（优秀毕业设计）基于闭式功率流的汽车变速器试验台毕业设计CAD图纸全套资料

.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。

第章加载器的设计.加载方法的比较与选择机械闭式变速器试验台采用的加载方式很多，常见的有如下几种，下面分别加以阐述盘式加载法这种加载法是将封闭回路中相邻的两个加载盘相对转定的角度，直至达到试验负荷时，再将两个加载盘锁死，即可达到加载的目的。

这种加载机构常与扭力杆和刻度盘合用。

这种加载方法操作费力兼加运加载时与静止加载时的负荷不同即转运后出现“负荷重新分配”现象，静止加载时与转运中封闭回路各处的扭矩分配关系不同所以影响负荷的准确性，但是影响不大，而且体积较小，安装容易。

.蜗杆传动的特点与设计蜗杆传动的特点蜗杆传动用来传递空间两交错轴之间的运动与动力。

蜗杆传动由蜗杆与蜗轮组成，般蜗杆主动蜗轮从动，作减速运动。

与齿轮传动相比，蜗杆传动具有下列特点传动比大结构紧凑在般传动中在分度机构中只传递运动可达，因而结构紧凑。

传动平衡噪声低由于蜗杆齿连续不断地与蜗轮齿相啮合，同时，蜗杆蜗轮啮合时为线接触，因而传动平稳，噪声低。

可具自锁性当蜗杆的螺旋线升角小于啮合副材料的当量摩擦角，蜗杆传动具有自锁性。

即只能蜗杆带动蜗轮，而蜗轮不能带动蜗杆。

在起重装置等机械中经常利用此自锁性。

效率低因为蜗杆蜗轮在啮合处有较大的相对滑动，因而磨损大，发热量大，效率低。

般传动效率为，具有自锁性的蜗杆传动效率为，故蜗杆传动主要用于中小功率传动。

成本高为减少蜗杆传动啮合处的摩擦和磨损，控制发热和防止胶合，蜗轮常采用青铜材料制造，因此成本增高。

蜗杆传动的设计根据已知条件设计闭式蜗杆传动，蜗轮输出的转矩•，由于整个加载过程是通过人手旋转套在蜗杆上的手柄来完成加载，因此蜗轮蜗杆的转速都不高，取蜗轮转速，蜗杆转速，得到传动比。

加载机构载荷平稳，单向运转，具有自锁功能。

由于蜗杆传动的相对滑动速度很大，必须进行热平衡计算，校核蜗杆传动的工作温度是否过高，因此估计加载器的散热面积.。

选择传动的类型和材料考虑到传递的功率不大，转速较低，选用蜗杆传动。

查有关蜗杆材料手册，选择蜗杆材料为号钢，调质处理用于不重要传动，齿面粗糙度.查有关蜗轮材料手册，选择蜗轮轮缘材料为锡青铜，砂模铸造单侧受载。

按蜗轮齿面接触疲劳强度设计确定蜗杆头数，蜗轮齿数具有自锁功能的蜗杆传动蜗杆头数根据传动比，得。

确定载荷系数.，载荷分布系数.，取动载荷系数.初估。

则••确定模数和蜗杆分度圆直径，蜗轮分度圆直径.查有关蜗杆传动手册，取，.则计算蜗杆导程角，滑动速度，蜗轮切向速度.由于此蜗杆传动具有自锁功能，需小于，现求得蜗杆导程角，满足条件。

因此初选.合适。

计算总效率根据.，查相关手册得，满足蜗杆传动自锁条件。

.校核蜗轮齿根弯曲疲劳强度确定蜗轮齿形系数当量齿数.根据.，.，按插值法，查手册求基于，功率，汽车，变速器，试验台，设计，毕业设计，全套，图纸第章绪论.课题的来源和意义我国汽车行业在全世界来说应该属于那种旭日东升，蓬勃发展的种类型。

由于众所周知的原因，我国的汽车工业虽起步于上世纪年代，但却踯躅于年代，徘徊在年代，直到改革开放我国政府提出把汽车工业作为支柱性产业重点发展，才开始快速发展。

正是由于这些曲折和波折，使我国汽车业的设计制造应用等各领域的技术水平均大幅落后于其他发达国家，汽车试验领域也是没有例外。

改革开放以来，受政策的支持和资金的扶持，以及各厂家和相关单位及院校的共同努力，我国的汽车工业大踏步向前发展，取得了不小的进步，我国的汽车产量在年已经跃居世界第位，我国的技术水平也相应取得了飞速的发展，我国汽车的大量出口已指日可待。

作为汽车技术部分的汽车试验领域也取得了些显著成果。

由于直紧跟国外先进汽车的试验研究方法，从理论上也达到了较高的水平，基本上达到了世界的平均水平，但是受到技术和成本的限制，尚未普遍应用于科研教学和生产部门。

汽车零部件试验在汽车设计和制造领域占据重要的地位，因此试验台的种类也很多，有的结构简单，但耗费较高，有的现代化程度高，适合规模大效益高的大型试验部门使用，但造价昂贵。

而些小型科研单位以及高等院校受资金场地人员环境等的影响，不可能采用上述那些要求较高的试验台。

本课题在于研究种经济实用而且经久耐用，便于操作，占地较小，适合于室内安装的试验台，以供那些条件有限的单位使用。

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直至使用都要对其进行大量的试验，以确定其各种性能参数，为汽车的生产销售以及维修单位和汽车的使用者提供可靠的参考，防止出现重大的事故。

在此领域各国都在潜心研究，以不断提高试验的准确性，从而提供更可靠的试验数据，为社会服务。

.汽车试验装置的发展概况十九世纪下半叶，德国的戴姆勒奔驰公司法国的标致公司美国的福特公司意大利的菲亚特公司等先后生产出了第辆汽车。

随着科学技术的发展，汽车结构不断完善，汽车性能也不断提高。

由于汽车工业与其他工业农业国防和人民的日常生活密切相关，汽车质量引起人们的广泛重视。

二十世纪初期，美国人亨利•福特创立了流水线作业的生产形式，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。

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。

图开式功率流变速器试验台.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，研制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，不包括加载器的设计以及电动机及传感器单向离合器的选型。

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变速器性能闭式试验台传动机构的设计，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。

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，通过被试变速器和陪试变速器后，即被负载装置各种测功机全部吸收并消耗掉，下图为几种方案图中的几种联接方式都是针对变速器传动效率试验的，但也可以用来进行变速器总成疲劳试验，只是不需要测量输出扭矩的装置。

.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