面对世界石油资源的日益减少以及汽车尾气对城市空气污染加剧,各国都在千方百计降低汽车的燃料消耗和新能源的开发研究工作,以减轻对石油资源的过分依赖,降低汽车尾气对环境造成的破坏。以混合动力车动力耦合装置为研究对象,根据河北客车厂HB6732轻型客车的相关参数及动力性能要求,综合国内外研究成果,设计研发了与之发动机相匹配的新型动力耦合装置,以实现轻型客车的油电动力耦合。首先,对该动力耦合装置进行了总体设计内容规划,主要包含了适配电机参数匹配、行星齿轮耦合器设计以及电磁锁死控制单元结构设计。根据HB6732型轻型客车的动力性要求,结合电机的类型和特点,确定了适配电机的类型及功率参数。通过分析典型行星齿轮传动类型的性能参数及特点,确定了行星齿轮耦合器的传动型式,参考动力性指标的计算结果,计算了行星轮系的相关参数。根据锁死机构的功能需求,对电磁锁死控制单元进行了结构设计。其次,利用等效杠杆法对耦合过程中的关键点进行了计算。在基于转速的控制下,分别对电机驱动车辆起步、发动机介入、电磁锁死控制单元工作等过程进行了分析。最后汇总了从起步到最高车速的整体耦合过程,得到了运动过程中行星轮系各部件的转速变化,并在ADAMS中对行星齿轮耦合器进行仿真,利用MATLAB软件对仿真结果进行处理,得到了车辆行驶速度与加速度曲线。通过对速度和加速度曲线进行分析,得到了车辆行驶过程中的最大载荷情况,为ANSYS Workbench有限元分析提供分析数据。最后,利用Solidworks建立了耦合装置的三维实体模型,在ANSYS Workbench中对其进行有限元分析。为了保证分析结果的准确性,利用HyperMesh软件进行了六面体网格划分,并将有限元模型导入ANSYS Workbench中进行联合仿真。运用ANSYS Workbench的静力分析模块和Fatigue tool工具箱,对行星齿轮耦合器最大载荷情况进行了强度、刚度和可靠性分析,同时利用Block Lanczos法,对各个工作状态进行了模态分析,得到了行星齿轮耦合器的固有频率和振型。由分析结果可以看出,行星齿轮耦合器满足各方面设计要求。