【文章內容簡介】 0 1 1 21 1 11A LddF F F FA d L d? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 其中 21 LL ? ， 21 dd??????? 則 ? 2021 屆機械設計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 9 即得出執(zhí)行機構末端所需的力為分離軸承所需力的 倍。 離合器執(zhí)行機構傳動方案及其初步計算 為了實現(xiàn)主泵推桿的直線運動，對其執(zhí)行機構提出了三種傳動方案，并進行了簡單的計算，以便比較、選取最佳傳動方案。 方案一：齒輪 — 螺旋傳動 2021 屆機械設計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 10 方案三：諧波減速器傳動 該方案是把方案二中的蝸桿 減速器換成諧波減速器，外部的曲柄連桿機構不變。動力有電機提供，通過諧波減速器減速，傳給轉盤，然后通過曲柄連接桿傳給總泵推桿，如圖 24。 圖 24 諧波減速傳動 （ 1） 初步計算（按后離合器參數(shù)） 總泵推力： 875 262 .5FN? ? ?泵 取 F泵 =300N 總泵速度： 30 7 5 / 4 .5 / m in0 .4 m m s mv ? ? ?泵 0 3 0 0 0 .0 7 5 2 2 .5FWvP ? ? ? ?泵泵 2021 屆機械設計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 11 方案中使得： A、 B、 C、 D 在同一直線上，則 AB 之間 的距離為總泵行程 30mm。 設三角形 OAB 為等邊三角形，則角 AOB 為 60 度。 最大負載出現(xiàn)在 A 和 B 處。 m a x300 3 4 6 . 4 2c o s 3 0 c o s 3 0 NFF?????泵 轉盤最大轉矩扭矩： m a x m a x 34 6. 42 0. 03 0 10 .3 93L N mTF ? ? ? ? ? ? 轉盤轉速： 6 0 6 0= = 2 5 r / m in0 .4 3 6 0n ???轉 盤 轉盤輸出功率： m a x 1 0 . 3 9 3 2 5= = = 2 7 . 2 0 6 W9 . 5 5 0 9 . 5 5 0TnP ? ?轉 盤轉 盤 去諧波減速器的傳遞效率為： =?諧 波 則諧波減速器的輸入功率為： in= = = 3 4 .0 0 7 5 W ? 轉 盤諧 波 諧 波 ， 即為電機的輸出功率 in= = 34 .0 07 5 WPP電 機 諧 波 設電機效率： =?電 機 ， 則電機的額定功率為： 2021 屆機械設計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 12 3 4 .0 0 7 5= = = 4 0 .0 10 .8 5 WPP ? 電 機額 定電 機 取諧波減速器的減速比為： i=63 電機的最小轉速為： m in i= 25 63 = 15 75 / m innn r? ? ?電 機 轉 盤 則電機的轉矩最小為 : m i n m i n9 . 5 5 0 1 0 . 0 1 9 . 5 5 0= = = 0 . 2 4 3 N m1575T nP ? ? ?額 定電 機 電 機 諧波減速器輸入 轉矩： ininm i n9 . 5 5 0 3 4 . 0 0 7 5 9 . 5 5 0= = = 0 . 2 0 6 N m = 0 . 0 0 2 0 6 N m1575T nP ? ? ??諧 波諧 波 電 機 諧波減速器選擇（如圖 25，具體參數(shù)見《機械設計手冊 軟件版 第三版》）： 機型 : 25 柔輪內徑 /mm: 25 模數(shù) /mm: 傳動比 i: 63 效率η (%): η =80 圖 25 諧波減速器結構 2021 屆機械設計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 13 （ 2）方案特點 該方案采用諧波減速器減速，減速器可以直接采購，減輕設計任務；但是諧波減速器價格較貴，提高了成本。電機選擇 1575r/min，轉速較低，價格也稍貴。所以，雖然結構簡單，設計周期縮短，但是經(jīng)濟行不好 。 方案的確定 上述提出了三種方案，第一種方案是采用齒輪螺旋傳動，第二種方案是采用蝸桿傳動，第三種方案是采用諧波減速傳動，各有各的特點。第三種方案相對于前兩種方案，傳動效率要高出很多，但是經(jīng)濟型差，把減速部分用外購的諧波減速器，對公司來說相當于把減速器外包給其他廠家，不利于利潤的提高。第一種方案采用滑動螺旋傳動，螺紋間有側向間隙，方向是有空行程，定位精度及軸向剛度較差，不容易滿足間隙要求。第二種方案效率與第一方案差不多，但是精度較好。當前渦輪蝸桿已經(jīng)系列化，應用廣泛，加工方便，價格低廉，容易實現(xiàn)大批 量生產(chǎn)。 綜上所述，前、后離合器執(zhí)行機構采用第二種方案 —— 蝸桿傳動。 2021 屆機械設計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 14 第 3 章 計算及設計 前、后離合器執(zhí)行機構均采用蝸桿 — 曲柄連桿傳動，這一章將進行電機的選擇、渦輪蝸桿參數(shù)計算、曲柄連桿計算等工作。 前離合器執(zhí)行機構設計計算 總體計算 （ 1） 前離合器：總泵推桿行程為 35mm，分離撥叉最大分離力為1310N。 （ 2）根據(jù)上述條件設計及計算功率、扭矩。 前離合器總泵推力： 0 .3 1 3 1 0 3 9 3FN? ? ?泵 取 F泵 =400N 方案中使得： A、 B、 C、 D 在同一直線上，則 AB 之間的距離為總泵行程 35mm。最大負載出現(xiàn)在 A 和 B 處。取角 AOB 為 度（參見圖 23）。 渦輪轉速： 7 7 .4 2 6 0= = 3 2 .2 5 8 r / m in0 .4 3 6 0n ? ??渦 輪 曲柄的半徑為： 35 5 6 .0s i n ( 7 7 .4 2 / 2 )l mmr ?? 渦輪提供最大的力為： m a x 400 5 1 2 . 6 1c o s 3 8 . 7 1 c o s 3 8 . 7 1 NFF ?????泵 渦輪最大轉矩扭矩： 2021 屆機械設計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 15 m a x 5 1 2 .6 1 0 .0 5 5 9 7 2 8 .6 9l NmT F r? ? ? ? ? ?渦 輪 出 渦輪輸出功率： 2 8 . 6 9 3 2 . 2 5 8= = = 9 6 . 9 1 W9 . 5 5 0 9 . 5 5 0nTP ? ?渦 輪 出 渦 輪渦 輪 出 選取阿基米德螺線圓柱蝸桿，要實現(xiàn)自鎖，則傳動效率為 =?渦 取四個軸承效率為 ，則總效率為 4= = ? ?總 則蝸桿的輸入功率為： = = = 2 4 6 .1 5 ?渦 輪 出蝸 桿總 初設渦輪蝸桿的減速比為 62i? 蝸桿轉速： 1 2021rpmn ? ； 渦輪轉速： 2 ? 蝸桿轉矩： 29 . 5 5 0 2 4 6 . 1 5 9 . 5 5 0= = = 1 . 1 7 5 N m2021T nP ? ? ?蝸 桿蝸 桿 電機的選擇 直流有刷電機壽命太短，僅一兩年左右，故無刷電機，并且汽車提供的電壓，一般為直流 12V。 根據(jù)上述計算，蝸桿的輸入功率 ，蝸桿轉速 2021r/min，轉矩。 電機的選擇 80BLM3A800112V2021R250W 直流無刷電機。 2021 屆機械設計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 16 電氣技術參數(shù) 額定功率： 額定電壓： 12VDC177。 40% 額定電流： （不大于） 峰值電流： 額定力矩： 峰值力 矩： 額定轉速： 2021RPM 空載轉速： 2400RPM 空載電流： （不大于） 極對數(shù)： 8 POLES 絕緣等級 : B 級 常態(tài)絕緣電阻： 100 兆歐 絕緣介電強度： AC/1500V/1 分鐘，泄漏電流不大于 10mA 防護方式： IP55 冷卻方式：機體自冷 出線長度： 米 溫升 50K 機械結構參數(shù)（如圖 31） 安裝方式：法蘭安裝 出力軸直徑： 10mm 電機外徑： 80mm*80mm 端面尺寸：見下圖 電機高度： 80mm 凸緣支口： 62mm 如圖 31 電機尺寸 電氣接口標準 PA：電樞 A 相 黃粗線 0V： HALL 電源 黑細線 2021 屆機械設計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 17 PB：電樞 B 相 綠粗線 SA： HALL A 相 黃細線 PC：電樞 C 相 藍粗線 SB： HALL B 相 綠細線 5V： HALL 電源 + 紅細線 SC： HALL C 相 藍細線 電機設計及制造標準 GB/、 GB/、 GB/ GJB － 93 技術設備通用技術條件 設計制造要求 GJB － 93 技術設備通用技術條件 環(huán)境適應性要求 GJB － 93 技術設備通用技術條件 檢驗規(guī)則 GJB － 93 技術設備通用技術條件 包裝、運輸、儲存 Q/－ 97 產(chǎn)品環(huán)境適應性試驗程序 Q/－ 97 產(chǎn)品老化和可靠性試驗控制程序 蝸桿渦輪設計 （ 1）蝸桿類型的選擇： 蝸桿要實現(xiàn)自鎖，低轉數(shù)、輕載荷，同時要加工方便，價格低廉等。所以選擇阿基米德蝸桿，蝸桿頭數(shù)為 1，右旋，如圖 32。 圖 32 阿基 米德蝸桿 （ 2）參數(shù)計算及其校核 從圓柱蝸桿、渦輪參數(shù)的匹配（ GB 10085— 85）中選擇推薦的參數(shù)，選擇傳動比 62，中心距 50mm，模數(shù) ，蝸桿頭數(shù) 1，渦輪齒數(shù) 62，能夠自鎖。具體的參數(shù)如下報告： 傳動參數(shù)： 蝸桿輸入功率： 蝸桿類型：阿基米德蝸桿 (ZA 型 ) 蝸桿轉速 n1： 2021r/min 蝸輪轉速 n2： 使用壽命： 100000 小時 2021 屆機械設計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 18 理論傳動比： 62 蝸桿頭數(shù) z1： 1 蝸輪齒數(shù) z2： 62 實際傳動比 i： 62 蝸桿蝸輪材料： 蝸桿材料： 45 蝸桿熱處理類型：淬 火 蝸輪材料： ZCuZn25Al6Fe3Mn3 蝸輪鑄造方法：離心鑄造 疲勞接觸強度最小安全系數(shù) SHmin； 彎曲疲勞強度最小安全系數(shù) SFmin； 轉速系數(shù) Zn： 壽命系數(shù) Zh； 材料彈性系數(shù) Ze： 157N^蝸輪材料接觸疲勞極限應力σ Hlim： 550N/mm^2 蝸輪材料許用接觸應力 [σ H]： ^2 蝸輪材料彎曲疲勞極限應力σ Flim： 605N/mm^2 蝸輪材料許用彎曲應力 [σ F]： ^2 蝸輪材料強度計算： 蝸輪軸轉矩 T2: 蝸輪軸接觸強度要求 :m^2d1≥ ^3 模數(shù) m: 蝸桿分度圓直徑 d1: 蝸輪材料強度校核： 蝸輪使用環(huán)境：平穩(wěn) 蝸輪載荷分布情況：平穩(wěn)載荷 蝸輪使用系數(shù) Ka： 蝸輪動載系數(shù) Kv： 1 2021 屆機械設計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 19 蝸輪動載系數(shù) Kv： 1 導程角系數(shù) Yβ： 蝸輪齒面接觸強