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（全套CAD）汽車變速器性能試驗臺的設計

時間，加快試驗進度。此外還有結構簡單，控制方便和便于進行變負荷試驗等優點。缺點試驗功率不能循環，能量不能反饋，而是全變為熱能散失掉了，所以耗電量大，不適用于進行大噸位車輛的變速器試驗。.閉式試驗臺所謂閉式是對功率或能量封閉循環而言，按此意義閉式試驗臺又可分為兩類機械封閉式和電封閉式。電封閉式電封閉式試驗臺的機械裝置與開式試驗臺相同，但其負載必須是電機或者發電機，所發電流通過控制系統反饋到驅動電機或輸入電網，以便達到能量循環的目的。因此，電封閉式試驗臺耗能少，適用于大噸位車輛的變速器試驗。但是，電封閉試驗臺的缺點是操縱控制系統結構復雜，造價高。機械封閉式試驗臺機械封閉式試驗臺，是目前為止國內汽車變速器驅動橋齒輪試驗中應用最多的試驗臺，其結構形式和加載方式有多種方案。介紹如下盡管機械封閉式變速器疲勞試驗臺都是由兩個輔助齒輪箱兩個變速器通過傳動軸和聯軸器連接而成的，但因其布置方案不同，可以分為如下三種布置方式的機械封閉式試驗臺，方案是兩個變速器并聯兩種方案是兩個變速器串聯的。三種方案各有特點，下面對它們進行論述方案的特點是兩個輔助齒輪箱的受力情況不同，與變速器第軸相連的輔助齒輪箱承受的扭矩小，但轉速高。與變速器第二軸連接的輔助齒輪箱承受的扭矩大但轉速低，這種方案的優點是可以使輔助齒輪箱的速比不等于，即讓陪試變速器的扭矩低于被試變速器的扭矩，從而可以大大提高被試變速器的壽命。但因此也會使試驗臺的震動和噪聲加大，這也是不利的。方案和相比較，因為方案是輔助齒輪箱與兩個變速器的第軸相連，所以受力較小，因而輔助齒輪箱及其內部的零件可以尺寸較小，但是這種方案因為輔助齒輪箱和與其相聯的傳動軸轉速較高，所以試驗臺的噪聲和振動較大。與之相反，方案的兩個輔助齒輪箱受力雖大但轉速較低尤其是在試驗低速擋時，所以在試驗中噪聲小，振動輕。因此，可將試驗轉速提高，加快試驗進度，只要輔助齒輪箱的設計尺寸加大，使其有足夠的使用壽命，方案也是可取的。.電動機.輔助齒輪箱.被試變速器.陪式變速器兩個變速器不同軸布置兩變速器同軸相對布置兩變速器同軸相反布置圖.機械封閉式變速器試驗臺傳動機構三種布置方案示意圖但是方案也有個不足之處，從上圖可以看出驅動電機與被試變速器同處在個軸上，由于變速器的轉速較高，電機很難達到變速器各種工況下的轉速要求，為此，將方案的電機驅動部位移到另外個回路軸上，輔助箱內采用齒輪傳動，電機輸出軸與大齒輪軸通過聯軸器連接在起，變速器輸入軸與小齒輪軸通過聯軸器連接在起，達到升速的目的，即下圖所示的為機械封閉式變速器性能閉式試驗臺的最佳方案。圖.機械封閉式變速器性能閉式試驗臺傳動系統布置示意圖機械閉式試驗臺與電封閉式試驗臺相比，它們的共同點就是耗能少，適用于大噸位車輛的變速器試驗，但是電封閉試驗臺操縱控制系統復雜，造價高，所以很少被采用。因此，我們這次選擇機械封閉式試驗臺，而不選擇電封閉式試驗臺。機械閉式與機械開式試驗臺相比，它們有各自的優點和缺點，開式試驗臺的優點為降低陪試變速器的損耗，減少拆裝工作量，縮短試驗輔助時間，結構簡單，控制方便和便于進行變負荷試驗等優點。缺點為試驗功率不能循環能量不能反饋，而是全部變為熱能散失掉了，所以耗電量大，不適于進行較大噸位車輛的變速器試驗，而閉式試驗臺正好彌補了這缺點，它通過能量循環，實現了能量再利用。因而大大節省了能量，可以進行較大噸位的車輛的變速器試驗。但閉式試驗臺缺點是難以降低陪式變速的損耗，為了降低噪聲，必須增大尺寸。但是這些缺點若通過合理的優化設計是可以避免或降低的。綜上所述，本次設計采用機械閉式試驗臺，是合理的也是最佳的。.傳動系統的工作原理傳動系統組成如圖.所示，該試驗臺傳動系統是由驅動電機轉矩傳感器轉矩加載器兩個齒輪箱傳動軸和兩個變速器個被試變速器，個陪試變速器組成的個封閉的傳動系統。傳動系統的工作過程為.電動機及控制裝置系統工作中應控制并讀取轉速，方面在試驗中保持系統工作轉速不變，另方面要對系統進行多種轉速情況下試驗，因此應選擇調速電機并采用操縱方便數據讀取準確的單片機通過鍵盤對系統進行模式輸入。.加載裝置為使小功率驅動電機能正常驅動系統，保持系統運轉，并且保證所測試變速器滿足在實際狀態工作的條件，應事先給系統加載，以使內部保持有相當的內力轉矩，因此設有轉矩加載裝置，轉矩加載裝置形式多樣，傳統的加載方式為平衡力矩加載法和行星齒輪加載法，在應用中不便于對變速器進行加載，為使加載方式可靠操縱方便，本課題采用蝸輪蝸桿加載方式。通過旋轉蝸桿和觀察轉矩轉速傳感器上的讀數，控制加載力矩的大小。另外，由于蝸輪蝸桿的相互制約，系統被鎖死，保持系統儲備內力而不運轉。.動力傳遞部分工作時由電動機驅動系統。動力既經輔助齒輪箱經傳動軸帶動變速器輸入軸轉動并同時帶動輔助齒輪箱從動齒輪轉動。由于變速器輸入軸和輸出軸轉速不同，為保證系統主動部分軸及齒輪轉速致，特增加臺陪試變速器，而且保持兩臺變速器相對布置即被試變速器的輸出軸和陪試變速器的輸出軸相連，動力傳遞的方式是圖.動力傳遞路線則所測機械效率為η疲勞壽汽車,變速器,性能,機能,試驗臺,設計,畢業設計,全套,圖紙汽車試驗裝置的發展概況.汽車變速器性能試驗臺國內外發展概況.本課題的研究內容及主要工作第章傳動系統的總體設計.設計方案論證常見的機械式變速器損壞形式閉式試驗臺與開式試驗臺比較.傳動系統的工作原理.驅動電機的選擇工作條件選擇電動機的類型.傳感器型號的選擇.本章小結第章變速機構的設計.齒輪的設計與校核選擇齒輪材料及精度等級確定設計準則按齒面接觸疲勞強度設計主要尺寸計算按齒根彎曲疲勞強度校核驗算齒輪的圓周速度幾何尺寸計算.箱體結構尺寸的計算.傳動機構的設計小齒輪軸的設計與校核大齒輪軸的設計與校核聯軸器型號的選擇鍵的選擇與校核.軸承型號的選擇與校核小軸上軸承型號的選擇與校核大軸上軸承型號的選擇與校核軸承的潤滑與密封軸組件軸向固定方式的確定.軸承端蓋小軸上軸承端蓋大軸上軸承端蓋.套筒.桿式油標.本章小結第章加載器的設計.加載方法的比較與選擇.蝸桿傳動的特點與設計蝸桿傳動的特點蝸桿傳動的設計.軸的結構設計蝸輪軸的設計蝸桿軸的設計聯軸器型號的選擇鍵的選擇與校核.加載器箱體的設計.軸承型號的選擇與校核蝸輪軸上軸承型號的選擇與校核蝸桿軸上軸承型號的選擇與校核軸承組合設計.軸承端蓋尺寸蝸輪軸上軸承端蓋尺寸蝸桿軸上軸承端蓋尺寸.本章小結第章傳動軸的設計.單向離合器型號的選擇.單向離合器處軸段的設計與校核.變速器間軸段的設計與校核.本章小結結論參考文獻致謝第章緒論.課題的來源和意義我國汽車行業在全世界來說應該屬于那種旭日東升，蓬勃發展的種類型。由于眾所周知的原因，我國的汽車工業雖起步于上世紀年代，但卻躑躅于年代，徘徊在年代，直到改革開放我國政府提出把汽車工業作為支柱性產業重點發展，才開始快速發展。正是由于這些曲折和波折，使我國汽車業的設計制造應用等各領域的技術水平均大幅落后于其他發達國家，汽車試驗領域也是沒有例外。改革開放以來，受政策的支持和資金的扶持，以及各廠家和相關單位及院校的共同努力，我國的汽車工業大踏步向前發展，取得了不小的進步，我國的汽車產量在年已經躍居世界第位，我國的技術水平也相應取得了飛速的發展，我國汽車的大量出口已指日可待。作為汽車技術部分的汽車試驗領域也取得了些顯著成果。由于直緊跟國外先進汽車的試驗研究方法，從理論上也達到了較高的水平，基本上達到了世界的平均水平，但是受到技術和成本的限制，尚未普遍應用于科研教學和生產部門。汽車零部件試驗在汽車設計和制造領域占據重要的地位，因此試驗臺的種類也很多，有的結構簡單，但耗費較高，有的現代化程度高，適合規模大效益高的大型試驗部門使用，但造價昂貴。而些小型科研單位以及高等院校受資金場地人員環境等的影響，不可能采用上述那些要求較高的試驗臺。本課題在于研究種經濟實用而且經久耐用，便于操作，占地較小，適合于室內安裝的試驗臺，以供那些條件有限的單位使用。汽車變速器是汽車構造上的個結構復雜使用條件復雜可靠性要求高的重要部件，因此從產品開發到生產直至使用都要對其進行大量的試驗，以確定其各種性能參數，為汽車的生產銷售以及維修單位和汽車的使用者提供可靠的參考，防止出現重大的事故。在此領域各國都在潛心研究，以不斷提高試驗的準確性，從而提供更可靠的試驗數據，為社會服務。.汽車試驗裝置的發展概況十九世紀下半葉,德國的戴姆勒奔馳公司法國的標致公司美國的福特公司意大利的菲亞特公司等先后生產出了第輛汽車。隨著科學技術的發展，汽車結構不斷完善，汽車性能也不斷提高。由于汽車工業與其他工業農業國防和人民的日常生活密切相關，汽車質量引起人們的廣泛重視。二十世紀初期，美國人亨利?福特創立了流水線作業的生產形式，使生產效率大幅提高，生產成本下降，使用范圍急劇擴大，汽車的可靠性壽命和性能方面的問題突出出來，要求開展試驗研究工作。汽車試驗的發展歷史經歷了大致如下三個階段第個階段從十九世紀末葉到第二次世界大戰結束，是汽車試驗的逐步建立，主要包括基本試驗臺的建立，基本試驗規范和標準的形成第二個階段從第二次世界大戰結束到上世紀七十年代，由于相鄰工業的發展，相鄰學科的發展和滲透，使汽車試驗理論試驗設備試驗標準和規范有了長足的發展和進步第三個階段的主要標志是電子計算機在汽車試驗中的應用和標準法規的完善。.汽車變速器性能試驗臺國內外發展概況汽車變速器是汽車構造上的個結構復雜使用條件復雜可靠性要求高的重要部件，因此從產品開發到生產到使用都要對其進行大量的試驗。目前，傳統的汽車變速器試驗臺的形式主要有以下幾種.開式功率流變速器試驗臺常見的開式功率流汽車傳動系零部件試驗臺由驅動裝置加載裝置測量裝置被試裝置等四部分組成，如圖.所示。圖.開式功率流變速器試驗臺它的特點是結構簡單，試驗方法簡單，通用性好，但是由于需采用原動機作為驅動電機來驅動，造價高，耗電量大，尤其是做耗時較長的疲勞壽命試驗時，更是如此。目前它適用于科研教學和小型生產廠，例如吉林大學汽車試驗室哈爾濱齒輪廠研發部等。.閉式功率流變速器試驗臺機械封閉式試驗臺，是目前為止國內汽車變速器驅動橋齒輪試驗中應用最多的試驗臺。它的特點是結構復雜，操作較復雜，控制繁瑣，通用性差，但是功耗少投資省，適用于變速器性能試驗。.本課題的研究內容及主要工作利用機械閉式功率流原理，設計套變速器機械效率剛度疲勞強度和潤滑測試裝置的傳動機構，要求設計并研究可靠的傳動系統的結構。由于封閉式功率流試驗臺只需在事先給系統加載的情況下，選擇小的測功機僅提供封閉系統消耗的機械損失功率，即可完成機械效率的測定以及用時較長的疲勞壽命和潤滑等的試驗，具有功耗少投資省耗電少的特點，而且變速器的機械效率高功率損失小，因此，本課題將對這種試驗臺的傳動系統部分進行研究。液壓加載器的結構復雜除加載器之外，還要配備旋轉密封閥和液壓源站等，加工精度要求也較高。因此，在等負荷試驗中不宜采用。因為液壓加載器的油溫等因素變化對負荷時時都有影響，所以液壓加載器即便用在變負荷試驗中，也要通過閉環系統控制和調整負荷，以便彌補油壓的波動對負荷造成的影響。在國內外，有多種變速器總成壽命的試驗及評價方法。近十年來，國內的試驗及評價方法已經有了很大的改進，如改單擋位試驗為多擋位循環試驗改簡單對比評價方法為指定通用評價指標評價變速器總成壽命的方法等?，F將國內外幾種常用的試驗及評價方法簡述如下強化試驗法強化試驗是為了縮短試驗時間，而在變速器第軸施加等于或者大于發動機最大扭矩的試驗方法。在強化