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含8张CAD高清图纸 说明书 LB3 汽车变速器加载试验台结构设计【含8张CAD高清图纸 说明书】【LB3】 汽车 变速器 加载 试验台 结构设计 CAD 图纸 说明书

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本科学生毕业设计汽车变速器加载试验台结构设计 系部名称： 汽车与交通工程学院 专业班级： 车辆工程BW06-6班 学生姓名： 兰天为 指导教师： 臧 杰 职 称： 教 授 黑 龙 江 工 程 学 院二一年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeStucture and Design of Transmission Loanding Test Bed Of VehiclesCandidate：Lan TianweiSpecialt: Vehicle EngineeringClass：B06-6Supervisor：Associate Prof. Zang jieHeilongjiang Institute of Technology2010-06Harbin黑龙江工程学院本科生毕业设计摘 要本设计在分析大量专业书籍和文献资料的基础上，参考国内外汽车传动系试验台的应用成果，主要研究了：(1)变速器试验台的意义和发展状况。(2)变速器加载试验台的组成、(3)变速器试验台的方案设计和工作原理、(4)变速器试验台零部件的设计和选用、(5)变速器试验台各个零部件的尺寸校核。本实验台所采用的结构方案为：开放式部分加载机械式试验台。所选择的部件包括：调速电机、电磁离合器、磁粉制动器、联轴器、轴承座。所设计的部件包括：惯性飞轮、夹具、轴、轴承、键、带传动。实际表明，本文提出的技术方案切实可行，技术环节的处理合乎需要，可以准确可靠地实现被测试验台的模拟加载。关键词:变速器;加载;试验台;结构;设计 ABSTRACTAbstractThe design is base on a large number of professional books and literature, in the reference of application results in automobile transmission test-bed domestic and abroad. Major study: (1) The meaning and the development of derailleur test-bed.(2) The composition of derailleur loading test-bed(3) The design and principle of derailleur test-bed.(4) Design and select the parts of derailleur test-bed.(5) Check all sizes of accessory in derailleur test-bed.In this study, it adopts the structure plan: open loading mechanical test-bed.The components selected: motor timing, electromagnetic clutch, magnetic brakes, couplings and bearing.The components designed: flywheel, clamps, shafts, bearings, keys, belt transmission. Actually show that the proposed technology is feasible, the treatment in the aspects of technical is desirable to achieve accurate and reliably attain measured testsKey words: transmission; load; test; structure; designII黑龙江工程学院本科生毕业设计目 录摘要.Abstract第1章绪论.11.1汽车变速器检测的发展状况和意义.11.1.1国内、外汽车检测技术发展的状况.1 1.1.2发展汽车试验检测技术的重要意义.21.1.3汽车变速器检测的必要性和意义.3 1.2汽车变速器的主要的检测方法及发展概况.41.2.1汽车变速器的检测方法.4 1.2.2汽车变速器试验的发展概 况.41.3汽车加载的研究概况.5 1.3.1试验台的加载方式及其发展.5 1.3.2试验台的模拟加载方式的提出及其发展.6 1.4设计主要内容.6第2章汽车变速器加载试验的设计方案和工作原理.72.1汽车变速器加载试验台的设计方案.7 2.1.1变速器的选定 .7 2.1.2试验台加载分析和确定7 2.1.3组成试验台各部件的确定.8 2.1.4变速器试验台基本设计方案.82.2汽车变速器加载试验台的工作原理.9 2.2.1结构原理.9 2.2.2工作原理.92.3本章小结.9第3章汽车变速器试验台各部件的选择.113.1电机的选定 113.2离合器的选定 12 3.3磁粉制动器的选定 13 3.4联轴器的选定.143.5轴承座的选定.143.6本章小结.15第4章汽车变速器试验台各部件的设计.164.1惯性飞轮的设计.16 4.2轴的设计.18 4.3键的设计.214.4轴承的设计.224.5带传动的设计.234.6夹具的设计274.7本章小结.27结论.29参考文献.30致谢.31黑龙江工程学院本科生毕业设计第1章 绪 论 汽车工业代表着一个国家制造业的发展水平，世界经济大国的经济发展无一不与汽车工业有着极其密切的关系，在很多工业发达的国家，汽车工业都是支柱产业之一。我国的汽车行业经过过去50年特别是近20年的快速发展，发生了质的变化。同时，汽车工业的发展带动了相关行业的进步，促进了国家工业水平的提高。因而发展汽车工业是增强国民经济实力的一种有效手段。但是目前我国的汽车行业面临自主品牌缺失的现状，一汽集团现任总经理一声“断喝”:“如果失去了技术上的独立自主，没有自己的知识产权，中国汽车工业永远是跨国公司设在中国的加工厂”，无疑给中国汽车制造业敲响了警钟一一要振兴汽车行业还要靠自己。根据我国汽车工业振兴规划纲要，今后汽车工业的发展重点是独立自主地开发汽车及其零部件。1.1汽车变速器检测的发展状况和意义 汽车检测技术是伴随着汽车技术的发展而发展的。在汽车发展的早期，人们主要是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，即过去人们常讲的“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。目前人们能依靠各种先进的仪器设备，对汽车进行不解体检测，而且安全、迅速、可靠。1.1.1国内、外汽车检测技术发展的状况(l)国外汽车检测技术的发展状况 汽车检测技术是从无到有逐步发展起来的，早在五十年代，在一些工业发达国家就形成了以故障诊断，和性能调试为主的单项检测技术和生产单项检修设备。60年代初进入我国汽车检测试验设备有美国的发动机分析仪、英国的发动机点火系统故障诊断仪和汽车道路试验速度分析仪等，这些都是国外早期发展的汽车检测设备。60年代后期，国外汽车检测诊断技术发展很快，并且大量应用了电子、光学、理化与机械相结合的光机电、理化机电一体化检测技术。例如:非接触式车速仪、前照灯检测仪、车轮定位仪、排气分析仪等都是光机电、理化机电一体化的检测设备。进入70年代以来，随着计算机技术的发展，出现了汽车检测诊断、数据采集处理自动化、检测结果直接打印等功能的汽车性能检测仪器和设备。在此基础上，为了加强汽车管理，各工业发达国家相继建立了汽车检测站和检测线，使汽车检测制度化。在德国，汽车的检测工作由交通部门统一领导，在全国各地建有由交通部门认证的汽车检测站，负责新车的登记和在用车的安全见车，修理厂维修过的汽车也要经过汽车检测站的监测，以确定其安全性能和排放是否符合国家标准。工业发达国家的汽车检测有一整套的标准，判断汽车性能是否良好，是以标准中规定的数据为准则，检测结果是以数据显示，有量化指标，以避免主观上的误差。随着科学技术的进步，国外汽车检测设备在智能化、自动化、精密化、综合化方面都有新发展，应用新技术开拓新的监测领域，研制新的监测设备。(2)国内汽车检测技术的发展状况 我国从60年代开始研究汽车检测技术，为满足汽车维修需要，当时交通部主持进行了发动机气缸漏气量检测仪、点火正视灯等检测仪器的研究和开发。 70年代，我国大力发展了汽车检测技术，汽车不解体检测技术及设备被列为国家科委的开发应用项目。由交通部主持研制开发了反力式汽车制动试验台、惯性式汽车制动试验台、发动机综合检测仪和汽车性能综合检测台等。 进入80年代，随着国民经济的发展，科学技术的各个领域都有了较快的发展，汽车检测及诊断技术也随之得到了快速发展，加之我国汽车制造业和公路交通运输业发展迅猛，对汽车检测诊断技术和设备的需求也与日俱增。交通部主持研制开发了汽车制动试验台、侧滑试验台、轴重仪、速度试验台、灯光检测仪、发动机综合分析仪、底盘测功机等。80年代初，交通部在大连市建立了国内第一个汽车检测站。从工艺上提出将各种单台检测设备安装连线，构成功能齐全的汽车检测线。80年代中期，汽车监理由公安部主管，公安部在交通部建设汽车检测站的基础上进行了推广和发展。仅1990年底统计，全国已有汽车检测站600多个，形成了遍布全国的汽车检测网。 1990年交通部发布汽车运输业车辆技术管理规定，1991年交通部发布汽车运输业车辆综合性能检测站管理办法以后，全国又掀起了建设汽车综合性能检测站的高潮。到1997年，全国已建立汽车综合性能检测站近千家。与此同时，汽车的检测技术和设备也得到了大力发展。70年代国内仅能生产少量的、简单的检测诊断设备。目前全国生产汽车综合性能检测设备的厂家已达60多个。除交通部门外，机械、城建、高校等部门也进入了汽车检测设备研制、开发、生产和销售领域。1.1.2发展汽车试验检测技术的重要意义 汽车工业的生产规律及其产品特点是:产量大、品种多、产品的使用条件复杂，对产品的性能、寿命、质量和成本等方面要求高，影响产品质量的因素多，所涉及的技术领域也极为广泛。因此，无论是在汽车新产品的设计过程中还是已有产品的生产过程中，即使能够考虑的非常周密，也都必须经过各种类型的试验检测获得足够的试验数据来检验设计思想的正确性，设计意图的可行性，设计产品可使用性。同时，由于汽车的实际使用条件复杂，汽车所涉及的技术领域又极为广泛，许多理论问题研究的还不够充分，不少设计还不能根据现有的理论做出可以信赖的预期，这就要求通过大量的试验检测数据在产品设计制造过程中加以验证，这也是汽车工业特别重视试验的原因。通过汽车试验可以帮助我们深入了解汽车在实际使用中的各种现象的本质及其规律，发现未知的技术问题并获得解决问题的办法，从而推动技术的不断进步。它也是保证产品性能，提高产品质量和市场竞争力的重要手段。对试验结果的深入分析将有助于了解和评定部件的综合机械性能，同时也为工程设计人员提供实践的参考资料和设计依据。随着机械工业向着高速比、大功率、低噪声等方向飞速发展，人们对机械传动系统的性能提出了更高的要求，因此，本文对于该试验台的深入研究将具有重要的实际应用意义。国外汽车工业的发展历史可以证明，汽车试验作为汽车工业的基础工程之一，在其整体发展过程中发挥了极为重要作用。可以说，汽车技术的发展离不开汽车试验工程的支撑，没有汽车试验就没有汽车工业的发展。同样，汽车工业在中国快速发展的今天，汽车试验也得到了很大的发展，同时也受到了国内各个汽车企业极大关注。1.1.3汽车变速器检测的必要性和意义 汽车传动系统包括离合器、变速器、传动轴、驱动桥等。众所周知，汽车传动系的主要任务在于改变发动机的转矩同转速关系的特性，把动力有效而可靠地传递到驱动车轮上。它们的性能对车辆的行驶性能、油耗以及其它的多项性能都有影响。从新产品的发展角度来说，性能试验是试验一个产品或零部件能不能达到设计要求的工作性能，也就是说能不能按照既定的工作参数指标来进行工作。在产品生产过程的角度来说，就是要检测出产品是否达到设计与实际应用的要求。变速器作为汽车传动系中的一个关键总成，对其产品性能与质量进行分析与检测，为产品质量评价提供可靠的科学依据，更好的控制产品质量保证无不良品流入。近年来，由于汽车变速器质量不过关而召回产品的事例也为数不少。 2003年8月，本田公司变速器故障存隐患，泊车挡位出现问题，会导致汽车碰撞事故的发生。于是，该公司召回CRV车型。2005年H月，戴姆勒-克莱斯勒公司召回大约476辆克莱斯勒3OOC(LX)汽车，召回汽车的问题在于其使用的42RLE变速器内，有一个用于保持驻车止动爪定位销位置的杯状固定塞存在不当装配，有可能妨碍驾驶员实现车辆驻车挡功能。在某种状态下，该杯状固定塞可能缺位或紧固不当，有可能使驻车止动爪定位销滑移出正常位置，从而可能妨碍驾驶员实现车辆驻车挡功能。2006年4月，美国福特汽车公司的部分车型变速器出现问题，导致七家组装厂停单。因此，在工厂的生产过程中，能对变速器做负荷试验和换档等各种性能试验，可及时发现产品的缺陷，把好质量关，对保证整车质量、主机厂的经济效益与声誉至关重要。目前，在变速器试验方面，我国多数厂家采用无负荷运转换挡或静态换挡，简单考虑变速器的情况，这样做的缺点是:不能暴露某些产品的潜在问题，把不合格品当作合格品出厂。而国外和少数国内厂家引进的变速器生产装备上，大多配有能够加入载荷、动态换挡的试验台，像杭州齿轮箱集团公司、浙江精工变速器公司等引进的生产线，这样就能够很好的区分出合格品与不合格品。但是，负荷试验要耗费能源，这又是一个大问题。研制上档次、节约能源、经济、功能齐全适合生产现场的变速器加载试验台有较大的现实意义。1.2汽车变速器的主要的检测方法及发展概况 变速器作为汽车上一个重要的总成，对汽车的行驶性能、换挡操纵等有直接影响。国家行业标准规定:新设计或有重大改进的变速器定型生产，或进行产品质量考核时，应对变速器进行试验。可见，对变速器进行性能试验的重要性。1.2.1汽车变速器的检测方法 变速器性能试验从负载形式上，主要分为空载试验、部分加载试验以及全加载试验等。空载试验通常在变速器总成装配完毕后，进行试验，主要是检查变速器总成装配情况以及对各部件进行磨合，提高变速器齿轮齿面的强度。部分加载和全加载试验台可在有载荷的情况下检测变速器，这样更接近变速器的实际使用状况，能发现一些空载试验所检查不出来的问题，可有效控制变速器的质量。加载试验台，尤其是带有疲劳寿命试验功能的试验台，多在试验室内进行，根据其加载部件的不同，又分为液压加载、机械加载和电加载等。变速器性能试验从结构形式上，又分为开放式和封闭式两种。目前，国内变速箱试验台绝大部分为机械闭式试验台，这种试验台存在如下不足:(l)机械结构复杂，体积大而连接部分较多，因而容易引起各种有害振动和噪音，给试验样品附加各种有害弯矩和外力。既给试件和试验台的安装调整带来很大困难，又使试验台试验控制精度不易提高。(2)这种试验台目前仅仅能做定转速，定扭矩排挡循环试验，即仅能作试件的某一特定工况，不能作试件的全工况模拟，因而试验结果与实际路试结果有很大差异。(3)试验台由于是机械闭式结构，因而试件必须有一个主试一个陪试。为了使主试件能有最终结果，陪试件应有一定数量的齿轮作备件。这样，既增加了试件的辅助工作量，又增加了试件的数目。开放式试验台与之相较灵活了很多，具有结构简单、通过设计可实现变负载模拟，又不需要陪试件。1.2.2汽车变速器试验的发展概况 国外目前的结构总成试验己经淘汰了机械闭式试验台，而改用机械开式试验台。它不需要一台变速器作为陪试件，而且利用相应的部件与控制方式可以实现变扭矩加载，具有结构简单、控制方便经济性好的特点。国内也相继开发了一些开放式试验台:如长春汽车研究所的驱动桥试验台，杭州齿轮箱厂的船用齿轮箱试验台;洛阳拖拉机制造厂的拖拉机变速箱试验台，重庆汽车研究所的后桥开放式耗能型试验台等，这些试验台都在试验工作中发挥了作用，但由于它们大都存在着控制精度不高、动态响应速度不快、控制不够灵活、功能不够完善等缺点，还不能充分满足性能试验的要求。 为了提高中国的变速器试验水平，并尽快提高自行设计和开发变速器的能力，在消化、吸收的基础上，必须采取新的适宜方案，开发适合中国国情的低成本高性能的变速器试验台，代替进口产品，发展民族汽车工业。近些年来，随着科技的发展和相应技术的日益成熟，国内一些科研院所、试验装备企业亦开始研制更加准确可靠的变速器试验台，并取得了一定的成果。该试验台是按照变速器企业提供的相关技术参数与要求而设计的试验台，可以模拟车辆行驶工况对变速器进行变加载试验，而且精确。造价又便宜、性价比好。1.3汽车加载的研究概况 变速器试验台通过加载装置可模拟变速器在实际运行过程中的多种受载状态，在变速器开发的早期，无需装车就可对变速器的特性进行全面测试，为变速器的测试、研究和开发提供了强有力的手段，是当今汽车变速器开发技术的一个重要手段。1.3.1试验台的加载方式及其发展 试验台的负载装置是用来对被试装置进行加载的，是试验台重要的组成部分。加载方式的不同对于试验台的性能有着重要的影响。常见的机械转动试验台的加载方式主要有机械加载、液压加载、电力加载。在传动试验台发展的初级阶段，大多采用机械加载方式。常见的机械式加载装置主要有摇摆齿轮箱、轮系、弹性扭力杆等。机械式加载具有较大的力矩放大能力，适用于大功率大扭矩的场合。其缺点是结构复杂，加载装置中的受力零件易磨损而引起功率损失，易产生振动和噪声，且在加载器的设计和制造时对于零件的材料和热处理有较高的要求，制造成本高。随着生产的不断发展，机械加载方式已逐渐被其它的加载方式所取代。液压加载方式是采用液压泵、旋转液压伺服器等作为负载装置。液压加载可以实现较大的加载功率，利用液压加载控制系统可以在加载过程中改变载荷。液压加载的缺点就是加载过程中载荷是脉动性的，液压缸油路系统的泄漏也易造成加载不平稳，而且液体会被压缩，因而在小功率条件下的试验结果不准确。目前，试验台采用液压加载方式的单位有:西安重型机械研究所、广西汽车拖拉机研究所、山东科技大学等单位。电力加载的方式是指利用电涡流测功机、磁粉制动器、发电机等作为负载装置。电力加载具有运行平稳、易于控制、加载精度高等优点，特别是利用发电机作为加载装置，可以将机械能转化为电能并回馈给原动机，实现了能量的回收。但是此种方式的加载需要的电控系统非常复杂，而且成本很高。1.3.2试验台的模拟加载方式的提出及其发展 计算机辅助测试技术的引入为现代传动试验台的发展带来了新的活力和革命，正是在此基础上人们又提出了模拟加载技术。模拟加载技术正是在前文所示的加载方式的基础上提出的一个新概念，它是指控制加载装置使其按照给定运行方式和预定的载荷谱运转，这样就可以在试验台上模拟出各种传动装置的实际或者近似的工作环境，从而能够对传动装置的真实机械性能给出准确的评估和判定。我们可以采集出汽车行驶时其传动装置的实际受力参数，然后在试验台上用这些数据对新开发出来的产品进行试验检测，以提高产品的质量、提高生产效率。模拟加载功能的实现可以极大地提高传动试验台的试验水平，以模拟加载功能为核心，为数据采集与处理、运行状况监测等原来分散的一系列操作整合在一起，形成一个集成的试验平台，使传动试验台的不足之处得到改进，功能的到了完善。目前国内许多高等院校纷纷进行了这方面的研究，如重庆大学、四川大学、江苏理工大学、合肥工业大学、陕西工学院等。这些研究从很大程度上推动了国内试验台技术的发展。1.4设计主要内容(1)变速器加载试验台的组成。(2)变速器试验台的方案设计。(3)变速器试验台零部件的设计和选用。(4)变速器试验台各个零部件的尺寸校核。(5)CAD装配图和零件图(6)设计说明书6黑龙江工程学院本科生毕业设计第2章 汽车变速器加载试验的设计方案和工作原理2.1 汽车变速器加载试验台的设计方案2.1.1变速器的选定选择DABS10-21D型号变速器。传动比如表2.1所示。表2.1 变速器传动比一档二档三档 四档五档倒档3.6521.9481.4241.0000.7953.466性能参数如表2.2所示。表2.2 变速器性能参数最大承载扭矩110Nm中心距69.5mm总质量25kg外廓尺寸mm额定功率38.5kw转速5200r/min最大扭矩83Nm所搭配发动机DA465Q1AD2.1.2试验台加载分析和确定(1)部分加载的确定在有载荷的情况下检测变速器的性能，更接近变速器的实际使用工况，这样能够发现一些空载试验所检查不出来的问题，可有效控制变速器的质量。本设计研究对象通常有空载形式和加载形式两种。空载形式虽然具有成本低、结构形式简单、控制方便的特点，但是主要是使变速器在试验台上旋转以起到跑和的作用，不能更有效的对变速器制造中所出现的问题做出反应。而加载试验台可以用相应的加载设备与控制方式模拟出变速器在汽车行驶过程中的真实受载状况。变速器的加载试验通过试验过程中档位的变换，使齿轮齿面在受载的情况下相互接触，这样的齿面接触与空载时的齿面接触的接触面区域是不相同的，更接近于变速器的实际工况。而且此种情况下的跑和相比较空载情况更能提高各部件的啮合状态，以使强度增加。本设计考虑到所搭配发动机的最大功率为38.5kw，所以拟定本实验台采用30%的加载。(2)确定加载形式