微型貨車有極式普通變速器性能實驗臺機械裝置設(shè)計說明書[帶圖紙]

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)所學(xué)知識的一個系統(tǒng)梳理總結(jié)，通過與實踐結(jié)合對知識加以擴展運用。</p><p>　　我的畢業(yè)設(shè)計的題目是微型貨車有級式普通變速器性能實驗臺機械裝置設(shè)計，本畢業(yè)設(shè)計嚴格按照中華人民共和國汽車行業(yè)標準《QCT 568.1—2010汽車機械式變速器臺架試驗方法》中關(guān)于變速器傳動效率測定試驗的說

2、明與要求進行。據(jù)中華人民共和國汽車行業(yè)標準《QCT 568.1—2010汽車機械式變速器臺架試驗方法》中所述，變速器的試驗主要包括以下幾個部分即：變速器傳動效率試驗、變速器噪聲試驗、變速器動態(tài)密封試驗、變速器靜扭強度試驗、變速器疲勞壽命試驗、變速器同步器壽命試驗、變速器換擋性能試驗、變速器溫升試驗、變速器高速試驗、差速可靠性試驗。本畢業(yè)設(shè)計主要是對變速器傳動效率測定試驗的機械裝置進行設(shè)計，以達到對變速器傳動效率的測定，在本次畢業(yè)設(shè)計論文

3、中我主要設(shè)計的是變速器傳動效率試驗，故在接下來的設(shè)計中您將看到的是我對微型貨車有極式普通變速器傳動效率測定實驗臺的設(shè)計計算。</p><p>　　本試驗步驟是：試驗轉(zhuǎn)速：從1000r/min 到發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均勻取5 種轉(zhuǎn)速，其中應(yīng)包括發(fā)動機最大扭矩點的轉(zhuǎn)速，其控制精度為±5r/min，測量精度為±1r/min。試驗扭矩：輸入扭矩為發(fā)動機最大扭矩的50%、100%，扭矩控制精度為

4、7;２%，測量精度為±0.5%。油溫控制在40℃±5℃、60℃±5℃、80℃±5℃、100℃±5℃范圍內(nèi)。油溫測量精度±1℃。試驗按低檔到高檔的檔位順序，結(jié)合轉(zhuǎn)速、扭矩、油溫組合的要求依次測定。</p><p>　　汽車自動變速器是汽車動力裝置與行駛系統(tǒng)之間根據(jù)路面情況實現(xiàn)自動變速變矩、無級變速匹配的重要部件。該部件主要由電控、液控元件組成，是現(xiàn)代汽車上

5、一項技術(shù)含量較高的專用部件。過去我國限于技術(shù)水平和成本的原因，自動變速器的推廣應(yīng)用受到限制。隨著技術(shù)的進步和我國人民的生活水平的提高，自動變速器已開始在國產(chǎn)汽車中普遍采用。</p><p>　　變速器在汽車零部件當(dāng)中占有重要的地位變速器用來改變發(fā)動機傳遞到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在原地起步、爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速等各種行駛工況下，是汽車獲得不同的牽引力和速度，同時是發(fā)動機在最有利的工況范圍內(nèi)工作。變速器設(shè)有空擋，可

6、在啟動發(fā)動機、汽車滑行或停產(chǎn)時使發(fā)動機的動力停止向驅(qū)動輪傳輸。變速器設(shè)有倒檔，使汽車后的倒退行駛的能力。需要時，變速器還有動力輸出功能。因此對變速器的研究對整車性能來說是勢在必行的。隨著自動變速器開始在國產(chǎn)汽車中普遍采用，幾乎所有的汽車維修企業(yè)都要面臨自動變速器維修檢測業(yè)務(wù)。那種傳統(tǒng)的憑經(jīng)驗進行自動變速器的診斷與維修、通過裝車路試檢驗維修質(zhì)量的方式遠遠不能滿足維修工藝和日益增長維修量的要求，更有甚者，有的自動變速器故障是多次裝配造成的人

7、為故障，因此造成自動變速器維修費用高居不下，維修質(zhì)量難以評價。為了提高自動變速器的維修水平，維修自動變速器的企業(yè)應(yīng)該配置相應(yīng)的檢測設(shè)備。因此，國內(nèi)自動變速器檢測設(shè)備的需求量很大。更有國內(nèi)的汽車生產(chǎn)廠商、零部件的配套供應(yīng)商他們也都需要這樣的檢測設(shè)備。</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計說明書主要分為九個章節(jié)，各章節(jié)分別對試驗臺的各部分裝置設(shè)計進行了詳細的演算描述。</p><p>　　最后由于時

8、間倉促和本人水平有限，誤漏之處，敬煩不吝批評指教！</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要……………………………………………………………………………Ⅰ</p><p>　　ABSTRACT……………………………………………………………………………Ⅱ</p><p>　　第1章 緒

9、 論1</p><p>　　1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.1.1 國外的研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.1.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2變速器簡介3</p><p>　　第2章 試驗臺布置方案4</p><p>　　2.1試驗條件概述4

10、</p><p><b>　　2.2方案綜述4</b></p><p><b>　　2.3方案特點4</b></p><p>　　第3章 電動機的計算選擇5</p><p>　　3.1電動機類型的選擇5</p><p>　　3.1.1 Z4系列直流電動機特點與用途5

11、</p><p>　　3.1.2 Z4系列直流電動機性能6</p><p>　　3.2 電動機容量的計算6</p><p>　　3.2.1 工作部分參數(shù)的計算6</p><p>　　3.2.2 電動機的選擇7</p><p>　　第4章 被測變速器的選擇9</p><p>　　4.

12、1 被測變速器的確定9</p><p>　　4.2被測變速器的速比9</p><p>　　4.3被測變速器尺寸的確定9</p><p>　　第5章 轉(zhuǎn)矩傳感器的計算選擇10</p><p>　　5.1 轉(zhuǎn)矩傳感器參數(shù)的計算確定11</p><p>　　5.2 轉(zhuǎn)矩傳感器型號的選定11</p>

13、<p>　　5.2.1 選擇轉(zhuǎn)矩傳感器類型13</p><p>　　5.2.2 ORT-803型旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器14</p><p>　　第6章 電渦流測功機的計算選擇15</p><p>　　6.1 電渦流測功機性能參數(shù)的計算15</p><p>　　6.2 電渦流測功機類型選定16</p><p>

14、;　　6.2.1 CW50-2700/10000型電渦流測功機16</p><p>　　第7章 輔助變速箱的設(shè)計20</p><p>　　7.1 輔助變速箱的速比設(shè)計20</p><p>　　7.2 輔助變速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計20</p><p>　　7.3 輔助變速箱的計算20</p><p>　　第8章 聯(lián)軸器

15、28</p><p>　　8.1 聯(lián)軸器Ⅰ的選擇29</p><p>　　8.1.1 聯(lián)軸器Ⅰ類型選擇29</p><p>　　8.1.2 計算聯(lián)軸器Ⅰ的計算轉(zhuǎn)矩30</p><p>　　8.1.3 聯(lián)軸器Ⅰ型號選擇30</p><p>　　8.2 聯(lián)軸器Ⅱ的選擇31</p><p>

16、;　　8.2.1 聯(lián)軸器Ⅱ類型選擇31</p><p>　　8.2.2 計算聯(lián)軸器Ⅱ的計算轉(zhuǎn)矩31</p><p>　　8.2.3 聯(lián)軸器Ⅱ型號選擇31</p><p>　　8.3 聯(lián)軸器Ⅲ的選擇31</p><p>　　8.3.1 聯(lián)軸器Ⅲ類型選擇32</p><p>　　8.3.2 計算聯(lián)軸器Ⅲ的計算轉(zhuǎn)矩

17、32</p><p>　　8.3.3 聯(lián)軸器Ⅲ型號選擇32</p><p>　　8.4 聯(lián)軸器Ⅳ的選擇32</p><p>　　8.4.1 聯(lián)軸器Ⅳ類型選擇32</p><p>　　8.4.2 計算聯(lián)軸器Ⅳ的計算轉(zhuǎn)矩32</p><p>　　8.4.3 聯(lián)軸器Ⅳ型號選擇32</p><p

18、>　　8.5 聯(lián)軸器Ⅴ的選擇32</p><p>　　8.6 聯(lián)軸器VI的選擇32</p><p>　　第9章 結(jié)論與展望34</p><p><b>　　致 謝35</b></p><p><b>　　參考文獻36</b></p><p><b>

19、;　　摘 要</b></p><p>　　變速器是現(xiàn)代汽車的一個主要裝備,其性能直接影響到汽車的動力性、燃油經(jīng)濟性及駕駛性能等。 研究變速器與發(fā)動機的聯(lián)合工作特性,需要對變速器的性能進行臺架試驗,變速器的維修需要進行換擋控制試驗、油壓控制試驗、變矩器控制實驗、時滯試驗及失速試驗等。所設(shè)計的自動變速器性能試驗臺能夠為自動變速器的性能或故障診斷提供參考數(shù)據(jù)。本文主要介紹一種方法進行汽車機械式普通變速器的

20、傳動效率臺架試驗。該試驗臺具有進行相美試驗所要求的驅(qū)動加栽、檢測、冷卻、裝夾等功能，能測量并顯示輸出扭矩和轉(zhuǎn)速、加栽箱、封閉箱、附加變速囂以及試件的溫度，能對所測數(shù)據(jù)進行動態(tài)采集。針對變速器傳動效率臺架試驗，主要選用：外特性曲線可覆蓋所選發(fā)動機的電動機、被測變速器、功率測量范圍何時的電渦流測功機、輔助變速箱、轉(zhuǎn)速和扭矩傳感器、聯(lián)軸器。</p><p>　　關(guān)鍵詞：變速器，汽車機械式普通變速器，臺架試驗，傳動效率臺

21、架試驗</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Transmission is one of the main equipment of modern cars, Its performance directlyaffects the car's power, fue

22、l economy and driving performanceand so on. Research transmission and engine characteristics of the joint work, need to bench test the performance of the transmission, tr

23、ansmission’s maintenance needs shift control test, hydraulic control test, torque converter control experiments, delay test and stall testing. Automatic transmission performan

24、ce of the designed test bed for the automatic</p><p>　　Key words: transmission， Automotive Mechanical ordinary transmission， bench，transmission efficiency of

25、 bench test</p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p><b>　　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　汽車變速器性能試驗臺是用于按照國家標準中規(guī)定的汽車變速器性能試驗項目和試驗方法完成變速器性能試驗的設(shè)備。汽車變速器性能試驗具有試驗項目多、周期長、控制工況復(fù)雜等特點

26、，傳統(tǒng)的變速器性能試驗，試驗操縱繁瑣、勞動強度大、控制精度低。目前隨著汽車市場的不斷擴大，汽車行業(yè)對變速器的需求不斷增長，對汽車變速器的質(zhì)量要求也越來越高，這就要求既要有高科技的加工手段，又要有高質(zhì)量的檢測設(shè)備，但目前國內(nèi)采用的檢測手段還不能全部滿足現(xiàn)狀的要求，主要表現(xiàn)在：檢測產(chǎn)品單一，跟不上產(chǎn)品需求的變化，檢測手段落后，不能滿足某些指標的檢測，檢測效率低，不能滿足生產(chǎn)需要。因此研制一臺通用機械式汽車變速器試驗臺，就更顯得迫切和需要。但

27、是國內(nèi)變速器性能檢測設(shè)備尚處于研究發(fā)展階段,進口的檢測設(shè)備往往集變速器的檢測、翻新等功能為一體,且價格較昂貴。</p><p>　　1.1.1國外的研究現(xiàn)狀</p><p>　　目前，國外汽車自動變速器檢測設(shè)備主要有美國、德國、日本等國家的產(chǎn)品，如美國的superflow技術(shù)集團公司由superflow公司和Hicklin工程有限公司共同組成。該公司提供最全面的傳動系統(tǒng)檢測設(shè)備的選擇，代表

28、了該領(lǐng)域的國際先進水平。Supemow的設(shè)備，用于測試和翻新傳動系統(tǒng)的各部件，如發(fā)動機和變速器、液力變矩器、半軸、驅(qū)動軸等。該集團的Hicklin工程有限公司自98年進入中國市場以來，在廣州、上海、北京設(shè)立了多個技術(shù)中心，并舉辦了數(shù)期汽車自動變速器檢測培訓(xùn)班，國內(nèi)已有幾家汽車維修中心配置superflow技術(shù)集團公司的產(chǎn)品，該產(chǎn)品目前在市場上具有一定的壟斷性。SuperFlow生產(chǎn)各種型號的中小功率車輛的變速器檢測臺，有電機驅(qū)動和汽油發(fā)

29、動機驅(qū)動兩種，可以測試前驅(qū)、后驅(qū)、全輪、四輪驅(qū)動的自動變速器和手動變速器，甚至分動箱，驅(qū)動軸，檢測臺具有很好的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，極易控制測試過程。國外汽車自動變速器檢測設(shè)備性能較好，可以模擬各種不同工況下的工作狀態(tài)，對各種全液壓式控制和電子液壓式控制型的自動變速器進行綜合性能檢測，適用于不同尺寸、不同驅(qū)動方式的上百種型號的自動變速器的檢測。</p><p>　　1．1.2國內(nèi)的研究現(xiàn)狀</p>&

30、lt;p>　　國外汽車自動變速器檢測設(shè)備以其高性能，使得進口設(shè)備價格奇高，一般為100多萬元人民幣。檢測大巴車愛利遜自動變速器的檢測設(shè)備的進口價格高達300多萬元人民幣。這樣的價格使得大批量進口這種設(shè)備是不可能的。因此，國內(nèi)目前的汽車自動變速器測試技術(shù)不普及，而在這方面又有很大的市場需求，所以國內(nèi)各家企業(yè)和高等院校紛紛爭相開始研制自動變速器檢測設(shè)備。廣州金禾名車自動變速器中心生產(chǎn)的檢測機驅(qū)動動力采用V8發(fā)動機，最大功率180 kw

31、，這使得該設(shè)備體積龐大，噪音高，帶有水箱和一整套儀表，機構(gòu)復(fù)雜。另外，由于工作臺不能轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)輸出軸位置，許多前驅(qū)和縱置前驅(qū)自動變速器不能檢測。珠海榮福公司生產(chǎn)的汽車自動變速器檢測設(shè)備雖采用了電機做動力，但負載用水冷式測功機，需配置水流裝置，檢測安裝臺不能升降、調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)動，不便于檢測自動變速器。負載的輸出扭矩，功率不能檢測。太原艾逖汽車檢測設(shè)備有限公司生產(chǎn)的Atc.3型自動變速器實驗臺，只能進行靜態(tài)加載和動態(tài)無負荷自動變速器實驗，無法模擬

32、實際工況。還有一些企業(yè)全仿制國外進口產(chǎn)品，但產(chǎn)品的性能和效果都不太理想，如深圳市和光機械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的HG.AT型汽車自動變速箱監(jiān)測機。</p><p><b>　　1.2變速器簡介</b></p><p>　　變速器由傳動機構(gòu)和變速機構(gòu)組成，可制成單獨變速機構(gòu)或與傳動機構(gòu)合裝在同一殼體內(nèi)。傳動機構(gòu)大多用普通齒輪傳動，也有的用行星齒輪傳動。普通齒輪傳動變速機構(gòu)一般

33、用滑移齒輪和離合器等?；讫X輪有多聯(lián)滑移齒輪和變位滑移齒輪之分。用三聯(lián)滑移齒輪變速，軸向尺寸大；用變位滑移齒輪變速 ，結(jié)構(gòu)緊湊 ，但傳動比變化小。汽車變速器是通過改變傳動比，改變發(fā)動機曲軸的轉(zhuǎn)拒，適應(yīng)在起步、加速、行駛以及克服各種道路阻礙等不同行駛條件下對驅(qū)動車輪牽引力及車速不同要求的需要。通俗上分為手動變速器(MT)，自動變速器(AT)， 手動/自動變速器，無級式變速器。 汽車變速器一般由前箱體和后箱體組成。變速器是汽車傳動系中最主要

34、的部件之一。按傳動比的變化方式劃分，變速器可分為有級式、無級式和綜合式三種。有級式變速器：有幾個可選擇的固定傳動比，采用齒輪傳動。又可分為：齒輪軸線固定的普通齒輪變速器和部分齒輪(行星齒輪)軸線旋轉(zhuǎn)的行星齒輪變速器兩種?？刂粕戏譃槭謩訖n變速器、自動檔變速器。從布局傳動形式上分縱置變速器、橫置變速器。手動檔變速器簡稱MT（manual Transmission)。自動檔變速器又分AT、AMT、DCT、CV</p><p

35、>　　第2章 試驗臺布置方案</p><p><b>　　2.1試驗條件概述</b></p><p>　　按照中華人民共和國汽車行業(yè)標準《QCT 568.1—2010汽車機械式變速器臺架試驗方法》：</p><p>　　試驗轉(zhuǎn)速：從1000r/min 到發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均勻取5 種轉(zhuǎn)速，其中應(yīng)包括發(fā)動機最大扭矩點的轉(zhuǎn)速，其控制精度為&

36、#177;5r/min，測量精度為±1r/min。</p><p>　　試驗扭矩：輸入扭矩為發(fā)動機最大扭矩的50%、100%，扭矩控制精度為±２%，測量精度為±0.5%。</p><p>　　油溫控制在40℃±5℃、60℃±5℃、80℃±5℃、100℃±5℃范圍內(nèi)。油溫測量精度±1℃。</p>&

37、lt;p><b>　　2.2方案綜述</b></p><p>　　試驗臺架裝置布置如下簡圖：</p><p>　　圖2.1 微型貨車變速器實驗臺裝置布置方案</p><p>　　本實驗臺包含了動力裝置、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速測量裝置、加載裝置。</p><p><b>　　2.3方案特點</b></

38、p><p>　　通過被測變速器輸入與輸出軸上的傳感器所測得的轉(zhuǎn)速和扭矩，計算得出功率，與被測變速器上面的傳感器所測得的轉(zhuǎn)速和扭矩所計算得出的轉(zhuǎn)速和扭矩所計算得出的功率之比及為變速器的傳動效率。</p><p>　　第3章 電動機的計算選擇</p><p>　　3.1電動機類型的選擇</p><p>　　動力裝置是自動變速器性能試驗臺的驅(qū)動設(shè)備,是

39、模擬發(fā)動機的運行工況,驅(qū)動液力變矩器泵輪工作的設(shè)備。 它應(yīng)該滿足試驗時對輸入轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的要求,還應(yīng)該能按照一定規(guī)律調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速. 目前常用的驅(qū)動設(shè)備有電動機、發(fā)動機等數(shù)種形式。 若利用發(fā)動機作為動力裝置,它能夠準確地模擬與其相匹配的自動變速器在車上的真實使用工況,與汽車上的實際特性相吻合,測試結(jié)果較準確. 但發(fā)動機作為動力源有:輸入動力的穩(wěn)定性差、噪聲大、排氣污染、通用性差等缺點。所以目前自動變速器試驗臺上大多都采用電動機作為動力驅(qū)動

40、設(shè)備。</p><p>　　3.1.1 Z4系列直流電動機特點與用途</p><p>　　Z4系列直流電機，廣泛用作各類機械的傳動源，諸如冶金工業(yè)軋機傳動，金屬切削機床、造紙、印刷、紡織、印染、水泥、塑料擠出機械等等。本系列電機的外形安裝尺寸除了兩底腳孔間軸向尺寸‘B’之外，符合IEC72國際標準。本系列電機的性能及技術(shù)要求可按照國際電工委員會標準，IEC34-1或西德國家標準DIN575

41、30的要求考核。本系列電機采用多角形結(jié)構(gòu)，空間利用率高。定子磁軛為疊片式，適用整流器供電，能承受脈動電流與電流急劇變化(負載變化)之工況。磁極安裝有精確定位，因而換向良好。電機絕緣等級為F級，采用可靠絕緣結(jié)構(gòu)及浸漬工序，保證絕緣性能穩(wěn)定和良好散熱。本系列電機具有體積小、性能好、重量輕、輸出功率大、效率高及可靠性高等特點，可以與當(dāng)今國際先進水平的電機較量。電動機可用三相全控橋式整流電源，以及不外接平波電抗器而長期工作。額定電壓為160V的

42、電機由單相橋式電源供電，此時電樞回路須接入電抗器以抑制脈動電流。Z4系列直流電動機比Z2、Z3系列具有更大的優(yōu)越性，它不僅可用直流機組電源供電，更適用于靜止整流電源供電。而且轉(zhuǎn)動慣量小，具有較好的動態(tài)性能，并能承受較高的負載變化率，特別適用于需要平滑調(diào)速、效</p><p>　　3.1.2 Z4系列直流電動機性能</p><p>　　技術(shù)數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)應(yīng)按下列使用條件工作：海拔不超過100

43、0m，周圍空氣溫度不大于40℃，工作環(huán)境不應(yīng)含有酸性、堿性或其他對絕緣有腐觸作用的氣體，電機為連續(xù)工作制(S1)，電動機電樞回路和勵磁回路可由靜止整流電源供電，也適應(yīng)由直流發(fā)電機供電，本系列電機性能均符合國標GB/T755《旋轉(zhuǎn)電機基本技術(shù)要求》。</p><p>　　電動機標準額定電壓為160V,440V。也可根據(jù)具體情況派生出220V和400V或其他電壓。</p><p>　　電動機額

44、定轉(zhuǎn)速有3000、1500、1000、750、600、500、400、300、200r/min共九擋。減小電樞電壓為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，減小勵磁電壓為恒功率調(diào)速。調(diào)速范圍見技術(shù)數(shù)據(jù)表。在額定電壓以下用調(diào)壓調(diào)速時為恒轉(zhuǎn)矩。其最低轉(zhuǎn)速均規(guī)定不低于20r/min,此時仍能維持額定轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)。</p><p>　　電動機的基本勵磁方式為他勵，標準勵磁電壓為180V，其他勵磁電壓亦可協(xié)商。電動機允許強行勵磁，強勵電壓不得超過5

45、00V。電動機正常運行時勵磁電流不得超過額定勵磁電流。為確保勵磁系統(tǒng)絕緣的可靠性，在斷開勵磁回路時，需在勵磁繞組兩端并聯(lián)一個釋放電阻，以防止自感電勢。在標準勵磁電壓時其值約為七倍勵磁繞組電阻(冷態(tài))。勵磁電壓高于標準電壓時，并接釋放電阻值可小于七倍，反之大于七倍。</p><p>　　Z4-315，Z4-355，Z4-400和Z4-450四個機座帶有補償繞組。在Z4-250和Z4-280兩個機座號中派生帶有補償繞

46、組的電機也是可能的。</p><p>　　電機提供有接地標注的接線柱。</p><p>　　技術(shù)數(shù)據(jù)表內(nèi)的效率值為額定功率，額定電壓和轉(zhuǎn)速時的效率，它包括勵磁損耗，不包括鼓風(fēng)。</p><p>　　3.2 電動機容量的計算</p><p>　　3.2.1 工作部分參數(shù)的計算</p><p>　　汽車的效率大小很大程度

47、上決定于發(fā)動機的性能。在許多汽車產(chǎn)品介紹上，都標有“最高輸出功率”和最高輸出扭矩”在兩項重要的發(fā)動機指標，并用曲線圖來反映發(fā)動機的上述指標。</p><p>　　由于本課題是微型貨車有極式普通變速器實驗臺的研究，所以所選參考車型為東風(fēng)小康k02貨車，其發(fā)動機參數(shù)如下：最大功率值：36 kW，最大功率轉(zhuǎn)速：5000 r/min，最大扭矩值：74 Nm，最大扭矩轉(zhuǎn)速：3000—3500 r/min</p>

48、<p><b>　　其外特性曲線如圖：</b></p><p>　　圖3.1 所選發(fā)動機外特性曲線圖</p><p>　　3.2.2電動機選擇</p><p>　　根據(jù)上面所給出的發(fā)動機參數(shù)確定電動機型號：Z4-160-21/22</p><p>　　表3.1 Z4-160-21/22直流電動機基本參數(shù)&l

49、t;/p><p><b>　　結(jié)構(gòu)簡介：</b></p><p>　　電機的防護及安裝結(jié)構(gòu)型式：整個系列防護型式均為IP21S，安裝方法符合國標GB/T997規(guī)定。</p><p>　　冷卻方式：整個電機系列的冷卻方式均為他冷、強迫通風(fēng)，在徑向配有騎式鼓風(fēng)機，獨立供電，并附空氣過濾器。電機可制成ICO6，IC17，IC37三種冷卻方式。Z4-100

50、~Z4-160，其鼓風(fēng)機裝于非傳動側(cè)；Z4-180~Z4-450,其鼓風(fēng)機裝于傳動側(cè)。</p><p>　　電機的尺寸參數(shù)見下圖和表：</p><p>　　圖3.2 電動機的結(jié)構(gòu)</p><p>　　表3.2 電動機的尺寸參數(shù)</p><p>　　改變直流電動機的轉(zhuǎn)速有三種方法：改變電樞回路的電阻，通過調(diào)節(jié)串聯(lián)在電樞回路中的調(diào)節(jié)電阻來實現(xiàn)；改

51、變電動機氣隙磁通量 ；改變電樞電壓。前兩種調(diào)速方法不能滿足數(shù)控機床的要求，第三種調(diào)速方法因具有恒轉(zhuǎn)速特性、機械特性好、經(jīng)濟性能好等特點而被廣泛應(yīng)用。而一般是采用大功率晶體管脈寬調(diào)制（PWM）調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)。</p><p>　　第4章 被測變速器的選擇</p><p>　　4.1 被測變速器的確定</p><p>　　由于所選參考車型為東風(fēng)小康k02微型貨車，選用其變

52、速器型號：DABS09-3/D系列。</p><p>　　4.2被測變速器的速比</p><p>　　表4.1被測變速器的速比</p><p>　　4.3被測變速器尺寸的確定</p><p>　　表3.2 被測變速器的尺寸參數(shù)</p><p>　　第5章 轉(zhuǎn)矩傳感器的計算選擇</p><p>　

53、　傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的信號、物理條件（如光、熱、濕度）或化學(xué)組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官。國家標準GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、

54、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。</p><p>　　5.1 轉(zhuǎn)矩傳感器參數(shù)的計算確定</p><p>　　扭矩傳感器是對各種旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機械部件上對扭轉(zhuǎn)力矩感知的檢測。扭矩傳感器將扭力的物理變化轉(zhuǎn)換成精確的電信號。扭矩傳感器可以應(yīng)用在制造粘度計，電動(氣動，液力)扭力扳手，它具有精度高，頻響快，可靠性好，壽命長等優(yōu)點。</p><p>　　

55、扭矩傳感器是一種測量各種扭矩、轉(zhuǎn)速及機械功率的精密測量儀器。應(yīng)用范圍十分廣泛，主要用于：電動機、發(fā)動機、內(nèi)燃機等旋轉(zhuǎn)動力設(shè)備輸出扭矩及功率的檢測；風(fēng)機、水泵、齒輪箱、扭力板手的扭矩及功率的檢測；鐵路機車、汽車、拖拉機、飛機、船舶、礦山機械中的扭矩及功率的檢測；可用于污水處理系統(tǒng)中的扭矩及功率的檢測；可用于制造粘度計；可用于過程工業(yè)和流程工業(yè)中。</p><p>　　扭矩的測量：采用應(yīng)變片電測技術(shù) ,在彈性軸上組成

56、應(yīng)變橋,向應(yīng)變橋提供電源即可測得該彈性軸受扭的電信號。將該應(yīng)變信號放大后，經(jīng)過壓/頻轉(zhuǎn)換，變成與扭應(yīng)變成正比的頻率信號。如下圖所示：</p><p>　　圖5.1 扭矩傳感器測量原理圖</p><p><b>　　5.1.1產(chǎn)品特點</b></p><p>　　信號輸出可任意選擇波形─方波或脈沖波；檢測精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾性強；不需反復(fù)調(diào)零

57、即可連續(xù)測量正反扭矩；即可測量靜止扭矩，也可測量動態(tài)扭矩；體積小、重傳感器可脫離二次儀表獨立使用，只要按插座針號提供 +15V，-15V（200mA）的電源，即可輸出阻抗與扭矩成正比的等方波或脈沖波頻率信號；量輕、易于安裝；測量范圍： 0—10000Nm標準可選。</p><p>　　電動機與被測變速器之間的傳感器由于直接承受電動機傳出來的力矩，所以考慮所選發(fā)動機最大力矩值74Nm，最大功率轉(zhuǎn)速5000 r/mi

58、n。如圖5.2</p><p>　　圖5.2 電動機與被測變速器間的傳感器</p><p>　　被測變速器和電渦流測功機之間的傳感器由于承受由變速器傳出的扭矩和轉(zhuǎn)速，故通過對發(fā)動機最大力矩和最大功率轉(zhuǎn)速的計算確定出此傳感器的額定值：發(fā)動機通過變速器1檔的扭矩最大由于一檔傳當(dāng)比為3.505所以扭矩值為74*3.505=259.37Nm,同時由于通過5檔得到的轉(zhuǎn)速最高，5檔傳動比為0.806所

59、以轉(zhuǎn)速為5000/0.806=6204 r/min。如圖5.3</p><p>　　5.3 被測變速器與電渦流測功機間的傳感器</p><p>　　5.2 選擇轉(zhuǎn)矩傳感器類型</p><p>　　通過5.1里產(chǎn)品的一些分析了解，綜合考慮到經(jīng)濟性等因數(shù)選擇ORT-803型旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器</p><p>　　ORT-803型標準扭矩傳感器外型尺寸

60、如下圖表：</p><p>　　圖5.4 ORT-803型標準扭矩傳感器外型</p><p>　　表5.1 ORT-803型標準扭矩傳感器外型尺寸</p><p>　　連接方式： 扭矩傳感器與動力設(shè)備、負載設(shè)備之間的連接</p><p>　　彈性柱銷聯(lián)軸器連接如下圖所示，此種連接方式結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，維護方便。能夠微量補償安裝誤差造成的軸的

61、相對偏移，同時能起到輕微減振的作用。適用于中等載荷、起動頻繁的高低速運轉(zhuǎn)場合，工作溫度為-20-70℃。</p><p>　　圖5.5 彈性柱銷聯(lián)軸器連接圖</p><p>　　剛性聯(lián)軸器連接如下圖所示，這種連接形式結(jié)構(gòu)簡單，成本低，無補償性能，不能緩沖減振，對兩軸的安裝精度較高。用于振動很小的工況條件。</p><p>　　圖5.6 剛性聯(lián)軸器連接圖</p&

62、gt;<p><b>　　安裝要求：</b></p><p>　?。?） 扭矩傳感器可水平安裝，也可垂直安裝。</p><p>　?。?） 動力設(shè)備、傳感器、負載設(shè)備應(yīng)安裝在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，以避免過大的震動，否則可能發(fā)生數(shù)據(jù)不穩(wěn)，降低測量精度，甚至損壞傳感器。</p><p>　　（3） 采用彈性柱銷聯(lián)

63、軸器或剛性聯(lián)軸器連接。</p><p>　　（4） 動力設(shè)備、傳感器、負載設(shè)備軸線的同心度應(yīng)小于Φ0.05mm。</p><p>　　5.2.2 ORT-803型旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器</p><p>　　ORT-803系列傳感器是一種測量各種扭矩、轉(zhuǎn)速及機械功率的精密測量儀器。應(yīng)用范圍十分廣泛，主要用于：</p><p>　　1、電動機、

64、發(fā)動機、內(nèi)燃機等旋轉(zhuǎn)動力設(shè)備輸出扭矩及功率的檢測；</p><p>　　2、風(fēng)機、水泵、齒輪箱、扭力板手的扭矩及功率的檢測；</p><p>　　3、鐵路機車、汽車、拖拉機、飛機、船舶、礦山機械中的扭矩及功率的檢測；</p><p>　　4、可用于污水處理系統(tǒng)中的扭矩及功率的檢測；</p><p>　　5、可用于制造粘度計；</p>

65、;<p>　　6、可用于過程工業(yè)和流程工業(yè)中。</p><p>　　基本原理：扭矩的測量：采用應(yīng)變片電測技術(shù),在彈性軸上組成應(yīng)變橋,向應(yīng)變橋提供電源即可測得該彈性軸受扭的電信號。將該應(yīng)變信號放大后，經(jīng)過壓/頻轉(zhuǎn)換，變成與扭應(yīng)變成正比的頻率信號。如圖5.7所示：</p><p>　　圖5.7 ORT-803系列傳感器基本原理圖</p><p>　　轉(zhuǎn)速的

66、測量： 轉(zhuǎn)速測量采用磁電碼盤的方法進行測量，每一磁電碼盤均有60個齒，軸帶動磁電碼盤每旋轉(zhuǎn)一周可產(chǎn)生60個脈沖，高速或中速采樣時可以用測頻的方法，低速采樣時可以用測周期的方法測出準確的轉(zhuǎn)速。本傳感器精度可達±0.1%～±0.5%（F·S）。由于傳感器輸出為頻率信號，所以無需AD轉(zhuǎn)換即可直接送至計算機進行數(shù)據(jù)處理。本傳感器的測速方法采用內(nèi)置測速，訂貨時用戶需注明是否監(jiān)測轉(zhuǎn)速信號。</p><

67、;p>　　第6章 電渦流測功機的計算選擇</p><p>　　測功機也稱測功器，主要用于測試發(fā)動機的功率，也可作為齒輪箱、減速機、變速箱的加載設(shè)備，用于測試它們的傳遞功率。主要分為水力測功機、電渦流測功機、電力測功機。電力測功機利用電機測量各種動力機械軸上輸出的轉(zhuǎn)矩，并結(jié)合轉(zhuǎn)速以確定功率的設(shè)備。因為被測量的動力機械可能有不同轉(zhuǎn)速，所以用作電力測功機的電機必須是可以平滑調(diào)速的電機。目前用得較多的是直流測功機、

68、交流測功機和渦流測功機。根據(jù)測功機使用電流的不同，將測功機分類為：直流測功機、交流測功機、渦流測功機。</p><p>　　直流測功機:由直流電機、測力計和測速發(fā)電機組合而成。直流電機的定子由獨立的軸承座支承，它可以在某一角度范圍內(nèi)自由擺動。機殼上帶有測力臂，它與測力計配合，可以檢測定子所受到的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)直流電機原理，電機的電磁轉(zhuǎn)矩同時施加于定子和轉(zhuǎn)子。定子所受到的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子所受到的轉(zhuǎn)矩大小相等，方向相反，所以轉(zhuǎn)

69、軸上的轉(zhuǎn)矩可以由定子上量測。運行中軸承、電刷和風(fēng)致摩擦等引起的機械轉(zhuǎn)矩，會使定子和轉(zhuǎn)子所受的轉(zhuǎn)矩不完全相等，這給測量所帶來的誤差需要加以考慮。</p><p>　　直流測功機可作為直流發(fā)電機運行，作為被測動力機械的負載，以測量被測機械的軸上輸出轉(zhuǎn)矩；也可以作直流電動機運行，拖動其他機械，以測量其軸上輸入轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩與測速發(fā)電機測得的轉(zhuǎn)速之積即軸功率。這就是測功機一名的由來。</p><p>

70、　　交流測功機:通常由一臺三相交流換向器電動機和測力計、測速發(fā)電機組合而成。它的測功原理與直流測功機相同。</p><p>　　渦流測功機:利用渦流產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩來測量機械轉(zhuǎn)矩的裝置。它由電磁滑差離合器（見電磁調(diào)速異步電動機）、測力計和測速發(fā)電機組成。被測動力機械與電磁滑差離合器的輸入軸連接，帶動電樞旋轉(zhuǎn)，磁極則被安裝其上的測力臂掣住,只能在一定范圍內(nèi)擺動一角度,配合測力計就可以由此擺動角直接讀出電樞與磁極間作用的

71、電磁轉(zhuǎn)矩。略去風(fēng)摩損耗等測量誤差時，此電磁轉(zhuǎn)矩就等于被測動力機械的輸出轉(zhuǎn)矩。渦流測功機只能產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，不能作為電動機運行。一般用于測量轉(zhuǎn)速上升而轉(zhuǎn)矩下降，或轉(zhuǎn)矩變化而轉(zhuǎn)速基本不變的動力機械。</p><p>　　6.1 電渦流測功機性能參數(shù)的計算</p><p>　　Cw電渦流測功機又稱電磁測功機，它是利用渦流損耗的原理來吸收功率的。由渦流測功機、控制器及測力裝置組成的測功裝置，可以測取

72、被測機械的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，從而得出輸出功率，它可以取代磁粉離合器、水力測功機、直流發(fā)電機組等，用來測量各種電動機、汽油機、柴油機、齒輪箱等動力機械的性能，成為型式試驗的必要設(shè)備，與其它測功裝置相比，CW系列測功裝置具有更高的可靠性、實用性和穩(wěn)定性。</p><p>　　主要特點：結(jié)構(gòu)簡單、運行穩(wěn)定、價格低廉、使用維護方便；采用水冷卻，噪音低、振動?。惠斎朕D(zhuǎn)速范圍寬，可用于變頻調(diào)速等各類電動機 及動力機械的型式試驗

73、；控制器采用單相交流電源，控制功率??；轉(zhuǎn)矩的測量可以采用普通磅秤、電子磅秤或高精度轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀，適用于不同測量精度的場合；該裝置還能作制動器用，制動力矩大。 產(chǎn)品型號: 品牌: 產(chǎn)地: 產(chǎn)品報價:0 產(chǎn)品認證:ISO9001 適用范圍:各種電動機、汽油機、柴油機、齒輪箱等型式 工作原理:渦流損耗的原理來吸收功率 供貨地:南京 性能優(yōu)勢:操作簡單，維護方便</p><p>　　由于最大扭矩和最大功率值為259.3

74、7Nm和36 kW，所以所選電渦流測功機的特性曲線必須包括這兩個值。</p><p>　　6.2 電渦流測功機類型選定</p><p>　　由于所選發(fā)動機的最大輸出功率為36kw，其最大扭矩為74NM,其最大功率轉(zhuǎn)速5000r/min，最大扭矩轉(zhuǎn)速3000-3500r/min。</p><p>　　所以對照cw系列測功機特性曲線選擇CW100-3000/10000型

75、電渦流測功機：</p><p>　　最大扭矩/最大扭矩轉(zhuǎn)速： 318 Nm/3000 r/min</p><p>　　額定吸收功率： 100 kw</p><p>　　最高轉(zhuǎn)速： 10000 r/min</p><p>　　6.2.1 CW100-3000/10000型電渦流測功機</p><p>　　產(chǎn)品介紹:電渦流

76、測功機的主要技術(shù)指標 (符合JB/T7790-95,JB3743-84,GB5363-85的有關(guān)規(guī)定):系統(tǒng)扭矩測量精度優(yōu)于滿量程的±0.4％；扭矩測量靈敏度優(yōu)于滿載的0.1％；轉(zhuǎn)速測量誤差不大于±1個字；恒轉(zhuǎn)速控制精度優(yōu)于±5r/min；恒扭矩控制精度優(yōu)于±0.2%。 配備了水壓、渦流環(huán)溫度，軸承潤滑等安全保護裝置。 </p><p>　　主要性能:額定功率(KW) 10

77、0 最大扭矩(N·m) 318 最高轉(zhuǎn)速(r/min) 10000 轉(zhuǎn)動慣量(kg·m²) 0.146 。</p><p>　　CW100型電渦流測功機采用整機采用鼓式、干隙結(jié)構(gòu)，國內(nèi)獨特的稀油潤滑方式（高速主軸承），具有低慣性、高精度、高穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)簡單、維修方便，適用于操作控制自動化等優(yōu)點，主要用于對發(fā)動機進行轉(zhuǎn)速、扭矩和有效功率的測試及性能試驗、耐久試驗、型式試驗。尤其適用

78、于裝備各種試驗臺架，對發(fā)動機、整車及其部件進行不同工況的運行和試驗。</p><p>　　CW100型電渦流測功機技術(shù)指標：</p><p>　　額定吸收功率： 100 kw</p><p>　　最大扭矩： 318 Nm/3000 r/min</p><p>　　最高轉(zhuǎn)速： 10000 r/min</p><p>　　

79、中 心 高： 335 mm （增配底座使中心高在600mm）</p><p>　　轉(zhuǎn)動慣量： 0.146 Kgm2</p><p>　　滿功率耗電： 3.8A</p><p>　　最大耗水量： 6.45m3/h</p><p>　　重 量： 460Kg</p><p>　　其特性曲線如圖6.1：</p>

80、<p>　　圖6.1 CW100-3000/10000測功機特性曲線</p><p>　　所選發(fā)動機的外特性曲線如圖3.1。</p><p>　　兩圖交點在0-500r/min之間所以所測轉(zhuǎn)速不得低于交點處轉(zhuǎn)速。然而實驗要求1000r/min的實驗而且經(jīng)過變速器的傳遞轉(zhuǎn)速低于這個交點轉(zhuǎn)速，所以需要設(shè)計一個升速箱將過低的轉(zhuǎn)速升至500r/min。假設(shè)電動機輸出轉(zhuǎn)速1000r/min

81、，所測變速器掛檔在1檔及傳動比為3.505。所以經(jīng)變速器后轉(zhuǎn)速n1=1000/3.505=286r/min。所以確定升速器的傳動比為500/286=1.748，便于設(shè)計取傳動比i=2。</p><p>　　根據(jù)圖表可知對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩值（如圖6.1）：</p><p>　　表6.1發(fā)動機轉(zhuǎn)速下相應(yīng)的扭矩功率值</p><p>　　CW100型電渦流測功機其尺寸如下圖：&l

82、t;/p><p>　　圖6.2 CW100-3000/10000測功機外形及安裝尺寸</p><p>　　根據(jù)實驗要求依據(jù)中華人名共和國汽車行業(yè)標準《QCT 586.1-2010汽車機械式變速器實驗臺架實驗方法》實驗轉(zhuǎn)速從1000r/min到發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均勻取5種轉(zhuǎn)速。其中包括發(fā)動機最大扭矩轉(zhuǎn)速。輸入扭矩為發(fā)動機各轉(zhuǎn)速點最大扭矩的50%、100%。油溫控制在40°、60

83、76;、80°、100°、各+-5°范圍內(nèi)。依照表6.1，計算出經(jīng)變速器后各檔的效率。</p><p>　　被測變速器掛于1檔：</p><p>　　取轉(zhuǎn)速n=1000r/min,扭矩T=62NM,變速器傳動比i=3.505,輸出功率P=6.49kw。經(jīng)過變速器轉(zhuǎn)速n1=n/i=286r/min,扭矩T1=T*i=217.31NM,功率P1=T1*n1/955

84、0=6.485Kw。</p><p>　　取轉(zhuǎn)速n=2000r/min,扭矩T=68NM,變速器傳動比i=3.505,輸出功率P=14.24kw。經(jīng)過變速器轉(zhuǎn)速n1=n/i=570.61r/min,扭矩T1=T*i=238.34NM,功率P1=T1*n1/9550=14.24Kw。</p><p>　　后面檔位算法相同。需要指出的是，前面轉(zhuǎn)速發(fā)電機可達到時升速箱用i=1的傳動比，當(dāng)發(fā)電機無

85、法達到4000r/min時，需要將升速箱的傳動比調(diào)節(jié)到i=0.5。</p><p>　　第7章 輔助變速箱的設(shè)計</p><p>　　7.1 升速箱的速比設(shè)計</p><p>　　由CW50-3000/10000測功機特性曲線可知，當(dāng)變速器輸出軸轉(zhuǎn)速在低于500r/min時，不能能達到測功機所能吸收的扭矩值的要求從而導(dǎo)致功率無法完全吸收，當(dāng)1檔時變速器扭矩值過大導(dǎo)致

86、電渦流測功機無法測量，所以為了讓電渦流測功機能正常的進行測量，在電渦流測功機的前面要設(shè)計一個升速箱，用來給電機低速，被測變速器抵擋時的工況來增速降扭。根據(jù)發(fā)動機外特性曲線和電渦流測功機特性曲線比較可知，除了被測變速器一檔外的其他檔位，發(fā)動機外特性曲線可以完全被電渦流測功機特性曲線所覆蓋，所以，此變速箱可以設(shè)置兩個擋位，空擋和超速擋，發(fā)動機在一擋的轉(zhuǎn)速只能達到286r/min以上，所以此超速擋的傳動比可以設(shè)定為1/2=0.5即可。所以，可

87、設(shè)定此升速箱的超速擋傳動比為0.5。而直接擋傳動比為1。</p><p>　　7.2 升速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　升速箱的布置結(jié)構(gòu)如下圖7.1所示：</p><p>　　圖7.1 升速箱的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　7.3 升速箱的計算</p><p>　　合理的傳動方案首先應(yīng)滿足工作機的性能（例如傳遞功率、

88、轉(zhuǎn)速及運動方式）的要求。另外，還要與工作重要條件（例如工作環(huán)境。工作場地、工作時間）相適應(yīng)。同時還要求工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，傳動效率高，使用維護方便，工藝性和經(jīng)濟性。合理安排和布置傳動順序是擬定傳動方案中的另外一個重要環(huán)節(jié)。</p><p>　　選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)；按傳動方案，由于斜齒比直齒穩(wěn)定性好，所以選用斜齒圓柱齒輪傳動；根據(jù)《機械設(shè)計》表10-8，輕型汽車選用7級精度（GB 1009

89、5-88）；材料選擇。根據(jù)標準GB/T 12226-1989；由《機械設(shè)計》表10-1選擇小齒輪材料為灰鑄鐵HT350，硬度為270HBS,大齒輪材料為 灰鑄鐵HT350，硬度為230HBS。二者材料硬度差為40HBS。</p><p>　　選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)取。</p><p>　　選取螺旋角。初選螺旋角。</p><p><b>　　按齒面接觸

90、強度設(shè)計</b></p><p>　　按計算公式（式7.1）進行計算，即:</p><p><b>　　式（7.1）</b></p><p>　　確定公式內(nèi)的計算數(shù)值：試選載荷系數(shù)；由《機械設(shè)計》圖10-30選取區(qū)域系數(shù)；由《機械設(shè)計》表10-26查得則；由《機械設(shè)計》表10-7選取齒寬系數(shù)；由《機械設(shè)計》表查10-6得材料的彈性影

91、響系數(shù)；由《機械設(shè)計》圖10-21b按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限，大齒輪的接觸疲勞強度極限。</p><p>　　計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：=；；取接觸疲勞壽命；。</p><p>　　計算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1。</p><p><b>　　式（7.2）</b></p><p><b

92、>　　式（7.3）</b></p><p><b>　　許用接觸應(yīng)力:</b></p><p><b>　　式（7.4）</b></p><p>　　試算小齒輪分度圓直徑，由計算公式7.1得</p><p><b>　　式（7.5）</b></p>

93、<p>　　計算圓周速度： 式（7.6）</p><p><b>　　計算齒寬及模數(shù):</b></p><p><b>　　式（7.7）</b></p><p>　　mm 式（7.8）</p><p>　　mm

94、 式（7.9）</p><p><b>　　式（7.10）</b></p><p><b>　　計算縱向重合度:</b></p><p><b>　　式（7.11）</b></p><p><b>　　計算載荷系數(shù)K：</b></p>&l

95、t;p>　　查《機械設(shè)計》表10-2得使用系數(shù)， 由《機械設(shè)計》圖10-8查得動載系數(shù)，由查《機械設(shè)計》表10-4和插值法得，查得，查得故載荷系數(shù)。</p><p>　　按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由《機械設(shè)計》式（10-10a）得</p><p>　　mm 式（7.12）</p><p><b>　　計算模數(shù)&

96、lt;/b></p><p>　　mm 式（7.13）</p><p><b>　　按齒根彎曲強度設(shè)計</b></p><p><b>　　式（7.14）</b></p><p><b>　　確定計算參數(shù)</b></p><p>

97、;<b>　　計算載荷系數(shù)</b></p><p><b>　　式（7.15）</b></p><p>　　根據(jù)縱向重合度，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)</p><p><b>　　計算當(dāng)量齒數(shù)</b></p><p><b>　　式（7.16）</b>

98、;</p><p><b>　　式（7.17）</b></p><p><b>　　查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由《機械設(shè)計》查得：,</p><p>　　由《機械設(shè)計》圖10-20a查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限，大齒輪的彎曲強度極限；</p><p>　　由《

99、機械設(shè)計》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)：，；</p><p>　　計算彎曲疲勞許用應(yīng)力：</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)，得</p><p>　　Mpa 式（7.18）</p><p>　　Mpa 式（7.19）</p><p><b>　　查取應(yīng)力校正系數(shù)&

100、lt;/b></p><p>　　由《機械設(shè)計》表10-5查得， </p><p>　　計算大小齒輪的并加以比較</p><p><b>　　式（7.20）</b></p><p><b>　　式（7.21）</b></p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大

101、</b></p><p><b>　　設(shè)計計算</b></p><p><b>　　式（7.22）</b></p><p>　　齒輪模數(shù)國家標準為GB1357-78：優(yōu)先選用模數(shù)：0.1mm、0.12mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.8mm、1mm

102、、1.25mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、 14mm、16mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50mm。對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取mm，滿足彎曲強度。</p><p>　　為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑mm來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由</p>

103、<p><b>　　式（7.23）</b></p><p><b>　　取，則 取。</b></p><p><b>　　幾何尺寸計算：</b></p><p><b>　　計算中心距：</b></p><p>　　mm 式（7

104、.24）</p><p>　　將中心距圓整為a=14mm。</p><p>　　按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p><b>　　式（7.25）</b></p><p>　　因為值改變不多，故參數(shù)、、不必修正。</p><p>　　計算大、小齒輪的分度圓直徑</p><p

105、>　　mm 式（7.26）</p><p>　　mm 式（7.27）</p><p><b>　?。?）計算齒輪寬度</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　圓整后取mm，mm</b><

106、;/p><p>　　但是由于加工需求所以將此輪的分度圓直徑選得大一點，為了加工方便小高速小齒輪選用分度圓直徑60mm，大圓分度圓直徑120mm,相應(yīng)的此輪寬mm，mm。最后進行驗算合格。另兩個齒輪的齒數(shù)和分度圓直接分別取z=30的a=90mm</p><p>　　表7.1高速級齒輪各參數(shù)</p><p><b>　　軸的設(shè)計計算：</b></

107、p><p>　　為了滿足扭矩要求，直接假設(shè)輸出扭矩為發(fā)動機最大扭矩74NM。選用材料20CrMnTi, 20CrMnTi是滲碳鋼,滲碳鋼通常為含碳量為0.17%-0.24%的低碳鋼.汽車上多用其制造傳動齒輪.是中淬透性滲碳鋼中Cr Mn Ti 鋼,其淬透性較高,在保證淬透情況下,具有較高的強度和韌性,特別是具有較高的低溫沖擊韌性.20CrMnTi表面滲碳硬化處理用鋼.良好的加工性,加工變形微小,抗疲勞性能相當(dāng)好.用途

108、:用于齒輪,軸類,活塞類零配件等.用于汽車,飛機各種特殊零件部位. 是性能良好的滲碳鋼，淬透性較高，經(jīng)滲碳淬火后具有硬而耐磨的表面與堅韌的心部，具有較高的低溫沖擊韌性，焊接性中等，正火后可切削性良好。用于制造截面<30mm的承受高速、中等或重載荷、沖擊及摩擦的重要零件，如齒輪、齒圈、齒輪軸十字頭等。硬度：≤217HB, 抗拉強度σb (MPa)：≥1080(110), 屈服強度σs (MPa)：≥835(85)。</p>

109、;<p>　　計算基本直徑：,則mm,為了加工方便選擇dmin=35mm。</p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　1 2 3 4 5</p><p><b>　　圖7.2 軸的結(jié)構(gòu)</b></p>&

110、lt;p>　　1段：由于dmin=35,所以選擇此段尺寸為35mm。</p><p>　　2段：用于軸承的支撐，初選軸承，因為有軸向力和徑向力故選圓錐滾子軸承，參照工作要求，根據(jù)d1=35mm，圓錐滾子軸承包括：單列圓錐滾子軸承(GB/T 297-1994)、雙列圓錐滾子軸承(GB/T 299-2008)、四列圓錐滾子軸承(GB/T 300-2008)，選軸承型號：GBT297-1994(32_52_14)

111、，其尺寸：d*D*T=32mm*52mm*14mm。</p><p>　　3段：此段軸用于安裝齒輪，取直徑為37mm。而知道齒寬為20mm，此段的長度還應(yīng)考慮換擋機構(gòu)，故取此段長度L=140mm</p><p>　　4段：此段與2段選擇方式相同</p><p>　　5段：此段要考慮承受的扭矩值T=260Nm,先選定此段d=30mm。</p><p

112、>　　對軸進行強度和硬度的校核。完全滿足要求。</p><p>　　由于前面所選電動機的轉(zhuǎn)速無法達到發(fā)動機的最高轉(zhuǎn)速，所以需要做一個升速箱。根據(jù)總體的分析計算，升速箱需要的傳動比為i=2即可這跟電渦流測功機所需要的升速箱基本相同。所以升速箱的設(shè)計詳見電渦流測功機升速箱設(shè)計計算。</p><p><b>　　第8章 聯(lián)軸器</b></p><p

113、>　　聯(lián)軸器是用來聯(lián)接不同機構(gòu)中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機械零件。在高速重載的動力傳動中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯(lián)接。一般動力機大都借助于聯(lián)軸器與工作機相聯(lián)接。</p><p>　　聯(lián)軸器屬于機械通用零部件范疇，用來聯(lián)接不同機構(gòu)中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機械零件。在高速重載的動力傳動中，

114、有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯(lián)接。一般動力機大都借助于聯(lián)軸器與工作機相聯(lián)接，是機械產(chǎn)品軸系傳動最常用的聯(lián)接部件。20世紀后期國內(nèi)外聯(lián)軸器產(chǎn)品發(fā)展很快，在產(chǎn)品設(shè)計時如何從品種甚多、性能各異的各種聯(lián)軸器中選用能滿足機器要求的聯(lián)軸器，對多數(shù)設(shè)計人員來講，始終是一個困擾的問題。常用聯(lián)軸器有膜片聯(lián)軸器 ，齒式聯(lián)軸器，梅花聯(lián)軸器，滑塊聯(lián)軸器，鼓形齒式聯(lián)軸器，萬向聯(lián)軸器，安全聯(lián)

115、軸器，彈性聯(lián)軸器及蛇形彈簧聯(lián)軸器。</p><p>　　本實驗臺的布置方案圖如下：</p><p>　　I II III IV V VI</p><p>　　圖8.1 微型貨車變速器性能實驗臺布置方案</p><p><b>　　聯(lián)軸器的選用