【《汽车后备箱电动撑杆总体方案设计案例》3100字】

汽车后备箱电动撑杆总体方案设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u738汽车后备箱电动撑杆总体方案设计案例 149331.1总体方案 1320501.2机器选型 3105891.2.1步进电机选型 3300741.2.2丝杠选型 4133071.2.3联轴器选型 51.1总体方案现基于大众的一款车型来进行设计电动撑杆方案，有汽车参数可知，尾门宽度为1000mm，高度为740mm，尾门质量为33公斤。主要是通过步进电机与联轴器相连，带动丝杠转动，带动撑杆移动，进而带动后尾门打开和关闭。总体方案示意图如图1.1所示。丝杠滚动轴承联轴器步进电机丝杠滚动轴承联轴器步进电机后尾门撑杆后尾门撑杆图1.1总体方案示意图图1.2总体方案结构图图1.3总体方案剖视图为了方便了解尾门的运动轨迹，对电动尾门系统做简化处理，简化之后的电动尾门系统运动图如图1.4所示。以0为原点建立平面直角坐标系，0点是尾门与车身的铰接位置，尾门绕O点做定轴转动，以尾门质心到O点所在铰链轴线的距离为半径作圆弧，根据尾门的闭合位置和完全开启位置可以确定弧B1D1为尾门质心的运动轨迹。A点为电动撑杆与车身的铰接位置，C点为电动撑杆另一端与尾门的铰接位置，弧BCD该铰接位置的运动轨迹。撑杆内置电机工作时，产生沿AC方向的轴向力F2。在F2的作用下支撑杆绕A点做定轴转动，同时也被拉长或压缩。在图1.4中，0为车身--尾门铰链点，A为车身--电动撑杆铰链点，B为电动撑杆--尾门铰链点（尾门闭合状态），B1为质心位置（尾门闭合状态）；C为尾门任一悬停位置；D为电动撑杆--尾门铰链点（尾门完全开启状态）；D1为质心位置（尾门完全开启状态）。当尾门质心位于B1时，尾门处于闭合状态；当尾门质心位于D1时，尾门处于完全开启状态；C1点为尾门质心的任一悬停位置REF_Ref4333\w\h【29】。图1.4简化后的电动尾门系统运动图1.2机器选型1.2.1步进电机选型控制电动机和驱动电动机为电动机的两种用途方式。控制电机的两种型式分别是步进电机以及伺服电机。伺服电机可在发动机中控制运动的机械元件使用，还能在电机之间的灵活性使用；而把接收到的脉冲信号转换为角位移和线位移的电磁装置是步进电机。伺服电动机速度和位置控制精度非常高，控制相关对象是它的主要功能，而控制相关对象需要控制安装接收到的电压信号来驱动转矩以及转速进行。相应的，伺服电机也存在有缺点，就是价格特别昂贵，而且由于设计要求的控制精度不是特别高，所以要满足设计要求的话，两者对比，显然步进电机最适合。步进电动机停止的位置，以及转速由脉冲信号的频率以及个数决定，这个的前提条件是需在步进电机没有过载情况下运行的时候，载荷不影响步进电机，能不能转动相应的步距角决定了步进电动机能不能接收到脉冲信号。步进电机只有周期性误差，以及具有零累积误差的优点，所以，此原因使步进电机在速度方向以及位置方面应用非常广泛和简单。定子以及转子组合成步进电机，制成定子以及转子的材料，是磁性材料。软磁材料以及硅钢片叠成凸极结构，构成了转子与定子，在定子以及转子的磁极上，存在小齿，它们的齿数相同。六个磁极构成了定子，转子中无绕组，而定子上存在星形的三相的控制绕组。齿距角是转子的相邻齿之间的夹角。工作的行程是a相通电，形成封闭回路是因来自A方向的磁通量通过转子，在磁场轴以及转子之间形成角时，磁场磁化转子，转子被磁场吸引，磁阻转矩是一种切向力，通过磁力线在扭曲的条件下形成。磁力线总是在最小的磁阻路径形成闭合，使转子旋转到与转子和定子齿相对的位置。只需B相通电，B相转子以及轴线中，2齿与4齿对齐，转子相对于A的通电位置旋转30度，通电后C相再旋转30度。图1.5步进电机原理图1.2.2丝杠选型我们在平日里常见到一种以螺旋的方式传动，传递运动和动力的方式，是通过螺杆以及螺母的相对运动来完成，且把旋转运动变为直线运动的传动机构。螺旋传动还分为以下三种类型，第一种是静压螺杆传动，第二种是滚动螺杆传动，第三种是滑动螺杆传动，在市场上最为广泛用到的也是第三种滑动螺杆传动。THK梯形的丝杠的特点有以下这些：可以将旋转运动转化为直线运动，或者是直线运动转化为螺旋运动。THK梯形的丝杠还具有以下优点：第一传动效率高，第二自锁，第三定位准确梯形丝杠是一种滑动进给丝杠，不容易处理，具有45度导程角。在转速比较低的情况下，为了实现快速往复进给，大导程角的THK梯形螺杆能把旋转的运动转改为直线的运动，亦或将直线的运动转改为旋转的运动，因此大导程角的THK梯形螺杆可以达到十分之七的效率。因为导程比较大，因此广泛应用在低速进给机构中。滑动进给丝杠是符合三十度梯形螺纹标准的，它主要是压铸成型的特种轴承合金制作而成的，不仅是物美价廉的精度高的产品，而且具有良好的耐磨性。这是一种性能高的进给丝杠，精度比较高的滚动丝轴和压铸螺母连接，与以前常用的加工相比，能降低一半的价格。油性塑料制成的微型梯形螺丝，存在良好的耐磨性，在没有润滑油的状况下仍具有良好的润滑性能，长时间维持优良性能的特点能够可以长时间免维护使用。标准长度专用的滚扎轴是专用滚扎轴在梯形丝杠中提供的。要想THK梯形丝杠轴齿具有很高的耐磨性，就用冷轧加工成型的THK梯形丝杠轴齿，齿面维氏硬度在经过加工硬化后，超过250。利用加工硬化及镜面抛光可以提高轴的耐磨性能，这会让轴和梯形丝杠相互配合工作得更加平稳，进而改善机械性能。纤维流线出现在滚扎轴齿面轮廓上，纤维流线的出现能使齿根周围紧密，提高疲劳强度。滚扎成型的轴，通过车削或铣削来加工轴端的支撑座轴承。强度高的锌合金是一种能够提高丝杠的抗结焦性、耐磨性和承载能力的丝杠。1.2.3联轴器选型工程师在选择合适的联轴器的时候，一定要参考有效的机械行业标准、国家标准和已授权的相关国家专利。在传动系统之中挠性联轴器的综合性能，经满足传动系统总体设计的基础上，选择相适应的联轴器。也可根据以下因素选择合适的联轴器：第一湿度，第二温度，第三工作的速度，第四工作的载荷类别，第五传动精度，第六原动机类别，第七两轴偏移以及工作环境应该依据和主机配套相对的选择联轴器的结构型式。而选择带制动轮或制动盘的联轴器时，需要前提条件就是制动器以及联轴节配合一起使用的情况下才可；我们如果考虑过载安全保护地话，我们就应首选安全联轴器；选用法兰联轴器的话是需要与法兰连接时才会选用的；选择中间轴式或中间套筒式是当传动距离长以及轴向尺寸大的情况下选用。扭矩的计算：在传动系统之中，工件机的功率应该小于动力机的功率。根据动力机的速度，以及动力机的功率，通过计算，可以得出连接动力机高速一端的理论短转矩T；联轴器计算扭矩TC可以根据其他相关联系数以及K的状态系数计算出来，根据联轴器N以及T的反比例来看，可以看出t的高速端小于低速端。TC的旋转力矩是通过选择具有近似额定转速的TN系列和标准TN系列来计算的，这是一个选择类型必须满足Tn大于等于Tc。首先，设置一个型号的联轴器，允许转速n《[n]可以从联轴器中获得。确定调整型号：调整型号需要联轴器的预选尺寸应符合主动端以及从动端轴径的条件，联轴器尺寸即长度为L，直径为D的轴孔，否则，必须根据轴的直径D来设置联轴器的规格。常见主动端与从动端轴径不同，这是一种普遍现象。选择轴型时，如果从动端以及主动端的轴径不相同，扭矩以及转速相同，就应该根据大轴直径来选择。在新开发的传动系统中，想要提高互换性以及多功能性，还有轴间隙长度符合联轴器产品标准的话，应该选择符合GB/t3852标准的七种植孔型式，并且选择相对应的JI型轴孔型式。选择连接型式：联轴器的连接型式常用键连接。主、从动端之间的连接型式，以及轴之间的连接型式，决定联轴器连接型式的选择。A型键式连接是一种常规类型，GB/T