基于闭式功率流的汽车变速器试验台设计摘要，目前应用最多的是电涡流测功机和电力测功机。载荷测定装置如果应力测功机作为驱动装置，则载荷即可应用测功设备配备的测力装置测量，若应用其他电机驱动，则多使用扭矩测量仪。陪试变速器的作用开式试验台的结构对陪试变速器的要求与机械封闭式变速器试验台不同。在机械封闭式试验台上，陪试变速器的速比定要与被试变速器相同，而且每次试验时定要挂同挡位。在开式试验台上，陪试变速器实际只起到般升降速器的作用，为了满足负载装置的特性要求，而利用它将转速变到定范围。因此，陪试变速器的速比可以与被试变速器不同。这特点显示了如下优越性可以选用被试变速器承载能力大得多的变速器做为陪试变速器，使其在试验中根本不会损坏。这样，既可以降低陪试变速器的损耗，又能减少拆装工作量，缩短试验辅助时间，加快试验进度。这点是闭式变速器试验台难以办到的。因此，开式试验台的优缺点归纳为优点降低陪试变速器的损耗，缩短试验辅助时间，加快试验进度。此外还有结构简单，控制方便和便于进行变负荷试验等优点。缺点试验功率不能循环，能量不能反馈，而是全变为热能散失掉了，所以耗电量大，不适用于进行大吨位车辆的变速器试验。.传动系统的工作原理传动系统组成如图所示，该试验台传动系统是由驱动电机转矩传感器转矩加载器两个齿轮箱传动轴和两个变速器个被试变速器，个陪试变速器组成的个封闭的传动系统。传动系统的工作过程为.电动机及控制装置系统工作中应控制并读取转速，方面在试验中保持系统工作转速不变，另方面要对系统进行多种转速情况下试验，因此应选择调速电机并采用操纵方便数据读取准确的单片机通过键盘对系统进行模式输入。.加载装置为使小功率驱动电机能正常驱动系统，保持系统运转，并且保证所测试变速器满足在实际状态工作的条件，应事先给系统加载，以使内部保持有相当的内力转矩，因此设有转矩加载装置，转矩加载装置形式多样，传统的加载方式为平衡力矩加载法和行星齿轮加载法，在应用中不便于对变速器进行加载，为使加载方式可靠操纵方便，本课题采用蜗轮蜗杆加载方式。通过旋转蜗杆和观察转矩转速传感器上的读数，控制加载力矩的大小。另外，由于蜗轮蜗杆的相互制约，系统被锁死，保持系统储备内力而不运转。.动力传递部分工作时由电动机驱动系统。动力既经辅助齿轮箱经传动轴带动变速器输入轴转动并同时带动辅助齿轮箱从动齿轮转动。由于变速器输入轴和输出轴转速不同，为保证系统主动部分轴及齿轮转速致，特增加台陪试变速器，而且保持两台变速器相对布置即被试变速器的输出轴和陪试变速器的输出轴相连，动力传递的方式是图动力传递路线则所测机械效率为η.疲劳寿命刚度强度和润滑试验这些试验为长期试验，方面要测定变速器工作到疲劳失效的时间及早期失效发生的部位，另方面要根据观察并测定在各挡位工作参数的变化情况。由于变速器从开始正常工作到发生疲劳失效需很长的时间，因此在试验台上需要按与实际相近的循环作长期连续的工作。在此期间要加强对系统尤其是对箱体的冷却。.驱动电机的选择工作条件本试验台选择宝来.手动挡，豪华型汽车变速器技术参数为基准。该车发动机的最大功率，最大转矩•。为了满足试验台应用的广泛性，选择储备系数.。宝来汽车的各挡传动比如下表所示。表宝来汽车各挡传动比挡位档档档档档倒档传动比选择电动机的类型试验台总传动效率等于各传动件传动效率的乘积，查阅相关手册得齿轮传动的效率为.滚动轴承的传动效率为.变速器的传动效率为.联轴器的传动效率为.。则试验台总传动效率η.。此试验台在工作过程中损失的功率由电机提供，根据宝来汽车发动机的最大功率，确定电机所需容量为η。电机的储备系数.,则所选电机功率为.。由同步转速为，查机械设计课程设计后，选用驱动电机型号为。其参数为额定功率满载转速堵转转矩.•最大转矩.•。.本章小结本章分析比较了开式试验台与闭式试验台的优缺点，在此基础上对设计方案的可行性进行了可靠的论证，确定了传动机构总体布置方案，阐述了传动系统的各部分工作原理，在粗估整个试验台的功率损失后，为系统选择电动机的型号。第章变速机构的设计由驱动电机的参数可见，电机最大转速为，最大转矩为.•。为满足系统所需高转速小转矩的需要，应增加套变速机构，即升速器。升速器由单级斜齿圆柱齿轮副构成，主要功能是在电动机带动变速器旋转过程中提高输出轴的转速，降低转矩。升速器的设计包括齿轮轴箱体的设计以及计算，轴承的选择与校核，油封的选择等，该套升速机构的传动比为。.齿轮的设计与校核选择齿轮材料及精度等级制造齿轮最常用的材料为号钢，号钢经过不同的热处理方法可以满足不同的应用范围。正火是将钢件加热到相变点以上，保温段时间，然后在空气中冷却，冷却速度比退火快，常用来处理低碳和中碳结构钢材及渗碳零件，使其组织细化，增加强度及韧度，减小内应力，改善切削性能。调质处理是在淬火后高温回火，用来使钢获得高的韧度和足够的强度，很多重要零件是经过调质处理的。在此次设计中，小齿轮选用号钢调质，硬度为大齿轮选号钢正火，硬度为。因为该升速机构的转速较高，初选级精度，要求齿面粗糙度。确定设计准则由于该升速机构为闭式齿轮传动，且两齿轮均为齿面硬度小于等于的软齿面，齿面点蚀是主要的失效形式，应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。按齿面接触疲劳强度设计.转矩.•.•.载荷系数设齿轮按级精度制造，取载荷系数.。.齿数，螺旋角和齿宽系数小齿轮取，则大齿轮齿数，初选。因单级直齿圆柱齿轮为对称布置，而齿轮表面均为软齿面，查机械设计手册，确定选取。.弹性系数查有关齿轮手册，得.。.许用接触应力查有关齿轮手册，得.查手册，得.，故取标准模数。.确定中心距和螺旋角.考虑到实际情况，结合变速器的外形尽寸发现中心距太小，整个机构地运转的过程中会发生干涉，需加大中心距。因此重选，以达到加大中心距的目的。.圆整后取中心距为圆整中心距后确定的螺旋角为主要尺寸计算取，为了补偿安装误差，通常使小齿轮齿宽略大些。按齿根弯曲疲劳强度校核如，则校核合格。确定有关系数与参数.当量齿数.齿形系数查有关齿轮手册，得.，.差值法。.应力修正系数查有关齿轮手册，得.，.差值法。.许用弯曲应力查手册，得.，.，.齿根弯曲强度校核合格。验算齿轮的圆周速度由齿轮的圆周速度公式求得齿轮的圆周速度最大值为.，查有关齿轮设计手册，先择齿轮精度为级，与预选值相符。几何尺寸计算.大齿轮，由于，因此采