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System No. U0002-3108202013041500
Title (in Chinese) 雙輸入車輪馬達機構與單向離合器整合設計
Title (in English) Integrated Design of Dual Input Wheel Hub Motor Mechanisms And One-Way Clutches
Other Title
Institution 淡江大學
Department (in Chinese) 機械與機電工程學系碩士班
Department (in English) Department of Mechanical and Electro-Mechanical Engineering
Other Division
Other Division Name
Other Department/Institution
Academic Year 108
Semester 2
PublicationYear 109
Author's name (in Chinese) 王子文
Author's name(in English) Tzu-Wen Wang
Student ID 607370284
Degree 碩士
Language Traditional Chinese
Other Language
Date of Oral Defense 2020-07-01
Pagination 132page
Committee Member advisor - Guan-Chen Chen
co-chair - Chao-Hwa Liu
co-chair - Yu-Xun Cgen
Keyword (inChinese) 雙輸入車輪馬達
機構設計
單向離合器
整合設計
Keyword (in English) Dual input wheel motor
mechanism design
one-way clutch
integrated design
Other Keywords
Subject
Abstract (in Chinese)
本研究以NSK雙輸入車輪馬達為設計目標,對其進行拓樸構造分析、速比分析,歸納設計需求與限制。依據顏氏創意性機構設計方法,完成一般化、數目合成、特殊化及具體化步驟,共合成出34種新型設計。其後將單向離合器整合加入雙輸入車輪馬達,取代制動器。訂定馬達的操作模式,包含原始設計中的M1 mode與Combine mode,並對其操作模式進行速比分析、扭矩分析與功流分析,實現無制動器的新型設計。此外,列出馬達獨立輸入與否的特性,找到更多符合需求的創新設計。
Abstract (in English)
In this study the NSK dual input wheel motors are used as a benchmark to perform topology analysis and speed ratio analysis. The design requirements and limitations are concluded to meet the topology characteristics. Based on Yan's creative mechanism design methodology, a total of 34 new designs are synthesized after the process of generalization, number synthesis, specialization and particularization. One-way clutches are integrated into the dual-input wheel motor to replace the brake. The operation modes of the NSK motor, including M1 mode and Combine mode in the original design are obtained. Speed ratio, torque, and power flow of each types is analyzed. In addition, the characteristics whether the motor is independently input or not are listed for designers to choose for actual use.
Other Abstract
Table of Content (with Page Number)
目錄
第1章 前言	1
1.1 研究動機	1
1.2 文獻回顧	2
1.3 研究目的	7
1.4 論文架構	8
第2章 歷史沿革及系統分類	9
2.1 歷史沿革	9
2.2 系統分類	13
2.3 小結	16
第3章 現有設計	17
3.1 行星齒輪系	17
3.2 構造分析	18
3.3 動力分析	20
3.4 小結	24
第4章 概念設計	25
4.1 數目合成	27
4.2 構造合成	28
4.2.1 車輪馬達之設計需求與限制	29
4.2.2 特殊化	30
4.2.3 具體化	35
4.2.4 馬達配置	37
4.2.5 一般離合器與單向離合器	40
4.3 小結	40
第5章 檔位及齒數設計與動力分析	41
5.1 檔位設計	41
5.1.1 雙獨立輸入操作模式	41
5.1.2 馬達2非獨立輸入	43
5.2 齒數設計	45
5.2.1 齒數限制	46
5.2.2 行星齒輪齒數限制	46
5.3 動力分析	49
5.3.1 制動兩個行星齒輪系之速比及扭矩分析	49
5.3.2 制動一個行星齒輪系	90
5.3.3 小結	108
第6章 結論與建議	113
6.1 結論	113
6.2 建議	114

圖目錄
圖 1 1 Toyota HSD first generation	3
圖 1 2 Toyota HSD first generation原理	3
圖 1 3 Toyota HSD second generation	4
圖 1 4 Toyota HSD second generation原理	5
圖 1 5 General Motor, Two-mode, input-split, parallel, hybrid transmission	5
圖 1 6 NSK車輪馬達機構	6
圖 1 7 論文架構	8
圖 2 1 世界上第一輛電動車	9
圖 2 2 第一台可充電換電的電動車	10
圖 2 3 由Ferdinand Porsche發明之車輪馬達	10
圖 2 4 Lohner-Porsche車型	11
圖 2 5 NSK車輪馬達	12
圖 2 6 Tesla model S鋰離子電池純電動車	13
圖 2 7 Toyota Prius油電混合動力車	14
圖 2 8 Honda Accord插電式混合動力	14
圖 2 9 理想智造ONE增程式電動車	15
圖 2 10 Toyota Mirai燃料電池電動車	15
圖 3 1 NSK車輪馬達雙輸入模式	17
圖 3 2 NSK車輪馬達之拓樸構造矩陣	18
圖 3 3 一般化運動鏈	20
圖 3 4 NSK馬達M1馬達作動	21
圖 3 5 NSK馬達Combine mode	23
圖 4 1 顏氏創意性機構設計法流程	25
圖 4 2 八桿十二接頭之可行一般化鏈	28
圖 4 3 指定地桿	30
圖 4 4 指定行星齒輪	31
圖 4 5 指定行星架	31
圖 4 6 指定旋轉接頭	32
圖 4 7 指定齒輪接頭	33
圖 4 8 具體化	36
圖 4 9 馬達配置	39
圖 4 10 單向離合器制動兩個行星齒輪系	40
圖 4 11 單向離合器制動一個行星齒輪系	40
圖 5 1 Type1機構	41
圖 5 2 Type1 M1 mode	42
圖 5 3 Type1 M2 mode	42
圖 5 4 Type1 Combine mode	42
圖 5 5 Type14-1機構	43
圖 5 6 Type14-1 M1 mode	44
圖 5 7 Type14-1 Combine mode	44
圖 5 8 Type14-1馬達2獨立輸入	44
圖 5 9 行星齒輪系幾何形狀	46
圖 5 10 Type3	49
圖 5 11 Type3實體圖	49
圖 5 12 Type3 M1 mode	50
圖 5 13 Type3 M1 mode輸出轉速	51
圖 5 14 Type3 M2 mode	51
圖 5 15 Type3 M2 mode輸出轉速	52
圖 5 16 Type3 Combine mode	53
圖 5 17 Type3 Combine mode 輸出轉速	55
圖 5 18 Type15	55
圖 5 19 Type15實體圖	56
圖 5 20 Type15 M1 mode	56
圖 5 21 Type15 M1 mode輸出轉速	57
圖 5 22 Type15 M2 mode	57
圖 5 23 Type15 M2 mode輸出轉速	58
圖 5 24 Type15 Combine mode	59
圖 5 25 Type15 Combine mode輸出轉速	61
圖 5 26 Type4	61
圖 5 27 Type4實體圖	62
圖 5 28 Type4 M1 mode	62
圖 5 29 Type4 M1 mode輸出轉速	63
圖 5 30 Type4 M2 mode	63
圖 5 31 Type4 M2 mode輸出轉速	65
圖 5 32 Type4 Combine mode	65
圖 5 33 Type4 Combine mode輸出轉速	67
圖 5 34 Type11	68
圖 5 35 Type11實體圖	68
圖 5 36 Type11 M1 mode	68
圖 5 37 Type11 M1 mode輸出轉速	69
圖 5 38 Type11 M2 mode	70
圖 5 39 Type11 M2 mode輸出轉速	71
圖 5 40 Type11 Combine mode	71
圖 5 41 Type11 Combine mode輸出轉速	74
圖 5 42 Type9	74
圖 5 43 Type9實體圖	75
圖 5 44 Type9 M1 mode	75
圖 5 45 Type9 M1 mode輸出轉速	76
圖 5 46 Type9 M2 mode	76
圖 5 47 Type9 M2 mode輸出轉速	77
圖 5 48 Type9 Combine mode	77
圖 5 49 Type9 Combine mode輸出轉速	80
圖 5 50 Type33	80
圖 5 51 Type33實體圖	81
圖 5 52 Type33 M1 mode	81
圖 5 53 Type33 M1 mode輸出轉速	82
圖 5 54 Type33 M2 mode	82
圖 5 55 Type33 M2 mode 輸出轉速	84
圖 5 56 Type33 Combine mode	84
圖 5 57 Type33 Combine mode輸出轉速	86
圖 5 58 Type14-1	90
圖 5 59 Type14-1實體圖	90
圖 5 60 Type14-1 M1 mode	90
圖 5 61 Type14-1 M1 mode輸出轉速	92
圖 5 62 Type14-1 combine mode	92
圖 5 63 Type14-1 Combine mode輸出轉速	94
圖 5 64 Type24-1	95
圖 5 65 Type24-1實體圖	96
圖 5 66 Type24-1 M1 mode	96
圖 5 67 Type24-1 M1 mode輸出轉速	97
圖 5 68 Type24-1 Combine mode	98
圖 5 69 Type24-1 Combine mode輸出轉速	99
圖 5 70 Type26-1	100
圖 5 71 Type26-1實體圖	100
圖 5 72 Type26-1 M1 mode	101
圖 5 73 Type26-1 M1 mode輸出轉速	102
圖 5 74 Type26-1 Combine mode	102
圖 5 75 Type26-1 Combine mode輸出轉速	104

表目錄
表 2 1 現行電動車種類	13
表 5 1 Type3統整	87
表 5 2 Type4統整	87
表 5 3 Type9統整	88
表 5 4 Type11統整	88
表 5 5 Type15統整	89
表 5 6 Type33統整	89
表 5 7 Type14-1統整	106
表 5 8 Type24-1統整	106
表 5 9 Type26-1統整	107
表 5 10 NSK M1 mode	109
表 5 11 Type3 M1 mode	110
表 5 12 Type3 M2 mode	110
表 5 13 Type3 Combine mode	111
表 5 14 Type14-1 M1 mode	111
表 5 15 Type14-1 Combine mode	112
References
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