（图纸+论文）汽车变速器性能试验台的设计（全套完整）

.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。

.轴承型号的选择与校核由已知条件，与轴承配合处的轴径，转速，轴承所受径向载荷.，轴向载荷.，工作温度正常，预期寿命。

求当量动载荷根据公式，式中径向载荷系数和轴向载荷系数要根据值查取。

是轴承的径向额定静载荷，未选轴承型号前暂不知道，故用试算法计算。

根据设计手册暂取.，利用差值法求得.，由.，查手册得.，.，则计算所需的径向额定动载荷值由公式.得式中温度系数，查手册得轴承的预期寿命，取寿命指数，对球轴承。

则选择轴承型号查有关轴承的手册，根据选得轴承，其，。

轴承的，与初步假设定值.相近，所以，选用深沟球轴承合适。

查有关轴承的手册，得型轴承的具体尺寸如表.所示。

表.型轴承尺寸示意轴承型号基本尺寸安装尺寸基本额定动载荷基本额定静载荷极限转速脂润滑油润滑.轴承的润滑与密封.润滑方式的选择滚动轴承润滑的主要作用是减小摩擦降低磨损吸振降温防锈等。

般滚动轴承大多是采用脂润滑或油润滑两种。

在些特殊工作条件下的轴承近来还采用因体润滑。

滚动轴承的润滑方式可根据其速度因素•值，根据相关手册选取。

在此设计中大齿轮轴上轴承的速度因素••.•，小齿轮轴上轴承的速度因素••.•，综合考虑两个速度因素，最终选择油润滑。

轴承在速度或高温下工作时，宜采用没润滑。

油润滑方式的优点是润滑性能好，摩擦系数小，润滑可靠，具有冷却和良好的清洗作用，可用多种润滑方式以适应不同的工作条件。

.密封装置的选择为了使润滑持续可靠不漏油，同时为了防止外界脏物进入机体，必须采用相应的密封装置。

密封装置是种能保证密封性的零件组合，般包括被密封表面密封件和辅助件。

滚动轴承密封的主要作用是防止灰尘水分酸气和其他物质侵入轴承以及阻止润滑剂漏失，因此必须设计出可靠的密封装置。

滚动轴承密封装置的选择与润滑种类工作环境和温度密封表面的圆周速度等因素有关。

大齿轮轴上轴承密封方式的确定根据轴承孔径得轴承的圆周速度为.因此采用毡圈密封，此种密封方式结构简单方便可靠。

具体尺寸见表.。

表.毡圈油封及槽摘录材料半粗羊毛毡轴径毡圈槽铸铁小齿轮轴上轴承密封方式的确定根据轴承孔径得轴承的圆周速度为.因此采用密封圈密封，此种密封方式方便可靠。

耐油橡胶和塑料密封圈有等形式，有弹簧箍的密封性能更好，故选择旋转轴唇形密封圈，内包骨架。

具体尺寸见表.。

表.旋转轴唇形密封圈摘录内包骨架型轴组件轴向固定方式的确定在机器中，轴和轴上零件的位置是靠轴承来固定的。

工作时，轴和轴承对机座不允许有径向移动，轴向移动也应限制在定限度之内，并还要考虑轴在工作中有热伸长量能够得到补偿。

限制轴的轴向移动有三种方式。

.两端固定如图.所示，使轴的两个支点中的每个支点都能限制轴的单向移动，两个支点合起来就限制了轴的双向移动，这种固定方法称为两端固定。

这种支承形式结构简单，适用于工作温度变化不大的短轴跨距。

为了防止轴承因轴的受热伸长而被卡死，轴承外圈与端盖之间须预留间隙。

向心轴承预留间隙为向心角接触轴承预留间隙要小些，可依靠轴承的内部游隙来进行调节。

间隙和轴承游隙的大小可用垫片或调整螺钉等来调节。

.端固定端游动如图.所示的支承结构中，个支点为双向固定图中左端，另个支点则可作轴向移动图中右端，这种支承结构称为游动支承。

显然它不能承受轴向载荷。

选用深沟球轴承作为游动支承时就在轴承外圈与端盖间留适当间隙选用圆柱滚子轴承作为游动支承时，依靠轴承本身具有内外圈可分离的特性达到游动目的，则轴承外圈应作双向固定，以免外圈同时移动，造成过大错位。

这种固定方式适用于工作温度较高的长轴跨距。

.两端游动两端游动是为了种特殊需要而采用的支承固定形式。

如图.所示，人字齿轮啮合时齿轮轴需定位，而另齿轮轴应两作垂直面内的弯矩图图.，支点反力为ⅠⅠ截面左侧弯矩为Ⅰ左•.•ⅠⅠ截面右侧弯矩为Ⅰ右•.•ⅡⅡ截面处的弯矩为Ⅱ•.•作合成弯矩图图.ⅠⅠ截面为••••ⅡⅡ截面为••作转矩图图.••求当量弯矩因加速机构单向运转，即可认为转矩为脉动循环变化，修正系数为.。

ⅠⅠ截面••ⅡⅡ截面••确定危险截面及校核强度由图.图可以看出，截面ⅠⅠ，ⅡⅡ所受转矩相同，但弯矩，且轴上还有键槽，故截面ⅠⅠ可能为危险截面。

但由于轴径，故也应对截面ⅡⅡ进行校核。

ⅠⅠ截面.ⅡⅡ截面.满足条件，故设计的轴有足够的强度。

图.大齿轮轴设计联轴器型号的选择.小轴上联轴器型号的选择根据小齿轮轴轴径，承受的转矩•，最大转速，查阅有关联轴器的手册，确定小齿轮轴联轴器为联轴器两箱各对。

.大轴上联轴器型号的选择根据大齿轮轴轴径，承受的转矩•，最大转速，查阅有关联轴器的手册，确定大齿轮轴联轴器为联轴器由于大轴对称布置，两伸出端轴径相同，因此选择联轴器两对。

.连接方式两轴处的联轴器通过键与轴连接。

.联轴器材料联轴器材料为钢，联轴器材料为铁。

键的选择与校核由于轴上载荷沿键的长度方向是均匀分布的，所以应该按平键连接的挤压强度条件来校核键的强度。

平键连接的挤压强度条件为.式中被连接零件所传递的转矩，•轴径，键的高度，键的工作长度型键，型键，型键.并且，以免因键过长而增大压力沿键长分布的不均匀性。

为键连接中最弱材料的许用挤压应力。

.小轴上键的选择与校核联轴器处键的选择与校核根据轴径，轴段长度为，转矩•，选择键的型号为键平头普通平型键的工作长度则.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。

小齿轮连接键的选择与校核根据小齿轮轮毂轴径，轴段长度为，转矩•，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，因此键的强度足够，合格。

键的材料为钢。

.大轴上键的选择与校核联轴器处键的选择与校核由轴的外伸端直径，联轴器处的轴段长为，转矩•，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，因此键的强度足够，合格。

键的材料为钢。

大齿轮轴两侧外伸端均采用此种型号的键。

大齿轮连接键的选择与校核根据大齿轮轮毂轴径，轴段长度为，转矩•，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，因此键的强度足够，合格。

键的材料为钢。

.轴承型号的选择与校核小轴上轴承型号的选择与校核.轴承类型的选择由于小轴转速较高，同时主要承受径向载荷，因此选深沟球轴承。

.轴承型号的选择与校核由已知条件，与轴承配合处的轴径，转速，轴承所受径向载荷.，轴向载荷.，工作温度正常，预期寿命，选得型轴承。

查有关轴承的手册，型轴承.，.，则.，利用差值法求值。

.根据当量动载荷公式.式中载荷系数，查手册得.径向载荷系数和轴向载荷系数。

由于.，查手册得则由基本额定动载荷公式.得式中温度系数，查手册得轴承的预期寿命，取寿命指数，对球轴承。

则所以，选用深沟球轴承合适。

查有关轴承的手册，得型轴承的具体尺寸如下表所示表.表.型轴承尺寸示意轴承型号基本尺寸安装尺寸基本额定动载荷基本额定静载荷极限转速脂润滑油润滑大轴上轴承型号的选择与校核.轴承类型的选择大齿轮的受力情况与小齿轮相同，也是主要承受径向载荷，考虑到整个结构力求简单低成本便于安装等方面的因素，因此大轴上也采用深沟球轴承。

.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，因此采用轮腹式结构。

.小齿轮，由于，因此采用实体式结构。

.箱体结构尺寸的计算有关箱体结构尺寸的计算可以查阅减速器设计资料，根据箱体主要结构尺寸计算公式求得的尺寸值如下所示。

箱体壁厚.，取。

箱盖壁厚.，取。

箱盖凸缘厚.。

箱座凸缘厚度.。

箱座底凸缘厚度.。

地脚螺钉直径.，取。

地脚螺钉数目。

轴承旁联接螺栓直径，取。

盖与座联接螺栓直径。

联接螺栓的间距。

轴承端盖螺钉直径.，取。

定位销直径，取。

至箱壁距离。

，至凸缘边缘距离，。

轴承旁凸台半径。

凸台高度以便于扳手操作为准，取。

外箱壁至轴承座端面距离，取。

大齿轮顶圆内箱壁距离.，取。

齿轮端面与内箱壁距离。

箱盖，箱座肋厚，取。

地脚螺栓为螺栓，两箱共个。

盖与座