淺析焦?fàn)t電機(jī)車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)和精確定位的方法

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平質(zhì)量不斷提高，對(duì)機(jī)車(chē)性能以及安全方面要求也越來(lái)越高，而在這之中發(fā)動(dòng)機(jī)又是最重要的部件之一。因此本文主要針對(duì)焦?fàn)t電鐵路速內(nèi)燃機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析研究，首先從汽車(chē)工業(yè)、機(jī)械制造行業(yè)入手闡述了客車(chē)車(chē)身與機(jī)房等相關(guān)零部件組成及工作內(nèi)容，其次根據(jù)車(chē)架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定其各零部件型號(hào)和參數(shù)并計(jì)算出總圖紙中所需要的零件數(shù)量以及尺寸，最后介紹了一種焦?fàn)t電普速度控制伺服控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)是以電機(jī)、減速機(jī)等作為驅(qū)動(dòng)單元來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分配的一套控制機(jī)構(gòu)裝置。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì);傳動(dòng)系統(tǒng);精確定位

一、引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平飛速增長(zhǎng)，人民生活質(zhì)量也不斷提高，汽車(chē)已經(jīng)成為人們出行必不可少交通工具，然而在高速公路上卻有著不少的問(wèn)題，例如，發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱、排氣不徹底等一系列現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重導(dǎo)致了能源短缺和環(huán)境污染日益嚴(yán)峻，此外由于維修人員技術(shù)能力不足而造成故障率高居不下且難以解決等等諸多狀況使得我們必須對(duì)這些現(xiàn)狀進(jìn)行改善才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化的發(fā)展，所以我們要保證發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)質(zhì)量可靠并且能滿足乘客需求，同時(shí)還要考慮到成本問(wèn)題以及節(jié)能環(huán)保問(wèn)題等一系列因素來(lái)進(jìn)行調(diào)整設(shè)計(jì)工作從而使生產(chǎn)效率達(dá)到最高。

二、電機(jī)車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)及精確定位原理

電機(jī)車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜而又龐大，并且要考慮各種因素，所以在進(jìn)行機(jī)械零件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)之前就應(yīng)該對(duì)其結(jié)構(gòu)、尺寸和性能等方面有一定深入地了解。 首先我們需要知道電動(dòng)車(chē)組動(dòng)力總成組成主要由電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成，電動(dòng)機(jī)為電力提供能量，驅(qū)動(dòng)裝置一般由三部分組成包括牽引機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是將能量傳遞給車(chē)輪并使車(chē)輛能穩(wěn)定安全平穩(wěn)運(yùn)行，其次電機(jī)車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括：動(dòng)力總成、減速機(jī)（電動(dòng)機(jī)）、減速器，電機(jī)與制動(dòng)器，最后為了使電機(jī)車(chē)在工作過(guò)程中能夠順利平穩(wěn)運(yùn)行并保證安全可靠地傳遞能量和電能質(zhì)量高效率輸出是必需滿足的要求：電動(dòng)機(jī)必須具有良好絕緣性能。

三、基于精確定位的電機(jī)車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和建立

（一）電機(jī)車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程

動(dòng)力學(xué)方程是由經(jīng)典力學(xué)和工程數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的，它可以對(duì)運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力以及傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，并建立其基本物理規(guī)律，通常情況下我們將動(dòng)力學(xué)方程式分為如下幾個(gè)方面，一方面是汽車(chē)行駛過(guò)程中所經(jīng)歷過(guò)各種工況，車(chē)輛在直線或曲線行駛時(shí)遇到障礙物，車(chē)輛在低速運(yùn)行或者高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)候遇到車(chē)模不能進(jìn)入制動(dòng)器等條件，當(dāng)車(chē)速較高的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)車(chē)輪滑離現(xiàn)象導(dǎo)致輪胎磨損和摩擦系數(shù)變大，另一方面是電動(dòng)機(jī)、減速器以及聯(lián)軸器等零部件在工作過(guò)程中產(chǎn)生力矩作用下而導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變化，并通過(guò)慣性系傳遞到輸出端，同時(shí)也可以將其作為動(dòng)力學(xué)的輸入對(duì)象來(lái)進(jìn)行分析研究。

（二）傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)

傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)是由工作條件和要求而定，一般包括以下幾個(gè)方面，一方面是工件或零部件在傳遞過(guò)程中受到力、熱應(yīng)力等作用而產(chǎn)生變形，另一方面是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，運(yùn)動(dòng)軌跡與所受載荷有關(guān)。所以傳動(dòng)裝置必須有足夠大的動(dòng)剛度來(lái)保證其具有良好性能，同時(shí)也要考慮到不同工況時(shí)各部件之間相對(duì)位置關(guān)系和對(duì)整個(gè)系統(tǒng)精度要求都會(huì)發(fā)生變化從而影響傳動(dòng)效率及平穩(wěn)性。

（三）電機(jī)車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)精確定位的驗(yàn)證

電機(jī)車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的驗(yàn)證是指對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，得出準(zhǔn)確可靠地結(jié)論，進(jìn)而完成相應(yīng)參數(shù)計(jì)算，檢驗(yàn)方法是通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定其是否符合要求，如果不符合則需要調(diào)整原方案，反之若不理想則需重新修改原有設(shè)計(jì)中存在不合理之處或者可能產(chǎn)生誤差較大情況下應(yīng)更換新部分或改變舊部件以達(dá)到最佳性能狀態(tài)等問(wèn)題進(jìn)行驗(yàn)證并修正錯(cuò)誤后再做進(jìn)一步的改進(jìn)工作，在確定了傳動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還應(yīng)進(jìn)行一下驗(yàn)證，以確保其具有一定程度的穩(wěn)定性和可靠性。

四、精確定位技術(shù)的分析

（一）精確定位技術(shù)的工藝流程

精確定位的目的是為了使生產(chǎn)過(guò)程中所需要的所有工序符合既定規(guī)范和規(guī)定，達(dá)到質(zhì)量要求，成本目標(biāo)，精確定位工藝流程，它包括粗定位基準(zhǔn)面選擇，粗定位順序設(shè)計(jì)及各工件加工方法選定等步驟組成，其中主要有以下幾種方案可以進(jìn)行比較篩選：一方面是從初次工序到最終一道加工階段依次安排一次裝夾，另一方面是在初次生產(chǎn)過(guò)程中先完成初步的熱處理和淬火后再對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行包裝，而精確定位的方法[1]。

（二）精確定位技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

精確定位技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，首先是可以使生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)工序間能合理地相互配合，減少不必要環(huán)節(jié)，提高效率，降低成本，其次可保證產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期，最后是可以便于操作人員進(jìn)行檢查和維修作業(yè)方便于保養(yǎng)和檢修工作，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)我們應(yīng)該注意以下幾個(gè)問(wèn)題，一方面是精確定位技術(shù)要求與其他設(shè)計(jì)方法相比有一定的區(qū)別，需要考慮到其對(duì)環(huán)境因素影響，另一方面是由于每一個(gè)產(chǎn)品都是由多個(gè)工序組成并相互銜接而成工藝過(guò)程復(fù)雜且難以同時(shí)滿足不同使用條件要求時(shí)需要一定數(shù)量級(jí)或數(shù)的零件配合才能完成[2]。

（三）精確定位技術(shù)的改進(jìn)

在對(duì)準(zhǔn)確定位的過(guò)程中，首先要根據(jù)工件的實(shí)際尺寸和形狀來(lái)進(jìn)行定位，由于焦?fàn)t電機(jī)車(chē)速比較高，所以需要保證定位精度，為了使準(zhǔn)確地找到被選位置并獲得所選擇工件或設(shè)備上所規(guī)定工序間相對(duì)位置關(guān)系較小且滿足上述要求時(shí)進(jìn)行精確定位就顯得尤為重要了，其次是為了保證在不影響工作環(huán)境和生產(chǎn)條件下確定工件中心線與終點(diǎn)點(diǎn)之間準(zhǔn)確地保持距離關(guān)系而設(shè)計(jì)，最后是對(duì)于某些特殊情況或要求可以采取一些措施來(lái)確保精確到每一個(gè)工位。

五、電機(jī)車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)精確定位的實(shí)現(xiàn)

（一）精確定位方案選擇

精確定位方案是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，需要進(jìn)行反復(fù)比較和分析，以找到最優(yōu)解決方案。 在確定了總傳動(dòng)比后就要根據(jù)所要達(dá)到的目的來(lái)選擇合適合理有效可行、經(jīng)濟(jì)實(shí)用性高并具有一定通用價(jià)值的產(chǎn)品，這就要求我們首先對(duì)設(shè)計(jì)要求有全面地認(rèn)識(shí)，然后就是考慮到生產(chǎn)過(guò)程中各工段之間存在著各種不同形式及數(shù)量上復(fù)雜變化因素，從而使其滿足工藝條件和技術(shù)指標(biāo)，其次是在制定合理有效可行、經(jīng)濟(jì)又能滿足質(zhì)量和安全要求同時(shí)也要保證速度，最后需要考慮到各種影響因素，例如產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)工藝流程等[3]。

（二）電機(jī)車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)精確定位電路

電機(jī)車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的精確定位電路是指，在工作過(guò)程中，由電動(dòng)車(chē)組動(dòng)裝置和控制機(jī)構(gòu)組成，其基本任務(wù)就是，完成對(duì)各種工況下所需牽引力、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)的準(zhǔn)確計(jì)算，工況要求，即當(dāng)列車(chē)啟動(dòng)后需要克服運(yùn)行阻力時(shí)，為保證安全制動(dòng)時(shí)，確保車(chē)輛平穩(wěn)起步或停車(chē)的情況下，必須滿足行車(chē)速度穩(wěn)定和緊急轉(zhuǎn)彎條件，并且在電機(jī)車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要考慮到兩個(gè)方面，一方面是車(chē)輛運(yùn)行速度，另一方面是汽車(chē)質(zhì)量。

（三）電機(jī)車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)精確定位的程序編制

精確定位是一個(gè)程序，它的目的就是為了保證機(jī)車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，能更好地適應(yīng)各種工作條件和環(huán)境。而電動(dòng)工具設(shè)計(jì)時(shí)必須要對(duì)其進(jìn)行分析計(jì)算，首先需要制定好相關(guān)方案后才能開(kāi)始編寫(xiě)程序了，然后根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求來(lái)選擇相應(yīng)參數(shù)及數(shù)據(jù)格式、順序表等形式并編制相關(guān)文件、文字說(shuō)明或表格供各零部件進(jìn)行參考使用，其次是要對(duì)所選的產(chǎn)品進(jìn)行分析，并明確它是如何設(shè)計(jì)，然后根據(jù)產(chǎn)品本身來(lái)選擇合適的傳動(dòng)部件，最后是擬定出傳動(dòng)系統(tǒng)各部件之間及其與總成間位置關(guān)系圖，并在該基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合計(jì)算以驗(yàn)證所提出的各項(xiàng)工藝指標(biāo)是否滿足質(zhì)量要求。

（四）精確定位的實(shí)現(xiàn)與結(jié)果

精確定位是通過(guò)分析工件的尺寸、形狀和材料，并結(jié)合工件加工工藝要求，在滿足定位準(zhǔn)確度要求下對(duì)各個(gè)工序進(jìn)行合理安排，首先如果零件上有很多沒(méi)有用過(guò)該尺寸時(shí)，那么就要考慮如何提高這個(gè)表面粗糙度和保證加工質(zhì)量等問(wèn)題，其次就是選擇合適位置保證不影響到后續(xù)工序以及其他工藝方面能順利操作等等;最后是精確定位后還要對(duì)整個(gè)工件進(jìn)行檢查、檢驗(yàn)與維修，以防止出現(xiàn)不合格的零部件。

六、總結(jié)

本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)焦?fàn)t電機(jī)車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)和精確定位的方法與步驟進(jìn)行研究，從而使其達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，一方面是實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)要求，在完成以上各項(xiàng)任務(wù)后可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)一步改進(jìn)完善，例如：提高速度、優(yōu)化工藝參數(shù)等，同時(shí)還應(yīng)該考慮到安全問(wèn)題以及經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)等等因素來(lái)保證產(chǎn)品質(zhì)量水平能夠滿足社會(huì)發(fā)展需求，另一方面是對(duì)所設(shè)計(jì)零件和零部件的選型也應(yīng)充分注意，以確保其具有良好性能并能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)要求。

參考文獻(xiàn)

[1]舒南翔.淺析純電動(dòng)汽車(chē)高壓配電系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù)，2018：25-28+46.

[2]龔海華，黃冬.淺析電纜故障精確定位方法[J].大科技，2012：131-132.

[3]丁洪旗，王雨佳，劉彥良.焦?fàn)t機(jī)車(chē)定位控制系統(tǒng)探析[J].電工技術(shù)，2012：51-52.

丁國(guó)銀，男，1983.11出生于江蘇省宿遷市，單位：南京鋼鐵股份有限公司燃料供應(yīng)廠，電氣維護(hù)