550 变速箱开式试验台设计（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33页)
编号：834220
类型：共享资源
大小：2.49MB
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：
-
变速箱
试验台
设计
cad
- 资源描述：
-
变速箱开式试验台设计
摘 要
变速器是现代汽车的一个主要装备,其性能直接影响到汽车的动力性、燃油经济性及驾驶性能等. 研究自动变速器与发动机的联合工作特性,需要对自动变速器的性能进行台架试。
本文从整体上论述了汽车变速箱性能检测系统的测试原理和设计方案， 并从硬件和软件两方面详细阐述了汽车变速箱性能检测系统的组成。介绍了汽车变速器系统综合试验台的主要构成与种类, 着重在机械硬件方面去分析研究开放式及封闭式汽车变速器系统综合试验台的主要结构、特点及工作原理。
本论文研究的目的、意义：我国汽车工业正处于发展和提升时期，变速器在汽车上开始大量装备，这对其设计制造、性能检测与维修提出了迫切要求。目前国产变速器测试设备多为手动、测试精度低、响应速度慢；进口设备，价格较高，集中在少数企业和地区，这种状况无法满足汽车制造及维修行业的需求。为开发具有自主知识产权的、适合我国国情的变速器检测备，提出本研究课题。
关键词：变速器, 试验台, 结构, 分析
- 内容简介：
-
1 变速箱开式试验台设计 摘 要 变速器是现代汽车的一个主要装备 ,其性能直接影响到汽车的动力性、燃油经济性及驾驶性能等 . 研究自动变速器与发动机的联合工作特性 ,需要对自动变速器的性能进行台架试。 本文从整体上论述了汽车变速箱性能检测系统的测试原理和设计方案， 并从硬件和软件两方面详细阐述了汽车变速箱性能检测系统的组成。 介绍了汽车变速器系统综合试验台的主要构成与种类 , 着重在机械硬件方面去分析研究开放式及封闭式汽车变速器系统综合试验台的主要结构、特点及工作原理。 本论文研究的目的、意义：我国汽车工业正处于 发展和提升时期，变速器在汽车上开始大量装备，这对其设计制造、性能检测与维修提出了迫切要求。目前国产变速器测试设备多为手动、测试精度低、响应速度慢；进口设备，价格较高，集中在少数企业和地区，这种状况无法满足汽车制造及维修行业的需求。为开发具有自主知识产权的、适合我国国情的变速器检测备，提出本研究课题。 关键词 ： 变速器 , 试验台 , 结构 , 分析 2 F he is a of of be to of of of a of of on of be in on a of by is is is in of In to we 3 符 号 说 明 P 发动机额定功率 n 转速 r/ 传动效率 K 计算系数 1d、2 mm a 中心矩 b、2 齿轮螺旋角 mm 验齿轮齿根的弯曲疲劳极限 验齿轮的接触疲劳极限 面许用接触应力 1用弯曲应力 4 目 录 第一章 前言 . 究的目的 . 究的依据 . 验台的种类 . 式试验台 . 式试验台 .二章 试验台总体方案的确定 . 验台的基本功能 . 验台的测试原理 . 验台的基本组成 . 第三章 试验台的基本结构设计 . 轴器的选择 . 速器输入轴后的联轴器 . 速器后的联轴器 . 动机后的联轴器 . 速器的设计 . 齿圆柱齿轮传动设计 . 速轴的设计 . . 速轴的设计 . 的强度校核 . 速器 附件设计 . 速齿轮箱的简单设计 . 矩转速传感器的选择 . 动结构的设计 .四章 试验台性能匹配 . 功机用途及使用范围 . 功机结构及原理 . 功机工作特性 . 验台的匹配原则 . 第五章 结 论 .考文献 .谢 .6 第一章 前 言 21 世纪是汽车工业飞速发展的时代 , 汽车工业逐步成为许多国家的支柱产业 , 为了控制汽车产品质量 , 提高汽车的品质 , 势必对其总成及零部件提出更高更严格的要求。传动系是汽车实现发动机动力输出到行驶的必需系统 , 变速器是汽车传动系中一个重要总成 , 为了对变速器产品结构和零部件的性能、寿命进行测试和分析 , 为产品设计与质量评价提供可靠 的科学依据 , 缩短产品的开发周期和提高产品质量。因此 , 对汽车变速器系统综合试验台的研究具有特别重要的意义。 究的目的 及意义 近几年来 , 国外一些大公司相继成功研制出了先进的液压机械无级变速箱 , 并将其应用于推土机、装载机等工程车辆上 , 在车辆传动技术领域取得了重大突破 。 东方红 1302压机械无级变速器 的 拖拉机 ， 拖拉机在农田作业 ,农田基本建设 ,农业运输以及在抽水、脱粒、农产品加工等固定作业中用途十分广泛。因此 ,拖拉机技术的发展对全面实现农业机械化起着至关重要的作用。变速器是实 现拖拉机性能的关键部分 ,该试验台研究的目的就是 改善 拖拉机的动力性和燃油经济性 ,提高其 作业效率。 在大、中型拖拉机上 ,液压机械无级变速器将会有更广泛的应用 ,相信 该试验台的研制为其 可提高车辆动力性、经济性、生产效率和操作自动化 ,简化驾驶员操作 ,也为综合控制拖拉机传动系提供可能。 究的 内容和 依据 依据新型变速箱性能试验和 燃油经济性的测试 来设计 。 研究的内容：对试验台的试验原理进行设计；选择电涡流测功机为功率吸收装置；设计或选择升速装置。 车变速器性能试验台的种类 7 汽车在行驶过程中，随 着路面、载荷、车速等因素的变化，变速器所传递的扭矩与转速也是变化的。因此，试验台应具备转速、载荷可变化的条件，且其转速、载荷的变化也是可单独调节的。 汽车变速器性能试验台主要分为开放式试验台和封闭式试验台。 放式试验台 开放式试验台是最先出现的一种试验台，它的主要结构 流程为： 功率输 入 动力区 试验区 模拟负载区 功率损耗 各部分的组成及功用为： 1、 动力区由内燃机、调速器及附属装置组成，它负责向系统提供动力 (功率 )，其中包括转速和扭矩。 2、 试验 区由被测装置、变速器、扭矩转速测量装置及其它一些测量装置组成 。 3、 模拟负载区主要由测功机及附属装置组成。 开放式试验台整套系统的工作原理及工作过程简单，制造成本较低，它的弱点是能量无法反馈使用。 闭式试验台 封闭式试验台分为电力封闭式试验台和机械封闭式试验台。 交流电力封闭式试验台是在上述开放式试验台的基础上发展起来的试验设备 ,主要结构 流程为： 功率补偿区 动力区 试验区 模拟负载区 电网 从流程 中可以看出 ,交流 电力封闭式试验台的设计思想就是在原有开放式试验台的基础上加一套动力回收装置 ,将系统消耗的能量通过电网加以回收 ,从而降低试验能耗。但由于动力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动力区仍然需要较大的动力 ,所以很难达到比较理想的状况。 直流电力封闭式试验台是在上述交流电力封闭式的基础上发展起来的试 8 验设备 ,主要结构 流程为： 功率补偿区 动力区 试验区 模拟负载区 直流电源 从 流程 中可以看出 ,直流电力封闭式试验台的设计思想就是在原交流电力封闭式的基础 上采用直流驱动电机 ,将发电机负载发出的电能反馈回直流电机加以回收 ,形成封闭的功率流 ,从而降低试验能耗。该试验台架结构比较简单 ,能量反馈利用 ,节能效果也比较好 ,它是一较好的选择方案。 第二章 试 验 台 总 体 方 案 的 确 定 9 验台的基本功能 液压功率分流比 ； 验台的测试原理 1、 通过测量变速器的输入输出功率，然后得到变速器的传动效率。 实现这一测量的过程是：在变速器输入端安装扭矩转速传感器测得输入转矩1M。在变速器输出端连接加载器实现变速 器制动。在加载器和变速器之间安装扭矩转速传感器，测量输出扭矩2M。将测得的和值代入下式中计算，得 21 （ 2 式中 变速器传动效率； 1M 作用在变速器第一轴上的输入转矩； 2M 作用在变速器第二轴上的输入转矩； i 变速器所测档位的传动比。 2、 液压功率分流比定义为液压机械无级变速器中液压路的输出功率，即经液压路传递到行星排的输入功率与变速器总输出功率的比值（不计功率损失）。通过测得液压路的扭矩转速，然后用下式即可 s S sb d n （ 2 式中 液压功率分流比 太阳轮输入转矩 太阳轮输入功率 多挡有级变速箱输入转矩 变速器输出功率 sn、太阳轮、变速箱的输入转速 3、 通过在输油路上安装油耗仪，测量燃油消耗量测得值代入下式 10 1000（ 2 式中 燃油消耗率 ； 燃油消耗量 ； 发动机功率 。 验台的基本组成 一、 动力源 试验台为驱动 无级 变速器运转 ， 需要有合适的驱动力 。 此驱动力可由两种主要的动力源发动机或电动机提供 。 采用两种不同动力源各有其优缺点 。取功率大于或等于车辆上实际采用的发动机的最大扭矩 、 最大功率和最大转速的发动机作为动力源 ， 更接近汽车以发动机作为主动力的实际 ，和无级 变速器连接以后 ， 可以借用汽车本身的计算机控制系统 ，对无级 变速器的工作过程进行模拟 ， 对变速器传递扭矩的能力 ， 液压系统对实际工况的反应 、 工作状态更贴近使用中的情况 。 所得到的试验数据更准确 ， 更有说服 力。 故动力源选取发动机 柴油机 型 号： 率： 106 额定转速： 2300 r/、被测试件 被测试件为 液压机械无级变速箱 。 它是一种双功率流传动系统，由分流机构、液压传动，机械传动和汇流机构四部分组成。 分流机构将发动机功率分为二路向下传递 , 一路为液压功率流 , 一路为机械功率流 , 然后 , 液压功率流的输出元件 - 液压马达的输出轴用机械方法与机械传动变速机构的输出轴联结合成后输出。 液压机械无级变速器的工作原理是恒功率状态下机械功率流提供一定的基础转速 , 液压功率流转 速的变化使输出速度围绕机械传动基础转速在一定范围内实现连续无级变速 ； 液压传动在不同的基础转速上进行相同液压无级变速 , 形成拖拉机在整个速度范围内的全程无级变速 。 11 图 2压机械无级变速原理示意图 三、加载设备 试验台的负载设备应当满足试验时所需的加载和转速范围 ,并能平稳地 ,精细地调节负荷 ,模拟汽车的行驶阻力 . 同时也希望能够实现远距离操纵 ,并能用微机来控制 . 目前可用的加载设备有电力测功机、电涡流测功机、水力测功机等 。 试验台的加载装置采用 给电涡流测功机 的定子绕组上通直流电时便产生了磁场 . 随着转子的旋转 ,由于磁通量的改变 ,在定子中产生电涡流 ,此电涡流的作用力将阻止转子的旋转 ,因而产生制动力矩 . 当按某一规律调节定子电流的大小时 ,即可平稳地调节负载力矩 。 试验台运用微机来控试验台的加载和电动机的变频调速器 ,实现对被测变速器的实时控制 ,以便模拟变速器不同的工况 ,从而可以对自动变速器进行检测 。 1、升速箱 升速箱为自制的单级圆柱齿轮升速器，升速比： i = 2、 测功机： 型式： 电涡流测功机 12 型号： 收功率： 300定扭矩 ： 1600N m 额定扭矩下的转速 ： 20002800r/ 最高使用转速 ： 5000r/、 转矩转速传感器 扭矩转速传感器用于测量发动机的输出扭矩和转速，以及变速箱的输出扭矩和转速。 五、数据处理系统 采用车辆研究所的数据处理采集系统 信号采集及数据处理系统。系统主要对在换挡过程中变速器的工作状态进行实时检测；对变速器运转过程中的反馈信号进行采集转换和处理；变速器不管采用何种方式的控制方法和控制策略，工件 都是由液 压油驱动的，液压油压力大小、油温的高低、流量大小实时反映了变速器的工作状态。 故采集 变速器的信号主要是各种油路的压力、冷却油液流量、油温的高低。 变速器输入输出转速等根据数据采集的实时性要求， 和 不同信号的变化率及采样的离散值所需要达到的分辨率，确定不同信号的采样时间间隔，传感器将此多种信号转化为电信号。用计算机对采集到的信号进行处理，并将结果显示于计算机屏幕上。同时把采集到的信号与正常信号进行比较，判断变速器工作是否正常，判断并指出变速器工作不正常的可能原因，为变速器进一步整 改 和维修提供依据 。 六、总体组成框图 试验台各个主要元件如下图 2示： 13 升速齿轮箱液压泵扭矩转速传感器发动机被测变速箱马达扭矩转速传感器升速器扭矩转速传感器测功机图 2验台总体框图 第三章 试验台的基本结构设计 14 轴器的选择 联轴器的基本功用是连接两轴（也连接轴和其它回转零件），并传递运动和转矩。联轴器可分为刚性和挠性联轴器。弹性柱销联轴器是有弹性的挠性联轴器，它是用弹性柱销将两个半联轴器连接起来。工作时转矩是通过半联轴器、柱销而传递到从动轴上去的。为了防止柱销脱落，在半联轴器的外侧用螺钉固定挡板。 速器输入轴后的联轴器 一、类型选择 为了隔离振动与冲击，选用弹性柱销联轴器 。 二、载荷计算 根据 机械设计中 公 式 9550（ 3 代入上式得 公称转矩 T 1 0 6 0 . 9 59 5 5 0 1 4 8 8 . 9 36 4 5 . 8 9 由表查得 K=计算转矩为 2 . 1 1 4 8 8 . 9 3 3 1 2 6 . 7 4 T N m 三、型号选择 从 标 准 中 查 得 弹 性 柱 销 联 轴 器 ： 3150 m, 3450n r/ 速器后的联轴器 一、类型选择 为了隔离振动与冲击，选用弹性柱销联轴器 。 二、载荷计算 依据公式 （ 3 公称转矩 1 0 6 0 . 9 59 5 5 0 9 5 5 0 8 1 8 . 9 11 1 7 4 . 3 5 由表查得 K=计算转矩为 2 . 1 8 1 8 . 9 1 1 6 3 7 . 8 2 T N m 15 三 、 型号选择 从标准中查得 弹性柱销联轴器 ： 2500 m , 3870n / 动机后的联轴器 一、类型选择 为了隔离振动与冲击，选用弹性柱销联轴器 。 二、载荷计算 依据公式（ 3 公称转矩 1 0 6 0 . 9 59 5 5 0 9 5 5 0 4 1 8 . 1 22300 由表查得 K=计算转矩为 2 . 1 4 1 8 . 1 2 8 3 6 . 2 4 T N m 三、型号选择 从标准中查得 弹性柱销联轴器 ： 1250 m , 4750n r/ 速器的设计 为了 满足测功机的工作特性， 在变速箱输出轴后串联一升速器来提高其输出的转速，符合测功机的测试要求。 齿圆柱齿轮传动的设计 一、选择材料及热处理 大小齿轮均用 45 钢，小齿轮调质 117 255 大齿轮正火260 217 二、确定许用应力 由 图 查 得li m 1 230F M P a ，li m 2 210F M P a ，li m 1 600H M P a ，li m 2 555H M P a 则， 根据机械设计 课本中 公式 l i m 1m i S （ 3 16 l i m 1m i N （ 3 代入公式可得 12 3 0 2 1 3 3 81 . 3 M P a 2 2 1 0 2 1 3 2 31 . 3 P a 1 6 0 0 1 1 6 0 01 P a 2 5 5 5 1 1 5 5 51 P a 取2P。 三、按接触疲劳强度设计 1、计算小齿轮的名义转矩 根据公式（ 3 9 5 5 0 1 0 6 8621 1 7 4 . 3 5T N m2、 取齿宽系数 3、 取载荷系数 K= 1） 初算小齿轮分度圆直径 由公式 31 2 1730d H （ 3 得 1d 3 21 . 3 8 6 2 1 . 8 1 1 2 8 . 5 50 . 5 5 6 5 1 . 8 （ 2） 确定齿数和模数 取1 35,Z 21 1 . 8 3 5 6 3Z 17 由公式 1 co sn （ 3 得 1 2 8 . 5 5 c o s 1 7 3 . 5 135 ， 取公式 a= 122 Z（ 3 得 中心距 a 3 . 5 3 5 6 3 1 7 9 . 32 c o s 1 7 取 a=180 由公式 12c o （ 3 得 3 . 5 3 5 6 3c o s 0 . 9 52 1 8 0 = （ 2） 计算主要几何尺寸 由公式（ 3 11 3 . 5 3 5 1 2 8 . 9 4 7c o s 0 . 9 5 22 3 . 5 6 3 2 3 2 . 1 0 5c o s 0 . 9 5 21 0 . 5 1 2 8 . 9 4 7 6 4 . 4 7 取2 65b 12 5 1 0 7 0 7 5 （ 4）按弯曲疲劳强度校核小齿轮 1 121900 F S F b m Z （ 3 由13335 4 0 . 8c o s 0 . 9 5V 查图得 18 故121 9 0 0 1 . 5 8 6 2 4 . 0 2 3 2 7 . 4 3 3 87 0 3 . 5 3 5F F P M P a 强度满足 。 速轴的设 计 一、选择轴的材料 选用调质处理的 45 钢 。 二、初步估算轴的直径 由公式 3 3 得 3m i n 1061 1 0 6 0 . 26 4 5 . 8 9d m m 取轴与联轴器连接的轴径为 63 三、轴的强度验算 1、齿轮上作用力的大小 转矩 T 公式 2000d （ 3 （ 3 （ 3 得 圆周力 2 22 0 0 0 2 0 0 0 2 6 2 5 . 5 7 2 2 6 2 3 . 4 92 3 2 . 1 1 径向力 22 2 2 6 2 3 . 4 9 2 0 8 3 6 7 . 6 6c o s 0 . 9 5 t g 轴向力 22 7 2 1 1 . 3 8 2、 求轴承的支反力 水平面上的支反力 2 2 2 6 2 3 . 4 9 1 1 3 1 1 . 7 522 N 19 垂直面上的支反力 222 652 1 0 7 9 0 . 8130 222 652 2 3 6 6 6 . 3 265 3、 画弯矩图 截面 C 处的弯矩为 水平面上的弯 矩 36 5 1 0 7 3 5 . 2 6 N m 垂直面上的弯矩 31 32226 5 1 0 7 0 1 . 46 5 1 0 1 5 3 8 . 3 22 N F N m 合成弯矩 2 2112 2221 0 1 6 . 1 51 8 7 4 . 6 4C C M N M N m 4、 画转矩图 2 6 2 5 T N m 5、 画计算弯矩图 因单向回转，视转矩为脉动循环， 10 0 ，则截面 C 处的当量弯矩为 6、 按弯扭合成应力校核轴的强度 322332 3 2 1 . 3 6 1 0 4 5 . 3 4 6 00 . 1 0 . 1 8 0v C v P 所以其强度足够 。 221122221 8 7 4 . 6 42 3 2 1 . 3 6v C T N T N m 20 T=m m 3弯距图 m m m m （ b）垂直 面受力和弯距图 (c) 合成弯距图 (a)水平面受力和弯距图 (d) 转矩图 (e) 计 算 弯 距图 21 速轴的设计 轴的设计包括结构设计和强度计算两部分 。 在进行轴的结构设计时考虑的因素有 : 1、轴的结构形状应满足使用要求，零件在轴上的定位要可靠，保证轴和轴上的零件有准确的相对工作位置 ； 2、轴的结构有利于提高轴的强度和刚度，力求受力情况合理，避免或减轻应力集中 ； 3、轴的加工 和装配工艺性好。 一、选择轴的材料 选用调质处理的 45 钢 。 二、估算轴的直径 由公式（ 3 33m i n 11061 1 0 4 9 . 31 1 7 4 . 3 5 m 三、轴的强度验算 1、齿轮上作用力的大小 转矩 T=公式 （ 3 3 3得 圆周力 1 12 0 0 0 2 0 0 0 8 6 2 . 0 1 1 3 3 6 9 . 9 81 2 8 . 9 4 7 径向力 11 1 3 3 6 9 . 9 8 2 0 5 1 2 2 . 3 9c o s 0 . 9 5 t g 轴向力 11 4 2 6 1 . 7 6 2、求轴的支反力 水平面上支反力 2 2 2 6 2 3 . 4 9 1 1 3 1 1 . 7 522 N 垂直面上支反力 111 642 6 0 0 8 . 4 5128 111 642 1 7 1 5 . 1 5128 22 3、画弯矩图 截面 C 处的弯矩为 水平面上的弯矩 36 4 1 0 4 2 7 . 8 4 N m 垂直 面上的弯矩 31 32216 4 1 0 3 8 4 . 56 5 1 0 1 1 1 . 7 92 N F N m 合成弯矩 2 2112 2225 7 5 . 2 34 4 2 . 2C C M N M N m 4、 画转矩图 8 6 2 T N m 5、 画计算弯矩图 因单向回转，视转矩为脉动循环， 10 0 ，则截面 C 处的 当量弯矩为 6、 按弯扭合成应力校核轴的强度 322338 9 1 . 0 3 1 0 4 . 1 6 6 00 . 1 0 . 1 1 2 8 . 9 4 7v C v P 所以其强度足够。 221122227 7 3 . 5 66 8 0 . 5v C T N T N m 23 T=m m m 2tF(d) 转矩图 (e) 计 算 弯 距图 (a)水平面受力和弯距图 (b 垂直面受力和弯距图 (c) 合成弯距图 24 的强度校核 压溃和磨损是键连接的两种主要失效形式，通常只进行键连接的挤压强度计算。 即 2/（ 3 式中： p 键 连 接 工 作 表 面 的 挤 压 应 力； T 转距 ； d 轴的直径 ； l 键的接触长度 ； k 键与轮毂的接触高度 。 大齿轮：p32 1 5 6 7 . 2 9 1 0 1 3 9 . 9 48 0 5 6 5 M P a 150p M P a低速轴： 32 1 5 6 7 . 2 9 1 0 1 3 8 . 2 1 1 5 06 3 8 0 4 . 5 P a M P a 齿轮轴： 32 8 6 2 . 0 1 1 0 1 3 6 . 8 3 1 5 05 0 6 3 4 M P a 所以强度足够 。 速器 附件设计 1、 窥视孔和视孔盖 窥视孔应设在箱盖顶部能够看到齿轮啮合区的位置，其大小以手能伸入箱体进行检查操作为宜。 窥视孔处应设计凸台以便加工。视孔盖可用螺钉紧固在凸台上，并应考虑密封。 2、通气器 通气器设置在箱盖顶部或视孔盖 上。较完善的通气器内部制成一定曲路，并设置金属网。 25 选择通气器的类型时应考虑其对环境的适应性，其规格尺寸应与减速器大小相适应。 3、油面指示器 油面指示器应设置在便于观察且油面较稳定的部位，如低速轴附近。 油标尺的结构简单，在减速器中常采用。油标尺上有表示最高及最低油面的刻度线。 油标尺安装位置不能太低，以避免油溢出油标尺座孔。 4、放油孔和螺塞 放油孔应设置在油池的最低处，平时用螺塞堵住。放油孔不能高于油池底面，以避免油排不净。 5、起吊装置 箱盖可安装箱盖吊耳，可根据起重量选择。 6、定位销 常采用圆锥销做定位销。两定位销间的距离越远越可靠，因此，通常将其设置在箱体连接凸缘的对角处，并应作非对成布置。 7、起盖螺钉 起盖螺钉设置在箱盖联接凸缘上，其螺纹有效长度应大于箱盖凸缘厚度。 速齿轮箱的简单设计 一、选择齿轮材料，确定许用应力 大小齿轮均选用 20渗碳淬火，硬度 56 62弯曲疲劳极限应力30F M P a ，接触疲劳极限应力li m 1500H M P a 。 二、按轮齿弯曲疲劳强度设计 由公式 13 211 2 . 4 （ 3 l i mm i 0 2 1 5 3 81 . 6F S M P 2、计算小齿轮的名义转矩 26 9 5 5 0 1 0 69 5 5 0 2 5 9 . 5 63900 3、选取载荷系数 K 因是斜齿轮传动，且加工精度为 7 级精度。故 K 可取小些。取 K= 4、初步选定齿轮参数 1 2 1 22 9 , 1 . 7 2 9 4 9 . 3 , 4 9Z Z i Z Z 取，490 . 4 , 2 0 , 1 . 6 8 929d u 。 5、确定复合齿形系数329 3 4 . 9c o s c o s 2 0V ，由图查得1 。 故1 33 2211 . 3 2 5 9 . 5 6 4 . 0 81 2 . 4 1 2 . 4 2 . 4 40 . 4 2 9 5 3 8d F 取标准模数 中心距 12 3 2 9 4 9 1 2 4 . 5 , 1 3 02 c o s 2 c o s 2 0 Za a m m 为 便 于 箱 体 加 工 和 校 核 ， 取则 12 3 2 9 4 9c o s 0 . 92 2 1 3 0 6、计算几何尺寸 11 3 2 9 9 6 . 6 6 6c o s c o s 2 1 . 7 8m m 22 3 4 9 1 6 3 . 3 3 3c o s c o s 2 1 . 7 8m m 21 0 . 4 9 6 . 6 6 6 3 8 . 6 ,取2 40b 12 5 1 0 4 5 5 0 ， 取 1 45b 三、校核齿面的接触强度 12211109H E H d u （ 3 取 1 8 9 P a则 27 21 . 3 2 5 9 . 5 6 1 . 6 8 9 11 0 9 1 8 9 . 8 7 8 4 . 34 0 9 6 . 6 6 6 1 . 6 8 9H 齿面许用接触应力l i mm i 1 1 1 5 41 . 3 N Z M P 因为 ,H 故接触疲劳强度足够。 矩转速传感器的选择 在被试的变速器输出轴和输入轴处，装有扭矩转速测量装置，以测量输入扭矩、转速和输 出扭矩、转速。本试验台选用 列扭矩传感器，它是将被测变速器的输入轴或输出轴的转速和扭矩，通过传感器转变为电信号送入转速仪，由仪器直接显示出数字来。 发动机输出轴后，选用 1000压泵前也选用1000速箱输出轴后选用 5000 动机构设计 传动机构要求传递发动机的最大输出转矩，并允许变速器输 出轴与测功机输入轴有一定的相对安装误差。本试验台采用联轴套，分别在发动机、传感器、被测变速箱、升速齿轮箱和液压变量泵之间连接。 28 第四章 试验台性能匹配 本试验台所涉及的性能匹配是指变速箱和负载设备的匹配。 功机用途及使用范围 电涡流测功器是目前国内先进的加载测功设备，尤其在中小功率以及微小功率的动力机械加载测功试验中，各动力机械的低速及高速加载测功试验方面，相对其它类型测功加载设备而言，在性能、价格、可靠性、维护难易程度等方面都有比较明显的优势。尤其在低速机械及微小功率机械 的加载测功方面，则更是其它方法无可比拟的。 针对中小型内燃发动机的输出特性特别设计的。 具有结构简单、转动惯量小、许容转速高、使用寿命长、维护方便以及控制操作简便、测功区域宽广、摆动阻力小、重复性好的特点，非常适合各种中小型内燃发动机及其零部件、变速变矩器等的动力性能及不同工况的测试。 其 主要特点 1、结构简单，操作维护方便； 2、制动力矩大，测试精度高，工作稳定； 3、转动惯量小，动态响应速度快； 4、与测控系统配套，可实现自动化操作 。 本试验台选取 电涡流测功机 ，其工作参数如下 吸收功率： 300定扭矩： 1600N m 额定扭矩下的转速： 20002800r/ 最高使用转速： 5000r/29 功机 结构及原理 电涡流测功机主 要由旋转部分（感应盘）、摆动部分（电枢和励磁部分）、测力部分和校正部分组成。 感应盘形状犹如直齿轮，产生涡流地方在冷却壁上。励磁绕组通上直流电后，则围绕励磁绕组产生一个闭合磁通。当感应盘被原动机带动旋转时，气隙磁密随感应盘的旋转而发生周期性变化，在冷却室表面及一定深度范围内将产生涡流电势，并产生涡流，该涡流所形成的磁场又与气隙磁场相互作用，就产生了制动转矩。该转矩通过外环及传力臂传至测力装置上，由力传感器将力的大小转换成电信号输出，从而达到测转矩的目的。在转速测量上，采用非接触式的磁电式转速传感器，将转速信 号转换成电信号输出。 功机 工作特性 负载设备一涡流测功机的工作特性曲线指的是涡流测功机的吸收功率和扭矩随励磁电流及转速变化的特性。先分析吸收功率随转速和电流变化的曲线。 由图 4以看出，当励磁电流和转速增加时，测功机的吸收功率也随着增加但是当励磁电流达到一定值时，由于磁路达到饱和，励磁电流不能继续增加而保持恒定。此时，继续增加转速，测功机的吸收功率随转速变化的增加变化很小，几乎表现为恒定。这个转速范围和所对应的功率即为涡流测功机的额定转速和额定功率。在没有励磁电流的情况下，涡流测功机的特 性曲线相当于测功机的机械损耗特性曲线，在这一曲线的下方是不能进行有效测试的。 图 4电涡流测功机的扭矩特性曲线。随着转速的增加，测功机所能承受的扭矩也在增加，开始时增长速率较快，后来渐趋平缓，当转速达到额定转速的最低值时扭矩达到最大值，扭矩达到最大值；在额定转速范围内，由于吸收功率的恒定，所以扭矩随着转速的增加而减小。在没有励磁电流的情况下，测功机的扭矩特性曲线下方也是机械损耗曲线，与功率特性曲线的下方相对应。 30 1 一励磁电流恒定时功率曲线 2励磁电流增大时功率曲线 3 一励磁电流为零时功率曲线 图 4率转速 变化曲线图 图 4矩特性曲线图 31 试验台的匹配原则 变速箱输出的扭矩和转速必须在测功机的扭矩和转速曲线范围之内。 变速箱的输出扭矩和转速如下表 表 4挡的扭矩和转速 一挡 二挡 三挡 四挡 五挡 六挡 倒挡一 倒挡二 速器经升速器升速减扭后的输出扭矩和转速如下表 表 4挡经升速后的扭矩和转速 一挡 二挡 三挡 四挡 五挡 六挡 倒挡一 倒挡二 728 0 由上面的分析可以看出，测功机和变速器都是以扭矩和转速作最主要的指标来标定的。但是在选择测功机时，不能单纯的认为测功机的扭矩和转速比变速器的输出扭矩和转速大就可以进行有效的测试，并以此为依据来选择。从测功机和变速器的工作特性曲线可以看到， 发动机 所能发出的功率和测功机所能吸收的功率都是相对于某一个特定的转速范围而言。但是功率的比较应该以相同的转速为必要条件。 发动机 的额定转速一般为 2000r/右，而测功机的转速可以为几千转每分钟甚至几万转每分钟，所以它们的额定功率不能简单的进行大小的比较。同样它们的扭矩也不能进行类似的大小的比较。 扭 矩 /T 速 /n r/ 矩 /T 速 /n r/32 测功机的选型必须要使它的功率特性曲线和扭矩特性曲线包容变速器输出的特性曲线，也就是必须要使负载设备和变速器相匹配。但是变速器在低转速范围有较大扭矩，而电涡流测功机不落在电涡流测功机的特性曲线范围之内，那么就不能配套使用。 如果变速器输出的最大功率没有超出电涡流测功机的可吸收功率，那么就可以采用下述方法调整驱变速器输出的工作曲线，使之落在负载设备的工作曲线范围之内，使得涡流测功机的扭矩特性可以和变速器的扭矩相匹配： 1适当提 高变速器输出的转速。这可以通过在变速器和被试件间加升速器来实现 ； 2选取低速时扭矩特性好的涡流测功机。这样在低转速时，涡流测功机可以迅速提供被试件所要求的负载。 小结：本章分析了试验台的工作原理，并分析得出了变速器和吸功设备的匹配原则： 1必须要使吸功设备的功率特性曲线和扭矩特性曲线包容变速器输出的对应特性曲线 ； 2如果变速器输出的工作特性曲线就不能落在吸功设备的特性曲线范围之内，那么就要设法调整驱动设备的特性曲线，以保证变速器输出的特性曲线落在吸功设备的特性曲线之内。 33 第五章 结 论 本论文在对变速器本身进行了详尽的分析后，剖析了试验 台的三个工作原理，进行了总体的结构设计和匹配， 着重在机械硬件方面去分析研究开放式变速器系统综合试验台的主要结构、特点及工作原理 。 变速器 开式 试验台主要分三个部分 :动力源、试验区 和负载区。 动力源取东方红 验区为液压无级变速箱，负载区由测功机进行制动。 为达到试验台的测试和试验要求，要选取扭矩转速传感器、油耗仪、联轴器、联轴套和测功机等等 。试验台总体方案确定后，开始对每一个部件进行设计或者选择布置。 每一个部分的设计都需要精心的 考虑安排，每一 个部件的设计都需要大量的资料收集和调研。比如，升速器的设计，要考虑到测功机与发动机的匹配，因此对测功机的选型有严格的要求 ；同时还要考虑到轴的定位和轴承盖的密封 。 通过对升速器的设计，得到了变速器和测功机的匹配原则，对试车辆与动力工程学院毕业设计说明书 1 板弹簧 钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧和抗侧倾杆都是由钢结构制成的。 片弹簧 钢板弹簧可分为纵向和横向式两种。纵置式钢板弹簧仅用于刚性轴之上，大多数用于商业车和挂车。图 要比较了先前常用的多片钢板弹簧和现代抛物线式弹簧的重量。图 要展示了不同的弹簧设计和优点。由于成本和重量的因素，仅由单层钢板组成的弹簧，即单片弹簧，主要适用于日益增加的客车和轻型货车；图 示了安装在大蓬货车驱动桥后桥上的弹簧。 相反，横向的钢板弹簧能在轴的两侧提供弹簧力； 以前，他们主要用于轿车上的独立悬架。 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 2 a 常规 的 多层 钢 板 弹 簧 是 削减 为阶梯 层数 ： 14 分层 ; 高度 ： 140 毫米 重量： 122 公 斤 b 改善的多层板簧 是压缩 的层数和塑料分层堆积 在 9 层数之间 ； 高度127 毫米 ； 重量 :： 94 公斤 c 抛物 线式弹簧是 以 压缩 的层数 (长度 1200 毫米 ) 和 塑料层 组成的；高度： 64 毫米；重量： 61 公斤 图 同样的数据 以同样数据衡量比较三 种 不同商用车后方 弹簧 , 由 可比 执行 ; 两孔之间距 离 1650L ，弹簧 率00 和 载重 33N, 然而 ,设计是不同的 （参看参考书 2的 分）。 旋弹簧 在整个车轮运动过程中 ,曲线式螺旋弹簧主要用于轿车的前桥和后桥上(图 如果必要的话 ,某种程度的前进可以采用不同形式的锥形弹簧实现。图 示了它们合适的条件，（参看参考书 2的 分）。 杆弹簧 由钢制的圆柱形扭杆弹簧主要来缓冲车身的震动 (参看 分 )。为了改善运动弹性 ,U 形支架是经对接焊成，易于适用于悬架连杆上。图 示了装配图中扭杆。 和辅助弹簧 缓冲块、限位挡块和辅助弹簧是有区别的零部件。图 示了缓冲快限制了车轮在软性和中性弹簧上的震动。除了一些例外，缓冲块主要铸造在减振器或麦弗逊式滑柱上和柱式减振器。在有拉应力的情况下，减振器的弹性部分和弹性快，聚氨基甲酸乙酯或液压式缓冲块全都屈挠（参看参考书 5的图 分）。 挡位块 限制了跳动量；在很短路径内，它们吸收了巨大的应力。橡胶挡位块用于减振器的调节（图 它们位于螺旋弹簧内或被安装于桥壳里（者当弹簧处于极限位置时，它开始接触它。 相对这些平伸的、硬性的挡块，辅助或是额外增加的弹簧是比较长的，车辆与动力工程学院毕业设计说明书 3 但表现的硬性很低。如图 示有一个很有用途的曲线且能吸收巨大的力量，当被完全压缩时。它们由橡胶或聚氨基甲酸乙酯构成。橡胶块内的空气泡能使减振器压缩至 77，而直径却增加了 35。像压缩快一样，它们能吸收 7力（ 图 差不多任何曲线弹簧可由一个钢制的弹簧套和一个渐进式辅助弹簧完成（图 图 助弹簧由 司生产和福特公司按照实物外形做的。它们是由聚氨基甲酸乙酯橡胶做成的，在大气温度冷却到零下 40 摄氏度时，任然保持灵活性。弹簧拱度可在最低区域看到，保证了软性接触和弹簧率。螺旋弹簧在最上端保持了很大的张紧力。 杆弹簧 扭杆弹簧作用是在转向时减少车身的摇摆倾斜，且根据不足和过渡转向特性来影响其侧偏 特性，以增加行驶安全和舒适性。在纵置式弹簧中， 1 在支撑体 L 上，在转动时，扭杆仍保持静止。对减少侧偏很重要，它与轮轴也是密切相关的。 在相互弹 簧作用下， 抗侧倾率,对 减少 摆动 倾向是重要 的； 对 独立 悬架说，它 与 轴上 的两个轮子相关 ,既 轮子联接 G 到独立连杆的 连接处 T 或 是 刚性轨率 , 其弹簧 率 , 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 4 与轮胎的中心有关 , 成为 , 2, s bi a或者b 图 侧倾杆随着 1 处的中心 L 可转移 增加独立连杆处的力可 使s bi a 的 值 增 加 一 倍在图 下悬式扭杆仅用于麦弗逊式悬架 图 示了正规扭杆的构造和不同的安装方式。除了本身的倾斜，扭杆对侧偏特性产生很大的影响。以下原则将被采用： 前桥上的扭杆促使不足转向易产生，但会改善小路上的车况。 后桥的高温定性意味着前驱车易于中性转向，而后驱车过足转向更易于发生。 然而抗侧倾杆也有缺陷，弹簧 率,轮子增量 有更大的 关系 , 并且有弹性零件 可以 被拉紧在各种各样 位置（图 的12,L T 的 17和 19 ） ,弹 簧 反应 量越小 ,当车在坎坷的路 上行驶 ; 此外 , 引擎在它的架置开始振动 (特别是在前轮驱动车上 )开始 恶化 ,当车行 驶在 一条 坑洼不平的道 路 。 振器 车在运动时，处于不断的振动过程中，考虑到行驶安全和舒适性，故需要减振器。这些目的产生了部分冲突，因为一个紧凑的悬架会阻止轮子跳动，车辆与动力工程学院毕业设计说明书 5 因此有一些路面接触是难免的。然而一个软性的悬架却能减少车身振动，因此会见少加速时对乘客产生的不良的作用。阻尼力的确立很难，依据车况和负荷，因此汽车制造商往往在平均载荷（ 2 人和 75 公斤重的行李）如同平常的路面一样上使车运行作为车的使
- 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。
川公网安备: 51019002004831号