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二次调节扭矩伺服加载试验台设计说明书[带图纸].doc

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二次调节扭矩伺服加载试验台设计说明书[带图纸].doc

辽宁工程技术大学毕业设计(论文)1目录前言11绪论511国内外二次调节技术研究发展概况512车辆轮桥加载系统概述6121开放式加载系统7122封闭式加载系统713二次调节加载系统原理与特点9131原理9132特点102总体的结构设计1121试验台各部分组成及其功用1122模拟加载系统原理113驱动变速箱的设计1431传动方案的确定1432最大转矩的计算1533齿轮的设计16331选择齿轮材料16332确定齿轮传动精度等级1734轴的设计24341Ⅰ轴的设计24342Ⅱ轴的设计26343Ⅲ轴的设计27344Ⅳ轴的设计28345Ⅴ轴的设计294零件的强度校核3141轴的强度校核31411Ⅰ轴的校核31412Ⅱ轴的校核33413Ⅲ轴的校核37414Ⅳ轴的校核39415Ⅴ轴的校核4342轴承的校核4643键的校核47431平键的校核47432花键的校核48二次调节扭矩伺服加载试验台设计25结论50致谢51参考文献52摘要随着汽车行业的不断发展壮大,对各种汽车车辆的工作性能和可靠性等的要求也越来越高,尤其是在特殊路况和工作条件下运行的越野,大型重载等特种车辆,这方面的要求就更高。对这种车辆来说,其总体工作性能和可靠性主要取决于它的发动机和轮桥,发动机为成型产品,其工作性能和可靠性等指标均已通过严格检测,设计车辆时按要求选择即可,而轮桥是另行设计的,因此为了提高车辆的工作性能和可靠性,应将重点放在轮桥上。对于新设计制造的特种车辆轮桥,需要利用专门的高动态性能固定试验台对其进行模拟加载试验,检测各项工作性能和可靠性指标是否满足要求。轮桥加载试验台,由恒压油源及管路系统、模拟加载系统、控制系统、机械台架四部分组成。恒压油源为整个模拟加载单元提供恒定压力,同各种液压元件及管路一起构成恒压网络。关键词二次调节;二次原件;驱动变速箱ABSTRACT辽宁工程技术大学毕业设计(论文)3UNCEASINGGROWSSTRONGALONGWITHTHEAUTOMOBILEPROFESSION,ANDRELIABLEANDSOONREQUESTISALSOGETTINGHIGHERANDHIGHERTOEACHKINDOFAUTOMOBILEVEHICLESOPERATINGPERFORMANCE,PARTICULARLYCROSSCOUNTRYWHICHMOVESUNDERTHESPECIALSTATEOFROADSANDTHEWORKINGCONDITION,THELARGESCALEHEAVYLOADANDSOONSPECIALPURPOSEVEHICLE,THISASPECTSREQUESTISHIGHERTOTHISKINDOFVEHICLES,ITSOVERALLOPERATINGPERFORMANCEANDTHERELIABILITYISMAINLYDECIDEDBYITSENGINEANDTHEROUNDTHEBRIDGE,THEENGINETOTAKESHAPETHEPRODUCT,ITSTARGETSANDSOONOPERATINGPERFORMANCEANDRELIABILITYALREADYTHROUGHTHESTRICTEXAMINATION,DESIGNSWHENTHEVEHICLESACCORDINGTOTHEREQUESTCHOICETHEN,BUTTURNSTHEBRIDGEISTHESEPARATEDESIGN,THEREFORETOENHANCEVEHICLESOPERATINGPERFORMANCEANDTHERELIABILITY,SHOULDPLACEWITHEMPHASISONAROUNDBRIDGEREGARDINGTHENEWDESIGNMANUFACTURESSPECIALPURPOSEVEHICLEROUNDTHEBRIDGE,NEEDSTOUSETHESPECIALHIGHDYNAMICPROPERTYFIXEDTESTPLATFORMTOCARRYONTHEANALOGLOADINGEXPERIMENTTOIT,EXAMINESEACHOPERATINGPERFORMANCEANDTHERELIABLETARGETWHETHERTOSATISFYREQUESTSTURNSTHEBRIDGETOLOADTHETESTPLATFORM,BYTHECONSTANTPRESSUREOILSOURCEANDTHECIRCUITRY,THEANALOGLOADINGSYSTEM,THECONTROLSYSTEM,THEMECHANICALGANTRYFOURPARTSISCOMPOSEDTHECONSTANTPRESSUREOILSOURCEPROVIDESTHECONSTANTPRESSUREFORENTIREANALOGLOADINGUNIT,CONSTITUTESTHECONSTANTPRESSURENETWORKTOGETHERWITHEACHKINDOFHYDRAULICELEMENTANDTHEPIPELINEKEYWORDTWOADJUSTMENTS;TWOORIGINALPARTS;ACTUATETHEGEARBOX二次调节扭矩伺服加载试验台设计4前言随着汽车行业不断发展壮大,对各种汽车车辆的工作性能和可靠性等的要求也越来越高,尤其是在特殊路况和工作条件下运行的越野,大型重载等特种车辆,这方面的要求就更高。对这种车辆来说,其总体工作性能和可靠性主要取决于它的发动机和轮桥,发动机为成型产品,其工作性能和可靠性等指标均已通过严格检测,设计车辆时按要求选择即可,而轮桥是另行设计的,因此为了提高车辆的工作性能和可靠性,应将重点放在轮桥上。对于新设计制造的特种车辆轮桥,需要利用专门的高动态性能固定试验台对其进行模拟加载试验,检测各项工作性能和可靠性指标是否满足要求。由于特种车辆轮桥的动力输入输出轴数目多,功率大、工作参数变化范围大,工况复杂多变,要对其进行接近实际条件下的全面试验,在普通试验台上是很难完成的。以往对较简单的单项试验如疲劳寿命试验等,可在传统的液压式加载试验台○1上进行,但其功率消耗很大,效率很低。对稍复杂一些的综合性能试验,可在电封闭加载试验台○2上进行,但在相同加载功率下,所用电器设备庞大复杂,另外虽然可实现功率回收,提高了效率,但由于其回收功率以电能形式回馈给电网,因而在动载变化较大时,对电网的冲击较大,某些电器元件被烧坏的情况时有发生。哈尔滨工业大学电液伺服系统仿真与试验设备研究所,2003年利用二次调节技术成功研制出“特种车辆轮桥加载试验台”,其最大加载功率可达350KW,可模拟车辆行驶的各种复杂路况和工作状态,对多轴输入输出的轮桥进行各种综合性性能试验,是一种理想的轮桥模拟加载试验设备,它是国内成功应用二次调节技术的首例成型产品。这种基于二次调节技术的加载系统,同传统的液压加载系统相比,可回收、储存、重新利用能量,系统效率高;多个二次元件联合工作,且其驱动、加载功能可互换;数字控制灵活可靠,系统动态性能好。同电气加载系统相比,功率密度大、重量轻、安装空间和安装功率较小;闭环控制动态响应快,回收能量不改变形式而直接回馈给加载系统,对电网的冲击较小。辽宁工程技术大学毕业设计(论文)51绪论11国内外二次调节技术研究发展概况二次调节技术是20世纪70年代末80年代初开始发展起来的一种新型静液传动技术,近年来越来越受到人们的重视,它在诸如大型加载试验台、车辆传动、造船工业、钢铁工业等许多领域获得了广泛的应用,并表现出许多独特的优点。由于这项技术的成功利用,使得液压技术向前推进了一大步。二次调节技术起源于德国,从事这项技术的研究也主要限于德国。目前国外从事这方面研究的单位主要有德国汉堡国防工业大学静液传动和控制实验室LHAS、亚琛工业大学流体传动与控制研究所RWTH和博士力士乐有限公司BOSCHREXROTHGMBH。国外该研究方向的代表人物主要有德国汉堡国防工业大学的HWNIKOLAUS教授、亚琛工业大学的WBACKE教授以及力士乐公司的RKODAK先生等○3。1977年,HWNIKOLAUS教授首先提出二次调节静液传动的概念。1980年,WBACKE教授和HMURRENHOFF先生开始利用单出杆变量油缸的二次元件进行液压直接转速控制的二次调节系统的研究。1981年,HWNIKOLAUS教授采用双出杆变量油缸的二次元件进行液压直接转速控制的二次调节系统的研究。在这种液压直接转速控制的二次调节系统中,用测速泵来作为二次元件输出转速的检测和反馈元件。由于测速泵的最小感知转速较高,当所要求的转速低于最小感知转速时,不能真实地检测转速值。因此,这种系统的调速范围比较小,最低工作转速也比较高。1982年开始研究液压先导控制二次调节系统,其中有机液位移反馈调速和机液力反馈调速两种调速形式。从1983年开始研究电液转速控制的二次调节系统和电液转角控制的二次调节系统。在电液控制系统中,用测速电机作为二次元件输出转速的检测和反馈元件,它的最小感知转速低,系统的调速范围大,消耗的能量少,系统的效率高。此后又有一系列关于对二次调节系统的研究,其中有对单反馈和双反馈电液转速控制二次调节系统的研究等。1987年,FMETZNER为提高系统的控制性能,提出了数字模拟混合转角控制系统,将经过电液力反馈转速控制的二次元件作为被控对象,用数字PID控制方法,实现位置转角、转速、转矩和功率控制。1993年,WBACKE和CHKOEGL又研究了转速和转矩控制的二次调节问题○16,其中包括对这种系统中两个参数的解耦问题的研究。1994年,RKODAK先生研究了具有高动态特性的电液转矩控制二次调节系统,并在四轮驱动车上进行了实物试验。

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