汽車緩速器設(shè)計及研究

35頁 16000字數(shù)+論文說明書+10張CAD圖紙【詳情如下】

SolidWorks汽車緩速器.rar

任務(wù)書.doc

固定架.dwg

汽車緩速器安裝示意圖.dwg

汽車緩速器總裝圖.dwg

汽車緩速器設(shè)計說明書.doc

設(shè)計圖紙9張.dwg

轉(zhuǎn)子盤.dwg

轉(zhuǎn)子軸.dwg

連接法蘭.dwg

鐵心.dwg

摘 要  

  汽車進入日常生產(chǎn)、生活，對汽車的行駛安全性提出更高要求，安裝電渦流緩速器確保車輪制動器處于良好的技術(shù)狀態(tài),可使汽車長時間行駛在山區(qū)公路時車輪制動器的溫度大大降低。

  分析了汽車緩速器的結(jié)構(gòu)，提出了汽車緩速器的總體設(shè)計方案，設(shè)計了主要零部件，及所必須的理論計算，保證汽車緩速器工作的可靠性，確保汽車制動性能。 

關(guān)鍵詞： 汽車 電渦流緩速器 輔助制動 設(shè)計 

 ABSTRACT

    With the rapid development of the modem automobile industry,great importancehas been paid to the safety of the vehicle，especially the heavy trucks working in themountain or in the mine area and the city buses driving in the congested roads．By the analysis ofthe use property ofthe current clutch，the necessity ofusing theretarders is clear in the heavy trucks and the city buses．

Throuthe comparison ofthe current different retarders，the advantage and disadvantage of the eddy currentbrake is introduced．How the mathematical model of the eddy current brake in theliterature is discussed，then the paper illustrates the difference of the results of thecalculation and the experiment data，and discuss the reason why it is arise．The paperintroduces the usual method to solve the question by using the finite element methodin the world currently．

Key words the eddy；current brake；structure；design；

目  錄

摘要 I

Abstract II

第1章 緒論 1

    1.1 課題的來源與研究的目的和意義 1

    1.2 電渦流緩速器的簡要介紹 2

    1.3 電渦流緩速器的優(yōu)缺點 3

    1.4 本文設(shè)計的主要內(nèi)容 3

第2章 電渦流緩速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計 9

    2.1 電渦流緩速器的總體方案圖 11

    2.2 電渦流緩速器的工作原理 13

    2.3 電渦流緩速器的安裝位置 15

第3章 機械傳動部分的設(shè)計計算 17

    3.1 轉(zhuǎn)子軸的設(shè)計計算 19

    3.2 軸承的設(shè)計計算 20

    3.3 轉(zhuǎn)子軸強度的校核計算 20

    3.4 軸承強度的校核計算 20

第4章 電渦流緩速器的數(shù)學模型和參數(shù)設(shè)計 26

4.1 文獻所提到的模型 27

4.2 J．H．Wouterse模型 29

4.3 綜合文獻模型后提出的計算公式 30

       4.3.1 制動功率的理論推導 30

第5章 電渦流緩速器的功能參數(shù)設(shè)計 31

5.1車型選擇 31

5.2緩速器模型選擇 32

5.3緩速器參數(shù)設(shè)計與校核 32

結(jié)論 33

致謝 34

參考文獻 35

第1章 緒 論

1.1課題的來源與研究的目的和意義

    機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟各部門技術(shù)進步和經(jīng)濟效益有很大的和直接的影響。機械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學技術(shù)水平的重要標志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。機械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機械工程的服務(wù)。概括說來，現(xiàn)代機械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機械、研制和提供從事各種服務(wù)的機械、研制和提供家庭和個人生活中應(yīng)用的機械、研制和提供各種機械武器。不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有：

    建立和發(fā)展機械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如，研究力和運動的工程力學和流體力學；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學；研究熱能的產(chǎn)生、傳導和轉(zhuǎn)換的熱力學；研究各類有獨立功能的機械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計和計算的機械原理和機械零件學；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學和非金屬工藝學等等。機械設(shè)計是一門通過設(shè)計新產(chǎn)品或者改進老產(chǎn)品來滿足人類需求的應(yīng)用技術(shù)科學。它涉及工程技術(shù)的各個領(lǐng)域，主要研究產(chǎn)品的尺寸、形狀和詳細結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)思，還要研究產(chǎn)品在制造、銷售和使用等方面的問題。

    機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟各部門技術(shù)進步和經(jīng)濟效益有很大的和直接的影響。機械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學技術(shù)水平的重要標志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。

機械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機械工程的服務(wù)。概括說來，現(xiàn)代機械工程有五結(jié)論

本文所設(shè)計的汽車緩速器的設(shè)計原理較為簡單，功能比較突出，通過構(gòu)思，實施，計算，畫圖，論文總算完成了。在論文完成之際，我首先向我的導師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導師在學業(yè)上嚴格要求，精心指導，在生活上給了我無微不至的關(guān)懷，給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學業(yè)階段的學業(yè)的同時，也學到了很多做人的道理，明確了人生目標。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，淵博的學識，實事求是的作風，平易近人、寬以待人和豁達的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)，必將終生受益。經(jīng)過近半年努力的設(shè)計與計算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學四年來對所學知識的應(yīng)用和體現(xiàn)。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的能力，更重要的是從周圍的老師和同學們身上潛移默化的學到了許多。在此，向他們表示深深的謝意與美好的祝愿。

參考文獻

1.張福學編著.汽車緩速器技術(shù)及其應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2000。

2.何發(fā)昌著，邵遠編著.汽車緩速器的原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，1996。

3.張利平著. 清選機實用技術(shù)速查手冊.   北京：化學工業(yè)出版社，2006.12。

4.李寶仁著. 氣動技術(shù)—低成本綜合自動化. 北京：機械工業(yè)出版社，1999.9。

5.宋學義著. 汽車緩速器速查手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，1995.3。

6.陳奎生著. 氣與氣壓傳動. 武漢：武漢理工大學出版社，2008.5。

7.SMC（中國）有限公司. 汽車緩速器實用技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，2003.10

8.徐文燦著. 汽車緩速器系統(tǒng)設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社，1995。

9.曾孔庚.汽車緩速器的發(fā)展趨勢. 機器人技術(shù)與應(yīng)用論壇。

10.壽慶豐.一種多指多關(guān)節(jié)機器手爪. 機械設(shè)計1999年第3期，第3卷。

11.高微,楊中平,趙榮飛等.汽車緩速器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計. 機械設(shè)計與制造2006.1。

12.孫兵,趙斌,施永輝.汽車緩速器的研制. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫。

13.馬光,申桂英.工業(yè)機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫2002年。

14.李如松.汽車緩速器的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫1994年第4期。

15.李明.汽車緩速器設(shè)計.制造技術(shù)與機床2005年第7期。

16.李杜莉，武洪恩，劉志海.汽車緩速器的運動學分析. 煤礦機械2007年2月

17.成大先主編.機械設(shè)計手冊（第三版）.北京：化學工業(yè)出版社，1994。

18.Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space.

19.Abhinandan Jain and Guillermo Roderguez. An Analysis of the Kinematicsnd Dynamics of Underactuated Manipulators.

致謝

當我寫到這里的時候，我心里是別提有多么的開心，不管前面的對與錯，總之，我覺得自己做到這里已不錯了，感謝我的老師和幫助我的同學一起到圖書館查資料的那些同學們，要不是你們恐怕我現(xiàn)在真不知道自己能做到哪里，首先您不僅在學習學業(yè)上對我以精心的指導，同時還在我改寫論文時給我鼓勵和支持，從這點看出老師當初選你當我的老師我是明智的，而且，通過這次寫論文我知道遇到什么事總要靠別人來完成，現(xiàn)在我覺得這種想法是我錯啦，也許自己做的比那些人做的會更好，同時，我要把這種態(tài)度放到工作當中，我相信我自己一定可以比別人做的出色。說實話，我從開始認真做畢業(yè)設(shè)計的時候，才領(lǐng)悟到知識確實是種強大的工具，我現(xiàn)在想來前面失去的，我想在通過在工作中補回來，想到這里自己說了句“呵呵”，但是話說回來，這次的畢業(yè)設(shè)計我花了挺大的功夫，雖然是苦，但心里挺開心的，我想如果大學這四年我好好來利用它的話，我的畢業(yè)設(shè)計不談在班里第一個交，最少也在前十個人之前交，最后在這里衷心的對所有關(guān)心我?guī)椭业谋磉_我由衷敬意，謝謝各位同學的幫助。

（論文）任務(wù)書 姓 姓名： 院（系）：汽車工程系 專業(yè) 專業(yè)：車輛工程專業(yè) 班 號： 任務(wù) 任務(wù)起止日期： 畢業(yè) 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 汽車緩速器設(shè)計及研究 立題 立題的目的和意義： 隨著道路的建設(shè)，乘用車得到廣泛應(yīng) 用和發(fā)展， 良好的汽車制動性是汽車安全行駛的重要保障。為提高汽車安全性，利用電磁原理，轉(zhuǎn)換汽車行駛中的動能，實現(xiàn)汽車減速和制動。設(shè)計一種 汽車 緩速器，滿足汽車安全行駛。 合理匹配緩速器是改善車輛安全性的手段之一，保證車輛的安全性，對 提高 車輛可靠 性有重要的 意義。 通過對 汽車緩速器 的 設(shè)計 ，鞏固和加深所學的專業(yè)知識，擴大專業(yè)知識范圍，培養(yǎng)我們在工作中能綜合運用所學的知識解決實際問題的能力，通過自己的實際創(chuàng)作培養(yǎng)創(chuàng)新能力，提高論文的書寫能力，樹立認真的學習態(tài)度。 技術(shù) 技術(shù)要求與主要內(nèi)容： 1、 主要研究內(nèi)容 ： （ 1） 調(diào)研汽車緩速器技術(shù)應(yīng)用情況，結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)狀，明確其技術(shù)的發(fā)展趨勢，運用現(xiàn)代汽車設(shè)計手段，確定自己研究方向。 （ 2） 選擇適合型號車分析其制動特性，以此為原型進行參考設(shè)計確定緩速器操縱方式，論證緩速器可靠工作。 （ 3） 分析一種新型汽車制動系統(tǒng)，以此為基礎(chǔ)進行可行性分析。選定某一車型制動系統(tǒng)進行改造設(shè)計，同時動力學分析和優(yōu)化設(shè)計。 （ 4） 緩速器機構(gòu)設(shè)計，注意分析緩速器制造工藝的實施。 （ 5） 條件允許可進行緩速器電子控制設(shè)計。 2、 技術(shù)要求（研究方法） （ 1） 選擇適合型號車進行匹配設(shè)計； （ 2） 完成緩速器總布置的設(shè)計 （ 3） 完成緩速器的總體設(shè)計方案 （ 4） 對 緩速器制動性能進行必要的分析； 緩速 進度 進度安排： 1. 2015 年 8 月 26 日與指導教師見面。 2. 2015 年 8 月 27 日下達畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書。 3. 2015 年 9 月 10 日開題，指導教師進行開題檢查。 4. 2015 年 10 月 22 日草圖、 日志、計算草稿，指導教師中期自檢。 5. 2015 年 10 月 29 日完成草圖、 日志、計算草稿、說明書目錄，中期檢查。 6. 2015 年 11 月 26 日 完成 正式圖（并經(jīng)指導老師簽字）、論文草稿，結(jié)題檢查。 7. 2015 年 12 月 2 日上交論文 、圖紙、畢業(yè)設(shè)計全部材料。 8. 2015 年 12 月 19 日答辯。 同組 同組設(shè)計者及分工： 無 無 指導 指導教師簽字 年 月 日 系（ 系（教研室）主任意見： 系（ 系（教研室）主任簽字 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 汽車緩速器的設(shè)計 專 業(yè) 學 號 學 生 指 導 教 師 答 辯 日 期 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） I 摘 要 汽車進入日常生產(chǎn)、生 活，對汽車的行駛安全性提出更高要求，安裝電渦流緩速器確保車輪制動器處于良好的技術(shù)狀態(tài) ,可使汽車長時間行駛在山區(qū)公路時車輪制動器的溫度大大降低。 分析了汽車緩速器的結(jié)構(gòu)，提出了汽車緩速器的總體設(shè)計方案，設(shè)計了主要零部件，及所必須的理論計算，保證汽車緩速器工作的可靠性，確保汽車制動性能。 關(guān)鍵詞： 汽車 電渦流緩速器 輔助制動 設(shè)計 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） of to of in or in in By is in of is of in is of of it is to by 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 錄 摘要 .............................................................. I ........................................................ 1 章 緒論 .......................................................................................................................... 1 題的來源與研究的目的和意義 ............................. 1 渦流緩速器的簡要介紹 ................................... 2 渦流緩速器的優(yōu)缺點 ..................... 錯誤 !未定義書簽。 文設(shè)計的主要內(nèi)容 ....................... 錯誤 !未定義書簽。 第 2 章 電渦流緩速器結(jié)構(gòu)的設(shè) 計 ............................................... 錯誤 !未定義書簽。 渦流緩速器的總體方案圖 ................. 錯誤 !未定義書簽。 渦流緩速器的工作原理 ................... 錯誤 !未定義書簽。 渦流緩速器的安裝位置 .................................. 13 第 3章 機械傳動部分的設(shè)計計算 ................................................................................... 13 子軸的設(shè)計計算 ........................................ 19 承的設(shè)計計算 .......................................... 20 子軸強度的校核計算 .................................... 20 承強度的校核計算 ...................................... 20 第 4 章 電渦流緩速器的數(shù)學模型和參數(shù)設(shè)計 ......................................................... 14 獻所提到的模型 ......................................... 20 ． H． 型 ...................................... 21 合文獻模型后提出的計算公式 ............................. 24 動功率的理論推導 ........................................................................... 24 第 5 章 電渦流緩速器的功能參數(shù)設(shè) 計 ....................................................................... 31 型選擇 ............................................................................................................... 31 速器模型選擇 .................................................................................................. 32 速器參數(shù)設(shè)計與校核 ................................................... 錯誤 !未定義書簽。 結(jié)論 ....................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 致謝 ....................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 .............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章 緒 論 題的來源與研究的目的和意義 機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機 械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟各部門技術(shù)進步和經(jīng)濟效益有很大的和直接的影響。機械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學技術(shù)水平的重要標志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。機械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機械工程的服務(wù)。概括說來，現(xiàn)代機械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機械、研制和提供從事各種服務(wù)的機械、研制和提供家庭和個人生活中應(yīng)用的機械、研制和提供各種機械武器。不論 服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有： 建立和發(fā)展機械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如，研究力和運動的工程力學和流體力學；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學；研究熱能的產(chǎn)生、傳導和轉(zhuǎn)換的熱力學；研究各類有獨立功能的機械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計和計算的機械原理和機械零件學；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學和非金屬工藝學等等。 機械設(shè)計是一門通過設(shè)計新產(chǎn)品或者改進老產(chǎn)品來滿足人類需求的應(yīng)用技術(shù)科學。它涉及工程技術(shù)的各個領(lǐng)域，主要研究產(chǎn)品的尺寸、形狀和詳細結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)思，還 要研究產(chǎn)品在制造、銷售和使用等方面的問題。 機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟各部門技術(shù)進步和經(jīng)濟效益有很大的和直接的影響。機械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學技術(shù)水平的重要標志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。 機械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機械工程的服務(wù)。 概括說來，現(xiàn)代機械工程有五 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機械、研制和提供從事各種服務(wù)的機械、研制和提供家庭和個人生活中應(yīng)用的機械、研制和提供各種機械武器。 不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有 ： 建立和發(fā)展機械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如，研究力和運動的工程力學和流體力學；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學；研究熱能的產(chǎn)生、傳導和轉(zhuǎn)換的熱力學；研究各類有獨立功能的機械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計和計算的機械原理和機械零件學；研究金屬和非金屬的成形和 切削加工的金屬工藝學和非金屬工藝學等等。 研究、設(shè)計和發(fā)展新的機械產(chǎn)品，不斷改進現(xiàn)有機械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機械產(chǎn)品，以適應(yīng)當前和將來的需要。 機械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質(zhì)量進行有效的控制。機械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復雜的制品 。 生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn) 。 銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個人、 家庭 。 而且銷售量在社會經(jīng)濟狀況的影響下 ， 可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機械工業(yè)。 機械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。 進行各種機械設(shè)計工作的人員通常被稱為設(shè)計人員或者機械設(shè)計工程師。機械設(shè)計是一項創(chuàng)造性的工作。設(shè)計工程師不僅在工作上要有創(chuàng)造性，還必須在機械制圖、運動學、工程材料、材料力學和機械制造工藝學等方面具有 深厚的基礎(chǔ)知識。 如前所訴，機械設(shè)計的目的是生產(chǎn)能夠滿足人類需求的產(chǎn)品。發(fā)明、發(fā)現(xiàn)和科技知識本身并不一定能給人類帶來好處，只有當它們被應(yīng)用在產(chǎn)品上才能產(chǎn)生效益。因而，應(yīng)該認識到在一個特定的產(chǎn)品進行設(shè)計之前，必須先確定人們是否需要這種產(chǎn)品 。 應(yīng)當把機械設(shè)計看成是機械設(shè)計人員運用創(chuàng)造性的才能進行產(chǎn)品設(shè)計、系統(tǒng)分析和制定產(chǎn)品的制造工藝學的一個良機。掌握工程基礎(chǔ)知識要比熟記 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 一些數(shù)據(jù)和公式更為重要。僅僅使用數(shù)據(jù)和公式是不足以在一個好的設(shè)計中做出所需的全部決定的。另一方面，應(yīng)該認真精確的進行所有運算。例如，即使 將一個小數(shù)點的位置放錯，也會使正確的設(shè)計變成錯誤的。 一個好的設(shè)計人員應(yīng)該勇于提出新的想法，而且愿意承擔一定的風險，當新的方法不適用時，就使用原來的方法。因此，設(shè)計人員必須要有耐心，因為 所花費的時間和努力并不能保證帶來成功。一個全新的設(shè)計，要求屏棄許多陳舊的，為人們所熟知的方法。由于許多人墨守成規(guī)，這樣做并不是一件容易的事。一位機械設(shè)計師應(yīng)該不斷地探索改進現(xiàn)有的產(chǎn)品的方法，在此過程中應(yīng)該認真選擇原有的、經(jīng)過驗證的設(shè)計原理，將其與未經(jīng)過驗證的新觀念結(jié)合起來。 新設(shè)計本身會有許多缺陷和未能預料 的問題發(fā)生，只有當這些缺陷和問題被解決之后，才能體現(xiàn)出新產(chǎn)品的優(yōu)越性。因此，一個性能優(yōu)越的產(chǎn)品誕生的同時，也伴隨著較高的風險。應(yīng)該強調(diào)的是，如果設(shè)計本身不要求采用全新的方法，就沒有必要僅僅為了變革的目的而采用新方法。 在設(shè)計的初始階段，應(yīng)該允許設(shè)計人員充分發(fā)揮創(chuàng)造性，不受各種約束。即使產(chǎn)生了許多不切實際的想法，也會在設(shè)計的早期，即繪制圖紙之前被改正掉。只有這樣，才不致于堵塞創(chuàng)新的思路。通常，要提出幾套設(shè)計方案，然后加以比較。很有可能在最后選定的方案中，采用了某些未被接受的方案中的一些想法。 心理學家經(jīng)常談?wù)撊绾问谷藗冞m應(yīng)他們所操作的機器。設(shè)計人員的基本職責是努力使機器來適應(yīng)人們。這并不是一項容易的工作，因為實際上并不存在著一個對所有人來說都是最優(yōu)的操作范圍和操作過程 研究、設(shè)計和發(fā)展新的機械產(chǎn)品，不斷改進現(xiàn)有機械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機械產(chǎn)品，以適應(yīng)當前和將來的需要。機械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質(zhì)量進行有效的控制。機械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機械一般是由許多 各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經(jīng)濟狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機械工業(yè)。 總體上講，電渦流緩速器在我國研制、生產(chǎn)和應(yīng)用尚處在起步階段。雖 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 然早在 1964 年上?？蛙噺S曾研制過電渦流緩速器，并安裝在上海到黃山的長途客車上。但由于種種原因，電渦流緩速器在國內(nèi)的應(yīng)用并沒得到應(yīng)有的重視。隨著現(xiàn)在 汽車的驅(qū)動功率、車速以及載荷的增加使得車輪制動器的負荷進一步加大，加之人們對汽車的安全性、使用經(jīng)濟性、舒適性和環(huán)保性重視，電渦流緩速器的作用在國內(nèi)汽車界也日益受到重視。 2002 年 6 月 1 日交通部已頒布實施中華人民共和國交通行業(yè)標準 運客車類型劃分及等級評定”。該標準規(guī)定中型客車中高二級，大型客車中高一級、高二級和高三級客車都必須裝置緩速器。因此可以預計電渦流緩速器必將在國內(nèi)擁有廣闊的市場前景。 只有時間能對上述問題給出正確答案。但是， 產(chǎn)品的設(shè)計、制造和銷售只能在對上述問題的初步肯定 答案的基礎(chǔ)上進行。設(shè)計工程師還應(yīng)該通過零件圖和裝配圖，與制造部門一起對最終設(shè)計方案進行磋商。 通常 ，在制造過程中會出現(xiàn)某個問題?？赡軙髮δ硞€零件尺寸或公差作一些更改，使零件的生產(chǎn)變得容易。但是，工程上的更改必須要經(jīng)過設(shè)計人員批準，以保證不會損傷產(chǎn)品的功能。有時，在產(chǎn)品的裝配時或者裝箱外運前的試驗中才發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的某種缺陷。這些事例恰好說明了設(shè)計是一個動態(tài)過程?？偸谴嬖谥玫姆椒▉硗瓿稍O(shè)計工作，設(shè)計人員應(yīng)該不斷努力，尋找這些更好的方法。 近 些年來，工程材料的選擇已經(jīng)顯得重要。此外，選擇過 程應(yīng)該是一個對材料的連續(xù)不斷的重新評價過程。新材料不斷出現(xiàn)，而一些原有的材料的能夠獲得的數(shù)量可能會減少。環(huán)境污染、材料的回收利用、工人的健康及安全等方面經(jīng)常會對材料選擇附加新的限制條件。為了減輕重量或者節(jié)約能源，可能會要求使用不同的材料。來自國內(nèi)和國際競爭、對產(chǎn)品維修保養(yǎng)方便性要求的提高和顧客的反饋等方面的壓力，都會促使人們對材料進行重新評價。由于材料選用不當造成的產(chǎn)品責任訴訟，已經(jīng)產(chǎn)生了深刻的影響。此外，材料與材料加工之間的相互依賴關(guān)系已經(jīng)被人們認識得更清楚。因此，為了能在合理的成本和確保質(zhì)量的前提下獲得 滿意的結(jié)果，設(shè)計工程師的制造工程師都必須認真仔細地選擇、確定和使用材料。 制造任何產(chǎn)品的第一步工作都是設(shè)計。設(shè)計通常可以分為幾個明確的階段：（ a）初步設(shè)計；（ b）功能設(shè)計；（ c）生產(chǎn)設(shè)計。在初步設(shè)計階段，設(shè)計者著重考慮產(chǎn)品應(yīng)該具有的功能。通常要設(shè)想和考慮幾個方案，然后決定這種思想是否可行；如果可行，則應(yīng)該對其中一個或幾個方案作進一步的改進。在此階段，關(guān)于材料選擇唯一要考慮的問題是：是否有性能符合要求的材料可供選擇；如果沒有的話，是否有較大的把握在成本和時間都允許的限 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 度內(nèi)研制出一種新材料。 在 功能設(shè)計和工程設(shè)計階段，要做出一個切實可行的設(shè)計。在這個階段要繪制出相當完整的圖紙，選擇并確定各種零件的材料。通常要制造出樣機或者實物模型，并對其進行試驗，評價產(chǎn)品的功能、可靠性、外觀和維修保養(yǎng)性等。雖然這種試驗可能會表明，在產(chǎn)品進入到生產(chǎn)階段之前，應(yīng)該更換某些材料，但是，絕對不能將這一點作為不認真選擇材料的借口。應(yīng)該結(jié)合產(chǎn)品的功能，認真仔細地考慮產(chǎn)品的外觀、成本和可靠性。一個很有成就的公司在制造所有的樣機時，所選用的材料應(yīng)該和其生產(chǎn)中使用的材料相同，并盡可能使用同樣的制造技術(shù)。這樣對公司是很有好處的。功能 完備的樣機如果不能根據(jù)預期的銷售量經(jīng)濟地制造出來，或者是樣機與正式生產(chǎn)的裝置在質(zhì)量和可靠性方面有很大不同，則這種樣機就沒有多大的價值。設(shè)計工程師最好能在這一階段完全完成材料的分析、選擇和確定工作，而不是將其留到生產(chǎn)設(shè)計階段去做。因為，在生產(chǎn)設(shè)計階段材料的更換是由其他人進行的，這些人對產(chǎn)品的所有功能的了解不如設(shè)計工程師。 在生產(chǎn)設(shè)計階段中，與材料有關(guān)的主要問題是應(yīng)該把材料完全確定下來，使它們與現(xiàn)有的設(shè)備相適應(yīng)，能夠利用現(xiàn)有設(shè)備經(jīng)濟地進行加工，而且材料的數(shù)量能夠比較容易保證供應(yīng)。 在制造過程中，不可避免 地會出現(xiàn)對使用中的材料做一些更改的情況。經(jīng)驗表明，可采用某些便宜材料作為替代品。然而，在大多數(shù)情況下，在進行生產(chǎn)以后改換材料要比在開始生產(chǎn)前改換材料所花費的代價要高。在設(shè)計階段做好材料選擇工作，可以避免多數(shù)這樣的情況。在生產(chǎn)制造開始后出現(xiàn)了可供使用的新材料是更換材料的最常見的原因。當然，這些新材料可能降低成本、改進產(chǎn)品的性能。但是，必須對新材料進行認真的評價，以確保其所有性能都滿足要求。應(yīng)當記住，新材料的性能和可靠性很少像現(xiàn)有材料那樣為人們所了解。大部分的產(chǎn)品失效和產(chǎn)品責任事故案件是由于在選用新材料作為替代 材料之前，沒有真正了解它們的長期使用性能而引起的 。 產(chǎn)品的責任訴訟迫使設(shè)計人員和公司在選擇材料時，采用最好的程序。在材料過程中，五個最常見的問題為：（ a）不了解或者不會使用關(guān)于材料應(yīng)用方面的最新最好的信息資料； (b)未能預見和考慮擦黑年品可能的合理用途（如有可能，設(shè)計人員還應(yīng)進一步預測和考慮由于產(chǎn)品使用方法不當造成的后果。在近年來的許多產(chǎn)品責任訴訟案件中，由于錯誤地使用產(chǎn)品而受到傷害的原告控告生產(chǎn)廠家，并且贏得判決）； (c)所使用的材料的數(shù)據(jù)不全或是有些數(shù)據(jù)不確定，尤其是當其長期性能數(shù)據(jù)是如此的時候； (d)質(zhì)量控制方法不適當 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 和未經(jīng)驗證； (e)由一些完全不稱職的人員選擇材料 。 通過對上述五個問題的分析，可以得出這些問題是沒有充分理由存在的結(jié)論。對這些問題的研究分析可以為避免這些問題的出現(xiàn)指明方向。盡管采用最好的材料選擇方法也不能避免發(fā)生產(chǎn)品責任訴訟，設(shè)計人員和工業(yè)界按照適當?shù)某绦蜻M行材料選擇，可以大大減少訴訟的數(shù)量 。 從以上的討論可以看出，選擇材料的人們應(yīng)該對材料的性質(zhì)，特點和加工方法有一個全面而基本的了解。 渦流緩速器的簡要介紹 這方面的內(nèi)容以國內(nèi)學者文獻居多，主要講述關(guān)于 各種緩速器和電渦流緩速器的基本結(jié)構(gòu)與原理，安裝方式，使用效果以及安裝及使用時的注意事項。 文獻 [3]闡述了一種與市場上常見的電渦流緩速器結(jié)構(gòu)不一樣的設(shè)計方法。它的電磁線圈繞定子徑向端面布置，這樣雖然在制造時比較復雜，但整個機械結(jié)構(gòu)變得相對簡單。轉(zhuǎn)子工作層采用在低碳鋼的表面鍍上 O． 15樣可使轉(zhuǎn)子盤的電導率增大，產(chǎn)生的渦電流和制動力矩也就相應(yīng)變大。在轉(zhuǎn)子的外表面設(shè)計出風道，以加強散熱效果。作者在設(shè)計時主要采用實驗的方法，對影響制動轉(zhuǎn)矩大小的各參數(shù)進行設(shè)計，在設(shè)計時主要優(yōu)先考慮定子鐵磁線圈和 轉(zhuǎn)子工作面 的形狀的影響，然后通過測試磁感應(yīng)強度值的分布來進行參數(shù)選定。 文獻 [4]闡述了在日本客車上大量使用的永磁式電渦流緩速器，它是在緩速器上配置 2列永久磁鐵，其中一列固定，另一列通過氣動控制沿圓周方向移動，從而控制緩速器的接通 (工作 )與斷開 (不工作 )。它的特點是可以實現(xiàn)大幅度的輕量化、小型化；幾乎不消耗電力：連續(xù)使用也不會產(chǎn)生過熱。缺點在于所提供的制動力矩偏小，只能用于中型的客車。 文獻 [5]闡述了一種新型電動機，它的機械結(jié)構(gòu)與電渦流緩速器基本一樣，當在定子鐵磁線圈中通以交變的電壓時，旋轉(zhuǎn)的磁 場就會在轉(zhuǎn)子盤中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，整個過程與電渦流緩速器中產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩正好相反。文獻對這種電機中轉(zhuǎn)子盤上的磁感應(yīng)強度、渦電流的分布進行分析，先采用結(jié)構(gòu)與經(jīng)驗分析的方法對其驅(qū)動力矩進行計算，然后采用有限元的分析，進行數(shù)值計算。此文對磁感應(yīng)強度和轉(zhuǎn)子盤上的電 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 壓分布的假設(shè)和簡化很值得借鑒。 渦流緩速器的優(yōu)缺點 電渦流緩速器是一種新型非接觸式減速裝置，較之傳統(tǒng)制動有許多優(yōu)點 ,極大地改善汽車的制動性能，提高汽車行駛的安全性、平順性，減少生命財產(chǎn)損失；消除傳統(tǒng)制動時的尖銳噪聲和粉塵 對環(huán)境的污染；節(jié)約車輛保養(yǎng)費用和附帶的停駛待修時間損失，延長制動片和輪胎的使用壽命。 小型車輛的制動裝置一般包含了“手制動”（手剎）和“腳制動”（剎車踏板），而眾多體積龐大、車體沉重、性能日漸優(yōu)越的現(xiàn)代重型商用車輛（就是俗稱的大客、重卡）為了（山區(qū)）行車安全，還普遍在前兩種傳統(tǒng)方式的基礎(chǔ)上，加裝了各種輔助制動系統(tǒng)，包括排氣輔助制動、電渦流緩速器、液渦流緩速器、發(fā)動機制動裝置等方式途徑 就本人所見，重型商用車輛輔助制動系統(tǒng)的目的都是在于兩點：一是確保在各種工況和路況條件下對車速的有效控制，二是盡量減 少對車輛制動系統(tǒng)硬件的磨損、尤其是對山區(qū)安全行車危害極大的 (制動鼓、摩擦襯片）熱衰退現(xiàn)象。 在四大輔助制動系統(tǒng)中，國產(chǎn)客車目前主要采用電渦流緩速器。其原理在于利用電磁感應(yīng)把車輛行駛的動能轉(zhuǎn)化為熱能而揮發(fā)掉，結(jié)構(gòu)特點相當于在重型商用車輛的傳動軸上加裝了一臺“發(fā)電機”，機械裝置部分包括了定子、轉(zhuǎn)子和固定架。不通電時，無接觸無磨損，當制動電路接通后，傳動軸便受到電磁場的阻力，達到制動目的。電控部分包括手（腳）控開關(guān)、指示燈、制動氣壓傳感器、繼電器等，其主要作用則是駕駛員通過對勵磁電流的調(diào)節(jié)，從而控制制動力 矩的大小。電渦流緩速器具有價格便宜、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、維修方便的特點，相比液力緩速器在響應(yīng)時間上有突出優(yōu)勢。 文設(shè)計的主要內(nèi)容 本論文主要研究運用 設(shè)計過程中，了解 993年，由 部位于馬薩諸州的康克爾郡（ 。當初的目標是希望在每一個工程師的 桌面 上提供一套具有生產(chǎn)力的實體模型設(shè)計系統(tǒng)。從 1995年推出第一套 件 至今已經(jīng)擁有位于 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 全球的辦事處，并經(jīng)由 300家經(jīng)銷商在全球 140個國家進行銷售與分銷該產(chǎn)品。1997年， 國 達索（ 司收購，作為達索中端主流市場的主打品牌。 于技術(shù)創(chuàng)新符合 好的財務(wù)狀況和用戶支持使得 司也獲得了很多榮譽。該系統(tǒng)在 1995 1995年至今，已經(jīng)累計獲得十七項國際大獎。其中僅從 1999年起， 美國 權(quán)威的 年授予 表彰 力和簡明。至此， 定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明，使用它， 設(shè)計師 大大縮短了設(shè)計時間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。 由于 僅成為 成為 華爾街 青睞的對象。終于在 1997年由法國 達索公司 以三億一千萬美元的 高額市值將 司原來的風險投資商和股東，以一千三百萬美元的風險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了 購后的 為 由于使用了 觀式設(shè)計技術(shù)、先進的 劍橋 提供）以及良好的與 第三方軟件 的集成技術(shù)。 好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的 8萬，涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品 /消費品、離散制造等分布于全球 100多個國家的約 3萬 1千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全 球 4， 300所教育機構(gòu)的近 145， 000名學生通過 據(jù)世界上著名的人才招聘網(wǎng)站檢索，與其它 3D 一事實說明了越來越多的工程師和設(shè)計者使用 來越多的企業(yè)需要 于操作，界面人性化，技術(shù)創(chuàng)新，組件繁多是 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 得 過方案的篩選，工程師能從中選擇合適的方案，從而在設(shè)計過程中降低設(shè)計的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。在目前市場上所見到的三維 不僅提供如此人性化的系統(tǒng)，同時對每個工程師和設(shè)計者，乃至整個機械行業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。 于技術(shù)創(chuàng)新符合 好的財務(wù)狀況和用戶支持使得 司也獲得了很多榮譽。該系統(tǒng)在1995 1995年至今，已經(jīng)累計獲得十七項國際大獎，其中僅從 1999年起，美國權(quán)威的 年授予 表彰 力和簡明。至此， 定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明，使用它， 設(shè)計師 大大縮短了設(shè)計時間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。由于 僅成為 成為華爾街青睞的對象。終于在 1997年由法國 達索公司 以三億一千萬美元的高額市值將 司原來的風險投資商和股東，以一千三百萬美元的風險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了 購后的 為 由于使用了 觀式設(shè)計技術(shù)、先進的 劍橋 提供）以及良好的與 第三方軟件 的集成技術(shù)， 好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的 許可約 28萬，涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品 /消費品、離散制造等分布于全球 100多個國家的約 3萬 1千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球 4， 300所教育機構(gòu)的近 145， 000名學生通過 據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索，與其它 3D 爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總和還要多，這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用 來越多的企業(yè)雇傭 統(tǒng)計，全世界用戶每年使用 500萬小時。在美國，包括 麻省理工學院 （ 斯坦福大學 等在內(nèi)的著名大學已經(jīng)把 內(nèi)的一些大學（教育機構(gòu)）如 哈爾濱工業(yè)大學 、 清華大學 、浙江工業(yè)大學 、 浙江大學 、 華中科技大學 、 北京航空航天大學 、 大連理工大學 、 北京理工大學 、 武漢理工大學 等也在應(yīng)用 件繁多。 學易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點，這使得 為領(lǐng)先的、主流的三維 夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。 僅提供如此強大的功能，而且對每個工程師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學易用。 且 后 加普遍。通過前文對后會對 建模，裝配，工程圖，力學分析等。 第 2章 電渦流緩速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計 渦流緩速器的總體方案圖 電渦流緩速器是電渦流緩速裝置的主要總成。該制動器由定子和轉(zhuǎn)子組成，數(shù)個鐵 芯和線圈組成定子組，裝在汽車兩縱梁之間。轉(zhuǎn)子由兩個帶冷卻葉片的鑄鐵轉(zhuǎn)子盤和轉(zhuǎn)子軸組成，與汽車傳動軸相接，并隨其轉(zhuǎn)動，其中電渦流緩速器的總體方案圖如下圖所示： 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 渦流緩速器的工作原理 本次設(shè)計的電渦流緩速器簡單地講其工作原理是：利用電磁學原理把汽車行駛的動能轉(zhuǎn)化為熱能而散發(fā)掉，從而實現(xiàn)汽車的減速和制動。 電渦流緩速器制動力矩的產(chǎn)生具體過程是：當駕駛員接通緩速器的控制手柄 (或踩下制動踏板 )開關(guān)進行減速或制動時，電渦流緩速器的勵磁線圈自動通以經(jīng)調(diào)節(jié)的直流電流而勵磁，產(chǎn)生的磁場在定子磁極、氣 隙和前后轉(zhuǎn)子盤之間構(gòu)成回路，如圖 2極磁通量的大小與勵磁線圈的匝數(shù)以及所通過的電流大小有關(guān)。這時在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子盤上，其內(nèi)部無數(shù)個閉合導線所包圍的面積內(nèi)的磁通量就發(fā)生變化 (或者說其內(nèi)部無數(shù)個閉合導線就切割勵磁線圈所產(chǎn)生的磁力線 )，從而在轉(zhuǎn)子盤內(nèi)部產(chǎn)生無數(shù)渦旋狀的感應(yīng)電流，即渦流 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 以磁極的正上方為界，在轉(zhuǎn)子盤內(nèi)就會分別產(chǎn)生磁通正在減少和磁通正在增加的兩種渦流，其方向相反。一旦渦電流產(chǎn)生后，磁場就會對帶電的轉(zhuǎn)子盤產(chǎn)生阻止其轉(zhuǎn)動的阻力 (即產(chǎn)生制動力 )，阻力的方向可由弗萊明 (手法則來判斷。阻力 的合力沿轉(zhuǎn)子盤周向形成與其旋轉(zhuǎn)方向相反的制動力矩，如圖 2一 10所示。同時渦流在具有一定電阻的轉(zhuǎn)子盤內(nèi)部流動時，會產(chǎn)生熱效應(yīng)而導致轉(zhuǎn)子發(fā)熱。這樣，車輛行駛的動能就通過感應(yīng)電流轉(zhuǎn)化為熱能，并通過轉(zhuǎn)子盤上的葉片產(chǎn)生的強勁風力將熱量迅速散發(fā)出去。 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 圖 2— 11是在試驗系統(tǒng)上測得的某電渦流緩速器四個不同檔位上產(chǎn)生的制動力矩隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化的特性曲線。從特性曲線上可以看出力矩隨轉(zhuǎn)速增加而迅速增大，達到一定轉(zhuǎn)速時有極大值，而后隨著轉(zhuǎn)速增加制動力矩略有下降。這主要是由于渦流去磁效應(yīng)影響的結(jié)果。 渦流緩 速器的安裝位置 一般對于發(fā)動機前置的貨車，緩速器安裝在傳動軸之間，定子固定通過連接支架固定在貨車底梁上。而對于發(fā)動機后置的客車，緩速器的定子殼體用支架固定在變速器輸出端端蓋上。還可將其裝于主減速器上。 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 第 3章 機械傳動部分的設(shè)計計算 子軸的設(shè)計計算 軸是組成機械的重要零件之一，它是安裝各種傳動零件，使之繞其軸線轉(zhuǎn)動傳動轉(zhuǎn)矩或回轉(zhuǎn)運動，并通過軸承與機座相聯(lián)接。軸與其上的零件組成一個組合體 — 軸系部件，在軸的設(shè)計中不能只考慮軸本身，必須和軸系零、不見的整個結(jié)構(gòu)密切聯(lián)系起來。 由于振動輸送所用的軸即傳遞扭矩又承受彎矩，所以我所設(shè)計的階梯軸為轉(zhuǎn)軸，由于小帶輪已經(jīng)設(shè)計好，大帶輪的尺寸也就定了，只剩下軸徑的確定，軸的初步設(shè)計是根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度，校核彎曲強度，由于軸的材料很多，主要根據(jù)軸的使用條件，對軸的強度、剛度、和其他機械性能等的要求，采用熱處理方式，同時考慮制造加工工藝并力求經(jīng)濟合理，通過設(shè)計計算來選擇軸的材料，選用最常見的 45#鋼作為軸的材料 ,且其需用切應(yīng)力為 40與其上的零件組合成一個組合體，在軸的設(shè)計中不能只考慮軸本身，必須和軸系零部件的整 個結(jié)構(gòu)密切聯(lián)系起來。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是在初算軸徑的基礎(chǔ)上進行的。為滿足軸上零件的定位、緊固要求和便于軸的加工和軸上零件的裝拆，通常將軸設(shè)計成階梯軸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)是合理確定階梯軸的形狀和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的材料選用 45號鋼，為保證其力學性能，進行調(diào)質(zhì)或正火處理。 1、初步計算軸的直徑 按照扭轉(zhuǎn)強度估算軸的最小直徑，寫成設(shè)計公式，軸的最小直徑? ?633m i n 9 . 5 5 1 00 . 2 ??表 c=112, p= n=851,代入設(shè)計公式得 慮到軸上有鍵槽以 及其他因素的影響，應(yīng)適當增加軸徑以補償鍵槽對軸強度的削弱。取軸的直徑 0最右端裝帶輪處的直徑為 40有密封元件和滾動軸承處的直徑，應(yīng)與密封元件和軸承的內(nèi)孔徑尺寸保持一致。軸上兩個支點的軸承，應(yīng)盡量采用相同的型號，便于軸承座孔的加工。相臨軸段的直徑不同形成軸肩。當軸肩用于軸上零件定位和承受軸向力時，應(yīng)具有一定的高度，軸肩處的直徑差一般取 5— 10里軸 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 肩出的直徑差選擇 5后協(xié)調(diào)各段軸的長度，考慮到要裝軸承座和機構(gòu)的合理性，還有螺釘?shù)鹊拈L度及其他各方面的因素，初步確定軸的各段長度。 承的設(shè)計計算 根據(jù)根據(jù)條件，軸承預計壽命 16× 365× 8=48720小時； (1）已知 nⅡ =軸承徑向反力： 初先兩軸承為深溝球軸承 6204型。 根據(jù)課本 11得軸承內(nèi)部軸向力 (2)∵ a= 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取 1端為壓緊端 (3)計算當量載荷 263表（ 11 f P=據(jù)課本 11得 P1=fP((1× )= P2=fp((1× )= (4)軸承壽命計算 ∵ 2故取 P= ∵深溝球軸承 ε =3； 子軸強度的校核計算 ①判斷危險截面 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面 V 引起的應(yīng)力集中最嚴重，而 V 受的彎矩較大；從受載的情況來看，截面 C 的應(yīng)力最大 ，但應(yīng)力集中不大，故 C 面不用校核。只需校核截面 V。 ②截面 V 左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 ???? dW 抗扭截面系數(shù) 5 4 8 8 0 01 4 3 ???? 截面 V 左側(cè)的彎矩 M 為 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 ?? 截面 V 上的扭矩 T 為 32000001 ?T 截面上的彎曲應(yīng) 4 4 00 6 6 5 70 ??? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 8 8 0 03 2 0 0 0 0 01 ??? T? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻 [1]表 115? 可知， 640?B? 751 ??? 1551 ??? 由文獻 [1] 附表 83? 可知，用插入法求出 ??k， ?????文獻 [1] 附圖 43? 可知，表面質(zhì)量系數(shù)為： ?? ??軸未經(jīng)表面強化處理， 1?q?固得綜合系數(shù)為 ?????????? ???????????? ??1] § 13? ，§ 23? 可知，碳鋼的特性系數(shù) ?取 ??取 ?所以軸在截面 V 左側(cè)的安全系數(shù)為 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 751 ??????? ? ?? ? ????????? ??? ?????222 ???????? SS ??故該軸在截面 V 左側(cè)的強度是足夠的。 ③截面 V 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 ???? dW 抗扭截面系數(shù) 4 3 9 4 0 01 3 3 ???? 截面 V 左側(cè)的彎矩 M 為 ??面 V 上的扭矩 T 為 3200000?T 截面上的彎曲應(yīng)力 9 7 00 6 6 5 70 ??? 面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 9 4 0 03 2 0 0 0 0 01 ??? T?面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)??及??按文獻 [1]附表 23?查取。因 ?? ?， ?又由文獻 [1]附圖 13? 可得軸的材料的敏感系數(shù)為 q， 1，附 43? ]為 (1 ??????????? ?爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 (1 ??????????? ?1]附圖 23? 可得軸的截面形狀系數(shù)為 ?由文獻 [1]附圖 33? 可得軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為 ?綜合系數(shù)為 ?????????? ???????????? ?? 左側(cè)的安全系數(shù)為 7 51 ??????? ? ?? ? ????????? ??? ?????222 ???????? SS ??故該軸在截面 V 左側(cè)的強度是足夠的。 承強度的校核計算 （ 1）滾動軸承的選擇 滾動軸承為雙列圓錐滾子軸承 350324B，由文獻 [2]表 得862?N， 1490?N， 83.0?e ， Y 。 （ 2）壽命驗算 軸承所受支反力合力 222 ????? 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 對于雙列圓錐滾子軸承，派生軸向力互相抵消。 0?文獻 [2]表 得， ， 0 0 51 ?????? 按軸承 B 的受力大小驗算 9310366 ????????? ???????????? ? ?hL h= 年 由于緩速器的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，必須選擇較大壽命的軸承，軸承能達到所計算的壽命。 經(jīng)審核后，此軸承合格。 第 4章 電渦流緩速器的數(shù)學模型和參數(shù)設(shè)計 獻所提到的模型 從國外的文獻來看，有關(guān) 電渦流緩速器計算和仿真的模型有很多，其中最早的模型是 1942年的 給出了一個最基本的模型。 1983年后陸續(xù)有學者對運動導體下的導體電渦流分布進行了數(shù)值算法的具體研究。 1991年 提出的模型，對電渦流緩速器定子和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)對制動力矩的影響進行了研究，并給出 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 了影響公式。還有其他的學者也做了這方面的工作。國外的這些學者，大都通過實驗對自己提出的理論進行了驗證，并通過實驗，研究各個參數(shù)變化對制動力矩的影響。 ． H． 型 當電渦流緩速器的轉(zhuǎn)子盤旋轉(zhuǎn)時，便產(chǎn)生一個與作用在轉(zhuǎn)子盤上的磁場強度和運動速度相垂直的電場 E=v× B。如果這個速度相對于關(guān)鍵速度比較低的話，那么，由渦流電場產(chǎn)生的感應(yīng)電磁場就和源磁場強度 比較低。可以假定作用在轉(zhuǎn)子盤上的磁場強度等于 們可對轉(zhuǎn)子盤上的電流模式作一個理想假定。假設(shè)轉(zhuǎn)子盤繞磁極旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的電流分布如下圖所示。 在磁極下的電流密度 1? ,其邊界就是由磁極所包圍的圓形區(qū)域，那么渦流所產(chǎn)生的制動效率就是 2j?? 與所作用的圓柱體積的 積分，其值為 220241 ??則制動力距為 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 ??上式表明，當速度較低時，制動力矩與速度成正比。 對于真實系統(tǒng)，必須考慮下列情況 （ 1） 阻抗增加； （ 2） 總制動功率減少； （ 3） 轉(zhuǎn)子盤的有限尺寸對制動力矩的影響。 因此制動力矩 值為 ??其中 ])()1(411[2122???無論是通過理論或是實驗，都可得出當 14后，轉(zhuǎn)子盤的直徑超出磁極的尺寸對制動力矩的影響變小， 83％的制動力矩都可在 14域獲得。當圓盤高速旋轉(zhuǎn)時，由渦旋電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度減弱了由電磁線圈所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，這使得制動功率 p=過對不同速度下磁極下的磁感應(yīng)強度進行實驗，可得出下面的結(jié)論。 (1)在速度較低的情況下，磁場強度與轉(zhuǎn)子盤靜止時的磁場強度 0B 相差不是太大。進入磁極的部分磁場強度稍低于 0B 磁極的未端其磁場強度稍。 (2)在某一速度下，將產(chǎn)生最大制動力矩。此時，盡管在 磁極的未端磁感應(yīng)強度高于 0B 磁極下的平均磁感應(yīng)強度已經(jīng)很明顯的低于 0B 。 (3)在高速下，磁感應(yīng)強度下降得更快。實驗表明當速度是關(guān)鍵速度的三倍時，其磁極下的平均磁場強度已經(jīng)減少到 0B 四分之一。依據(jù)以上的觀察， 哈爾濱華德學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 23