裝配圖變速箱開式試驗臺設計（有cad圖）
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車輛與動力工程學院畢業(yè)設計說明書
第一章 概 述
世紀是汽車工業(yè)飛速發(fā)展的時代, 汽車工業(yè)逐步成為許多國家的支柱產(chǎn)業(yè), 為了控制汽車產(chǎn)品質(zhì)量, 提高汽車的品質(zhì), 勢必對其總成及零部件提出更高更嚴格的要求。傳動系是汽車實現(xiàn)發(fā)動機動力輸出到行駛的必需系統(tǒng), 變速器是汽車傳動系中一個重要總成, 為了對變速器產(chǎn)品結(jié)構和零部件的性能、壽命進行測試和分析, 為產(chǎn)品設計與質(zhì)量評價提供可靠的科學依據(jù), 縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期和提高產(chǎn)品質(zhì)量。因此, 對汽車變速器系統(tǒng)綜合試驗臺的研究具有特別重要的意義。
§1.1研究的目的及意義
汽車傳動系中自動變速技術一直是人們追求的目標。變速的自動化是車輛發(fā)展的高級階段，她的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的歷程。30年代初，英國、美國等國將液力傳動應用于公共汽車，到第二次世界大戰(zhàn)期間，許多軍用車輛和專用汽車也開始采用液力傳動裝置，在40年代初，美國成功地研制出兩檔液力-機械自動變速器，1947年，美國通用公司率先將此類自動變速器應用于批量生產(chǎn)的小轎車上。在70年代，西歐及美國的商用汽車使用液力自動變速器的已占全部商用車的80%以上，80年代，美國將液力自動變速器作為轎車的標準裝備，1983年美國通用汽車公司液力自動變速器裝車率已到到94%，日本生產(chǎn)的小型客車和轎車中液力自動變速器裝車率也在不斷增長，1986年已達到41%。隨著自動變速器的發(fā)展，其結(jié)構和性能也在不斷完善，特別是近年來隨著電子技術和自動控制技術在汽車上的應用，出現(xiàn)了電控自動變速器，它可以實現(xiàn)與發(fā)動機的最佳匹配，并可獲得最佳的經(jīng)濟性、動力性、安全性及達到降低發(fā)動機排氣污染的目的。
近幾年我國大量進口和合資生產(chǎn)了中高檔轎車，據(jù)統(tǒng)計價格在16萬以上的轎車絕大部分裝有自動變速器，因此在我國維修自動變速器將有廣闊的市場，由于自動變速器結(jié)構復雜，維修技術要求高，僅靠傳統(tǒng)的維修方法很難保證維修質(zhì)量，需要使用維修企業(yè)使用的自動變速器維修檢測設備，以提高自動變速器的維修質(zhì)量，本課題就是在市場調(diào)研的基礎上設計出一種適應維修企業(yè)使用的變速器試驗臺。
§1.2 研究的依據(jù)
新型變速箱性能試驗、燃油經(jīng)濟性的測試
§1.3 汽車變速器性能試驗臺的種類
汽車在行駛過程中，隨著路面、載荷、車速等因素的變化，變速器所傳遞的扭矩與轉(zhuǎn)速也是變化的。因此，試驗臺應具備轉(zhuǎn)速、載荷可變化的條件，且其轉(zhuǎn)速、載荷的變化也是可單獨調(diào)節(jié)的。
汽車變速器性能試驗臺主要分為開放式試驗臺和封閉式試驗臺。
§1.3.1開放式試驗臺
開放式試驗臺是最先出現(xiàn)的一種試驗臺，它的主要結(jié)構原理如圖所示
功率輸入—動力區(qū)—試驗區(qū)—模擬負載區(qū)—功率損耗
各部分的組成及功用為：
1、 動力區(qū)由內(nèi)燃機、調(diào)速器及附屬裝置組成，它負責向系統(tǒng)提供動力(功率)，其中包括轉(zhuǎn)速和扭矩。
2、 試驗區(qū)由被測裝置、變速器、扭矩轉(zhuǎn)速測量裝置及其它一些測量裝置組成。
3、 模擬負載區(qū)主要由測功機及附屬裝置組成。
開放式試驗臺整套系統(tǒng)的工作原理及工作過程簡單，制造成本較低，它的弱點是能量無法反饋使用。
§1.3.2 封閉式試驗臺
封閉式試驗臺分為電力封閉式試驗臺和機械封閉式試驗臺。
交流電力封閉式試驗臺是在上述開放式試驗臺的基礎上發(fā)展起來的試驗設備,主要結(jié)構原理如圖1所示。
從圖中可以看出,交流電力封閉式試驗臺的設計思想就是在原有開放式試驗臺的基礎上加一套動力回收裝置,將系統(tǒng)消耗的能量通過電網(wǎng)加以回收,從而降低試驗能耗。但由于動力回收技術是一項專業(yè)性非常強的技術,整套裝置的成本非常高,又由于回收過程的回收效率的影響以及其動力區(qū)仍然需要較大的動力,所以很難達到比較理想的狀況。
功率補償區(qū)━━動力區(qū)━━試驗區(qū)━━模擬負載區(qū)
電網(wǎng)
圖1交流電力封閉式試驗臺主要結(jié)構原理示意圖
直流電力封閉式試驗臺是在上述交流電力封閉式的基礎上發(fā)展起來的試驗設備,主要結(jié)構原理如圖2所示。
功率補償區(qū)━━動力區(qū)━━試驗區(qū)━━模擬負載區(qū)
直流電源
圖2 直流電力封閉式試驗臺主要結(jié)構原理示意圖
從圖2中可以看出,直流電力封閉式試驗臺的設計思想就是在原交流電力封閉式的基礎上采用直流驅(qū)動電機,將發(fā)電機負載發(fā)出的電能反饋回直流電機加以回收,形成封閉的功率流,從而降低試驗能耗。該試驗臺架結(jié)構比較簡單,能量反饋利用,節(jié)能效果也比較好,所以它是一較好的選擇方案。
第二章 試 驗 臺 總 體 方 案 的 確 定
§2.1試驗臺的基本功能
1.能測試變速器的傳動效率
2.能測試液壓機械無級變速器液壓路的輸出功率—液壓功率分流比
3.能測試柴油機的燃油經(jīng)濟性
§2.2 試驗臺的測試原理
1、 通過測量變速器的輸入輸出功率，然后得到變速器的傳動效率。實現(xiàn)這一測量的過程是：在變速器輸入端安裝扭矩轉(zhuǎn)速傳感器測得輸入轉(zhuǎn)矩。在變速器輸出端連接加載器實現(xiàn)變速器制動。在加載器和變速器之間安裝扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，測量輸出扭矩。將測得的和值代入下式中計算，得
式中 —變速器傳動效率；
—作用在變速器第一軸上的輸入轉(zhuǎn)矩；
—作用在變速器第二軸上的輸入轉(zhuǎn)矩；
—變速器所測檔位的傳動比。
2、 液壓功率分流比定義為液壓機械無級變速器中液壓路的輸出功率，即經(jīng)液壓路傳遞到行星排的輸入功率與變速器總輸出功率的比值（不計功率損失）。通過測得液壓路的扭矩轉(zhuǎn)速，然后用下式即可
式中 —液壓功率分流比 —太陽輪輸入轉(zhuǎn)矩
—太陽輪輸入功率 —多擋有級變速箱輸入轉(zhuǎn)矩
—變速器輸出功率 、—太陽輪、變速箱的輸入轉(zhuǎn)速
3、 通過在輸油路上安裝油耗儀，測量燃油消耗量來測試柴油機的燃油消耗率。將測得值代入下式
式中 — 燃油消耗率
—燃油消耗量
—發(fā)動機功率
§2.3 試驗臺的基本組成
一、動力源
試驗臺為驅(qū)動自動變速器運轉(zhuǎn)! 需要有合適的驅(qū)動力! 此驅(qū)動力可由兩種主要的動力源發(fā)動機或電動機提供!采用兩種不同動力源各有其優(yōu)缺點"取功率大于或等于車輛上實際采用的發(fā)動機的最大扭矩#最大功率和最大轉(zhuǎn)速的發(fā)動機作為動力源! 更接近汽車以發(fā)動機作為主動力的實際!和自動變速器連接以后!可以借用汽車本身的計算機控制系統(tǒng)!對自動變速器的工作過程進行模擬" 對變速器傳遞扭矩的能力!液壓系統(tǒng)對實際工況的反應進行測試!工作狀態(tài)更貼近使用中的情況" 所得到的試驗數(shù)據(jù)更準確!更有說服力。
故動力源選取發(fā)動機
柴油機 型號：LR6105ZT10
功率：106 KW 額定轉(zhuǎn)速：2300 r/min
二、 被測試件
液壓機械無級變速箱 它是一種雙功率流傳動系統(tǒng)，由分流機構、液壓傳動，機械傳動和匯流機構四部分組成
分流機構將發(fā)動機功率分為二路向下傳遞, 一路為液壓功率流, 一路為機械功率流, 然后, 液壓功率流的輸出元件- 液壓馬達的輸出軸用機械方法與機械傳動變速機構的輸出軸聯(lián)結(jié)合成后輸出。液壓機械無級變速器的工作原理是恒功率狀態(tài)下機械功率流提供一定的基礎轉(zhuǎn)速, 液壓功率流轉(zhuǎn)速的變化使輸出速度圍繞機械傳動基礎轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)連續(xù)無級變速; 液壓傳動在不同的基礎轉(zhuǎn)速上進行相同液壓無級變速, 形成拖拉機在整個速度范圍內(nèi)的全程無級變速
圖3 液壓機械無級變速原理示意圖
三、 加載設備
試驗臺的負載設備應當滿足試驗時所需的加載和轉(zhuǎn)速范圍,并能平穩(wěn)地,精細地調(diào)節(jié)負荷,模擬汽車的行駛阻力. 同時也希望能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離操縱,并能用微機來控制. 目前可用的加載設備有電力測功機、電渦流測功機、水力測功機等.
試驗臺的加載裝置采用DW300型電渦流測功機,給電渦流測功機的定子繞組上通直流電時便產(chǎn)生了磁場. 隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),由于磁通量的改變,在定子中產(chǎn)生電渦流,此電渦流的作用力將阻止轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),因而產(chǎn)生制動力矩. 當按某一規(guī)律調(diào)節(jié)定子電流的大小時,即可平穩(wěn)地調(diào)節(jié)負載力矩.
試驗臺運用微機來控試驗臺的加載和電動機的變頻調(diào)速器,實現(xiàn)對被測變速器的實時控制,以便模擬變速器不同的工況,從而可以對自動變速器進行檢測.
1、升速箱
升速箱為自制的單級圓柱齒輪升速器，升速比： =0.55
2、 測功機：
型式： 電渦流測功機
型號： DW300
吸收功率： 300kW
額定扭矩 1600Nm
額定扭矩下的轉(zhuǎn)速 2000～2800r/min
最高使用轉(zhuǎn)速 5000r/min
四、 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器
扭矩轉(zhuǎn)速傳感器用于測量發(fā)動機的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速，以及變速箱的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速。
五、 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
采用車輛研究所的數(shù)據(jù)處理采集系統(tǒng)信號采集及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。系統(tǒng)主要對在換擋過程中變速器的工作狀態(tài)進行實時檢測；對變速器運轉(zhuǎn)過程中的反饋信號進行采集轉(zhuǎn)換和處理；變速器不管采用何種方式的控制方法和控制策略，工件壓油驅(qū)動的，液壓油壓力大小、油溫的高低、流量大小實時反映了變速器的工作狀態(tài)。 故采集自動變速器的信號主要是各種油路的壓力、冷卻油液流量、油溫的高低、變速器輸入輸出轉(zhuǎn)速等根據(jù)數(shù)據(jù)采集的實時性要求，合不同信號的變化率及采樣的離散值所需要達到的分辨率，確定不同信號的采樣時間間隔，傳感器將此多種信號轉(zhuǎn)化為電信號。用計算機對采集到的信號進行處理， 并將結(jié)果顯示于計算機屏幕上。同時把采集到的信號與正常信號進行比較，判斷變速器工作是否正常，判斷并指出變速器工作不正常的可能原因，為變速器進一步整和維修提供依據(jù)。
六、總體組成框圖
圖4 試驗臺總體框圖
第三章 試 驗 臺 的 基 本 結(jié) 構 設 計
§3.1聯(lián)軸器的選擇
聯(lián)軸器的基本功用是連接兩軸（也連接軸和其它回轉(zhuǎn)零件），并傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。聯(lián)軸器可分為剛性和撓性聯(lián)軸器。彈性柱銷聯(lián)軸器是有彈性的撓性聯(lián)軸器，它是用彈性柱銷將兩個半聯(lián)軸器連接起來。工作時轉(zhuǎn)矩是通過半聯(lián)軸器、柱銷而傳遞到從動軸上去的。為了防止柱銷脫落，在半聯(lián)軸器的外側(cè)用螺釘固定擋板。
§3.1.1 變速器輸入軸后的聯(lián)軸器
一、類型選擇
為了隔離振動與沖擊，選用彈性柱銷聯(lián)軸器
二、載荷計算
公稱轉(zhuǎn)矩 由表查得K=2.1,故計算轉(zhuǎn)矩為
三、型號選擇
從標準中查得LX5型彈性柱銷聯(lián)軸器，,r/min
§3.1.2 升速器后的聯(lián)軸器
一、類型選擇
為了隔離振動與沖擊，選用彈性柱銷聯(lián)軸器
二、載荷計算
公稱轉(zhuǎn)矩 由表查得K=2.1,故計算轉(zhuǎn)矩為
三、型號選擇
從標準中查得LX4型彈性柱銷聯(lián)軸器，,r/min
§3.1.3 發(fā)動機后的聯(lián)軸器
一、類型選擇
為了隔離振動與沖擊，選用彈性柱銷聯(lián)軸器
二、載荷計算
公稱轉(zhuǎn)矩 由表查得K=2.1,故計算轉(zhuǎn)矩為
三、型號選擇
從標準中查得LX4型彈性柱銷聯(lián)軸器，,r/min
§3.2升速器的設計
§3.2.1 斜齒圓柱齒輪傳動的設計
一、選擇材料及熱處理
大小齒輪均用45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì) =217～255 大齒輪正火=160～217
二、確定許用應力
由圖查得，，， 則，
取
三、按接觸疲勞強度設計
1、計算小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩
2、 選取齒寬系數(shù)
3、 選取載荷系數(shù)
K=1.3
（1）初算小齒輪分度圓直徑
（2） 確定齒數(shù)和模數(shù)
取
取=3.5
中心距 a=
取a=180
則
=
（3）計算主要幾何尺寸
取
（4）按彎曲疲勞強度校核小齒輪
由 查圖得
故
強度滿足
§3.2.2 低速軸的設計
一、選擇軸的材料
選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼
二、 初步估算軸的直徑
取軸與聯(lián)軸器連接的軸徑為63mm
三、軸的強度驗算
1、齒輪上作用力的大小
轉(zhuǎn)矩 2625.57
圓周力
徑向力
軸向力
2、 求軸承的支反力
水平面上的支反力 N
垂直面上的支反力
3、 畫彎矩圖
截面C處的彎矩為
水平面上的彎矩
垂直面上的彎矩
合成彎矩
4、 畫轉(zhuǎn)矩圖
5、 畫計算彎矩圖
因單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)，，則截面C處的當量彎矩為
6、 按彎扭合成應力校核軸的強度
所以其強度足夠
(a)水平面受力和彎距圖
(c) 合成彎距圖
701.4
1016.15
1874.64
1538.32
(d) 轉(zhuǎn)矩圖
(e) 計算彎距圖
T=862.01
1874.64
2321.36
圖5 彎距圖
§3.2.3高速軸的設計
一、選擇軸的材料
選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼
二、估算軸的直徑
三、軸的強度驗算
1、齒輪上作用力的大小
轉(zhuǎn)矩 T=862.01
圓周力
徑向力
軸向力
2、求軸的支反力
水平面上支反力 N
垂直面上支反力
3、畫彎矩圖
截面C處的彎矩為
水平面上的彎矩
垂直面上的彎矩
合成彎矩
4、 畫轉(zhuǎn)矩圖
5、 畫計算彎矩圖
因單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)，，則截面C處的當量彎矩為
6、 按彎扭合成應力校核軸的強度
所以其強度足夠。
(b垂直面受力和彎距圖
(a)水平面受力和彎距圖
(c) 合成彎距圖
384.5
111.79
575.23
442.2
(d) 轉(zhuǎn)矩圖
(e) 計算彎距圖
T=862.01
773.56
680.5
圖6 彎距圖
§3.2.4、鍵的強度校核
壓潰和磨損是鍵連接的兩種主要失效形式，通常只進行鍵連接的擠壓強度計算。即
式中：
—
—轉(zhuǎn)距
—軸的直徑
—鍵的接觸長度
—鍵與輪轂的接觸高度
大齒輪：
低速軸：
齒輪軸：
所以強度足夠。
§3.3升速齒輪箱的簡單設計
一、選擇齒輪材料，確定許用應力
大小齒輪均選用鋼滲碳淬火，硬度。彎曲疲勞極限應力，接觸疲勞極限應力。
二、按輪齒彎曲疲勞強度設計
1、 確定許用彎曲應力
2、計算小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩
3、選取載荷系數(shù)K
因是斜齒輪傳動，且加工精度為7級精度。故K可取小些。取K=1.3。
4、 初步選定齒輪參數(shù)
，。
5、 確定復合齒形系數(shù)
，由圖查得。
故
取標準模數(shù)，中心距
。則
6、 計算幾何尺寸
,取
， 取
三、校核齒面的接觸強度
取
則
齒面許用接觸應力
因為故接觸疲勞強度足夠。
§3.4扭矩轉(zhuǎn)速傳感器的選擇
在被試的變速器輸出軸和輸入軸處，裝有扭矩轉(zhuǎn)速測量裝置，
以測量輸入扭矩、轉(zhuǎn)速和輸出扭矩、轉(zhuǎn)速。本試驗臺選用ORT系列扭矩傳感器，它是將被測變速器的輸入軸或輸出軸的轉(zhuǎn)速和扭矩，通過傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘査腿朕D(zhuǎn)速儀，由儀器直接顯示出數(shù)字來。
發(fā)動機輸出軸后，選用1000型扭矩轉(zhuǎn)速傳感器；液壓泵前也選用1000型的傳感器；變速箱輸出軸后選用5000型傳感器。
§3.5傳動機構設計
傳動機構要求傳遞發(fā)動機的最大輸出轉(zhuǎn)矩，并允許變速器輸出軸與
測功機輸入軸有一定的相對安裝誤差。本試驗臺采用聯(lián)軸套，分別在發(fā)動機、傳感器、被測變速箱、升速齒輪箱和液壓變量泵之間連接。
第四章 試 驗 臺 性 能 匹 配
本試驗臺所涉及的性能匹配是指變速箱和負載設備的匹配。
§4.1 測功機結(jié)構及原理
電渦流測功機主要由旋轉(zhuǎn)部分（感應盤）、擺動部分（電樞和勵磁部分）、測力部分和校正部分組成。
感應盤形狀猶如直齒輪，產(chǎn)生渦流地方在冷卻壁上。勵磁繞組通上直流電后，則圍繞勵磁繞組產(chǎn)生一個閉合磁通。當感應盤被原動機帶動旋轉(zhuǎn)時，氣隙磁密隨感應盤的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生周期性變化，在冷卻室表面及一定深度范圍內(nèi)將產(chǎn)生渦流電勢，并產(chǎn)生渦流，該渦流所形成的磁場又與氣隙磁場相互作用，就產(chǎn)生了制動轉(zhuǎn)矩。該轉(zhuǎn)矩通過外環(huán)及傳力臂傳至測力裝置上，由力傳感器將力的大小轉(zhuǎn)換成電信號輸出，從而達到測轉(zhuǎn)矩的目的。在轉(zhuǎn)速測量上，采用非接觸式的磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，將轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出。
§4.2 測功機工作特性
負載設備一渦流測功機的工作特性曲線指的是渦流測功機的吸收功率和扭矩隨勵磁電流及轉(zhuǎn)速變化的特性。先分析吸收功率隨轉(zhuǎn)速和電流變化的曲線。
由圖7可以看出，當勵磁電流和轉(zhuǎn)速增加時，測功機的吸收功率也隨著增加但是當勵磁電流達到一定值時，由于磁路達到飽和，勵磁電流不能繼續(xù)增加而保持恒定。此時，繼續(xù)增加轉(zhuǎn)速，測功機的吸收功率隨轉(zhuǎn)速變化的增加變化很小，幾乎表現(xiàn)為恒定。這個轉(zhuǎn)速范圍和所對應的功率即為渦流測功機的額定轉(zhuǎn)速和額定功率。在沒有勵磁電流的情況下，渦流測功機的特性曲線相當于測功機的機械損耗特性曲線，在這一曲線的下方是不能進行有效測試的。
圖8是電渦流測功機的扭矩特性曲線。隨著轉(zhuǎn)速的增加，測功機所能承受的扭矩也在增加，開始時增長速率較快，后來漸趨平緩，當轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速的最低值時扭矩達到最大值，扭矩達到最大值；在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，由于吸收功率的恒定，所以扭矩隨著轉(zhuǎn)速的增加而減小。在沒有勵磁電流的情況下，測功機的扭矩特性曲線下方也是機械損耗曲線，與功率特性曲線的下方相對應。
1一勵磁電流恒定時功率曲線
2－勵磁電流增大時功率曲線
3一勵磁電流為零時功率曲線
圖7
圖8
§4.3 試驗臺的匹配原則
變速箱的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速如下表
表1
扭矩（T）
一擋
二擋
三擋
四擋
五擋
六擋
倒擋一
倒擋二
1540.46
1051.47
902.27
1254.77
651.39
385.55
1567.29
1065.12
轉(zhuǎn)速（）
657.14
962.75
1121.95
806.76
1554.05
2625.57
645.89
950.41
變速器經(jīng)升速器升速減扭后的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速如下表
表2
扭矩（T）
一擋
二擋
三擋
四擋
五擋
六擋
倒擋一
倒擋二
847.25
578.31
496.25
443.72
358.27
212.06
862.01
585.81
轉(zhuǎn)速（）
1194.8
1750.45
2039.91
2281.4
2825.55
4773.76
1174.35
1728.02
由上面的分析可以看出，測功機和變速器都是以扭矩和轉(zhuǎn)速作最主要的指標來標定的。但是在選擇測功機時，不能單純的認為測功機的扭矩和轉(zhuǎn)速比變速器的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速大就可以進行有效的測試，并以此為依據(jù)來選擇。從測功機和變速器的工作特性曲線可以看到，電動機所能發(fā)出的功率和測功機所能吸收的功率都是相對于某一個特定的轉(zhuǎn)速范圍而言。但是功率的比較應該
以相同的轉(zhuǎn)速為必要條件。電動機的額定轉(zhuǎn)速一般為１５００ｒ／ｍｉｎ左右，而測功機的轉(zhuǎn)速可以為幾千轉(zhuǎn)每分鐘甚至幾萬轉(zhuǎn)每分鐘，所以它們的額定功率不能簡單的進行大小的比較。同樣它們的扭矩也不能進行類似的大小的比較。
測功機的選型必須要使它的功率特性曲線和扭矩特性曲線包容變速器輸出的特性曲線，也就是必須要使負載設備和變速器相匹配。但是變速器在低轉(zhuǎn)速范圍有較大扭矩，而電渦流測功機不落在電渦流測功機的特性曲線范圍之內(nèi)，那么就不能配套使用。
如果變速器輸出的最大功率沒有超出電渦流測功機的可吸收功率，那么就可以采用下述方法調(diào)整驅(qū)變速器輸出的工作曲線，使之落在負載設備的工作曲線范圍之內(nèi)，使得渦流測功機的扭矩特性可以和變速器的扭矩相匹配：
1．適當提高變速器輸出的轉(zhuǎn)速。這可以通過在變速器和被試件間加升速器來實現(xiàn)。
2．選取低速時扭矩特性好的渦流測功機。這樣在低轉(zhuǎn)速時，渦流測功機可以迅速提供被試件所要求的負載。
小結(jié)：本章分析了試驗臺的工作原理，并分析得出了變速器和吸功設備的匹配原則：
1．必須要使吸功設備的功率特性曲線和扭矩特性曲線包容變速器輸出的對應特性曲線。
2．如果變速器輸出的工作特性曲線就不能落在吸功設備的特性曲線范圍之內(nèi)，那么就要設法調(diào)整驅(qū)動設備的特性曲線，以保證變速器輸出的特性曲線落在吸功設備的特性曲線之內(nèi)。
第五章 結(jié) 論
自動變速器故障檢測試驗臺主要分三個部分:機械系統(tǒng)、液壓
系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。每一個部分的設計都需要精心的考慮安排，每一
個部件的設計都需要大量的資料收集和調(diào)研。為了試驗臺的設計順
利進行，課題組在廣州、珠海、北京、天津進行了調(diào)研，搜集了大
量的資料。但是，自動變速器故障檢測試驗臺的研制是一項巨大的
工程，試驗臺的研制任重而道遠。
本論文在對自動變速器本身進行了詳盡的分析后，剖析了試驗
臺的工作原理，進行了總體的結(jié)構設計和初期的選型、匹配。
由于經(jīng)驗不足，使得系統(tǒng)的設計不是很完善，這些都有待于今
后的改進。為了能夠?qū)崿F(xiàn)我們的國產(chǎn)化目標，還有很多工作要做:
許多繁瑣的細微處還需要斟酌，數(shù)據(jù)采集和處理的軟件部分還需要
繼續(xù)完善。
在解決現(xiàn)存的問題的同時，不斷加強試驗臺的功能和開發(fā)更為
友好的用戶界面，實現(xiàn)人機對話以實現(xiàn)檢測臺架的專家系統(tǒng)化是一
項很有挑戰(zhàn)意義的工作。
小結(jié):本章對待試變速器的固定、支撐裝置進行了結(jié)構設計，對臺
架系統(tǒng)的移動裝置進行了分析設計。此外還選擇了適用的扭矩傳感
器、壓力傳感器、溫度傳感器等，并對傳感器的位置進行了選擇。
小結(jié):在汽車行駛過程中，只要車速和油門位置達到一定數(shù)值，滿
足換檔條件，自動變速器就產(chǎn)生換檔動作。自動變速器故障診斷檢
武漢理工大學碩十學位論文
測試驗臺即是依據(jù)上述原理研制的。本章分析了試驗臺的測試原理，
介紹了試驗臺的功能，并分析了試驗臺的基本組成。試驗臺主要由
驅(qū)動裝置、吸功裝置(負載裝置)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和信號處理
系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、被試件組成，此外還有固定支撐這些設備的臺架
小結(jié):本章分析了試驗臺的工作原理，并分析得出了驅(qū)動設備和吸
功設備的匹配原則:
1.必須要使吸功設備的功率特性曲線和扭矩特性曲線包容電
動機的對應的特性曲線。
2.如果驅(qū)動設備的工作特性曲線就不能落在吸功設備的特性
曲線范圍之內(nèi)，那么就要設法調(diào)整驅(qū)動設備的特性曲線，以
保證電動機的特性曲線落在吸功設備的特性曲線之內(nèi)。
鋼板彈簧
鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧和抗側(cè)傾桿都是由鋼結(jié)構制成的。
鋼板彈簧可分為縱向和橫向式兩種?？v置式鋼板彈簧僅用于剛性軸之上，大多數(shù)用于商業(yè)車和掛車。圖5.20主要比較了先前常用的多片鋼板彈簧和現(xiàn)代拋物線式彈簧的重量。圖1.20,1.26和1.37主要展示了不同的彈簧設計和優(yōu)點。由于成本和重量的因素，僅由單層鋼板組成的彈簧，即單片彈簧，主要適用于日益增加的客車和輕型貨車；圖1.24展示了安裝在大蓬貨車驅(qū)動橋后橋上的彈簧。
相反，橫向的鋼板彈簧能在軸的兩側(cè)提供彈簧力；以前，他們主要用于轎車上的獨立懸架（11111111111111111）
5.5.2.2螺旋彈簧
在整個車輪運動過程中,曲線式螺旋彈簧主要用于轎車的前橋和后橋上(圖5.9和5.14)。如果必要的話,某種程度的前進可以采用不同形式的錐形彈簧實現(xiàn)。圖1.7,1.15,1.39,1.41,1.60和1.81展示了它們合適的條件，（參看參考書[2]的2.1.4部分）。
5.5.2.3扭桿彈簧
由鋼制的圓柱形扭桿彈簧主要來緩沖車身的震動(參看5.5.4部分)。為了改善運動彈性，1111111111111111111111111 U形支架是經(jīng)對接焊成，易于適用于懸架連桿上。圖1.2和1.6.3顯示了裝配圖中扭桿。
5.5.3塊和輔助彈簧
緩沖塊、限位擋塊和輔助彈簧是有區(qū)別的零部件。圖5.9展示了緩沖快限制了車輪在軟性和中性彈簧上的震動。除了一些例外，緩沖塊主要鑄造在減振器或麥弗遜式滑柱上和柱式減振器。在有拉應力的情況下，減振器的彈性部分和彈性快，聚氨基甲酸乙酯或液壓式緩沖塊全都屈撓（參看參考書[5]的圖5.31和5.6.8.1部分）。
擋位塊限制了跳動量；在很短路徑內(nèi)，它們吸收了巨大的應力。橡膠擋位塊用于減振器的調(diào)節(jié)（圖5.47）。它們位于螺旋彈簧內(nèi)或被安裝于橋殼里（圖1.20）或者當彈簧處于極限位置時，它開始接觸它。
相對這些平伸的、硬性的擋塊，輔助或是額外增加的彈簧是比較長的，但表現(xiàn)的硬性很低。如圖5.21，5.50和5.51所示有一個很有用途的曲線且能吸收巨大的力量，當被完全壓縮時。它們由橡膠或聚氨基甲酸乙酯構成。橡膠塊內(nèi)的空氣泡能使減振器壓縮至77％，而直徑卻增加了35％。像壓縮快一樣，它們能吸收7KN的力（5.49）。圖1.24，1.40，1.41，1.60和5.29展示了輔助彈簧的安裝位置。
差不多任何曲線彈簧可由一個鋼制的彈簧套和一個漸進式輔助彈簧完成（圖5.9和5.14）。
圖5.21 輔助彈簧由Elastogran公司生產(chǎn)和福特公司按照實物外形做的。它們是由聚氨基甲酸乙酯橡膠做成的，在大氣溫度冷卻到零下40攝氏度時，任然保持靈活性。彈簧拱度可在最低區(qū)域看到，保證了軟性接觸和彈簧率。螺旋彈簧在最上端保持了很大的張緊力。
5.5.44扭桿彈簧
扭桿彈簧作用是在轉(zhuǎn)向時減少車身的搖擺傾斜，且根據(jù)不足和過渡轉(zhuǎn)向特性來影響其側(cè)偏特性，以增加行駛安全和舒適性。在縱置式彈簧中，1在支撐體L上，在轉(zhuǎn)動時，扭桿仍保持靜止。對減少側(cè)偏很重要，它與輪軸也是密切相關的，對獨立懸架，取決于，11111111111111111111111111111111111111111
在圖1.8中下懸式扭桿僅用于麥弗遜式懸架
圖1.12，1.42，1.43，1.54，1.56，1.57和1.63顯示了正規(guī)扭桿的構造和不同的安裝方式。除了本身的傾斜，扭桿對側(cè)偏特性產(chǎn)生很大的影響。以下原則將被采用：
·前橋上的扭桿促使不足轉(zhuǎn)向易產(chǎn)生，但會改善小路上的車況。
·后橋的高溫定性意味著前驅(qū)車易于中性轉(zhuǎn)向，而后驅(qū)車過足轉(zhuǎn)向更易于發(fā)生。
然而扭桿也有缺陷。
5.6減振器
車在運動時，處于不斷的振動過程中，考慮到行駛安全和舒適性，故需要減振器。
這些目的產(chǎn)生了部分沖突，因為一個緊湊的懸架會阻止輪子跳動，因此有一些路面接觸是難免的。然而一個軟性的懸架卻能減少車身振動，因此會見少加速時對乘客產(chǎn)生的不良的作用。阻尼力的確立很難，依據(jù)車況和負荷，因此汽車制造商往往在平均載荷（2人和75kg行李）如同平常的路面一樣上使車運行作為車的使用代表情況。譬如防抱死、滑行和穩(wěn)定控制系統(tǒng)等電子元件必須需要減振器來工作。當車輪跳動伴隨著縱向力的傳遞，導致功率不足，結(jié)果致使車輪抱死，因此給控制系統(tǒng)輸入了一個錯誤的信號。
輪胎、盤形輪和減振器是底盤中經(jīng)常更換的部分。車主認為汽車的操縱系統(tǒng)可以改善。如果減振器仍必須限制彈簧運動，擋塊也過早損壞，那么必須更換它們，如果更換這部分導致了駕駛、轉(zhuǎn)向和剎車特性的變化那么它就代表著對其它路面使用者的危險，這在德國被作為典型，因此安全保護性也自動消失。
一個合適的輪胎可以從尺寸特征和ECE的標準上辨認出，正如一個破損的外形，是不在被允許使用的，這些是清晰可見的。相反，減振器裝在底盤下，典型的標記被雕在上面，但是大多被塵埃覆蓋，很難識別。而且市場上可用的減振器，只可能是否被制造商批準或只能參考手冊來服務于汽車。
事實上外觀檢查只能假象的表明，減振器在那里泄漏.當它們處于安裝位置上這些檢查很少被實施，這就是原因之一，為什么在我們的路上很多汽車都有存在缺陷的減振器。
更多細節(jié)和實際用途請看參考書[5]。
5.6.1 各種零部件
減振器最上端是車架和懸架桿底部或軸。兩個安裝定位點應該是剛性的，這樣減振器在極度敏感情況下仍起到作用。當輪子上下跳和受壓時，跳動階段和壓縮階段開始作用。在這兩種情況下，振動被衰減。
減振器應該縱向安裝，如果它處于角到剛性軸之間，則應該包括在與該彈簧輪的阻尼計算中：
角愈大，輪上的作用力愈小，且減振器的運動路徑低，也應該是計算結(jié)果的平方。在有彈簧相互作用時，仍然在剛性軸上起著作用。
圖 5.2.3 如果減振器被安裝于一剛性軸的某一角度上，角會隨著壓力增加，在有負荷情況下伴隨更多不利的阻尼。而且，減振器被定位越多，它們對車身振動的衰減越不好。
減振器越靠里面，與輪距相比，對影響越小。增加時，會導致車身搖擺跳躍，這種影響是不利的，特別是高重心的車。
在垂直方向上跳躍的誤差是個缺陷，尤其是在后面和視野方面，甚至獨立懸架和組合軸，除此之外，方程式5.22對橫向或相互式彈簧是很有效的，所有和數(shù)據(jù)都可在參考書[3]中的5.3部分查到
當確定阻尼力時，在減振器位置的變化隨車輪的運動都要考慮到（圖1.13）。減振器的變化會導致阻尼力不必要的減少，隨之震蕩增加。減振器的連接點（孔和滾針軸承）必須針對這些變化設計。
5.6.2 雙向作用筒式減振器，非加壓
5.6.2.1減振器的設計
圖5.24說明了設計規(guī)則。減振器由工作腔A、裝于活塞桿6末端活塞1、底部閥體4和活塞桿導向座8（圖5.25到5.28）；這些通過油封5和活塞1一起傳遞從側(cè)面力到接頭點產(chǎn)生的彎距。儲油腔C是一個里面充滿一半油液等積腔，位于工作港筒2和儲油筒3之間。剩余的容積被用來儲存多余的油液（當油液溫度升至120攝氏度），同時油液隨著進入活塞桿而減少。
在極限駕駛條件下，油柱面在等積腔內(nèi)必須到達一半時能避免空氣通過底部閥體吸進工作腔內(nèi)。如果活塞桿在零下40攝氏度完全伸長，則這種情況會發(fā)生。
減振器在傾斜位置時，會導致等積腔C某一腔內(nèi)油柱面下降，這種情況必須要考慮。因此角有一個偏離的限度量。
圖5.24雙筒減振器功能圖
1、活塞2、工作缸筒3、儲油缸筒4、底部閥體5、油封6、活塞桿7、防塵罩8、活塞桿導向座9、回位油孔A、工作腔C、等積腔
圖5.25導向座和油封被Sachs Boge用在一系列雙筒減振器中。
圖5.26閥體總成
1、活塞2、活塞桿3、壓緊螺母4、鋼套5、活塞環(huán)6、伸張閥7、螺旋彈簧
8、螺母9、10、11、回油閥（蓋板、Y形彈簧、墊圈）12、限位座 、縫隙1 、縫隙2 、縫隙3 、銷孔 、槽 、塞柱
圖 5.27 阻尼曲線在頂部是漸進上升，中心呈水平直線，底部呈下降趨勢。曲線形狀和示意圖形是相互聯(lián)系的。在最低區(qū)域內(nèi)，阻尼線是漸進上升，而在最大區(qū)域內(nèi)，阻尼線是下降的。阻尼曲線走勢可由方程式中的指數(shù)來決定。
圖 5.28 Sachs S27，S30和S32雙筒減振器的底部閥體。
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變速箱開式試驗臺設計
摘 要
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. 研究自動變速器與發(fā)動機的聯(lián)合工作特性,需要對自動變速器的性能進行臺架試
本文從整體上論述了汽車變速箱性能檢測系統(tǒng)的測試原理和設計方案， 并從硬件和軟件兩方面詳細闡述了汽車變速箱性能檢測系統(tǒng)的組成。介紹了汽車變速器系統(tǒng)綜合試驗臺的主要構成與種類, 著重在機械硬件方面去分析研究開放式及封閉式汽車變速器系統(tǒng)綜合試驗臺的主要結(jié)構、特點及工作原理
本論文研究的目的、意義：我國汽車工業(yè)正處于發(fā)展和提升時期，變速器在汽車上開始大量裝備，這對其設計制造、性能檢測與維修提出了迫切要求。目前國產(chǎn)自動變速器測試設備多為手動、測試精度低、響應速度慢；進口設備，價格較高，集中在少數(shù)企業(yè)和地區(qū)，這種狀況無法滿足汽車制造及維修行業(yè)的需求。為開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的、適合我國國情的自動變速器檢測設備，提出本研究課題
關鍵詞：變速器, 試驗臺, 結(jié)構, 分析
Design OF THE
ABSTRACT
The transmission is a main device of modern cars. Its performance directly affects tractive performance, fuel economy and convenient operation of vehicles, etc. Its characteristics must be tested with the test - bed to study the characteristics of the cooperating performance of the engine and the transmission.
This paper discuss the test theory and design project of a test System for the performance of Transmission test-bed，and describe the makeup of the system from hardware and software. This paper introduces the main components and types of the comprehensive testing beds for vehicle transmission system 1With focus on mechanical hardware, the author analyses their main structures,features, and working principle of the open and closed comprehensive testing beds for vehicle transmission system.
Motive and meaning of the research: In our country automobile industry positive be placed in shape time，Transmission beginning equipped on a lot of motors， this situationInevitably press for to its design, test, repair. Present domestic Transmission Test-bed mostly turning by hand, test accuracy is low , respond speed is slow; the import equipment price is higher ,concentrate in the minority. Enterprise and region, this condition can not satisfy the demand of automobile production and maintenance enterprise. In order to develop the Transmission Test-bed which have independence intelligent property right, we propose this research lesson.
KEY WORD：transmission, testing bed, structure, analysis
致謝
本論文是在導師張文春教授的精心指導和嚴格要求下完成的。導師淵博的知識、嚴謹求實的治學態(tài)度和誨人不倦的學者風范以及他實事求是的工作作風深深地影響和鼓勵著我，使我在今后的學習和工作中無論遇到什么困難，都能勤奮努力、奮發(fā)向上。通過本論文的寫作，鞏固了我的專業(yè)知識，提高了我的觀察能力，為畢業(yè)后更好的從事教學、科研工作打下了良好的基礎。
在論文的寫作過程中，得到了張文春教授的悉心指導，以及李忠利，牛毅等老師和李亞東、司法金、薛鋼、孫華堂等同學的熱情幫助。他們?yōu)樵囼炁_的設計付出了大量工作，我借此機會謝謝他們，祝他們?nèi)f事如意、事業(yè)有成!在此，我特別謝張老師，祝張老師身體健康，事事順心!同時，也衷心感謝我的父母。在我求學期間，他們給了我無盡的支持和無私的愛，使得我可以安心完成學業(yè)。
在論文的調(diào)研階段，得到了車輛與動力實驗室申主任和牛老師的傾心幫助和大力支持，在此向他們表示感謝。祝兩位老師百事可樂，心想事成！
最后，衷心感謝兩年來培育我的所有老師們，合家歡樂，萬事如意！
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