制动或减速发电装置
制动或减速发电装置[20200408211939]
摘 要
制动或减速发电装置是新型的节能装置，它的主要作用是回收在制动过程中浪费的能量，并把这些能量通过化学储能的方式存于蓄电池中供车载电器使用。
本设计基于摩擦传动的原理，对车轮轮辋内表面、摩擦轮以及转动圈轮进行了设计。根据车轮轮辋的尺寸确定摩擦轮和转动圈轮的外形尺寸；其次根据摩擦轮转速对轴进行强度计算，确定轴径；进而对两轴上的其他构件进行了设计和计算，其中包括片弹簧，滚动轴承，挡圈，惯性飞轮等。在设计过程中，对传动比、轴的转矩、飞轮的转动惯量、片弹簧的轴向拉力等主要的参数也进行了详细的计算。最后对相关的键进行了强度校核。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:摩擦轮轴惯性飞轮片弹簧设计
目 录
引 言 1
1. 摩擦轮的设计 2
1.1摩擦轮传动的基本介绍 2
1.1.1摩擦轮传动的分类 2
1.1.2摩擦轮传动的传动原理，优缺点以及常用范围 2
1.2摩擦传动的型式与应用 3
1.3摩擦传动的失效形式 4
1.4摩擦轮的滑动 4
1.4.1弹性滑动 4
1.4.2几何滑动 5
1.4.3打滑 5
1.5摩擦传动的效率 6
1.5.1传动总效率 的计算 6
1.5.2提高传动效率可采取的措施： 6
1.6摩擦轮的尺寸计算 7
1.7滑动安全系数的计算 11
1.8摩擦轮的强度计算 11
1.9摩擦轮所需压紧力 的计算 13
2. 摩擦轮轴及器具的设计 15
2.1轴的基本介绍及尺寸计算 15
2.1.1轮毂与摩擦轮转矩传递的计算 15
2.1.2轴径的计算 15
2.1.3轴上轴环和轴肩的设计与计算 16
2.2摩擦轮轴套的设计 18
2.3片弹簧的设计与计算 18
2.3.1片弹簧的尺寸选定与计算 19
2.3.2片弹簧固定螺钉的选用 20
2.4电磁铁滚动轴承的选用 21
2.4.1滚动轴承的基本介绍 21
2.4.3滚动轴承元件常用材料 22
2.4.4滚动轴承的特点 22
2.4.5滚动轴承的选择及尺寸确定 22
2.5螺钉锁紧挡圈的选用 23
2.5.1挡圈规格的选择 23
2.5.2螺钉规格的选择 24
2.6电磁铁左端盖轴向固定挡圈的选用 24
2.6.1挡圈规格的选择 25
2.6.3圆柱销规格的选择：图2-11为 圆柱销示意图。 26
3. 转动圈轮轴及器具的设计 27
3.1转动圈轮的设计 27
3.2惯性飞轮的设计 27
3.2.1惯性飞轮的介绍 27
3.2.2惯性飞轮轮圈的设计与转动惯量的计算 27
3.2.3惯性飞轮轮毂的设计 29
3.2.4惯性飞轮辐板的设计与计算 30
3.2.5惯性飞轮转动惯量与飞轮矩的关系 32
3.3键的选择与校核 32
3.3.1键的分类与特性 32
3.3.2转动圈轮、惯性飞轮键的选择 33
3.3.3键连接的强度校核 34
3.4轴用弹性挡圈的设计 35
参考文献 37
致 谢 38
引 言
自21世纪以来，汽车产业在我国快速发展，汽车的保有量大幅度上升，成为我们日常生活中最广泛也是最普遍的交通工具和运输工具。与此同时，汽车对油气资源的消耗也是相当惊人的。随着全球石油危机的爆发和极端自然环境的频繁出现，汽车节能和汽车环保已经成为当下最主流的话题。而制动或减速发电装置对此有着极为重要的作用。当踩下制动踏板时，接通电磁铁线圈并产生吸力，将摩擦轮吸住与轮辋内圈和转动圈轮啮合，带动转动全轮轴转动实现发电。一方面，该装置有一定的阻尼，可以起到协助制动的作用；另一方面，还可以有效的回收汽车的动能并存储于蓄电池中。
本设计基于桑塔纳2000型轿车对制动或减速发电装置进行设计，确定其主要参数，并绘制了装配图和零件图。
本文共三章，第一章主要是摩擦传动的介绍以及摩擦轮相关尺寸和参数的计算；第二章是摩擦轮轴及轴上器具的设计；第三章则是转动圈轮轴及轴上器具的设计。
1. 摩擦轮的设计
1.1摩擦轮传动的基本介绍
1.1.1摩擦轮传动的分类
根据润滑状态的不同，摩擦轮传动可分为两种：
（1）第一种是工作表面无润滑，摩擦副由金属与非金属（如皮革、橡胶、木材、混合织物等）材料组成，具有较高的摩擦因数，但许用的接触应力较低，传递的功率较小。
（2）第二种是摩擦副均为经过硬化处理的金属材料，摩擦运动可分为弹性流体动力润滑状态和混合润滑状态工作在压力粘度指数很高的润滑剂中，接触区在高压下产生抗剪强度很高的瞬时润滑油膜，使其处于弹性流体润滑状态，从而产生很大的牵引力，提高了传动装置的承载能力，又可称为油膜牵引传动。混合润滑状态的摩擦传动是依靠摩擦副材料与润滑剂组合的摩擦特性来实现摩擦传动的。
1.1.2摩擦轮传动的传动原理，优缺点以及常用范围
传动原理：利用直接接触并相互压紧的两摩擦轮之间的摩擦力，将主动轮的运动与转矩传给从动轮。
优点：
⑴摩擦轮为圆柱体、圆锥体或圆环，加工简单，精度高；
⑵可以无间隙地实现正反转动；
⑶摩擦轮之一为非金属材料时，噪声很低；
⑷可以做成有润滑或无润滑结构（视摩擦副材料而定）；
⑸可以再动力连续传递的情况下无极地调节传动比；
⑹某些结构中摩擦轮兼有支承作用，可省去轴承。
缺点：
⑴摩擦轮之间的法向力为圆周力的1.5~50倍，从而使摩擦轮表面、轴和轴承均收到很大的载荷；
⑵速比由于滑动而不能推迟准确不变，滑动率在0.2%~10%之间，视材料副、润滑状况及载荷状况而定，当摩擦副材料为钢时，大的滑动率有导致胶合的危险；
⑶缓和冲击的能力很小，摩擦副材料均为钢且无润滑时，噪声较大；
⑷需有调节压紧力的加压装置。
常用范围：传动功率10-200kw周速度25-50m/s；最高转速1000r/min；转动比一般1-6，最大25。
1.2摩擦传动的型式与应用
⑴圆柱摩擦轮传动
①结构简单，制造方便；
②压紧力大；
③为减小压紧力，可将轮面之一用非金属作覆面；
④大功率时用淬硬钢，如GCr1.5，硬度大于60HRC，并采用自动压紧卸载环；
⑤为降低二轴的平行度要求，可将轮面之一做成鼓形。轴系刚性差时亦应如此。
⑵端面摩擦轮传动
①结构简单，制造方便；
②压紧力大，几何滑动大，易发热和磨损；
③将小轮做成鼓形，可减少几何滑动与降低安装精度；
④轴向移动小轮可实现正、反向无级变速，但应避免在大轮中心附近运转；
⑤要注意大轮的刚性，并控制二轴线的垂直度。
⑶行星摩擦轮传动
行星摩擦轮轴承承载因轮面法向力互相平衡而大为减小。
⑷圆柱平面摩擦轮传动
⑸螺旋摩擦轮传动
这种结构适应于空间交错轴传动。
⑹锥形摩擦轮传动
①结构简单，制造方便；
②设计与安装时，应保证轴线的相对位置正确，锥顶重合，否则几何滑动大，磨损严重；
③由于 ，故 ，应在小轮处加压。
⑺槽形摩擦轮传动
①压紧力较圆柱摩擦轮传动为小，当 °时，约为其的0.3；
摘 要
制动或减速发电装置是新型的节能装置，它的主要作用是回收在制动过程中浪费的能量，并把这些能量通过化学储能的方式存于蓄电池中供车载电器使用。
本设计基于摩擦传动的原理，对车轮轮辋内表面、摩擦轮以及转动圈轮进行了设计。根据车轮轮辋的尺寸确定摩擦轮和转动圈轮的外形尺寸；其次根据摩擦轮转速对轴进行强度计算，确定轴径；进而对两轴上的其他构件进行了设计和计算，其中包括片弹簧，滚动轴承，挡圈，惯性飞轮等。在设计过程中，对传动比、轴的转矩、飞轮的转动惯量、片弹簧的轴向拉力等主要的参数也进行了详细的计算。最后对相关的键进行了强度校核。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:摩擦轮轴惯性飞轮片弹簧设计
目 录
引 言 1
1. 摩擦轮的设计 2
1.1摩擦轮传动的基本介绍 2
1.1.1摩擦轮传动的分类 2
1.1.2摩擦轮传动的传动原理，优缺点以及常用范围 2
1.2摩擦传动的型式与应用 3
1.3摩擦传动的失效形式 4
1.4摩擦轮的滑动 4
1.4.1弹性滑动 4
1.4.2几何滑动 5
1.4.3打滑 5
1.5摩擦传动的效率 6
1.5.1传动总效率 的计算 6
1.5.2提高传动效率可采取的措施： 6
1.6摩擦轮的尺寸计算 7
1.7滑动安全系数的计算 11
1.8摩擦轮的强度计算 11
1.9摩擦轮所需压紧力 的计算 13
2. 摩擦轮轴及器具的设计 15
2.1轴的基本介绍及尺寸计算 15
2.1.1轮毂与摩擦轮转矩传递的计算 15
2.1.2轴径的计算 15
2.1.3轴上轴环和轴肩的设计与计算 16
2.2摩擦轮轴套的设计 18
2.3片弹簧的设计与计算 18
2.3.1片弹簧的尺寸选定与计算 19
2.3.2片弹簧固定螺钉的选用 20
2.4电磁铁滚动轴承的选用 21
2.4.1滚动轴承的基本介绍 21
2.4.3滚动轴承元件常用材料 22
2.4.4滚动轴承的特点 22
2.4.5滚动轴承的选择及尺寸确定 22
2.5螺钉锁紧挡圈的选用 23
2.5.1挡圈规格的选择 23
2.5.2螺钉规格的选择 24
2.6电磁铁左端盖轴向固定挡圈的选用 24
2.6.1挡圈规格的选择 25
2.6.3圆柱销规格的选择：图2-11为 圆柱销示意图。 26
3. 转动圈轮轴及器具的设计 27
3.1转动圈轮的设计 27
3.2惯性飞轮的设计 27
3.2.1惯性飞轮的介绍 27
3.2.2惯性飞轮轮圈的设计与转动惯量的计算 27
3.2.3惯性飞轮轮毂的设计 29
3.2.4惯性飞轮辐板的设计与计算 30
3.2.5惯性飞轮转动惯量与飞轮矩的关系 32
3.3键的选择与校核 32
3.3.1键的分类与特性 32
3.3.2转动圈轮、惯性飞轮键的选择 33
3.3.3键连接的强度校核 34
3.4轴用弹性挡圈的设计 35
参考文献 37
致 谢 38
引 言
自21世纪以来，汽车产业在我国快速发展，汽车的保有量大幅度上升，成为我们日常生活中最广泛也是最普遍的交通工具和运输工具。与此同时，汽车对油气资源的消耗也是相当惊人的。随着全球石油危机的爆发和极端自然环境的频繁出现，汽车节能和汽车环保已经成为当下最主流的话题。而制动或减速发电装置对此有着极为重要的作用。当踩下制动踏板时，接通电磁铁线圈并产生吸力，将摩擦轮吸住与轮辋内圈和转动圈轮啮合，带动转动全轮轴转动实现发电。一方面，该装置有一定的阻尼，可以起到协助制动的作用；另一方面，还可以有效的回收汽车的动能并存储于蓄电池中。
本设计基于桑塔纳2000型轿车对制动或减速发电装置进行设计，确定其主要参数，并绘制了装配图和零件图。
本文共三章，第一章主要是摩擦传动的介绍以及摩擦轮相关尺寸和参数的计算；第二章是摩擦轮轴及轴上器具的设计；第三章则是转动圈轮轴及轴上器具的设计。
1. 摩擦轮的设计
1.1摩擦轮传动的基本介绍
1.1.1摩擦轮传动的分类
根据润滑状态的不同，摩擦轮传动可分为两种：
（1）第一种是工作表面无润滑，摩擦副由金属与非金属（如皮革、橡胶、木材、混合织物等）材料组成，具有较高的摩擦因数，但许用的接触应力较低，传递的功率较小。
（2）第二种是摩擦副均为经过硬化处理的金属材料，摩擦运动可分为弹性流体动力润滑状态和混合润滑状态工作在压力粘度指数很高的润滑剂中，接触区在高压下产生抗剪强度很高的瞬时润滑油膜，使其处于弹性流体润滑状态，从而产生很大的牵引力，提高了传动装置的承载能力，又可称为油膜牵引传动。混合润滑状态的摩擦传动是依靠摩擦副材料与润滑剂组合的摩擦特性来实现摩擦传动的。
1.1.2摩擦轮传动的传动原理，优缺点以及常用范围
传动原理：利用直接接触并相互压紧的两摩擦轮之间的摩擦力，将主动轮的运动与转矩传给从动轮。
优点：
⑴摩擦轮为圆柱体、圆锥体或圆环，加工简单，精度高；
⑵可以无间隙地实现正反转动；
⑶摩擦轮之一为非金属材料时，噪声很低；
⑷可以做成有润滑或无润滑结构（视摩擦副材料而定）；
⑸可以再动力连续传递的情况下无极地调节传动比；
⑹某些结构中摩擦轮兼有支承作用，可省去轴承。
缺点：
⑴摩擦轮之间的法向力为圆周力的1.5~50倍，从而使摩擦轮表面、轴和轴承均收到很大的载荷；
⑵速比由于滑动而不能推迟准确不变，滑动率在0.2%~10%之间，视材料副、润滑状况及载荷状况而定，当摩擦副材料为钢时，大的滑动率有导致胶合的危险；
⑶缓和冲击的能力很小，摩擦副材料均为钢且无润滑时，噪声较大；
⑷需有调节压紧力的加压装置。
常用范围：传动功率10-200kw周速度25-50m/s；最高转速1000r/min；转动比一般1-6，最大25。
1.2摩擦传动的型式与应用
⑴圆柱摩擦轮传动
①结构简单，制造方便；
②压紧力大；
③为减小压紧力，可将轮面之一用非金属作覆面；
④大功率时用淬硬钢，如GCr1.5，硬度大于60HRC，并采用自动压紧卸载环；
⑤为降低二轴的平行度要求，可将轮面之一做成鼓形。轴系刚性差时亦应如此。
⑵端面摩擦轮传动
①结构简单，制造方便；
②压紧力大，几何滑动大，易发热和磨损；
③将小轮做成鼓形，可减少几何滑动与降低安装精度；
④轴向移动小轮可实现正、反向无级变速，但应避免在大轮中心附近运转；
⑤要注意大轮的刚性，并控制二轴线的垂直度。
⑶行星摩擦轮传动
行星摩擦轮轴承承载因轮面法向力互相平衡而大为减小。
⑷圆柱平面摩擦轮传动
⑸螺旋摩擦轮传动
这种结构适应于空间交错轴传动。
⑹锥形摩擦轮传动
①结构简单，制造方便；
②设计与安装时，应保证轴线的相对位置正确，锥顶重合，否则几何滑动大，磨损严重；
③由于 ，故 ，应在小轮处加压。
⑺槽形摩擦轮传动
①压紧力较圆柱摩擦轮传动为小，当 °时，约为其的0.3；
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