汽車變速器性能試驗臺的設計【7張CAD圖紙+PDF圖】

喜歡這套資料就充值下載吧。。。資源目錄里展示的都可在線預覽哦。。。下載后都有，，請放心下載，，文件全都包含在內，，【有疑問咨詢QQ:414951605 或 1304139763】 ==========================================喜歡這套資料就充值下載吧。。。資源目錄里展示的都可在線預覽哦。。。下載后都有，，請放心下載，，文件全都包含在內，，【有疑問咨詢QQ:414951605 或 1304139763】 ==========================================

畢業(yè)論文指導教師評分表 學生姓名 袁 搏 院系 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程07-7班 指導教師姓名 紀峻嶺 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 汽車變速器性能試驗臺的設計 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；選題的理論意義或實際價值 10 3 查閱文獻資料能力；綜合運用知識能力 15 4 研究方案的設計能力；研究方法和手段的運用能力；外文應用能力 25 5 文題相符程度；寫作水平 15 6 寫作規(guī)范性；篇幅；成果的理論或實際價值；創(chuàng)新性 15 7 科學素養(yǎng)、學習態(tài)度、紀律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進度 10 得 分 X= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 工作態(tài)度： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（研究方案、研究方法、正確性）： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 指導教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計指導教師評分表 學生姓名 袁 搏 院系 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程07-7班 指導教師姓名 紀峻嶺 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 汽車變速器性能試驗臺的設計 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；題目與工程實踐、社會實際、科研與實驗室建設等的結合程度 10 3 綜合運用知識能力（設計涉及學科范圍，內容深廣度及問題難易度）；應用文獻資料能力 15 4 設計（實驗）能力；計算能力（數(shù)據(jù)運算與處理能力）；外文應用能力 20 5 計算機應用能力；對實驗結果的分析能力（或綜合分析能力、技術經濟分析能力） 10 6 插圖（圖紙）質量；設計說明書撰寫水平；設計的實用性與科學性；創(chuàng)新性 20 7 設計規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI制的使用等） 5 8 科學素養(yǎng)、學習態(tài)度、紀律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進度 10 得 分 X= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 工作態(tài)度： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（設計方案、設計方法、正確性） 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 指導教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)論文評閱人評分表 學生 姓名 袁 搏 專業(yè) 班級 車輛工程07-7班 指導教 師姓名 紀峻嶺 職稱 副教授 題目 　汽車變速器性能試驗臺的設計 評閱組或預答辯組成員姓名 藏杰、朱榮福、紀峻嶺、鮑宇、孫遠濤 出席 人數(shù) 5 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 15 2 題目工作量；選題的理論意義或實際價值 10 3 查閱文獻資料能力；綜合運用知識能力 20 4 研究方案的設計能力；研究方法和手段的運用能力；外文應用能力 25 5 文題相符程度；寫作水平 15 6 寫作規(guī)范性；篇幅；成果的理論或實際價值；創(chuàng)新性 15 得 分 Y= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 　 回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（研究方案、研究方法、正確性）： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 　 評閱人或預答辯組長簽字： 年 月 日 注：畢業(yè)設計（論文）評閱可以采用2名評閱教師評閱或集體評閱或預答辯等形式。 畢業(yè)設計評閱人評分表 學生 姓名 袁 搏 專業(yè) 班級 車輛工程07-7班 指導教 師姓名 紀峻嶺 職稱 副教授 題目 汽車變速器性能試驗臺的設計　 評閱組或預答辯組成員姓名 藏杰、朱榮福、紀峻嶺、鮑宇、孫遠濤 出席 人數(shù) 5 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；題目與工程實踐、社會實際、科研與實驗室建設等的結合程度 10 3 綜合運用知識能力（設計涉及學科范圍，內容深廣度及問題難易度）；應用文獻資料能力 15 4 設計（實驗）能力；計算能力（數(shù)據(jù)運算與處理能力）；外文應用能力 25 5 計算機應用能力；對實驗結果的分析能力（或綜合分析能力、技術經濟分析能力） 15 6 插圖（圖紙）質量；設計說明書撰寫水平；設計的實用性與科學性；創(chuàng)新性 20 7 設計規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI制的使用等） 5 得 分 Y= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（設計方案、設計方法、正確性） 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 　 評閱人或預答辯組長簽字： 年 月 日 注：畢業(yè)設計（論文）評閱可以采用2名評閱教師評閱或集體評閱或預答辯等形式。 畢業(yè)論文答辯評分表 學生 姓名 袁 搏 專業(yè) 班級 車輛工程07-7班 指導 教師 紀峻嶺 職 稱 副教授 題目 汽車變速器性能試驗臺的設計 答辯 時間 月 日 時 答辯組 成員姓名 出席 人數(shù) 序號 評 審 指 標 滿 分 得 分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況，題目難易度、工作量、理論意義或價值 10 2 研究方案的設計能力、研究方法和手段的運用能力、綜合運用知識的能力、應用文獻資料和外文的能力 20 3 論文撰寫水平、文題相符程度、寫作規(guī)范化程度、篇幅、成果的理論或實際價值、創(chuàng)新性 15 4 畢業(yè)論文答辯準備情況 5 5 畢業(yè)論文自述情況 20 6 畢業(yè)論文答辯回答問題情況 30 總 分 Z= 答辯過程記錄、評語： 自述思路與表達能力：好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（研究方案、研究方法、正確性）： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 　 答辯組長簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計答辯評分表 學生 姓名 袁 搏 專業(yè) 班級 車輛工程07-7班 指導 教師 紀峻嶺 職 稱 副教授 題目 汽車變速器性能試驗臺的設計 答辯 時間 月 日 時 答辯組 成員姓名 藏杰、朱榮福、紀峻嶺、鮑宇、孫遠濤 出席 人數(shù) 5 序號 評 審 指 標 滿 分 得 分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況，題目難易度、工作量、與實際的結合程度 10 2 設計（實驗）能力、對實驗結果的分析能力、計算能力、綜合運用知識能力 10 3 應用文獻資料、計算機、外文的能力 10 4 設計說明書撰寫水平、圖紙質量，設計的規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI制的使用等）、實用性、科學性和創(chuàng)新性 15 5 畢業(yè)設計答辯準備情況 5 6 畢業(yè)設計自述情況 20 7 畢業(yè)設計答辯回答問題情況 30 總 分 Z= 答辯過程記錄、評語： 自述思路與表達能力：好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（設計方案、設計方法、正確性） 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 　 答辯組長簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）成績評定表 學生姓名 袁 搏 性別 男 院系 汽車與交通工程學院 專業(yè) 車輛工程 班級 07-7班 設計（論文）題目 汽車變速器性能試驗臺的設計 平時成績評分（開題、中檢、出勤） 指導教師姓名 紀峻嶺 職稱 副教授 指導教師 評分（X） 評閱教師姓名 職稱 評閱教師 評分（Y） 答辯組組長 職稱 答辯組 評分（Z） 畢業(yè)設計（論文）成績 百分制 五級分制 答辯委員會評語： 答辯委員會主任簽字（蓋章）： 院系公章： 年 月 日 注：1、平時成績（開題、中檢、出勤）評分按十分制填寫，指導教師、評閱教師、答辯組評分按百分制填寫，畢業(yè)設計（論文）成績百分制=W+0.2X+0.2Y+0.5Z 2、評語中應當包括學生畢業(yè)設計（論文）選題質量、能力水平、設計（論文）水平、設計（論文）撰寫質量、學生在畢業(yè)設計（論文）實施或寫作過程中的學習態(tài)度及學生答辯情況等內容的評價。 優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）推薦表 題 目 汽車變速器性能試驗臺的設計 類別 畢業(yè)設計 學生姓名 袁 搏 院（系）、專業(yè)、班級 汽車與交通工程學院車輛工程07-7班 指導教師 紀峻嶺 職 稱 副教授 設計成果明細： 答辯委員會評語： 答辯委員會主任簽字（蓋章）： 院、系公章： 年 月 日 備 注： 注：“類別”欄填寫畢業(yè)論文、畢業(yè)設計、其它 SY-025-BY-2 畢業(yè)設計（論文）任務書 學生姓名 袁 搏 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程07-7班 指導教師 姓 名 紀峻嶺 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 汽車變速器性能試驗臺的設計 一、 設計（論文）目的、意義 1、 設計目的 汽車變速器是汽車上的重要部件，其設計的合理性關系到整車的性能。因此其設計成果必須通過實驗進行檢驗。 汽車變速器性能試驗臺可以完成變速器機械效率、疲勞壽命和剛度等性能指標的測試。設計的主要內容包括總體結構設計、傳動機構設計和驅動機電的選擇等。閉式汽車變速器性能試驗臺，是應用了閉式功率流的原理，使設計的變速器性能試驗臺具有節(jié)能、操縱方便的特點。即達到節(jié)約能源、減小試驗人員勞動強度的目的。 2、 設計意義 變速器性能試驗臺可以用于進行產品定型試驗，完成國家標準規(guī)定的試驗項目，且與傳統(tǒng)汽車變速器性能試驗臺相比，能充分利用循環(huán)功率，具有節(jié)約試驗中的能源消耗、操控方便等意義。變速器設計的關鍵是結構設計和各零件材料的選擇。通過試驗，驗證變速器結構形式和材料的選擇的可靠性，另一方面也可以及早發(fā)現(xiàn)是否由于過設計而成為造成車輛超載的隱患。 二、設計內容、研究方法 1、設計內容 完成變速器性能閉式試驗臺的傳動機構設計。 根本機械變速器汽車的結構特點和行駛條件，擬定試驗臺的基本技術參數(shù)，完成變速器性能閉式試驗臺的傳動機構設計。設計的主要內容包括總體結構設計、傳動部件設計和驅動電機的選擇等。 2、 設計方法 1） 在調研及查閱資料的基礎上，合理確定必要的車輛技術參數(shù)作為設計的依據(jù)。主要包括試驗臺滿足的測試范圍變速器的基本性能指標等； 2） 合理選擇電動機的類型和參數(shù) 3） 完成變速器試驗臺傳動機構的總布置設計，要求結構合理； 4） 完成動力傳遞路線設計，要求傳遞參數(shù)綜合考慮各因素并經多次反復驗算后確定； 5） 總結構設計和零件設計滿足機械設計的要求，做必要的力學方面的校核； 6） 設計結果要充分應用閉式功率流的原理。 三、設計完成后應提交的成果 1、設計說明書一份 要求：內容完整、數(shù)據(jù)詳實、應用性強。。 2、圖紙部分 圖紙量折合成0號圖紙2張以上 要求：包括總成圖和零件圖各若干張，結構表達清楚，材料選擇合理。 四、設計（論文）進度安排 （1）調研、收集資料、撰寫開題報告書和文獻綜述 第1--2周（2月28日--3月11日） （2）確定設計參數(shù)，選擇電動機并確定傳動系參數(shù) 第 3--4周（3月14日--3月25日） （3）確定設計方案，完成總布置初步設計 第5--6周（3月28日--4月8日） （4）進行齒輪轉動箱體設計 第7周（4月11日--4月15日） （5）繪制總體圖 第8--10周（4月18日--5月6日） （6）繪制零件圖 第11--13周（5月9日--5月27日） （7）撰寫設計說明書 第14周（5月30日--6月3日） （8）畢業(yè)設計審核、修改 第15--16周（6月6日--6月17日） （9）畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第17周（6月20日--6月24日） 五、主要參考資料 [1] 劉惟信 . 汽車設計 . 清華大學出版社 [2] 陳家瑞 . 汽車構造 ，機械工業(yè)出版社 [3] 王國林 . 汽車底盤構造及維修 ，高等教育出版社 [4] 齊曉杰 . 汽車液壓、液力與氣壓傳動技術，化學工業(yè)出版社 [5] 王世剛 . 機械設計 . 哈爾濱工程大學出版社 [6] 戴枝榮 . 工程材料 . 高等教育出版社 [7] 王寶璽 . 汽車拖拉機制造工藝學，機械工業(yè)出版社 [8] 趙桂芝 . 汽車試驗學 . 吉林大學出版社 [9] 王望予 . 汽車設計，機械工業(yè)出版社 [10] 中國汽車工程學會 . 汽車工程手冊 . 試驗篇 六、備注 指導教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目:汽車變速器性能試驗臺的設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程07-7班 學 生 姓 名: 袁 搏 導 師 姓 名: 紀峻嶺 開 題 時 間: 2011年3月11日 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 袁 搏 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程07-7班 指導教師姓名 紀峻嶺 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 汽車變速器性能試驗臺的設計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1、課題研究現(xiàn)狀 （1）國外的研究現(xiàn)狀 目前，國外變速器臺架測試技術已經比較成熟，可以對變速器的一些特性進行檢測，如空載或有負荷情況下的加速及減速換擋特性，1、2、3、4前進擋、倒擋的滑差測定，各種工況下的各種油壓等。這些設備技術含量高、測試精度高，但購置費用較高，只有一些經濟發(fā)達地區(qū)的個別大型維修部門從國外廠家購買了試驗臺，但僅僅幾臺試驗臺遠遠滿足不了我國各地眾多轎車維修單位的需要。 目前我國北京四惠汽車修理公司、廣東花都汽車修理公司及廣西南寧富緣汽車修理有限公司引進了英國公司開發(fā)的用于汽車維修行業(yè)使用的自動變速器試驗臺，該試驗臺能對自動變速器進行動態(tài)模擬測試，檢測的技術指標包括在不同負荷的控制油壓、輸入、輸出轉速、冷卻流量、離合器、制動器是否打滑等指標。該機的作用主要在兩個方面：其一在自動變速器維修前對自動變速器進行診斷、分析，對以后的維修提供數(shù)據(jù)；其二為維修后出廠的自動變速器作性能檢測，以保證維修后的出廠質量。其結構可分為自動變速器試驗臺臺架、模擬加載裝置、動力供應部分、連接附件、控制臺等五個部分組成。ATP—UK-300型動力裝置為73kw的調頻電機作為動力輸入，ATP-CN-200型采用一個排量為4L的發(fā)動機作為動力輸入裝置，采用儀表顯示，獨立控制，其連接設計了快速連接機構，能對數(shù)十種自動變速器進行快速連接其模擬負載裝置采用了風冷的電渦流測功機。此設備設計較先進，可以試驗多種型號的自動變速器，應用范圍較廣，特別是快速連接機構值得借鑒，但是設備價格較昂貴，只有在較大的修理企業(yè)且在北京、廣東等自動變速器維修量較大的地方才能考慮購買，一般汽車修理企業(yè)在產品的價格上較難接受。 （2）國內的研究現(xiàn)狀 目前，汽車變速器檢測已獲得很大發(fā)展，但在許多汽車變速器制造和檢修企業(yè)，尤其是一些小型企業(yè)仍采用傳統(tǒng)測試方法。在國內的機車檢修設備使用單位中，大多數(shù)的汽車變速器試驗臺仍屬于觸點控制的非標準設備，采用手工調節(jié)，人工讀表，人工數(shù)據(jù)處理等。這種傳統(tǒng)方法工作效率低、勞動強度大，而且要求測試人員工作時精力高度集中并具有豐富的試驗經驗，即使這樣，測試精度也往往難以保證。由于其數(shù)字化程度低、試驗操作繁瑣、安全系數(shù)低、故障率高，報表可信度低，且難以建立完備的機車檢修數(shù)據(jù)信息庫，所以成為制約檢修生產信息化和數(shù)字化的瓶頸。 部分國內廠家已經開始了該試驗臺的研制并取得了一些成績，但由于技術力量不足，所開發(fā)的試驗臺技術含量、自動化程度較低，有些項目的測試只能用手動操作，誰確率較低，而且檢測項目較少，與國外的產品相比缺乏競爭力，無法替代進口產品。 研制的設備要具有集成化、數(shù)字化和智能化的特點，保證測試精度高、重復性好，同時要求簡單可靠、成本低。目前，能夠滿足上述要求，同時具有手動和自動控制方式，汽車變速器測試的設備并不多見。 隨著我國汽車保有量的迅速增長，促進了汽車檢測維修設備企業(yè)的發(fā)展，并開始開發(fā)研制具有一定水平的檢測維修設備。但是由于裝備自動變速器的汽車是近幾年才大量進入我國，自動變速器檢修設備一直處于較低水平，目前國內市場上僅有山西省汽車保修機具供應站生產一種稱作“中國首臺自動變速器維修專用試驗臺"的一型自動變速器試驗臺，該試驗臺在實驗時不裝液力變矩器，即不能試驗液力變矩器的性能，由于不試驗液力變矩器所以該設備結構簡單，成本低，售價相對較低該設備采用液壓馬達進行動力輸入，輸入額定轉矩為200N·m，輸入轉矩較小，不能滿足大排量汽車自動變速器對自動變速器的檢修試驗的要求，由于在實驗時不裝液力變矩器，所以靠試驗臺提供自動變速器系統(tǒng)油壓，這樣不能完全模擬實際使用工況，但是可以拆除油底殼進行試驗，當閥體漏油時可以一目了然的看到設計的一型電磁閥測試儀可以對種以上車輛的自動變速器進行換擋控制，可以用于試驗臺檢測時使用，也可單獨就車路試，此設備值得借鑒。 2、課題研究的目的和意義 隨著社會的發(fā)展，汽車已經進入了千家萬戶，成為人們出行的很便利的交通工具。使人們的出行不再麻煩，使人們相當依賴的交通工具。而變速器作為汽車的一部分，控制著汽車行駛時在各種路況時的車速，可以說變速器的性能直接作為這輛汽車好壞的評價汽車。工業(yè)的百年歷史中，肯定沒有任何一個時代的變速器技術能比得上今天那么深入民心和豐富多彩，我們也幾乎能斷言，在下一個百年，變速器技術對人們購車的影響肯定也比不上我們這個時代，因此我們研究汽車變速器性能的試驗是十分必要的。 汽車變速器是汽車傳動系統(tǒng)的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣直接影響到傳動系統(tǒng)的性能，關系到整車的質量。因此必須進行疲勞壽命試驗用來測試和分析汽車變速器的耐久性、使用壽命、傳動效率等因素的影響，以及驗證變速器產品結構設計、制造工藝、材料、負荷、轉速、潤滑條件等參數(shù)的合理性，為產品設計與質量評價提供可靠的科學依據(jù)，縮短產品的開發(fā)周期和提高產品質量。研制自動控制的汽車變速器試驗臺，實現(xiàn)對各種汽車變速器例行試驗，測試其性能、參數(shù)等，以檢驗變速器是否滿足有關技術要求的規(guī)定；自動記錄相應的試驗數(shù)據(jù)并進行分析處理，最后將數(shù)據(jù)、特性曲線等試驗結果通過報表打印輸出。實現(xiàn)汽車變速器測試系統(tǒng)的高精度、速應性、實時性和高抗干擾能力。改變傳統(tǒng)的汽車變速器測試方法，大幅度提高工作效率，從而提高汽車變速器檢修的速度和質量，降低檢修成本，實現(xiàn)檢修自動化、數(shù)字化、智能化，完成對檢修過程的有效記錄管理，建立汽車變速器的狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)庫，為汽車變速器檢修由定期維修向狀態(tài)維修提供一定的設備基礎，提高汽車變速器檢修管理水平，從而實現(xiàn)對汽車變速器狀態(tài)的有效控制，為數(shù)字化檢修的建設服務。 二、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題 1、設計內容 完成變速器性能閉式試驗臺的傳動機構設計。 根本機械變速器汽車的結構特點和行駛條件，擬定試驗臺的基本技術參數(shù)，完成變速器性能閉式試驗臺的傳動機構設計。設計的主要內容包括總體結構設計、傳動部件設計和驅動電機的選擇等。 2、擬解決的主要問題 （1）進行加載器的結構設計； （2）應用工程軟件完成加載器的力學分析。 三、技術路線（研究方法） 調查、研究并查閱資料 確定必要的車輛技術參數(shù)包括試驗臺滿足的測試范圍變速器的基本性能指標 完成變速器試驗臺的總布置設計 總體方案設計 電機、傳感器的選擇 傳動機構 的設計 加載裝置 的設計 AutoCAD繪圖 撰寫設計說明書 完成畢業(yè)設計 四、進度安排 （1）調研、收集資料、撰寫開題報告書和文獻綜述 第1--2周（2月28日--3月11日） （2）確定設計參數(shù)，選擇電動機并確定傳動系參數(shù) 第 3--4周（3月14日--3月25日） （3）確定設計方案，完成總布置初步設計 第5--6周（3月28日--4月8日） （4）進行齒輪轉動箱體設計 第7周（4月11日--4月15日） （5）繪制總體圖 第8--10周（4月18日--5月6日） （6）繪制零件圖 第11--13周（5月9日--5月27日） （7）撰寫設計說明書 第14周（5月30日--6月3日） （8）畢業(yè)設計審核、修改 第15--16周（6月6日--6月17日） （9）畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第17周（6月20日--6月24日） 五、參考文獻 [1] 劉惟信 . 汽車設計[M].北京:清華大學出版社,2001. [2] 陳家瑞 . 汽車構造[M].北京:人民交通出版社，2001. [3] 馬秋生 . 機械設計基礎[M].北京:機械工業(yè)出版社，2005. [4] 齊曉杰 . 汽車液壓、液力與氣壓傳動技術[M],化學工業(yè)出版社,2004.12 [5] 付百學 . 汽車試驗技術[M].北京理工大學出版社，2007. [6] 侯俊，鄧楚南 . 汽車自動變速器試驗臺設計與研究[J],北京汽車，2006. [7] 王寶璽 . 汽車拖拉機制造工藝學[M]，機械工業(yè)出版社,2005. [8] 王望予 . 汽車設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004. [9] 苗鴻賓，喬峰麗，程志剛 . 汽車變速器綜合試驗臺的研制[J].機械制造，2004. [10]侯俊，鄧楚南 . 汽車自動變速器試驗臺設計與研究[J].北京汽車，2006. [11]楊志強，俞建祥 . 交流變頻器在汽車變速器電封閉試驗臺中的應用[J].汽車研究與 開發(fā),2003. [12]馮瑞，趙秀栩 . 基于電液比例技術的汽車變速器試驗臺加載系統(tǒng)[J].汽車制造技術，2006. [13] 苗鴻賓，喬峰麗，程志剛 . 汽車變速器綜合試驗臺的研制[J].機械制造，2004. [14]Friedrich Ehrlinger . 汽車變速器傳動系統(tǒng)綜合分析 [J]. 制造技術與機床, 2007，(9). [15]譚罡風等 . 汽車傳動系統(tǒng)試驗臺加載系統(tǒng)研究[J]．北京汽車，2006，01. [16]Domian,Grumbach.Passenger car transmissions – today and in the future；ATZ, Germany,2006. [17]Leitermann.Modern manual transmissions – innovative solutions for a mature technology.VDI – Berichte Nr.1943,2006(Germany). 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日 SY-025-BY-5 畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 填表日期 2011年4月18日 迄今已進行 7 周剩余 10 周 學生姓名 袁搏 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程07-7班 指導教師姓名 紀峻嶺 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 學 生 填 寫 畢業(yè)設計（論文）工作進度 已完成主要內容 待完成主要內容 1、 設計主要參數(shù)的確定 2、 確定設計方案，完成傳動機構總布置設計 3、 變速機構的設計及計算 4、 與其相關部分元件的選取 5、 繪制出總傳動機構布置草圖及變速機構草圖 1、 加載器的設計與計算 2、 傳感器及單向離合器的選擇 存在問題及努力方向 經過近一段時間的學習，發(fā)現(xiàn)自己在課本知識方面存在很多問題與不足，在有關設計方面有許多知識點不是很清晰，在今后剩余的設計時間當中我要努力的克服自身的不足，多掌握一些知識，來完成好未完成的設計。 學生簽字： 指導教師 意 見 指導教師簽字： 年 月 日 教研室 意 見 教研室主任簽字： 年 月 日 本科學生畢業(yè)設計 汽車變速器性能試驗臺的設計 院系名稱： 汽車與交通工程學院 專業(yè)班級： 車輛工程 B07-7 班 學生姓名： 袁搏 指導教師： 紀峻嶺 職 稱： 副教授 黑 龍 江 工 程 學 院 二一一年六月 The Graduation Design for Bachelors Degree Design Of Auto Transmission Performance Test Bench Candidate：Yuan Bo Specialty：Vehicle Engineering Class：B07-7 Supervisor：Associate Prof. Ji Junling Heilongjiang Institute of Technology 2011-06Harbin 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 I 摘 要 汽車變速器是汽車底盤的主要部件，換擋頻繁，磨損嚴重，是汽車早期損壞的主 要部件之一。利用變速器性能試驗臺研究它的各項使用性能，對節(jié)省材料，降低成本， 縮短研發(fā)周期，提高變速器的性能、使用壽命和工作效率，都是非常必要和重要的， 而閉式變速器試驗臺具有節(jié)約能源的特點，對于降低試驗成本有著十分重要的意義。 文中闡述了變速器性能閉式試驗臺的布置結構和工作原理，在確定了設計方案的 基礎上完成了試驗臺傳動機構的設計，并對設計的結構進行了布置合理性分析和力學 剛度、強度的校核，使得此試驗臺能夠完成如變速器效率試驗、磨合試驗、齒輪磨損 試驗，并根據(jù)所設計的各部分詳細參數(shù)，利用軟件 AUTOCAD 繪制了試驗臺中傳動 機構的整體裝配圖和傳動機構的各部分零件圖。 關鍵詞：汽車變速器；試驗臺；閉式；傳動機構；結構設計；分析 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 II ABSTRACT The trasmission is the most important component on the chassis,shifting frequent and wearing serious,its one of the main components early damage to the car.Use the test bench to test the trasmission on its various properties is very important and necessary for saving material,redcing cost, shorting the development cycle, improving the transmissions life and working efficiency.And the closed test bench has the advantages of saving energy and controling convenient.Its very important for saving the cost. This text expounded in the transmissions structure of layout and the working principle, I have a detailed transmit agencies design on the base of the design programmes determined,then I analysis the designs reasonable and check the mechanical stiffness and strength,makes this test bench to complete such as the transmission efficiency testing, running-testing, gear wearing testing, and in accordance with the detailed design parameters of various parts, using a pilot mapping software AUTOCAD map the transmit agencies assembly and some parts of the it. Key Words:Automobile trasmission;Test bench;Closed;Transmit agencies;Structure design; Analysis 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 目 錄 摘要 .I Abstract .II 第 1 章 緒論 .1 1.1 課題的來源和意義 .1 1.2 汽車試驗裝置的發(fā)展概況 .1 1.3 汽車變速器性能試驗臺國內外發(fā)展概況 .2 1.4 本課題的研究內容及主要工作 .3 第 2 章 傳動系統(tǒng)的總體設計 .4 2.1 設計方案論證 .4 2.1.1 常見的機械式變速器損壞形式 .4 2.1.2 閉式試驗臺與開式試驗臺比較 .5 2.2 傳動系統(tǒng)的工作原理 .9 2.3 驅動電機的選擇 .10 2.3.1 工作條件 .10 2.3.2 選擇電動機的類型 .10 2.4 傳感器型號的選擇 .11 2.5 本章小結 .11 第 3 章 變速機構的設計 .12 3.1 齒輪的設計與校核 .12 3.1.1 選擇齒輪材料及精度等級 .12 3.1.2 確定設計準則 .12 3.1.3 按齒面接觸疲勞強度設計 .12 3.1.4 主要尺寸計算 .14 3.1.5 按齒根彎曲疲勞強度校核 .14 3.1.6 驗算齒輪的圓周速度 .15 3.1.7 幾何尺寸計算 .15 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 3.2 箱體結構尺寸的計算 .15 3.3 傳動機構的設計 .17 3.3.1 小齒輪軸的設計與校核 .17 3.3.2 大齒輪軸的設計與校核 .21 3.3.3 聯(lián)軸器型號的選擇 .25 3.3.4 鍵的選擇與校核 .26 3.4 軸承型號的選擇與校核 .27 3.4.1 小軸上軸承型號的選擇與校核 .27 3.4.2 大軸上軸承型號的選擇與校核 .29 3.4.3 軸承的潤滑與密封 .30 3.4.4 軸組件軸向固定方式的確定 .31 3.5 軸承端蓋 .33 3.5.1 小軸上軸承端蓋 .33 3.5.2 大軸上軸承端蓋 .33 3.6 套筒 .34 3.7 桿式油標 .34 3.8 本章小結 .34 第 4 章 加載器的設計 .36 4.1 加載方法的比較與選擇 .36 4.2 蝸桿傳動的特點與設計 .38 4.2.1 蝸桿傳動的特點 .38 4.2.2 蝸桿傳動的設計 .38 4.3 軸的結構設計 .42 4.3.1 蝸輪軸的設計 .42 4.3.2 蝸桿軸的設計 .47 4.3.3 聯(lián)軸器型號的選擇 .51 4.3.4 鍵的選擇與校核 .51 4.4 加載器箱體的設計 .52 4.5 軸承型號的選擇與校核 .53 4.5.1 蝸輪軸上軸承型號的選擇與校核 .53 4.5.2 蝸桿軸上軸承型號的選擇與校核 .55 4.5.3 軸承組合設計 .58 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 4.6 軸承端蓋尺寸 .59 4.6.1 蝸輪軸上軸承端蓋尺寸 .59 4.6.2 蝸桿軸上軸承端蓋尺寸 .59 4.7 本章小結 .60 第 5 章 傳動軸的設計 .61 5.1 單向離合器型號的選擇 .61 5.2 單向離合器處軸 段的設計與校核 .62 5.3 變速器間軸段的設計與校核 .64 5.4 本章小結 .65 結論 .66 參考文獻 .67 致謝 .69 附錄 .70 附錄 A 英文文獻 .70 附錄 B 中文翻譯 .72 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 1 第 1 章 緒 論 1.1 課題的來源和意義 我國汽車行業(yè)在全世界來說應該屬于那種旭日東升，蓬勃發(fā)展的一種類型。由于 眾所周知的原因，我國的汽車工業(yè)雖起步于上世紀 50 年代，但卻躑躅于 60 年代，徘 徊在 70 年代，直到改革開放我國政府提出把汽車工業(yè)作為支柱性產業(yè)重點發(fā)展，才 開始快速發(fā)展。正是由于這些曲折和波折，使我國汽車業(yè)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(fā)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(yè)大踏步向前發(fā)展，取得了不小的進步，我國的汽車產量在 2003 年已經躍居世界第 5 位，我國的技術水平也相應取得了飛速的發(fā)展，我國汽車 的大量出口已指日可待。作為汽車技術一部分的汽車試驗領域也取得了一些顯著成果。 由于一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(jù)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(xiàn)代化程度高，適合規(guī)模大、效益高的大型試 驗部門使用，但造價昂貴。而一些小型科研單位以及高等院校受資金、場地、人員、 環(huán)境等的影響，不可能采用上述那些要求較高的試驗臺。本課題在于研究一種經濟實 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一個結構復雜、使用條件復雜、可靠性要求高的重要 部件，因此從產品開發(fā)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(shù)，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(xiàn) 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(shù)據(jù)，為社會服務。 1.2 汽車試驗裝置的發(fā)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一輛汽車。隨著科學技術的發(fā)展，汽車結構不 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 2 斷完善，汽車性能也不斷提高。由于汽車工業(yè)與其他工業(yè)、農業(yè)、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(chuàng) 立了流水線作業(yè)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(fā)展歷史經歷了大致如下三個階段： 第一個階段從十九世紀末葉到第二次世界大戰(zhàn)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(guī)范和標準的形成； 第二個階段從第二次世界大戰(zhàn)結束到上世紀七十年代，由于相鄰工業(yè)的發(fā)展，相 鄰學科的發(fā)展和滲透，使汽車試驗理論、試驗設備、試驗標準和規(guī)范有了長足的發(fā)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(guī)的完善。 1.3 汽車變速器性能試驗臺國內外發(fā)展概況 汽車變速器是汽車構造上的一個結構復雜、使用條件復雜、可靠性要求高的重 要部件，因此從產品開發(fā)到生產到使用都要對其進行大量的試驗。目前，傳統(tǒng)的汽車 變速器試驗臺的形式主要有以下幾種： 1.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 1.1 所示。 圖 1.1 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(fā)部等。 2.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 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 3 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。 1.4 本課題的研究內容及主要工作 利用機械閉式功率流原理，設計一套變速器機械效率、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(tǒng)的結構。由于封閉式功率流試驗 臺只需在事先給系統(tǒng)加載的情況下，選擇小的測功機（僅提供封閉系統(tǒng)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(tǒng)部分進行研究。 在這部分里主要完成傳動機構的設計（包括升速器、傳動軸和鎖止裝置的設計、 加載器的設計）以及電動機及傳感器、單向離合器的選型。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 4 第 2 章 傳動系統(tǒng)的總體設計 2.1 設計方案論證 本次設計的題目是汽車變速器性能閉式試驗臺的設計，是在目前現(xiàn)有的開式試驗 臺的基礎上進行的一次改進性設計。 2.1.1 常見的機械式變速器損壞形式 1.外殼 變速器外殼的主要損壞形式是殼體開裂。損壞原因是其強度不夠或存在鑄造缺陷， 在齒輪徑向分力的作用下開裂。也常出現(xiàn)因變速器內的金屬塊（如斷齒、軸承碎塊等） 擠壓進齒輪嚙合處而將殼體脹裂的情況。 2.齒輪 變速器齒輪的損壞形式主要有以下幾種： （1）輪齒折斷 輪齒折斷是指齒輪的一個或多個齒的整體或其局部的折斷，輪齒折斷通常有疲勞 折斷和過載折斷兩種。 （2）齒面點蝕 輪齒進入嚙合時，輪齒齒面接觸處在法向力的作用下將產生很大的接觸應力，脫 離嚙合后接觸應力即消失。對齒廓工作面上某一固定點來說，它受到的是近似于脈動 變化的接觸應力。如果接觸應力超過了輪齒材料的接觸疲勞極限時，齒面上出現(xiàn)不規(guī) 則的細微的疲勞裂紋，隨著裂紋的蔓延、擴展而導致齒面表層上的金屬微粒剝落，形 成麻點狀的凹坑，這種現(xiàn)象稱為齒面疲勞點蝕。點蝕發(fā)生后，破壞了齒輪的正常工作， 引起振動和噪聲。 實踐表明，由于輪齒在節(jié)線附近嚙合時，同時嚙合的齒對數(shù)少，且輪齒間相對滑 動速度小，潤滑油膜不易形成，所以點蝕首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根表面上。 一般閉式傳動中軟齒面易發(fā)生點蝕失效，設計時就應保證齒面有足夠的接觸強度。 （3）齒面膠合 在高速重載的齒輪傳動中，由于齒面間的壓力較大，相對滑動速度較高，因而發(fā) 熱量大，使嚙合區(qū)溫度升高、油膜破裂而引起潤滑失效，相嚙合兩個齒面的局部金屬 直接接觸并在瞬間互相粘連。當兩齒面相對轉動時，較軟齒面上的金屬從表面被撕落 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 5 下來，而在齒面上沿滑動方向出現(xiàn)條狀傷痕，這種現(xiàn)象稱為齒面膠合。 在低速重載的傳動中，由于齒面間壓力大，因而不易形成油膜，也會出現(xiàn)膠合。 （4）齒面磨損 齒面磨損是齒輪在嚙合傳動過程中，輪齒接觸表面上的材料摩擦損耗的現(xiàn)象。齒 輪的磨損有磨粒磨損和跑合磨損兩種。 （5）塑性變形 當輪齒材料較軟而載荷較大時，輪齒表面的材料將沿著摩擦力方向發(fā)生塑性變形， 導致主動輪齒面節(jié)線附近出現(xiàn)凹溝，從動輪齒面節(jié)線附近出現(xiàn)凸棱，齒面的正常齒形 被破壞，影響齒輪的正常嚙合，這種現(xiàn)象稱為齒面塑性變形。這種失效主要出現(xiàn)在低 速、過載嚴重和起動頻繁的齒輪傳動中。 3.軸類零件 變速器軸類零件的損壞形式主要有： （1）斷裂 （2）花鍵磨損 因花鍵磨損而導致軸類零件報廢，多見于變速器第一軸與離合器從動盤連接的花 鍵，主要由于側鍵磨損嚴重而報廢。 （3）軸頸剝落 由于變速器第二軸有的部位以軸頸作為軸承內滾道用，直接與滾針接觸，所以在 使用過程中易于出現(xiàn)軸頸剝落。 4.軸承 在變速器中，滾動軸承的損壞主要有： （1）滾子、滾道表面剝落（接觸疲勞） 。 （2）保持架斷裂。 （3）內外圈斷裂。 5.同步器 同步器的失效，主要是由于同步環(huán)磨損，致使后備行程消失造成的。 2.1.2 閉式試驗臺與開式試驗臺比較 1.開式試驗臺 國內外變速器總成疲勞試驗臺的形式很多，但就其功率循環(huán)的方式而言，都可以 歸納為兩大類，即開式試驗臺和閉式試驗臺，現(xiàn)分別闡述如下： 開式試驗臺與閉式試驗臺相比較而言各有各的優(yōu)點和缺點，開式試驗臺的特點是： 由驅動電機輸出功率，通過被試變速器和陪試變速器后，即被負載裝置（各種測功機） 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 6 全部吸收并消耗掉，下圖為幾種方案（圖中的幾種聯(lián)接方式都是針對變速器傳動效率 試驗的，但也可以用來進行變速器總成疲勞試驗，只是不需要測量輸出扭矩的裝置） 。 1.測功機（或驅動電機）2.扭矩測量儀（或傳感器）3.被試變速器 4.陪試變速器 5.加載裝置（測功機） （a）被試變速器位于傳感器中間式（b）傳感器位于兩變速器間式（c）無傳感器式 圖 2.1 應用開式試驗臺測定變速器效率的裝置示意圖 由圖 2.1 可見，開式試驗臺的機構簡單，它主要是由驅動電機、負載裝置、被試 變速器和陪試變速器幾部分組成： （1）驅動電機 驅動電機多用轉速可調的直流電機或電力測功機。 （2）負載裝置 負載裝置種類很多，常見的有：直流電機或電力測功機（作為負載裝置用時是 發(fā)電機） 、電渦流測功機、水力測功機 （其負荷調節(jié)較為困難，不易穩(wěn)定，所以在變 速器試驗臺中這些年已很少使用了）和磁粉加載器。 這種負荷裝置是近幾年才用于汽車試驗領域的，其主要特點是：負荷控制方便、 噪聲小、低速加載性能好，但其滑差功率?。ù笈ぞ貢r允許的轉速很低） ，所以只適 用于小噸位車輛變速器疲勞壽命試驗。 上述四種負載裝置中，目前應用最多的是電渦流測功機和電力測功機。 （3）載荷測定裝置 如果應力測功機作為驅動裝置，則載荷即可應用測功設備配備的測力裝置測量， 若應用其他電機驅動，則多使用扭矩測量儀。 （4）陪試變速器的作用 開式試驗臺的結構對陪試變速器的要求與機械封閉式變速器試驗臺不同。在機械 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 7 封閉式試驗臺上，陪試變速器的速比一定要與被試變速器相同，而且每次試驗時一定 要掛同一擋位。在開式試驗臺上，陪試變速器實際只起到一般升降速器的作用，為了 滿足負載裝置的特性要求，而利用它將轉速變到一定范圍。因此，陪試變速器的速比 可以與被試變速器不同。這一特點顯示了如下優(yōu)越性：可以選用被試變速器承載能力 大得多的變速器做為陪試變速器，使其在試驗中根本不會損壞。這樣，既可以降低陪 試變速器的損耗，又能減少拆裝工作量，縮短試驗輔助時間，加快試驗進度。這一點 是閉式變速器試驗臺難以辦到的。 因此，開式試驗臺的優(yōu)缺點歸納為： 優(yōu)點：降低陪試變速器的損耗，縮短試驗輔助時間，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(yōu)點。 缺點：試驗功率不能循環(huán)，能量不能反饋，而是全變?yōu)闊崮苌⑹У袅?，所以耗?量大，不適用于進行大噸位車輛的變速器試驗。 2.閉式試驗臺 所謂閉式是對功率或能量封閉循環(huán)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。 （1）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(fā)電機， 所發(fā)電流通過控制系統(tǒng)反饋到驅動電機或輸入電網，以便達到能量循環(huán)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(tǒng)結構復雜，造價高。 （2）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(lián)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，a 方案是兩個變速器并聯(lián)； b、c 兩種方案是兩個變速器串聯(lián)的。 三種方案各有特點，下面對它們一一進行論述： a 方案的特點是：兩個輔助齒輪箱的受力情況不同，與變速器第一軸相連的輔助 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(yōu)點是：可以使輔助齒輪箱的速比不等于 1，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。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 8 方案 b 和 c 相比較，因為方案 b 是輔助齒輪箱與兩個變速器的第一軸相連，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(lián)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，c 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，c 方案也是可取的。 1.電動機 2.輔助齒輪箱 3.被試變速器 4.陪式變速器 （a）兩個變速器不同軸布置（b）兩變速器同軸相對布置（c）兩變速器同軸相反布置 圖 2.2 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 c 也有一個不足之處，從上圖可以看出驅動電機與被試變速器同處在一 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 c 的電機驅動部位移到另外一個回路軸上，輔助箱內采用齒輪傳動，電機輸出 軸與大齒輪軸通過聯(lián)軸器連接在一起，變速器輸入軸與小齒輪軸通過聯(lián)軸器連接在一 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。 電 機 齒 輪 箱 加 載 器 齒 輪 箱傳感器 變速器 傳感器 傳感器 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 9 圖 2.3 機械封閉式變速器性能閉式試驗臺傳動系統(tǒng)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(tǒng)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(yōu)點和缺點，開式試驗臺的優(yōu)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(yōu)點。缺點為試驗功率不能循環(huán)能量不能反饋，而是全部 變?yōu)闊崮苌⑹У袅?，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一缺點，它通過能量循環(huán)，實現(xiàn)了能量再利用。因而大大節(jié)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(yōu)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。 2.2 傳動系統(tǒng)的工作原理 傳動系統(tǒng)組成如圖 2.3 所示，該試驗臺傳動系統(tǒng)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（一個被試變速器，一個陪試變速器） 組成的一個封閉的傳動系統(tǒng)。 傳動系統(tǒng)的工作過程為： 1.電動機及控制裝置 系統(tǒng)工作中應控制并讀取轉速，一方面在試驗中保持系統(tǒng)工作轉速不變，另一方 面要對系統(tǒng)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(shù)據(jù)讀取 準確的單片機通過鍵盤對系統(tǒng)進行模式輸入。 2.加載裝置 為使小功率驅動電機能正常驅動系統(tǒng)，保持系統(tǒng)運轉，并且保證所測試變速器滿 足在實際狀態(tài)工作的條件，應事先給系統(tǒng)加載，以使內部保持有相當?shù)膬攘D矩， 因此設有轉矩加載裝置，轉矩加載裝置形式多樣，傳統(tǒng)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(shù)， 控制加載力矩的大小。另外，由于蝸輪蝸桿的相互制約，系統(tǒng)被鎖死，保持系統(tǒng)儲備 內力而不運轉。 3.動力傳遞部分 工作時由電動機驅動系統(tǒng)。動力既經輔助齒輪箱經傳動軸帶動變速器輸入軸轉動 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 10 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(tǒng)主動部分軸及齒輪轉速一致，特增加一臺陪試變速器，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 2.4 動力傳遞路線 則所測機械效率為: = 12T （2.1） 4.疲勞壽命、剛度、強度和潤滑試驗 這些試驗為長期試驗，一方面要測定變速器工作到疲勞失效的時間及早期失效發(fā) 生的部位，另一方面要根據(jù)觀察并測定在各擋位工作參數(shù)的變化情況。由于變速器從 開始正常工作到發(fā)生疲勞失效需很長的時間，因此在試驗臺上需要按與實際相近的循 環(huán)作長期連續(xù)的工作。在此期間要加強對系統(tǒng)尤其是對箱體的冷卻。 2.3 驅動電機的選擇 2.3.1 工作條件 本試驗臺選擇寶來（1.8T 手動擋）汽車變速器技術參數(shù)為基準。該車發(fā)動機的 最大功率 120KW/5800r/min，最大轉矩 220Nm/4700r/min。為了滿足試驗臺應用的廣 泛性，選擇儲備系數(shù) K=1.5。 寶來汽車的各擋傳動比如下表所示。 表 2.1 寶來汽車各擋傳動比 擋 位 1 檔 2 檔 3 檔 4 檔 5 檔 倒 檔 傳動比 3.3 1.944 1.308 1.029 0.837 3.06 2.3.2 選擇電動機的類型 試驗臺總傳動效率等于各傳動件傳動效率的乘積，查閱相關手冊得齒輪傳動的效 電動機 第一輔助齒輪箱主 動齒輪軸 被試變速器輸 入軸 被試變速器輸 出軸 陪試變速器輸出軸第二輔助齒輪箱主動齒輪 軸 陪試變速器輸入軸 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 11 率為 0.98、滾動軸承的傳動效率為 0.99、變速器的傳動效率為 0.95、聯(lián)軸器的傳動效 率為 0.99。則試驗臺總傳動效率 = 0.9980.980.980.9940.950.95=0.77。此試驗臺 在工作過程中損失的功率由電機提供，根據(jù)寶來汽車發(fā)動機的最大功率 120KW/5800r/min，確定電機所需容量為：Pw =P (1-)=120 0.23 = 27.6KW。電機 的儲備系數(shù) K=1.5,則所選電機功率為： Pw =27.61.5=41.4KW。 由同步轉速為 1500r/min，查機械設計課程設計后，選用驅動電機型號為 Y225S-4。其參數(shù)為：額定功率 42KW；滿載轉速 1480r/min；堵轉轉矩 1.9Nm；最 大轉矩 2.2Nm。 2.4 傳感器型號的選擇 在進行變速器性能試驗時，需要一個裝置能夠記錄加載器加載轉矩的大小、顯示 電機提供轉速是否達到了變速器在不同擋位時需要的轉速，以及工作后陪試變速器輸 入軸的轉矩，比較被試變速器輸入軸轉矩與陪試變速器輸入軸的轉矩就可得到變速器 的效率。因此需要在被試變速器輸入軸前、陪試變速器輸入軸后連接轉矩轉速傳感器。 由于市面上傳感器的型號很多，只需根據(jù)需要選擇一個能夠滿足要求的傳感器即可。 NJ 型扭矩傳感器通過彈性軸、兩組磁電信號發(fā)生器，把被測轉矩、轉速轉換成 具有相位差的兩組交流電信號，這兩組交流電信號的頻率相同且與軸的轉速成正比， 而其相位差的變化部分又與被測轉矩成正比。將傳感器的這兩組電信號用專用屏蔽電 纜線送入 NC 型扭矩測量儀或裝有扭矩卡的計算機，即可得到轉矩、轉速及功率的精 確值。NJ 型扭矩傳感器與 NC-2A 型扭矩儀或 CB2000 卡配套使用，是一種測量各種 動力機械轉動力矩、轉速、及機械功率的精密測量儀器。其用途十分廣泛，在電機、 風機、水泵、齒輪及減速箱、鐵路機車、汽車拖拉機、飛機、船舶、礦山 機械、液 壓氣動元件等幾乎所有機械制造部門及其科研院所、大專院校均有廣泛的應用。 2.5 本章小結 本章分析比較了開式試驗臺與閉式試驗臺的優(yōu)缺點，在此基礎上對設計方案的可 行性進行了可靠的論證，確定了傳動機構總體布置方案，闡述了傳動系統(tǒng)的各部分工 作原理，在粗估整個試驗臺的功率損失后，為系統(tǒng)選擇電動機的型號及傳感器的型號。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 12 第 3 章 變速機構的設計 由驅動電機的參數(shù)可見，電機最大轉速為 1500 r/min，最大轉矩為 2.2Nm。為滿 足系統(tǒng)所需高轉速、小轉矩的需要，應增加一套變速機構，即升速器。升速器由單級 斜齒圓柱齒輪副構成，主要功能是在電動機帶動變速器旋轉過程中提高輸出軸的轉速， 降低轉矩。升速器的設計包括齒輪、軸、箱體的設計以及計算，軸承的選擇與校核， 油封的選擇等，該套升速機構的傳動比為 4。 3.1 齒輪的設計與校核 3.1.1 選擇齒輪材料及精度等級 制造齒輪最常用的材料為 45 號鋼，45 號鋼經過不同的熱處理方法可以滿足不同 的應用范圍。正火是將鋼件加熱到相變點以上 3050，保溫一段時間，然后在空 氣中冷卻，冷卻速度比退火快，常用來處理低碳和中碳結構鋼材及滲碳零件，使其組 織細化，增加強度及韌度，減小內應力，改善切削性能。調質處理是在淬火后高溫回 火，用來使鋼獲得高的韌度和足夠的強度，很多重要零件是經過調質處理的。 在15 此次設計中，小齒輪選用 45 號鋼調質，硬度為 230HBS；大齒輪選 45 號鋼正火，硬 度為 170HBS。 因為該升速機構的轉速較高，初選 6 級精度，要求齒面粗糙度 Ra0.801.60m 。 3.1.2 確定設計準則 由于該升速機構為閉式齒輪傳動，且兩齒輪均為齒面硬度 HBS 小于等于 350 的 軟齒面，齒面點蝕是主要的失效形式，應先按齒面接觸疲勞強度進行設計計算，確定 齒輪的主要參數(shù)和尺寸，然后再按彎曲疲勞強度校核齒根的彎曲強度。 3.1.3 按齒面接觸疲勞強度設計 1.轉矩 T1 T1=2201.5Nm=3.3105Nmm 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 13 2.載荷系數(shù) K 設齒輪按 6 級精度制造，取載荷系數(shù) K=1.5。 3.齒數(shù) Z1，螺旋角 和齒寬系數(shù) d 小齒輪 Z1 取 24，則大齒輪齒數(shù) Z2=244=96，初選 =15。 因單級直齒圓柱齒輪為對稱布置，而齒輪表面均為軟齒面，查機械設計手冊，確 定選取 d=1。 4.彈性系數(shù) ZE 查有關齒輪手冊，得 ZE=189.8。 5.許用接觸應力 H 查有關齒輪手冊，得 =560MPa， =530MPa，S H=1；lim1lim2H N1=60njLh=6060001(105240)=7.488109 N2=N1/i=7.488109/4=1.872109 查手冊，得 ZN1=0.85，Z N2=0.92； = = MPa=476MPa1Hlim1HS0.856 = = MPa=487.6MPa2li2NH.93 故 1d23.17EdHKTuZ = mm 23.503.89.46 =95.86mm = = mm=3.86mmnm1cosdz195.8cosz 取標準模數(shù) =4。n 6.確定中心距 和螺旋角a = = mm=248.47mm12cosnmz496cos15 考慮到實際情況，結合變速器的外形盡寸發(fā)現(xiàn)中心距 太小，整個機構地運轉的a 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 14 過程中會發(fā)生干涉，需加大中心距。因此重選 =5，以達到加大中心距的目的。nm = = mm=310.583mma12cosnmz5496cos1 圓整后取中心距為： =310mm 圓整中心距后確定的螺旋角 為： = = = =12arcosnmz52496arcos310.51432 3.1.4 主要尺寸計算 = = mm=124.00mm1dcosnz541.9 = mm=496.00mm26.nm = =1124mm=124mm1bd 取 =130mm， =124mm(為了補償安裝誤差，通常使小齒輪齒寬略大些 )。2 3.1.5 按齒根彎曲疲勞強度校核 如 ，則校核合格。F 確定有關系數(shù)與參數(shù)： 1.當量齒數(shù) 1332426cos.5910.Vz 2.齒形系數(shù) FY 查有關齒輪手冊，得 2.627， 2.178（差值法） 。1F2FY 3.應力修正系數(shù) S 查有關齒輪手冊，得 1.597， 1.805（差值法） 。12S 4.許用彎曲應力 F 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 15 查手冊，得 210MPa， =190MPa， =1.3， =0.9， =0.92；lim1Flim2HFS1NY2N = = MPa=145.38MPa1liNFYS0.913 = = MPa=134.46MPa2Flim2F. =F112.6cosSnKTYbz = mm2.530cos14.592.671.59 =43.22MPa 1F = = MPa=46.93MPa2F21SFY.8.043267592F 齒根彎曲強度校合格。 3.1.6 驗算齒輪的圓周速度 由齒輪的圓周速度公式 =v160dn 求得齒輪的圓周速度最大值為 34.5m/s，查有關齒輪設計手冊，先擇齒輪精度為 6 級，與預選值相符。 3.1.7 幾何尺寸計算 1.大齒輪 =5mm， =6.25mm2anhm21.5fnhm mm=506mm496ad mm=483.5mm22.ff 由于 500mm，因此采用輪腹式結構。a 2.小齒輪 =5mm， =6.25mm1anhm1.25fnhm = mm=134mm2ad4 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 16 mm=111.5mm112426.5ffdh 由于 200mm ，因此采用實體式結構。a 3.2 箱體結構尺寸的計算 有關箱體結構尺寸的計算可以查閱減速器設計資料，根據(jù)箱體主要結構尺寸計算 公式求得的尺寸值如下所示。 箱體壁厚 ：0.025a+1=0.025310+1=8.75 mm，取 =10mm。 箱蓋壁厚 ：0.02a+1=0.02310+1=7.2mm，取 =10mm。1 1 箱蓋凸緣厚 ： =1.5 =15mm。b1 箱座凸緣厚度 ： =1.5 =15mm。 箱座底凸緣厚度 ： =2.5 =25mm。2 地腳螺釘直徑 ： =0.036 +12=0.036310+12=23.16mm，取 =24mm。fdfafd 地腳螺釘數(shù)目 ： =6 。n 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 ： =0.75 =0.7524mm=18mm，取 =20mm。1fd1 蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 ： =0.5 =0.524mm=12mm。2df 聯(lián)接螺栓 的間距 ： =150mm。2l 軸承端蓋螺釘直徑 ： =0.4 =0.424mm=9.6mm，取 =10mm。3f 3d 定位銷直徑 ： =（0.70.8） =8.49.6mm ，取 =10mm。d2d ， ， 至箱壁距離 ：34mm，26mm，18mm。f121C ， 至凸緣邊緣距離 ：28mm，16mm。f 2 軸承旁凸臺半徑 ： = 。1R 凸臺高度 ：以便于扳手操作為準，取 =130mm。hh 外箱壁至軸承座端面距離 ： = + +（510） ，取 =70mm。1l1C21l 大齒輪頂圓內箱壁距離 ： =1.2 =12mm，取 =14mm。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 17 齒輪端面與內箱壁距離 ： =14mm。2 箱蓋,箱座肋厚 ， ： ， ，取 = =10mm。1m110.850.85m1m 地腳螺栓為：螺栓 GB5782-86 M2450，兩箱共 12 個。 蓋與座連接螺栓：螺栓 GB5783-86 M1250，兩箱共 6 個。 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑：螺栓 GB5783-86 M20160，兩箱共 16 個。 軸承端蓋螺釘直徑：GB5783-86 M1040，兩箱共 48 個。 視孔蓋螺栓：對于單級變速機構，當中心距 350mm時，視孔蓋螺栓直徑 取ad 6mm，孔數(shù)為 8，蓋厚 4mm。螺栓 GB5783-86 M612，兩箱共 16 個。 3.3 傳動機構的設計 3.3.1 小齒輪軸的設計與校核 1.選擇軸的材料，確定許用應力 選用 45 號鋼并經調質處理，查相關手冊得強度極限 =637MPa，許用彎曲應力B =60MPa，毛坯直徑 200mm。1b 0d 2.按扭轉強度估算軸徑（最小直徑） d =（107 118）3PCn369.510T =（107 118 ） mm36. =34.8538.63mm 考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在，故需將估算直徑加大 3%5%，取為 35.8938.63mm。由設計手冊取標準直徑 =38mm。1d 3.設計軸的結構 （1）擬定軸上零件的裝配方案（如圖 3.1a 所示） （2）確定軸上零件的位置和固定方式 齒輪從軸的右端裝入，如上圖所示，齒輪的左端用軸肩固定，右端用套筒固定， 這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定。齒輪的周向固定采用平鍵連接，同時為了保 證齒輪與軸有良好的對中性，故采用 H7/r6 的配合。由于軸承對稱安裝于齒輪的兩側， 則其左軸承用軸肩固定、右軸承由套筒右端面來定位，軸承的周向固定采用過盈配合。 軸承的外圈位置由軸承蓋頂住，這樣軸組件的軸向位置即可完全固定。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 18 （3）確定各軸段的直徑 如圖 3.1a 所示，軸段 （外伸端）直徑最小， d1=38mm；考慮到要對安裝在軸 段 上的聯(lián)軸器進行定位，軸段 必須滿足軸承內徑的標準，故取軸段的直徑 d2=45mm（選擇軸承型號為 6409 GB/T296-94） ；為了便于拆卸左右軸承，可查出 6904 型深溝球軸承的安裝高度為 5mm，取 d5=55mm；小齒輪孔徑 d3=48mm，軸間高 度為 h=5mm，則 d4=58mm。 （4）確定各軸段的長度 齒輪輪寬為 130mm，為保證齒輪固定可靠，軸段的長度應略短于齒輪輪轂寬 度，取為 128mm；為保證齒輪端面與箱體內壁不相碰，齒輪端面與箱體內壁間應留 有一定的間距，取該間距為 14mm；為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中（軸承寬度為 29mm） ，并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內壁的距離為 5mm，所以軸段 長 度取為 19mm，軸承支點距離 mm；根據(jù)箱體結構及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定197l 距離的要求，取 mm；查閱有關的聯(lián)軸器手冊取 =70mm。80l l （5）按設計結果畫出軸的結構草圖，如圖 3.1a 所示。 4.按彎扭合成強度核軸徑 （1）畫出軸的受力圖（圖 3.1b） 。 （2）作水平面內的彎矩圖（圖 3.1c） 。 首先對斜齒圓柱齒輪傳動中的主動輪進行受力分析： N=5322.58N230496tTFd =5322.58 N=2001.82N2tancosrtan20cos14.59 N=1385.44N2t53.8taF 小齒輪受力與大齒輪等大反向。 支點反力為： N=2661.29N1532.8tHAB -截面處的彎矩為： H =2661.29 Nmm =262137.07NmmM 972 -截面處的彎矩為： 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 19 H = 2661.29（19+ ）Nmm=89153.22 NmmM 29 （3）作垂直面內的彎矩圖（圖 3.1d） ，支點反力為： N=564.88N10.8135.422297arVAFdl =(2001.82-564.88)N=1436.94 N1BrVA -截面左側彎矩為： V左 Nmm =55641.07NmmM197564.822AlF -截面右側彎矩為： V右 Nmm=141538.59Nmm13.9Bl -截面處的彎矩為： V =1436.9433.5Nmm=48137.49NmmM219BF （4）作合成彎矩圖（圖 3.1e） 2HV （3.1） -截面為： Nmm NmmM左 22HV左 225641.0735.9407 Nmm Nmm8右 右 8361 -截面為： Nmm Nmm2224137.94.50VH92 （5）作轉矩圖（圖 3.1f） Nmm130T （6）求當量彎矩 因加速機構單向運轉，即可認為轉矩為脈動循環(huán)變化，修正系數(shù) 為 0.6。 -截面： 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 20 Nmm Nmm2 22283610.3eMT右 39564 -截面： Nmm Nmm2 2229.e 017 （7）確定危險截面及校核強度 由前面圖可以看出，截面-，-所受轉矩相同，但彎矩 ，且軸上eM 還有鍵槽，故截面-可能為危險截面。但由于軸徑 d3d 2，故也應對截面-進 行校核。 -截面： MPa=29.80MPa3295640.18eMW -截面： MPa=22.78MPa37.45ee 查手冊，得 MPa，滿足 條件，故設計的軸有足夠的強度。160be1b 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 21 L=197 Ft1a1Fr1 FHA FHB Ft1 MHC d1d2d3d45d2 12345 L/2 803.5 60A B(a) (b) (c) 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 22 FVA FVB Fr1 Fa1 MVC1MVC2 MT (d) (e) (f) 圖 3.1 小齒輪軸設計 3.3.2 大齒輪軸的設計與校核 1.選擇軸的材料，確定許用應力 選用 45 號鋼并經調質處理，由設計手冊查得強度極限 =637MPa，許用彎曲應B 力 =60MPa，毛坯直徑 200mm。1b 0d 2.按扭轉強度估算軸徑（最小直徑） d =（ 107118）3PCn2369.510T 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 23 =（107 118 ） mm36049.51 =55.3260.01mm 考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在，故需將估算直徑加大 3%5%，取為 56.9762.84mm。由設計手冊取標準直徑 =60mm。1d 3.設計軸的結構 （1）擬定軸上零件的裝配方案，如圖 3.2a 所示。 （2）確定軸上零件的位置和固定方式 齒輪從軸的右端裝入，如上圖所示，齒輪的左端用軸肩固定，右端用套筒固定， 這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定。齒輪的周向固定采用平鍵連接，同時為了保 證齒輪與軸有良好的對中性，故采用 H7/r6 的配合。由于軸承對稱安裝于齒輪的兩側， 則其左軸承用軸肩固定、右軸承由套筒右端面來定位，軸承的周向固定采用過盈配合。 軸承的外圈位置由軸承蓋頂住，這樣軸組件的軸向位置即可完全固定。 （3）確定各軸段的直徑 如圖 3.2a 所示，軸段 （外伸端）直徑最小， d1=60mm；考慮到要對安裝在軸 段 上的聯(lián)軸器進行定位，軸段 必須滿足軸承內徑的標準，故取軸段的直徑 d2=75mm（選擇軸承型號為 6215 GB/T296-94） ；為了便于拆卸左右軸承，可查出 6215 型深溝球軸承的安裝高度為 4.5mm，取 d5=84mm；由于大齒輪要做成輪腹式齒 輪，齒輪孔徑 mm=82.67103.33mm，取2141.25.s bld =83mm，則軸段的直徑 ds=83mm；考慮到要對安裝的在軸段 上的大齒輪進行sd 定位，軸段 上應有軸肩，取軸間高度為 h=4.5mm，則 d4=92mm。 （4）確定各軸段的長度 齒輪輪寬為 124mm，為保證齒輪固定可靠，軸段的長度應略短于齒輪輪轂寬 度，取為 122mm；查有關軸承的手冊，6215 型深溝球軸承的寬度 B=25mm，則軸承 支點間的距離 mm=193mm；根據(jù)箱體結構及聯(lián)軸器距軸承蓋要有19725l 一定距離 要求，取 =80mm；查閱有關的聯(lián)軸器手冊取 =107mm；在軸段 、l l 上分別加工出鍵槽，使三個鍵槽處于軸的同一圓柱線線上。 （5）按設計結果畫出軸的結構草圖，如圖 3.2a 所示。 4.按彎扭合成強度核軸徑 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 24 （1）畫出軸的受力圖（圖 3.2b） 。 （2）作水平面內的彎矩圖（圖 3.2c） 。 支點反力為： N =2661.29N253.8tHABF -截面處的彎矩為： H =2661.29 Nmm=256814.8NmmM 192 -截面處的彎矩為： H =2661.2934.5Nmm=91814.51Nmm （3）作垂直面內的彎矩圖（圖 3.2d） ，支點反力為： N =2781.16N201.8235.4961arVAFdl N=-779.34N1.7.BrVA -截面左側彎矩為： V左 Nmm=268381.94NmmM19328.6AlF -截面右側彎矩為： V右 Nmm=-75206.31Nmm79.3422Bl -截面處的彎矩為： V Nmm=-26887.23NmmM.5.5BF （4）作合成彎矩圖（圖 3.2e）2HV -截面為： Nmm=341856NmmM左 22HV左 226831.9487.6 Nmm=245326Nmm750右 右 -截面為： 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 25 Nmm=89522Nmm222687.3198.47VHM （5）作轉矩圖（圖 3.2f） Nmm=1320000Nmm2304T （6）求當量彎矩 因加速機構單向運轉，即可認為轉矩為脈動循環(huán)變化，修正系數(shù) 為 0.6。 -截面： Nmm=812546Nmm2 2223418560.13eMT左 -截面： Nmm=731628Nmm2 2229.e （7）確定危險截面及校核強度 由圖 3.2f 圖可以看出，截面-，-所受轉矩相同，但彎矩 ，且軸eM 上還有鍵槽，故截面-可能為危險截面。但由于軸徑 d3d 2，故也應對截面- 進行校核。 -截面： MPa=14.21MPa38125460.eMW -截面： MPa=17.34MPa37.15ee 滿足 條件，故設計的軸有足夠的強度。e1b L=19md1d254d32d1 07880734.5(a) 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 26 L=193nTFa2t2Fr2(b) Ft2FHA FHBMHC Fr2FVA FVBFa2 M VC1M VC2 (c) (d) 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 27 MT(e)(f) 圖 3.2 大齒輪軸設計 3.3.3 聯(lián)軸器型號的選擇 1.小軸上聯(lián)軸器型號的選擇 根據(jù)小齒輪軸軸徑 d=38mm，承受的轉矩 Tmax=330Nm，最大轉速 nmax=6000r/min，查閱有關聯(lián)軸器的手冊，確定小齒輪軸聯(lián)軸器為： YL9 聯(lián)軸器 GB 5843-8613860J 兩箱各一對。 2.大軸上聯(lián)軸器型號的選擇 根據(jù)大齒輪軸軸徑 d= 60mm，承受的轉矩 Tmax=1320Nm，最大轉速 nmax=1500r/min，查閱有關聯(lián)軸器的手冊，確定大齒輪軸聯(lián)軸器為： YL12 聯(lián)軸器 GB 5843-861607J 由于大軸對稱布置，兩伸出端軸徑相同，因此選擇 YL12 聯(lián)軸器兩對。 3.連接方式 兩軸處的聯(lián)軸器通過鍵與軸連接。 4.聯(lián)軸器材料 YL9 聯(lián)軸器材料為鋼，YL12 聯(lián)軸器材料為鐵。 3.3.4 鍵的選擇與校核 由于軸上載荷沿鍵的長度方向是均勻分布的，所以應該按平鍵連接的擠壓強度條 件來校核鍵的強度。平鍵連接的擠壓強度條件為： 40jyjyTdhl （3.2） 式中 被連接零件所傳遞的轉矩，Nmm； 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 28 軸徑，mm；d 鍵的高度，mm；h 鍵的工作長度，mm，A 型鍵 =L-b，B 型鍵 =L，C 型鍵 =L-0.5bl lll 并且 L（1.6 1.8）d，以免因鍵過長而增大壓力沿鍵長分布的不均勻性。 為鍵連接中最弱材料的許用擠壓應力。 jy 1.小軸上鍵的選擇與校核 （1）聯(lián)軸器處鍵的選擇與校核 根據(jù)軸徑 d=38mm，軸段長度為 60mm，轉矩 Tmax=330Nm，選擇鍵的型號為 （mm）： 鍵 1050 GB1096-79平頭普通平（A 型） 、b=10、h=8 、L=50 鍵的工作長度 =（50-10 ） mm=40mml 則 MPa=108.55MPa4038jy 查閱有關鍵的手冊，選擇鍵的材料為鋼，許用擠壓應力 =60130MPa，由jy 于 ，因此鍵的強度足夠，合格。jyjy （2）小齒輪連接鍵的選擇與校核 根據(jù)小齒輪輪轂軸徑 d=48，軸段長度為 128mm，轉矩 Tmax=330Nm，選擇鍵的 型號為（mm）： 鍵 14110 GB1096-79圓頭普通平鍵（A 型） 、b=14、h=9 、L=110 鍵的工作長度 =（110-14）mm=96mm ，將參數(shù)代入式（3.2）得 l MPa=31.83MPa403896jy 由于 ，因此鍵的強度足夠，合格。鍵的材料為鋼。jj 2.大軸上鍵的選擇與校核 （1）聯(lián)軸器處鍵的選擇與校核 由軸的外伸端直徑 d=60mm，聯(lián)軸器處的軸段長為 107mm，轉矩