车辆工程毕业设计论文-电动记忆座椅设计(编辑修改稿)

车辆工程毕业设计论文-电动记忆座椅设计(编辑修改稿)内容摘要：

座椅换算到电动机轴上的转动惯量 1J ： 2 2 7 21 221 1 5 0 0 0 . 0 0 6 1( ) ( ) 3 . 5 6 1 02 1 0 2 2 0sphwJ K g mgi      传动系统（丝杠 减速器）换算到电动机轴上的转动惯量 2J ： 传动件名称 大齿轮 小齿轮 丝杠 节圆直径 2d =100 1d =50 长度 L=110mm 宽度或长度 2b =40 1b =20 导程 sph =6mm 材质 钢 钢 减速比 i=20 i=20 所以4 4 3824 43521114 4332222( 2) 10 1032 32( ) 10 1032 32( ) 10 1032 32SggDlJ k g mdbJ k g mdbJ k g m                       因此 2 4221 2 6 10gsg JJJ J k g mi      所以换算到电动轴上的等效转动惯量为： 4212 1 .0 6 3 1 0LJ J J K g m     由 N m 421 .0 6 3 1 0LJ kg m  查选电动机 德昌直流电动机 HF751 系列 BC03014，参数如下： 额定输出功率： RP = 额定转矩： MT = 额定转速： n=3800 minr 转矩常数： TK = 感应电压 常数 ： eC = 转子惯量： J= 2210 Kg m 电机摩擦系数：  = 电枢阻抗： aR = 电枢电感： aL =11mH 电机回路总电阻： R= 机械时间常数： mt = 电器时间常数： et =3ms 10 所以，电动机的状态空间表示为： () ( ) ( )( ) ( ) ( )dx t Ax t Bu tdty t Cx t Du t 其中： 0 1 00 0 .1 2 3 20 0 .3 9 1 8 .2A ,  0 0  ,  1 0 0C , 0D 所以根据直流伺服电动机的选取，本文选择 PWM 功率放大器的相关参数为： 开关频率： f=20KHz 开关周期： 51 5 10STsf    放大系数： 1 3 .5 4 .53dP W M cUK U   垂直 系统的直流伺服电动机的计算和选择 （ 1） 等效负载转矩的计算 已知座椅（含驾驶员）的最大重量为 W=1500N,导轨上的摩 擦系数为  =， 丝杠的导程为 sph =，丝杠螺母传动副的传动效率为  =， 根据机械效率公式，换算到电机轴上的转矩为： 1 0 . 1 1 5 0 0 0 . 0 0 6 0 . 1 82 2 0 . 8spwhT N m       由于座椅的重量较大，丝杠传动副必须预紧，其预紧力为最大轴向载荷的 13 即： 11 0 . 1 1 5 0 0 5 033zF W N     取螺母内部的摩擦系数为 m =，则丝杠预紧后的摩擦转矩为： 2 50 0. 00 60. 3 0. 01 4322z spm FhT N m       所以，电动机轴上的等效转矩为： 12 0. 18 0. 01 43 0. 19 43LT T T N m      （ 2） 等效转动惯量的计算 座椅换算到电动机轴上的转动惯量 1J : 根据转动惯量换算的功能相等原则有： 11 2 2 8 21 221 1 5 0 0 0 . 0 0 6 1( ) ( ) 3 . 8 1 02 1 0 2 6 0sphwJ K g mgi      传动系统（丝杠 减速器）换算 到电动机轴上的转动惯量 2J ： 传动件名称 大齿轮 小齿轮 丝杠 节圆直径 2d =100 1d =50 长度 L=150mm 宽度或长度 2b =40 1b =20 导程 sph =5mm 材质 钢 钢 减速比 i=20 i=2 所以4 4 3824 43521114 4332222( 3 ) 5 5 10 6 1032 32( 2) 2 5 10 7 1032 32( 2) 4 5 10 9 1032 32SggDlJ k g mdbJ k g mdbJ k g m                     因此 2 6221 2 10gsg JJJ J k g mi      所以换算到电动轴上的等效转动惯量为： 4212 4 .3 4 1 0LJ J J K g m     由 N m 624 .3 4 1 0LJ kg m  查选电动机 德昌直流电动机 HF751 系列 BC03017，参数如下： 额定输出功率： RP = 额定转矩： MT = 额定转速： n=2800 minr 转矩常数： TK = 感应电压常数： eC = 转子惯量： J= 2210 Kg m 电机摩擦系数：  = 电枢阻抗： aR = 电枢电感： aL =12mH 整个回路总电阻： R= 机械时间常数： mt = 电器时间常数： et = 所以，电动机的状态空间表示为： () ( ) ( )( ) ( ) ( )dx t Ax t Bu tdty t Cx t Du t 12 其中： 0 1 00 0 A ,  0 0  ,  1 0 0C , 0D 所以根据直流伺服电动机的选取，本文选择 PWM 功率放大器的相关参数为： 开关频率： f=20KHz 开关周期： 51 5 10STsf    放大系数： 1 3 .5 4 .53dP W M cUK U   电动座椅靠背系统的研究 及其直流伺服电机的选择计算 已知厂家给出的电动座椅靠背调节系统的主要参数如下： 采用 齿轮 机构进行间歇式调节： 其中：齿 轮的模数 m=5， 齿 轮的齿数 z=29, 齿轮 直径 D=mz=80mm 靠背调节的圆周速度： v=300500 minmm 靠背的回转半径： r=600mm 最大回转角： 90 图 靠背调节机构 13 靠背的等效转动惯量： 2 2 3 21 1 ( 0 . 2 0 . 6 ) 1 . 2 4 8 1 03J W K g m     因此 2 4221 2 6 10gsg JJJ J k g mi      所以换算到电动轴上的等效转动惯量为： 3212 1 .5 5 4 1 0LJ J J K g m     图 靠背调节机构工作情况 由 N m 624 .3 4 1 0LJ kg m  查选电动机 德昌直流电动机 HF751 系列 BC03006，参数如下： 额定输出功率： RP = 额定转矩： MT = 额定转速： n=4700 minr 转矩常数： TK = 感应电压 常数 ： eC = 转子惯量： J= 2210 Kg m 电机摩擦系数：  = 电枢阻抗： aR = 电枢电感： aL =30mH 机械时间 常数： mt = 电器时间常数： et = 所以，电动机的状态空间表示为： () ( ) ( )( ) ( ) ( )dx t Ax t Bu tdty t Cx t Du t 其中： 0 1 00 0. 31 20 .40 0. 26 6 15 3. 4A ,  0 0  ,  1 0 0C , 0D 所以根据直流伺服电动机的选取，本文选择 PWM 功率放大器的相关参数为： 开关频率： f=20KHz 14 开关周期： 51 5 10STsf    放大系数： 13 4 .33dPW M cUK U   通过对座椅电机的设计计算初步选择 德昌系列电机，由于质量按最大载重质量计算，所以电机比实际选用略大，但一定满足使用要求。 本章小结 本章 首先确定了 电动座椅 内部结构 的 设计 ， 包括对传动机构丝杠的计算和电机的选择，以 电机的选择这一部分作为重点。 本文通过大量查阅资料和研究 ，了解了计算座椅所应用的相关参数数据和计算步骤。 这章的验算是为下章的设计做铺垫，所以必须设计准确。 15 第 3 章 电路系统设计 基本工作电路 电路机构由调整电机、座椅控制开关组件、电源等组成。 如图 为电动座椅后端上升时的电流流向图。 图 电动座椅后端上升时的电流流向图 带有存储功能的驾驶座的电动座椅控制电路系统，控制系统可使座椅获得 5 个自由度。 进行调节时，由按钮控制调节量，然后 利用存储功能和开关控制某一位置的数据存储：座椅位置信号取自滑动变阻器上获得的电压降，根据每一自由度电动机驱动座椅，从而使滑动变阻器随动，由此改变变阻器上电压降的数值。 控制装置识别座椅的运动机构是否到达止点，到达止点位置时，控制装置及时切断供给电动机的电源，保护电动机和座椅驱动结构。 此外，还有不带存储功能的电动座椅系统。 不带存储功能的电动座椅比带位置存储功能的电动座椅简单一些，它电动座椅开关、腰垫开关和多个直流电动机组成。 16 图 电动座椅电路图 其工作原理是：电动座椅开关与腰垫开关接受来自电源的电流，开关闭合，直流输送到相应的电动机；电动机转动，驱动座椅的各个部分动作，实现座椅的调整。 这种控制系统的功能与带电脑的相似，但无座椅记忆功能，不能自动回位。 后排乘客电动座椅装有回位开关，可由驾驶员控制它回位。 广州本田雅阁轿车 的 驶席座椅控制电路 广州本田雅阁轿车驾驶座椅有八种可调方式：前端上、下调节；后端上、下调节；前、后调节；向前、向后倾斜调节，电路图见图 7。 通过 电动座椅调节开关，即可完成不同的调节功能，如电动座椅前端上、下调节，其电路为： （ 1） 向下调节 当将电动座椅前端上、下调节开关打到“向下”位置时，电路中的电流为：电 源 正极 直流电  断路 器 /继电器盒  2 红 \蓝线  红 \白线  电动座椅开关端子 1 右侧电机  电动座椅开关端子 10 黄 \红线  电动机端子 1 成员座椅前 \后调整电机  17 电动机端子 2 白线  6 节点  动座椅开关端子  棕色线  搭铁。 前端上、下调节电动机起动，座椅前端向下移动。 图 广州本田雅阁轿车驾驶席电动座椅电路 （ 2） 向上 调节 当将电动座椅前端上、下调节开关打到“向下”位置时，电路中的电流为：电 源 正极 直流电  断路 器 /继电器盒  2 红 \蓝线  红 \白线  电动座椅开关端子 1 右侧 18 电机  电动座椅开关端子 6 白线  电动机端子 2 成员座椅前 \后调整电机  电动机端子 1 黄 \红线  10 节点  动座椅开关端子  棕色线  搭铁。 前端上、下 调节电动机起动，座椅前端向上移动。 本章小结 本章 主要对电动记忆座椅的电路系统进行了研究，电路系统是座椅运动中重要的环节，必须研究清楚，通过几周认真的学习分析了电路系统的功能作用及电流的走向，座椅运动时电路路线走向，为 下一步编程 做准备。 19 第 4。