（毕设全套）汽车变速器性能试验台的设计（含CAD图纸）

.测功机或驱动电机.扭矩测量仪或传感器.被试变速器.陪试变速器.加载装置测功机被试变速器位于传感器中间式传感器位于两变速器间式无传感器式图.应用开式试验台测定变速器效率的装置示意图由图.可见，开式试验台的机构简单，它主要是由驱动电机负载装置被试变速器和陪试变速器几部分组成驱动电机驱动电机多用转速可调的直流电机或电力测功机。

负载装置负载装置种类很多，常见的有直流电机或电力测功机作为负载装置用时是发电机电涡流测功机水力测功机其负荷调节较为困难，不易稳定，所以在变速器试验台中这些年已很少使用了和磁粉加载器。

这种负荷装置是近几年才用于汽车试验领域的，其主要特点是负荷控制方便噪声小低速加载性能好，但其滑差功率小大扭矩时允许的转速很低，所以只适用于小吨位车辆变速器疲劳寿命试验。

上述四种负载装置中，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。

.闭式试验台所谓闭式是对功率或能量封闭循环而言，按此意义闭式试验台又可分为两类机械封闭式和电封闭式。

电封闭式电封闭式试验台的机械装置与开式试验台相同，但其负载必须是电机或者发电机，所发电流通过控制系统反馈到驱动电机或输入电网，以便达到能量循环的目的。

因此，电封闭式试验台耗能少，适用于大吨位车辆的变速器试验。

但是，电封闭试验台的缺点是操纵控制系统结构复杂，造价高。

机械封闭式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验台，其结构形式和加载方式有多种方案。

介绍如下尽管机械封闭式变速器疲劳试验台都是由两个辅助齿轮箱两个变速器通过传动轴和联轴器连接而成的，但因其布置方案不同，可以分为如下三种布置方式的机械封闭式试验台，方案是两个变速器并联两种方案是两个变速器串联的。

三种方案各有特点，下面对它们进行论述方案的特点是两个辅助齿轮箱的受力情况不同，与变速器第轴相连的辅助齿轮箱承受的扭矩小，但转速高。

与变速器第二轴连接的辅助齿轮箱承受的扭矩大但转速低，这种方案的优点是可以使辅助齿轮箱的速比不等于，即让陪试变速器的扭矩低于被试变速器的扭矩，从而可以大大提高被试变速器的寿命。

但因此也会使试验台的震动和噪声加大，这也是不利的。

方案和相比较，因为方案是辅助齿轮箱与两个变速器的第轴相连，所以受力较小，因而辅助齿轮箱及其内部的零件可以尺寸较小，但是这种方案因为辅助齿轮箱和与其相联的传动轴转速较高，所以试验台的噪声和振动较大。

与之相反，方案的两个辅助齿轮箱受力虽大但转速较低尤其是在试验低速挡时，所以在试验中噪声小，振动轻。

因此，可将试验转速提高，加快试验进度，只要辅助齿轮箱的设计尺寸加大，使其有足够的使用寿命，方案也是可取的。

.电动机.辅助齿轮箱.被试变速器.陪式变速器两个变速器不同轴布置两变速器同轴相对布置两变速器同轴相反布置图.机械封闭式变速器试验台传动机构三种布置方案示意图但是方案也有个不足之处，从上图可以看出驱动电机与被试变速器同处在个轴上，由于变速器的转速较高，电机很难达到变速器各种工况下的转速要求，为此，将方案的电机驱动部位移到另外个回路轴上，辅助箱内采用齿轮传动，电机输出轴与大齿轮轴通过联轴器连接在起，变速器输入轴与小齿轮轴通过联轴器连接在起，达到升速的目的，即下图所示的为机械封闭式变速器性能闭式试验台的最佳方案。

图.机械封闭式变速器性能闭式试验台传动系统布置示意图机械闭式试验台与电封闭式试验台相比，它们的共同点就是耗能少，适用于大吨位车辆的变速器试验，但是电封闭试验台操纵控制系统复杂，造价高，所以很少被采用。

因此，我们这次选择机械封闭式试验台，而不选择电封闭式试验台。

机械闭式与机械开式试验台相比，它们有各自的优点和缺点，开式试验台的优点为降低陪试变速器的损耗，减少拆装工作量，缩短试验辅助时间，结构简单，控制方便和便于进行变负荷试验等优点。

缺点为试验功率不能循环能量不能反馈，而是全部变为热能散失掉了，所以耗电量大，不适于进行较大吨位车辆的变速器试验，而闭式试验台正好弥补了这缺点，它通过能量循环，实现了能量再利用。

因而大大节省了能量，可以进行较大吨位的车辆的变速器试验。

但闭式试验台缺点是难以降低陪式变速的损耗，为了降低噪声，必须增大尺寸。

但是这些缺点若通过合理的优化设计是可以避免或降低的。

综上所述，本次设计采用机械闭式试验台，是合理的也是最佳的。

.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.•。

.传感器型号的选择在进行变速器性能试验时，需要个装置能够记录加载器加载转矩的大小显示电机提供转速是否达到了变速器在不同挡位时需要的转速，以及工作后陪试变速器输入轴的转矩，比较被试变速器输入轴转矩与陪试变速器输入轴的转矩就可得到变速器的效率。

因此需要在被试变速器