新能源汽车电机翻转拆装实训台

张子成　李攀平　张琪琛　杨治文　石瑞东

摘 要：随着新能源汽车的发展，新能源汽车电机拆装平台已经成为新能源汽车电机维修必不可少的设备了。因此，新能源驱动电机翻转拆装平台的研发有助于新能源汽车的维护和保养。本课题利用涡轮蜗杆传动，实现水平好垂直方向360°翻转、水平四点定位锁止的新能源汽车电机拆装翻转实训台架。此台架具有以下优点：（1）性能可靠，操作简捷;（2）能实现水平和垂直方向360°转动，水平四点定位锁止;（3）价格低廉，应用广泛。

关键词：驱动电机 翻转拆装实训台 保养维护 涡轮蜗杆

New Energy Vehicle Motor Turning and Disassembly Training Platform

Zhang Zicheng，Li Panping，Zhang Qichen，Yang Zhiwen，Shi Ruidong

Abstract：With the development of new energy vehicles， the new energy vehicle motor disassembly platform has become an indispensable equipment for new energy vehicle motor maintenance. Therefore， the research and development of the new energy drive motor flip and disassembly platform is helpful to the maintenance of new energy vehicles. This subject uses a worm gear drive to achieve a horizontal and vertical 360° flip， horizontal four-point positioning and locking of the new energy vehicle motor disassembly and assembly flip training platform. This stand has the following advantages：（1）Reliable performance and simple operation.（2）It can realize 360° rotation in horizontal and vertical directions， horizontal four-point positioning and locking.（3）Low price and wide application.

Key words：drive motor， flipping disassembly training platform， maintenance， turbine worm

1 此课题的研究目的及意义

对于新能源汽车维修行业来说，最重要的是对三电系统的维护保养。然而，电机则属于三电之一。因此，对新能源汽车电机翻转拆装实训平台的研发是非常有意义的。新能源汽车驱动电机翻转拆装实训平台是驱动电机维修的基础工具，其简单的结构设计，便捷的拆装过程，不仅大大提高了劳动生产的效率，同时可以有效减少维修人员的工作强度。

2 研究内容及设计方案

2.1 主要工作思路

本文主要研究如何使新能源驱动电机实现任意旋转和水平四点定位锁止，如何实现翻转台架本身的移动和锁定及使用什么来支持新能源汽车驱动电机的问题。

我们所设计的驱动电机翻转实训台架是利用最基础的传动装置组成的。主要采用的是倒装式涡轮蜗杆机构及其具有良好的自锁性。由于驱动电机重量类似于发动机的重量，为了解决翻转台架的平衡性问题，我们采用发动机翻转实训平台的设计理念上来研究此翻转实训平台，以保证其稳定性，消除了其安全隐患。

驱动电机翻转台架的主要参数为：台架总高度72cm;额定负重量为500kg;翻转角度是垂直和水平360度;水平四点定位锁定。

除此之外，做大量市场调研，收集新能源汽车驱动电机参数和分析相关信息，更好地满足技术参数和性能的要求。

2.2 翻转实训台架的设计

设计和选择涡轮箱的难点是在360°的垂直和水平方向的旋转。拆装翻转台架的设计要考虑质量分布是否均匀，稳定性高，运动部件和固定部件之间是否有干涉等因素，因此我们的设计是在比较成熟的发动机翻转台架上做进一步的研究与分析。

定位锁止装置的主要是靠锁销锁定，因此要考虑锁销放置的位置不能干涉其他部件的工作。驱动电动机的位置锁定，要通过驱动电机放置的位置來确定，锁定的位置不能影响整体拆装。在布置时先确定驱动电机的位置，再确定锁销的位置。通过分析初步研究的数据，确定驱动电机的大体位置后逐步调整锁销的位置。当确定驱动电机和锁销的位置，锁销放置可以根据台架和所要求的刚度和强度的大小来确定，并且确定锁销的位置，然后确定其大小和翻转架的连接关系。

2.3 涡轮蜗杆轮减速机构的设计

根据实际研究情况，假定手动轮的输入功率为100W，涡轮的输出转速为n=2r/min。经过一个综合分析比较，选用渐开线蜗杆最合适。蜗杆的材料最好采用国标的S45C，并进行淬火处理，硬度大于HRC55;蜗轮的材料用灰铸铁HT200。经过研究，考虑到蠕虫可能会变形，因此蜗杆时效处理的。

2.4 拆装台架整体设计

翻转拆装台架主要是支撑驱动电机总成，并使其实现水平和垂直方向360°度的翻转，以便于实际工作中的拆装和维护。

根据数据驱动电机的外形尺寸大小，以及各个零部件的位置来设计翻转拆装台架，不仅性能可靠，拆装简捷，而且还要有效支撑整个驱动电机总成，因此，要有一个足够的强度和刚度，以及较好的平稳性来支撑驱动电机。驱动电机翻转拆装台架的材料最好以方钢为主，其材料不低于原材料的强度。连接方式采用焊接和螺栓连接，以便达到良好的稳定性和强度，脚轮采用可转向橡胶轮，便于移动，同时还能起到减震降噪的作用。

2.5 翻转拆装台架底盘和底座的尺寸确定及材料选择

翻转拆装台架的底盘和底座材料选择是根据驱动电机和零部件的重量来确定，底盘和底座的总体尺寸为93cm*69cm*10cm。在底座上增加一个盛油盘作为底盘，由于解决油、水等的落地问题。如下图所示：

2.6 翻转拆装台架立柱的尺寸确定及材料选择

翻转拆装台架总高度为72cm，为符合工作需求及考虑到驱动电机的自身高度，由于底座高10cm，所以立柱高度定为62cm，选用30cm*30cm 壁厚为1cm的方管。具体设计如下图数据所示：

2.7 箱体的设计

为满足支撑驱动电机总成的要求，选取国标S45C钢来制作箱体，长度为93cm，宽度为69cm，高度为10cm，箱体要与立柱相连接，具体如下图所示：

2.8 翻转托盘的设计

为了使驱动电机固定稳定，受其重量的限制，选长为350mm 宽为340mm 厚度为10mm 的钢板为原材料来制作驱动电机的托盘。托盘通过钻撞用于固定可调节的驱动马达装置的四个圆形孔，加法装置旋转地连接到在后托盘涡轮轴，从而达到涡轮同步运动，如下所示：

3 总体装配结构设计

组装工作之前应严格进行检查并处理系统零部件，需要注意的是在加工时没有残留的锐角、毛刺以及异物，避免密封件在装配时不伤及人员。每个组件必须是在组装之前清洁，无毛刺，污垢，碎片，油，毛边，除锈和灰尘。装配过程中零部件企业之间不能没有出现磕、碰。螺栓和螺母在紧固时严格按照标准工艺安装，并用标准扭矩拧紧。当同一部件由多个螺栓紧固时，每个螺栓应交叉对称、逐步均匀地紧固。当以比接触的2/3。应当注意花键侧面的数量少，接触率不小于50%的长度方向和花键齿的高度。如图分析所示：

4 结语

使用倒装可拆卸翻转台架，能实现高效率对驱动电机故障诊断和性能检测。这种创新型驱动电机翻转拆装台架保留了中国传统固定式和移动式翻转架共同的优点，克服了其弊端，增加了翻转拆装的新功能，能够通过完成与驱动电机相关的全部课程。

通过此次设计研究，重点掌握涡轮蜗杆传动的知识，并能使其应用到实际生活中，深入了解的涡轮蜗杆传动的工作原理，解决因为没有可移动工作台的诸多问题，让更多的学生能更清楚地了解学习新的专业知识，掌握驱动电机故障诊断、性能检测和维护方法。

基金项目：兰州职业技术学院科研项目资助（2018xy-9）。

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