汽車驅(qū)動(dòng)總成磨合機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)

張 千

(鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450121)

1 工藝要求和工藝參數(shù)

1.1 工藝要求

在本次驅(qū)動(dòng)總成的磨合機(jī)設(shè)計(jì)中，主要的工藝要求包括以下幾點(diǎn)：第一，該磨合機(jī)應(yīng)與MAN系列的單級(jí)橋以及鑄造橋相符合[1]；第二，該磨合機(jī)應(yīng)該支持無級(jí)調(diào)速；第三，借助于手動(dòng)加油裝置可以進(jìn)行輪邊和橋包位置的加油處理；第四，該磨合機(jī)的操作應(yīng)該足夠簡單便捷，易于更換，且潤滑油可以循環(huán)使用。

1.2 工藝參數(shù)

本次磨合機(jī)設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)如下：

表1 本次磨合機(jī)設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)

2 磨合機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)

2.1 床體設(shè)計(jì)

床體設(shè)計(jì)中，為確保良好的剛性，避免機(jī)械在受力作用下發(fā)生變形，并綜合考慮實(shí)際的工藝需求，本次的床身以“T”型結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，用具備良好焊接性能的20鋼板來進(jìn)行主軸箱體、床身底板和油箱的整體焊接，并通過角焊法來處理鋼板焊縫，保證焊接平整、均勻、無氣孔、裂紋、斷續(xù)情況。在完成了整體的設(shè)備焊接后，應(yīng)借助于地腳螺栓將其在地面固定[2]。將獨(dú)立的T型槽安裝到工作臺(tái)面上，以便調(diào)整工裝位置。將帶有變頻調(diào)速功能的主電機(jī)置于內(nèi)部，借助于等速同步帶將力矩傳輸?shù)街鬏S箱，以此來實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)可靠的傳動(dòng)。在完成了整體設(shè)備的安裝之后，應(yīng)按照機(jī)床的具體外觀來為其設(shè)計(jì)和制作各個(gè)部位的防護(hù)罩，在起到機(jī)床防護(hù)作用的基礎(chǔ)上提升其美觀性。

2.2 主軸箱設(shè)計(jì)

具體設(shè)計(jì)中，主要借助于整體拼焊的形式來進(jìn)行主軸箱箱體結(jié)構(gòu)的制作，并通過螺釘將其固定在工作臺(tái)面上，按照實(shí)際承載力矩和最高的電機(jī)轉(zhuǎn)速要求，選擇深溝軸承來進(jìn)行主軸裝配。在具體工作中，主電機(jī)可以借助于同步帶將力矩傳輸?shù)街鬏S的后端，而主軸前端則可以借助于傳輸力矩的合理選擇來實(shí)現(xiàn)法蘭盤的制動(dòng)，以此來實(shí)現(xiàn)主軸和法蘭盤之間的軟連接[3]。在驅(qū)動(dòng)總成出現(xiàn)異常的情況下，借助于花鍵伸縮結(jié)構(gòu)，可以將異常所導(dǎo)致的軸向荷載及時(shí)消除，以此來實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定的傳動(dòng)效果，滿足各種類型的總成磨合需求。

2.3 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(1)傳輸皮帶選擇。就目前的各種傳輸結(jié)構(gòu)而言，平帶傳動(dòng)、同步傳動(dòng)、鏈帶傳動(dòng)和V帶傳動(dòng)是較為典型的傳動(dòng)形式，而在這些傳動(dòng)形式中，同步帶傳動(dòng)有著更加優(yōu)越的性能和更強(qiáng)的適用性，該傳動(dòng)形式并不屬于摩擦傳動(dòng)，而是在齒輪的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，所以其預(yù)緊力會(huì)小很多，傳動(dòng)效果也更加平穩(wěn)，轉(zhuǎn)矩?fù)p失更低、精確度更高、整個(gè)傳動(dòng)過程中并不需要做潤滑處理，且不產(chǎn)生噪聲。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際使用條件和磨合機(jī)具體的傳動(dòng)力矩需求，并將各種同步帶性能及其適用范圍作為參考，本次設(shè)計(jì)所選擇的同步帶為H型梯形齒同步帶，其周節(jié)矩是12.70mm。將該同步帶應(yīng)用到傳動(dòng)系統(tǒng)中，可讓系統(tǒng)的傳輸效果達(dá)到最佳[4]。

(2)同步帶傳動(dòng)計(jì)算。計(jì)算過程中，首先應(yīng)將電機(jī)轉(zhuǎn)速作為參考依據(jù)，并結(jié)合實(shí)際的要求標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行同步帶輪型號(hào)的合理選擇。以下是具體的參考標(biāo)準(zhǔn)：

綜合以上標(biāo)準(zhǔn)考慮，本次選擇的同步帶輪型號(hào)是28H，也就是齒數(shù)是28。在帶輪內(nèi)孔尺寸的計(jì)算中，可以將電機(jī)輪軸直徑和主輪軸直徑作為依據(jù)，根據(jù)過盈配合要求來分別進(jìn)行加工公差允許范圍的確定。

表2 具體參考標(biāo)準(zhǔn)

通過計(jì)算和選型，最終將同步帶型號(hào)確定為590H，其節(jié)線長度是1498.6mm，輪帶寬度是100mm。

(3)同步帶調(diào)整裝置的設(shè)計(jì)和制作。調(diào)整裝置應(yīng)該按照同步帶具體的安裝位置進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作，以此來實(shí)現(xiàn)同步帶嚙合情況的調(diào)節(jié)，保障其傳動(dòng)的平穩(wěn)性和可靠性，讓力矩?fù)p失顯著降低。

3 液壓泵站設(shè)計(jì)

進(jìn)行液壓泵站的設(shè)計(jì)過程中，首先應(yīng)該嚴(yán)格按照現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用需求和工藝節(jié)拍來進(jìn)行電泵功率、額定壓力和額定流量等的參數(shù)計(jì)算，然后參考具體的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和原理來進(jìn)行檢測儀表、控制閥和電機(jī)泵等原件的合理選擇，接下來對(duì)其進(jìn)行科學(xué)地組裝和調(diào)試，以此來保障系統(tǒng)的正常啟動(dòng)，避免漏油情況，并保障啟動(dòng)安全。以下是具體的設(shè)計(jì)方案：

首先，因?yàn)榭偝山Y(jié)構(gòu)內(nèi)共有3處加油部位，所以在具體使用中，為方便兩手操作的同時(shí)性，以此來提升工作效率，可以將2把注油槍設(shè)置在油泵出口終端位置，并各自配備1條長度為3m的加油軟管，這樣就可以對(duì)橋包和輪邊位置同時(shí)進(jìn)行手動(dòng)形式的加油。

其次，為滿足實(shí)際的工藝節(jié)拍要求，應(yīng)按照以下的參數(shù)對(duì)液壓泵站進(jìn)行設(shè)計(jì)：

表3 具體設(shè)計(jì)參數(shù)

最后，為了有效保障液壓系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，并提升系統(tǒng)應(yīng)用的便捷性，本次設(shè)計(jì)將安全溢流裝置設(shè)置在液壓泵站系統(tǒng)中，以此來保障電泵系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行，避免電源頻繁開啟和關(guān)閉而影響到電泵的使用壽命，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)操作流程的進(jìn)一步簡化[5]。具體應(yīng)用中，也可以按照系統(tǒng)的實(shí)際流量選擇適合的油壓過濾器，并將其安裝在油泵進(jìn)油口位置。

4 結(jié)語

本次設(shè)計(jì)的汽車驅(qū)動(dòng)總成磨合機(jī)有著良好的使用性能，其機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)都可實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。在本次設(shè)計(jì)中，主要遵循的是創(chuàng)新和節(jié)約這2個(gè)基本原則，并對(duì)現(xiàn)有資源加以合理利用，以此來實(shí)現(xiàn)磨合機(jī)使用性能的全面改善。截至目前，該磨合機(jī)已經(jīng)投入使用近1年時(shí)間，使用中并未出現(xiàn)任何質(zhì)量或設(shè)備事故。由此可見，本次的磨合機(jī)設(shè)計(jì)十分成功。