【正文】 味著速度極限更低，通常為 公 h，甚至降到 ，這意味汽車的安全性進一步提高。驅動輪和非驅動輪都適用。第二階段，變形進一步擴展，輪轂軸沿徑向擴展，與內(nèi)圈倒角接觸。在第三階段，由于沖頭壓力使內(nèi)圈載荷逐漸增大直至飽和，旋壓結束后，甚至沖頭已抬起，內(nèi)圈載荷仍未消除，仍保留某些載荷。在這種巨大壓力作用下，球與滾道受到擠壓，在加工過程軸承很可能損壞，而旋壓模鍛只在局部產(chǎn)生變形并且只用很小的壓力。 根據(jù)各項試驗的結果， NsK 新開發(fā)的旋壓成形內(nèi)圈自鎖第三代輪轂軸承等同于甚至優(yōu)于帶鎖緊螺母的傳統(tǒng)型輪轂軸承。輪轂軸承正逐步成為與車輪支承總成連為一體的內(nèi)部部件，第四代已研制成功，距離實用化不會遙遠。 我國與工業(yè)發(fā)達國家的技術差距主要是制造技術方面的差距，軸承制造業(yè)也不例外。 我國軸承制造業(yè)必須在借鑒國外先進經(jīng)驗的基礎上自主開發(fā)本國的先進制造技術。 汽車輪轂軸承單元的發(fā)展和前景 隨著輪轂軸承單元一代一代改進和發(fā)展，結構剛性越來越高、可靠性越來越強、安裝維護越來越方便，特別是第三代輪轂軸承單元，性能優(yōu)良、安裝方便，深受汽車設計師和汽車用戶的青睞。下表是 2020年國內(nèi)外轎車所用各代汽車輪轂軸承單元情況 13 的大致比例，基本上能反映市場的實際情況。 表 國 內(nèi)外各轎車 輪轂軸承 比較 國家為扶持汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，制定了多項產(chǎn)業(yè)鼓勵政策。通過如上的分析預測，我們對汽車輪轂軸承單元的發(fā)展前景有了非常清晰的認識，可以確定，汽車輪轂軸承單元，尤其是第三代輪轂軸承單元，集成了傳統(tǒng)滾動軸承和現(xiàn)代電子技術于一體，將是一個非常具有市場潛力的新生代產(chǎn)品，從而也為傳統(tǒng)的滾動軸承產(chǎn)品開辟了一個全新的發(fā)展空間 . 14 第二章 擺動輾壓基本原 理及工藝點 擺動輾壓的原理 擺輾工模具的運動形式比較復雜。下模的旋轉與錐體模同步。 15 圖 擺輾機擺頭運動示 意圖 由于攻擊變形與模具和工件之間的相對運動有關，所以必須分析模具與工件的運動關系。由于錐體模在工件上滾動，其接觸摩擦是滾動摩擦，摩擦力小，因而更有利于金屬的塑性流動，能充分發(fā)揮軋制變形的特性，減少了錐體模的滑動磨損，成為擺輾的一個優(yōu)點。實踐證明，加工相同鍛件，其輾壓力僅是常規(guī)鍛造方法變形力的 1/5～ 1/20； （ 2）產(chǎn)品質量高，節(jié)省原材料，可實現(xiàn)少無切削加工。 （ 4）勞動環(huán)境好，勞動強度低。而立式機床又可分單立柱式和多立柱式，下圖為立式方案的簡圖： 18 圖 確定方案：四柱立式結構 19 單柱式方案：一根立柱既要承受拉伸力，又要承受切應力，立柱彎曲變形情度較大。一種液壓機工作臺四柱支撐結構，在液壓機下梁頂出缸接觸面上至少設置有四組支撐柱，各組支撐柱分為上支撐柱和下支撐柱，上支撐柱與液壓機移動工作臺連接固定，下支撐柱連接固定在下梁與 下梁頂出缸接觸面上，在上支撐柱和下支撐柱之間設置有一定的間隙，與下梁頂出缸連接的液壓墊上開有大于上支撐柱和下支撐柱直徑的導向孔。 運動功能分析 本機床主運動為電動機主軸帶動鉚頭旋轉，進給運動設計為液壓缸驅動工作臺進行鉚接，同時考慮到縮短鉚接工作行程，設計工作臺升降機構形式，調(diào)節(jié)工作臺與動力的距離，減少鉚接過程的空行程。 機床總體結構布局設計 機床的總體布局設計需要根據(jù)工作的要求，充分考慮到操作方便，加工效率高，性能穩(wěn)定、安全，加工質量好等因素；對于立式鉚接擺輾機包括主傳動部分、進給傳動部分、床身本體、電控與液壓系統(tǒng)，液壓站和電控箱，開關等。對于液壓站其包括了液壓系統(tǒng)的 供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置等，將其獨立于機床之外，可以使安裝維修方便，液壓裝置的振動、發(fā)熱都與機床隔開。這種立案讓動力頭只負責旋轉軌跡運動，而縱向往復運動則由工作臺來完成。工作臺把原先四柱或 單柱支持改成液壓升降機構實現(xiàn)上下位移，實現(xiàn)起來很簡單，液壓系統(tǒng)不復雜，更加有利于現(xiàn)代化生產(chǎn)。 因為絲桿直接支撐工作臺和調(diào)節(jié)工作臺的高低，絲桿承 22 受了絕大部分的鉚接力，所以有必要對絲桿進行強度計算來選擇其尺寸。 參照設計要求發(fā)現(xiàn)，滑動螺旋和滾動螺旋均可滿足要求。 (1)滾珠絲桿副的選用與校核計算 導軌摩擦力 F=μ (4)計算動載荷 Ca’ Ca’ =Kh 轉速系數(shù) Kn=（ ） 1/3,其中 n是絲桿轉速； 短行程系數(shù) KL=。 Fm=900N 其中 fc：與滾珠絲桿副滾道的幾何形狀制造精度和材料有關的系數(shù)一圈螺紋滾道內(nèi)的鋼球數(shù)量 Z=л d0/Dw； 鋼球滾到便面在接觸點處的公法線與螺紋軸線的垂直線間 的夾角 a=45 o 由上可知： Ca大于 Ca′ （ 7）驅動轉矩 T 24 T=(Fm* d0/2)tan（λ +ρ ′ ） =750*5* tan（λ +ρ ′ ） =例如既有徑向又有軸向聯(lián)合載荷一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，如徑向載荷大，軸向載荷小，可選深溝球和外圈都有擋邊的圓柱滾子軸承，如同時還存在軸或殼體變形大及安裝對中性差，可選用推力調(diào)心滾子軸承。⑥ 軸向游動。 絲桿的強度計 算 和穩(wěn)定性計算 機床絲杠不僅要能準確地傳遞運動，而且還要能傳遞一定的動力。由于絲桿在此處工作時只承受軸向壓力（或拉力） F 的作用而不受扭矩 T 的作用所以其強度條件為 ? ?221143caTFAd??? ? ? ? ????? 則其 螺桿強度的計算公式為 工作溫度 /℃ 120 125 150 175 200 ft 27 ? ?4F???1d 根據(jù)螺桿強度的計算公式 ? ?4 4 150000 52 mm? ? ??? ? ??1d=52mm 根據(jù)標準尺寸，選取絲桿的大徑尺寸為 D=110mm,小徑 1d =103mm,螺距為P=3mm。通過控制脈沖個數(shù)即可以控制角位移量，從而達到準確定 位的目的；同時通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為 度而五 相步進角一般為 度。 a=360 度（轉子齒數(shù) J*運行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉子齒為 50 齒電機為例。 雖然靜轉矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉子間的氣隙有關，但過份采用減小氣隙，增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這樣會造成電機的發(fā)熱及機械噪音。如下圖 4 所示： 圖 負載特性圖 步進電機均有固定的共振區(qū)域，二、四相感應子式步進電機的共振區(qū)一般在180250pps 之間（步距角 度）或在 400pps 左右（步距角為 度 ），電機驅動電壓越高，電機電流越大，負載越輕，電機體積越小，則共振區(qū)向上偏移，反之亦然，為使電機輸出電矩大，不失步和整個系統(tǒng)的噪音降低，一般工作點均應偏移共振區(qū)較多。為了防止步進電機掉步，電動機的啟動頻率不應過高，啟動后在逐漸升高脈沖頻率。 低頻共振、倍頻共振。它包括轉子慣量與負載轉動慣量。大功率步進電機需加機械阻尼裝置。步進電機 低 頻共振現(xiàn)象是客觀存在的 抑制步進電機產(chǎn)生振動的辦法及措施 步進電機都存在內(nèi)阻尼，這是由于電機振動時，在定子繞組中產(chǎn)生一個電勢，在該電勢作用下產(chǎn)生一個電流，它與轉子相互作用產(chǎn)生轉矩，此轉矩與轉子運動 31 方向相反，起到阻尼作用，實質是振 動能量轉換成電能被吸收掉，從而抑制振動。在某些系統(tǒng)中因其工作速度的要求，工作在電機的共振區(qū)，更有甚者負載的共振頻率與電機的共振頻率接近。 采用高導磁材料構成齒狀轉子和定子，其結構簡單，生產(chǎn)成本低，步距角可以做的相當小，但動態(tài)性能相對較差。它的出力大，動態(tài)性能好；但步距角一般比較大。 3）最后選型為： 90BYG4501（ 2 相） 混合 步進電機 90BYG4501 的參數(shù) 33 圖 電機性能圖 34 圖 電機尺寸圖 35 第五章 控制系統(tǒng)硬件電路設計 微控 部分 （模擬模式） 工作臺的升降由步進電機控制， 通過電腦端輸出控制命令，經(jīng)單片機的處理控制步進電機的運轉。且 atmega 系列的單片機可以在線編程、調(diào)試，方便地實現(xiàn)程序的下載與整機的調(diào)試。 AVR 單片機內(nèi)嵌高質量的 Flash 程序 存儲器，擦寫方便，支持 ISP 和 IAP，便于產(chǎn)品的調(diào)試、開發(fā)、生產(chǎn)、更新。 AVR 單片機片內(nèi)具備多種獨立的時鐘分頻器，分別供 URAT、 I2C、 SPI 使用。 面向字節(jié)的高速硬件串行接口 TWI、 SPI。 AVR 單片機具有多種省電休眠模式，且可寬電壓運行（ ），抗干擾能力強，可降低一般 8 位機中的軟件抗干擾設計工作量和硬件的使用量。并且在熔絲位里，可以控制復位時的額外時間，故 AVR 外部的復位線路在上電時，可以設計得很簡單：直接拉一只 10K的電阻到 VCC 即可 (R0)。 晶振電路的設計 圖 晶振電路 Mega16 已經(jīng)內(nèi)置 RC 振蕩線路，可以產(chǎn)生 1M、 2M、 4M、 8M 的振蕩頻率。不過為了線路的規(guī)范化， 仍建議接上。 串口通信 計算機與其它設備 經(jīng)由線路相互交換數(shù)據(jù)，便是通信。終端節(jié)點的數(shù)據(jù)傳送出去時，必須先將數(shù)據(jù)轉換為電氣信號，以便在傳輸路上傳遞，而負責數(shù)據(jù)與電氣信號轉換的設備成為數(shù)據(jù)通信設備 (Data Communication Equipment, DCE )，如調(diào)制解調(diào)器 (Modem )、電平轉換芯片 MAX232, MAX485 等。 串行通信 是通過一對（或兩對）電纜，將發(fā)送方與接受方連接， 一次只傳輸一位，數(shù)據(jù)依次按位順序移動。 其內(nèi)部電路采用的是“單端驅動、非差分接收”接口電路 。 MAX232 是一種雙組驅動器 /接收器，片內(nèi)含有一個電容性電壓發(fā)生器以便在單 5V電源供電時提供 EIA/TIA232E 電平。每個驅動器將 TTL/CMOS 輸入電平轉換為 EIA/TIA232E 電平。 2） 半雙工 (Half Duplex)：發(fā)送和接收數(shù)據(jù)分時使用同一條傳輸線路，即在 同一時刻只能進行一個方向的數(shù)據(jù)傳送，通信雙方不能同時收發(fā)數(shù)據(jù)。 unsigned char dcode[5]={0X0A,0X09,0X05,0X06,0X00}。K5。 _delay_ms(1000)。 //LCD 初始化 uart_init()。 switch(i) { case 0x41: LCD_write_char(0x01,0)。 case 0x42: LCD_write_char(0x01,0)。 StepMotor(1,10)。 LCD_write_string(0,1,WAITING FOR YOU)。 DDRB|=0X0F。//正向 else concode=dcode[K]。jnum。 ( a ) 單 工( b ) 半 雙 工( c ) 全 雙 工 圖 串行通信操作方式 42 圖 串口通信圖 驅動板 圖 驅動板原理圖 43 第六章 控制系統(tǒng)程序設計 系統(tǒng)流程圖設計 程序流程圖如下圖 所示 圖 程序流程圖 程序清單 /*==================================*//主文件 include avr/ //包含的頭文件 include avr/ include util/ include include void StepMotor(unsigned char dir,int num)//轉向、步數(shù) { unsigned char K,j,concode。 根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方向以及能否同時接收或發(fā) 送數(shù)據(jù)，串行通信操作方式可分為單工、半雙工和全雙工三種，如圖所示。這些接收器具有 的典型遲滯，而且可以接收177。邏輯“ 1， 3^ISV接收器的輸入檢測電平為 :邏輯“ 0, f3V。 輪對壓裝機 系 統(tǒng)計算機與 PLC 之間的通信 之間都采用串行通信方式。 DTE 和 DCE 間的數(shù)據(jù)傳輸線路通常采用 RS232 和 RS485 標準協(xié)議，而傳輸?shù)慕橘|有雙絞線、同軸電纜、光纖和無線電等。一個完整的通信系統(tǒng)包括發(fā)送端、接收端、轉換數(shù)據(jù)的接口及 傳送數(shù)據(jù)的實際通道。使用雙排 2＊ 5 插座。早期的 90S 系列，晶振兩端均需要接 22pF 左右的電容。 D3(1N4148)的作用有兩個：作用一是將復位輸入的最 高電壓鉗在 Vcc+ 左右，另一作用是系統(tǒng)斷電時，將 R0(10K)電阻短路，讓 C0 快速放電，讓下一次來電時，能產(chǎn)生有效的復位。 37 M16 的引腳說明 圖 ATmega16 引腳圖 AVR 單片機的 I/O 線全部帶可設置的上拉電阻、可單獨設定為輸入 /輸出、可設定（初始）高阻輸入、驅動能力強（可省去功率驅動器件）等特性，使的得I/O 口資源靈活、功能強大、可充分利用 。 SPI 支持主 /從機等 4 種組合的多機通信。 AVR 單片機獨有的“以定時器 /計數(shù)器（單） 36 雙向計數(shù)形成三角波 ，再與輸出比較匹配寄存器配合，生成占空比可變、頻率可變、相位可變方波的設計方法 (即脈寬調(diào)制輸出 PWM)”更是令人耳目一新。片內(nèi)大容量