汽车驱动桥试验台的设计

1、本科学生毕业设计汽车驱动桥试验台的设计系部名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程B07-2班学生姓名：张立磊指导教师：纪峻岭职称：副教授黑龙江工程学院二O年六月TheGraduationDesignforBachelorsDegreeTheGraduationDesignforBachelorsDegreeDesignofAutomobileDrivingAxleTest-BedCandidate：ZhangLileiSpecialty：VehicleEngineeringClass：B07-2Supervisor：AssociateProf.JiJunlingHeilongjiangIn

2、stituteofTechnology2011-06Harbin c）FtFhFh(d)ec）FtFhFh(d)e）(f)T图3.5齿轮z轴强度计算5X=l,Y=0,fp查表取1.2P二1.2x1x18340二22008Nb）计算所需的径向力额定动载荷值e=3（球轴承）(60nLhlC=(60nLhlC=ftI106h丿22008=x160 x1300 x104)1063二2.03x105N3.23)c）选择轴承型号查有关轴承手册，根据d=85mm，选取6017轴承，油润滑。基本额定动载荷r=50.8KN，极限转速n=5600r/mim。max本章小结本章中系统的进行了传动系统中最重要的主要两

3、个部件进行了设计，即齿轮箱A和齿轮箱B的设计，包括电机的选择和各齿轮各轴、轴承的设计，设计时注意功率和扭矩的差异，并要合理的空间结构。第4章加载机构设计4.1加载小电机功率计算加载小电机的扭矩通过齿轮传动、蜗杆传动及带传动传递到加载大齿轮上，传递扭矩的同时，也存在着传递能量的损失，这些损失我们可以根据传递效率的大小及加载所需功率的多少来计算，具体如下：由于为了及时准确地观察加载扭矩值，所以加载速度不能太高，可以选择n22KTu+1d3：-139ub=3p“3x5x103x沁x2.5x1898)2.5522.5丿2=229mm4.2)j）确定齿轮参数,dm,dm=1z1=21.9=0.91mm2

4、4取模数m=1,d=mz=lx24=24mm,d=mz=lx60=60mm,1122B=申d=lx24=24mmbl校核齿根弯曲疲劳强度a)由表查得齿形系数和应力修正系数为：Y二2.65,Y二1.58Y二2.28,FalSalFa2Y二1.73。Sa2b)由应力循环次数查图表的弯曲疲劳寿命系数K二0.90,K二0.95。FN1FN2c)由图表查得两齿轮的弯曲疲劳强度极限分别为b=500MPa，FE1b=380MPa。FE1d)计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S=1.4d)e)计算圆周力b=F1be)计算圆周力b=F1b=F1KbFN1FE1SKbFN1FE1S.9x500=321.43

5、MPa1.40.95x3801.4二257.86MPa2T2x2T2x3.5x1031d124291.67Nf)计算轮齿齿根弯曲应力。由式得空YYBmFa1Sa1bf)计算轮齿齿根弯曲应力。由式得空YYBmFa1Sa1b二KFtYYF2BmFa2Sa2bF11.3x291.67丄x2.65X1.58二22.05MPa321.43MPa24x31.33291.67x2.28X1.73二20.77MPaKTm2dKT12/500,zL2H=1.1x328125x500丫I50 x160丿沁1409.91mm4.5)查表得，模数m=5mm，直径系数q=10。分度圆直径d1=50（5）计算主要尺寸涡轮

6、分度圆直径蜗杆导程角中心距d=zm=50 x5=250mm22z1r=arctan亠=arctan=5.71q10a=m(q+z2)=20+50)=150mm4.2.3、V带的设计与计算小带轮Z转速n=24rpm512.5x50输入功率P=1.1KW(1)p=KP=1.1x1.1=1.21查的K=1.1cAA2）选用普通V带型号根据P=1.21KW,n=24rpm，位于A型B型交界，按B型选用。c13)取d=140mm1d=2xd(1)=2x140(10.2)=224mm21（4）验算；Kdnv=-160 x100060 x1000140 x24=17.58m/s在525m/s范围内，合适。（

7、5）初选选取中心距a=1.5(d+d)=1.5x(140+224)=546mm012取a=550，符合0.7(d+d)YaY2(d+d)01K(dd)2=2a+(d+d)+2+-02124a0=2x550+a。十224加+(224一I2mm4x550=1674.69查表B型选用1600mm，计算实际中心距LLaua+0022=(546+16001674.69)mmu509mm2验算最小带轮包角a1dd224140a=180。-1_2x57.3。=180。x57.3。=170.54。A120。1a509求V带根数zn=24rpmd1，1_pzc(p+AP)KK00al=140mm，得P0=0.5

8、9由式得传动比；d2由式得传动比；I=2=2d(1-8)1AP二0.13Kw0a=170.54，K=0.98，K=0.991al得；1.1Z-(0.59+0.13)x0.98x0.99-1耳取z=2根4.2.4加载齿轮设计与计算（1）选择齿轮传动精度等级、材料及齿数a）由于工作条件及噪声影响取9级精度。b）齿轮材料均为20CrMnTi，渗碳淬火，a=1100。bc）初选小齿轮齿数z=24、z=24x2=48。12（2）按齿面接触疲劳强度设计由设计计算式进行试算il2KTu+1d3-1申ub24.1)a）根据工作条件，选取载荷系数K=1.3b）计算小齿轮传递的转矩T=580 x0.5=2.9x1

9、05Nmm1c)选取齿宽系数9=0.5bd）由表查得材料的弹性影响系数z=189.8MPa，标准齿轮z=2.5EHe）有图按齿面硬度查的齿轮的接触疲劳强度极限a750MPa，Hlim1二0二0.94HN2h）计算接触疲劳许用应力取失效率为1%,安全系数S=1,有式得b_H1b_H2b_750MPa。Hlim1f）计算硬力循环次数N1_6叫Lh_60 x3000 x1x1000_1-8x108N二1.8x10s/2.5二7.2x1072g）有图表查得接触疲劳寿命系数K_0.94;KHN1_0.94x750_705MPaK_0.94x750_705MPaHN1_Hlim1SKbHN2_Hlim2_

10、0.94x750_705MPaSi)计算小齿轮分度圆直径d,代入b中较小值d1_2x1.3x2.9x1032+1(2.5X189.8705丿2=7678mm4.2)j）确定齿轮参数,dm=1=z1警=3.20mm取模数取模数m=4，d=mz=4x24=96mm,11d=mz=4x48=192mm22B=9d=0.5x24=12mmb13）校核齿根弯曲疲劳强度a）由表查得齿形系数和应力修正系数为：Y_2.65,Fa1Y二1.58YSa12.33，Fa2Y二1.69。Sa2b）由应力循环次数查图表的弯曲疲劳寿命系数K二0.92,KFN1二0.93。FN2c）由图表查得两齿轮的弯曲疲劳强度极限分别为

11、b_850MPa，FE1b_850MPa。FE1d)计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式得b二F1b二F1Kb0.92x850fnifei二二558.57MPaS1.4Kb0.93x850fnifei二二564.64MPaS1.4e)计算圆周力96f)计算轮齿齿根弯曲应力。由式得bF1KF96f)计算轮齿齿根弯曲应力。由式得bF1KF1.3x6.04x103二Y二-x2.65x1.58二171.23MPa558.57MPaBmFa1Sa148x44.3)2T2x2.9x1051二二6.04x103Nd1b=空YY=1.336.04-103-2.33x1.69=161.03M

12、Pa564.64MPa(4.4)F2BmFa2Sa248x4因此齿根弯曲强度足够。齿轮几何参数计算d=mz=4x24=96mm11d=mz=4x48=192mm22d=d+2h二d+2hm二104mma11a1ad=d2h=d2(h+c)m=86mmf11f1ad=d+2h=d+2hm=200mma22a2ad=d2h=d2(h+c)m=182mmf22f2a本章小结本章中主要设计了两个部分，一个是减速部分，起减速增扭作用，另一个是加载器。减速机构为一对齿轮和一对蜗轮蜗杆组成，加载器为齿轮加载式加载器，根据设计的传动比设计出结构出来。结论本次设计主要是通过了解国内外汽车驱动桥性能试验台的发展概

13、况，以及节能的观点下，采用闭式试验台。通过方案论证，采用功率损失最小的传动系统结构。此试验台传动机构利用机械闭式功率流原理，在事先给系统加载的情况下，选择小的驱动电机即可完成机械效率的测定以及用时较长的疲劳寿命和润滑等的试验。本次设计主要进行了以下几方面的内容：（1）通过计算研究，各结构闭式试验台功率损失也一样，根据计算选出功率损失最少的结果，并设计。（2）根据所需参数，选择驱动电机，并设计传动机构各部分，计算、校核两个齿轮箱各参数。（3）选出加载用的小电机，并确定出所需传动比，根据传动比设计减速机构和加载器，并计算各参数。本次设计的创新之处在于解决了开式试验台功耗大、耗电多的缺点，虽然结构麻

14、烦一点，占用空间大一点，但是对于长期，频繁进行驱动桥试验的机构来说还是很大的节省。但是由于参考资料有限各项参数也不全并且受理论知识和实践调研的限制，此驱动桥性能试验台传动机构的设计仍有一些不足之处，比如整个试验台传动机构需要有一个冷却系统来对试验台进行冷却，且冷却液温度的变化要控制在一个很小的范围之内，并且由于本此设计只是对试验台传动机构进行了理论上的参数和结构设计，在实际应用中肯定还会存在一些问题，这些问题都还需要我通过更深入的学习和研究，积累丰富的理论知识和实践经验后加以解决和完善。参考文献张利平.测功机原理M.北京：化学工业出版社，2005黄纬纲，王旭永，王显正等汽车驱动桥实验装置的研发

15、J上海交通大学学报，1998,(12)付百学汽车试验学M.北京；机械工业出版社，2008冯晋祥机械设计M.北京：人民交通出版社，汽车工程手册编委会汽车工程手册M.北京：人民交通出版社，2001黄声显汽车试验与检测技术M.北京：人民交通出版社，2005谢金元闭式功率流驱动桥试验台的研究M.北京；机械工业出版社，2006(4).国家标准局.噪声检测标准(GB/T1946T997),1997.陈家瑞汽车构造M.人民交通出版社，1994.余志生主编.汽车理论M.机械工业出版社，1989.竺延年主编.最新车桥设计、制造、质量检测及国内外标准实用手册M.中国知识出版社,2005.付百学等汽车试验技术M.北

16、京：北京理工大学.2007何耀华汽车试验学M.北京：人民交通出版社.2005.刘惟信.机械可靠性设计M.北京：清华大学出版社，1996.刘惟信.汽车车桥设计M.北京：清华大学出版社，2004.王植槐.汽车制造检测技术M.北京：北京理工大学出版社，2000方锡邦汽车检测设技术与设备M.北京：人民交通出版社.2005陈家瑞汽车构造M.北京：机械工业出版社.2003刘维信汽车车桥设计M.北京：清华大学出版社.2004.Reimpell.J，StollH.TheAutomotiveChassis:EngineeringPrinciples.Warrendale，PA15096，USA，SAE，1996

17、孙志礼陈良玉编著实用机械可靠性设计理论及方法M.北京：北京科学出版社，2003机械设计手册编委会机械设计手册第二卷M.北京：机械工业出版社.1998.LechnerG，NaunheimerH.AutomotiveTransmissions:Fundamentals,Selection,DesignandApplication.Berlin:Spring,1999.汽车工程手册编写组汽车工程手册M.北京：人民交通出版社，2001.陈焕江.汽车检测及诊断（上）（下）M.北京：机械工业出版社，2002QC/T533.1999，汽车驱动桥台架试验方法S,1999QC/T534.1999，汽车驱动桥台架

18、试验评价指标S,1999致谢本设计自始至终都是在导师纪峻岭关心和指导下完成的，从毕业的选题、资料收集、图纸的绘制到完成无不凝结了指导老师辛勤的汗水。导师严谨的治学态度、渊博的学识、诲人不倦的奉献和求实肯干的钻研精神，使我在设计工作中受益匪浅；导师为人师表的言行及给我的关怀，令我终生难忘。我在学习和设计工作中的点滴进步，无不凝聚着导师的心血，至此设计完成之际，首先向导师致以最崇高的敬意和诚挚的感谢。此外，在进行设计的三个多月时间里，感谢汽车系的几位老师为我的设计工作的顺利进行给予的学术指导。感谢武中锋同学、张会金和李景泉同学等全体同学的大力支持和热心帮助，与他们的融洽相处使我的求学生活充满乐趣、

19、终生难忘。感谢四年来同寝室的朋友、同学在生活中的关心与照顾，感谢所有曾给予我无私帮助的老师和同学们。由于本人水平有限，时间仓促，本设计难免存在错误与不足之处，希望各位领导老师和同学给予批评指正。Carsdrivetransmissionintheendofitsbasicfunctionisincreasedbythetransmissionshaftordirectlybythetorque,cametothetorquedistributiontoleftandrightdrivewheels,drivethecar.Driveaxleassemblyqualityaffectsthequ

20、ality,andautomotivetestistoensureproductperformance,improveproductqualityandmarketcompetition.Thiscarwilldriveassemblyoffatiguelifetestresearchandanalysisonthekeytechnology.Itfirstlyintroducestheconceptofautomotivetesttechnology,developmentofautomobiletesttechnology,autodrivetheimportantsignificance

21、offatiguelifeofmaindetectionmethods.Thenthedriveassemblystructureandperformanceofthegeardriveandtheanalysis,thisisthefoundationoftestdrive.Thenthecardriveaxleoffatigueinvalidationformsandcommonreasonsformainreducer,gearfailuremechanism,thispaperdiscussestheapplicationofgminafatiguedamagecumulativeth

22、eory,thispaperputsforwardtodriveaxleoffatiguelifeestimationmethod.Basedonthestructureandmechanicalpartsdriveaxleoffatigue,combinedwiththeautomobileindustrytheoryofnationalstandardsathomeandabroad,someautopartsfactory,theenterprisestandardtodrivetheassembly,testwerediscussed,andthestandardofthetestbe

23、nch.Basedonthetestdriveaxleassemblyopenandclosedtwobasicelectricity,determinetheschemeadoptsacfrequencyfeedbackloadingexperimentsystemsolutions.Finally,thetestdriveaxleassemblylayoutandstructure,andtotheprincipleoftestdriverandloadingsystemdesignmethodisdiscussed,andthecontrolsoftwareisalsobrieflyin

24、troduced,finallyintroducesworkflowdesignschemeandtest.Reliabilityofdrivingaxleinfluencesthereliabilit、，ofvehicledirectlyDuringvehiclerunning，theroadconditionsarevariable，especiallywhenvehiclerunsonroughroadappendeddynamiclpadcausedbyvehiclevibrationandimpactofcollisioncausedbyroughroadmakedrivingaxl

25、esloadstobecomecomplexThedrivingaxlesworkingconditionisroughHouseofdrivingaxel，mainreducinggearetcmustworkreliablViIlthespecifiedeffectivelifeuntilthevehicleisscrapedCurrentlysafetyfactormethodisadoptedinthedesignofdrivingaxleThemethodcannotsolvecoordinationbetweenlightweightandstrengthrequirementSo

26、variablemethodsbeingusedindesignandmanufacturetoanalyzereliabilityandforecastlifeperiodwillbeindispensabilityinreliabilitydesignofdrivingaxlePrecisionofReliabilityandlifeanalysisisrestrictedbecauseofmanyinfectionfactorsProblemsofdesigncannotbesolvedcompletelySonotonlythemaincomponentsofdrivingaxlewi

27、llbetestedonlifetestingbenchbutalsothewholedrivingaxlesreliabilitymustbecheckedTheauthordevelopsrollwheelprojectiondrivingaxlefatiguereliabili“testbedThetest-bedcantestthewholedrivingaxleInchapter2，accordingtothefatiguepropertyandfatiguedamageaccumulationofmaterialandcomponentthedissertationanalyses

28、theproceedingofcomponentsfatiguelifepredictionandgivesanengineeringmethodoffatiguelifepredictionusingfatigueamageaccumulationtheoryThemethodCallbeusedinvaryinglpadpropertiesThedissertationalsodeducesthestresslifemodelandthestrainlifepredictionmodelwhichcanbeusedtoequiamplitudeloadingvariableamplitud

29、eloadingandrandomloadingInchapter3，thedissertationanalysesthecomponentsofdrivingaxlesreliabilitysolvingmethodusingstressstrengthinterferencemodelanddynamicstressstrengthinterferencemodelunderequiamplitudeloadingvariableamplitudelpadingandrandomloadingInchapter4thedissertationgivesthedesignideaofrollwheelprojectiondrivingaxlefatiguereliabili“test-bedThedissertationalsointroducesoptimumcombinationofmotioninertiasimulationandoptimalconfirmationofrunningresistancesimulation，andthetestsystemskinematicsmodelanditsfeatureInchapter5，accordingtoroadproperty,thedissertationdiscussestheprincipleofsimu