小型履带式智能车辆用行走驱动自动变速器设计与控制研究(4)
0.3 1.5 3
（5）行走机构爬坡能力： ≥15°；
（6）结构尺寸要求：≤200x200x 160 mm 3；
（7）整机质量要求：≤5kg。
2．3 弹性滑键自动变速器的传动方案
2.3.1 电机的选择
根据传动方案设计的基本原则以及自动变速器的技术要求，现拟定传动方案如下图2.1所示：
图2.1 传动方案示意图
如该图所示，功率由直流电机输入，经行星齿轮减速器减速后输入给自动变速器的输入轴I，，轴I通过一对锥齿轮副将动力传递给自动变速器的主动轴II，主动轴II与从动轴III通过三对齿轮啮合实现三档变速。其中轴II上的三个直齿圆柱齿轮固定在轴上，轴III的三个直齿圆柱齿轮空套在轴上。因此，通过改变轴III弹性滑键的轴向位置，使滑键的键头分别楔入轴III上三个齿轮的键槽内，使得轴III上的三个齿轮分别与轴III固定，实现不同传动比的输出。为实现输出转速的自动控制，我们只需控制弹性滑键的直线移动。为此，我们将弹性滑键套在滚动轴承的内圈上，通过控制滚动轴承的移动实现弹性滑键的直线移动，从而实现变速。为了达到该目的，同时又满足尺寸的要求，我们采用丝杠螺母机构带动轴承移动，通过步进式电机带动丝杠转动。将螺母与滚动轴承的外圈固定，实现键的直线移动。 为了实现电机带动弹性滑键移动到与齿轮上键槽恰好连接停止工作，我们在弹性滑键恰好进入键槽的三个位置处分别装上光电传感器，使得电机在弹性滑键运动到指定的三个位置时停止工作。
2.3.2 电机的选择
根据传动方案设计的基本原则以及自动变速器的技术要求，拟选用型号为130ZYT05直流电机。该电机的技术参数如表2.2所示
表2.2 130ZYT05直流电机的技术参数
型号 转矩
（mN/m） 转速
（r/min） 功率（W） 电压（V） 电流（A）
不大于
130ZYT05 3185 1500 500 24 28
图2.2 130ZYT05外形与安装尺寸
其外形与安装尺寸如图2.2所示
表2.3为其安装型式
表2.3 130ZYT05安装型式
型号 L（mm） D(mm) E（mm）
130ZYT05 224 14 22
2.3.3 各级传动比的分配
根据设计任务书各档行走速度的要求以及履带轮的直径，可算出自动变速器各档变速时的履带轮的转速如表2.4所示
表2.4 智能车辆在各档工作时履带轮转速
I档 II档 III档
22.9r/min 114.6r/min 229.3r/min
由此可得出变速器处于各档时，从驱动电机到履带轮的总传动比分别为：
其中 、 、 分别为自动变速器分别处于I档、II档、III档时，从驱动电机到履带轮的总传动比， 表示驱动电机的额定转速， 、 、 分别表示自动变速器分别处于I档、II档、III档时履带轮的转速。根据传动方案设计的基本原则以及自动变速器的技术要求，现拟定如下传动方案，直流电机通过一级行星齿轮减速器将动力传输给锥齿轮轴，再由锥齿轮轴通过锥齿轮副将动力传递给主动轴I，再通过三档变速将动力由主动轴I传递给从动轴II，从动轴II直接与履带轮相连接。表2.5为各档传动比的分配表。