大學生方程式賽車行星齒輪箱的優化設計

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大學生方程式賽車行星齒輪箱的優化設計

行星齒輪箱由于其傳輸效率比較高，而且受空間的限制比較小，因此在現代汽車中得到了廣泛應用。同時，由于其結構尺寸緊湊、質量輕等優點，因此很適用于方程式賽車。介紹了大學生方程式賽車行星齒輪箱的輕量化設計與優化方法，采用迭代優化的方法對變速器進行最佳匹配。從現有的市場調查得知，印度生產的行星齒輪箱不能滿足高速運轉的要求，因此對其設計進行優化。

變速器的減速比是一個固定的參數，所研究的變速器減速比在6.2∶1～6.5∶1范圍內，設計中要對齒輪系傳動比進行優化。采用數學建模的方法進行計算，并且運用了CAD工具進行運動模擬，從而得出齒輪的運動特性。為了減小齒輪箱的體積，減輕齒輪箱的質量，采用迭代方法對其結構進行模擬測試。關于軸承的選擇，則通過計算作用到軸承的力以及軸承的標準件來確定。而齒輪軸則需要根據力的計算和結構的需要來確定其尺寸和形狀。為了使齒輪系的安裝更加方便，需要設計齒輪套，其結構需要通過靜態模擬分析來確定。最后還需要進行熱特性分析，并根據分析結果對齒輪箱的結構進行優化。

最終設計的行星齒輪箱結構如圖1所示。由圖1可見，所設計的行星齒輪箱具有結構緊湊、質量輕的優點，如果將其應用到現代汽車的設計中，將有助于汽車的輕量化設計。

Soovadeep Bakshi et al. SAE 2014-01-1780.

編譯：張冬冬