毕业论文汽车主减速器总成检测机结构设计.doc

淮北职业技术学院毕业设计(论文)专业机械设计制造及其自动化班级学生姓名学号课题汽车主减速器总成检测机结构设计和控制电路设计指导教师胡冬青2008年5月5日淮北职业技术学院2摘要汽车主减速器是汽车总成的一个重要部件，其性能对整车质量有着直接影响，在生产线上通过试验台对主减速器进行全方位的检测能够有效地保证产品质量。本文介绍了汽车主减试验台的机械结构设计及技术实现。系统可以实现对三种主减速器的综合性能检测,并能根据预先设定的技术参数进行产品性能评判。本试验台整体结构由工作机构、翻转机构、传动机构和支撑机构四部分组成。文中详细阐述了试验台的各零部件的设计及必要的计算过程，还叙述了对伺服电机、减速机、扭矩传感器、线性滑轨等外购件的选型过程。最终，完成了试验台的设计要求，给出了所设计的试验台的主要技术指标。关键词:主减速器试验台机械结构淮北职业技术学院3AbstractThefinaldriveisanimportantpartintheautomobile，itsperformancehasthedirectinfluencetotheentirevehiclequality,carriesontheomni-directionalexaminationontheproductionlinethroughtheexperimentalsystemoffinaldrivetobeableeffectivelytoguaranteetheproductquality.Thisarticleintroducedthemechanismdesignandthetechnicalrealizationofexperimentalsystemoffinaldrive.Thesystemmayrealizetothreetypesoffinaldriveoverallperformanceexaminations,andevaluatetheproductionperformanceaccordingtothetechniqueparametersbeforehand.Theintegratedstructureofteststandconsistsoffourcomponents，namely：workingmechanism，overturnmechanism，drivemechanismandsupportingmechanismThepaperstatesthedesignandcalculationofpartsandcomponentsforteststandindetailAlsoitintroducetheprocessofpurchasedcomponentsselectionItincludesservoelectromotor，speedreducer，torqueandrotationalspeedsensor，linearguidwayandetcFinally，itaccomplishthedesignrequirementandgiveoutthetechnicalspecificationsoftheteststandKeywords:finaldriveexperimentalsystemmechanismstructure淮北职业技术学院4目录目录.41引言.51.1主减速器简介.51.2主减速器结构及其分类.61.3汽车检测技术的国内外发展现状.81.4研究主减实验台的作用和意义.102总体方案设计.112.1常见实验台检测方案概述.112.2总体设计思路.113主减速器实验台的机械结构设计.123.1实验台整体结构设计.123.2工作机构的设计.133.2.1伺服系统.133.2.2减速器的设计.143.2.2.1行星齿轮传动基本尺寸计算.153.2.2.2行星齿轮传动受力分析.203.2.2.3行星齿轮传动强度校核.233.2.3扭矩传感器.323.2.4花键轴的设计.错误!未定义书签。3.3传动提升机构的设计.343.3.1直线滑轨.343.3.2气缸.353.3.3链轮组件.363.4支撑机构的设计.374试验台使用说明.374.1试验台检测原理.374.2实验台的主要技术指标.38总结.39谢辞.40参考文献.41附录一科技文献翻译.42淮北职业技术学院51引言1.1主减速器简介主减速器主要由主减速器齿轮和差速器构成，结构图如图1.1所示，主减速器齿轮采用一对双曲面齿轮传动，以改变传动轴线方向，降低转速并增大扭矩。差速器使左右轮差速，由图中的的行星直齿锥齿轮系实现。1.1主减速器结构图主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件。对发动机纵置的汽车来说，主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。汽车正常行驶时，发动机的转速通常在2000至3000r/min左右，如果将这么高的转速只靠变速箱来降低下来，那么变速箱内齿轮副的传动比则需很大，而齿轮副的传动比越大，两齿轮的半径比也越大，换句话说，也就是变速箱的尺寸会越大。另外，转速下降，而扭矩必然增加，也就加大了变速箱与变速箱后一级传动机构的传动负荷。所以，在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器，可使主减速器前面的传动部件如变速箱、分动器、万向传动装置等传递的扭矩减小，也可使变速箱的尺寸质量减小，操纵省力。由此可见主减速器在整个汽车传动系中扮演了非常重要的角色。如图1.2所示，现代汽车的主减速器，广泛采用螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。双曲面齿轮工作时，齿面间的压力和滑动较大，齿面油膜易被破坏，必须采用双淮北职业技术学院6曲面图1.2主减速器外形图齿轮油润滑，绝不允许用普通齿轮油代替，否则将使齿面迅速擦伤和磨损，大大降低使用寿命。1.2主减速器的结构及其分类1.2.1主减速器的分类主减速器按不同的使用要求，其结构形式也各不相同。按参加减速传动的齿轮副数目分：有单级式主减速器和双级式主减速器。在双级式主减速器中，若第二级减速器齿轮有两副，并分置于两侧车轮附近，实际上成为独立部件，则称为轮边减速器。按主减速器主传动比挡数分：有单速式和双速式。前者的传动比是固定的，后者有两个传动比可以选择，来适应不同的行驶条件。按齿轮副结构形式分：有圆柱齿轮式(又分为轴线固定式和轴线旋转式即行星齿轮式)、圆锥齿轮式和准双曲面齿轮式。1.2.2主减速器的结构现在以单级主减速器为例，来说明主减速器的构造。图1.3所示的是单级主减速器总成的结构图。其主要靠一对锥齿轮传递扭矩，具有结构简单、传动效率高、体积小、重量轻等优点，现今的汽车的驱动桥大多采用了此种结构。主动齿轮轴16采用跨置式结构，用两个单列圆锥滚子轴承2、4和一个圆柱滚子轴承6，分别支承在轴承座3和减速器壳7内。从动锥齿轮12以内孔定心淮北职业技术学院7用螺栓11与差速器左半壳9连成一体。差速器左、右半壳用螺栓紧固在一起，其两端用两个圆锥滚子轴承8支承在减速器壳的瓦盖式轴承座中，轴承外侧挡有调整螺母10、14。整个单级主减速器总成的工作情况是：从传动轴传来的动力由叉形凸缘1经花键传递给主动齿轮轴、从动锥齿轮，经过降速增扭、变向后，通过螺栓传给差速器壳，再由差速器传给两侧的半轴，从而驱动车轮行驶。图1.3单级主减速器总成结构1.叉形凸缘2.单列圆锥磙子轴承3.轴承座4.单列圆锥滚子轴承5.支承螺栓6.圆柱滚子轴承7.减速器壳8.圆锥滚子轴承9.差速器左半壳10.调整螺母(左)11.螺栓12.从动锥齿轮13.差速器右半壳14调整螺母(右)15调整垫片16.主动齿轮轴淮北职业技术学院81.3汽车检测技术的国内外发展现状汽车制造技术包含了从原材料进厂开始到汽车整车出厂为止的整个过程。因此，汽车制造检测技术的涉及的面很宽，范围也很广。它的分类方法和要求也各不相同。按被检参数的属性分可以分为:物理化学性质的检测、几何量的检测、性能参数的检测。汽车检测参数是反映汽车技术状况直接或间接的参数。检测参数可以是上述任何参数。检测参数可以是稳定的值，也可以是动态信号，为提高检测精度，应根据不同的对象选择相应的检测参数。在选择检测参数时应根据参数的敏感性、单调性、稳定性和信息性的原则。除了这些原则外，测量的方便性和经济性也是必须考虑的。汽车检测技术是汽车技术的发展而发展的，在汽车发展的早期，人们主要通过有经验的维修人员发现汽车的故障并作有针对性的修理。既过去人们常讲的“望”(眼看)、“闻”(耳听)、“切”(手摸)方式。随着现代科学技术的进步，特别是计算机技术的进步，汽车检测技术也飞速发展。目前人们己能依靠各种仪器设备，对汽车进行检测，而且安全、迅速、准确。根据以上所述，检验汽车技术状况的方法分三种:1、人工凭经验诊断法:这种方法具有不需要专门仪器或设备，投资少等优点。缺点是诊断速度慢、准确性差，不能进行定量分析，且需要较高的技术水平。人工凭经验诊断法多使用于中小维修企业和汽车队的故障诊断。虽然该法缺点较多，但在相当长的时期内仍有其独特的使用价值。2、仪器设备检测法:这种方法是在人工凭经验诊断法基础上发展起来的现代检验方法。该法可在汽车不解体情况下，借助简单工具，用仪器或设备检测汽车性能和故障的参数，曲线或波形，甚至能自动分析，判断汽车的技术状况。其优点是检测速度快，准确性高，能定量分析和易掌握等。缺点是需要的仪器和设备多，操作人员多，占用厂房大，因而投资也大。仪器设备检测法多适用于大型维修企业和汽车检测站，它是现代汽车检测技术的发展方向。3、系统检测方法:这是要计算机辅助检测基础上的多功能自动化检测方法。在检测系统早采用先进的计算机，传感器及电子设备，能同时获得多个检测参数和进行多项测试功能。实现了状态信号采集，特征提取，状态识别的自动化，并能以显示，打印，绘图等多种方式自动输出检测分析结果。检测精确，可靠，效淮北职业技术学院9率高，己有一大批先进的自动检测系统投入使用。国外汽车检测设备发展较快，特别是工业发达国家、随着其汽车的发展速度和汽车保有量的迅猛增长、推动了汽车检测设备的发展进程；如今国外汽车检测维修设备己普遍应用高新技术，是机电一体化、智能化的综合体，产品质量高、工艺性好、使用方便可靠。如日本、美国、意大利等国家汽车检测诊断设备的种类、制造工艺、产品水平均处于世界领先地位，其产品己形成系列化、标准化和规范化。由于汽车工业的总体水平相对于工业发达国家落后，我国的汽车检测技术及装备水平同样处于较为落后的地位。大部分生产厂家及汽车维修站的汽车性能及故障检测仍然停留在“手摸、眼看、耳听”及简单道路测试的原始水平。我国从80年代起从日本和欧洲(主要是日本)引进(改造)了一些检测技术设备，这些设备除部分采用自动控制外大多采用单机人工操作，存在着自动化程度低，检测项目单一，检测精度及可靠性差，效率不高等缺点，如今已大大落后于世界先进水平，难以满足汽车生产及维修的需要。随着民族汽车工业的发展，对先进汽车产品检测技术及设备的需求越来越迫切。在积极引进、消化吸收国外先进检测设备的同时，也必须提高同类设备的自主设计开发水平，努力研制适合我国国情的先进检测设备，为保障汽车产品的高质量，加强产品的竞争力，促进我国汽车工业的发展提供必要条件。检测设备的研制生产得到了快速发展，缩小了与先进国家的差距。如今汽车检测中通用的制动试验台、侧滑试验台和底盘测功机等，国内己自给有余，而且结构形式多样。我们虽然已经取得了很大的进步，但与世界先进水平相比，还有一定距离。我国汽车检测技术要赶超世界先进水平，应该从汽车检测技术基础、汽车检测设备智能化和汽车