新能源汽車電機翻轉拆裝實訓臺

張子成　李攀平　張琪琛　楊治文　石瑞東

摘 要：隨著新能源汽車的發展，新能源汽車電機拆裝平臺已經成為新能源汽車電機維修必不可少的設備了。因此，新能源驅動電機翻轉拆裝平臺的研發有助于新能源汽車的維護和保養。本課題利用渦輪蝸桿傳動，實現水平好垂直方向360°翻轉、水平四點定位鎖止的新能源汽車電機拆裝翻轉實訓臺架。此臺架具有以下優點：（1）性能可靠，操作簡捷;（2）能實現水平和垂直方向360°轉動，水平四點定位鎖止;（3）價格低廉，應用廣泛。

關鍵詞：驅動電機 翻轉拆裝實訓臺 保養維護 渦輪蝸桿

New Energy Vehicle Motor Turning and Disassembly Training Platform

Zhang Zicheng，Li Panping，Zhang Qichen，Yang Zhiwen，Shi Ruidong

Abstract：With the development of new energy vehicles， the new energy vehicle motor disassembly platform has become an indispensable equipment for new energy vehicle motor maintenance. Therefore， the research and development of the new energy drive motor flip and disassembly platform is helpful to the maintenance of new energy vehicles. This subject uses a worm gear drive to achieve a horizontal and vertical 360° flip， horizontal four-point positioning and locking of the new energy vehicle motor disassembly and assembly flip training platform. This stand has the following advantages：（1）Reliable performance and simple operation.（2）It can realize 360° rotation in horizontal and vertical directions， horizontal four-point positioning and locking.（3）Low price and wide application.

Key words：drive motor， flipping disassembly training platform， maintenance， turbine worm

1 此課題的研究目的及意義

對于新能源汽車維修行業來說，最重要的是對三電系統的維護保養。然而，電機則屬于三電之一。因此，對新能源汽車電機翻轉拆裝實訓平臺的研發是非常有意義的。新能源汽車驅動電機翻轉拆裝實訓平臺是驅動電機維修的基礎工具，其簡單的結構設計，便捷的拆裝過程，不僅大大提高了勞動生產的效率，同時可以有效減少維修人員的工作強度。

2 研究內容及設計方案

2.1 主要工作思路

本文主要研究如何使新能源驅動電機實現任意旋轉和水平四點定位鎖止，如何實現翻轉臺架本身的移動和鎖定及使用什么來支持新能源汽車驅動電機的問題。

我們所設計的驅動電機翻轉實訓臺架是利用最基礎的傳動裝置組成的。主要采用的是倒裝式渦輪蝸桿機構及其具有良好的自鎖性。由于驅動電機重量類似于發動機的重量，為了解決翻轉臺架的平衡性問題，我們采用發動機翻轉實訓平臺的設計理念上來研究此翻轉實訓平臺，以保證其穩定性，消除了其安全隱患。

驅動電機翻轉臺架的主要參數為：臺架總高度72cm;額定負重量為500kg;翻轉角度是垂直和水平360度;水平四點定位鎖定。

除此之外，做大量市場調研，收集新能源汽車驅動電機參數和分析相關信息，更好地滿足技術參數和性能的要求。

2.2 翻轉實訓臺架的設計

設計和選擇渦輪箱的難點是在360°的垂直和水平方向的旋轉。拆裝翻轉臺架的設計要考慮質量分布是否均勻，穩定性高，運動部件和固定部件之間是否有干涉等因素，因此我們的設計是在比較成熟的發動機翻轉臺架上做進一步的研究與分析。

定位鎖止裝置的主要是靠鎖銷鎖定，因此要考慮鎖銷放置的位置不能干涉其他部件的工作。驅動電動機的位置鎖定，要通過驅動電機放置的位置來確定，鎖定的位置不能影響整體拆裝。在布置時先確定驅動電機的位置，再確定鎖銷的位置。通過分析初步研究的數據，確定驅動電機的大體位置后逐步調整鎖銷的位置。當確定驅動電機和鎖銷的位置，鎖銷放置可以根據臺架和所要求的剛度和強度的大小來確定，并且確定鎖銷的位置，然后確定其大小和翻轉架的連接關系。

2.3 渦輪蝸桿輪減速機構的設計

根據實際研究情況，假定手動輪的輸入功率為100W，渦輪的輸出轉速為n=2r/min。經過一個綜合分析比較，選用漸開線蝸桿最合適。蝸桿的材料最好采用國標的S45C，并進行淬火處理，硬度大于HRC55;蝸輪的材料用灰鑄鐵HT200。經過研究，考慮到蠕蟲可能會變形，因此蝸桿時效處理的。

2.4 拆裝臺架整體設計

翻轉拆裝臺架主要是支撐驅動電機總成，并使其實現水平和垂直方向360°度的翻轉，以便于實際工作中的拆裝和維護。

根據數據驅動電機的外形尺寸大小，以及各個零部件的位置來設計翻轉拆裝臺架，不僅性能可靠，拆裝簡捷，而且還要有效支撐整個驅動電機總成，因此，要有一個足夠的強度和剛度，以及較好的平穩性來支撐驅動電機。驅動電機翻轉拆裝臺架的材料最好以方鋼為主，其材料不低于原材料的強度。連接方式采用焊接和螺栓連接，以便達到良好的穩定性和強度，腳輪采用可轉向橡膠輪，便于移動，同時還能起到減震降噪的作用。

2.5 翻轉拆裝臺架底盤和底座的尺寸確定及材料選擇

翻轉拆裝臺架的底盤和底座材料選擇是根據驅動電機和零部件的重量來確定，底盤和底座的總體尺寸為93cm*69cm*10cm。在底座上增加一個盛油盤作為底盤，由于解決油、水等的落地問題。如下圖所示：

2.6 翻轉拆裝臺架立柱的尺寸確定及材料選擇

翻轉拆裝臺架總高度為72cm，為符合工作需求及考慮到驅動電機的自身高度，由于底座高10cm，所以立柱高度定為62cm，選用30cm*30cm 壁厚為1cm的方管。具體設計如下圖數據所示：

2.7 箱體的設計

為滿足支撐驅動電機總成的要求，選取國標S45C鋼來制作箱體，長度為93cm，寬度為69cm，高度為10cm，箱體要與立柱相連接，具體如下圖所示：

2.8 翻轉托盤的設計

為了使驅動電機固定穩定，受其重量的限制，選長為350mm 寬為340mm 厚度為10mm 的鋼板為原材料來制作驅動電機的托盤。托盤通過鉆撞用于固定可調節的驅動馬達裝置的四個圓形孔，加法裝置旋轉地連接到在后托盤渦輪軸，從而達到渦輪同步運動，如下所示：

3 總體裝配結構設計

組裝工作之前應嚴格進行檢查并處理系統零部件，需要注意的是在加工時沒有殘留的銳角、毛刺以及異物，避免密封件在裝配時不傷及人員。每個組件必須是在組裝之前清潔，無毛刺，污垢，碎片，油，毛邊，除銹和灰塵。裝配過程中零部件企業之間不能沒有出現磕、碰。螺栓和螺母在緊固時嚴格按照標準工藝安裝，并用標準扭矩擰緊。當同一部件由多個螺栓緊固時，每個螺栓應交叉對稱、逐步均勻地緊固。當以比接觸的2/3。應當注意花鍵側面的數量少，接觸率不小于50%的長度方向和花鍵齒的高度。如圖分析所示：

4 結語

使用倒裝可拆卸翻轉臺架，能實現高效率對驅動電機故障診斷和性能檢測。這種創新型驅動電機翻轉拆裝臺架保留了中國傳統固定式和移動式翻轉架共同的優點，克服了其弊端，增加了翻轉拆裝的新功能，能夠通過完成與驅動電機相關的全部課程。

通過此次設計研究，重點掌握渦輪蝸桿傳動的知識，并能使其應用到實際生活中，深入了解的渦輪蝸桿傳動的工作原理，解決因為沒有可移動工作臺的諸多問題，讓更多的學生能更清楚地了解學習新的專業知識，掌握驅動電機故障診斷、性能檢測和維護方法。

基金項目：蘭州職業技術學院科研項目資助（2018xy-9）。

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