新能源汽車電機(jī)翻轉(zhuǎn)拆裝實(shí)訓(xùn)臺(tái)

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(fā)展，新能源汽車電機(jī)拆裝平臺(tái)已經(jīng)成為新能源汽車電機(jī)維修必不可少的設(shè)備了。因此，新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)翻轉(zhuǎn)拆裝平臺(tái)的研發(fā)有助于新能源汽車的維護(hù)和保養(yǎng)。本課題利用渦輪蝸桿傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水平好垂直方向360°翻轉(zhuǎn)、水平四點(diǎn)定位鎖止的新能源汽車電機(jī)拆裝翻轉(zhuǎn)實(shí)訓(xùn)臺(tái)架。此臺(tái)架具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）性能可靠，操作簡捷;（2）能實(shí)現(xiàn)水平和垂直方向360°轉(zhuǎn)動(dòng)，水平四點(diǎn)定位鎖止;（3）價(jià)格低廉，應(yīng)用廣泛。

關(guān)鍵詞：驅(qū)動(dòng)電機(jī) 翻轉(zhuǎn)拆裝實(shí)訓(xùn)臺(tái) 保養(yǎng)維護(hù) 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(duì)于新能源汽車維修行業(yè)來說，最重要的是對(duì)三電系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)。然而，電機(jī)則屬于三電之一。因此，對(duì)新能源汽車電機(jī)翻轉(zhuǎn)拆裝實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的研發(fā)是非常有意義的。新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)翻轉(zhuǎn)拆裝實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是驅(qū)動(dòng)電機(jī)維修的基礎(chǔ)工具，其簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，便捷的拆裝過程，不僅大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)的效率，同時(shí)可以有效減少維修人員的工作強(qiáng)度。

2 研究內(nèi)容及設(shè)計(jì)方案

2.1 主要工作思路

本文主要研究如何使新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)任意旋轉(zhuǎn)和水平四點(diǎn)定位鎖止，如何實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)臺(tái)架本身的移動(dòng)和鎖定及使用什么來支持新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的問題。

我們所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)翻轉(zhuǎn)實(shí)訓(xùn)臺(tái)架是利用最基礎(chǔ)的傳動(dòng)裝置組成的。主要采用的是倒裝式渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)及其具有良好的自鎖性。由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)重量類似于發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，為了解決翻轉(zhuǎn)臺(tái)架的平衡性問題，我們采用發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)理念上來研究此翻轉(zhuǎn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，以保證其穩(wěn)定性，消除了其安全隱患。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)翻轉(zhuǎn)臺(tái)架的主要參數(shù)為：臺(tái)架總高度72cm;額定負(fù)重量為500kg;翻轉(zhuǎn)角度是垂直和水平360度;水平四點(diǎn)定位鎖定。

除此之外，做大量市場調(diào)研，收集新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)和分析相關(guān)信息，更好地滿足技術(shù)參數(shù)和性能的要求。

2.2 翻轉(zhuǎn)實(shí)訓(xùn)臺(tái)架的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)和選擇渦輪箱的難點(diǎn)是在360°的垂直和水平方向的旋轉(zhuǎn)。拆裝翻轉(zhuǎn)臺(tái)架的設(shè)計(jì)要考慮質(zhì)量分布是否均勻，穩(wěn)定性高，運(yùn)動(dòng)部件和固定部件之間是否有干涉等因素，因此我們的設(shè)計(jì)是在比較成熟的發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)臺(tái)架上做進(jìn)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(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的位置鎖定，要通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(shí)先確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的位置，再確定鎖銷的位置。通過分析初步研究的數(shù)據(jù)，確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的大體位置后逐步調(diào)整鎖銷的位置。當(dāng)確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)和鎖銷的位置，鎖銷放置可以根據(jù)臺(tái)架和所要求的剛度和強(qiáng)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(zhuǎn)架的連接關(guān)系。

2.3 渦輪蝸桿輪減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)際研究情況，假定手動(dòng)輪的輸入功率為100W，渦輪的輸出轉(zhuǎn)速為n=2r/min。經(jīng)過一個(gè)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(biāo)的S45C，并進(jìn)行淬火處理，硬度大于HRC55;蝸輪的材料用灰鑄鐵HT200。經(jīng)過研究，考慮到蠕蟲可能會(huì)變形，因此蝸桿時(shí)效處理的。

2.4 拆裝臺(tái)架整體設(shè)計(jì)

翻轉(zhuǎn)拆裝臺(tái)架主要是支撐驅(qū)動(dòng)電機(jī)總成，并使其實(shí)現(xiàn)水平和垂直方向360°度的翻轉(zhuǎn)，以便于實(shí)際工作中的拆裝和維護(hù)。

根據(jù)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的外形尺寸大小，以及各個(gè)零部件的位置來設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)拆裝臺(tái)架，不僅性能可靠，拆裝簡捷，而且還要有效支撐整個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)總成，因此，要有一個(gè)足夠的強(qiáng)度和剛度，以及較好的平穩(wěn)性來支撐驅(qū)動(dòng)電機(jī)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)翻轉(zhuǎn)拆裝臺(tái)架的材料最好以方鋼為主，其材料不低于原材料的強(qiáng)度。連接方式采用焊接和螺栓連接，以便達(dá)到良好的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，腳輪采用可轉(zhuǎn)向橡膠輪，便于移動(dòng)，同時(shí)還能起到減震降噪的作用。

2.5 翻轉(zhuǎn)拆裝臺(tái)架底盤和底座的尺寸確定及材料選擇

翻轉(zhuǎn)拆裝臺(tái)架的底盤和底座材料選擇是根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(gè)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(zhuǎn)拆裝臺(tái)架立柱的尺寸確定及材料選擇

翻轉(zhuǎn)拆裝臺(tái)架總高度為72cm，為符合工作需求及考慮到驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(shè)計(jì)如下圖數(shù)據(jù)所示：

2.7 箱體的設(shè)計(jì)

為滿足支撐驅(qū)動(dòng)電機(jī)總成的要求，選取國標(biāo)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(zhuǎn)托盤的設(shè)計(jì)

為了使驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定穩(wěn)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(qū)動(dòng)電機(jī)的托盤。托盤通過鉆撞用于固定可調(diào)節(jié)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)裝置的四個(gè)圓形孔，加法裝置旋轉(zhuǎn)地連接到在后托盤渦輪軸，從而達(dá)到渦輪同步運(yùn)動(dòng)，如下所示：

3 總體裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

組裝工作之前應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行檢查并處理系統(tǒng)零部件，需要注意的是在加工時(shí)沒有殘留的銳角、毛刺以及異物，避免密封件在裝配時(shí)不傷及人員。每個(gè)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(yè)之間不能沒有出現(xiàn)磕、碰。螺栓和螺母在緊固時(shí)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)工藝安裝，并用標(biāo)準(zhǔn)扭矩?cái)Q緊。當(dāng)同一部件由多個(gè)螺栓緊固時(shí)，每個(gè)螺栓應(yīng)交叉對(duì)稱、逐步均勻地緊固。當(dāng)以比接觸的2/3。應(yīng)當(dāng)注意花鍵側(cè)面的數(shù)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(jié)語

使用倒裝可拆卸翻轉(zhuǎn)臺(tái)架，能實(shí)現(xiàn)高效率對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)故障診斷和性能檢測。這種創(chuàng)新型驅(qū)動(dòng)電機(jī)翻轉(zhuǎn)拆裝臺(tái)架保留了中國傳統(tǒng)固定式和移動(dòng)式翻轉(zhuǎn)架共同的優(yōu)點(diǎn)，克服了其弊端，增加了翻轉(zhuǎn)拆裝的新功能，能夠通過完成與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相關(guān)的全部課程。

通過此次設(shè)計(jì)研究，重點(diǎn)掌握渦輪蝸桿傳動(dòng)的知識(shí)，并能使其應(yīng)用到實(shí)際生活中，深入了解的渦輪蝸桿傳動(dòng)的工作原理，解決因?yàn)闆]有可移動(dòng)工作臺(tái)的諸多問題，讓更多的學(xué)生能更清楚地了解學(xué)習(xí)新的專業(yè)知識(shí)，掌握驅(qū)動(dòng)電機(jī)故障診斷、性能檢測和維護(hù)方法。

基金項(xiàng)目：蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研項(xiàng)目資助（2018xy-9）。

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