的实用性新型专利的申请。
创新性,该变速箱采用斜齿啮合传动,与常见的直齿啮合不同,具有更高的传动效率。