汽车起动机设计
汽车起动机设计[20191208103226]
摘 要
汽车起动机是起动系统最关键部分，其将蓄电池的电能转变成机械能，使发动机起动工作。汽车起动机性能好坏将直接决定该车辆是否可以正常起动。
汽车起动机的设计是基于给定的数据包括起动机功率、蓄电池电压等来进行设计。
本文对起动机发展趋势以及起动机特点和要求进行了简要的叙述，重点对汽车起动机中直流电机、控制装置、传动啮合机构的设计进行了介绍。其中直流电机部分的设计包括电枢绕组、定子永磁体的选择和计算；控制装置中对电磁开关部分进行了选择和数据确定；传动啮合机构中对单向离合器、行星齿轮减速机构进行了选择。最后综合所有尺寸和所需要的数据和技术要求，完成了汽车起动机的设计。
关键字:汽车起动机直流电机传动机构CAD制图
目 录
1.绪论 1
1.1引言 1
1.2汽车起动机的技术发展 1
1.3起动机的特点和要求 2
1.3.1起动机的特点 2
1.3.2起动机的要求 2
2.起动机的组成结构及原理 3
2.1起动机的基本组成结构 3
2.1.1直流电机 3
2.1.2控制装置 4
2.1.3传动啮合机构 4
2.2 起动机工作原理 5
3.起动机内直流电动机的设计 7
3.1直流电动机概述 7
3.2定子 7
3.3机座 7
3.4电刷装置 7
3.5电枢 8
4.线圈线径和电磁力矩的计算 14
4.1线圈线径设计 14
4.2电磁力矩的计算 14
4.3设计参数 16
5.电磁开关和继电器的选择 18
5.1电磁开关的选择 18
5.2起动继电器的选择 19
6.起动机传动机构设计 21
6.1滚柱式单向离合器 21
6.2减速机构的选择 23
7.总结 25
参考文献 26
致谢 27
1.绪论
1.1引言
在汽车的起动系统系统中，发动机扮演着类似于人类心脏的功用，能够顺利且快速地将电能转变成驱动起动系统正常运作的机械能，使发动机克服来自机械及各种外界阻力，让发动机快速进入最佳的工作状态。作为起动系统的核心，恶劣的工作环境和更高的要求，这些都决定了设计，加工，装配工艺和起动性能有了更高的要求。汽起动功能和工作条件差，这样的设计，加工，装配和测试的技术和性能有了更高的要求。因此，起动机的研究、设计、开发对于我国在以后汽车行业发展有深渊的意义。
根据起动机运行及工作原理，主要有人们日常生活中经常运用到的直流式起动机，还有工业上用到较多的汽油式起动机，另一中为压缩空气式，这三种类型的起动机主导着机械类仪器的几乎全部起动过程。在现今的社会工业生产中，内燃机的使用频率最高，其起动机的要求自然也需要克服各种困难满足各类需求，自然在结构上需要做到体积最小化，方便安装及配置等，如果维修程序能够做到最简化，这类起动机必然成为主流。通过对起动机的现状和发展趋势的了解可以知道起动机对起动机的需求动向，起动机内部组成原理的解析进一步了解起动机的设计、装配、工艺上的要求。
在本次关于起动机毕业设计中关于以下几个方面内容：
1）汽车起动机的特点和要求
2）起动机的组成结构及原理
3）起动机内直流电动机的设计
4）线圈线径和电磁力矩的计算
5）电磁开关和继电器的选择
1.2汽车起动机的技术发展
汽车起动机在汽车上的使用可以追溯到19世纪，1860年电能点火第一次被用于内燃机发动机；1905年直流发电机开始被应用到汽车上；为更加方便地起动发动机，1925年开始在汽车上安装电力起动系统。
很长一段时间，车用起动机的传统结构，起动机转子轴和单向离合器的结合位点，采用的是直接驱动式结构，起动机成为直接驱动型驱动器。由于起动机的主要组成部分是直流电动机，其基本设计理论与长期实践证实，除了提高其转速，要增大起动机的比功，各种有利因素已几乎接近其可用之潜能；要进一步提高其转速，会受到发动机起动转速匹配要求的限制。减速式起动机解决了以提高直流电动机转子转速、减小直流电动机体积并与发动机的起动转速相匹配之间的矛盾。
1.3起动机的特点和要求
1.3.1起动机的特点
体积小、输出功率大。不同于普通直流电动机，起动机体积小，而输出功率却很大。这是因为汽车本身结构要求体积小，其附件所占空间也必然极为有限。普通直流电动机体积很大不能应用与汽车上为了使体积较小的起动机能带动发动机正常运转除了尽可能提高磁路的磁通密度，还要提高流过电动机绕组的电流来提高输出功率。
采用短时额定工作制。在起动机工作的时候流过其电流较大，所以其只能在很短的时间内对其进行，否则整个起动机就会发热。如一个12V、2.2KW的起动机，每次起动，要输入500A左右的负载电流。如果时间过长，就极易烧坏起动机。低温冷机怠速试验：在规定温度下，通过拖动使发动机进入工作状态；其拖动时间在3s内，发动机起动状况很好；4s，为好；5s尚可；6s，及格。
带有专用的传动啮合机构。这机构不仅能传递转矩使发动机起动，在起动机转速提高后自动打滑脱离啮合，保护起动机不被损坏。
1.3.2起动机的要求
考虑起动机体积小、输出功率大；短时额定工作制及专用传动啮合机构，起动机会有如下要求：
1)起动机体积要小、输出功率要大。
2)发动机起动时，发动机起动，起动成功驱动小齿轮啮合发动机飞轮齿圈，不产生冲击。3)发动机启动后，起动机应能驱动小齿轮自行脱离以防止起动机不被损坏。
4)起动快速，操作方便，工作可靠，结构简单，使用寿命长。
2.起动机的组成结构及原理
2.1起动机的基本组成结构
对于结构较复杂的汽车起动机大的方面可以由以下三部分组成：直流电动机、控制装置、传动啮合机构（或称为起动机构）。
2.1.1直流电机
直流电动机部分是起动系统的核心，用于将蓄电池输入的电能转换为机械能，也就是将电能转化成机械能并且产生旋转力矩,直流电机的组成结构如图2-1所示：
图2-1直流电动机的组成
1-端盖；2-电刷和刷架；3-磁场绕阻；4-磁极铁芯；5-机壳；6-电枢；7-后端盖
2-2直流电机工作原理
1-电枢绕组；2-负极电刷；3-换向器；4-正极电刷
直流电机工作原理图如图2-2所示。电机获取足够电能后，根据右手螺旋法则产生图示磁场并产生相应的磁场效应，通过电刷和换向铜片，电流顺利进入绕组。当图示换向片A正好与对应正电刷衔接在一起，并且对应换向片B同时和浮点数连接在一起的时候，电流Is 顺着从a进由d出的方向流动，并根据左手定则得到图示磁场力F的方向，在ad和cd上产生相应作用力，从而使其绕着虚拟中心轴沿历时针方向进行旋转并产生足够的旋转力矩M带动电枢转动。对应的，当图示换向片A恰好与对应负电刷衔接起来时，并且对应换向片B同时和正电刷相碰的时候，电流顺着由d进由a出的方向运动，相应的旋转力矩M继续沿原方向旋转，产生的电磁力继续驱动着电机运行。 [1]
2.1.2控制装置
在起动控制装置主要是指控制开关，控制电路用于连接和断开电机和电池；控制拨动驱动小齿轮啮入发动机飞轮。电磁开关，基本结构和原理用电磁铁控制的开关，利用电磁原理做出吸合和分离的开关。通电线圈通电后铁芯产生磁力有吸合此时开关为导通，没有电流流过线圈时为断开。电磁开关不止在汽车工业有很多的应用在很多的其他产业都有所涉及，在这里我们就汽车行业对电磁开关进行介绍，电磁开关应用在汽车起动机的控制装置上，按照这如下原理进行工作：当线圈获取足够电能时在左手定理的作用下产生一定电磁力，活动铁芯在电磁力的作用下产生一定位移，该位移足够使传动啮合机构中的小齿轮达到与发动机飞轮啮合的距离，与此同时开关被推动一段距离让其与触点瞬间接通，直流电机获取能量开始运行，发动机进入正常工作状态。
2.1.3传动啮合机构
减速起动机的主要工作部件是电磁啮合开关和减速齿轮，而起动齿轮（小齿轮）和单向啮合器及其他相关部件在整个运行过程中起着承前启后的连接作用。当发动机正常运转时，传动啮合机构开始发挥作用，它能够迅速将小齿轮移动一段距离从而与相应的发动机飞轮接触，带动发动机慢慢进入工作状态；而当发动机进入正常工作状态时，该机构又再次发挥作用，它能够重新迅速地将小齿轮与发动机飞盘分离，致使来自发动机的机械能传递不到飞轮上，从而不影响发动机的正常运转，相应的零件损坏等问题也得到妥善解决 [2]。
2.2 起动机工作原理
目前，最广泛使用的电磁啮合式起动机如图2-3所示：
图2-3电磁操纵强制啮合式起动机结构
1-回位弹簧；2-保持线圈；3-吸引线圈；4-电磁开关壳体；5-主触点；6-接线柱；7-接触盘；8-后端盖；9-电刷弹簧；10-换向器；11-电刷；12-磁极；13-磁极铁芯；14-电枢；15-磁场绕组；16-移动衬套；17-缓冲弹簧；18-电枢轴花键；19-电枢轴花键；20-驱动齿轮；21-罩盖；22-制动盘；23-传动套筒；24-拨叉。
a b c
图2-4起动机齿轮啮合过程示意图
(a)静止状态；(b)驱动齿轮和飞轮正在啮合；(c)完全啮合进入起动状态。
1-飞轮；2-驱动齿轮；3-单向离合器；4-拨叉；5-活动铁芯；6-电磁开关；7-电枢。
起动过程
为起动发动机，起动机驱动齿轮与发动机的飞轮啮合，如图2-4所示
1）啮合。在静止状态，驱动齿轮离开齿圈几毫米的距离。如果在理想的状态下，驱动齿轮直接进入齿圈齿槽中完成啮合并接通起动机电枢电路，但在通常情况下难以达到理想状态下，所以为减轻打齿情况，首先利用电磁开关将驱动齿轮紧压在齿圈上；待到驱动齿轮到行程末端，电磁开关控制主电路导通，再带动电机转动从而使发动机旋转进入工作状态。应用此原理减轻打齿现象，实现驱动齿轮和齿圈完全啮合。
2）转动和超速。起动机转动时，较大的起动电流和减速比使发动机曲轴获得足够的转矩以克服发动机的所有阻力矩使发动机转动。喷油点火，发动机运转并产生需要的转矩。在几次点火后发动机很快加速，以至于起动机跟不上转速而超速。这是起动机内的单向离合器使起动机的驱动齿轮与驱动轴分离，防止齿间磨损和起动机超速。
3）断开起动开关。松开点火开关，点火开关自动回转到非起动状态，吸合电磁铁的电路断开，在回位弹簧的作用下，电磁开关的衔铁被推回来，主电路上的活动触点也随着移动，从而拨叉使驱动齿轮与齿轮断开，使起动机停止工作。
3.3.起动机内直流电动机的设计
直流电动机是起动机的主体，其由定子、电枢、后端盖、前端盖等组成。
3.1直流电动机概述
直流电机的结构主要由定子和转子两部分，因为在工作和一个定子和一个转子组件之间的间隙。装在直流电机靠外侧的永磁材块被称为定子是用来产生磁场，中间部分转子被称为电枢，通入电流产生电磁力从而实现起动机的驱动的功能。
3.2定子
永磁式起动机定子。定子除作为起动机外壳外，其还利用永磁块产生励磁场。
机壳一般由钢板卷成圆筒状后焊接而成，或用无缝钢管制成。起动机机壳一般兼是电动机磁路的一部分，故采用导磁材料制成，要求其导磁性能好，磁耗小，一般由10钢或Q195钢制成。
电磁力 ，作用在线圈上的电磁转矩TXA因为有两个元件边所以是2倍的电磁力与力臂相乘，即（Da为电枢外径）：
永磁式，对于本次毕业设计关于永磁起动机，定子磁场采用永磁体代替上述励磁线圈。
永磁式起动机的巨大磁力主要有磁场及其稳定且具有永久磁性的磁瓦提供，该电机属于他励直流电机的范畴，但是其在工作时所表现出的性能一点都不逊于励磁电机，在工厂及企业中主攻小功率起动机市场。 [3]
3.3机座
定子壳体的外包装是常常被称为机座。机座具有以下两个功能：一、固定主磁极，换向极和端盖，并支持和电机的固定作用；二、机座也是磁场线整个回路的一部分，形成磁通路。在考虑机座需要足够的机械强度和良好的磁特性的基础材料，一般铸钢或钢板焊。
3.4电刷装置
铜和石墨粉压制成电刷，添加铜减少阻力，增加耐磨性。刷架大多数是柜式，通过弹簧可将电刷紧紧地压在换向器上以实现良好的接触，能使其稳定地工作。
起动机的功用是起动发动机，其工作时间比较短，对火花和噪声要求不高，火花等级不高于3级，只要求在保证换向性能的前提下，电刷的电损耗及机械磨损小。普通石墨电刷未经高温加热，含杂质较多，易损坏换向器，电化石墨电刷的电刷接触压降较高，都不适合作用起动机电刷。而金属石墨电刷含铜量高、电阻小、允许的电流密度大，能满足起动机对电刷的要求。
选取合理的电刷能够让困扰发动已久的寿命和性能烦恼等问题得到最妥善的解决。在保证起动机寿命的前提下，尽量选电刷接触压降小的电刷。
3.5电枢
如图2-1中所示，其中的转子在此电动机中充当着电枢的角色，当有一定的电流进入到此转子中时，其就会产生相应的电磁力矩并在传动装置的协同工作下带动飞轮旋转从而让发动机快速进入工作状态。
当电枢产生转矩时，轴能传递转矩，轴的驱动端制有花键，单向离合器能在轴上做轴向运动，以便使单向离合器的驱动小齿轮与发动机飞轮齿环啮合，轴的两端由轴衬支撑。电枢的轴一般由中碳钢制成。为了压装电枢铁芯与换线器，在其轴的固定部位上进行滚花或冲肋。电枢轴的花键部分必须经过热处理，以提高其硬度和强度。
为正确地安放绕组，应弄清绕组节距的概念。
y1----第一节距（或称槽节距），它等于绕组元件的始边和终边间的距离。
y2----第二节距，其等于其中一个绕组元件的终边到相继绕组元件的始边间的距离。
y----合成节距，它等于相继绕组元件两始边间的距离。
yk----绕组的换向器节距，它等于绕组元件的起点和终点之间的距离，它可用换向器片的数目来计算。
摘 要
汽车起动机是起动系统最关键部分，其将蓄电池的电能转变成机械能，使发动机起动工作。汽车起动机性能好坏将直接决定该车辆是否可以正常起动。
汽车起动机的设计是基于给定的数据包括起动机功率、蓄电池电压等来进行设计。
本文对起动机发展趋势以及起动机特点和要求进行了简要的叙述，重点对汽车起动机中直流电机、控制装置、传动啮合机构的设计进行了介绍。其中直流电机部分的设计包括电枢绕组、定子永磁体的选择和计算；控制装置中对电磁开关部分进行了选择和数据确定；传动啮合机构中对单向离合器、行星齿轮减速机构进行了选择。最后综合所有尺寸和所需要的数据和技术要求，完成了汽车起动机的设计。
关键字:汽车起动机直流电机传动机构CAD制图
目 录
1.绪论 1
1.1引言 1
1.2汽车起动机的技术发展 1
1.3起动机的特点和要求 2
1.3.1起动机的特点 2
1.3.2起动机的要求 2
2.起动机的组成结构及原理 3
2.1起动机的基本组成结构 3
2.1.1直流电机 3
2.1.2控制装置 4
2.1.3传动啮合机构 4
2.2 起动机工作原理 5
3.起动机内直流电动机的设计 7
3.1直流电动机概述 7
3.2定子 7
3.3机座 7
3.4电刷装置 7
3.5电枢 8
4.线圈线径和电磁力矩的计算 14
4.1线圈线径设计 14
4.2电磁力矩的计算 14
4.3设计参数 16
5.电磁开关和继电器的选择 18
5.1电磁开关的选择 18
5.2起动继电器的选择 19
6.起动机传动机构设计 21
6.1滚柱式单向离合器 21
6.2减速机构的选择 23
7.总结 25
参考文献 26
致谢 27
1.绪论
1.1引言
在汽车的起动系统系统中，发动机扮演着类似于人类心脏的功用，能够顺利且快速地将电能转变成驱动起动系统正常运作的机械能，使发动机克服来自机械及各种外界阻力，让发动机快速进入最佳的工作状态。作为起动系统的核心，恶劣的工作环境和更高的要求，这些都决定了设计，加工，装配工艺和起动性能有了更高的要求。汽起动功能和工作条件差，这样的设计，加工，装配和测试的技术和性能有了更高的要求。因此，起动机的研究、设计、开发对于我国在以后汽车行业发展有深渊的意义。
根据起动机运行及工作原理，主要有人们日常生活中经常运用到的直流式起动机，还有工业上用到较多的汽油式起动机，另一中为压缩空气式，这三种类型的起动机主导着机械类仪器的几乎全部起动过程。在现今的社会工业生产中，内燃机的使用频率最高，其起动机的要求自然也需要克服各种困难满足各类需求，自然在结构上需要做到体积最小化，方便安装及配置等，如果维修程序能够做到最简化，这类起动机必然成为主流。通过对起动机的现状和发展趋势的了解可以知道起动机对起动机的需求动向，起动机内部组成原理的解析进一步了解起动机的设计、装配、工艺上的要求。
在本次关于起动机毕业设计中关于以下几个方面内容：
1）汽车起动机的特点和要求
2）起动机的组成结构及原理
3）起动机内直流电动机的设计
4）线圈线径和电磁力矩的计算
5）电磁开关和继电器的选择
1.2汽车起动机的技术发展
汽车起动机在汽车上的使用可以追溯到19世纪，1860年电能点火第一次被用于内燃机发动机；1905年直流发电机开始被应用到汽车上；为更加方便地起动发动机，1925年开始在汽车上安装电力起动系统。
很长一段时间，车用起动机的传统结构，起动机转子轴和单向离合器的结合位点，采用的是直接驱动式结构，起动机成为直接驱动型驱动器。由于起动机的主要组成部分是直流电动机，其基本设计理论与长期实践证实，除了提高其转速，要增大起动机的比功，各种有利因素已几乎接近其可用之潜能；要进一步提高其转速，会受到发动机起动转速匹配要求的限制。减速式起动机解决了以提高直流电动机转子转速、减小直流电动机体积并与发动机的起动转速相匹配之间的矛盾。
1.3起动机的特点和要求
1.3.1起动机的特点
体积小、输出功率大。不同于普通直流电动机，起动机体积小，而输出功率却很大。这是因为汽车本身结构要求体积小，其附件所占空间也必然极为有限。普通直流电动机体积很大不能应用与汽车上为了使体积较小的起动机能带动发动机正常运转除了尽可能提高磁路的磁通密度，还要提高流过电动机绕组的电流来提高输出功率。
采用短时额定工作制。在起动机工作的时候流过其电流较大，所以其只能在很短的时间内对其进行，否则整个起动机就会发热。如一个12V、2.2KW的起动机，每次起动，要输入500A左右的负载电流。如果时间过长，就极易烧坏起动机。低温冷机怠速试验：在规定温度下，通过拖动使发动机进入工作状态；其拖动时间在3s内，发动机起动状况很好；4s，为好；5s尚可；6s，及格。
带有专用的传动啮合机构。这机构不仅能传递转矩使发动机起动，在起动机转速提高后自动打滑脱离啮合，保护起动机不被损坏。
1.3.2起动机的要求
考虑起动机体积小、输出功率大；短时额定工作制及专用传动啮合机构，起动机会有如下要求：
1)起动机体积要小、输出功率要大。
2)发动机起动时，发动机起动，起动成功驱动小齿轮啮合发动机飞轮齿圈，不产生冲击。3)发动机启动后，起动机应能驱动小齿轮自行脱离以防止起动机不被损坏。
4)起动快速，操作方便，工作可靠，结构简单，使用寿命长。
2.起动机的组成结构及原理
2.1起动机的基本组成结构
对于结构较复杂的汽车起动机大的方面可以由以下三部分组成：直流电动机、控制装置、传动啮合机构（或称为起动机构）。
2.1.1直流电机
直流电动机部分是起动系统的核心，用于将蓄电池输入的电能转换为机械能，也就是将电能转化成机械能并且产生旋转力矩,直流电机的组成结构如图2-1所示：
图2-1直流电动机的组成
1-端盖；2-电刷和刷架；3-磁场绕阻；4-磁极铁芯；5-机壳；6-电枢；7-后端盖
2-2直流电机工作原理
1-电枢绕组；2-负极电刷；3-换向器；4-正极电刷
直流电机工作原理图如图2-2所示。电机获取足够电能后，根据右手螺旋法则产生图示磁场并产生相应的磁场效应，通过电刷和换向铜片，电流顺利进入绕组。当图示换向片A正好与对应正电刷衔接在一起，并且对应换向片B同时和浮点数连接在一起的时候，电流Is 顺着从a进由d出的方向流动，并根据左手定则得到图示磁场力F的方向，在ad和cd上产生相应作用力，从而使其绕着虚拟中心轴沿历时针方向进行旋转并产生足够的旋转力矩M带动电枢转动。对应的，当图示换向片A恰好与对应负电刷衔接起来时，并且对应换向片B同时和正电刷相碰的时候，电流顺着由d进由a出的方向运动，相应的旋转力矩M继续沿原方向旋转，产生的电磁力继续驱动着电机运行。 [1]
2.1.2控制装置
在起动控制装置主要是指控制开关，控制电路用于连接和断开电机和电池；控制拨动驱动小齿轮啮入发动机飞轮。电磁开关，基本结构和原理用电磁铁控制的开关，利用电磁原理做出吸合和分离的开关。通电线圈通电后铁芯产生磁力有吸合此时开关为导通，没有电流流过线圈时为断开。电磁开关不止在汽车工业有很多的应用在很多的其他产业都有所涉及，在这里我们就汽车行业对电磁开关进行介绍，电磁开关应用在汽车起动机的控制装置上，按照这如下原理进行工作：当线圈获取足够电能时在左手定理的作用下产生一定电磁力，活动铁芯在电磁力的作用下产生一定位移，该位移足够使传动啮合机构中的小齿轮达到与发动机飞轮啮合的距离，与此同时开关被推动一段距离让其与触点瞬间接通，直流电机获取能量开始运行，发动机进入正常工作状态。
2.1.3传动啮合机构
减速起动机的主要工作部件是电磁啮合开关和减速齿轮，而起动齿轮（小齿轮）和单向啮合器及其他相关部件在整个运行过程中起着承前启后的连接作用。当发动机正常运转时，传动啮合机构开始发挥作用，它能够迅速将小齿轮移动一段距离从而与相应的发动机飞轮接触，带动发动机慢慢进入工作状态；而当发动机进入正常工作状态时，该机构又再次发挥作用，它能够重新迅速地将小齿轮与发动机飞盘分离，致使来自发动机的机械能传递不到飞轮上，从而不影响发动机的正常运转，相应的零件损坏等问题也得到妥善解决 [2]。
2.2 起动机工作原理
目前，最广泛使用的电磁啮合式起动机如图2-3所示：
图2-3电磁操纵强制啮合式起动机结构
1-回位弹簧；2-保持线圈；3-吸引线圈；4-电磁开关壳体；5-主触点；6-接线柱；7-接触盘；8-后端盖；9-电刷弹簧；10-换向器；11-电刷；12-磁极；13-磁极铁芯；14-电枢；15-磁场绕组；16-移动衬套；17-缓冲弹簧；18-电枢轴花键；19-电枢轴花键；20-驱动齿轮；21-罩盖；22-制动盘；23-传动套筒；24-拨叉。
a b c
图2-4起动机齿轮啮合过程示意图
(a)静止状态；(b)驱动齿轮和飞轮正在啮合；(c)完全啮合进入起动状态。
1-飞轮；2-驱动齿轮；3-单向离合器；4-拨叉；5-活动铁芯；6-电磁开关；7-电枢。
起动过程
为起动发动机，起动机驱动齿轮与发动机的飞轮啮合，如图2-4所示
1）啮合。在静止状态，驱动齿轮离开齿圈几毫米的距离。如果在理想的状态下，驱动齿轮直接进入齿圈齿槽中完成啮合并接通起动机电枢电路，但在通常情况下难以达到理想状态下，所以为减轻打齿情况，首先利用电磁开关将驱动齿轮紧压在齿圈上；待到驱动齿轮到行程末端，电磁开关控制主电路导通，再带动电机转动从而使发动机旋转进入工作状态。应用此原理减轻打齿现象，实现驱动齿轮和齿圈完全啮合。
2）转动和超速。起动机转动时，较大的起动电流和减速比使发动机曲轴获得足够的转矩以克服发动机的所有阻力矩使发动机转动。喷油点火，发动机运转并产生需要的转矩。在几次点火后发动机很快加速，以至于起动机跟不上转速而超速。这是起动机内的单向离合器使起动机的驱动齿轮与驱动轴分离，防止齿间磨损和起动机超速。
3）断开起动开关。松开点火开关，点火开关自动回转到非起动状态，吸合电磁铁的电路断开，在回位弹簧的作用下，电磁开关的衔铁被推回来，主电路上的活动触点也随着移动，从而拨叉使驱动齿轮与齿轮断开，使起动机停止工作。
3.3.起动机内直流电动机的设计
直流电动机是起动机的主体，其由定子、电枢、后端盖、前端盖等组成。
3.1直流电动机概述
直流电机的结构主要由定子和转子两部分，因为在工作和一个定子和一个转子组件之间的间隙。装在直流电机靠外侧的永磁材块被称为定子是用来产生磁场，中间部分转子被称为电枢，通入电流产生电磁力从而实现起动机的驱动的功能。
3.2定子
永磁式起动机定子。定子除作为起动机外壳外，其还利用永磁块产生励磁场。
机壳一般由钢板卷成圆筒状后焊接而成，或用无缝钢管制成。起动机机壳一般兼是电动机磁路的一部分，故采用导磁材料制成，要求其导磁性能好，磁耗小，一般由10钢或Q195钢制成。
电磁力 ，作用在线圈上的电磁转矩TXA因为有两个元件边所以是2倍的电磁力与力臂相乘，即（Da为电枢外径）：
永磁式，对于本次毕业设计关于永磁起动机，定子磁场采用永磁体代替上述励磁线圈。
永磁式起动机的巨大磁力主要有磁场及其稳定且具有永久磁性的磁瓦提供，该电机属于他励直流电机的范畴，但是其在工作时所表现出的性能一点都不逊于励磁电机，在工厂及企业中主攻小功率起动机市场。 [3]
3.3机座
定子壳体的外包装是常常被称为机座。机座具有以下两个功能：一、固定主磁极，换向极和端盖，并支持和电机的固定作用；二、机座也是磁场线整个回路
3.4电刷装置
铜和石墨粉压制成电刷，添加铜减少阻力，增加耐磨性。刷架大多数是柜式，通过弹簧可将电刷紧紧地压在换向器上以实现良好的接触，能使其稳定地工作。
起动机的功用是起动发动机，其工作时间比较短，对火花和噪声要求不高，火花等级不高于3级，只要求在保证换向性能的前提下，电刷的电损耗及机械磨损小。普通石墨电刷未经高温加热，含杂质较多，易损坏换向器，电化石墨电刷的电刷接触压降较高，都不适合作用起动机电刷。而金属石墨电刷含铜量高、电阻小、允许的电流密度大，能满足起动机对电刷的要求。
选取合理的电刷能够让困扰发动已久的寿命和性能烦恼等问题得到最妥善的解决。在保证起动机寿命的前提下，尽量选电刷接触压降小的电刷。
3.5电枢
如图2-1中所示，其中的转子在此电动机中充当着电枢的角色，当有一定的电流进入到此转子中时，其就会产生相应的电磁力矩并在传动装置的协同工作下带动飞轮旋转从而让发动机快速进入工作状态。
当电枢产生转矩时，轴能传递转矩，轴的驱动端制有花键，单向离合器能在轴上做轴向运动，以便使单向离合器的驱动小齿轮与发动机飞轮齿环啮合，轴的两端由轴衬支撑。电枢的轴一般由中碳钢制成。为了压装电枢铁芯与换线器，在其轴的固定部位上进行滚花或冲肋。电枢轴的花键部分必须经过热处理，以提高其硬度和强度。
为正确地安放绕组，应弄清绕组节距的概念。
y1----第一节距（或称槽节距），它等于绕组元件的始边和终边间的距离。
y2----第二节距，其等于其中一个绕组元件的终边到相继绕组元件的始边间的距离。
y----合成节距，它等于相继绕组元件两始边间的距离。
yk----绕组的换向器节距，它等于绕组元件的起点和终点之间的距离，它可用换向器片的数目来计算。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/qcgc/1891.html
