購買設計請充值后下載，，資源目錄下的文件所見即所得，都可以點開預覽，，資料完整，充值下載可得到資源目錄里的所有文件。。?！咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙，doc,docx為WORD文檔，原稿無水印，可編輯。。。具體請見文件預覽，有不明白之處，可咨詢QQ:12401814

6 英文翻譯 2004-01-1322 改善變速器控制和效率的電控執(zhí)行機構的回顧和發(fā)展 特納和拉姆齊 里查多動力傳動系統(tǒng)和變速器系統(tǒng) 摘要 隨著燃料經(jīng)濟型車輛的推進，動力子系統(tǒng)的單個效率和總效率變得日益重要。選擇的變速器形式（AMT,DCT,CVT）的發(fā)展由于傳動比數(shù)目，傳動比范圍和裝置效率的增加帶來了很大的作用。然而，更大的潛力在于在所有形式的控制變速器中改善執(zhí)行機構的技術，這是被認可了的。因為傳統(tǒng)的液力裝置的深入改善帶來的經(jīng)濟利益好像是有限的，所以建議需要有其他可選擇的技術。這個選擇將尋求進一步減少由抽吸和相關聯(lián)系統(tǒng)損失帶來的寄生能量消耗，同時改善很差的工作循環(huán)的可控制性，同時使任何漸漸不適用的亞原理冷淡下來。 報告研究的焦點在于提供有效的間歇執(zhí)行機構的電控機械系統(tǒng)的開發(fā)和對液力及最近的電子液力系統(tǒng)的簡化。這些改善包括整體的能量轉換效率和怠速動力消耗，這些支持向電子車輛和42伏機構的發(fā)展趨勢。然而，為了這些裝置能夠在給定的環(huán)境下成功的運轉，有很多重要的問題需要解決。這篇論文呈現(xiàn)了對現(xiàn)在的電動機械執(zhí)行技術進行回顧電動機械執(zhí)行機構的設計例子及識別系統(tǒng)簡化和當前技術的綜合。 引言 車輛變速器的自動控制在傳統(tǒng)上通過應用液力執(zhí)行機構來實現(xiàn)，此機構由小的執(zhí)行器提供高的輸出力，執(zhí)行器的壓力油由遠距離油泵供應。隨同自動變速的方便性，自動變速器會在控制下為車輛行使條件選擇合適的速比，這樣使得發(fā)動機在最好的燃料經(jīng)濟區(qū)中最合適的范圍運行。然而現(xiàn)在，液力損失導致很大的寄生動力消耗，這就減損了傳動比選擇帶來的經(jīng)濟型的改善。 自動手動變速器的最近的發(fā)展已經(jīng)把手動變速器的高的機械效率和自動控制聯(lián)合起來了。然而，據(jù)認可，應用于這些變速器的執(zhí)行機構技術可以取得進一步的改善來進一步減少動力損失。因為液力技術被認為是在某些特定變速器中能量損失的重要的部分，本論文推出另一種可選擇的電控機械執(zhí)行機構方案，呈現(xiàn)了當前技術的綜合審查——陳述了優(yōu)點，概括了對于執(zhí)行機構任務的合適性，還包括改善性能的方法。這篇論文也涵蓋了12和42伏系統(tǒng)對于執(zhí)行機構設計，性能及重量和與工作環(huán)境尤其是溫度相聯(lián)系的問題的影響結果。然后，提出了馬達驅動的離合器執(zhí)行機構的設計評估。這包括系統(tǒng)的詳細說明，技術選擇，和與機械系統(tǒng)驅動相適應的電機規(guī)格，包括電機型號和效率。應用MATLAB/SIMULINK和EASY5建立執(zhí)行機構模型評價其動力學性能。動力模型的建立是為了建立反映時間和評價電動機驅動的執(zhí)行機構怎樣實現(xiàn)離合器應用。 變速器執(zhí)行機構技術 這里主要討論三類變速器執(zhí)行技術：液力，電動液壓，電動機械系統(tǒng)。從里卡多進行的試驗獲取的數(shù)據(jù)顯示液力系統(tǒng)可能占據(jù)變速器全部動力損失的50％。但是在執(zhí)行機構尺寸和重量方面具有優(yōu)勢，這是由于液壓能源可以放在空間很重要的變速器的任何一個位置。電動液壓執(zhí)行器（即帶有電力能源）試圖在電動機械系統(tǒng)和液力技術之間提供一個折中的技術。例如，用電動機代替機械驅動的液壓泵在工作循環(huán)控制中提供了一個很大的發(fā)展，允許對開環(huán)液壓需求更好的跟蹤。然而，通過各個部件的泄漏和流動造成的損失仍然存在。另外一種選擇是閉環(huán)液力系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中一個電動機能夠通過改變它的轉速和方向來改變液壓。 電動機械裝置效率能夠很高，在某些情況下大于95％，而且也提供很好的工作循環(huán)控制。然而，在高溫下和在提供轉拒能力方面它們的性能通常是差的。因此，電動機械裝置可能需要安置在遠離應用的地方，而且除非一些機械系統(tǒng)被用來以執(zhí)行機構速度（執(zhí)行機構速度在電子裝置中通常是很高的）交換轉矩能力，執(zhí)行機構尺寸可能不會滿足給定的規(guī)格要求。 電動機械執(zhí)行機構技術 電動機械執(zhí)行機構技術能被分為兩個主要部分，傳統(tǒng)電動機這類旋轉裝置，和線性裝置例如電磁鐵和線性電動機。 旋轉電機 旋轉發(fā)電機能夠被進一步分成兩部分，額定角度執(zhí)行機構和電動機。電動機能夠按照轉矩，加速度，速度和位置被精確的控制，而且有大量的具有不同特性的已經(jīng)確立的電動機技術。角度調(diào)整執(zhí)行機構包括如旋轉電磁鐵的裝置。旋轉裝置產(chǎn)生轉拒的方法有兩種；磁場的調(diào)整（勵磁轉矩）和鐵磁材料的調(diào)整（磁阻轉矩），而且所有的機器應用這些機械一個或兩個都用。這篇論文涉及到三種不同的電動機拓撲，有刷DC,無刷永久磁鐵和開關磁阻電動機。感應電動機不是傳統(tǒng)上所認為的那樣。此電動機被應用在高動力應用的裝置上，這里重量是小問題或者應用永久磁鐵機構的花費會因為電動機尺寸而太高。在動力要求相對低的汽車應用上，用感應電動機有很小的花費上的利益，而且它們較低的效率和轉矩密度使得為了滿足給定的轉矩要求而選用更大的電動機。 有刷直流電動機已經(jīng)統(tǒng)治了應用在汽車上的電動機技術，而且這在很大程度上是因為成本。然而，隨著電動機豐富程度和動力要求的增高，由于效率和轉矩密度問題在某些領域遠離有刷直流技術變得很必要。 一般來說，電子機械產(chǎn)生的轉矩是與機器里的轉子體積，電負荷和磁負荷成比例的。電負荷由電動機的熱力性質(zhì)限制，帶有強力冷卻的電動機能夠承受更高的電負荷。磁負荷由磁回路設計和應用在機械結構里的材料類型所決定。 有刷直流電動機 這個機器由或者定子繞組或者磁鐵和通過換向器和電刷裝置供應電流的轉子繞組構成。低動力應用時，定子繞組通常被鐵素體磁鐵代替。 有刷直流電機便宜，但是與其他的設計相比，有很多的缺點。盡管有刷電動機占汽車上應用的電動機的大多數(shù)，換向器和電刷是電機的限制特征因為它們不僅限制最大的電樞繞組電流（因此限制扭拒）而且限制電機最大速度。因此，為了達到高的動力，快的響應，有刷電機可能太大和太慢，所以可選擇的其他技術需要被采用。 無刷電機 無刷電動機能被分為很多不同的種類但這里只討論三種主要方案。這些是無刷永久磁鐵交流和直流電機，和開關磁阻電動機。 永久磁鐵無刷直流和交流電機在構造上幾乎相同但是兩者設計的主要不同特點是反向電動勢波形，無刷交流電機的波形是正弦曲線而無刷直流電機的波形是梯形的。盡管用于控制這兩種電機的功率電子驅動器在設計方案上是相似的，但是它們的控制是有些不同的而且各自都需要不同角度的轉子位置信息。因為交流電機需要正弦電流，精確的轉子位置信息是必要的，其位置用譯碼器或者解算器測量。需要方形波電流的直流電機則需要經(jīng)歷線圈電流每六十度電的或旋度的轉換，因此用霍爾效應傳感器測得的粗略的轉子位置信息是可以容許的。然而，如果電機應用于位置伺服，那么就像用在無刷交流電機里的位置傳感器也必須裝在直流電機殼里用于轉子位置的反饋，用直流電機相對于用交流電機沒有明顯的優(yōu)勢。如果應用是速度管理，那么直流電機不需要精確的位置反饋就可以完成要求，而交流電機需要精確的位置反饋。 電機的運行和控制驅動電子學伏特安倍的測定之間也有許多的微妙差別，電機的運行導致扭拒密度的變化，因此導致轉矩慣量比率，速度范圍的變化。 無刷直流電機可能也被供應以有許多優(yōu)點和缺點的單向電流。因為削減成本是非常重要的，還因為一個驅動系統(tǒng)的硅的成本能是全部材料和生產(chǎn)成本的重要的部分，所以用單極電流驅動器減少所需要的硅裝置的數(shù)量是很重要的。然而，這個控制方案有許多典型的缺點。繞組應用情況很差因為它們可能只在存在的最大時間間隔的一半時被激發(fā)以產(chǎn)生轉矩。一些單向驅動構造不允許在四象限運行（向前和反方向的回轉和產(chǎn)生運動）。感應能量在電機繞組里被消散掉，不能像傳統(tǒng)的雙極驅動返回供應源，而且它們能比雙極驅動電機展示出更高層次的轉矩波紋。然而，雙極驅動問題包括擊穿的危險，即是同一相位的兩個開關可能同時工作，導致直流電的短路，此情況不影響單極驅動。單極驅動的性能可以通過增加相位改善，但是會以成本的增加為代價，這是由于在驅動器里增加了硅裝置，電機的線圈更大和更加復雜的迭片結構。 永久磁鐵電動機具有裝在表面的磁鐵或者具有嵌入在轉子里的磁鐵。有磁鐵嵌入的轉子顯示出卓越的效果，能增加機器的最大轉矩。 開關磁阻電機被稱為雙凸角，單一激勵的電機。凸角轉子構造導致電機有高的轉動慣量比率，因為轉子的各部分被移除來產(chǎn)生轉子齒。轉矩的產(chǎn)生是由定子和轉子齒的對齊導致的，而且各個相位經(jīng)過整流產(chǎn)生連續(xù)的轉矩，相位激勵次序決定轉子的轉動方向。因為電機靠單極電流工作，所以更加簡單的驅動可以被應用以控制電機，導致成本的減少和使錯誤更加容易。缺少永久激勵電磁場使電機有更高程度的具有良性故障模式的容錯，而且當電機在錯誤的狀態(tài)下仍能夠運行。然而，轉矩產(chǎn)生的脈沖性質(zhì)導致許多的不需要的特性，例如很高的轉矩波紋，這種特性導致速度的波動，速動的波動由于轉動慣量低而加劇。開關磁阻電機有80％的次序上的轉矩波動而且這種電機也造成聽覺上的騷擾。 電動機類型 轉矩密度 轉速范圍 效率 成本 有刷直流 低 低 低 低 無刷直流／交流 高 中等 高 高 開關磁阻 中等 高 中等 中等 表格1－各類電機的相對比較 線性驅動器 與旋轉電機產(chǎn)生轉矩相似，直線驅動器產(chǎn)生力，而且線性驅動器有同樣的缺點，特別是相對于液壓裝置它們的力容量很差。然而，如果力的要求不是太嚴格，它們的確能省去對機械連接裝置的需要。它們能被分成如下的各組： 螺線管 （1） 基本的螺線管只提供引力，電磁鐵被一彈簧復位至不工作位置。然而，正確設計的這些裝置產(chǎn)生雙向運動是可能的。螺線管產(chǎn)生的力具有顯著的非線性，這很大程度上取決于螺線管鐵芯和繞圈殼之間的工作空氣隙，線圈殼使得它們的控制非?？量?。由于力或位移的特性，螺線管主要用在于雙穩(wěn)態(tài)運行模式。一些比例控制特性是有可能的，但是帶來的困難是最大力的減少。對于第一級，螺線管產(chǎn)生的力能用方程式（1）描述。 式中N是螺線管線圈的鐵絲的纏繞圈數(shù)，I是線圈電流，A是螺線管的工作橫截面，是自由空間的磁道率，是空氣隙的長度。從方程式（1）可以看出當工作空氣隙減小時，輸出力變的很大，使得控制困難。 移動線圈致動器 移動線圈促動器包括如揚聲器線圈的裝置，非?？斓捻憫瞧涮攸c。然而，輸出力由于線圈在工作空氣隙而受限制，因工作空氣隙限制了冷卻線圈的能力，耐用性也是一個問題。 移動磁鐵致動器 通常來說，移動磁鐵線性致動器是非常堅固耐用的，因為它們沒有導致磁鐵穿梭的飛行，而且布置在定子上的固定線圈使得任何損失都能有效的消除。磁鐵的應用在熱的環(huán)境中會成為問題，因為它們的很差的溫度性能。 線性電動機 線性電動機可能被稱作多相移動磁鐵，線圈或者螺線管制動器，同時也存在與旋轉電動機同樣的變型。像在旋轉電機里，各個相被整流以允許更高程度的運行。 電源和電動執(zhí)行器的伏特電源系統(tǒng) 基本上，電子裝置獲取的電流水平由電池容量和電機運行電壓控制。名義上的電流需求和電壓也規(guī)定了需要的動力電子裝置的類型。從這個方面看，更高的電壓和較低的電流是更合適的因為從功率電子學的角度看它們較容易處理。相對于低電壓高電流適應的裝置在元件方面有很大程度的選擇。 在電動機設計各項條件中，一旦一個令人滿意的磁回路設計完成和裝置運行速度確定，工作電壓決定繞組的形式：線圈匝數(shù)和鐵絲直徑。對于給定的電機功率，42伏電機需要的電流大小比14伏電機需要的電流3倍還要小。這樣就使得繞組匝數(shù)必須改變來滿足電機電流改變的需求，在磁回路設計中它是定值。對于正確設計的14和42伏電機來說，繞組損失應該是大致相同的。 電壓大小導致驅動損失和有效電壓的不同。14伏電機要求的較高的電流導致驅動電子學上的更大的的能量損失。電壓通過每個功率半導體裝置下降而減小了外加的繞組電壓，而且對于有刷電機，電刷電壓下降也是一個因素。因這些電壓下降對于14和42伏電機實際上是確定的，14伏電機具有有效電壓的更大的比例損失，使得42伏電機在效率和性能方面占據(jù)上風。然而，如果工作循環(huán)足夠短，倘若電機具有穩(wěn)定狀態(tài)（功率消耗較低或是零），這些損失應該相對的可以忽略。圖1顯示了14和42伏電動機驅動的各個損失部分的對比。 圖1－14和42伏電機驅動系統(tǒng)損失對比 電動機械裝置力和轉矩的放大 如先前所提出的，電子機械裝置相對于傳統(tǒng)的液力促動器產(chǎn)生的比力矩和力相對的小，因而與液力相比，電動機械裝置需要一個系統(tǒng)放大力和力矩。機械裝置的選擇對于保證正確的系統(tǒng)動力學，系統(tǒng)效率（機械系統(tǒng)的損失和它是否具有自鎖特性）和系統(tǒng)可靠性（磨損速度）是重要的。所有的這三條標準是聯(lián)系著的而較好的設計應該是這三個因數(shù)達到很好的優(yōu)化。變速器控制的機械系統(tǒng)的一些例子能夠在參考【5】中找到。 簡單杠桿 電動機械裝置可能與離合器分離杠桿相連接，分離杠桿通常由繩索和人力操縱傳動的離合器踏板相連接。然而，此類裝置沒有自鎖特性，需要一個來自線性裝置的常力操縱它。旋轉裝置也必須包括運動轉換連接裝置，轉換過程可能被設計為自鎖的。 動力螺桿 動力螺桿有許多的不同的設計，能夠把旋轉運動轉換為直線運動。螺桿的主要類型能被分為滑動（方形或者梯形螺紋）和滾動（滾珠－滾柱螺桿）接觸的不同變形。僅僅一個動力螺桿不能提供必要的減速比來增加電動機轉矩到可用的水平。在電機和動力螺桿之間可能也需要一個齒輪裝置或者周轉輪系，這由電機和動力螺桿導向部分存在的空間決定。 蝸輪 盡管蝸輪的效率低，但是它們提供了把一副齒輪裝在一個小的容積里面的方法，齒輪減少很多。然而，蝸輪會帶來間隙，而且較差的效率會由于增大的轉矩要求而增大電動機的型號。需要一個進一步的連接裝置把蝸輪裝置的旋轉輸出轉化為線性力。 電動液壓缸 閉環(huán)液壓系統(tǒng)可能被應用，以允許電動機械裝置容易的放置在遠離高溫的地方或者放在空將較少被限制的地方。 離合器執(zhí)行機構設計和評價 圖2－電動機驅動的動力螺桿的基本設計理念，（a）為螺桿外部布置，（b）為集成螺桿布置 簡單離合器執(zhí)行機構的設計和評價是根據(jù)電機等級進行的，還進行仿真評價其性能。目的是設計這樣一個執(zhí)行機構，它的機械連接裝置能夠整合到力矩的機械系統(tǒng)，從而使得執(zhí)行機構的體積最小化，輸出力最大化和給出所要求的動態(tài)響應。 執(zhí)行機構基于動力螺桿和無刷直流電機的一體化，而圖形2展示除這種設計的兩個例子。選擇無刷直流電機是因為它轉矩密度高，力矩波動小和效率高。選擇動力螺桿是因為它能夠在一個裝置中使得力放大和運動轉換。 對系統(tǒng)的基本要求應該是： ● 高的動力∕重量比率，使得機構質(zhì)量最小 ● 高的力矩∕慣量比值，使得加速度最好 ● 平滑的產(chǎn)生力矩，特別是在低速度下，使速度變化最小化和獲得好的位置精確性 ● 在速度為零時控制力矩 ● 運行的最大速度大 ● 效率和功率系數(shù)高，使驅動電流最小化 ● 集成設計緊湊 ● 頻率響應特性好 ● 頻率牽引效應低 ● 成本低 平衡這些特征需要優(yōu)化一個特殊系統(tǒng)。許多因素影響設計考慮事項和永久磁鐵電機的使用，然而，為了簡單，選用的電機是傳統(tǒng)的表面安裝有永久磁鐵的機器。轉子外表安裝磁鐵應用的磁鐵材料，例如NdFeB，很容易受到周圍的高溫環(huán)境和腐蝕性環(huán)境的影響而破壞，因為腐蝕性環(huán)境鐵元素含量高。可能也會用于無刷電機的鐵元素磁鐵比NdFeB元素磁鐵更加便宜，更加耐用和具有較好的溫度適應特性，但是在磁鐵各項中是很差的，導致需要的磁鐵材料的增加。SmCo磁鐵產(chǎn)生和NdFeB磁鐵同樣次序的磁場，而且溫度特性更好，但是很貴而且非常易受損壞，使得操縱它們較困難。選擇NdFeB磁鐵是因為它們性能價格比是最好的，盡管溫度性能仍是一個重要問題。圖3展示了兩種不同類型的NdFeB磁鐵隨著周圍溫度的作用，電動機效率是如何改變的。級別越高，磁鐵越貴，在整個溫度范圍內(nèi)效率就越高。 圖3－兩種不同類型的磁鐵的電動機相對于環(huán)境溫度的性能 構造設計 最初，需要所要求的輸出力數(shù)值來建立對電動機的力矩要求，反過來這就能導出電機的大致體積。所要求的力矩取決于負載，系統(tǒng)摩擦，螺桿導向部分，螺桿直徑和系統(tǒng)慣量。 導程為L，摩擦系數(shù)為μ，螺桿直徑為D的動力螺桿提供的力F，其轉矩要求是： （2） 為了滿足在螺桿靜止時功率消耗較低或為零的標準，螺桿設計成能夠鎖止的。當πμD＞L或者μ＞tanλ時，動力螺桿自鎖。λ是動力螺桿的導程角。 螺桿導程的選擇目的是給出高的定位精度，高的可重復性，高的剛度和保持對電機的力矩要求為最小值。用一個行星滾筒類型的螺桿可以獲得小導程的螺桿，滾筒內(nèi)部和外部都被制成螺紋而且有一個行星保持架支撐許多帶有螺紋的滾筒。這種類型的螺桿比滾球螺桿要好，在于它能獲得較小的導程，承受更高的載荷和更大的速度，然而它們的摩擦系數(shù)有稍微的增加。 基于直接促動離合器的所要求的力，螺桿的名義摩擦系數(shù)和通過確定導程，獲得對電動機的轉矩要求使可能的。因電機力矩與其體積成比例，能夠估計出電機的空間包絡線。 機械設計 首先，一個給定電機的力矩方程能用下式表示出： （3） 式中B和Q是電機具體的參量，分別是磁載荷（T）和電載荷（Am）；D和L是轉子直徑和軸向長度。B和Q的變動范圍分別是0.3－1T和10－40 Am,取決于電機的設計和冷卻。因為這個方程描述了轉子體積，通過規(guī)定縱橫比（）和分開比（），能夠估算出電機尺寸。依據(jù)電機類型典型的分開比比值在0.5－0.7之間。這個方程式應用于具有合適的B和Q值的有刷直流電機和無刷永久磁鐵電機。開關磁阻電機必須分別對待，因為它們以一個不同的方式產(chǎn)生轉矩從而要求用另一種方法設計這些電機。一種方法是對于不同電機類型和應用，先前擁有每轉子體積產(chǎn)生的電動機力矩的知識。轉矩輸出能從下式中算出； （4） 式中是每單位轉子體積的轉矩。電機的全部體積用前面提到的同樣方法確定，即通過規(guī)定縱長比和分開比率。對所需要的電機體積基本估算完成和被認為是可以接受的大小之后，就用由設菲而德發(fā)電機大學和名為ERINI（電子整流，放射磁場，內(nèi)部轉子，沒有重疊，鐵芯）的驅動集團開發(fā)的軟件包進行具體的電動機設計。這個軟件包基于輸入的詳細的電機數(shù)據(jù)提供對電機參數(shù)的估算，例如電機效率，支持的電動勢波形，相阻抗和感應系數(shù)。 吉林大學 本科生畢業(yè)論文電算程序 題目 換檔軸校核及其上的齒輪和軸承的校核計算 學生姓名 顧名坤 專 業(yè) 車輛工程 班 級 150307班 指導教師 陳偉 l 程序說明 編寫此程序的目的是為了完成對換檔軸及其上的齒輪的強度的校核。程序用C語言編寫。 l 程序框圖（換檔軸的校核計算） 1：換檔軸的校核計算 #include #define pai 3.1415926 float T1,T2,d; float tor(float Fa) /*計算換檔軸的驅動轉矩T*/ {float f,beita,n,p,d21,D0,d0,f_1,rou,lan,T; f=0.07;beita=15*pai/180;n=2;p=2;d21=15;D0=20;d0=11;f_1=0.15; T1=f_1*Fa*(pow(D0,3)-pow(d0,3))/(3*(D0*D0-d0*d0)); lan=atan(n*p/(pai*d21)); rou=atan(f/cos(beita)); T2=Fa*tan(lan+rou)*d21/2; T=T1+T2; return(T); } float max(float a,float b) /*比較止推轉矩和旋轉轉矩的大小及比較當量彎矩的大小*/ {float large; if(a>b) {large=a;d=10;} else {large=b;d=13.5;} return(large); } main() /*求出計算應力并與許用應力進行比較*/ {float Fa,d2,arfa,tt,Ft2,Fr2,Mh1,Mh2,Mv1,Mv2, M1,M2,Tmax,Me1,Me2,Mmax,ca,cab; d=11;Fa=400;d2=37;arfa=20*pai/180; tt=tor(Fa); Ft2=2*tt/d2; Fr2=Ft2*tan(arfa); Mh1=10.2*Ft2; Mh2=2.6*Ft2; Mv1=12*(69*Fr2-24*Fa)/81; Mv2=17.5*(12*Fr2+24*Fa)/81; M1=sqrt(Mh1*Mh1+Mv1*Mv1); M2=sqrt(Mh2*Mh2+Mv2*Mv2); Tmax=max(T1,T2); Me1=sqrt(M1*M1+Tmax*Tmax); Me2=M2; Mmax=max(Me1,Me2); ca=Mmax/(0.1*pow(d,3)); cab=70; if(ca float t1,k,b; float calh(float z1,float z2,float z3) /*計算齒輪的接觸應力*/ {float st,u,d1; u=2.2;d1=17; st=z1*z2*z3*sqrt((2*k*t1*(u+1))/(b*d1*d1*u)); return(st); } float calf(float y1,float y2,float y3) /*計算齒輪的彎曲應力*/ {float bst,m,z1; m=1;z1=17; bst=y1*y2*y3*2*k*t1/(b*m*m*z1); return(bst); } float pers(float x,float y,float z) /*計算齒輪的許用接觸應力和許用彎曲應力*/ {float sig; sig=x*z/y; return(sig); } main() {float cah,pcah,pcaf,caf1,caf2; k=1.25*1.01*1.21*1.1; t1=433.2;b=10; cah=calh(189.8,0.91,2.5); pcah=pers(1150,0.95,1); if(cah #define pai 3.1415926 main() {float cr,t1,d1,fp,p,arf,n1,fr1,ft1,fr,L10h; t1=433.2;d1=17;arf=20*pai/180; cr=2.1e3;fp=1.1;n1=792; ft1=2*t1/d1; fr1=ft1*tan(arf); fr=sqrt(ft1*ft1+fr1*fr1); p=fp*fr; L10h=1e6/(60*n1)*pow(cr/p,3); if(L10h>5e4)printf("life is enough\nL10h=%.1e",L10h); else printf("selection is wrong"); } 運行結果 4：換檔軸上兩個滑動軸承的計算 #include float pa(float f,float b) /*壓強計算*/ {float p,d; d=10; p=f/(b*d); return(p); } main() {float pv1,pv2,v, per,pev,p1,p2, ft2,fr2,fh1,fh2, fa,fv1,fv2,f1,f2,b1,b2; ft2=51.52;fr2=18.72;fa=400; fh1=0.85*ft2;fh2=0.15*ft2; fv1=(69*fr2-24*fa)/81; fv2=(12*fr2+24*fa)/81; f1=sqrt(fh1*fh1+fv1*fv1); /*軸承1的徑向載荷*/ b1=12;b2=10; p1=pa(f1,b1); v=0.1884; pv1=p1*v; per=27;pev=1.6; if(p1,所以截面Ⅰ安全。 （3）截面Ⅱ安全系數(shù)校核 抗彎截面系數(shù) 合成彎矩，轉矩 彎曲應力幅（按對稱循環(huán)變應力計算） 彎曲平均應力 由，查機械設計附圖得尺寸系數(shù) 由軸表面 螺紋傳動查得其應力集中系數(shù)為， 則綜合影響系數(shù)軸材料為40Cr,查表取彎曲等效系數(shù) 則彎矩作用的安全系數(shù)即計算安全系數(shù) 取，顯然>,所以截面Ⅱ也安全。 4.2 齒輪1和齒輪2的校核 4.2.1 接觸疲勞強度的校核 接觸應力 其中，， 又，查表得，； 齒寬系數(shù)： 齒間載荷分配系數(shù)，由七級精度，表面淬火查表得 彈性系數(shù)，查表得； 端面重合度 接觸強度重合度系數(shù)；節(jié)點區(qū)域系數(shù) 許用接觸應力 查表得，， 若，則接觸強度滿足。（此部分計算由程序完成） 4.2.2 齒根彎曲疲勞強度校核 彎曲應力 其中 許用彎曲應力， 查表得 根據(jù) 根據(jù) 若，則彎曲疲勞強度滿足。（此部分計算由程序完成） 4.3 懸臂軸1上的深溝球軸承61802壽命計算 由本部分第Ⅰ節(jié)，求得轉矩， 則齒輪1所受的圓周力，其中 則軸承所受的徑向力 由機械設計手冊查得，基本額定動載荷 當量動載荷；查機械設計課本表得 則軸承的工作壽命，其中， 若，則壽命滿足使用要求 4.4 換檔軸兩端滑動軸承的校核 由換檔軸的力學模型求得： ， 其中 求得左端軸承1的徑向載荷 4.4.1 驗算軸承的平均壓強p 為保證潤滑油不被過大的壓力擠出，從而避免軸套產(chǎn)生過度的磨損，須滿足 其中F－軸承的徑向載荷，N；B－軸承的工作寬度,mm; d－軸徑直徑，；－軸瓦材料的許用壓強，MPa；＝27MPa 4.4.2 驗算軸承的值 為了限制軸承的摩擦功耗與溫升，避免引起邊界油膜破裂而產(chǎn)生膠合，須滿足 ，查表得 4.4.3 驗算滑動速度 為了防止劇烈磨損，須滿足；其中－許用滑動速度，； ；滑動速度滿足要求 5 加工工藝及裝配工藝 5.1 選檔軸機械加工工藝的確定 將選檔軸上的設計尺寸標注改為最終加工工序的工序尺寸標注，即入體尺寸標注： 圖9 零件設計尺寸轉為工序尺寸標注 5.1.1毛坯的選擇 毛坯選擇為型材，毛坯圖為 圖10 選檔軸毛坯圖 5.1.2 選擇定位基準 先選精基準，后選粗基準。 精基準的選擇：此換檔軸的表面加工選用軸端的兩個頂尖孔作為精基準。這樣遵循統(tǒng)一基準的原則，可以用兩個頂尖孔定位加工選檔軸的所有外圓表面和端面，這樣可以保證各外圓表面的同軸度和端面對軸心線的垂直度。此外采用統(tǒng)一基準還可以減少夾具種類，降低夾具設計制造費用的作用。 粗基準的選擇：根據(jù)粗基準一般不得重復使用的原則，選擇φ14加工右端面的頂尖孔，選擇φ16外圓面加工左端面頂尖孔 5.1.3 加工工序的安排 機械加工工序的安排，依照下列幾個原則進行： a：先加工定位基面，再加工其他表面。 b：先加工主要表面，后加工次要表面。 c：先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 d：先加工平面，后加工孔。 （1）分別以外圓面定位，加工出兩頂尖孔，即加工出精基準。 （2）加工齒輪段外圓面及其端面 以兩頂尖孔定位，加工齒輪段外圓面及其端面，采用粗車－半精車的加工方案，使得外圓表面粗糙度達到，保證其端面和頂圓對軸線的圓跳動要求 圖11 選檔軸加工齒輪段外圓面時的工序圖 （3）軸上齒的加工 滾齒，剃齒，齒面表面淬火，磨齒。磨齒安排再淬火后是因為淬火后工件會有較大的變形產(chǎn)生，為了修正淬火處理產(chǎn)生的變形。 以兩頂尖孔定位加工，夾緊方式與1相同 （4）加工φ12外圓面及其鍵槽 加工φ12外圓面時兩頂尖孔定位，加工鍵槽時以左頂尖孔和φ12外圓面定位。 粗車，半精車外圓面，插鍵槽，磨外圓面以達到設計圖樣上的各項要求 其中插鍵槽的尺寸的確定，需用尺寸鏈進行計算確定。 a：粗車，半精車外圓面至A1= b：插鍵槽至尺寸A c：磨外圓，同時保證尺寸 圖12 選檔軸上鍵槽加工的尺寸鏈圖 尺寸A的計算方法為： 關于尺寸A的尺寸鏈如圖12所示 在圖所示的尺寸鏈中尺寸為封閉環(huán)，尺寸為減環(huán)； 尺寸和A增環(huán)。 根據(jù)機械制造技術基礎課本上關于尺寸鏈計算的公式得： 所以工序尺寸 （5）加工出的軸環(huán)，分為粗車，半精車兩個階段 （6）粗車，半精車加工出軸的兩端端直徑為與滑動軸承接觸的軸徑表面。然后車出的砂輪越程槽。接著用外圓磨床粗磨，精磨兩軸徑表面及軸環(huán)的端面。以兩頂尖孔定位。 （7）對軸的兩端面及齒輪端面進行倒角。以兩頂尖孔定位。 5.2 總成裝配工藝過程 5.2.1 編排裝配順序的原則是： 先下后上，先內(nèi)后外，先難后易，先精密后一般。 5.2.2 總成裝配工藝系統(tǒng)圖見圖14 5.2.3 選檔軸總成裝配工藝系統(tǒng)圖見圖13 圖13 選檔軸總成裝配工藝系統(tǒng)圖 5.2.4 裝配后的調(diào)整 為了使得選換擋機構正常選換檔，及使得傳感器正常工作；裝配后要求換檔螺母的中心線距離殼體內(nèi)壁的距離為31.5mm；要求換檔傳感器連接構件距離換檔軸絲杠外端的距離為10mm；要求選檔傳感器連接構件距離選檔絲杠外端的距離為5m；（以上距離在裝配圖中均有標注） 圖14 AMT選換檔執(zhí)行機構裝配工藝系統(tǒng)圖 結論 為期三個多月的畢業(yè)設計很快就結束了，通過這緊張的三個月，我學習了很多，提高了很多。 第一：對AMT有了更為深刻的認識。變速器是汽車上不可或缺的一個動力傳動部件。它能夠實現(xiàn)減速增矩，增大了發(fā)動機轉矩和轉速的范圍，進而提高了發(fā)動機對行使工況的適應能力，從而提高汽車的動力性和燃油經(jīng)濟型。借助于變速器，汽車能夠實現(xiàn)倒駛。借助于變速器的空擋，能夠在必要時切斷動力傳遞，實現(xiàn)發(fā)動機的怠速運轉。而AMT作為一個現(xiàn)代的高科技產(chǎn)品，在實現(xiàn)上述功能的同時，還能夠為駕駛員提供方便的駕駛操縱，因為它省去了離合器和換檔桿。AMT集成了電子，機械，控制等學科的知識。通過精確的控制，能夠按最佳經(jīng)濟型換檔規(guī)律和最佳動力性換檔規(guī)律進行準確的換檔。與市場上普及的AT相比，它沒有液力損失，從而傳動效率更高。但是AMT為切斷動力換檔，故不可避免的有換檔沖擊，但是如果對離合器的分離結合規(guī)律加以深刻的認識和研究，實現(xiàn)對離合器的精確控制的話，可以大大減小換檔沖擊。成本上來說AMT更具有競爭力。 AMT的發(fā)展前景：我國制造的各類車輛絕大多數(shù)采用傳統(tǒng)定軸機械式變速器，而自動變速器在國內(nèi)有著廣泛的市場需求，AMT可以實現(xiàn)國產(chǎn)車輛的自動化改造，提高國產(chǎn)車的市場競爭力。AMT比較適合我國國情，八五期間，電控機械式自動變速器被列為國家火炬預備計劃，九五期間，它的研究開發(fā)被列為國家九五科技攻關項目；去年，國家發(fā)改委把它列入汽車電子“十一五”產(chǎn)業(yè)化重點發(fā)展項目。 今后AMT產(chǎn)品的發(fā)展方向為：（1）先進的電子元器件將被越來越多的應用倒自動操縱機構中，執(zhí)行機構中電動執(zhí)行器將被越來越多的采用。（2）在控制方法和策略中，越來越多的應用了模糊控制技術和神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術。（3）傳動與發(fā)動機聯(lián)合控制技術將是發(fā)展方向，實施動力傳動一體化可有效控制發(fā)動機輸出力矩，并實現(xiàn)傳統(tǒng)機械傳動系統(tǒng)的無離合器換檔。（4）通過改進軟件降低對電控系統(tǒng)硬件的需求，利用總線技術降低系統(tǒng)連線數(shù)目，從而提供系統(tǒng)可靠性、降低系統(tǒng)成本。 第二：整合了大學四年來學習的各科知識，并初步運用于實踐。通過AMT選換檔執(zhí)行機構的設計，認識到設計產(chǎn)品所需要的一些基本思想，即在保證產(chǎn)品使用性能的前提下，盡量使產(chǎn)品簡單化，零部件標準化，系列化，容易制造，裝配，調(diào)整，維修方便。深刻的體會到一個好的設計師首先必須是一個好的工藝師，因為在設計產(chǎn)品的同時要考慮到產(chǎn)品的加工方法的實現(xiàn)，和裝配方法的實現(xiàn)。設計的過程中，對機械設計，機械制造有了更為深刻的感受。通過四張A0圖的繪制，系統(tǒng)掌握了工程制圖的相關知識，補充了極限與配合等的關于機械精度設計的知識，掌握了CAD制圖的基本技能。通過編程計算和校核，對C程序設計的內(nèi)容有了進一步的實踐運用，進一步認識到程序設計對于工程計算有著很大的作用。通過對機械設計手冊的查閱等，掌握了關于標準機械零件的設計方法，初步認識到機械設計是一個龐大而復雜的工程，需要工程技術人員的耐心和細心。通過選擇各個零件的材料，提高了對工程材料的掌握程度。通過力學模型的建立，復習了理論力學，材料力學等學科的知識，并且認識到其重要性。 第三：提高了個人機械設計的能力。設計產(chǎn)品是一個綜合各個學科，發(fā)揮想象力的一個復雜的工程。通過設計，頭腦中的機械思維能力有了很大的提高。 第四：提高了專業(yè)英語的翻譯能力。通過五千多字的外文翻譯，初步認識到英語知識的重要性，初步掌握了翻譯汽車方面外文的專業(yè)術語。是對英語能力和專業(yè)能力的一次提高。 致謝 在畢業(yè)設計的過程中陳偉老師給予了最大的幫助，在此表示真誠的感謝。為期三個月的畢業(yè)設計，陳老師耐心細致的講解，給了我很大的幫助，特別是關于一些機械產(chǎn)品設計的經(jīng)驗，機械設計簡單化，實用化的思想，使我在以后的工作學習中將不斷的深化和運用。 同時感謝汽車工程系給予的幫助。汽車系的老師們給予安排此次畢業(yè)設計的內(nèi)容，使我對四年的知識有了一個系統(tǒng)化的過程，是對以后學習和工作的一個很好的銜接過渡階段。 此外，還要感謝我的同學及室友給我的支持和鼓勵。設計期間是他們給我了設計的環(huán)境和精神上的支持。 此次設計時間有限，個人能力有限，不免有疏漏之處，請各位老師和朋友給予批評指正，我將十分感激。 參考文獻 1 譚慶昌，趙洪志主編. 機械設計. 北京：高等教育出版社，2004.7 2 于駿一，鄒青主編. 機械制造技術基礎. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.1 3 候洪生主編. 機械工程圖學. 北京：科學出版社，2001 4 秦榮榮，崔可維主編. 機械原理. 長春：吉林科學技術出版社，2000.5 5 譚浩強著. C程序設計. 北京：清華大學出版社，1999.12 6 聶毓琴，孟廣偉主編. 材料力學. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.2 7 機械設計手冊編委會編著. 機械設計手冊.第2卷. 3版.北京：機械工業(yè)出版社，2004.8 8 機械設計手冊編委會編著. 機械設計手冊.第3卷. 3版.北京：機械工業(yè)出版社，2004.8 9 陳家瑞主編. 汽車構造.下冊.2版. 北京：機械工業(yè)出版社，2005.1 10 劉寶廷，程樹康等編著. 步進電機及其驅動控制系統(tǒng). 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1997.11 11 寇尊權主編. 機械設計課程設計. 長春：吉林科學技術出版社，1999.1 12 鄒青主編. 機械制造技術基礎課程設計指導教程. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.8 13 甘永立，陳曉華主編. 機械精度設計基礎. 14 席軍強，丁華榮，陳慧巖. ASCS與AMT的歷史、現(xiàn)狀及其在中國的發(fā)展. 汽車工程，2002（2） 15 張建浚. AMT車輛變速系統(tǒng)及控制過程的研究. 設計·計算·研究. 16 李曉靜，羅永革，劉成武，劉珂路，馮櫻. 汽車機械自動變速器系統(tǒng)的組成及其發(fā)展. 湖北汽車工業(yè)學院學報. 2006.3 17 盧新田，侯國政. AMT控制系統(tǒng)結構及國外主要AMT產(chǎn)品介紹. 設計·計算·研究. 18 任玉平，葛安林. 全電式AMT選換擋系統(tǒng)模糊控制方法. 設計·計算·研究. 19 A.J.Turner and K.Ramsay. Review and Development of Electromechanical Actuators for Improved Transmission Control and Efficiency. SAE TECHNICAL PAPER SERIES,2004.1 20 葛安林. 自動變速器（六）—電控機械式自動變速器（AMT）.特約專題. 21 葛安林. 自動變速器（一）—自動變速器綜述.特約專題. 22 Li Chen. Real-time Analysis for Electronically Controlled Unit of Vehicle Automatic Mechanical Transimission. SAE TECHNICAL PAPER SERIES,2005.1 附錄（英文原文）