传动设计报告

传动组设计报告
出于对设计成本、加工及安装难度的综合考虑,云电车队的传动方案选择单级链传动。链传动相对齿轮传动具有结构简单,制造及安装精度要求都较低的优点,而单级链传动需求空间小,能适应赛车后部空间紧缺的问题。云电车队的传动流程基本如下:电机轴通过花键与小链轮相连,小链轮通过链条将电机的转矩传递给大链轮;大链轮通过螺栓螺母与转接法兰盘相连,转接法兰盘通过花键与托森差速器相连,通过花键能带动差速器外壳体与其一起转动;差速器的两端分别插有内球笼,可以根据两个后轮不同的负载进行差速;内球笼通过半轴与外球笼相连,外球笼通过花键与轮毂相连,动力一直根据这条路线传递给轮毂,最终传递给两个后轮。
在传动部分设计的初期,最重要的就是链条型号及链轮尺寸的选型。
链条型号主要根据赛车的极限工况以及经验来选择。其中节距p越大,则链条的承载能力就越高,但总体尺寸也会随之增大,多边形效应显著,振动、冲击和噪声也较为严重。综合大排量摩托车常用的链条型号,选择型号为530的链条来传递电机转矩。其参数如下表所示:肘型电缆头
表1  530链条参数表
由于选定传动比为5,大链轮的尺寸为小链轮的5倍,所以尽管小链轮齿数不宜过小,但综合考虑大链轮的尺寸和赛车后部布置问题,同时齿数要与偶数的链节数互质的原则,选择小链轮的齿数为11,大链轮的齿数定为55。小链轮选择45号钢,大链轮选择40cr为原材料,两者均用高频淬火并回火来提高齿的硬度。根据链轮基本参数的计算公式,可得计算结果如下表所示:
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表2 链轮参数表
一个度导航小链轮套在电机的输出花键轴上,所以小链轮的中心为与电机花键轴配合的花键孔,参数为:
表3 电机输出轴花键参数表
小链轮若直接套在电机轴上,当电机转动时受到轴向力则会使小链轮相对电机轴有轴向的运动,这样将会导致链条偏离一定的角度,严重影响传动的稳定性,所以必须设计小链轮的固定支架来限制其轴向运动。由于电机输出轴所在端的端面有三个定位孔用来固定电机,可以利用这三个孔来固定支架的轴承座,同时在轴承座内安装合适尺寸的高速轴承(深沟球轴承,型号:60917),将设计好的小链轮安装进轴承,这样就能有效地防止小链轮的轴向运动。
图1  小链轮图2  小链轮固定支架大链轮在设计时充分考虑减重,所以在大链轮中间用线切割产生很多镂空,来减小大链轮本身的重量。大链轮通过六根12.9级精度的M8螺栓配合六个12.9级的尼龙放松螺母与转接法兰盘相连。
设计时考虑到大链轮的自身重力问题,为了避免六根螺栓除了传递扭矩之外还额外承由大链轮的自重所造成的力。所以在大链轮中心挖出一个孔套在法兰盘的轴承座上,大大减少了非扭矩带来的力对螺栓的影响,延长了螺栓的寿命。pm2.5监测
图3  大链轮图4  大链轮中心部分确定了大小链轮的大小以及链条的型号,就可以确定中心距的大小。中心距若是太小,则会出现链条磨损加速以及包角过小,甚至出现跳齿等不利于传动稳定性的问题出现;中心距同时又受赛车后部总空间的限制,不能太大。综合以上因素考虑,我们选择中心距为400mm,由图可知,小链轮包角约为147.82度,大于要求的120度,所以此中心距符合一般要求。根据安装之后的链轮与链条数得链条一共78节,分别与大小链轮齿数互质,所以中心距以及链轮齿数的设计均符合设计要求。
图5  链条包角示意图
法兰盘的设计在考虑传递大转矩的可靠性的同时要保证大链轮在转动时必须保证在同一平面内,以防链条传递过程出现意外。所以设计在法兰盘上打四个直径为4mm的孔,通过螺栓与差速器铝制壳体相连。由于差速器壳体固定在差速器支架上,而差速器支架又通过耳片与车架相连,所以差速器壳体是固定在同一位置无法平行移动的,这样就通过差速器壳体与法兰盘的相连来限制了大链轮在转动时保持在同一平面。法兰盘单凭四个螺栓与差速器壳体相连,在高速运动产生的振动影响下难免会造成螺栓的松动,所以我们将四个内六角螺栓的头部都打上小孔,在将螺栓上到位之后通过一根钢丝通过所打小孔将四个螺栓相连,这样就能有效限制每个螺栓的转动,很好地达到放松的作用。法兰盘的花键也进行高频淬火并回火热处理,保证齿的强度。
图6 转接法兰盘
差速器总成在传动总成中的重要性不言而喻,为了更好地满足行驶工况,我们选择应用较为广泛的托
森差速器。托森差速器内部的齿轮裸露在外,需要另外加工壳体来密封,使差速器油在差速器旋转时不会泄露。因此,我们在差速器的左右两端都设计了端盖,用来密封并与偏心轮中的轴承相配合,保证差速器能轴向径向固定的同时保证其顺利的旋转;中间用亚克力管做透明壳体,方便观察油位;端盖与亚克力管用AB胶粘连,通过对端盖的挤压来保证亚克力管与端盖配合处的密封性;端盖与差速器外壳相连处设计沟槽安装O型密封圈保证端盖与差速器壳体的密封性;在差速器内部通过放置骨架油封,配合球笼来使差速器润滑油不会通过差速器两端泄露。以上这些措施保证了差速器在运转过程中的密封性。
图7  差速器左端盖二维图图8  差速器左端盖三维图差速器需要自由旋转,所以在差速器端盖分别装配有两个深沟球轴承轴承来保证其毫无阻碍地旋转,偏心轮大端轴承为71914C,偏心轮小端轴承为7010C。两个轴承的内外圈分别以差速器端盖的凸台以及偏心轮上设计的轴承挡圈来定位。偏心轮的设计主要是为了方便调节链条的张紧度,偏心轮的偏心距为8mm,
一共可以调节链条松紧行程为16mm,一般可以满足张紧度调节要求。
图9  大端偏心轮图10  大端偏心轮
整个差速器总成在各种状态下都需要与车架保持静止,这就需要设计足够牢固的支架来将差速器总成与车架相连。我们选择强度高,质量轻的7075航空铝作为支架的原料,设计出左右两个支架用以固定差速器总成。在支架中心位置打上12个孔用以与偏心轮配合,一起调节链条的张紧度。支架上也挖出镂空来减重。左右两块支架通过与车架焊牢的四个耳片与车架相连,选用12.9级的M8螺栓与防松螺母来固定,保证了连接的强度。
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图11  支架图12  稳定叉仅仅通过四个耳片难以保证支架的平行度,所以在左右支架上分别打上四个孔,南少林降糖茶
其中四个用来连接一个稳定叉,两外的四个分别连接两根钢管,这样就能保证支架的出处平行,保证差速器旋转的稳定性。稳定叉用7075铝制成,强度高,且三角形结构不宜变形。下图为差速器总装图:
图13  差速器总成

本文发布于:2024-09-23 15:30:44,感谢您对本站的认可!

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