，使生产效率大幅提高，生产成本下降，使用范围急剧扩大，汽车的可靠性寿命和性能方面的问题突出出来，要求开展试验研究工作。汽车试验的发展历史经历了大致如下三个阶段第个阶段从十九世纪末叶到第二次世界大战结束，是汽车试验的逐步建立，主要包括基本试验台的建立，基本试验规范和标准的形成第二个阶段从第二次世界大战结束到上世纪七十年代，由于相邻工业的发展，相邻学科的发展和渗透，使汽车试验理论试验设备试验标准和规范有了长足的发展和进步第三个阶段的主要标志是电子计算机在汽车试验中的应用和标准法规的完善。汽车变速器性能试验台国内外发展概况汽车变速器是汽车构造上的个结构复杂使用条件复杂可靠性要求高的重要部件，因此从产品开发到生产到使用都要对其进行大量的试验。目前，传统的汽车变速器试验台的形式主要有以下几种开式功率流变速器试验台常见的开式功率流汽车传动系零部件试验台由驱动装置加载装置测量装置被试装置等四部分组成，如图所示。图开式功率流变速器试验台它的特点是结构简单，试验方法简单，通用性好，但是由于需采用原动机作为驱动电机来驱动，造价高，耗电量大，尤其是做耗时较长的疲劳寿命试验时，更是如此。目前它适用于科研教学和小型生产厂，例如吉林大学汽车试验室哈尔滨齿轮厂研发部等。闭式功率流变速器试验台机械封闭式试验台，是目前为止国内汽车变速器驱动桥齿轮试验中应用最多的试黑龙江工程学院本科生毕业设计验台。它的特点是结构复杂，操作较复杂，控制繁琐，通用性差，但是功耗少投资省，适用于变速器性能试验。本课题的研究内容及主要工作利用机械闭式功率流原理，设计套变速器机械效率刚度疲劳强度和润滑测试装置的传动机构，要求设计并研究可靠的传动系统的结构。由于封闭式功率流试验台只需在事先给系统加载的情况下，选择小的测功机仅提供封闭系统消耗的机械损失功率，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，具有功耗少投资省耗电少的特点，而且变速器的机械效率高功率损失小，因此，本课题将对这种试验台的传动系统部分进行研究。在这部分里主要完成传动机构的设计包括升速器传动轴和锁止装置的设计加载器的设计以及电动机及传感器单向离合器的选型。黑龙江工程学院本科生毕业设计第章传动系统的总体设计设计方案论证本次设计的题目是汽车变速器性能闭式试验台的设计，是在目前现有的开式试验台的基础上进行的次改进性设计。常见的机械式变速器损坏形式外壳变速器外壳的主要损坏形式是壳体开裂。损坏原因是其强度不够或存在铸造缺陷，在齿轮径向分力的作用下开裂。也常出现因变速器内的金属块如断齿轴承碎块等挤压进齿轮啮合处而将壳体胀裂的情况。齿轮变速器齿轮的损坏形式主要有以下几种轮齿折断轮齿折断是指齿轮的个或多个齿的整体或其局部的折断，轮齿折断通常有疲劳折断和过载折断两种。齿面点蚀轮齿进入啮合时，轮齿齿面接触处在法向力的作用下将产生很大的接触应力，脱离啮合后接触应力即消失。对齿廓工作面上固定点来说，它受到的是近似于脉动变化的接触应力。如果接触应力超过了轮齿材料的接触疲劳极限时，齿面上出现不规则的细微的疲劳裂纹，随着裂纹的蔓延扩展而导致齿面表层上的金属微粒剥落，形成麻点状的凹坑，这种现象称为齿面疲劳点蚀。点蚀发生后，破坏了齿轮的正常工作，引起振动和噪声。实践表明，由于轮齿在节线附近啮合时，同时啮合的齿对数少，且轮齿间相对滑动速度小，润滑油膜不易形成，所以点蚀首先出现在靠近节线的齿根表面上。般闭式传动中软齿面易发生点蚀失效，设计时就应保证齿面有足够的接触强度。齿面胶合在高速重载的齿轮传动中，由于齿面间的压力较大，相对滑动速度较高，因而发热量大，使啮合区温度升高油膜破裂而引起润滑失效，相啮合两个齿面的局部金属直接接触并在瞬间互相粘连。当两齿面相对转动时，较软齿面上的金属从表面被撕落下来，而在齿面上沿滑动方向出现条状伤痕，这种现象称为齿面胶合。黑龙江工程学院本科生毕业设计在低速重载的传动中，由于齿面间压力大，因而不易形成油膜，也会出现胶合。齿面磨损齿面磨损是齿轮在啮合传动过程中，轮齿接触表面上的材料摩擦损耗的现象。齿轮的磨损有磨粒磨损和跑合磨损两种。塑性变形当轮齿材料较软而载荷较大时，轮齿表面的材料将沿着摩擦力方向发生塑性变形，导致主动轮齿面节线附近出现凹沟，从动轮齿面节线附近出现凸棱，齿面的正常齿形被破坏，影响齿轮的正常啮合，这种现象称为齿面塑性变形。这种失效主要出现在低速过载严重和起动频繁的齿轮传动中。轴类零件变速器轴类零件的损坏形式主要有断裂花键磨损因花键磨损而导致轴类零件报废，多见于变速器第轴与离合器从动盘连接的花键，主要由于侧键磨损严重而报废。轴颈剥落由于变速器第二轴有的部位以轴颈作为轴承内滚道用，直接与滚针接触，所以在使用过程中易于出现轴颈剥落。轴承在变速器中，滚动轴承的损坏主要有滚子滚道表面剥落接触疲劳。保持架断裂。内外圈断裂。同步器同步器的失效，主要是由于同步环磨损，致使后备行程消失造成的。闭式试验台与开式试验台比较开式试验台国内外变速器总成疲劳试验台的形式很多，但就其功率循环的方式而言，都可以归纳为两大类，即开式试验台和闭式试验台，现分别阐述如下开式试验台与闭式试验台相比较而言各有各的优点和缺点，开式试验台的特点是由驱动电机输出功率，型号代号公称转矩宽度外环直径轴径外环键槽宽深质量单向离合器处轴段的设计与校核由于单向离合器所在轴与大齿轮轴的输出端相连，并且大齿轮轴输出端的长度足够，因此我们只需要对单向离合器所在的轴进行设计与校核。如图所示。选择轴的材料，确定许用应力由已知条件要知此传动轴传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，而且为了满足经济性和通用性要求，选择此处传动轴的材料与齿轮轴的材料相同，为号钢并经调质处理。强度极限，许用弯曲应力，毛坯直径。确定轴径考虑到该段轴是通过联轴器与大齿轮的输出轴相连，而大齿轮轴输出端的联轴器黑龙江工程学院本科生毕业设计型号为联轴器因此，该轴段轴径应与联轴器型号相匹配，确定此轴的最小轴径为，联轴器的定位轴肩高度。根据此段轴的轴径，选择键的型号为键圆头普通平键型键的工作长度，将参数代入式得由于，所以，因此键的强度足够，合格。键的材料为钢。校核轴径由于该轴只受转矩，因此只需根据所受转矩的大小来进行校核。轴承受的转矩则满足的条件，故设计的轴有足够的强度。轴的长度此试验台适用于不同型号的变速器，因此整个机构的长度是根据所测变速器的长度而确定的，不过我们也可以根据几种不同大小是变速器尺寸进行统计，根据最小变速器的轴向尺寸将轴的长度定为，然后再制造长度为联轴器处的长度不计算在内系列轴以满足不同情况。图传动轴设计图黑龙江工程学院本科生毕业设计变速器间轴段的设计与校核被试变速器的输入轴与左侧传感器相连，输出轴与陪试变速器的输出轴相连，对于些变速器由于它的输出轴太短，因此我们为了正常的进行试验需要在这两处加上段长度合理的轴。选择轴的材料，确定许用应力选择号钢并调质处理，强度极限，许用弯曲应力，毛坯直径。确定轴径变速器在挡时，输出的转矩最大，此时输入的转矩为发动机的最大转矩。本次设计是以宝来汽车变速器为依据，由于联接轴是与变速器的输出轴相联，采用成对的联轴器相联，因此确定联接轴的轴径也就是确定变速器输出轴的轴径。宝来汽车发动机的最大转矩为，挡传动比为，则变速器的输出转矩为，又由于储备系数，则变速器输出轴的最大转矩为。按扭转强度估算轴径最小直径为考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故需将估算直径加大，取为，由设计手册取标准直径。选择联轴器型号为联轴器联轴器定位轴肩高度为。根据轴径，轴段长度为，转矩，选择键的型号为键平头普通平型则查阅有关键的手册，选择键的材料为钢，许用挤压应力，由于，因此键的强度足够，合格。黑龙江工程学院本科生毕业设计校核轴径由于该轴也只受转矩，因此只需根据所受转矩的大小来进行校核。转矩，则满足的条件，故设计的轴有足够的强度。轴的长度为了达到通用性的要求，将轴的长度制成联轴器处的长度不计算在内系列轴以满足不同情况。图变速器间轴的设计图本章小结本章主要完成了传动轴的设计与校核，包括与大齿轮轴连接的传动轴和变速器输出轴间轴段的设计与校核，同时对轴上联轴器进行了型号的选择，以及对联轴器处的键进行了选择和强度校核。黑龙江工程学院本科生毕业设计结论本次设计主要是通过了解国内外汽车变速器性能试验台的发展概况，并比较开式功率流变速器试验台与闭式功率流变速器试验台的优缺点，通过方案的论证，完成机械式变速器性能闭式试验台传动机构的设计。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通过设计方案的论证确定传动系统的总体构成及各组成部分的工作原理，并根据损失功率的大小选择驱动电机的型号及传感器的型号确定了变速机构的功用及变速机构中的传动方式，设计变速机构中零部件并对些零部件进行选型及必要的强度校核。主要零部件包括斜齿圆柱齿轮副轴轴承和密封装置等设计并校核了各部分的轴段，主要包括与大齿轮轴联接的传动轴和变速器输出轴之间的联接轴段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，并利用了单向离合器的工作原理可以使在加载过程中不必将联轴器断开，解决了加载后联轴器联接螺栓孔不对中的问题。整套机构结构简单功耗少。此次设计的试验台传动机构最主要的优点就是由于其闭式的特点使得整个试验台传动机构的耗能特别少，整个试验台中的能量直在循环往复，形成了闭式功率流，在试验台传动系统中所消耗的那部分能量由电机提供，大大减少了能量的消耗。本试验台可以完成包括变速器效率试验齿轮磨损试验等在内的系列试验。但是由于参考资料有限并且受理论知识和实践调研的限制，此变速器性能试验台传动机构的设计仍有些不足之处，比如整个试验台传动机构需要有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