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1、毕 业 设 计学生姓名： 祁广文 学 号： 110505115 学 院： 机械工程学院 专 业： 车辆工程 题 目： 汽车永磁起动机的设计分析 指导教师： 彭立强 评阅教师： 2015年 6月 河北科技大学毕业设计（论文）成绩评定表姓 名祁广文学 号110505115成 绩专 业车辆工程专业题 目汽车永磁起动机的设计分析指导教师评语及成绩 指导教师： 年 月 日评阅教师评语及成绩 评阅教师： 年 月 日答辩小组评语及成绩答辩小组组长： 年 月 日答辩委员会意见 学院答辩委员会主任： 年 月 日毕 业 设 计（论文） 中 文 摘 要在综述国内外汽车永磁起动机研究现状的基础上, 指出了国内汽车永磁
2、起动机研究中存在的问题; 并从永磁起动机设计的角度出发, 提出了亟待解决的技术问题。本文以研制和开发高性能的永磁起动机为目的，提高永磁起动机的设计水平，促进永磁起动机国产化为主题，并对所涉及的关键的、带有共性的基础理论和方法为主要研究内容，主要从以下几个方面进行研究和探讨。首先，为提高永磁起动机的性能，就应该对永磁起动机中电机的永磁体的材料进行选择和设计形状，以便产生更强的磁场。其次，还要考虑到起动机行星齿轮系的选择，主要考虑其传动比的大小和减速方式。最后，为了将起动机的动力平稳的传动出来，还要选择合适的单向离合器，以及设计保护传动齿轮和飞轮轮齿的装置。还要运用一些电路知识，设计起动机的保护电
3、路。关键词 永磁起动机 永磁材料 磁极形状 单向离合器毕 业 设 计（论文） 外 文 摘 要Title The design and analysis of permanent magnet starter motor for automobile AbstractIn this paper researching situation on the basis of auto permanent magnet starter at home and abroad, point out researching problems of the domestic automobile permane
4、nt starter; and from the perspective of permanent starter design, presents technical problems solved. In this paper, the research and development of high-performance permanent magnet starter for the purpose to improve the design levels of permanent magnet starter, and Promote the localization of per
5、manent magnet starter as the theme . The key, the basis of common theory and method as the main research content, mainly from the following aspects were studied and discussed.First, in order to improve the performance of permanent magnet starter, the starter magnet should be a permanent magnet motor
6、 in material selection and design shapes to produce a stronger magnetic field.Secondly, considering the selection of starter planetary gear train, the main consideration of its size and the transmission ratio of deceleration.Finally , In order to drive out the power of starter smoothly, but also to
7、choose a suitable one-way clutch , and designed to protect the transmission gear and the teeth of the flywheel device. But also to use some the knowledge of the circuit to design starter protection circuit.Key Words the permanent magnet starter permanent magnetic material magnetic pole shape one-way
8、 clutch第 I 页 共 II 页本科毕业设计（论文）目 录1 绪论11.1 课题的研究背景和意义11.2 汽车永磁起动机的研究现状和水平21.3 汽车永磁起动机的发展趋势31.4 本文研究的主要内容32 汽车永磁起动机的概述42.1 汽车起动机的功用42.2 对永磁起动机的基本要求42.3 起动机的分类42.3.1 按传动机构分52.3.2 按控制装置分52.4永磁起动机的结构和工作原理52.4.1 汽车永磁起动机的结构52.4.2 汽车永磁起动机电动机的工作原理63 汽车永磁起动机的设计103.1发动机对汽车起动机的整体要求103.2 永磁起动机设计的主要工作104 传动部分的设计11
9、4.1行星齿轮减速机构114.2行星齿轮减速机构的减速比的计算124.4单向离合器的设计194.41滚柱式单向离合器的工作原理194.42单向离合器的保护措施205 电机部分的设计215.1永磁起动机电动机参数的确定215.2起动机主要尺寸的计算23第 I页 共 II 页本科毕业设计（论文）5.3电枢轴的齿轮轴的结构设计245.4行星齿轮减速杆的齿轮轴的结构设计246永磁材料的选择26 6.1永磁材料性能的对比266.12工作可靠性对比276.13工艺性对比276.14经济性对比276.15技术性能对比276.16起动机外形尺寸对比276.2永磁磁极形状的选择297 永磁起动机控制电路的设计3
10、47.1起动机控制电路的工作过程347.2起动机驱动保护电路35结 论37致 谢38参 考 文 献39第 40 页 共 40页本科毕业设计（论文）1 绪论1.1 课题的研究背景和意义汽车制造业的发展越来越快。其中对汽车起动机的体积、质量、功率的要求越来越高，一次不断的促使汽车起动机的更进一步的发展。用永磁材料代替汽车起动机的中的磁场绕组作为磁极的方法节约了矿物质中的铜和铁。用永磁材料制作的磁极比之前的磁极体积更小，径向尺寸更小。在要求同样的输出特性时，可以比之前的磁极减少百分之三十以上的体积和质量；同样的条件，如果体积和质量相同，输出特性相比之前的磁极可以提高百分之五十左右。；如两种材料做的磁
11、极温度升高的相同条件下，用永磁材料做的输出的功率更大，它的效率更高。用永磁材料代替以前的磁场绕组，因此产生的电磁感应的数量减少，从而还可以改变起动机的黄翔性能，可以避免由换向火花高频干扰起动机的换向性能。汽车的起动机是汽车起动系统中的很重要的原件。汽车的起动机在起动系统中利用蓄电池的电能变成启动发动机用的机械能，让停止的发动机运转起来，从而汽车可以正常的运转上路。从以上可以看出汽车起动机的好坏将直接决定汽车整体的性能。它是机械部件中技术含量较高的一种原件，起动机的结构总体来说比较简单，主要由三部分组成(1)、串激式直流电机；（2）、传动机构；（3）、控制装置。起动机在汽车的系统中占据很重要的功
12、能并且它所处的条件很恶劣。因此在起动机的生产制造行业中对起动机的设计、制造、组装及性能检测中都由很高的技术要求。当前，虽然现在在中国汽车起动机的每年的制造的数量是非常惊人的，当时这个规模还在不断地扩张，但是就产品的质量和市场竞争力和除中国以外的其他发达的国家的产品的还有很长的路要走。中国的起动机的生产厂家在设计制造起动机时，大多数沿用传统的直流电机的设计方法，这样不能使起动机的性能在汽车上最大程度的表现出来，而且会使在取一些参数时导致采用的值不正确，使最后计算出来的解和正确的解偏离很大。中国国内有些制造厂制造的起动机在起初时，不仅没有完整的一套生产起动机的理论，而且没有前人的经验可以借鉴。他们
13、一般就是直接照搬国外先进的的制造厂生产的起动机然后生产山寨版的起动机。当制作的起动机的国产材料达不到起动机要求的时，会使起动机在运转中遇到很多困难，使起动机的性能大打折扣。国内生产起动机的很多工厂的现状是：（1）没有起动机的自主研究开发方面的能力，没有充分了解影响起动机的性能的各种因素；（2）在起动机的设计、制造中主要依据前人的经验和生产少数的成品实验，没有使用现在先进的计算机辅助设计，使产品投入市场的时间增长；（3）在起动机的故障等方面的检测，技术的自动化程度不高不成熟，甚至有的技术还处在很落后的阶段只能使用人工检测。综上，当前应该对国外先进的起动机的技术进行学习，并提出对我们国内的起动机发
14、展的状态提出先进的整改建议，使国内的起动机和国外的先进技术接轨。综上对于汽车起动机的继续开发是很重要的，这对于设计经验的延续和相关技术的发展，实现起动机能够媲美国外的起动机具有相当大的意义。1.2 汽车永磁起动机的研究现状和水平传统的汽车起动机大多数采用串励式直流电机作为起动机的电机部分。铁氧体作为永磁材料在1970年左右在市场上流通，而这也为电机的发展提供了一个契机，从此时开始电机广泛的利用永磁材料铁氧体代替电机的励磁绕组。同时，电机的发展带动起动机的发展，由此永磁起动机产生了。永磁起动机相比传统的起动机拥有很多优点：1，减少了铜的消耗，起动机的电机效率被提高，蓄电池容量的要求被降低；2，起动机的电气连接件被减少，使其结构简单，使工作性能得到提高；3，使起动机的体积和重量都减小；4，永磁起动机
