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发表于 2015-6-30 06:29:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
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传动齿轮材料推动城市超轻车辆发展

传动齿轮材料推动城市超轻车辆发展

        图1  Bradley大学研制的超轻量型城市车辆可提供再生制动:72 km/h的最高车速,64 km的行驶距离和0.6美分/km的行驶费用

        2011年3月,一项“城市车辆超轻量化”的项目在美国Bradley大学进行。该项目显示聚甲醛齿轮如何为汽车行业提供解决方案,特别是由杜邦 Delrin POM制成的齿轮,具有很好的强度、韧性和低摩擦性,不仅解决动力传动系统内的负荷和压力问题,而且显著降低金属齿轮的噪声和质量。
        早在2006年,“城市车辆超轻量化”项目就致力于零排放汽车的设计和制造,时至今日已研制出一辆拥有摩托车牌照的三轮汽车,车身重约195 kg,可容纳两个人和行李。这款新型汽车提供了再生制动,72 km/h的最高时速,以及64 km的行驶距离。Bradley设计团队称该车的行驶费用只需0.6美分/km。
        美国Winzeler Gear公司为项目的设计和制造提供支持,杜邦高性能聚合物部门供应Delrin聚甲醛(POM)。
        Winzeler Gears公司总裁John Winzeler是一位创新和艺术活动的大力支持者,他指出:“随着世界的变化,我们必须挑战先入之见。我们需要更多全面的思想,尤其是利用想象力开发革新创意。设计创新与艺术活动正是打破偏见、激发灵感的绝佳方式。”
       

传动齿轮材料推动城市超轻车辆发展

传动齿轮材料推动城市超轻车辆发展

        图2  超轻量型城市车辆采用Delrin POM制成的行星传动齿轮

        杜邦开发项目领导Tim Brogla表示:“保守主义者会说POM材料不适合在恶劣条件下的传动系统使用。很显然,本项目是要打破那些所谓的‘绝对’,让心存怀疑的人亲眼目睹这些齿轮如何应用于小型发动机传动装置。”
        面对挑战
        动力传动装置要使用多个经复杂加工的齿轮,一般工程师认为标准级别的聚甲醛材料在使用上会有局限。Winzeler Gear公司的设计工程师Mike Cassata表示,均聚甲醛的优质性能不仅能承受转矩和负荷,而且还具有低摩擦及降噪性能。加之采用Delrin POM制成的行星传动齿轮,可以承受一个18.4 kW(25 hp)、6000 r/min发动机所产生的转矩。”
        这款创新的齿轮传动装置,有一个安装在电机轴上的14齿、模数为3、直径42mm的中心齿轮。中心齿轮驱动4个与输出轴相连的17齿、直径51mm的行星齿轮。行星齿轮在一个51齿、直径150mm的固定内齿轮上转动。所有齿轮的齿宽均为25mm。
       

传动齿轮材料推动城市超轻车辆发展

传动齿轮材料推动城市超轻车辆发展

        图3  超轻量型城市车辆采用复杂的、创新的齿轮传动装置

        Mike Cassata表示:“我们在加工方面的投资很少,在短短的几周内就能够着手设计和加工模型,所制造的齿轮均由Delrin块材或板材加工而成,大大削减了成本和时间,而且提供了可以媲美注塑成型齿轮的机械性能。”
        预测指出,在下一代的创新设计方面,设计师将需要为齿轮和外壳使用更多Delrin POM,以应对降低汽车质量和噪声的问题。
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