Разработка планетарного редуктора для мотор-колеса электроболида

Автор: Кондаков Сергей Владимирович, Ларин Алексей Евгеньевич, Уланов Александр Григорьевич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Рубрика: Расчет и конструирование

Статья в выпуске: 2 т.19, 2019 года.

Бесплатный доступ

В рамках студенческого проекта по разработке электрического болида в Южно-Уральском государственном университете в соответствии с техническим заданием был спроектирован планетарный редуктор будущего мотор-колеса. Этому предшествовали анализ и компоновка узла, разработка его кинематической схемы и составление уравнений кинематической связи. Тягово-динамический расчёт автомобиля показал, что передаточное число согласующего редуктора данного узла с учётом устанавливаемого электродвигателя должно быть равно 10. В итоге были определены числа зубьев зубчатых колес и их геометрические параметры, построена 3D-модель планетарного редуктора. В качестве тяговых двигателей планируется использовать электрические машины комбинированного возбуждения. Предлагаемая электрическая машина имеет обращённое исполнение, что позволит в заданных габаритах получить максимальную электромагнитную мощность и хорошие удельные показатели. Вышеперечисленные показатели в нашем случае имеют очень важное значение, так как использование в приводе мотор-колес существенно увеличивает неподрессоренную массу электроболида, а это в свою очередь неизбежно скажется на его выходных характеристиках. При этом были учтены конструктивные особенности выбранного синхронного индукционного электродвигателя и все нюансы компоновки колёсно-ступичного узла, в том числе и габаритно-массовые, соблюдены условия соосности, соседства и сборки. В заключение была дана оценка коэффициента полезного действия планетарного редуктора проектируемого мотор-колеса. В настоящее время в студенческом конструкторском бюро Автотракторного факультета готовится сборочный чертеж спроектированного редуктора и его деталировка, а также дальнейшая передача пакета документов в производство. Макетный образец электрического болида планируется изготовить осенью 2019 года. Поставленные задачи более чем амбициозные.

Еще

Формула студент sae, болид, электромобиль, мотор-колесо, планетарный редуктор, расчёт, 3d-модель

Короткий адрес: https://sciup.org/147231742

IDR: 147231742   |   DOI: 10.14529/engin190204

Список литературы Разработка планетарного редуктора для мотор-колеса электроболида

  • Li, X. A modularization method of dynamic system modeling for multiple planetary gear trains transmission gearbox / X. Li, A. Wang // Mechanism and Machine Theory. - 2019. - Vol. 136. - P. 162-177. DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2019.03.002
  • Вулгаков, Э.Б. Соосные зубчатые передачи: справ. / Э.Б. Вулгаков. - М.: Машиностроение, 1987. - 256 с.
  • Филичкин, Н.В. Анализ планетарных коробок передач транспортных и тяговых машин: учеб. пособие / Н.В. Филичкин. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008. - 178 с.
  • Salgado D.R. Analysis of the transmission ratio and efficiency ranges of the four-, five-, and six-link planetary gear trains / D.R. Salgado, J.M. del Castillo // Mechanism and Machine Theory. - 2014. - Vol. 73. - P. 218-243. DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2013.11.001
  • Кудрявцев, В.Н. Конструкция и расчет зубчатых редукторов / В.Н. Кудрявцев, Ю.А. Державец, Е.Г. Глухарев. - Л.: Машиностроение, 1971. - 328 с.
  • Шитиков, Б.В. О числе сателлитов в планетарных редукторах / Б.В. Шитиков, В.А. Щепетильников. - М.: Изд-во АН СССР, 1949.
  • Synthesis of multi-row and multi-speed planetary gear mechanism for automatic transmission / Jinxia Liu, Luda Yu, Qingliang Zeng, Qingye Li // Mechanism and Machine Theory. - 2018. - Vol. 128. - P. 616-627.
  • DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2018.07.007
  • Волков, Д.П. Планетарные, волновые и комбинированные передачи строительных и дорожных машин / Д.П. Волков, А.Ф. Крайнев. - М.: Машиностроение, 1968. - 271 с.
  • Кудрявцев, В.Н. Планетарные передачи / В.Н. Кудрявцев. - М.; Л.: Машиностроение, 1966. - 307 с.
  • Черкашин, В.П. Таблица передаточных отношений, чисел зубьев колес, величин несоосностей однорядного планетарного механизма / В.П. Черкашин. - М.: Машиностроение, 1976. - С. 6-69.
  • Руденко, Н.Ф. Планетарные передачи / Н.Ф. Руденко. - М.; Л.: Машгиз, 1947. - 756 с.
  • Планетарные передачи: справ. / под ред. В.Н. Кудрявцева и Ю.Н. Кирдяшева. - Л.: Машиностроение, 1977. - 535 с.
  • Korta, Jakub A. Domenico Mundo. Multi-objective micro-geometry optimization of gear tooth supported by response surface methodology / Jakub A.Korta // Mechanism and Machine Theory. - 2017. - Vol. 109. - P. 278-295.
  • DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2016.11.015
  • Linke, H. Gear Teeth Geometry / Heinz Linke, Jörg Börner, Ralf Heß // Cylindrical Gears. - 2016. - P. 39-108.
  • DOI: 10.3139/9781569904909.002
  • Li, J. Power Analysis and Efficiency Calculation of the Complex and Closed Planetary Gears Transmission / Jianying Li, Qingchun Hu // Energy Procedi. - 2016. - Vol. 100. - P. 423-433.
  • DOI: 10.1016/j.egypro.2016.10.197
  • Yang, Fuchun. Power flow and efficiency analysis of multi-flow planetary gear trains / Fuchun Yang, Jianxiong Feng, Hongcai Zhang // Mechanism and Machine Theory. - 2015. - Vol. 92. - P. 86-99.
  • DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2015.05.003
  • Esmail, E.L. Power losses in two-degrees-of-freedom planetary gear trains: A critical analysis of Radzimovsky's formulas / E.L. Esmail. E. Pennestrì, A. Hussein Juber // Mechanism and Machine Theory. - 2018. - Vol. 128. - P. 191-204.
  • DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2018.05.015
  • Решетов, Д.Н. Детали машин / Д.Н. Решетов. - М.: Машиностроение, 1989. - 496 с.
  • Planetary gear sets power loss modeling: Application to wind turbines / Charles Nutakor, Adam Kłodowski, Jussi Sopanen, Aki Mikkola, José I. Pedrero // Tribology International. - 2017. - Vol. 105. - P. 42-54.
  • DOI: 10.1016/j.triboint.2016.09.029
  • Development and validation of an integrated planetary gear set permanent magnet electric motor power loss model / Charles Nutakor, Juho Montonen, Janne Nerg et al. // Tribology International. - 2018. - Vol. 124. - P. 34-45.
  • DOI: 10.1016/j.triboint.2018.03.026
Еще
Статья научная