二次调节扭矩伺服加载实验台设计【3张图纸】【优秀】
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二次调节扭矩伺服加载试验台设计
69页 24000字数+说明书+实习报告+开题报告+3张CAD图纸
二次调节扭矩伺服加载试验台设计开题报告.doc
二次调节扭矩伺服加载试验台设计说明书.doc
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加载试验台.dwg
加载试验台.exb
实习报告 .doc
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轴.dwg
轴.exb
驱动变速箱装配图.dwg
驱动变速箱装配图.exb
目录
前言1
1 绪论2
1.1 国内外二次调节技术研究发展概况2
1.2 车辆轮桥加载系统概述3
1.2.1 开放式加载系统4
1.2.2 封闭式加载系统4
1.3 二次调节加载系统原理与特点6
1.3.1 原理6
1.3.2 特点7
2 总体的结构设计8
2.1 试验台各部分组成及其功用8
2.2 模拟加载系统原理8
3 驱动变速箱的设计11
3.1 传动方案的确定11
3.2 最大转矩的计算12
3.3 齿轮的设计13
3.3.1 选择齿轮材料13
3.3.2 确定齿轮传动精度等级14
3.4 轴的设计20
3.4.1Ⅰ轴的设计21
3.4.2 Ⅱ轴的设计23
3.4.3 Ⅲ轴的设计24
3.4.4 Ⅳ轴的设计24
3.4.5 Ⅴ轴的设计26
4 零件的强度校核28
4.1 轴的强度校核28
4.1.1 Ⅰ轴的校核28
4.1.2 Ⅱ轴的校核30
4.1.3 Ⅲ轴的校核34
4.1.4 Ⅳ轴的校核36
4.1.5 Ⅴ轴的校核40
4.2 轴承的校核43
4.3 键的校核44
4.3.1 平键的校核44
4.3.2 花键的校核46
5 结论47
致谢48
参考文献49
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
Unceasing grows strong along with the automobile profession, and reliable and so on request is also getting higher and higher to each kind of automobile vehicles' operating performance, particularly cross country which moves under the special state of roads and the working condition, the large-scale heavy load and so on special purpose vehicle, this aspect's request is higher. To this kind of vehicles, its overall operating performance and the reliability is mainly decided by its engine and the round the bridge, the engine to take shape the product, its targets and so on operating performance and reliability already through the strict examination, designs when the vehicles according to the request choice then, but turns the bridge is the separate design, therefore to enhance vehicles' operating performance and the reliability, should place with emphasis on a round bridge. Regarding the new design manufacture's special purpose vehicle round the bridge, needs to use the special high dynamic property fixed test platform to carry on the analog loading experiment to it, examines each operating performance and the reliable target whether to satisfy requests. Turns the bridge to load the test platform, by the constant pressure oil source and the circuitry, the analog loading system, the control system, the mechanical gantry four parts is composed. The constant pressure oil source provides the constant pressure for entire analog loading unit, constitutes the constant pressure network together with each kind of hydraulic element and the pipeline.
Key word: Two adjustments; two original parts; actuate the gear box
- 内容简介：
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辽宁工程技术大学 本科毕业设计（论文）开 题 报 告 题 目 二次调节扭矩伺服加载试验台设计指 导 教 师 王慧 院（系、部） 机械工程学院 专 业 班 级 机械043班 学 号 0407100330 姓 名 王宇鹍 日 期 2008-4-10 教务处印制 一、选题的目的、意义和研究现状1选题的目的、意义：随着汽车行业的发展，对汽车的工作性能和可靠性能要求越来越高，特别是在特殊路况和工作条件下的越野、大型重载等特种车辆，这方面的要求更高。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。利用二次调节技术成功研制出“特种车辆轮桥加载试验台”，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。本课题主要研究车辆轮桥模拟加载系统的基本原理和驱动模拟单元的的设计。2研究现状：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(Bosch Rexroth GmbH)。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H.W.Nikolaus教授、亚琛工业大学的W.Backe教授以及力士乐公司的R.Kodak先生等。在国内，从事二次调节技术的研究起步较晚，直到20世纪80年代末才开始这方面的研究。1995 年哈尔滨工业大学姜继海等人采用智能PID、神经网络和模糊控制等方法，分别对转速控制和转角控制的二次调节进行了研究。1997年，哈尔滨工业大学的田联房博士在国内首次将二次调节系统用于扭矩伺服加载技术中，并建立了二次调节加载试验台。二、研究方案及预期结果1技术路线，设计方案：1.资料的收集整理本阶段的主要任务是对所收集的有关资料进行初步的整理，对二次调节技术和轮桥模拟加载系统进行全面的了解，发现需要解决的问题。2.确定设计方案本阶段的主要任务是根据所收集的材料，拟定设计方案，从而解决所发现的问题。3.设计和计算本阶段的主要任务是设计轮桥模拟加载试验系统的驱动单元，并确定驱动单元所需各个零件的具体型号和尺寸，并对所选的零件进行强度校核计算。4.绘制系统原理图和零件装配图本阶段的主要任务是绘制系统原理图及变速箱的装配图和主要零件的零件图。5.编写设计说明书2主要解决问题：通过对轮桥加载试验系统的驱动单元设计，达到回收储存，重新利用能源，提高系统效率，降低系统功耗。利用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。3论文框架：第一章 绪论第二章 总体结构设计第三章 变速箱的设计第四章 零件的强度校核第五章 总结第六章 参考文献三、研究进度第 1 4周：生产实习；第 5 6周：资料的收集和整理；第 7 8周：初步分析和计算； 第 910周：总体结构设计；第1112周：零件的尺寸确定和强度校核；第1314周：绘制装配图和零件图；第1516周：编写整理设计说明书，做毕业答辩准备。四、主要参考文献1 田联房. 次级调节扭矩伺服系统加载技术及其控制方法的研究. 哈尔滨工业大学博士学位论文. 1997: 162 陆贵友, 张慧娟. 电加载机械传动实验台的设计. 吉林工业大学自然科学学报. 1999, (3): 1001023 姜继海. 二次调节静液传动系统及其控制技术的研究. 哈尔滨工业大学博士学位论文.1998: 254 蒋小夏，刘庆和. 二次调节系统的模型简化和位置控制. 机床与液压. 1994, (6): 3543565 金力民，路甬祥，吴根茂. 采用非线性补偿算法克服二次调节系统的低速滞环. 液压与气动.1991, (3): 686 阎雨良, 陈良华, 陈宗, 汪崇松. 恒压网络上马达调速特性实验研究J. 液压与气动. 1990, (3): 26287 范基, 王志兰. 次级调节的节能液压系统研制J. 液压与气动. 1991, (2): 16178 姜继海, 王德海, 刘庆和. 二次转速调节静态神经网络非线控制策略研究. 机床与液压. 1997, (3): 21229 姜继海, 韩永刚, 王德海, 刘庆和. 二次调节静压驱动系统的智能PID控制. 哈尔滨工业大学学报. 1998, (1): 454810 廖军. 汽车变速器系统综合试验台的分析研究. 广西机械. 2000, (4): 313311 陶维青, 苏建徽, 胡子卿, 钟金宏. 微机控制电封闭汽车变速箱试验台. 制造业自动化. 2000, 22(3): 434612 欧家福. 液压加载式驱动桥封闭试验台的设计. 汽车研究与开发. 1999, (2): 303213 田联房，毛宗源，刘庆和，李尚义. 次级调节扭矩伺服加载系统. 机床与液压. 1999, (2): 575914 Wang Hui, Li Hongren, Wei Liang, Mou Yuan. Coupling Influence and Decoupling of the Load Simulation Test Equipment for the Drive Axle of Heavy Vehicle. JHPS. Fluid Power Transmission and Control,2007,89384215 Fuzzy Control of Vehicles Wheels Simulation Loading System Based on Secondary Reulation. JHPS. Fluid Power Transmission and Control, 2007, 84384616 W. Backe, Ch. Koegl. Secondary Controlled Motors in Speed and Torque control. The Second International Symposium on Fluid Power, JHPS, Tokyo, September 1993: 241248 五、指导教师意见指导教师签字：辽宁工程技术大学毕业设计（论文）目录前言11 绪论21.1 国内外二次调节技术研究发展概况21.2 车辆轮桥加载系统概述31.2.1 开放式加载系统41.2.2 封闭式加载系统41.3 二次调节加载系统原理与特点61.3.1 原理61.3.2 特点72 总体的结构设计82.1 试验台各部分组成及其功用82.2 模拟加载系统原理83 驱动变速箱的设计113.1 传动方案的确定113.2 最大转矩的计算123.3 齿轮的设计133.3.1 选择齿轮材料133.3.2 确定齿轮传动精度等级143.4 轴的设计203.4.1轴的设计213.4.2 轴的设计233.4.3 轴的设计243.4.4 轴的设计243.4.5 轴的设计264 零件的强度校核284.1 轴的强度校核284.1.1 轴的校核284.1.2 轴的校核304.1.3 轴的校核344.1.4 轴的校核364.1.5 轴的校核404.2 轴承的校核434.3 键的校核444.3.1 平键的校核444.3.2 花键的校核465 结论47致谢48参考文献49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AbstractUnceasing grows strong along with the automobile profession, and reliable and so on request is also getting higher and higher to each kind of automobile vehicles operating performance, particularly cross country which moves under the special state of roads and the working condition, the large-scale heavy load and so on special purpose vehicle, this aspects request is higher. To this kind of vehicles, its overall operating performance and the reliability is mainly decided by its engine and the round the bridge, the engine to take shape the product, its targets and so on operating performance and reliability already through the strict examination, designs when the vehicles according to the request choice then, but turns the bridge is the separate design, therefore to enhance vehicles operating performance and the reliability, should place with emphasis on a round bridge. Regarding the new design manufactures special purpose vehicle round the bridge, needs to use the special high dynamic property fixed test platform to carry on the analog loading experiment to it, examines each operating performance and the reliable target whether to satisfy requests. Turns the bridge to load the test platform, by the constant pressure oil source and the circuitry, the analog loading system, the control system, the mechanical gantry four parts is composed. The constant pressure oil source provides the constant pressure for entire analog loading unit, constitutes the constant pressure network together with each kind of hydraulic element and the pipeline.Key word: Two adjustments; two original parts; actuate the gear box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。1 绪论1.1 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(Bosch Rexroth GmbH)。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H.W.Nikolaus教授、亚琛工业大学的W.Backe教授以及力士乐公司的R.Kodak先生等。1977年，H.W.Nikolaus教授首先提出二次调节静液传动的概念。1980年，W.Backe教授和H.Murrenhoff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，H.W.Nikolaus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，F.Metzner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，W.Backe和Ch.Koegl又研究了转速和转矩控制的二次调节问题，其中包括对这种系统中两个参数的解耦问题的研究。1994年，R.Kodak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。1995年，德国力士乐公司为德累斯顿工业大学内燃机和汽车研究所研制了大功率、用于旋转试件并接近于实际运行条件的二次调节反馈控制试验台。从此，这一技术开始逐渐应用到生产实际中，并不断地扩大应用范围。目前在德国，这项技术已进入实用阶段，在许多与液压相关的领域获得了成功利用。以力士乐公司为代表，在二次调节技术方面，具有多项专利技术，用于二次调节的二次元件和控制器等也有多种系列产品。在国内，从事二次调节技术的研究起步较晚，直到20世纪80年代末才开始这方面的研究。1989年，哈尔滨工业大学的谢卓伟博士首先对二次调节系统的原理及其机液，电液调速特性进行了理论分析，并于1990 年在哈尔滨工业大学机械工程系液压传动与气动实验室内的试验台上，用单片机组成闭环控制系统进行试验研究，提出了用变结构PID控制算法来控制二次元件的转速，并取得了一定的成果。1992年，蒋晓夏博士对二次元件的模型进行了一定的简化，同时研究了用微机控制的二次调节系统，并引入了仅需要输入输出信号的二次调节全数字自适应控制系统。浙江大学的金力民等根据二次调节系统的数学模型，研究了低速滞环问题，并采用非线性补偿算法来克服低速滞环。中国农机研究所的闫雨良等也进行过二次元件调速特性的试验研究，并且应用到遥控装载机行走液压传动系统中。同济大学范基等进行了二次调节系统的节能液压实验系统研究。1995 年哈尔滨工业大学姜继海等人采用智能PID、神经网络和模糊控制等方法，分别对转速控制和转角控制的二次调节进行了研究。1997年，哈尔滨工业大学的田联房博士在国内首次将二次调节系统用于扭矩伺服加载技术中，并建立了二次调节加载试验台。同时，还进行了转速控制和转矩控制以及它们之间解耦技术方面的研究，并将模糊控制和神经网络控制引入二次调节系统中，形成了神经模糊PID控制方案。国内贵阳航空液压件厂引进了德国力士乐公司的二次调节液压元件制造技术。北京理工大学液压实验室引进安装了德国力士乐公司生产的二次调节扭矩加载实验台。通过对引进的二次调节技术和设备的消化和吸收，取得了一些阶段性成果。2003年，哈尔滨工业大学电液伺服仿真及试验系统研究所研制的“特种车辆轮桥加载试验台”，应用德国Rexroth的二次元件，采用计算机控制技术，能够实现转速、转矩及恒功率控制，系统技术含量高，可满足车辆不同路况的模拟加载要求，是国内首例应用二次调节技术的成型产品。1.2 车辆轮桥加载系统概述车辆在行驶过程中，随着路面、载荷、车速等因素的变化，轮桥扭矩与转速也是变化的。因此，试验加载系统应具备扭矩、转速可变化的条件，且其扭矩、转速的变化应是可单独调节的。根据加载功率流的循环情况，车辆轮桥试验加载系统主要分为开放式和封闭式两大类。1.2.1 开放式加载系统开放式加载系统原理如图1-1所示。驱动单元由电动机(或内燃机、液压马达等)、调速器及附属装置组成，它负责向系统提供动力(功率)，驱动转速的调节由电机调速来实现；试验单元主要由被测装置、变速器、转矩转速测量装置以及其它一些测量装置组成；负载模拟单元主要由测功机(或液压加载器、磁粉制动器等)及附属装置组成，加载转矩由测功机(或液压加载器、磁粉制动器)调定。图1-1 开放式加载系统原理示意图Fig.1-1 Principle diagram of open type loading system开放式加载系统的工作原理及工作过程比较简单，整套设备的技术含量低，制造成本相对较低，但它的致命弱点是需要大功率动力，能量无法回收利用，效率低，因此其试验成本相对于后面所述的封闭式加载系统来说较高。1.2.2 封闭式加载系统封闭式加载系统又分为电力封闭式、机械封闭式和液压封闭式几种。1）电力封闭式加载系统这种加载系统的原理如图1-2所示,。驱动单元由交流（或直流）电动机、调速器及附属装置组成，驱动转速的调节由电机调速来实现；试验单元与开放式相同；负载模拟单元由交流（或直流）发电机及附属装置组成，负载转矩由发电机形成。负载发电机产生的电能通过电网加以回收并反馈给驱动电机，形成封闭的功率流，从而降低试验能耗，系统效率高。但由于功率回收技术是一项专业性非常强的技术，整套装置的成本非常高，又由于回收过程的回收效率的影响以及其驱动仍然需要较大的动力，所以很难达到比较理想的状况。另外，在系统动载变化较大时，可能对电网造成较大的冲击。图1-2 电力封闭式加载系统原理示意图Fig.1-2 Principle diagram of closed type electric loading system2）机械封闭式加载系统 这种加载系统的原理如图1-3所示。它将原来单纯由电机提供功率（转矩、转速），分解为由两套装置分别向系统提供转矩和转速，由转速提供装置(电动机)向系统提供所需要的转速，同时由转矩施加装置（液压加载器）向系统提供试验所需要的转矩。在这个过程中，转矩被封闭在一个由两个变速传动装置、两个转矩转速测量装置、一个转矩施加装置、被试件和陪试件所组成的封闭机械系统中，它不再对转速提供装置(电动机)产生影响，电动机所提供的动力，仅仅是用来平衡系统运动过程中产生的机械损耗，从而降低了电动机的功率消耗。这种加载系统的转速通过电机调速进行调节，转矩通过调节液压加载器油源系统溢流阀的开启压力来设定，不易实现自动控制。因此，这种加载系统不适用于动态模拟加载试验。图1-3 机械封闭式加载系统原理示意图Fig.1-3 Principle diagram of closed type mechanical loading system3）液压封闭式加载系统 这种加载系统的原理如图1-4所示。驱动单元由油源、液压马达及相关液压元件组成，它负责向系统提供动力(功率)，通过对液压马达流量和斜盘摆角的调节，来满足对不同驱动转速的要求；试验单元与前述系统相同；负载模拟单元由液压泵及相关液压元件等组成，通过控制液压泵的斜盘摆角，可模拟各种工况下的负载转矩。负载模拟单元产生的液压能通过液压网络加以回收，并直接反馈给驱动单元，形成封闭的功率流，从而降低试验能耗，系统效率高。系统加载过程中所形成的动载影响，基本被限制在液压系统内部，对电网的冲击很小。图1-4 液压封闭式加载系统原理示意图Fig.1-4 Principle diagram of closed type hydraulic loading system如果将图1-4中的液压马达和液压泵换成二次元件，就构成了二次调节加载系统。由于二次调节加载系统可充分利用计算机控制的优越性，使加载参数（转矩和转速）的调节非常灵活方便，所以系统的静、动态性能好，可对各种复杂工况进行模拟。因此，将这种二次调节式加载系统用于车辆轮桥模拟加载试验，是十分理想的。1.3 二次调节加载系统原理与特点1.3.1 原理二次调节加载系统原理如图1-5所示。可逆式泵/马达元件9（或15）与电液伺服阀8（或17）、变量液压缸7（或16）、位移传感器6（或18）等组合在一起，统称为二次元件。电动机1、恒压变量泵2、蓄能器3、安全阀4及相应的管路等元件构成恒压网络，为整个加载系统提供稳定的恒压动力源。元件9和15以压力耦联方式并联于恒压网络上，两元件机械端口之间通过转速转矩传感器10、13以及加载对象12刚性地连接在一起。元件9为马达工况，为加载系统提供所需的驱动转速，它同电液伺服阀8、变量液压缸7、位移传感器6、转速传感器10和控制器11构成转速控制系统。元件15为泵工况，实现对加载对象12的加载，它同电液伺服阀17、变量液压缸16、位移传感器18、转矩传感器13和控制器14构成转矩控制系统。1电动机 2恒压变量泵 3蓄能器 4安全阀 5油箱 6,18位移传感器7,16变量液压缸 8,17电液伺服阀 9,15可逆式泵/马达元件 10转速传感器 11,14控制器 12加载对象 13转矩传感器图1-5 二次调节加载系统原理Fig.1-5 Principle diagram of loading system with secondary regulation在该加载系统中，转速控制系统和转矩控制系统为典型的电液伺服系统，二者相互独立，可分别进行调节，以满足加载系统对转速和转矩的不同要求。系统工作时，由控制器11和14分别向电液伺服阀8和17发出电信号，通过阀控缸机构（前置级排量控制）改变元件9和15的斜盘摆角，从而使其排量发生变化，以适应外负载转速和转矩的变化。另外，当系统进行工作时，元件9（马达）由恒压网络获取液压能，并将其转换成机械能来驱动加载对象12和元件15（泵），实现加载，元件15（泵）将机械能转换成液压能后又直接回馈给恒压网络，重新用来驱动元件9（马达），在元件9（马达）和元件15（泵）之间形成闭式循环。这样，恒压油源所提供的液压能只是用来补偿系统的容积损失和机械损失，而驱动元件9（马达）所需的大部分能量都来自元件15（泵）。此外，在该加载系统中，没有节流元件，因而避免了节流损失。由此可见，该加载系统在工作中不仅减少系统发热，而且还可以达到节能目的。1.3.2 特点同传统的加载系统相比，二次调节加载系统有如下一些特点：1） 多个二次元件可联合工作于一个恒压网络上，每一二次元件可单独进行调节，且既能工作于泵工况，又能工作于马达工况，因此可方便地实现驱动和加载功能的互换。2） 通过对二次元件斜盘摆角的自动调节，可灵活方便地实现转角、转速、转矩和功率的计算机数字控制，系统静动态性能好。3） 可实现能量回收、储存和重新利用，系统效率高。4） 功率密度大、重量轻、安装空间和设置功率较小。5） 系统开环速度刚度近似为零，转速控制系统易受负载干扰的影响。低速稳定性较差，使运行最低转速和控制精度受到一定限制。2 总体的结构设计2.1 试验台各部分组成及其功用轮桥加载试验台如图2-1所示，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。恒压油源主要由两台Rexroth的A4VSO180DP型轴向柱塞式恒压变量泵和一台双联叶片式定量泵组成，柱塞泵为系统提供恒定的高压油源，叶片泵为二次元件及主泵提供背压，并通过给系统补充冷油的方式来实现系统的冷却。当然，油源部分还包括高低压溢流阀、卸荷阀、蓄能器、油液过滤器及风冷却器等。模拟加载系统实现对试验对象车辆轮桥的驱动和加载的模拟，它包括驱动单元、二次输出加载单元、左右轮边加载单元。驱动单元主要由两个Rexroth公司的A4VSO250型轴向柱塞元件串联而成的双联二次元件、两个弹性联轴器、转矩转速传感器和四档驱动变速器组成，该单元用来模拟车辆发动机驱动。二次输出加载单元主要由双联二次元件、两个弹性联轴器、转矩转速传感器和三档二次输出变速器组成，该单元用来模拟车辆传动桥二次输出端的负载。左、右轮边加载单元完全相同，主要由单个二次元件、两个弹性联轴器、转矩转速传感器和三档轮边变速器组成，该单元用来模拟车辆轮边（或一次输出端）的负载。控制系统由PC计算机、工业控制计算机、数据采集卡、数字显示仪和用来控制油源启停及变速器档位切换的PLC控制器等组成，该部分主要完成整个系统的连续量和开关量的控制、数据采集、系统状态监测、系统状态超限保护等。机械支架和试验平台提供加载试验对象轮桥、变速器、驱动及加载二次元件的支撑和连接。其中模拟加载系统为整个试验台的核心部分，也是本课题的研究对象。2.2 模拟加载系统原理 图2-2为轮桥模拟加载系统的原理图。由图可见，四套二次元件的液压端口共同并联于恒压网络上，机械端口通过各转速转矩传感器、弹性联轴器、变速器、加载对象轮桥等连接在一起。二次元件1工作于马达工况，用来模拟车辆发动机驱动轴动力，它同转速传感器、控制器1等构成驱动转速控制系统；二次元件2、3、4工作于泵工况，分别用来对车辆传动桥二次输出端、左右轮边进行加载，为转矩控制方式，它们同各相应的转矩传感器、控制器2、3、4。1-PC机(上位机) 2-工控机（下位机） 3-采集卡4-弹性联轴器（8个） 5-转矩转速传感器（4个） 6-齿轮联轴器（4个）图2-1 轮桥加载试验台组成Fig.2-1 Constitution of loading test rig of wheels and transmission bridges分别构成二次输出、左右轮边加载转矩控制系统。在各转速控制系统和转矩控制系统中，都包含有内环和外环两种控制回路，由对应于各二次元件的电液伺服阀、变量液压缸、位移传感器LVDT构成前置级排量控制回路（内环），再加上相应的二次元件、转速感器或转矩传感器，就构成了转速控制回路或转矩控制回路（外环）。图2-2 模拟加载系统原理图Fig.2-2 Principle diagram of simulation loading system当系统进行工作时，二次元件1（马达）由恒压网络获取液压能，并将其转换成机械能来驱动加载对象轮桥和二次元件2、3、4（泵），实现模拟加载。同时，二次元件2、3、4（泵）将机械能转换成液压能后又直接回馈给恒压网络，重新用来驱动二次元件1（马达），在二次元件1（马达）和二次元件2、3、4（泵）之间，功率流形成闭式循环。这样，恒压油源所提供的液压能只是用来补偿系统的容积损失和机械损失，而驱动二次元件1（马达）所需的大部分能量都来自二次元件2、3、4（泵）。因此，该加载系统实现了能量回收与利用，系统效率高。由于四套二次调节系统同样设置有转速传感器和转矩传感器，可以任意将其调整为转速控制状态（作为驱动单元）和转矩控制状态（作为加载单元），因此可以按被试件的要求，设置其中一套二次调节系统作为驱动单元，另外1套、2套或3套作为加载单元，构成轴、轴或轴复合加载系统。3 驱动变速箱的设计3.1 传动方案的确定二次调节实验台是一个大型的试验装置，这样大功率，高负载的大型实验台，由双联二次元件、驱动变速器、传动桥、二次输出变速器、左右轮加载单元、控制系统、液压机械支架、试验台组成。驱动变速器和二次输出变速器是这个实验平台最核心的部分。而国内的大部分都达不到使用得标准，只能购买进口产品。本设计的驱动变速箱如图3-1，其中轴、轴为具有可滑移齿轮的特殊轴，输入功率为254.92 kW，输入轴转速为，总效率为84%，二次元件中液压马达的排量为250r/l。图3-1 驱动变速箱传动系统图Fig. 3-1 driven transmissions drivetrain system如何分配各级传动比，是传动装置设计中又一个重要问题。传动比分配的合理，可以见效传动装置的外廓尺寸和重量，达到结构紧凑，降低成本的目的，还可以得到较好的润滑条件。分配传动比如下： （最大传动比） （最小传动比） 3.2 最大转矩的计算二次元件的输出转距 （3-1）式中 二次元件中液压马达的压力差，MPa;二次元件中液压马达的排量，r/ml;二次元件的效率，%。由式（3-1）得， = =1058.92 N.m二次元件的输出功率 （3-2）式中 二次元件中液压马达的输出转速，r/min;二次元件中液压马达的压力差，MPa;二次元件中液压马达的排量，r/ml;二次元件的效率，%。由式（3-2）得，=254.92kW轴 (3-3) kW (3-4)轴 (3-5) kW (3-6) (3-7)由轴公式，同理得轴 232.73kW， 638.89r/min， 3478.80N.m轴 223.49kW， 399.31r/min，5345.04N.m轴 214.62kW， 255.97r/min，8007.27N.m其中 联轴器效率，取0.99。 轴承效率，取0.99。齿面摩擦损耗效率，取0.97。3.3 齿轮的设计3.3.1 选择齿轮材料小齿轮选用45号钢，调质处理，；大齿轮选用45号钢 ，正火处理，；按国家标准，分度圆上的压力角；对于正常齿，齿顶高系数，顶隙系数。3.3.2 确定齿轮传动精度等级按下式估取圆周速度： (3-8) m/s同理，可得其它齿轮的圆周速度： m/s； m/s； m/s； m/s。各轴齿轮精度均为第公差组，轴齿轮精度等级为5，轴齿轮精度等级为6，轴、轴齿轮精度等级为7，轴齿轮精度等级为8。 1）计算许用应力 (3-9)N (3-10)N主动轮和从动轮齿面硬度为230HBS和170HBS，并查参考资料得， =570Mpa, =520Mpa,查参考资料得， =1.0， =1.1, =1.0, =1.0, =1.0, =0.92, =1.0。= (3-11)= (3-12)=2）按齿面接触疲劳强度确定中心距小齿轮转距 (3-13)初取，取，查参考资料得，,。确定中心距 (3-14)=262.21mm取a=265mm估计模数m= a=265=mm,取m=5mm。各轮齿数 (3-15) (3-16)取实际传动比 (3-17)传动比误差 （3-18）许用。分度圆直径 (3-19)mm (3-20)mm验算圆周速度 (3-21)选择5级精度的齿轮合适。3）验算齿面接触疲劳强度因液压马达驱动，有轻微冲击，查参考资料得，由于速度v=21.06m/s,5级精度齿轮 ，查参考资料得，轴上轴承不对称分布，且，查参考资料得，齿宽b=mm。取b=92mm, 。查参考资料得载荷系数 （3-22） =1.144计算端面和纵向重合度 （3-23）由和，查参考资料得，取u=2。 （3-24）=469.52MPa 安全。4）验算齿根弯曲疲劳强度根据材料热处理，查参考资料得，查参考资料得，则计算出许用应力 （3-25） （3-26）由参考资料得，验算弯曲疲劳强度 （3-27）=93.14MPa （3-28）=82.62MPa安全。5）齿轮主要参数和几何尺寸分度圆直径mmmm齿顶圆直径 (3-29)mm (3-30)mm齿根圆直径 (3-31)mm (3-32)mm中心距 (3-33)mm齿宽mm, +510mm, 取mm同理得当轴轴间传动比 =1.6时，齿轮主要参数和几何尺寸mmmmmmmmmmmmmmmm, mm, mm。当轴2和轴3间的传动比=1.8，齿轮主要参数和几何尺寸mmmmmmmmmmmmmmmm, mm, mm当轴3和轴4间的传动比=1.6，齿轮主要参数和几何尺寸mmmmmmmmmmmmmmmm, mm, mm。当轴4和轴5间传动比=1.56，齿轮主要参数和几何尺寸mmmmmmmmmmmmmmmm当轴4和轴5间传动比=1.3，齿轮主要参数和几何尺寸mmmmmmmmmmmmmmmm, mm, mm。3.4 轴的设计3.4.1 轴的设计1）作用在齿轮上的圆周力、径向力、和轴向力的大小如下：当传动比时圆周力： (3-34)N径向力： (3-35) N轴向力： (3-36) N由4-14-3的计算公式得当传动比10223.26N, 3720.96N, 0N2) 确定轴的最小直径选取轴的材料为45号钢，调质处理，按公式初估轴的最小直径，查表取A=110，可得：=A (3-37)=110=52.66mm 3) 联轴器的选择联轴器的转矩计算： (3-38)=1676614.6 N.mm式中 根据工作情况选取；根据工作要求选用GB501485的HL型弹性柱销联轴器，型号为HL5，许用转矩。轴联轴器的孔径mm，因此取轴段1的直径mm。联轴器的轮毂总宽度mm（Y型孔轴），与轴配合的毂孔长度mm。4) 轴的结构设计按轴向定位要求确定各轴段直径和长度：轴段1的长度应比联轴器配合段毂孔长度（L=112mm）略短mm，取mm。轴段2的直径mm；根据轴承端面结构轴承端盖厚12mm，经计算此轴段2处选用毡圈油封作为密封装置。初步确定轴段2的长度。轴段3该段安装滚动轴承。考虑轴承承受径向力，选择深沟球轴承。取轴段直径mm，选用GB/T276-1994深沟球轴承60000型02系列6215型两个，尺寸：=；在轴承左边安装一个弹性挡圈，尺寸为mm；为拆装方便轴段3长度mm。 轴段4 为了轴承的轴向定位，轴段4右端制出定位轴肩，取轴肩高度h=5mm（h0.07d3），所以轴段4的直径mm，考虑到箱体的铸造误差，滚动轴承应距箱体内壁有一段距离s,现取s=8mm。此轴安装了滑移齿轮，为了使滑移齿轮有一定的空间滑动，轴段长度应取mm。 轴段5 该段安装滚动轴承，直径mm，长度取mm。5) 轴上零件的周向定位联轴器与轴的轴向定位采用GB109679型的A型普遍平键定位，按d=55mm,平键截面尺寸为：，L=96mm,联轴器与轴的配合为H7/t6；轴上滑移齿轮采用矩形花键进行周向定位，尺寸为：。6）确定轴上圆角和倒角尺寸各轴肩圆角半径取4,轴端倒角取245。3.4.2 轴的设计1）同理，由轴的设计中的计算公式4-14-3可得当传动比，时, N； N， N； N, N, N。当传动比，时, N； N， N；N； N，N。2) 确定轴的最小直径选取轴的材料为45号钢，调质处理，按公式初估轴的最小直径，查表取A=110，可得：=A (3-39)=110=65.46 mm 3) 轴的结构设计按轴向定位要求确定各轴段直径和长度：轴段1 此轴轴端用挡圈定位，按轴段1的直径 mm，取轴用弹性挡圈直径 mm。轴段1安装了两个GB/T276-1994的6222型深沟球轴承，尺寸为；轴承端盖厚14.4mm；轴段1长度mm。轴段2 轴段1右端制出定位轴肩，取轴肩高度h=7.5mm（h0.07d1），所以轴段2的直径mm；取齿轮距箱体内壁的距离,考虑到箱体的铸造误差，滚动轴承应距箱体内壁有一段距离s,现取s=8mm。轴段2上安装了三个齿轮为了固定齿轮位置，加四个轴用弹性挡圈，挡圈直径mm，估算 mm。轴段3 该段安装滚动轴承，直径 mm，长度取mm。4) 轴上零件的周向定位齿轮与轴的周向定位采用A型平键联接，轴段直径mm，选用键的尺寸为：。5）确定轴上圆角和倒角尺寸各轴肩圆角半径取4,轴端倒角取245。3.4.3 轴的设计1）同理，由轴的设计中可得N； N；N； N； N；N。2) 确定轴的最小直径选取轴的材料为45号钢，调质处理，按公式初估轴的最小直径，查表取A=110，可得：=A (3-40)=110=78.56 mm 3) 轴的结构设计按轴向定位要求确定各轴段直径和长度：轴段1 此轴轴端用挡圈定位，按轴段1的直径mm，取轴用弹性挡圈直径mm。轴段1安装了两个GB/T276-1994的6322型深沟球轴承，尺寸为：；轴承端盖厚24mm；轴段1长度mm。轴段2 轴段1右端制出定位轴肩，取轴肩高度h=5mm（h0.07d1），所以轴段2直径mm；，考虑到箱体的铸造误差，滚动轴承应距箱体内壁有一段距离s,现取s=8mm。轴段2上安装了两个齿轮，为了固定齿轮位置，加两个轴用弹性挡圈，挡圈直径mm，估算mm。轴段3 该段安装滚动轴承，直径mm，长度取mm。4) 轴上零件的周向定位齿轮与轴的周向定位采用A型平键联接，轴段直径mm，选用两个键，键的尺寸为：。5）确定轴上圆角和倒角尺寸各轴肩圆角半径取4,轴端倒角取245。3.4.4 轴的设计1）同理，由轴的设计中的计算公式4-14-3可得当传动比，时, N； N， N； N, N, N。当传动比，时N； N， N； N； N， N；2) 确定轴的最小直径选取轴的材料为45号钢，调质处理，按公式初估轴的最小直径，查表取A=110，可得：=A (3-41)=110=90.65 mm 3) 轴的结构设计按轴向定位要求确定各轴段直径和长度：轴段1 此轴轴端用挡圈定位，按轴段1的直径mm，取轴用弹性挡圈直径mm。轴段1安装了两个GB/T276-1994的6232型深沟球轴承，尺寸为；轴承端盖厚24mm；轴段1长度mm。轴段2 轴段1右端制出定位轴肩，取轴肩高度h=12.5mm（h0.07d1），所以轴段2直径mm；取齿轮距箱体内壁的距离mm，考虑到箱体的铸造误差，滚动轴承应距箱体内壁有一段距离s,现取s=8mm。轴段2上安装了一个固定齿轮和两个滑移齿轮，为固定好不动的齿轮，在齿轮右边加一个轴用弹性挡圈, 挡圈直径mm，估算mm。轴段3 该段安装滚动轴承，直径mm，长度取mm。4) 轴上零件的周向定位定齿轮与轴的周向定位采用A型平键联接，轴段直径mm，选用键的尺寸为：，滑移齿轮与轴的联接采用花键，尺寸为：。5）确定轴上圆角和倒角尺寸各轴肩圆角半径取4,轴端倒角取245。3.4.5 轴的设计1）同理，由轴的设计中可得当传动比时, N, N，N；当传动比时, N, N, N。2）确定轴的最小直径选取轴的材料为45号钢，调质处理，按公式初估轴的最小直径，查表取A=110，可得：=A (3-42)=110=103.73 mm 3) 联轴器的选择联轴器的转矩计算： (3-43)=12800000N.mm式中 根据工作情况选取；根据工作要求选用GB/T50151985的ZL型弹性柱销联轴器，型号为ZL8，许用转矩。轴联轴器的孔径mm，因此取轴段1的直径mm。联轴器的轮毂总宽度mm（Y型孔轴），与轴配合的毂孔长度mm。4) 轴的结构设计按轴向定位要求确定各轴段直径和长度：轴段1的长度应比联轴器配合段毂孔长度（L=212mm）略短23mm，取mm。轴段2的直径mm；根据轴承端面结构轴承端盖厚24mm，经计算此轴段2处圆周速度v=1.47m/s0.07d3），所以轴段4的直径mm，考虑到箱体的铸造误差滚动轴承应距箱体内壁有一段距离s,现取s=8mm。此轴安装了滑移齿轮，为了使滑移齿轮有一定的空间滑动，轴段长度应取mm。轴段5 该段安装滚动轴承，直径mm，长度取mm。5) 轴上零件的周向定位联轴器与轴的轴向定位采用GB109679型的A型普遍平键定位，按d=100mm平键截面尺寸：，L=190mm,联轴器与轴的配合为H7/t6；齿轮与轴的周向定位采用矩形花键联接，轴段直径mm，选用键的尺寸为：6）确定轴上圆角和倒角尺寸各轴肩圆角半径取4,轴端倒角取245。 4 零件的强度校核4.1 轴的强度校核4.1.1 轴的校核1） 当传动比时XOY面（垂直面）的支反力 （4-1）N （4-2）NXOZ面（水平面）的支反力 （4-3）N （4-4）NXOY面上的弯矩 （4-5）N.mm （4-6）N.mmXOZ面上的弯矩 (4-7)N.mm (4-8)N.mm合成弯矩 (4-9)N.mm (4-10)N.mm取危险截面按当量弯矩验算直径，危险截面齿轮左端。验算直径 (4-11)mm 合格。2）当传动比时XOY面（垂直面）的支反力 (4-12)N (4-13)NXOZ面（水平面）的支反力 (4-14)N (4-15)NXOY面上的弯矩 (4-16)N.mm (4-17)N.mm XOZ面上的弯矩 (4-18)N.mm (4-19)N.mm合成弯矩 (4-20)N.mm (4-21)N.mm取危险截面按当量弯矩验算直径，危险截面齿轮左端。验算直径 (4-22)合格。4.1.2 轴的校核同理由轴的校核公式4-14-22得，1）当传动比，时XOY面（垂直面）的支反力NNXOZ面（水平面）的支反力NNXOY面上的弯矩 N.mmN.mmN.mmN.mmXOZ面上的弯矩 N.mmN.mmN.mmN.mm合成弯矩 N.mmN.mmN.mmN.mm取危险截面按当量弯矩验算直径，危险截面齿轮2左端。验算直径 合格。2）当传动比，时XOY面（垂直面）的支反力NNXOZ面（水平面）的支反力 NNXOY面上的弯矩N.mmN.mmN.mmN.mmXOZ面上的弯矩N.mmN.mmN.mmN.mm合成弯矩N.mmN.mmN.mmN.mm取危险截面按当量弯矩验算直径，危险截面齿轮1右端。验算直径 合格。4.1.3 轴的校核同理由轴的校核公式4-14-22得，当传动比，。XOY面（垂直面）的支反力NNXOZ面（水平面）的支反力NNXOY面上的弯矩 N.mmN.mmN.mmN.mmXOZ面上的弯矩N.mmN.mmN.mmN.mm合成弯矩 N.mmN.mmN.mmN.mm取危险截面按当量弯矩验算直径，危险截面齿轮2左端。验算直径 合格。4.1.4 轴的校核同理由轴的校核公式4-14-22得，1）当传动比，时XOY面（垂直面）的支反力NNXOZ面（水平面）的支反力NNXOY面上的弯矩 N.mmN.mmN.mmN.mmXOZ面上的弯矩 N.mmN.mmN.mmN.mm合成弯矩 N.mmN.mmN.mmN.mm取危险截面按当量弯矩验算直径，危险截面齿轮2左端。验算直径 合格。2）当传动比，时XOY面（垂直面）的支反力NNXOZ面（水平面）的支反力NNXOY面上的弯矩 N.mmN.mmN.mmN.mmXOZ面上的弯矩 N.mmN.mmN.mmN.mm合成弯矩 N.mmN.mmN.mmN.mm取危险截面按当量弯矩验算直径，危险截面齿轮1右端。验算直径 合格。4.1.5 轴的校核同理由轴的校核公式4-14-22得，1）当传动比时XOY面（垂直面）的支反力NNXOZ面（水平面）的支反力NNXOY面上的弯矩 N.mmN.mmXOZ面上的弯矩 N.mmN.mm合成弯矩 N.mmN.mm取危险截面按当量弯矩验算直径，危险截面齿轮左端。验算直径 合格。2）当传动比时XOY面（垂直面）的支反力NNXOZ面（水平面）的支反力NNXOY面上的弯矩 N.mmN.mmXOZ面上的弯矩 N.mmN.mm合成弯矩 N.mmN.mm取危险截面按当量弯矩验算直径，危险截面齿轮右端。验算直径 合格。4.2 轴承的校核轴 NNNN (4-23)N (4-24)N计算当量动载荷 (4-25)式中 冲击载荷系数，取1.2；R轴承所承受的径向载荷，N。N计算轴承寿命 (4-26)式中基本额定寿命， h 温度系数，取1.0， 轴承基本动载荷，N 轴承当量动载荷，N 寿命指数，球轴承取3。轴选用GB/T276-1994 60000型6215型深沟球轴承两个，尺寸为：=满足要求。由轴校核公式，同理得轴轴承寿命轴选用GB/T276-1994 60000型6318型深沟球轴承两个，尺寸，满足要求。轴轴承寿命轴选用GB/T276-1994 60000型6322型深沟球轴承两个，尺寸，满足要求。轴轴承寿命轴选用GB/T276-1994 60000型6230型深沟球轴承两个，尺寸，满足要求。轴轴承寿命轴选用GB/T276-1994 60000型6224型深沟球轴承两个，尺寸，满足要求。4.3 键的校核4.3.1 平键的校核轴轴段1与联轴器相连，采用A型普遍平键定位，按d=55mm平键截面尺寸为：。平键按下面公式进行校核 （4-27）式中 挤压应力，MPa; 转距，N.mm; 轴径，mm; 键高度，mm;键工作长度，mm;许用挤压应力，MPa。=95.26MPa =100Mpa所以平键的强度满足要求。同理轴轴段2采用三个A型普遍平键联接，平键尺寸为：许用应力。平键强度满足要求。轴轴段2采用两个A型普遍平键联接，平键尺寸为：许用应力。平键强度满足要求。轴轴段2采用一个A型普遍平键联接，平键尺寸为：许用应力。平键强度满足要求。轴的轴段1与联轴器相连，采用两个A型普遍平键定位，平键尺许用应力。平键强度满足要求。轴段4上采用四个A型普遍平键定位，成对使用，平键尺寸为：许用应力。平键强度满足要求。4.3.2 花键的校核轴轴段4有滑移齿轮，采用矩形花键联接，尺寸为：花键按下面公式进行校核 （4-28）式中 挤压应力，MPa; 转距，N.mm;载荷分布不均匀系数，取=0.8；花键的键数，取=6；花键齿工作高度，为倒角尺寸，mm;花键齿的工作长度，mm;花键平均直径，mm;许用挤压应力，MPa。=3.44Mpa=100Mpa所以花键强度满足要求。同理，轴轴段2有滑移齿轮，采用矩形花键联接，尺寸为：许用应力，花键强度满足要求。5 结论本研究课题所依据的特种车辆轮桥加载试验台，是利用二次调节技术研制而成的高动态旋转试件模拟加载试验设备，该模拟加载系统具有良好的转速、转矩调节功能，系统效率高，工作性能稳定，控制精度高，静动态性能好，能满足特种车辆轮桥的模拟加载要求。本文特别针对模拟加载试验台的变速装置进行了分析和设计，使变速装置的结构更加紧密，体积更小，效率和调速范围更广，进一步提高了系统的效率和稳定性，可进行多种模拟加载试验。本文还存在不足之处，系统存在的柔性问题、系统参数时变性问题、耦合干扰问题、管路动态问题、系统鲁棒性问题，由于本人掌握知识有限，这里不作考虑，如果要做深一步研究，还应针对模拟加载系统的各种特性以及PID控制、模糊控制、动态鲁棒补偿控制和解耦控制等进行了大量的仿真和试验研究。致谢经过三个多月的辛苦努力，我的毕业设计终于完成了。这里不仅有我个人的努力，还有来自我的老师和同学们无私的帮助，如果没有老师的教育指导监督，以及在设计中同学们的无私帮助，我可能很难将毕业设计圆满完成。在这里首先要感谢我的导师王慧教授，他平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从总体思路的确定到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是王慧老师仍然细心地纠正图纸中和论文中的错误。除了敬佩王慧老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。 其次要感谢和我一起作毕业设计的潘宇鹏和刘波同学，他们在我设计的过程中给予我很多帮助，才使我克服了许多困难，完成此次毕业设计。如果没有他们的努力帮助，此次设计的完成将变得非常困难。然后还要感谢大学四年来所有的老师，感谢李晓豁老师，感谢王春华老师，为我打下机械专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。最后感谢辽宁工程技术大学四年来对我的大力栽培。参考文献1 田联房. 次级调节扭矩伺服系统加载技术及其控制方法的研究. 哈尔滨工业大学博士学位论文. 1997: 162 陆贵友, 张慧娟. 电加载机械传动实验台的设计. 吉林工业大学自然科学学报. 1999, (3): 1001023 姜继海. 二次调节静液传动系统及其控制技术的研究. 哈尔滨工业大学博士学位论文.1998: 254 蒋小夏，刘庆和. 二次调节系统的模型简化和位置控制. 机床与液压. 1994, (6): 3543565 金力民，路甬祥，吴根茂. 采用非线性补偿算法克服二次调节系统的低速滞环. 液压与气动.1991, (3): 686 阎雨良, 陈良华, 陈宗, 汪崇松. 恒压网络上马达调速特性实验研究J. 液压与气动. 1990, (3): 26287 范基, 王志兰. 次级调节的节能液压系统研制J. 液压与气动. 1991, (2): 16178 姜继海, 王德海, 刘庆和. 二次转速调节静态神经网络非线控制策略研究. 机床与液压. 1997, (3): 21229 姜继海, 韩永刚, 王德海, 刘庆和. 二次调节静压驱动系统的智能PID控制. 哈尔滨工业大学学报. 1998, (1): 454810 廖军. 汽车变速器系统综合试验台的分析研究. 广西机械. 2000, (4): 313311 陶维青, 苏建徽, 胡子卿, 钟金宏. 微机控制电封闭汽车变速箱试验台. 制造业自动化. 2000, 22(3): 434612 欧家福. 液压加载式驱动桥封闭试验台的设计. 汽车研究与开发. 1999, (2): 303213 田联房，毛宗源，刘庆和，李尚义. 次级调节扭矩伺服加载系统. 机床与液压. 1999, (2): 575914 Wang Hui, Li Hongren, Wei Liang, Mou Yuan. Coupling Influence and Decoupling of the Load Simulation Test Equipment for the Drive Axle of Heavy Vehicle. JHPS. Fluid Power Transmission and Control,2007,89384215 Fuzzy Control of Vehicles Wheels Simulation Loading System Based on Secondary Reulation. JHPS. Fluid Power Transmission and Control, 2007, 84384616 W. Backe, Ch. Koegl. Secondary Controlled Motors in Speed and Torque control. The Second International Symposium on Fluid Power, JHPS, Tokyo, September 1993: 241248附录A 译文液压系统设计液压技术被引入工业领域已经有一百多年的历史了，随着工业的迅猛发展，液压技术更日新月异。伴随着数学、控制理论、计算机、电子器件和液压流体学的发展，出现了液压伺服系统，并作为一门应用科学已经发展成熟，形成自己的体系和一套行之有效的分析和设计方法。好了，不多说了，现在我和大家来说说液压系统设计的方法和注意问题。举个液压系统在机床运用的例子来和大家聊，并欢迎大家提出意见。1 设计机床液压传动系统的依据1. 机床的总体布局和工艺要求，包括采用液压传动所完成的机床运动种类、机械设计时提出可能用的液压执行元件的种类和型号、执行元件的位置及其空间的尺寸范围、要求的自动化程度等。2. 机床的工作循环、执行机构的运动方式（移动、转动或摆动），以及完成的工作范围。3. 液压执行元件的运动速度、调速范围、工作行程、载荷性质和变化范围。4. 机床各部件的动作顺序和互锁要求，以及各部件的工作环境与占地面积等。5. 液压系统的工作性能，如工作平稳性、可靠性、换向精度、停留时间和冲出量等方面的要求。6. 其它要求，如污染、腐蚀性、易燃性以及液压装置的质量、外形尺寸和经济性等。2 设计液压传动系统的步骤1. 明确对液压传动系统的工作要求，是设计液压传动系统的依据，由使用部门以技术任务书的形式提出。2. 拟定液压传动系统图。(1) 根据工作部件的运动形式，合理地选择液压执行元件；(2) 根据工作部件的性能要求和动作顺序，列出可能实现的各种基本回路。此时应注意选择合适的调速方案、速度换接方案，确定安全措施和卸荷措施，保证自动工作循环的完成和顺序动作和可靠。液压传动方案拟定后，应按国家标准规定的图形符号绘制正式原理图。图中应标注出各液压元件的型号规格，还应有执行元件的动作循环图和电气元件的动作循环表。3. 计算液压系统的主要参数和选择液压元件。(1) 计算液压缸的主要参数；(2) 计算液压缸所需的流量并选用液压泵；(3) 选用油管；(4) 选取元件规格；(5) 计算系统实际工作压力；(6) 计算功率，选用电动机；(7) 发热和油箱容积计算； 4. 进行必要的液压系统验算。5. 液压装置的结构设计。6. 绘制液压系统工作图，编制技术文件。3 设计液压传动系统时应注意问题1. 在组合基本回路时，要注意防止回路间相互干扰，保证正常的工作循环。2. 提高系统的工作效率，防止系统过热。例如功率小，可用节流调速系统；功率大，最好用容积调速系统；经常停车制动，应使泵能够及时地卸荷；在每一工作循环中耗油率差别很大的系统，应考虑用蓄能器或压力补偿变量泵等效率高的回路。3. 防止液压冲击，对于高压大流量的系统，应考虑用液压换向阀代替电磁换向阀，减慢换向速度；采用蓄能器或增设缓冲回路，消除液压冲击。4. 系统在满足工作循环和生产率的前提下，应力求简单，系统越复杂，产生故障的机会就越多。系统要安全可靠，对于做垂直运动提升重物的执行元件应设有平衡回路；对有严格顺序动作要求的执行元件应采用行程控制的顺序动作回路。此外，还应具有互锁装置和一些安全措施。5. 尽量做到标准化、系列化设计，减少专用件设计。4 使用液压系统要注意的问题1. 使用者应明白液压系统的工作原理，熟悉各种操作和调整手柄的位置及旋向等。2. 开车前应检查系统上各调整手柄、手轮是否被无关人员动过，电气开关和行程开关的位置是否正常，主机上工具的安装是否正确和牢固等，再对导轨和活塞杆的外露部分进行擦拭，而后才可开车。3. 开车时，首先启动控制油路的液压泵，无专用的控制油路液压泵时，可直接启动主液压泵。4. 液压油要定期检查更换，对于新投入使用的液压设备，使用3 个月左右即应清洗油箱，更换新油。以后每隔半年至1 年进行清洗和换油一次。5. 工作中应随时注意油液，正常工作时，油箱中油液温度应不超过60。油温过高应设法冷却，并使用粘度较高的液压油。温度过低时，应进行预热，或在运转前进行间歇运转，使油温逐步升高后，再进入正式工作运转状态。6. 检查油面，保证系统有足够的油量。7. 有排气装置的系统应进行排气，无排气装置的系统应往复运转多次，使之自然排出气体。8. 油箱应加盖密封，油箱上面的通气孔处应设置空气过滤器，防止污物和水分的侵入。加油时应进行过滤，使油液清洁。9. 系统中应根据需要配置粗、精过滤器，对过滤器应经常地检查、清洗和更换。10. 对压力控制元件的调整，一般首先调整系统压力控制阀-溢流阀，从压力为零时开调，逐步提高压力，使之达到规定压力值；然后依次调整各回路的压力控制阀。主油路液压泵的安全溢流阀的调整压力一般要大于执行元件所需工作压力的10%25%。快速运动液压泵的压力阀，其调整压力一般大于所需压力10%20%。11. 流量控制阀要从小流量调到大流量，并且应逐步调整。同步运动执行元件的流量控制阀应同时调整，要保证运动的平稳性5 工作部件产生爬行的原因及排除方法1. 因为空气的压缩性较大，当含有气泡的液体到达高压区而受到剧烈压缩时，会使油液体积变小，使工作部件产生爬行。采取措施：在系统回路的高处部 位设置排气装置，将空气排除。2. 由于相对运动部件间的磨擦阻力太大或磨擦阻力变化，致使工作部件在运动时产生爬行。采取措施：对液压缸、活塞和活塞杆等零件的形位公差和表面粗糙度有一定的要求；并应保证液压系统和液压油的清洁，以免脏物夹入相对运动件的表面间，从而增大磨擦阻力。3. 运动件表面间润滑不良，形成干磨擦或半磨擦，也容易导致爬行。采取措施：经常检查有相对运动零件的表面间润滑情况，使其保持良好。4. 若液压缸的活塞和活塞杆的密封定心不良，也会出现爬行。采取措施：应卸除载荷，使液压缸单独动作，测定出磨擦阻力后，校正定心。5. 因液压缸泄漏严重，导致爬行。采取措施：减少泄漏损失，或加大液压泵容量。6. 在工作过程中由于负载变化，引起系统供油波动，导致工作部件爬行。采取措施：注意选用小流量下保持性能稳定的调速阀，并且在液压缸和调速阀间尽量不用软管联接，否则会因软管变形大，容易引起爬行现象。6 液压系统油温升高的原因、后果及解决措施液压系统在工作中有能量损失，包括压力损失、容积损失和机械损失三方面，这些损失转化为热能，使液压系统的油温升高。一般液压系统的油温应控制在（30-60）范围内，最高不超过（60-70）。油温升高会引起一系列不良后果： 1. 使油液粘度下降，泄漏增加，降低了容积效率，甚至影响工作机构的正常运动； 2. 使油液变质，产生氧化物杂质，堵塞液压元件中的小孔或缝隙，使之 不能正常工作；3. 引起热膨胀系数不同的相对运动零件之间的间隙变小，甚至卡死，无法运动；4. 引起机床或机械的热变形，破坏原有的精度。保证液压系统正常工作温度的措施：1. 当压力控制阀的调定值偏高时，应降低工作压力，以减少能量损耗；2. 由于液压泵及其连接处的泄漏造成容积损失而发热时，应紧固各连接处，加强密封；3. 当油箱容积小、散热条件差时，应适当加大油箱容积，必要时设置冷却器；4. 由于油液粘度太高，使内磨擦增大而发热时，应选用粘度低的液压油；5. 当油管过于细长并弯曲，使油液的沿程阻力损失增大、油温升高时，应加大管径，缩短管路，使油液通畅；6. 由于周围环境温度过高使油温升高时，要利用隔热材料和反射板等，使系统和外界隔绝；7. 高压油长时间不必要地从溢流阀回油箱，使油温升高时，应改进回路设计，采用变量泵或卸荷措施7 空气侵入到液压系统的不良后果及解决措施空气侵入到液压系统的不良后果主要有：1. 使油液具有一定的压缩性，致使系统产生噪声、振动和引起运动部件的爬行，破坏了工作的平稳性；2. 易使油液氧化变质，降低油液的使用寿命。解决措施：(1) 空气由油箱进入系统的机会较多，如油箱的油量不足；液压泵吸油管侵入油中太短；吸油管和回油管在油箱中距离太近或没有用隔板隔开；回油飞溅，搅成泡沫；液压泵吸入空气；回油管没有插入油箱，使回油冲出油面和箱壁，在油面上会产生大量气泡，使空气与油一起吸入系统。因此，油箱的油面要经常保持足够的高度；吸油管和回油管应保证在最低油面以下，两者要用隔板隔开；(2) 由于密封不严或管接头处和液压元件接合面处的螺钉拧得不紧，外界空气就会从这些地方侵入；系统中低于大气压部分，如液压泵的吸油腔、吸油管和压油管中油流速度较高（压力低）的局部区域；在系统停止工作，系统中回油腔的油液经回油管返回油箱时，也会形成局部真空的区域，在这些区域空气最容易侵入。因此，要尽量防止各处的压力低于大气压力；各个密封部件均应使用良好的密封装置，管接头和各接合面处的螺钉应拧紧；经常清洗液压泵吸油口处的过滤器，以防止吸油阻力增大而把溶解在油中的空气游离出来进入系统；(3) 对于主要的液压设备，液压缸上最好设有排气装置，以排除系统中的空气。8 系统中流量不足的原因及解决措施1. 由于液压泵流量不足，致使系统中流量不足时，应检查液压泵零件是否有损坏情况，及时地更换或修复损坏超差件；如果因泵内吸入空气影响了液压泵的流量，则要采取措施，防止空气吸入，变量泵由于变量机构工作不良影响泵的流量，应对变量机构拆卸、清洗或修理、更换；2. 压力分配阀工作不良引起流量不足时，应修理或更换；3. 因油液粘度不合适而影响流量时，要更换粘度适当的油液，并注意油温对粘度的影响； 4. 溢流阀工作不良影响流量时，应采取措施，使其工作正常；5. 由于液压缸、阀等元件泄漏严重，造成流量不足时，应针对不同情况采取相应的措施；6. 流量控制阀的调节机构工作不正常时，应根据零件损坏情况予以修复或更新、或拆开清洗，使调节机构动作灵活，工作正常。9 液压系统中噪声产生原因及解决措施1. 空气侵入液压系统是产生噪声的主要原因。因为液压系统侵入空气时，在低压区其体积较大，当流到高压区时受压缩，体积突然缩小，而当它流入低压区时，体积突然增大，这种气泡体积的突然改变，产生“爆炸”现象，因而产生噪声，此现象通常称为“空穴”。针对这个原因，常常在液压缸上设置排气装置，以便排气。另外在开车后，使执行件以快速全行程往复几次排气，也是常用的方法；2. 液压泵或液压马达质量不好，通常是液压传动中产生噪声的主要部分。液压泵的制造质量不好，精度不符合技术要求，压力与流量波动大，困油现象未能很好消除，密封不好，以及轴承质量差等都是造成噪声的主要原因。在使用中，由于液压泵零件磨损，间隙过大，流量不足，压力易波动，同样也会引起噪声。面对上述原因，一是选择质量好的液压泵或液压马达，二是加强维修和保养，例如若齿轮的齿形精度低，则应对研齿轮，满足接触面要求；若叶片泵有困油现象，则应修正配油盘的三角槽，消除困油；若液压泵轴向间隙过大而输油量不足，则应修理，使轴向间隙在允许范围内；若液压泵选用不对，则应更换；3. 溢流阀不稳定，如由于滑阀与阀孔配合不当或锥阀与阀座接触处被污物卡住、阻尼孔堵塞、弹簧歪斜或失效等使阀芯卡住或在阀孔内移动不灵，引起系统压力波动和噪声。对此，应注意清洗、疏通阴尼孔；对溢流阀进行检查，如发现有损坏，或因磨损超过规定，则应及时修理或更换；4. 换向阀调整不当，使换向阀阀芯移动太快，造成换向冲击，因而产生噪声与振动。在这种情况下，若换向阀是液压换向阀，则应调整控制油路中的节流元件，使换向平稳无冲击。在工作时，液压阀的阀芯支持在弹簧上，当其频率与液压泵输油率的脉动频率或与其它振源频率相近时，会引起振动，产生噪声。这时，通过改变管路系统的固有频率，变动控制阀的位置或适当地加蓄能器，则能防振降噪。5. 机械振动，如油管细长，弯头多而未加固定，在油流通过时，特别是当流速较高时，容易引起管子抖动；电动机和液压泵的旋转部分不平衡，或在安装时对中不好，或联轴节松动等，均能产生振动和噪声。对此应采取的措施有：较长油管应彼此分开，并与机床壁隔开，适当加设支承管夹；调整电动机和液压泵的安装精度；重新安装联轴节，保证同轴度小于0.1MM等。10 在液压系统中安装油管的注意事项：1. 吸油管不应漏气，各接头要紧牢和密封好；2. 吸油管道上应设置过滤器；3. 回油管应插入油箱的油面以下，防止飞溅泡沫和混入空气；4. 电磁换向阀内的泄漏油液，必须单独设回油管，以防止泄漏回油时产生背压，避免阻碍阀芯运动；5. 溢流阀回油口不许与液压泵的入口相接；6. 全部管路应进行两次安装，第一次试装，第二次正式安装。试装后，拆下油管，用20%的硫酸或盐酸溶液酸洗，再用10%的苏打水中和，最后用温水清洗，待干燥后涂油进行二次安装。注意安装时不得有砂子和氧化皮等。11 在液压系统中安装液压元件时的注意事项：1. 液压元件安装前，要用煤油清洗，自制的重要元件应进行密封和耐压试验，试验压力可取工作压力的2倍，或取最高使用压力的1.5倍。试验时要分级进行，不要一下子升到试验压力，每升一级检查一次；2. 方向控制阀应保证轴线呈水平位置安装；3. 板式元件安装时，要检查进出油口处的密封圈是否合乎要求，安装前密封圈应突出安装平面，保证安装后有一定的压缩量，以防泄漏；4. 板式元件安装时，固定螺钉的拧紧力要均匀，使元件的安装平面与元件底板平面能很好地接触。12 在液压系统中安装液压泵时的注意事项：1. 液压泵传动轴与电动机驱动轴同轴度偏差小于0.1MM，一般采用挠性联轴节联结，不允许用V带直接带动泵轴转动，以防泵轴受径向力过大，影响泵的正常运转；2. 液压泵的旋转方向和进、出油口应按要求安装；3. 各类液压泵的吸油高度，一般要小于0.5M。13 如何清洗液压系统液压系统在制造、试验、使用和储存中都会受到污染，而清洗是清除污染，使液压油、液压元件和管道等保持清洁的重要手段。生产中，液压系统的清洗通常有主系统清洗和全系统清洗。全系统清洗是指对液压装置的整个回路进行清洗，在清洗前应将系统恢复到实际运转状态。清洗介质可用液压油，清洗时间一般为2-4小时，特殊情况下也不超过10小时，清洗效果以回路滤网上无杂质为标准。清洗时注意事项：1. 一般液压系统清洗时，多采用工作用的液压油或试车油。不能用煤油、汽油、酒精、蒸气或其它液体，防止液压元件、管路、油箱和密封件等受腐蚀； 2. 清洗过程中，液压泵运转和清洗介质加热同时进行。清洗油液的温度为（50-80）时，系统内的橡胶渣是容易除掉的；3. 清洗过程中，可用非金属锤棒敲击油管，可连续地敲击，也可不连续地敲击，以利清除管路内的附着物；4. 液压泵间歇运转有利于提高清洗效果，间歇时间一般为（10-30）min5. 在清洗油路的回路上，应装过滤器或滤网。刚开始清洗时，因杂质较多，可采用80目滤网，清洗后期改用150目以上的滤网；6. 清洗时间一般为（48-60）小时，要根据系统的复杂程度、过滤精度要求和污染程度等因素决定； 7. 为了防止外界湿气引起锈蚀，清洗结束时，液压泵还要连续运转，直到温度恢复正常为止；8. 清洗后要将回路内的清洗油排除干净。附录B 外文文献Hydraulic system design Hydraulic technology has been the introduction of an industrial area have 100 years of history. With the rapid industrial development of hydraulic technology more with each passing day. Along with mathematics， control theory, computer， electronic components and hydraulic fluid sciences， a hydraulic servo system, and as an application of science has been developed， develop its own system， and a set of effective analysis and design methods. Well，not that， and now I say all of the hydraulic system design methods and attention to the issue. For the hydraulic system of the machine used examples to chat with everyone， and welcome comments. 1 Machine design of the hydraulic drive system based on 1. The overall layout of machine tools and technological requirements, including the use of hydraulic machine performed by type of campaign, mechanical design made possible with the implementation of the hydraulic components of the types and models, implementation of the components of the space and its location size, the requirements of the degree of automation. 2. Machine work cycle, the implementing agency of movement (Mobile, rotate or swing), and the completion of the work. 3. Hydraulic Components movement speed, speed of reference, itinerary, load changes in the nature and scope. 4. Machine movements of the various components of the order and interlocking requirements, and the various components of the working environment and covers such. 5. The hydraulic system performance, such as work smooth, reliability, precision to the other, time and stay out of the volume of the request. 6. Other requirements, such as pollution, corrosive, flammable, and the quality of hydraulic devices, Size and shape of the economy and so on. 2 Hydraulic system design steps1. A clear right hydraulic system requirements for the work, hydraulic system is designed on the basis that users in the technical tasks of the form. 2. The hydraulic drive system development plans. a. According to the working parts of exercise a reasonable choice of hydraulic components; b. Under the working parts of the performance requirements and movements of the order, listing possible to achieve the basic circuit. It should be noted at this time to choose a suitable speed, speed-exchange programs to determine safety and unloading, automatically guarantee the completion of the work cycle of action and order and reliable. Hydraulic drive programming, the national standard should be the official graphic symbol mapping diagram. Tagging should map out the components of the hydraulic model specifications, It should also be a component of the implementation of action plans and the recycling of electrical components in the table of operating cycle. 3. Calculation of the main hydraulic system parameters and the choice of hydraulic components. (1) Calculation of the hydraulic cylinder main parameters;(2) Calculation of the hydraulic cylinder flow and use hydraulic pumps; (3) Selection of tubing;(4) Selecting components specifications; (5) Calculation of the actual system pressure;(6) The calculation of power, motor selection;(7) Heating and fuel tank volume;4. Necessary hydraulic system checked. 5. Hydraulic design of the structure.6. Drawing hydraulic system map, the preparation of technical documents. 3 Hydraulic system design to be a problem1. The basic composition of the loop, We must pay attention to preventing mutual interference between the circuit, and ensure normal work cycle. 2. To improve the efficiency of systems to prevent overheating. For example, small power available throttle control system; Power, speed volume with the best system; Regular parking brake. should be able to pump in a timely manner unloading; In each work cycle oil consumption vary greatly system should consider using pressure accumulator or variable compensation such as high efficiency pump circuit.3. Prevent hydraulic shock, for large high-pressure flow system, should consider the use of hydraulic valve replaced electromagnetic valve, to slow down the pace of change; using accumulator or additional buffer circuit, the elimination of hydraulic shocks. 4. The system in meeting the productivity of the work cycle and, under the premise should be as simple as possible, the more complex the system, have the opportunity to fault the more. To a safe and reliable system for doing vertical movement of heavy loads upgrade components should be implemented there is a balancing loop; on the strict requirements of the order moves the implementation program components should be used to control movements in the order loop. Moreover, they should also have interlocking devices and some safety measures. 5. As well standardized, serialized design, reducing exclusive designs. 4 Hydraulic systems use the issue to the attention 1. Users should understand that the hydraulic system of principle, familiar with the various operational and adjustment of the location and the handle to the other roundabout.2. Drive system should be checked prior to the adjustment on the handle, hand wheel was irrelevant whether the officers Touched, Electrical switches and switch itinerary and whether it is normal for the location, host of installation tools and firmly correct. another pair of rails and the exposed parts of the piston rod for clean, and then can drive.3. When driving a car, to start the control of the hydraulic pump asphalt, without special control asphalt hydraulic pump, can directly initiate hydraulic pump.4. Hydraulic oil to replace regular checks for the new use of hydraulic equipment, three months or so that the washing tanks, the replacement oil. After every six months to a year for an oil change and cleaning. 5. Should always keep in oil, normal working hours, the oil tank temperature should not exceed 60 .High temperature to be cooling, and the use of higher viscosity hydraulic oil. Low temperature should be carried out when preheating, or in operation before the intermittent operation, gradually rising temperature, enter the formal functioning of the state. 6. Check oil levels, and ensure the system has sufficient fuel. 7. Installation of the exhaust system should exhaust, no venting device system should be reciprocating operation times, so that the natural gas emitted. 8. Should be impressed with the seal tank, the fuel tank above the air vents should install air filters, prevent dirt and moisture intrusion. Filling should be filtered, clean oil. 9. The system should be based on need to configure coarse and fine filters, the filter should always check, cleaning and replacement.10. Pressure control components of the adjustment, the general first adjustment system pressure relief valve-control valve. Pressure from zero returned, and gradually raising the pressure, so that they achieve the required pressure values; followed by the adjustment of the loop pressure control valve. The oil pump safety relief valve pressure adjustments will be greater than the general implementation of the necessary components of the work pressure10%25 %. Rapid movement of the hydraulic pump pressure relief valve adjustment pressures generally greater than the pressure required for 10%20%. 11.Flow control valve flow to small transferred large flow, and should be gradually adjusted. Synchronous execution of the component flow control valve should be adjusted. To ensure the movement stability.5 Crawling have working parts and the reasons for exclusion method 1. Because of the compressed air are greater. When the bubble of liquid containing high pressure zone and reach severe compression, the volume of oil will become smaller, working components produced crawling. Take measures to : loop in the system were installed height of the exhaust system to remove the air. 2. As the relative movement between the parts too much friction and friction resistance changes which has caused the campaign components generated crawling. Takes the measure : the hydraulic cylinder, piston and piston rod, and other parts of the form and position tolerances, and surface roughness have certain requirements; and should ensure that hydraulic systems and hydraulic oil clean dirt to avoid relative movement folder into the surface, thus increasing friction. 3. Surface movement among poor lubrication, to create friction or semi-friction, it is easy to crawl. Take the measures: regular checks of relative movement between parts of the lubrication of the surface, enabling it to maintain good.4. If the hydraulic cylinder piston and the piston rod sealing centering bad, there may be crawling. Take the measures: shed load, so that a separate action hydraulic cylinder was measured friction, centering correction.5. Due to serious hydraulic cylinder leak led to crawling.Take the measures: to reduce the leakage loss, or increased pump capacity. 6. In the course of their work load due to changes in oil supply system caused fluctuations, leading to crawl working parts. Take the measures: choose to remain small flow properties of the valve stability, and the hydraulic cylinder and valve between minimizing the hose connection, otherwise they will be flexible deformation, it can be easily aroused creeping phenomenon. 6 Hydraulic system temperature rise, consequences and solutions In the hydraulic system with energy work, including loss of pressure loss. volume losses and three mechanical losses, these losses into heat, so that the hydraulic system temperature increased. General hydraulic system temperature should be controlled (30-60) , not exceeding the maximum (60-70) . Temperature rise will cause a series of negative consequences : 1. The oil viscosity, leakage, reduce the volume efficiency and even affect the normal movement; 2. To enable the oil changed oxides produced impurities hydraulic components to plug the holes or cracks, so that they are not normal;3. Have different thermal expansion coefficients of the relative movement between the parts become smaller space, or even death card, not a campaign; 4. Machine tools or machinery caused the thermal deformation, damage to the original accuracy. Hydraulic system to ensure the normal operating temperature of measures : 1. When the pressure control valve to set the value at high pressure should be lowered to reduce energy loss;2. As the hydraulic pump and its connecting the volume caused by the leakage of heat loss, shall be securely fastened to the connecting and enhancing seal;3. When the fuel tank size small, poor conditions of heat, as appropriate, increase volume of the fuel tank and, if necessary, set cooler; 4. Due to high oil viscosity, increasing friction within fever, should select the lowest viscosity hydraulic oil;5. When the tubing is too slender and bent, the oil resistance along the way losses increased temperature rises, should increase diameters, shortening pipe, the oil patency;6. The ambient temperature is too high to enable temperature rises, to the use of insulation materials and sounding board so that the system and isolated from the outside world; 7. Prolonged unnecessarily high pressure oil from the relief valve to the fuel tank, temperature rises, should be improved circuit design, variable pump or unloading measures 7 The adverse consequences of air to invade the hydraulic system and solutions The adverse consequences of air to intrusion hydraulic system are : 1. To enable the oil has some compression, resulting system to produce the noise, Vibration and movement caused parts of crawling and undermines the work of a smooth;2. Oxidation of the oil easily degenerate lower oil life. Solution : (1) The air from the tank into the system more opportunities, such as the fuel tank inadequate; hydraulic pump oil absorption tube penetrated oil is too short; Range pipe and tubing back to the fuel tank too close or middle distance with no partitions separating; Oil back spatter, stirs bubble; Pump inhaled air; no tubing inserted to the fuel tank so that the oil out of oil to surface and the wall, in the oil surface will produce large bubble of air inhaled together with the oil system. Therefore, the oil-tank to keep sufficient height; Range pipe and tubing should be back at the minimum guaranteed under the oil surface, Taken with clapboard separated; (2) Since sealing leakage or pipe joint of hydraulic components and the adjoining plane where the fixing screw tight, Air from these areas will be invasive; System below atmospheric pressure, such as the absorption of pump cavity, Range pipe and tubing pressure oil flow rate is high (low pressure) local area; stop working in the system, system to the oil-oil pipeline returned to the return of the fuel tank, will be partial vacuum in the region, In these regions the most easily penetrated the air. Therefore, in order to try to prevent the pressure throughout below atmospheric pressure; Seal all components should use a good seal, pipe joints and the adjoining plane Department should tighten the screws; Regular cleaning pump oil absorption mouth of filters, to prevent oil absorption resistance increased while oil dissolved in the air out of free access to the system;(3) On the main hydraulic equipment, hydraulic cylinder with the best exhaust devices to exclude the air system. 8 System flow shortage and the reasons for a solution 1. Because of inadequate flows of hydraulic pumps, System result of inadequate flows, the hydraulic pump parts should check whether there are defects, in a timely manner to replace or repair damaged pieces of ultra-poor; If inhaled air pump affect the flow of hydraulic pumps, would take measures prevent air inhaled, the variable pump as variable sector adversely affected the flow pump, variable response agencies demolition, cleaning or repair, replacement; 2. The pressure distribution valve caused adverse work flow is insufficient, should be repaired or replaced;3. The oil viscosity inappropriate affect the flow, to be replaced due to the viscosity of the oil. Attention to the temperature and viscosity of the impact;4. The relief valve adverse impact on the work flow, measures should be taken, make it work properly. 5. The hydraulic cylinder, valve leakage, and other components, causing insufficient traffic flow, meet the different circumstances to take corresponding measures; 6. The flow control valve regulating agencies not working, should be damaged parts repaired or updated, or disassemble cleansing and regulating body movements flexible, and work normally.9 Hydraulic system noise and causes a solution1. Air penetrated hydraulic system is the main source of the noise generated. Because the hydraulic system penetrated the air, the area of low pressure over its larger, when the flow of high-pressure zone by compression, the volume suddenly narrowed, And when it flows area of low pressure, the volume suddenly increased, the size of this bubble suddenly changed to explosion phenomenon, resulting noise, this phenomenon, commonly known as the hole. To address this reason, the hydraulic cylinder is often installed on the exhaust device to exhaust. Moreover, the drive, to enable the rapid implementation of pieces of the whole trip reciprocating several venting, as well as commonly used methods; 2. Hydraulic pump or hydraulic motors are poor, usually generated hydraulic transmission noise component. Pump the poor manufacturing quality, accuracy is not to meet all the technical requirements, pressure and flow fluctuations, the hardship of oil yet to be satisfactorily eliminated, Seal well, and the poor quality bearings are causing the main source of the noise. In use, the hydraulic pump parts wear, the gap is too large, insufficient flow and pressure fluctuations easy, but can also cause the same noise. Faced with the above reasons, the first choice of good quality hydraulic pump or hydraulic motors, two is to strengthen repairs and maintenance For example, if the gear tooth low precision, it should study the gears, meet exposure requirements; If a storm vane pump oil, Oil should be amended to distribution sites 1.30 chutes, eliminate the hardship oil; If the axial pump too much oil is insufficient, they should repair, so that the axial space within the permissible range. If the pump choose not to, they should be replaced;3. The relief valve instability, as a result of slide valve with the valve hole with improper or poppet valve and valve seat being contacted dirt cab, damping plug the hole, spring or deflect such as the failure to make jam or spool valve hole in the mobile system, caused the system pressure fluctuations and noise. In this regard, attention should be clean, and clear the damping hole; The relief valve inspections and if found damaged, or wear over, should be repaired or replaced in a timely manner;4. Improper adjustment valve, valve spool moving too fast, caused to the impact of exchange, resulting in noise and vibration. Under such circumstances, if the hydraulic valve is the valve should be adjusted to control the asphalt throttle device, to make for a smooth without shocks. At work, hydraulic valve spool support the spring, when the frequency and rate of oil pump pulsation frequency or with other similar local oscillator frequency, it will cause vibration, n
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