【正文】 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。 40% 額定電流： （不大于） 峰值電流： 額定力矩： 峰值力 矩： 額定轉(zhuǎn)速： 2021RPM 空載轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn) PA：電樞 A 相 黃粗線 0V： HALL 電源 黑細(xì)線 2021 屆機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 PB：電樞 B 相 綠粗線 SA： HALL A 相 黃細(xì)線 PC：電樞 C 相 藍粗線 SB： HALL B 相 綠細(xì)線 5V： HALL 電源 + 紅細(xì)線 SC： HALL C 相 藍細(xì)線 電機設(shè)計及制造標(biāo)準(zhǔn) GB/、 GB/、 GB/ GJB － 93 技術(shù)設(shè)備通用技術(shù)條件 設(shè)計制造要求 GJB － 93 技術(shù)設(shè)備通用技術(shù)條件 環(huán)境適應(yīng)性要求 GJB － 93 技術(shù)設(shè)備通用技術(shù)條件 檢驗規(guī)則 GJB － 93 技術(shù)設(shè)備通用技術(shù)條件 包裝、運輸、儲存 Q/－ 97 產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)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(shè)計 （ 1）蝸桿類型的選擇： 蝸桿要實現(xiàn)自鎖，低轉(zhuǎn)數(shù)、輕載荷，同時要加工方便，價格低廉等。 電機的選擇 80BLM3A800112V2021R250W 直流無刷電機。 渦輪轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩扭矩： 2021 屆機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)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(shè)渦輪蝸桿的減速比為 62i? 蝸桿轉(zhuǎn)速： 1 2021rpmn ? ； 渦輪轉(zhuǎn)速： 2 ? 蝸桿轉(zhuǎn)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。最大負(fù)載出現(xiàn)在 A 和 B 處。 （ 2）根據(jù)上述條件設(shè)計及計算功率、扭矩。 2021 屆機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 第 3 章 計算及設(shè)計 前、后離合器執(zhí)行機構(gòu)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。當(dāng)前渦輪蝸桿已經(jīng)系列化，應(yīng)用廣泛，加工方便，價格低廉，容易實現(xiàn)大批 量生產(chǎn)。第一種方案采用滑動螺旋傳動，螺紋間有側(cè)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。 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。電機選擇 1575r/min，轉(zhuǎn)速較低，價格也稍貴。 最大負(fù)載出現(xiàn)在 A 和 B 處。 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(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)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。 方案一：齒輪 — 螺旋傳動 2021 屆機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)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(gòu)不變。它們之間的力幾何關(guān)系如下： 2121LFFL? 110FFAA? 220 20 1 1 21 1 11A LddF F F FA d L d? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 其中 21 LL ? ， 21 dd??????? 則 ? 2021 屆機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 即得出執(zhí)行機構(gòu)末端所需的力為分離軸承所需力的 倍。液壓缸的液壓由汽車內(nèi)部的總泵提供。 2021 屆機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 離合器終端傳動要求 （ 1）離合器液壓傳動部分結(jié)構(gòu)不做改變，其結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。 3）防護等級：防潛水。 （ 7）防護要求： 1）輸出軸與殼體之間應(yīng)設(shè)有防潛水機 構(gòu)。 （ 6）工作壽命：機械壽命取決于額定負(fù)荷條件下滾動軸承和軸承套之間，以及內(nèi)部渦輪蝸桿的磨損（內(nèi)部耐久性試驗：在額定負(fù)荷條件下工作次數(shù)大于 20 萬次）。 （ 4）執(zhí)行精度要求：前后執(zhí)行機構(gòu)動力輸出點小于 。 （ 3）負(fù)荷要求：前離合器膜片彈簧 分離指處最大分離力為 1310N, 總泵復(fù)位彈簧行程為 30mm，彈簧彈性系數(shù)為 。 離合器執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計要求 離合器執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計參數(shù)要求 離合器執(zhí)行機構(gòu)是用來實現(xiàn)離合器分離與接合的動力提供裝置，為了保證離合器的正常、持久地工作，需要滿足如下的要求： （ 1）執(zhí)行時間要求，在電控部分符合要求情況下，各執(zhí)行機構(gòu)要保證如下執(zhí)行時間要求：前離合器： 秒；后離合器： 秒。 2021 屆機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 2021 屆機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 第 2 章 總體方案確定 前、后離合器執(zhí)行機構(gòu)都是在原離合器上改裝的，其傳動方式相同，結(jié)構(gòu)相似。 畢業(yè)設(shè)計的基本思路是：首先了解自動變速器特別是 AMT 技術(shù)的發(fā)展與趨勢，然后基于原離合器提出幾種可行 AMT 自動離合器執(zhí)行機構(gòu)的方案，進而通過對比確定其中的一種方案作為最終設(shè)計方案。 內(nèi)容要求：在現(xiàn)有傳統(tǒng)手動變速器的基礎(chǔ)上，不改動 160 變速箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只改動離合器操縱機構(gòu)，設(shè)計離合器執(zhí)行機構(gòu)，設(shè)計機構(gòu)滿足設(shè)計要求與技術(shù)指標(biāo)，具體設(shè)計要求與技術(shù)指標(biāo)見《 AMT 機械執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計要求與驗收標(biāo)準(zhǔn)》。本文的工作僅為自動離合器執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計。特別是在當(dāng)前電子技術(shù)比較成熟的情況下，如果能夠較好的解決 AMT 自控系統(tǒng)的技術(shù)問題，使其性能與 AT 相當(dāng)，則可以取代 AT，具有相當(dāng)廣闊的市場前景。 本文研究的主要內(nèi)容 AMT 是在原有的機械式手動變速器結(jié)構(gòu)不變的情況下，通過加裝微機控制的自動操縱機構(gòu)，取代原來由駕駛員人工完成的離合器分離、接合、換檔以及發(fā)動機相應(yīng)同步調(diào)節(jié)等操作，最終實現(xiàn)換檔全過程操縱的自動化。由于離合器工作過程的動力學(xué)模型本身 存在變結(jié)構(gòu)非線性、時變和滯后等特性，而且離合器接合過程存在互相矛盾的評價指標(biāo)，既要起步平穩(wěn)又要減少磨損 【 8】 。 自動離合器研究的重點問題 起步控制一直是困擾自動離合器的難題，也是 AMT 自動變速的性能比AT 差的主要原因。自動離合器主要由傳感器信號采集、 ECU 邏輯判斷及執(zhí)行機構(gòu) 動作三個部分組成。 圖 12 離合器控制組成原理 【 7】 自動離合器工作原理如圖 12 所示。為了減輕駕駛員的勞動強度，自動離合器應(yīng)運而生。 自動離合器的研究與開發(fā)現(xiàn)狀 自動離合器的構(gòu)成和基本原理 離合器作為傳動系中的一個重要環(huán)節(jié)，它起著傳遞或者中斷動力的作2021 屆機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 用。國內(nèi)外都采用智能方法進行此方面的研究，智能化 IAMT 在復(fù)雜多變的外界條件下 使車輛的換檔和起步性能有進一步的提高。但是該時期的產(chǎn)品本身仍存在著明顯的缺點：如換檔規(guī)律仍不完善，在坡道彎道等特殊道路條件下出現(xiàn)頻繁和意外的換檔現(xiàn)象；離合器的控制也不完美，造成車輛起步與換檔時的沖擊現(xiàn)象，舒適性很差。它彌補了 AT 價格高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺陷，提供廉價的全自動變速器產(chǎn)品。其標(biāo)志是 1984 年 ISUZU 投放于市場的 NAVAI5 電控機械式自動變速器。 （ 2） .全自動 AMT 階段（ 1984— 1990）。但由于受當(dāng)時電子技術(shù)水平的限制其效果并不理想。同時在換檔手柄上安裝開關(guān)傳感器，確保駕駛員換檔時分離和接合離合器。Sachs 公司的 Saxomat 便是基于這一思想的較為成熟的 AMT產(chǎn)品。 AMT 自動變速系統(tǒng)發(fā)展 AMT 的發(fā)展大致可分為以下三個階段 【 3】 。自動離合器執(zhí)行機構(gòu)、自動換檔執(zhí)行機構(gòu)和自動油門調(diào)節(jié)機構(gòu)相互獨立。其基本工作原理如圖 11所示。 AMT 自動變速技術(shù)的發(fā)展與趨勢 AMT 的控制原理 AMT 保持原有的機械變速器結(jié)構(gòu)不變，通過加裝微機控制的自動操縱2021 屆機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 機構(gòu)，取代原來由駕駛員人工完成的離合器分離、接合、換檔以及發(fā)動機相應(yīng)同步調(diào)節(jié)等操作，最終實現(xiàn)換檔全過程序列操縱的自動化。由于電子、計算機技術(shù)的發(fā)展，高檔轎車生產(chǎn)成本降低，轎車正以加速 的步伐進入我國普通家庭。就我國汽車行業(yè)現(xiàn)狀而言，汽車廠家生產(chǎn)的轎車和客車大多數(shù)是手動操縱，與當(dāng)今汽車發(fā)展潮流極不相稱。隨著電子控制技術(shù)的發(fā)展，電控自動變速器的性能 不斷完善，價格不斷降低，在汽車上的應(yīng)用日益廣泛。汽車變速系統(tǒng)整體上是由手動換檔向自動換檔變速發(fā)展，尤其是高速發(fā)展的計算機技術(shù)應(yīng)用于換檔變速系統(tǒng)，使汽車自動變速技術(shù)得到了充分的發(fā)展，其理論與設(shè)計水平也達到了相對的完善?，F(xiàn)在的汽車正 在逐步電子化、自動化。奔馳 （ KralBenz） 發(fā)明汽車開始，在人類的不斷追求汽車先進性能和功能下，汽車技術(shù)不斷向前