汽車變速器性能檢測試驗臺畢業設計說明書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 收的能量大部分不可重新利用，會耗費大量的能源。雖然直流測功電機調速性能好，控制簡單，但直流電機由于換向器的影響，不能適用于高速運行，因此在轉速很高的情況下，往往采用機械減速裝置，因此占地面積大，系統復雜且維修費用高。隨著對動力裝置（例如內燃機、變速器等）性能要求的提高，對測功機性能的要求也在逐漸提高，水力測功機和電渦流測功機已很難滿足試驗的要求。 輸入軸離合控制及輸出軸載荷控制整個測試流程中要求對變速器輸出軸施加一定的載荷，且根據擋位的不同載荷值也不一樣，換擋過程中要進行頻繁的對輸入軸的離合操作。現存較成熟的加載器有液加載方式和電加載方式，考慮到系統的簡潔性，離合器與加載器的控制方式應盡量減少系統分立設備的數量。因此，本平臺根據工廠試驗的實際條件和本試驗臺的特點，綜合考慮各方面的因素應選擇機械加載。該系統由發電機、伸縮花鍵套組成。 加載阻力的確定 加載阻力主要是模擬在汽車運行過程中，變速器輸出軸上所受的載荷，所以需要根據前面所確定的模型將作用在車輪上的行駛阻力，簡化到變速器的輸出軸上。經等效轉換后，則可得到作用在變速器輸出軸上的負載力矩M： (1)式中 r ——車輪半徑，(m)； F——作用在車輪上的行駛阻力，(N)。 汽車的行駛阻力主要由滾動阻力、空氣阻力、坡度阻力和加速阻力所組成，表示為驅動力平衡方程式： Ft=Ff+Fw+Fi+Fj (2)式中 Ff——滾動阻力，(N)； Fw——空氣阻力，(N)； Fi——坡度阻力，（N）； Fj——加速阻力，（N）。 當Fj—（Ff+Fw+Fi ）≥0時，汽車能夠在坡道上正常起步、勻速或加速行駛。汽車的驅動力越大，加速性能就越好，爬坡能力也越強。汽車加速行駛時，需要克服其質量加速運動時的慣性力，就是加速阻力。汽車的質量分為平移質量和旋轉質量兩部分。加速時，不僅平移質量產生慣性力，旋轉質量也要產生慣性力偶矩。為了便于計算，一般把旋轉質量的慣性力偶矩轉化為平移質量的慣性力，以系數δ 作為計入旋轉質量慣性力偶矩后的汽車旋轉質量換算系數，汽車加速時的阻力為： 式中 δ——汽車旋轉質量換算系數，δ＞ 1； g ——重力加速度，(kg/m2)； du/dt——行駛加速度，(m/s2)，其余各項阻力計算出。 正拖與反拖的實現在試驗臺進行正向轉矩加載試驗過程中，驅動側電機處于電動機狀態，其供電裝置工作在整流狀態，將電網電能轉化為機械能，以驅動被試變速器；而加載側電機處于發電機狀態，供電裝置工作在逆變狀態，將機械能轉化為電能，通過變頻調速器的直流母線回饋給驅動電機，形成電封閉加載，能量使用效率很高。在試驗臺進行反拖試驗時，驅動側電機處于發電狀態，加載側電機處于電動機狀態，整個試驗系統構成了能量封閉系統。 (1)正拖 正拖傳動路徑，(1)所示。（1）驅動端電機相當于行駛中的汽車發動機，而加載電機是變速器所受的負載，模擬行駛中汽車的載荷。 （2）反拖反拖路徑圖，（2）所示。 （2） 當離合器脫開時，加載電機帶動變速器以及離合器摩擦片空轉，驅動電機不停機，此時，相當于汽車駕駛員腳踏離合器，使離合器分離，進行掛檔以避免齒輪產生沖擊。當離合器閉合時，相當于發動機制動狀態，如汽車在下坡時，因質量的分力作用而加速，此時若頻繁地使用車輪制動器，將會使其過熱，也很危險。此時如果將選檔手柄置于低檔，并且將發動機油門松到最小，汽車慣性經驅動輪、變速器反拖發動機，驅動力消耗到發動機升速上，就是利用發動的摩擦阻力來制動汽車，使汽車下坡減速，起到輔助制動的作用。因此，在反拖時，依次完成變速器一檔至五檔以及倒檔的動態換檔性能的測試，并模擬發動機制動，進行反拖試驗。 物料搬運裝置設計 概述物料搬運是利用人力或搬運機械，按要求將物料從一個位置移動到另一個位置，為實現特定目的而進行的有效作業的總稱。在工廠中，為了減輕工人的勞動量，物料搬運一般采用自動化機構，達到提高工作效率的目的。物料搬運設計應注意以下幾個原則：（1）系統原則：物料搬運系統是一個系統，必須從提高系統效率的角度來研究和改善各個環節和設備，不能孤立地處理某一個問題，以免使整個系統不協調，收不到預期的效果。（2）及時原則：必須按時按要求準確的把機器運送到指定地點。（3）節能原則：必須以節省能源為原則。（4）經濟原則：要以經濟、實用作為評價優劣的重要準則，追求的目標是效益最高，而不是費用最省。（5）環境保護原則：環境保護是規劃設計現代物料搬運系統必須注意的一個原則，特別是要盡量減小噪音。 上下料機構應采用自動化，達到提高工作效率的目的，減輕工人的勞動強度。上下料機構可采用多種方案，達到自動化要求，常用方案有如下幾種：方案一：自動懸掛式輸送機。該機構采用液壓缸驅動，使機械手自動夾緊和松開，并自動提升和下降工件，采用電動機帶動蝸桿使蝸輪轉動，從而使該機構可旋轉一個角度，使工件放于工作臺。方案二：采用推式懸掛輸送機。這是一種自動化程度較高的綜合性運輸設備，其主要部件：牽引元件、滑架、軌道、承載小車、驅動裝置等。方案三：自動導向地面搬運車。該機構采用自動導向，無需駕駛員，隨機操作，車輛能沿著預定的路線行駛。此機構可配上輔助裝卸機構，如機械手、動力或無動力的軌道、推桿、油缸、翻桿機構等，則可使整個裝卸運輸過程自動化。從各方面進行比較，本試驗臺上下料機構采用第一種方案。該機構與裝配線和變速器性能試驗臺的布局圖如下圖所示：約860mm裝配線HY7130變速器 上下料裝置 約900mm HY7 130變速器性能試驗臺 裝配線和變速器性能試驗臺的布局圖 機械手從裝配線上把變速器抓緊并提升旋轉120度角后放變速器于試驗臺上該種布局適合一個工人完成變速器的上下料操作和檢測變速器的全過程，達到精減人員，提高工作效率的目的。該機構的提升用液壓缸來實現。液壓傳動與電氣、 機械等傳動相比較，具有以下的優點： （1）液壓傳動裝置的重量輕、結構緊湊、慣性小。 （2）能在很大的調整范圍內實現無級變速。 （3）傳遞運動均勻平穩，負載變化時速度較穩定。 （4）操作簡單，便于實現自動化，特別是電液聯合應用時，能夠完全充分發揮兩者的優點。 （5）易于實現過載保護。 （6）可實現低速的強力傳動，無需減速器。 液壓傳動也有其自身缺點：液壓系統中的漏油，影響運動平穩性和正確性。 （1）因液體中含有空氣容易產生噪聲，并使低速運動不平穩。 （2）溫度變化時，液體粘性變化，引起傳動特性的變化。 （3）液壓元件的配合件制造精度要求較高，加工工藝較困難。 液壓缸和其他容積式液動機一樣，都是靠密封的工作容積來傳遞力和速度的液壓缸密封的好壞，直接影響液壓桿的工作性能，因此密封是液壓結構組成中的一個重要環節。為了設計出好的液壓缸，在設計密封時，應對密封提出以下要求： （1）密封件適用的溫度范圍廣； （2）密封件使用壽命長； （3）密封結構簡單，拆裝方便； （4）密封處的摩擦力要小； （5）在一定的工作壓力下，保證良好的密封，使其泄漏量為最小。 提高液壓缸效率的措施： （1）密封圈密封 當液壓缸采用密封圈密封時，由于基本上杜絕了泄漏，因此容積效率很高，液壓缸的效率近似等于它的機械效率。一般來說，工作壓力越高，液壓缸的效率越高。應該著重減小靜摩擦力來提高啟動機械效率。 （2）間隙密封 對采用間隙密封的液壓缸，容積效率隨工作壓力的提高和間隙的增大而降低，機械效率則恰好相反。 液壓缸的選擇 液壓缸是將液壓能轉變為機械能的、做直線往復運動（或擺動運動）的液壓執行元件。它結構簡單、工作可靠。用它來實現往復運動時，可免去減速裝置，并且沒有傳動間隙，運動平穩，因此在各種機械的液壓系統中得到廣泛應用。 液壓缸部件通常可以分為柱塞式、活塞式和差動式三種。一般根據上下料裝置的總體結構、缸的總壓力大小及工作條件的要求來選定。柱塞式液壓缸，此結構在水壓機中應用最多，廣泛應用于工作缸、回程缸、工作臺移動缸及平衡缸等處。它結構簡單，制造容易，但只能正向作用，反向運動則需用回程缸來實現，故在此不選用。差動柱塞式液壓缸多用于回程缸，該種結構多一處密封，但當回程缸裝在橫梁上時，與活動橫梁的連接比較簡單。活塞式液壓缸，活塞在運動的兩個方向上都要求密封，因此缸的內表面在全長上均需加工，精度及光潔度要求較高，結構比較復雜，適用于其他輔助機構，其行程不受限制。因此通過比較選用活塞式液壓缸。1—缸底 2—彈簧擋圈 3—套環 4—卡環 5—活塞 6—o型密封圈7—支撐環 8—擋圈 9—Y型密封圈 10—缸桶 11—管接頭 12—導向套13—缸蓋 14—防塵圈 15—活塞桿 16—定位螺釘 17—耳環 活塞式液壓缸結構圖 夾緊機構設計 夾緊機構的組成與選擇夾緊機構是用以裝夾工件的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床的正確位置，并把工件可靠的夾緊。設計夾具時，工件夾緊方法的確定，是在工件定位基準、夾具定位機構和導向裝置的結構確定之后進行的，但工件的夾緊同工件的定位和導向裝置是密切聯系著的，因此在設計夾具時，這幾個方面應當同時考慮。在進行夾緊機構的結構設計之前，必須首先確定夾緊機構的下列主要項目：夾緊力的作用點、方向和大小；夾緊動力的種類；最合理的夾緊結構示意圖及傳動方式等。其中夾緊力的作用點和方向，在制定機床方案進行工藝分析時就已經確定了，并且以特殊的符號表示在被加工零件工序圖中,以作為夾具結構設計的依據。設計時要根據工件特點、工藝方法、加工情況(粗、精加工；單面、多面加工等)以及工件的定位安裝形式等因素來選擇夾緊機構的形式。設計夾緊機構時，應注意滿足以下基本要求：(1)保證加工精度 夾緊機構應能保證工件可靠地接觸相應的定位基面，夾緊后不許破壞工件的正確位置。夾緊后，工件在加工過程中，不應由于切削力的作用而產生位移和晃動。為此，必須保證夾緊機構能產生定夠的夾緊力，同時還要求具有較高的剛性。由于組合機床通常都是多面多刀同時進行加工，夾具往往在較大的切削力作用下工作，提高夾緊機構的剛性，是十分重要的，因此組合機床夾具的夾緊螺栓、壓板和傳動杠桿等通常都比較粗大，以保證其足夠的剛性。