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玩具车底盘及传动转向设计 - 图文

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南华大学机械工程学院毕业设计(论文)

因此本次设计根据我们自身的实际水平我们决定使用二轮驱动中的后轮驱动方式来驱动遥控玩具汽车,并且驱动力将通过二级齿轮减速器来传递。并将转向系统设置在前轮。

2.4电动机选择

2.4.1电动机分析选择

由于设计的玩具汽车体积较小,且主要适用对象是儿童,所以动力机构必须小巧轻便,且所需的动力能源也必须容易得到。因此动力机构选小型的M型电动机。

因为设计的产品生产对象是大规模批量生产,所以必须结构简单,制造容易,

且成本低廉,所以选择直流电动机。

在遥控玩具汽车上所用的各种传动电动机中,直流电动机的效率比较来说相

对较低,但它使用很方便,几节电池就可以搞定,考虑到我们设计的玩具车的结构简单,所以我们只能通过更换电池来达到其供电要求,所以我们选择使用直流电动机。

电机之所以能转动,是由于一种洛伦兹力的作用的结果。旋转电机大都是由

定子、转子和换向器部分组成,每一部分也都由电磁部分和机械部分组成,以便满足电磁作用的条件。(1)转子:其结构是将单匝或多匝的线圈固定在中心轴上,经过换向器的电流在线圈中部交替方向,在洛伦兹力作用下,线圈受到旋转力的作用构成转矩通过轴而输出。(2)定子:围绕电机轴安置的永久磁铁,它产生磁场。(3)换向器:换向器的结构是两个互相分开的固定在电机轴上的金属板,用来给线圈交替供电。它们随着电机轴转动,和两个换向器电刷交替地接触,交换极性极来改善换向。

2.4.2所需电动机功率计算

目前我国并没有具体关于塑料齿轮效率的标准,但是在实际的生产实践中,人们通过研究发现,塑料齿轮的传动效率比金属齿轮的传动效率低一些,故可取塑料齿轮的传动效率η

齿轮

=0.8

由于遥控玩具汽车的生产精度并不是很高一般都在7到8级标准,且齿轮轴与后车轴不需要轴承,所以设定在遥控玩具汽车工作时各级轴的摩擦消耗率为

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南华大学机械工程学院毕业设计(论文)

η

f=0.5

则遥控玩具汽车的电动机的总功率为:

P

低速轴转速:

P车0.63==1.1W 总=220.82?(1?0.5)2?齿轮?(1-?f)ω=v/=56rad/min

则玩具汽车车轮的转速:

n车=

v=540rad/min ??dd2因此根据上述所描述的数据可知M系列的直流电动机的相关数据符合上述要求,所以根据M系列直流电动机技术数据表2.1得:

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表2.1 M系列直流电动机技术数据表

型号 额定电压 (V) M20-231 M20-232 M20-261 M20-262 M28-231 M28-232 M28-261 M28-262 6 6 6 6 6 6 6 6 3000 3000 6000 6000 3000 3000 6000 6000 10 20 10 20 40 80 40 80 额定转速 (r/min) 额定转矩 额定(gf*cm) 电流 (A) 0.20 0.33 0.35 0.65 0.55 1.00 1.00 1.9 0.3 0.61 0.60 1.2 1.2 2.46 2.46 4.9 额定功最初启动 外形尺寸 长*宽*高 率(W) 转矩倍数 不小于 2 2 3 3 2.5 2.5 3 3 30*20*20 38*20*20 30*20*20 38*20*20 33*22*22 41*22*22 33*22*22 41*22*22 M 系列直流电动机技术的型号说明如下:

M-28-832

M:直流电动机系列代号 28:几座号

832:规格代号:8为电压代号,3为转速代号,2为铁芯代号 数据来源于《实用电工手册》上册,陈晓华主编,江西科技出版社。

M系列直流电动机中的M20—262和M28—231满足要求。 若取M20—262则遥控玩具汽车的总传动比:

I总=

n电=11.1 n车若取M28—231则玩具遥控汽车的总传动比:

I总=

n电=5.5 n车因为二级齿轮减速器传动比一般在8~40故选取M20—262电动机为驱动机构。

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3减速器设计

3.1材料的选择分析

3.1.1齿轮材料的选择分析

遥控玩具汽车的减速器最重要的部分就是齿轮,由之前所介绍的玩具汽车所设计的材料可知,总共有PA、PC、POM、PBT、PPO共五大类工程塑料供选择。而每种材料的传动能力分析及其在系统传动中的用途如下:

PA, 比重轻,高抗拉强度,耐磨,自润滑性好,抗冲击能力好并具有良好的韧性,可以用来代替部分金属制品,但存在吸湿性大,在不同温度环境下工件的尺寸变化较大,因此用于要求不是很高的传动件。

PC,其抗冲击能力好并具有良好的韧性,通透性,结构稳定性,因此在周围环境温度发生变化时已经能保证其性能的稳定。但不具润滑性,主要应用于轻载或短期工作的塑料齿轮。

POM,高刚性,高熔点,减摩,耐磨,自润滑,耐疲劳,由POM制成产品的品刚性,弹性都比较好,并且尺寸也很稳定。与其它工程塑料价格相比是最低廉的,但也存在缩水率大,缺口初的冲击强度较低等缺点。比较适合运用于对尺寸精度与配合要求较高的零部件。主要用于各种精密度的小模数齿轮等。

PBT,具有较高的机械强度,突出的耐化学性,耐热性和优良的电性能,被广泛引用于电子,电气和汽车工业中。

PPO, 具有优良的机械性能,耐热性和电气绝缘性,吸湿性低,强度高,尺寸稳定性好,高温下耐蠕变性是所有热缩性工程塑料中最优异的,应用于微波炉器皿等小型家电器具等方面。

PEEK 是一种半晶态的高分子聚合物。具有耐高温,耐磨损,耐化学腐蚀,低噪音,低吸湿性,高韧性,和耐冲击性及高强度等特性。但是价格昂贵。常用于飞机及武器等的传动部件。

通常同一塑料材料配对的齿轮会有高的磨损系数,PC和改性PPO最明显。选择不同聚合物可以获得很低的磨损,如POM与PA66很多传动塑料齿轮都添加玻纤以坚化材料。添加玻纤的主要作用:(1)增加抗拉伸和压缩能力。(2)降低

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