液压机械变速箱闭式试验台设计（有cad图+中英文翻译）.doc
535 液压机械变速箱闭式试验台设计（全套CAD图+说明书+翻译）
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共49页)
编号：834150
类型：共享资源
大小：2.69MB
格式：RAR
上传时间：2016-10-10
上传人：hon****an
认证信息
个人认证
丁**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
15
积分
- 关 键 词：
-
液压
机械
变速箱
试验台
设计
cad
中英文
翻译
- 资源描述：
-
液压机械变速箱闭式试验台设计
摘 要
随着汽车工业的迅猛发展，变速箱作为汽车的重要传动部件，其操作性、传动性与安全性日显重要，为了缩短汽车变速箱的开发周期，降低研发成本，本论文以河南科技大学研发的1302R_HMT系统为基础，对液压机械变速箱的检测项目及检测方法进行了研究，设计和研发了“汽车变速箱性能检测系统”。本论文由以下几个部分组成：
1．系统的组成
试验台由直流电动机提供动力，利用快速安装机构定位、安装被测试的HMT；选NJ型转矩传感器作为力矩检测装置，选用直流发电机为加载装置，然后根据HMT的动力输出与加载装置的工作需求设计升速箱。
2．信号采集与处理
利用本校车动学院开发的PCM3132数据采集系统采集HMT的输入、输出转矩、转矩、油压、流量、温度等参数，为试验提供参考数据。通过A/D转换，由计算机屏幕显示。
根据以上分析，综合现有控制方案的特点的基础上给出了一种新型的变速箱试验台控制方案——直流电封闭机械传动试验台，并深入分析了其组成和工作原理，给出了硬件结构图和工作原理图，在此基础上根据模拟加载技术的要求提出了实现模拟加载功能的技术方案，对其中的一些关键环节进行了技术分析。该试验台实用性强，具有很高的推广价值。
关键词：功率封闭，电加载，变速箱，能量反馈
- 内容简介：
-
I 液压机械变速箱闭式试验台设计 摘 要 随着汽车工业的迅猛发展，变速箱作为汽车的重要传动部件，其操作性、传动性与安全性日显重要，为了缩短汽车变速箱的开发周期，降低研发成本，本论文以河南科技大学研发的 1302统为基础，对液压机械变速箱的检测项目及检测方法进行了研究，设计和研发了“汽车变速箱性能检测系统”。本论文由以下几个部分组成： 1系统的组成 试验台由直流电动机提供动力，利用快速安装机构定位、安装被测试的 转矩传感器作为力矩检测装置，选用直流发电机为加载装置，然后根据与加载装置的工作需求设计升速箱。 2信号采集与处理 利用本校车动学院开发的 出转矩、转矩、油压、流量、温度等参数，为试验提供参考数据。通过 A/计算机屏幕显示。 根据以上分析，综合现有控制方案的特点的基础上给出了一种新型的变速箱试验台控制方案 直流电封闭机械传动试验台，并深入分析了其组成和工作原理，给出了硬件结构图和工作原理图，在此基础上根据模拟加载技术的要求提出了实现模拟加载功能的技术方案，对其中的一些关键环节进行了技术分析。该试验台实用性强，具有 很高的推广价值。 关键词： 功率封闭，电加载，变速箱，能量反馈 F of of is In to of of MT 302R as on a a of we s in s is by of of J s to as an a to of s or to be to , on of of C is an to of of is to 1 of on in A a of to to s on of Or a 3.0 of If of - In well an go go to of a is to so to is to an a is an - to of is a as an A in is of an in a to is a an is a an we t M a to an 2 to a to to an a To a it is to a of is an ar in a is is a to is as in it 867. he is to by a As it s as at to in a of is of to be to up to of a to in of to go of is up is of In a in of V or as or as in in of he is As up of It as as a is is in ,000 a he at to in to so is is a of up a of of in in it be 4 to a ,000 it is no he to It at so as he s up he It of in of he of a is a on it up is on or a a in s of s A or to so in is to at of of he a it to to a of in or on of of to is so a at a he in of to it In a as as is an or is to of is A a to to a in A is to to he of an a a so It a to a of by of s) to be in to of to so is a a 12of of is a it to he in so it so in to In is of by to it is he it so is in In a a as In a of is or he a is of of A a he in of a a of a to a to in An in is to if he of a an is to by a to 2 to in s 7 8 译文： 汽车发动机如何工作 关于汽车发动机如何工作的简介 你是否曾经打开过汽车的发动机盖？然后急切的想知道里面究竟是什么东西吗？一部汽车发动机看起来就像杂乱无章的金属管子，线团等组合而成的。 或许出于你的好奇心，你想知道究竟是什么，或许你现在正打算购买一辆新车，当你听到诸如此类的“ “双凸轮轴顶置”等，你想知道这些代表什么吗？ 如果您对这些材料感兴趣 , 那么读读这篇文章吧 , 我们将讨论汽车发动机的基本原理，然后将进一步讨论各部件是怎么衔接工作的，什么部件经常出现故障和怎样匹配才能发挥更大功效 。 汽车发动机的目的是将汽油转化为动力然后驱动汽车行走。目前使汽油产生动力最容易的方式就是将置入发动机里面燃烧。所以 , 汽车发动机是一部内燃机。请做好两点笔记： 一、生活中有不同种类的内燃机。有柴油几、汽油机等。同时还有 子发动机和二冲程发电机。每种类型都有它自己的优点和不足。 二、生活中还有一种外燃机。 蒸汽机在古老的火车和蒸汽船中的运用就是外燃机最佳的例子。燃料 (煤炭 , 木头 , 石油 , 无论什么 )在蒸汽机外部燃烧以产生蒸汽 , 然后蒸汽在蒸汽机里变成动力。内部燃烧比外部燃烧的效率要高得多 (每英里用的燃料比较 ) ，而且内燃机要不外燃机的体积要小得多。这就能更好的解释为什么我们从福特和通用公司看不蒸汽机做为汽车的发动机。 今天，几乎所有的汽车都使用热交换机是因为这个发动机： 效率更高 (与外燃机比较 ) 价格较低廉 (与汽轮机比较 ) 加油比较方便 (与电车比较 ) 这些优点促使其他现有的技术都为汽车服务。 在了解热交换机如何工作的基本大意之后 , 它对你理解 内部燃烧 是怎样工作的有一个好的大概印象。一个好的例子就是一门老革命战争大炮。您大概看见了这些在电影 , 战士用枪粉末和大炮球装载 大炮，然后点燃它。那就是内部燃烧。 9 目前，几乎所有的汽车都是经过四行程把汽油转换为动力的。四行程以 奥多周期而著称，主要是用来纪念 多 ,这是因为“四冲程”是奥多于 1867 年发明的。四个冲程列表如下，他们是： 活塞由一连杆连接到曲轴，当曲轴转动时 ,它有 重新设置大炮的作用 。这就是当发动机转动时你即将看到的景象： 气门打开 ,并且活塞运动到下止点时让发动机充分地吸入空气和汽油。这就是进气行程。为了发动机更好的工作 ,这最微小的一滴汽油必须与汽缸中的空气混合良好。 样压缩后的气体燃烧后爆炸更加强劲有力。 (压缩行程 ) 火花塞喷射出火花点燃油气混合物。汽油在汽缸中燃烧爆炸 ,迫使活塞向下止点运动。 (做功行程 ) 排气门打开 ,燃烧后的废气通过排气管道排出。 紧接着发动机准备好下个循环。 汽缸、行程和发动机的其他零件 发动机的核心是汽缸 ,活塞在汽缸里面上上下下的运动。发动机被描述为单缸发动机 ,典型的就是割草机的发动机。但是大多数汽车都是超过一个汽缸的(四 , 六和八缸的很普遍 ) 。在一个多缸发动机中 , 汽缸通常被排列为以下三种形式：直列型 , V 型 或水平对置。 发动机汽缸不同的布局方式因制造费用、形状特征等有不同的优点和局限性，这些优点和不足之处正好适合不同的车型。 行程 燃烧室是压缩和燃烧发生的区域。当活塞上下运动时 ,您可以看到燃烧室的体积大小的改变。它有最大容积并且也有最小容积。最大容积和最小容积之间的距离叫行程 ,它是用公升或毫升来测量 (1,000 毫升等于一公升 )。 火花塞 火花塞提供火花以便使空气混合气点燃。火花必须在正确的时刻产生以确保发动机可靠地工作。 气门 10 进气门和排气门必须在适当的时间打开或关闭以确保空气和燃料里充分燃烧。请注意两组气门在压缩和燃烧期间都是闭合的以便密封燃烧室确保完全燃烧。 活塞 活塞是可以在汽缸里面上上下下运动圆柱形金属。 活塞环 活塞环在活塞的外边缘和汽缸的内边缘之间起密封作用。活塞环有两点作用： 这样它会被烧和损失。 大多数汽车因发动机老化和活塞环磨损而 烧机油 ，所以每 1,000 英哩必须加一定的润滑油。 连杆 连杆连接活塞和曲轴。它在两个末端都可以旋转以便当活塞上下运动和曲轴旋转运动时可以适时的改变角度。 曲轴 曲轴圆周旋转推动活塞上下运动。 油底壳 油底壳中的润滑油浸没一部分曲轴。它包含一定数量的润滑油 , 收集在油底壳底部。 气门机构和系统 气门机构包括气门和负责打开、关闭他们的机构。负责打开和关闭的系统称 凹轮轴。凹轮轴由上下止点来关闭和打 开阀门。现代大部分发动机都有凸轮顶置。这意味着 , 凹轮轴位于在气门之上。凸轮直接地或通过非常短的联结来推动气门。老式发动机的凹轮轴位于曲轴附近，油缸之上。这种方法有更多的运动部件和并且导致更多的运动滞后。正时传送带或正时链条曲轴同通过壳体与凹轮轴连接以便其气门与活塞同步。凹轮轴与曲轴的转速比为2： 1。许多高性能发动机的每缸有四个阀门 (二进气门 , 二排气门 ), 并且这个要求每气门二个凹轮轴同步 , 这就是 双凸轮轴定置 的来源。 燃烧和冷却系统 11 内燃机点火装置通过点火线圈产生高压电荷并把它传给火花塞。电源首先流经分电器 , 这您能很容易地发现它在多数汽车的发动机盖下面。分电器有一根导线连入内部，同时有四根、 六根或八根导线 (根据汽缸的数量 ) 从它那引出来。这些点火线圈将电送到各个火花塞。发动机被正确的分配时间以至每次只有一个汽缸接受从分电器传来的高压电。这种方法提供最大平顺性。 冷却系统 大部分汽车的冷却系统都包括散热器和水泵。水流通过汽缸和气门附近并经散热器使热量得到散发。有少数汽车 (最著名地大众甲虫 ), 并且大多数摩托车和割草机 , 发动机改为是风冷。利用风冷可以使发动机更轻但是温度普遍偏高 , 这只能减少发 动机的寿命和整体性能的发挥。 进气系统和起动系统 大多数汽车通常都是正常的进气 ,这就意味空气流经空气过滤器，然后直接进入汽缸。高性能的发电机都是经过高压压缩或过多的供给进气 ,这样空气进入发动机前首先被加压以至提高发动机的性能。压缩空气的装置叫做涡轮增压机。涡轮增压机通过由安装在排气管出口处的涡轮来带动转动，同时也有直接由发动机直接带动的。 起动系统 起动系统包括一个电起动器马达和起动机线圈。当您转动点火开关 ,起动马达带动发动机运转几次以便促使燃烧过程的开始。一个大功率的马达带动冷发电机运转，起动马达必须 克服： 所有内部摩擦由活塞环造成； 产生的压力是在压缩冲程中形成； 功率必须足够大以至凹轮轴可以打开和关闭气门； 像水泵、油泵、交流发电机等一切附件全部由起动马达带动。 由于所需功率非常大而且并且汽车使用的是 12 伏的电气系统 ,所以起始马达需要上百安培电流。当您转动点火开关时，起动线圈必须能够起动大电流电子开关而且必须激活线圈启动马达提供动力。 润滑和燃料系统 润滑系统确保在发动机中的每个运动部件得到油以便它可能容易地运动。需要油润滑的主要两大部件是活塞和曲轴， (因此他们更能容易地在气缸12 里运动 )。在多数汽车 里 ,油是由油泵从油缸里泵出 ,接着通过滤清器滤掉所有沙粒 , 和然后经高压被喷在轴承和气缸壁。油然后滴下来进入回收油缸 , 它将再次被收集和重复使用。 燃料系统 燃料系统从汽油箱中泵出汽油，然后和与空气混合以形成恰当的的燃油混合气这样才能喷入气缸。燃料由三种共同的方式所提供： 混合气形成、港燃料射入和燃料直接喷射。 在混合气形成阶段 ,化油器将空气与气体混合后喷入气缸 在直接喷射的发动机中，燃料被恰到好处的单独地被注射入各个气缸。 尾气、排放控制和电气系统 排气系统包括排气管和消声器。没有消声器 ,什么您会听见是 数以万计的小爆炸从排气管排除。消声器削弱噪音。排气系统并且包括一台催化转化器。 排出物控制 排出物控制系统在现代汽车里包括一台催化转化器、传感器和执行器的和计算机监视器等。例如 ,氧催化转化器使用催化剂和氧气烧掉所有在尾气中未燃烧的燃料和某些其它化学物质。氧气传感器在尾气中确保有足够的氧气为催化剂工作。 电气系统 电气系统包括电源和交流发电机。交流发电机由被传送带和发动机连接并发电给电源充电。电源输出的 12 伏电压通过电线对一切可汽车设备 (内燃机点火装置、收音机、车灯、雨刮器、电动门窗和座椅、 。 )供 电。 液压机械变速箱闭式试验台 1 液压机械变速箱闭式试验台设计 摘 要 随着汽车工业的迅猛发展，变速箱作为汽车的重要传动部件，其操作性、传动性与安全性日显重要，为了缩短汽车变速箱的开发周期，降低研发成本，本论文以河南科技大学研发的 1302统为基础，对液压机械变速箱的检测项目及检测方法进行了研究，设计和研发了“汽车变速箱性能检测系统”。本论文由以下几个部分组成： 1系统的组成 试验台由直流电动机提供动力，利用快速安装机构定位、安装被测试的 转矩传感器作为力矩检测装置，选用直流发电机为加载装置，然后根据 动力输 出与加载装置的工作需求设计升速箱。 2信号采集与处理 利用本校车动学院开发的 据采集系统采集 输入、输出转矩、转矩、油压、流量、温度等参数，为试验提供参考数据。通过 A/计算机屏幕显示。 根据以上分析，综合现有控制方案的特点的基础上给出了一种新型的变速箱试验台控制方案 直流电封闭机械传动试验台，并深入分析了其组成和工作原理，给出了硬件结构图和工作原理图，在此基础上根据模拟加载技术的要求提出了实现模拟加载功能的技术方案，对其中的一些关键环节进行了技术分析。该试验台实用性强，具有 很高的推广价值。 关键词： 功率封闭，电加载，变速箱，能量反馈 液压机械变速箱闭式试验台 2 F of of is In to of of MT 302R as on a a of we s in s is by of of J s to as an a to of s or to be to , on of of C is an to of of is to 压机械变速箱闭式试验台 3 目 录 摘要 前言 3 第一章 概 述 4 计（或研究）的依据或意义 4 内外同类设计（或同类研究）的概况 4 题设计（或研究）的内容 5 第二章 液压机械无级变速箱的结构原理及功用 6 压机械变速箱的传动原理及其功用 6 压机械变速箱的结构原理图 7 第三章 变速箱试验台设计方案研究 8 试验台方案的确定 8 试验台的组成及其基本功能 10 试验台工作原理与 能参数的测定 11 动力输入 (电动机 ) 的计算与选择 12 联轴器的计算与设计 15 变速箱快速安装机构设计 18 传动机 构的计算与设计 19 加载装置（发电机）的计算与选择 20 试验台所用传感器的选择 20 第四章 升速箱的计算与设计 23 速箱的概述 23 轮组的设计与校核 24 的设计与校核 29 承的计算与选择 29 的计算与选择 30 步器的设计 31 设计总结 33 本次设计主要工作 33 液压机械变速箱闭式试验台 4 本次设计创新点 33 参考文献 34 致谢 35 附录 36 液压机械变速箱闭式试验台 5 前 言 车辆传动试验台是对车 辆传动系的主要传动部件和装置变速器、差速与转向部件等进行综合性能测试的试验设备。通过试验来检验传动装置设计的合理性，加工、制造、装配和调试的工艺性。对试验结果的深入分析有助于了解和评定传动部件和装置的综合机械性能，同时也为工程设计人员提供实践的参考资料和设计依据。随着车辆传动系向高速比、大功率、低噪声等方向的飞速发展，人们对于车辆传动系的性能提出了更高的要求，因此，对传动试验台的深入研究具有重要的实际应用意义。 国外较早地开始了这方面的研究，如除美国 司在五十年代就设计出的用轮系作为加载系统的 传动试验台的方案之外，比较著名的还有美国国家航空航天局 (属的 究中心、前苏联中央机械制造与设计研究院、美国通用动力公司、德国 司、日本明电舍动力公司、日本丰田汽车公司、美国伊利诺斯大学机械工程系、法国 司等。从试验台方案的设计到最终的样品制造他们都进行了大量的研究工作，形成了系列化的设计模式。 与国外相比，国内对于传动试验台的研究起步相对较晚。研究工作始于八十年代初期。国内较早从事这方面研究工作的主要单位有北京理工大学、重庆大学、郑州机械研究所、长春汽车研究所、 西安重型机械研究所、西安理工大学、合肥工业大学、四川工业学院、西安减速机厂、西安公路交通大学等单位。他们先后建立起了各种形式的传动试验台，这些试验台的建立从理论上和实践上都取得了很大的进步，积累了丰富的经验，代表着我国机械传动试验设备的发展水平。 本次设计试验台属于传动系试验台的一部分，它能实现 200内的液压机械变速箱（ 试验，可以完成国家和汽车行业规定的变速箱各项性能参数的测量与检测，在此设计论文中将采用电动机为此系统提供输入功率的源动力，相应负载装置采用发电机；自行设计升速柜来稳定发电机转 速使其处于一直工作状态；采用“ 直流发电、直流能量反馈 ”的封闭式变速器加载试验台方案；采用电子技术和现代控制理论来实现试验过程的自动控制；采用本校车辆研究所开发 量系统来实现数据的自动采集。 液压机械变速箱闭式试验台 6 第一章 概 述 计（或研究）的依据与意义 一、汽车变速器系统综合试验台研究的依据 汽车变速器系统综合试验台的研究必须满足国家及行业对汽车变速器性能试验的要求 ,其依据的标准主要有 : 车机械变速器台架试验方法 车变速器分动器总成及其齿轮质量分等 二、本次设计（或研究）液压机械无级变速箱试验台的意义 进入 世纪以来，随着高新技术的应用和电子信息技术的渗透， 世界拖拉机产品的十大技术发展亮点之一：全动力换挡变速箱将作为拖拉机的标准装备，液压无级传动系得到广泛应用。 参照中华人民共和国汽车行业标准，以及机械液压双功率流转向装置的特点，为从事开发、试验研究等必须对变速箱完成性能测试试验，故迫切需要设计一套操纵简单，成本低廉，有一定自动化程度的试验台系统。 变速箱试验台是对变速器进行综合性能测试的试验设备。通过试 验来检验变速箱设计的合理性，加工、制造、装配和调试的工艺性。对试验结果的深入分析有助于了解和评定变速箱的综合机械性能，同时也为工程设计人员提供实践的参考资料和设计依据。因此，对变速箱试验台的深入研究具有重要的实际应用意义。 同时，变速箱试验台的研究发对变速箱生产厂商更加重要。厂商必须在变速箱总装完成之后进行性能检验 ,以避免在用户使用中出现质量问题。这样可有效控制产品质量，减少售后服务的工作量，节约资金，降低成本，提高产品的市场信誉度。采用加载试验台作为变速箱的性能检验设备 ,更接近变速箱的实际使用工况 ,在国外 早已普遍应用，近些年来我国的部分生产厂商也开始使用加载试验台对变速箱进行检验。因此 ,结合本次毕业设计开发了一套性能良好的检测设备 加载试验台。 内外同类设计（或同类研究）的概况综述 目前，国内外变速箱试验台测试系统大多是针对机械式、 变速箱，采用传统机械式的机械封闭式机械传动试验台、电机组实现回馈的变速箱试液压机械变速箱闭式试验台 7 验台、变频器实现能量回馈的变速箱试验台等测试系统。 近年来，国内对车辆变速箱试验台的研发取得了长足的进步，但也还存在着一些不足，主要集中在以下方面：首先 ，对试验台的动态性能研究不足，变速器试验台自动化程度低、人机界面不友好、测试过程依赖于测试者的经验；其次，对计算机的应用主要集中在对试验系统进行监测、控制、信号采集与数据处理、模拟加载等方面，但试验台的自动化程度、测试精度有待提高；再次，检测手段落后，检测效率低，不能满足生产、研发需要；最后，国内对液压机械无级变速器（ 电机加载试验台的研发较少。 次课题设计（或研究）的内容 完成液压机械变速箱闭式试验台总体布置设计； 完成 对新型变速箱（ 性能试验； 试验台吸收功率： 200速 200 /分； 对液压机械变速箱闭式试验台的试验原理进行设计，选择发电机为功率吸收装置和其他组件；设计或选择变速装置； 数据采集系统和处理用本校车辆研究所开发的数据采集系统。 第二章 液压机械无级变速箱的结构原理及功用 液压机械变速箱闭式试验台 8 压机械变速箱的传动原理及其功用 一、液压机械变速箱的传动原理： 液 压机械无级变速传动以液压机械式无级自动变速器 (主，主要由多档自动变速器、液压变量泵和定量马达构成的液压变速装置、将机械和液压动力合成的行星齿轮机构三部分构成。液压机械传动是一种液压功率流与机械功率流并联的新型传动形式，通过机械传动实现传动高效率，通过液压传动与机械传动相结合实现机械传动无级变速。 二、液压机械变速箱的功用： 与传统的机械式变速器相比，液压机械式无级自动变速器有以下特点： 能自动适应负荷和行驶阻力的变化，实现无级调速，保证发动机工作在最佳工作点，有利于提高其动力性、燃油经济性和工作 效率。 以液体为传力介质，使传动系动载大为减轻，易防止超载和发动机熄火，可大大提高有关零部件的寿命，对工作条件恶劣的农业机械和工程机械尤为重要。 行驶平稳，能吸收衰减振动、冲击和噪声，提高乘坐舒适性。 能以很低的车速稳定行驶，可提高坏路上的通过性和低速作业质量。 操作轻便，便于实现换档自动化，降低驾驶员劳动强度。 体积小，重量轻，惯性小，结构紧凑，节省材料，易于布置。 国外实际试验资料表明：装备无级自动变速器的拖拉机的作业性能显著提高，不仅能降低操作强度，提高车辆作业速度，改善作业质量，而且可以大 幅度提高拖拉机的动力性和燃油经济性，统计对比数据表明生产效率提高12 16%，燃油消耗率降低 8 10%，具有明显经济性，并减少了排放。其中根据日本小松公司的相关资料表明：液压机械传动与液力机械传动相比，转载作业量最大可提高 30% ，燃料经济性最大可提高 25% 。 压机械变速箱的结构原理图 液压机械变速箱闭式试验台 9 液压机械变速箱闭式试验台 10 第三部分 变速箱试验台设计方案研究 验台方案的确定 试验台可以根据是否具有功率流的反馈分为开放式、封闭式两种试验台。下面就这两种试验台进行比较： 一、 开放式试验台是由主电动机拖动传动 装置再带动加载装置工作，虽然系统结构简单 ,但是系统输入的试验功率几乎全部被加载装置消耗 ,耗能大 ,不宜进行大功率加载试验 ,决定采用能量回送的封闭式方案。 二、 封闭功率流式试验台是一种在室内评定机械传动元件及其系统性能的试验设备，主要作用： 确定耐久性和研究各种因素（例如，设计因素、制造因素、材料、润滑条件等）对耐久性的影响； 确定传动效率和研究各因素（例如，负荷、转速、润滑条件等）对传动效率的影响。封闭功率流式试验台除了具有开放功率流式的优点外，还具 有节能的优点，节能效果可达50%左右，因而它适用于较大功率的被试装置进行长期的运转试验。 封闭式试验台可分为机械封闭式和电封闭式试验台两大类。 1 机械封闭式试验台是通过系统中各齿轮之间产生啮合力 ,使得机械功率得到循环利用 ,达到节能目的 (图 1)，但结构复杂 ,传动效率低 ,能量损耗大 ,且力矩不易控制。（ 图 3械封闭式机械传动试验台结构图 ） 2 电封闭式加载试验台 ,是由电动机或电机组作为源动力带动传动装置 ,再带动发电机或发电机组工作 ,通过产生电磁制 动转矩进行加载 ,并将发出的电能回送电网形成封闭系统 ,达到节能的目的。通常为以下二种形式： 采用“直流电动机 +直流发电机 +直流电动机 +交流发电机”方式驱动变速箱 ,并将作为机械负载的交流发电机发出的电能反馈电网 ,以达到能量回馈的目的 (图 3但机组多导致系统效率低 ,致使能量利用率降低 ,能量回收效益差、初始投资昂贵、占地面积大等。 液压机械变速箱闭式试验台 11 （ 图 3用电机组实现回馈的变速箱试验台结构图 ） 采用“变频器 +交流电动机”驱动试验变速箱 ,发出的电能经变频器送回交流电网 ,实现能量反馈 (图 3但需要价格较高的大功率变频电机和变频器 ,购置及维护成本也高。 （图 3用变频器实现能量回馈的变速箱试验台结构图） 最终控制方案的确定： 从以上分析可知 ,电封闭式加载方案更胜一筹 ,它可将一部分电能返回电网 ,节能效果好 ,但也存在一些问题 ,特别是由于电能要返回电网 ,并网发电对电气设备运行的同步、同相的要求较高 ,导致电气设备复杂 ,工作可靠性差 ,上述加载方案都不太理想。为此 ,我们通过对试验设备和相关技术的仔细研究 ,提出了一种力矩控制方便、低成 本且可以实现能量回馈的系统设计方案 ,即“ 直流发电、直流能量回馈 ”方案 (图 3该方案是将直流发电机发出的电能 ,通过稳压后直接回馈给作为动力的直流电动机。 从节能的角度而言 ,能量回馈电网和减少电网的供电是一样的效果 ,但由于该设计方案将能量直接回馈到直流电动机而不是电网 ,避免了并网发电对电气设备运行的同步同相要求的难题 ,所以具有结构简单、工作可靠、能量损耗小、力矩控制容易等优点。 本系统中 ,直流电动机拖动试验变速箱 ,输出转速、力矩等测试要求数据由人通过微机监控操作界面给定 ,试验变速箱的输出轴连接到升速 箱， ,变换到合适的转速 ,以带动直流发电机。直流发电机此刻处于发电状态 ,为变速箱提供一个电磁阻转矩。 通过调节发电机励磁电流的大小 ,从而改变电磁阻转矩的大小 ,以达到电加载控制的目的 。 液压机械变速箱闭式试验台 12 （图 3流发电、直流能量回馈） 验台的组成及其基本功能 一、试验台的基本构成 ： 主要由原动机、扭矩转速传感器、变速箱、被测转向装置、升速箱，功率吸收装置，联轴器、信号采集与控制系统等组成。 二、试验台的基本功能： 根据国家标准与传动系装车需要完成的性能试验，本传动试验台需要具备的功能如下： （ 1）能用于 200下的工程机械、拖拉机和汽车变速箱性能试验，能对双功率流无级变速装置进行检测，并实现动态加载。 （ 2） 由计算机操纵控制，具有模拟发电机的调速特性等能力。 （ 3）具有高度的自动化水平，能自动完成传感器标定，自动完成选定试验，实时控制，实时显示或打印转速、扭矩、功率、油温、油压、油耗等，自动绘制出被测变速器在模拟试验中的有关动态特性曲线和换挡过程曲线。 （ 4）能够对试验台状态进行自诊断，具有软硬件报警系统。 （ 5）显示与控制界面友好，便于操作。 验台工作原理与 能参数的测定 一 、工作原理： 试验台主要由直流电动机、直流发电机、整流电路、被试传动装置、转速 试装置等部分组成。整流电路将三相交流电转换为直流电液压机械变速箱闭式试验台 13 供给电动机 ,从而拖动转速 试传动装置和直流发电机运转 ;被试传动装置的输入参数和输出参数 (如扭矩、转速等量 )由转速 陪试装置则被用来调整电动机和发电机的转速比 ,以保证发电机始终处于工作状态。试验时 ,发电机产生的电能被重新送回给电动机 ,能量在系统内循环流动 ,故称其为封闭功率流型试验台。 试验中 ,直流电动机输出的动力 ,经扭矩传 感器、被试传动装置、陪试装置后 ,传递至发电机 ,发电机重新将其转换为电能。对于被试装置来说 ,发电机即为其试验负载。发电机产生的电磁阻力矩阻碍被试传动装置的运转 ,该电磁阻力矩也就成为负载扭矩 ,其大小可由下式计算： T = （ 1）式中 , 电机力矩常数 ; 为励磁磁通 ; 电枢电流。由式 (1)可见 ,T 为和 函数 ,因此发电机可作为被试传动装置的可变负载 ,可以给被试装置加上不同大小的试验载荷。 二、 能参数的测定： 在理论的分析基础上可以在试验台架上可以测定以下特性 曲线，其他的还可以生产或研究需要增减部分功能。其可以测定的特性曲线如下： （ 1）传动效率与输出速度关系曲线；（ 2）扭矩比与输出速度曲线； （ 3）输入速度与输出速度曲线；（ 4）输出扭矩与输出速度曲线； （ 5）空载损耗与输入速度曲线；（ 6）变速器液压油的油温、油压测量； （ 9）变速箱的变速范围与 无级变速特性曲线 等。 试验中需测取的参数主要有：变速箱输入轴的转速、转矩，变速箱输出轴的转速、转矩，测功机的转速、转矩，变速器液压泵的输入转速、转矩，液压马达的转速、转矩，变速器内的五个转速，油压，泵、马达的排量，液压油 温等。 信号采集与数据处理系统采用本校车动学院研究所开发的 据采集系统 液压机械变速箱闭式试验台 14 力输入 (电动机 ) 的计算与选择 现代的车辆变速箱试验台原动力主要采用电动机或者与原车辆相同的发动机。原动机采用电动机，相应负载装置采用发电机。由于直流电动机具有易于控制、运行平稳和机械特性硬等优点，因此在传动试验台中处于主导地位。 直流电动机具有易于控制、运行平稳和机械特性硬等优点，若加载装置采用直流发电机，则直流发电机发出的电能可以直接回馈给电动机，不需要逆变环节，可构成电封闭试验台。这样可以大大 地简化试验台的组成，节约电能，降低系统复杂程度。且采用电动机其噪声较小，对工作环境污染小；调速范围广，易于平滑调速；启动、制动和过载转矩大；易于控制，可靠性较高。另外，采用电动机可以较好的应用电子技术和现代控制理论来实现试验过程的自动控制，如电动机的启动、转速调节、力矩调节以及试验过程的自动监测、保护等功能。 原动机采用内燃发动机，可以直接将要与原变速器配套使用的单片机等控制系统用于变速箱的性能测试，发动机本身的工作状态的变化较电动机更能接近实际。但发动机本身的工作状态将对整个测试系统的测试精度及测试的可重 复性带来极大的影响，发动机本身较电动机的可控性较差，噪声高，对环境污染严重。 由以上分析可知，直流电动机机械特性、调速性能教好，调速控制方便易实现，是一种较好的动力驱动源，所以本次试验台的原动力采用直流电动机。 电动机的选择范围应包括：电动机的种类、型式、容量、额定电压、额定转速及其各项经济指标等，而且应该对这些参数进行综合考虑。 一、 电动机的种类：（ 参看图 根据分析各种电动机的机械特性曲线图以及结合工程车用柴油发动机的全程调速特性，综合考虑之后采用液压机械变速箱闭式试验台 15 直流他励电动机 作为原动机，其机械特性曲线 图如下：当 T 增大时 n 减小，但由于他励电动机的电枢电阻 小，所以在负载变化时， 转速 n 的变化不大，属硬机械特性。 二、 确定电动机的功率和型号： 电动机的功率选择是否恰当，对电动机的正常工作和经济性都有影响。功率选得过小，不能保证工作机的正常工作或是电动机长期过载而过早损坏；功率选得过大，则电动机价格高，且经常不在满载下运行，电动机效率和功率因数都较低，造成资源浪费。电动机功率的确定，主要与载荷大小、发热、工作时间长短有关。一般选择时，保证电动机的额定功率 16 所需功率 即使 电动机的所需功率按下述方法计算： 工作机所需的输入功率（ ： 1000 或 1000 式中， F（ N）、 M（ Nm）分别为工作机的驱动力、驱动力矩；（ m/s）、（ s）分别为工作机驱动构件的速度、角速度。依照本次设计任务书规定：试验台吸收功率 200 速 n（ 200r/参考车型：东方红 1502 型 橡胶履带式拖拉机，其发动机功率 118 定转速 n = 2300 r/传 动系平均输入功率为 110 则动机的所需功率为： 式中 , 考上述车型的传动系平均输入功率 110 110选机械设计实用手册和设计任务书，选直流发电机为加载装置，取 115电机型号为： 102，其工作效率： 89%，即 w = 89% 。而为传动装置及工作机的总效率的乘积。 = 1 2 3 4 。 （ 3 式中， 1 、 2、 3、 4、 w 分别为联轴器、液压机械变速箱、传动轴、升速箱和工作机效率。根据常用机械传动形式和轴承效率的概率值表查得 1 = 2 = 3 = 4 = w =代入 式中得： = 1 1 2 3 4 w = =110 149选机械设计实用手册，选取直流电动机 的型号为： 250 12，其参数如下： 额定功率 160 ； 额定电压 V： 440 ；额定电流 A： 399 ； 转速 /最高转速 r/ 1500/2100 ； 励磁功率 W： 2560； 飞轮转矩 88 。 安装形式： 定转矩 9550 m 外 形 尺 寸 （ P B B D D L 60 24 490 95 866 380 430 25 975 1285 1696 安 装 尺 寸（ A B C D E F G K M N S 孔 T 液压机械变速箱闭式试验台 17 数 406 775 168 85 170 22 76 14 250 24 600 550 24 8 6 轴器的计算与设计 联轴器就是联接两轴 (或联接轴与回转件 )并在传递转矩过程中一同回转而不脱开的一种装置。一般联轴器是根据载荷情况、计算转矩、轴直径和工作转速来选择。计算转矩 K T = K 9550 n NM） T 理论转矩（ NM）； 公称转矩（ NM）； 计算转矩（ NM）； 驱动功率（ n 工作转速（ r/m）； K 工况系数，按均匀载荷选取， K 的取值范围（ 取 K=合本次设计任务的试验参数及试验工况选择梅花型弹性联轴器。根据前一小节计算所得的电动机参数可知， 电动机的额定转矩 T = NM）则 K T = 1273 （ NM） 电动机输出轴的轴径 D = 85 考机械设计实用手册， 选用 梅花弹性联液压机械变速箱闭式试验台 18 轴器 。 一、 结构和特点： 梅花形弹性块联轴器是由带凸爪的形状相同的两个半联轴器和梅花形弹性元件组成，将梅花形弹性元件置于两个半联轴器的凸爪之间以实现联接，如（ 图 3示。梅花瓣的横截面一般是圆形，亦可制成矩形或扇形。联轴器工作时，梅花瓣受压。单向运转时只有半数花瓣参与工作，半数不承载；反向运转时，亦是如此。 梅花形弹性块材料一般是聚酣型聚氨醋，它具有很好的耐磨、耐蚀和耐冲击性能，只 是弹性较橡胶稍差。有时亦采用丁精橡胶或铸型尼龙制作弹性块。半联轴器通常采用金属材料，在化工行业 用酚醛树脂制作半联轴器。 梅花形弹性块联轴器的结构简单，零件数少，径向尺寸小，不需润滑 ;弹性块受压，承载能力较高。但更换易损件梅花形弹性块时，需轴向移动半联轴器。梅花形弹性块联轴器对所联两轴的径向和角向偏移有一定的补偿能力，但不大；轴向补偿量较大些。这种联轴器适用于起动频繁、正反向运转、中速和中小功率的传动轴系，联接同轴线的两轴；不适用于重载，更换弹性块和两轴对中困难的场所。适于工作环境温度范围为 35 +80 。 二、梅花形弹性联轴器的强度计算： 梅花形弹性块联轴器的计算主要是弹性块的强度计算。弹性块的挤压应力及挤压强度条件式如下： p C 14 3式中： p 弹性块花瓣的挤压应力 ( 联轴器的计算转矩（ N 梅花瓣中心分布圆直径 (； Z 梅花瓣数目； d 梅花瓣的直径 (若为矩形或扇形瓣，则为瓣的径向宽度 B) ( h 梅花瓣的轴向长度 ( 。若材料为聚酷型聚氨醋，取，若材料为橡胶，可取 材料为铸型尼龙， 取 式中 1273 N （ 85 = 170 液压机械变速箱闭式试验台 19 d =（ = 42.5 h = 85 Z = 8 ； 代入上式（ p = = 表选用硬度 邵氏A 为 70 的聚氨酯。 三、梅花形弹性块联轴器的主要尺寸关系 圆形瓣（ 参看图 3 联轴器外径 D=（ 4） d l ；式中 d l 联轴器轴孔直径。 圆形瓣中心分布圆直径 （ d l ； 圆形瓣的直径 d = ( 圆形瓣的轴向长度 h =（ 圆形瓣的数目 Z = 4 一 14 ； 联轴器总长 (d l 。 四、本次设计所选 梅花弹性联轴器主要参数如下：（选用标准值） a公称转矩（ NM）： 1800 ； n（ r/m）： 3300； c. 轴孔直径 d l, 85 ； Y 型 L=142；Z， J 型 132 ； e转动惯量（ f. 394 g. D = 230 h. 180 i. h = 85 j. Z = 8 。 其中，主动端： Z 型轴孔， A 型键槽，轴孔直径 85 轴孔长度 132 从动端： Y 型轴孔， B 型键槽，轴孔直径 80 轴孔长度 142 标记： 855 2 7 2914280 13285 a G 梅花形弹性块联轴器（ 参看图 3 1 2 3液压机械变速箱闭式试验台 20 速箱快速安装机构设计 安装机构要求定位可靠，安装快捷、连接牢靠。 接，该试验台采用了专门设计的连接器，详看试验台总装配图所示，液压机械变速箱壳体的前端通过法兰盘与转矩传感器相连，并以此作为轴向定位的基准。动力输出的连接参看 （ 图 ,轴向定位装置参看 （ 图 ,而液压机械变速箱的纵向定位装置采用本校车动学院实验室通用的调整机构 ,请参看试验台总装配图。 液压机械变速箱闭式试验台 21 动机构的计算与设计 在本次设计任务中，传动机构要求传递液压机械变速箱的最大输出转矩，并允许液压机械变速箱输出轴与加载装置输入轴有一定的相对安装误差，结合实际情况，采用了汽车上常见的万向传动装置作为本试验台的传动机构，液压机械变速箱输出的最大转 矩按式 3算 ，其装配图如（ 图 3示 。（注： 60 a. 当 n = 200 r/， p w 0 7200 b. 当 n = 3000r/， p w 43 0 0 0 29 5 5 09 5 5 0 (1)、根据计算结果并参照机械设计设计手册选用 B 型 160B 83双十字轴式万向联轴器，其优点是允许较大的轴向、径向的位置度误差，可用于联接两个不同轴线的重型传动轴系，其许用的轴间夹角 ( 10 )。 一、选用计算 型双十字轴式万向联轴器的规格选择，一般情况下应满足下式 3当工作载荷为长期的交变 (对称循环 )转矩时，应满足下式 3式中 计算转矩 KNm； T 理论转矩 KNm； K 工况系数 取 K= 转速系数 取 轴承系数 取 轴间夹角系数 取 公称转矩 KNm 液压机械变速箱闭式试验台 22 二、根据以上计算结果选用的 160B 型的参数如下（单位： 回转半径D 许用转矩T 轴间角 2 1 2 60 82 140 95 100 15 6 85 60 l1 b h 转动惯量 kgm 重量 长 L 50 20 12 9 585 三、 160B 型联轴器的结构图如下： 载装置（发电机）的计算与选择 根据本次设计任务要求，试验台的吸收功率为 0 200时参考东方红 1502R 橡胶履带拖拉机 传动系统平均输入功率为 100选机械设计手册电机部分选取直流他励发电机作为本次试验台的加载装置，选用标准功率115号： 一、特性： 励磁可调 ，电压调节范围大，适用于要求电压广泛 可调的应用场合。工业上低压（ 4高压（ 600V）以上均为他励。 二、参数： 额定转速： 1450r/ 额定功率： 115 额定电压： 230V； 额定电流： 500A； 验台所用传感器的选择 传感器的选择是试验系统一个关键问题，它对系统的测试结果、控制精度及可靠性等问题都有较大的影 响。对于本次试验主要的传感器有：转矩传感器，转速传感器以及一些辅助传感器，如温度传感器、压力传感器、流量液压机械变速箱闭式试验台 23 传感器等。 扭矩与转速传感器用于测试变速箱输入、输出与主减速的输出转速转矩，可测得变速器的换档规律与传动系效率，同时和电流传感器配合用于试验台的电模拟加载。 变速器内部的转速传感器主要用于对变速器各部分转速的测量为变速器换段提供依据。由液压传感器测试变速器换档过程中离合器驱动油压的变化，可知变速器的换档性能，结合变速器各轴转速，可对液压系统的工作状况进行监测。 油温传感器主要和传动系油温控制系统一起用于控制传动 系油温的恒定。 一、 转矩传感器 扭矩传感器主要工作性能指标包括：扭矩测量量程、工作转速范围、精度等级、灵敏度、重复性、线性、动态特性、过零特性、工作寿命、安装及环境适应性、抗干扰能力、外型尺寸、重量等。 扭矩转速传感器的选取在首先保证传感器的测量量程与工作转速范围前提下，应优先选取 精度等级、灵敏度高，可重复性、线性、动态特性好，质量轻体积小动态传感器。其 被测值应尽可能接近所选传感器的最佳测量范围，即满量程的三分之二左右 （ 如 感器的最佳测量范围在 近 ） 。另外，选用传感器规格还要考虑被测对 象的最大转矩和过
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
|
2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器
4:下载后的文档和图纸-无水印
5:文档经过压缩，下载后原文更清晰
|
川公网安备: 51019002004831号