摩擦離合器扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)含proe三維及11張CAD圖,摩擦,磨擦,離合器,扭轉(zhuǎn),改變,振動(dòng),試驗(yàn)臺(tái),設(shè)計(jì),proe,三維,11,十一,cad 摘 要 對(duì)車子的動(dòng)力傳動(dòng)部分來說，關(guān)鍵就是離合器，離合器的性能如何直接關(guān)系到動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的狀況，所以要測(cè)試離合器的性能，對(duì)于生產(chǎn)廠家來說，設(shè)計(jì)離合器是否合理這才是最重要的辦法。研發(fā)摩擦離合器扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)于加工摩擦離合器的單位來說非常有必要，論文就是要設(shè)計(jì)這樣一款試驗(yàn)臺(tái)。 這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)可以對(duì)離合器的使用時(shí)間，轉(zhuǎn)動(dòng)速度，轉(zhuǎn)矩，性能等進(jìn)行試驗(yàn)。這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)的組成部分有調(diào)速電機(jī)，聯(lián)軸器，減速器等。論文最開始分析摩擦離合器每一個(gè)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的需要，并且在分析之后將設(shè)計(jì)方案給出，之后算出來技術(shù)數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行確定；最后，對(duì)于設(shè)計(jì)出測(cè)試的主要零部件，講清楚對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試時(shí)候的原理，之后用CAD將裝配圖，零件圖都畫出來。 完成論文之后，對(duì)于我大學(xué)學(xué)到的東西都進(jìn)行了復(fù)習(xí)，清楚知道該怎么樣去進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，對(duì)于CAD這個(gè)軟件用的更加熟悉，相信對(duì)我將來的工作有幫助。 關(guān)鍵詞：離合器，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，試驗(yàn)臺(tái)，電機(jī) Abstract For the power transmission part of the car, the key is the clutch. How the performance of the clutch is directly related to the status of the power transmission system, so to test the performance of the clutch, for manufacturers, whether the design of the clutch is reasonable is the most important method. The research and development of torsional vibration test-bed for friction clutch is very necessary for the processing unit of friction clutch. This paper is to design such a test-bed. This test-bed can test the use time, rotating speed, torque and performance of the clutch. The test-bed consists of speed regulating motor, coupling, reducer and so on. At the beginning of the paper, the need of each torsional vibration of friction clutch is analyzed, and the design scheme is given after analysis, then the technical data are calculated and determined. Finally, for the main parts designed for testing, the principle of testing the project is explained clearly, and then assembly drawings and parts drawings are drawn by CAD. After completing the thesis, I reviewed all the things I learned in my university. I know how to design the machine clearly. I am more familiar with the software of CAD. I believe it will be helpful for my future work. Key words: clutch, torsional vibration, test bed, motor 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒 論 1 1.1研究背景及意義 1 1.2摩擦離合器概述 1 1.2.1簡(jiǎn)介 1 1.2.2功能 1 1.2.3類型 2 1.2.4主要組成及工作原理 3 1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4 第2章 總體設(shè)計(jì) 5 2.1設(shè)計(jì)要求 5 2.1.1研究?jī)?nèi)容要求 5 2.1.2參數(shù)要求如下 5 2.2方案設(shè)計(jì) 5 2.2.1總體布置 5 2.2.2各系統(tǒng)方案 6 2.3各項(xiàng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)原理及方法 7 2.3.1轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、大、小扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 7 2.3.2空載扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 8 2.3.3溫升扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 8 2.3.4壽命扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 8 第3章 構(gòu)成件的選擇與設(shè)計(jì) 10 3.1電動(dòng)機(jī)的選擇 10 3.1.1電動(dòng)機(jī)類型選擇 10 3.1.2電機(jī)型號(hào)選擇 10 3.2減速裝置設(shè)計(jì) 11 3.2.1傳動(dòng)比計(jì)算 11 3.2.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 11 3.3傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核 15 3.3.1尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 15 3.3.2強(qiáng)度校核計(jì)算 16 3.4飛輪的設(shè)計(jì) 18 3.5標(biāo)準(zhǔn)件的選擇與校核 20 3.5.1軸承 20 3.5.2聯(lián)軸器 21 3.5.3鍵 21 3.6輔助裝置的選擇 22 3.6.1電磁制動(dòng)器的選擇 22 3.6.2數(shù)據(jù)采集傳感器的選擇 22 3.7底座機(jī)架的設(shè)計(jì) 23 3.7.1機(jī)架的選擇與設(shè)計(jì) 23 3.7.2機(jī)架連接螺栓的校核 23 第4章 基于Pro/E的三維設(shè)計(jì) 26 4.1 Pro/E三維設(shè)計(jì)軟件概述 26 4.2三維設(shè)計(jì) 27 4.2.1底座 27 4.2.2支座 27 4.2.3主軸 28 4.2.4飛輪 28 4.2.5連接板 28 4.2.6三維裝配 29 總 結(jié) 30 參考文獻(xiàn) 31 致 謝 32 IV 第1章 緒 論 1.1研究背景及意義 對(duì)車子的動(dòng)力傳動(dòng)部分來說，關(guān)鍵就是離合器，離合器的性能如何直接關(guān)系到動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的狀況，所以要測(cè)試離合器的性能，對(duì)于生產(chǎn)廠家來說，設(shè)計(jì)離合器是否合理這才是最重要的辦法。研發(fā)摩擦離合器扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)于加工摩擦離合器的單位來說非常有必要。 對(duì)于傳動(dòng)部分來說，主要零件就是離合器，工況的改變很大，怎么樣去看摩擦離合器性能怎么樣，是現(xiàn)在生產(chǎn)廠家，科研人員主要要克服的難題，分析它的各種性能的時(shí)候，只能在試驗(yàn)臺(tái)上才能實(shí)現(xiàn)，對(duì)它進(jìn)行模仿，分析。進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)之后，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，這樣就可以知道這個(gè)離合器在工作時(shí)候可能會(huì)有哪些狀況出現(xiàn)，修理花的錢就可以少一點(diǎn)，避免出現(xiàn)安全事故，這樣一來摩擦離合器在車輛上使用時(shí)候可靠性更好，安全性也更好，并且產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益非常不錯(cuò)。所以摩擦離合器測(cè)試臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)候相當(dāng)關(guān)鍵，試驗(yàn)臺(tái)的性能怎么樣直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，所以怎么將試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)更加好，才是現(xiàn)在需要去完成的事情，要想對(duì)摩擦離合器的操作性，安全性進(jìn)行檢測(cè)，評(píng)判它的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)速度，溫度升高等，將離合器放在測(cè)試臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)，這樣對(duì)于離合器的有關(guān)性能就可以清楚 1.2摩擦離合器概述 1.2.1簡(jiǎn)介 世界上用的最多的一個(gè)離合器就是摩擦離合器，它的組成部分有主動(dòng)部分，從動(dòng)部分，壓緊裝置還有操作部分。對(duì)于離合器來說，主動(dòng)，從動(dòng)部分還有壓緊部分可以讓離合器實(shí)現(xiàn)結(jié)合，而且可以對(duì)動(dòng)力進(jìn)行傳送的這樣構(gòu)造，對(duì)于離合器來說，想讓它分離通過離合器的操縱部分實(shí)現(xiàn)。 1.2.2功能 對(duì)于船的推進(jìn)軸來說，摩擦離合器是一個(gè)很重要的零件，摩擦面互相有機(jī)械摩擦力出現(xiàn)，將主動(dòng)軸上的扭矩傳送到從動(dòng)軸上，按照工作要求讓主機(jī)跟從動(dòng)軸連接起來，或者是分下來。一般，主機(jī)用非翻轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)的，推進(jìn)部分有好多種功率，基本上離合器都用的摩擦式的。最近這些年，柴油機(jī)單機(jī)或者是并車傳動(dòng)機(jī)組功率非常大，離合器用的很多，摩擦離合器不光能夠?qū)?dòng)力進(jìn)行傳送，合適的時(shí)間主動(dòng)軸跟從動(dòng)軸分下來，方便主機(jī)空載還能夠啟動(dòng)；很多機(jī)器并車的時(shí)候，它能夠讓機(jī)組實(shí)現(xiàn)動(dòng)作；要是非翻轉(zhuǎn)柴油機(jī)的話，可以進(jìn)行倒車還有雙速的傳動(dòng)，航行速度非常慢。 在發(fā)動(dòng)機(jī)還有齒輪箱的中間安裝摩擦離合器，或者是跟齒輪組合在一起，這樣就成為齒輪箱總成，不光可以作為離合來用還能夠倒車，在發(fā)動(dòng)機(jī)跟軸連接時(shí)候非常關(guān)鍵的零部件。齒輪箱的輸入軸實(shí)際就是離合器的輸出軸。要是沒有離合器在發(fā)動(dòng)機(jī)跟載荷的中間，發(fā)動(dòng)機(jī)只要啟動(dòng)起來，有很大的慣性力出現(xiàn)，這樣肯定有很大的阻力矩在發(fā)動(dòng)機(jī)上，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度很快下降，有的時(shí)候會(huì)熄火。要是有離合器，啟動(dòng)時(shí)候，首先通過離合器分下來發(fā)動(dòng)機(jī)還有齒輪箱，之后將油門加大，慢慢跟離合器結(jié)合起來，通過離合器的傳動(dòng)，扭矩慢慢變大，船的推進(jìn)力自然也就變大，在前進(jìn)的阻力沒有推進(jìn)力那么大的時(shí)候，船就開始進(jìn)行運(yùn)動(dòng)了，慢慢速度變快，這樣可以確保船穩(wěn)定的開啟，對(duì)于離合器來說這是最關(guān)鍵的一個(gè)作用。離合器還有一個(gè)功能確保工況切換起來穩(wěn)定。經(jīng)濟(jì)剎車的時(shí)候要是沒有離合器，因?yàn)閼T性力非常巨大，這樣傳動(dòng)系統(tǒng)工作必然超負(fù)荷，對(duì)于傳動(dòng)部分會(huì)有影響，有的發(fā)動(dòng)機(jī)都被弄壞了。 1.2.3類型 圓盤摩擦離合器：圓盤就是摩擦建，有單盤還有多盤，可以分成干式還有濕式。單盤的構(gòu)造不復(fù)雜，摩擦面只有一對(duì)，從動(dòng)部分慣量沒有多大，散熱效果不錯(cuò)，調(diào)整起來便利，完全分離，可以傳動(dòng)的扭矩沒有多大，正常不會(huì)比1000牛．米大。多盤式的摩擦面很多，傳送扭矩達(dá)到8×106牛．米。要是傳送扭矩很大，摩擦面需要多擠兌，離合器徑向尺寸不需要加大，軸向壓緊力也不需要加大，這樣離合器轉(zhuǎn)動(dòng)的慣量就變小。多盤式的構(gòu)造很緊湊，摩擦面有很多原材料，生產(chǎn)，安裝，調(diào)整都便利，變速的時(shí)候也能夠結(jié)合，用的面很大；摩擦面太多了，離合的靈活性就沒有那么好，有的將壓緊力卸掉之后，主摩擦件，從摩擦件還是不能完全分下來，這樣摩擦面的損耗就太大。一般干式摩擦面不能大于15對(duì)，濕式摩擦面不能大于30對(duì)。泡在摩擦油里面的離合器是濕式的，經(jīng)常是多盤式的，磨損上看比干式的好，散熱效果不錯(cuò)，溫度不會(huì)升高多少，使用時(shí)間長(zhǎng)，可以對(duì)大扭矩進(jìn)行傳送。 圓錐摩擦離合器：截錐體是摩擦件，有單錐的，還有雙錐的，這樣的離合器構(gòu)造很簡(jiǎn)單，結(jié)合起來非常穩(wěn)定，可以完全分離，摩擦力很大，有了損耗之后調(diào)整不需要人工進(jìn)行，因?yàn)橹挥幸粚?duì)圓錐摩擦面在單錐式的，在雙錐式的摩擦面有兩隊(duì)，要是對(duì)大扭矩進(jìn)行剛傳送，這樣大錐體徑向直徑變大。將錐角變小，摩擦力就變大，只是里面跟外面的錐面分離沒有那么簡(jiǎn)單。一般摩擦面都用金屬生產(chǎn)，錐頂角最多是七度，要是材質(zhì)是皮革和金屬的話，最多是十二度。 1.2.4主要組成及工作原理 摩擦離合器的組成部分有： （1）主動(dòng)部分：飛輪、離合器蓋、壓盤； （2）從動(dòng)部分：從動(dòng)零部件將扭轉(zhuǎn)減振器待在上面； （3）壓緊部分：螺旋彈簧圓周布局了十六個(gè)； （4）操縱機(jī)構(gòu)：將杠桿，分離軸承還有分離套筒，以及分離叉都分下來（在離合器里面的部分） 對(duì)于離合器來說，主動(dòng)零件就是發(fā)動(dòng)機(jī)，從動(dòng)盤有摩擦片在上面，在花鍵還有從動(dòng)軸的幫助下跟從動(dòng)軸連接起來。從動(dòng)盤被壓緊彈簧在分輪面上壓緊。在飛輪還有從動(dòng)盤出現(xiàn)摩擦力的原因，發(fā)動(dòng)盤的轉(zhuǎn)矩就傳送到從動(dòng)盤上面，之后從動(dòng)軸還有傳動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)過之后，就傳送到驅(qū)動(dòng)輪上面去，壓緊彈簧壓緊的力大了，那么離合器傳送的轉(zhuǎn)矩也大。 車子開的時(shí)候，要一直有動(dòng)力，傳動(dòng)中斷不是長(zhǎng)期的，對(duì)于車子的離合器來說，主動(dòng)部分，從動(dòng)部分一直都是接合的，對(duì)于這個(gè)需求摩擦副用彈簧壓緊裝置就能實(shí)現(xiàn)。離合器希望能夠分下來的時(shí)候，把離合器踏板踩下去，這樣裝在從動(dòng)盤轂環(huán)槽里面的撥叉進(jìn)行推動(dòng)，從動(dòng)盤將壓緊彈簧的壓力跟克服掉，那么就跟飛輪分下來，摩擦力沒有，這樣就沒法傳送動(dòng)力了。 要再次對(duì)動(dòng)力進(jìn)行傳送，讓車子的速度，還有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度變溫，要將離合器踏板回升的速度控制好，這樣壓緊彈簧作用在從動(dòng)盤上，移動(dòng)到結(jié)合方向上，跟飛輪再次碰到。兩個(gè)接觸面中間的壓力變大了，對(duì)應(yīng)摩擦力矩也變大。在飛輪跟從動(dòng)盤結(jié)合沒那么緊密的時(shí)候，兩個(gè)中間的摩擦力矩很小，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)不是同步的，也就是說離合器一直都是打滑的?，F(xiàn)在飛輪還有從動(dòng)盤結(jié)合時(shí)候，更加緊密，他們轉(zhuǎn)動(dòng)的速度基本上一樣。一直到離合器全部接合起來，并且打滑停下來的，車子的速度跟發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)送速度才是正比的關(guān)系。 摩擦離合器傳送轉(zhuǎn)矩最大值就在于摩擦面跟摩擦面靜摩擦力矩最大是多少，后面一個(gè)因?yàn)槟Σ撩姹舜酥g壓緊力最大，還有摩擦面有多大來進(jìn)行確定，那離合器有一定結(jié)構(gòu)的話，精摩擦力矩?cái)?shù)值是定的，只要輸入轉(zhuǎn)矩達(dá)到這個(gè)數(shù)據(jù)，離合器就打滑了，這樣傳動(dòng)系承受的轉(zhuǎn)矩就被限制了，避免出現(xiàn)超載的狀況。 1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外發(fā)達(dá)地區(qū)，工業(yè)比較先進(jìn)，汽車產(chǎn)業(yè)自然也相對(duì)發(fā)達(dá)，最關(guān)鍵是他們的實(shí)驗(yàn)手段還有產(chǎn)品測(cè)試都非常的豐富。中國(guó)的車子從最開始沒有到現(xiàn)在發(fā)展的這么快，對(duì)于汽車實(shí)驗(yàn)技術(shù)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。很多生產(chǎn)車子的單位都需要對(duì)重要零部件進(jìn)行性能測(cè)試?？偟膩碚f，中國(guó)跟國(guó)外的技術(shù)對(duì)比，相差不是一點(diǎn)點(diǎn)。只是從離合器總成來說，現(xiàn)在有很多生產(chǎn)離合器的單位，在實(shí)驗(yàn)總成慣性的還是在最剛剛開始，只需要將分合動(dòng)作進(jìn)行試驗(yàn)，將它工作的時(shí)間記錄下來，機(jī)器比較簡(jiǎn)單。很多實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)沒有辦法進(jìn)行檢測(cè)還有控制，不能自動(dòng)化進(jìn)行。完成這篇論文之后，對(duì)于離合器能夠用多久可以清楚的知道，對(duì)于我們國(guó)家研究這樣的實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供了可能，促進(jìn)發(fā)展。 現(xiàn)在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家開始從工業(yè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒔?jīng)濟(jì)，為什么出現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變，關(guān)鍵就在于技術(shù)提升了，在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)里面這方面占據(jù)了七成到八成，核心就是高新技術(shù)，通過信息電子化的辦法，將工業(yè)產(chǎn)品的附加值加大，這就是現(xiàn)在的工業(yè)自動(dòng)化要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。中國(guó)的經(jīng)濟(jì)，工業(yè)上投入了很多的資金，也用了非常多的工人，這樣工業(yè)才增長(zhǎng)起來，對(duì)于工業(yè)中使用技術(shù)來提升經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)在還沒有完全體現(xiàn)出來。怎么樣讓電子信息技術(shù)發(fā)展更快，對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，跟上時(shí)代發(fā)展的步伐，這是中國(guó)的工業(yè)企業(yè)主要要研究的一個(gè)方向。完成這篇論文之后，我們國(guó)家機(jī)電一體化機(jī)器能夠推廣開來，并且對(duì)于中國(guó)的機(jī)械生產(chǎn)水準(zhǔn)提高有一定幫助作用。 第2章 總體設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)要求 2.1.1研究?jī)?nèi)容要求 論文設(shè)計(jì)的摩擦離合器扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，詳細(xì)的要求在下面： （1）清楚摩擦離合器作用，工作原理是什么，結(jié)構(gòu)怎么樣； （2）清楚知道進(jìn)行摩擦離合器扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)試的時(shí)候有哪些辦法； （3）清楚知道這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)用的比較多構(gòu)造是什么，知道它怎么來進(jìn)行計(jì)算，用什么辦法； （4）算出來試驗(yàn)臺(tái)的有關(guān)數(shù)據(jù)，將它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出來。 2.1.2參數(shù)要求如下 確定試驗(yàn)臺(tái)的數(shù)據(jù)： （1）試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)的之后對(duì)于裝卸摩擦離合器要便利，安裝傳感器對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)速度，轉(zhuǎn)矩進(jìn)行測(cè)試； （2）設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)對(duì)于不一樣的摩擦離合器都可以進(jìn)行試驗(yàn)，可以將離合器的最大直徑測(cè)試出來，最大800mm； （3）設(shè)計(jì)的這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)，可以對(duì)輸入轉(zhuǎn)矩還有負(fù)載轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)整，能夠調(diào)整的區(qū)間在50-1200Nm； （4）設(shè)計(jì)的這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)，能夠調(diào)整輸入轉(zhuǎn)動(dòng)高速度，轉(zhuǎn)動(dòng)速度可以使用的區(qū)間500-4000r/min； （5）設(shè)計(jì)的摩擦離合器試驗(yàn)臺(tái)能夠調(diào)整負(fù)載慣量。 2.2方案設(shè)計(jì) 2.2.1總體布置 按照設(shè)計(jì)要求的試驗(yàn)臺(tái)，能夠測(cè)試摩擦離合器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，轉(zhuǎn)矩，空載，使用時(shí)間等，換句話說，電機(jī)的工作帶著他們對(duì)真正工況摩擦離合器，轉(zhuǎn)動(dòng)速度不一樣，負(fù)載狀況不一樣進(jìn)行測(cè)試。對(duì)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)動(dòng)速度，溫度升高等的數(shù)據(jù)同一時(shí)間進(jìn)行收集，所以將論文設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)方案定下來，圖2-1里面畫出來。 1-電磁制動(dòng)器，2-轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器，3-慣性飛輪，4-軸承支座，5-振動(dòng)發(fā)生器，6-待測(cè)摩擦離合器， 7-連接法蘭，8-減速器，9-單級(jí)齒輪傳動(dòng)，10-聯(lián)軸器，11-直流調(diào)速電機(jī) 圖2-1 摩擦離合器扭轉(zhuǎn)振動(dòng)臺(tái)簡(jiǎn)圖 試驗(yàn)臺(tái)的組成有直流調(diào)速電機(jī)，聯(lián)軸器，減速器，傳感器等。 a）論文設(shè)計(jì)的測(cè)試臺(tái)飛輪用的離合器起步慣性的，對(duì)慣性飛輪進(jìn)行制動(dòng)通過電磁制動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行慣性的各種實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，首先要加一個(gè)生產(chǎn)阻力矩在離合器上。 b）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，比方說通過安排的傳感器可以測(cè)量到溫度的升高，扭矩，轉(zhuǎn)動(dòng)速度等，對(duì)于從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)速度還有傳送的扭矩通過轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量，溫度測(cè)量用溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)，讓制動(dòng)離合器進(jìn)行制動(dòng)，對(duì)車子起步時(shí)的工況載荷來進(jìn)行模擬。 2.2.2各系統(tǒng)方案 （1）試驗(yàn)環(huán)境 見的比較多的環(huán)境條件有溫度，濕度，還有電場(chǎng)磁場(chǎng)等，某些時(shí)候還存在振動(dòng)，沖擊等，所以要進(jìn)行專門的實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行專門實(shí)驗(yàn)的機(jī)器是帶有自動(dòng)控制系統(tǒng)的，嫩能夠?qū)囟龋瑵穸?，電?chǎng)等進(jìn)行試驗(yàn)，但是在測(cè)試沖擊，振動(dòng)的時(shí)候，要用專門的試驗(yàn)臺(tái)。 （2）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 測(cè)試零部件性能，正常都是零部件都是工作的狀況，那么要用到能夠調(diào)整的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?，F(xiàn)在用的比較多的是直流或者交流調(diào)速電機(jī)，按照這次設(shè)計(jì)的摩擦離合器的特征，電動(dòng)機(jī)用的是直流調(diào)速的。 （3）加載系統(tǒng) 加載需要進(jìn)行試驗(yàn)的零件有很多辦法，比方定幅的，周期變幅的等等。方法不一樣，那么進(jìn)行加載的系統(tǒng)復(fù)雜程度也就不一樣，為了對(duì)于進(jìn)行不一樣試驗(yàn)出現(xiàn)的載荷進(jìn)行適應(yīng)，那么要能夠在加載系統(tǒng)里面調(diào)整受控參量。加載的辦法有機(jī)械，液壓，電磁等等，但是他們的動(dòng)力基本上都是從電力來的。對(duì)于離合器總成，測(cè)試數(shù)據(jù)的系統(tǒng)里面，動(dòng)力執(zhí)行零件是電磁加載系統(tǒng)，它的可控性非常好，驅(qū)動(dòng)力也非常大，很快響應(yīng)，并且空氣時(shí)候精度非常好，實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)定性也相當(dāng)不錯(cuò)。 （4）參數(shù)測(cè)量系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，要用很多的傳感器，需要收集數(shù)據(jù)，清楚知道測(cè)試對(duì)象在工作時(shí)候的這些數(shù)據(jù)，處理之后，對(duì)于它的各種性能指標(biāo)都能夠反映。實(shí)驗(yàn)不一樣，數(shù)據(jù)不一樣，那么需要測(cè)試的精度自然就不一樣，那么實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，傳感器的等級(jí)一定要正確的標(biāo)定下來，這樣才能夠確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。定時(shí)要查看測(cè)試儀器，實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)一定要精準(zhǔn)，并且噪聲不能太大，按照實(shí)驗(yàn)的需要，要進(jìn)行相關(guān)處理還有更換，這樣最終實(shí)驗(yàn)出來的數(shù)據(jù)才是可靠的。 （5）設(shè)備控制系統(tǒng) 對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)，一般要測(cè)試這個(gè)對(duì)象的驅(qū)動(dòng)，加載還有工作流程等各項(xiàng)控制，這樣測(cè)量還有實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，收集來的數(shù)據(jù)才是精準(zhǔn)的。對(duì)于離合器總成試驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)造，下面在仔細(xì)的介紹。 2.3各項(xiàng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)原理及方法 論文設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)是摩擦離合器扭轉(zhuǎn)振動(dòng)臺(tái)，可以進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有摩擦離合器轉(zhuǎn)動(dòng)速度，轉(zhuǎn)矩，性能大小，溫度升高，使用時(shí)長(zhǎng)，接下來介紹每一種扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的原理還有它的辦法： 2.3.1轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、大、小扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 對(duì)于摩擦離合器里面動(dòng)作特征來進(jìn)行研究，主要對(duì)這些方面來進(jìn)行研究： 1、從壓緊離合器摩擦環(huán)到出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩需要多久； 2、壓緊摩擦離合器擦環(huán)知道轉(zhuǎn)矩升高到公稱動(dòng)轉(zhuǎn)矩的八成需要多久；3、松開離合器摩擦環(huán)的時(shí)候，轉(zhuǎn)矩變少一直變少到公稱東轉(zhuǎn)矩的一成，需要多久。 首先，固定住機(jī)架跟需要測(cè)量的離合器，之后壓緊摩擦離合器，讓它主動(dòng)側(cè)在靜止的時(shí)候維持聯(lián)系。之后，加一個(gè)扭矩在主動(dòng)側(cè)，這樣扭矩就被傳送到從動(dòng)側(cè)，示波器上面顯示出來，接著離合器松下來，離合器被動(dòng)側(cè)的力矩慢慢減低，通過力矩變換器就傳送到示波器上。 對(duì)力矩消失的時(shí)間進(jìn)行測(cè)試：首先加一定的額定力矩在離合器主動(dòng)側(cè)上，之后將開源松開，這樣力矩慢慢就變小到之前的10%，到這時(shí)候需要的時(shí)間就是力矩消失的時(shí)間。 2.3.2空載扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 將被測(cè)離合器在試驗(yàn)臺(tái)上裝好，讓它一直都是非勵(lì)磁的狀況，制動(dòng)離合器的從動(dòng)側(cè)，讓它一直不懂，之后將原動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，這個(gè)時(shí)候飛輪還有需要檢測(cè)的離合器主動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)速度就向上升，升高到需要的速度，穩(wěn)定之后將轉(zhuǎn)動(dòng)速度測(cè)量出來，這時(shí)候切斷做實(shí)驗(yàn)的離合器，壓緊需要測(cè)量的離合器，制動(dòng)力矩就出現(xiàn)，將進(jìn)行試驗(yàn)的離合器被動(dòng)測(cè)，飛輪還有需要測(cè)量離合器主動(dòng)側(cè)都停下來。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器對(duì)摩擦離合器從動(dòng)部分進(jìn)行檢測(cè)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度沒有，主動(dòng)摩擦片藝術(shù)間轉(zhuǎn)動(dòng)速度就是1000r/min，還有他各種轉(zhuǎn)動(dòng)速度時(shí)候的摩擦力矩，對(duì)主動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)速度不一樣時(shí)候，進(jìn)行強(qiáng)制滑膜動(dòng)摩擦的力矩，測(cè)量最少十次，將它的平均數(shù)算出來。 2.3.3溫升扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 要想將摩擦離合器溫度升高曲線畫出來，就要進(jìn)行試驗(yàn)，從這個(gè)曲線就可以知道進(jìn)行試驗(yàn)的這個(gè)摩擦離合器，能不能拿來用，將溫升曲線畫出來，這樣在摩擦離合器剛開始工作，到溫度穩(wěn)定升高這段時(shí)間里面的溫度都進(jìn)行采樣，采樣的每一個(gè)數(shù)據(jù)都是從裝在離合器摩擦盤里面的熱電偶傳感器得來的。怎么樣知道進(jìn)行試驗(yàn)的這個(gè)產(chǎn)品溫度升高標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定，一般來說，進(jìn)行試驗(yàn)的離合器溫度升高到標(biāo)準(zhǔn)值，也就是一直通電一個(gè)小時(shí)，摩擦環(huán)的度數(shù)不會(huì)有任何改變，溫度升高標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到之后，將溫升曲線畫出，這樣能夠評(píng)判離合器溫度升高的性能。 控制系統(tǒng)里面，十五分鐘對(duì)溫度進(jìn)行一次采樣，一小時(shí)采一次樣就有了溫度升高的差值，算這個(gè)數(shù)據(jù)要從采樣第五個(gè)點(diǎn)開始。 2.3.4壽命扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 摩擦離合器能夠用多久這個(gè)指標(biāo)非常重要，進(jìn)行抽樣檢測(cè)，將實(shí)驗(yàn)品來回的將關(guān)閉，松開，將負(fù)載啟動(dòng)，松開，將負(fù)載拋開，一直到離合器沒有效果。對(duì)離合器的有效使用次數(shù)進(jìn)行記錄，查看它是不是滿足標(biāo)準(zhǔn)，這樣可以對(duì)器件的使用時(shí)間進(jìn)行判定。在使用時(shí)間試驗(yàn)臺(tái)上，通過轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器將電機(jī)還有離合器轉(zhuǎn)動(dòng)速度的改變狀況讀出來，將這些數(shù)據(jù)放到后臺(tái)的控制系統(tǒng)里面，進(jìn)行分析，就知道離合器是不是還有效。 離合器的可靠使用時(shí)間根很多東西有關(guān)系，跟離合器自己的性能有關(guān)系，跟現(xiàn)場(chǎng)工作的狀況有關(guān)系，跟自身的結(jié)構(gòu)，使用的材料用關(guān)系，對(duì)摩擦片面處理的工藝有關(guān)系等等，現(xiàn)場(chǎng)用的條件主要包含的是慣性負(fù)載有多大，轉(zhuǎn)動(dòng)速度高還有低的時(shí)候，操作頻率多大，潤(rùn)滑狀況如何等等。離合器工作時(shí)候需要連接多少次就決定了離合器的可靠使用時(shí)間，連接多少次確保離合器傳送扭矩在設(shè)定好的時(shí)間里面對(duì)設(shè)定的負(fù)載進(jìn)行啟動(dòng)，這就是離合器的可靠使用次數(shù)，主動(dòng)側(cè)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候按照某一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)速度n1來進(jìn)行，設(shè)定好的時(shí)間里面對(duì)規(guī)定的載荷進(jìn)行啟動(dòng)，從動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)速度之前是零，升高到n2=n1， 或者讓從動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)速?gòu)膎2=n1降低到零。 如果加速度的時(shí)間是T，鍵到控制系統(tǒng)里面去，通過系統(tǒng)將n2測(cè)出來，從零速度增加到n1需要的時(shí)長(zhǎng)t，將檢測(cè)的t來對(duì)比T，要是t，那么離合器就可靠進(jìn)行了一次工作，那么使用時(shí)間計(jì)數(shù)器就自己將1加上去，要是故障計(jì)數(shù)器上的數(shù)字達(dá)到3，那么實(shí)驗(yàn)就停掉，離合器可靠壽命次數(shù)就在可靠壽命計(jì)數(shù)器上顯示。 第3章 構(gòu)成件的選擇與設(shè)計(jì) 3.1電動(dòng)機(jī)的選擇 3.1.1電動(dòng)機(jī)類型選擇 對(duì)電動(dòng)機(jī)類型進(jìn)行確定的時(shí)候，要滿足下面幾點(diǎn)： （1）對(duì)于啟動(dòng)，調(diào)整速度還有剎車沒有什么特別需要的，用的電動(dòng)機(jī)是籠型的，功率不小，并且可以不間斷工作，技術(shù)經(jīng)濟(jì)要是合理的話，最好用同步電動(dòng)機(jī)； （2）可以用繞線型電動(dòng)機(jī)的主要有： a. 機(jī)械能夠重載啟動(dòng)，要是電動(dòng)機(jī)還用籠型的，對(duì)于啟動(dòng)要求滿足不了，或者將功率加大到不合理狀況； b. 機(jī)器對(duì)速度調(diào)整沒有多大區(qū)間的，并且運(yùn)行速度沒有多長(zhǎng)。 （3）機(jī)械對(duì)于啟動(dòng)，速度調(diào)整還有剎車有一些特別的需要的，按照技術(shù)經(jīng)濟(jì)將電機(jī)種類，調(diào)整速度的辦法定下來。機(jī)械性能特性要求對(duì)于交流電機(jī)滿足不了，最好電機(jī)用直流的。交流電源都沒有了，那么要使用應(yīng)急機(jī)組，最好用的電動(dòng)機(jī)是直流的。 變負(fù)載運(yùn)行的風(fēng)機(jī)和泵類機(jī)械，技術(shù)經(jīng)濟(jì)滿足要求了，要裝調(diào)速裝置在上面，根據(jù)這個(gè)匹配合適的電動(dòng)機(jī)。比較了之后，論文里面電機(jī)還是用直流調(diào)速的。 3.1.2電機(jī)型號(hào)選擇 工作時(shí)間長(zhǎng)，不間斷，載荷沒有什么改變的，并且不怎么進(jìn)行辯護(hù)，正常工作的電動(dòng)機(jī)，對(duì)容量進(jìn)行確定時(shí)，只要這個(gè)電動(dòng)機(jī)載荷還在額定值區(qū)間里面，那么電機(jī)就不會(huì)有過載狀況出現(xiàn)，電機(jī)也不會(huì)發(fā)燙，借鑒電動(dòng)機(jī)額定功率要比電動(dòng)機(jī)需要的功率大，也就是，將電動(dòng)機(jī)型號(hào)選出來，對(duì)于發(fā)熱的計(jì)算沒必要進(jìn)行。 技術(shù)指標(biāo)里面，轉(zhuǎn)矩最大值是1 =1200Nm轉(zhuǎn)動(dòng)的速度： =500—4000rpm，那么電動(dòng)機(jī)需要的功率是： 將電動(dòng)機(jī)型號(hào)定下：Z4-112/4-1，功率的額定值11KW，滿載進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)速度是3000r/min。 3.2減速裝置設(shè)計(jì) 3.2.1傳動(dòng)比計(jì)算 傳動(dòng)比最大值： 所以用的齒輪傳動(dòng)是單級(jí)的就行，接下來進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。 3.2.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) （1）確定精度等級(jí)，材質(zhì)還有齒數(shù) 精度等級(jí)是七級(jí)，從表6.1里面可以知道生產(chǎn)小齒輪用的是40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度280HBS，大齒輪用45鋼生產(chǎn)（調(diào)質(zhì)），硬度240HBS。 小齒輪的齒數(shù)就是 大齒輪的齒數(shù)就是，定 （2）算的時(shí)候根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度來進(jìn)行設(shè)計(jì) 用下面式子算 將式子里面每個(gè)數(shù)據(jù)定下來 ①載荷系數(shù) ② 將小齒輪傳送的轉(zhuǎn)矩算出來 ③ 相對(duì)的兩個(gè)支承在小齒輪上，布局是等稱的，那么齒寬系數(shù) ④ 翻看6.3這個(gè)表，可以知道材質(zhì)的彈性影響系數(shù)就是 ⑤ 查看圖紙6.14，從齒面硬度來找： 他們的接觸疲勞強(qiáng)度極限值： 小齒輪的 大齒輪的 ⑥ 用6.11這個(gè)式子將應(yīng)力周轉(zhuǎn)的次數(shù)算出來 ⑦ 翻看圖紙6.16，就知道接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)是 ⑧ 將接觸疲勞強(qiáng)度應(yīng)力的許用值算出來 要是失效的概率在1%，安全系數(shù)S=1，用式子10-12算 ⑨ 計(jì)算 將小齒輪分度圓直徑給算出來，放到里面比較小的數(shù)據(jù) 將圓周速度算出來v 將齒寬算出來b 齒寬比齒高b/h 模數(shù) 齒高 將載荷系數(shù)算出來數(shù)K 已曉得，精度等級(jí)七級(jí)，就知道動(dòng)載荷系數(shù) 如果，翻看表格就有 從6.2表里將使用系數(shù)找出來.1 從表里面找 就有 所以載荷系數(shù)是 ⑩ 對(duì)分度圓直徑進(jìn)行校核根據(jù)真正的載荷系數(shù)來進(jìn)行，用式子 ? 將模數(shù)算出來ｍ （3）設(shè)計(jì)的時(shí)候從齒根彎曲強(qiáng)度來 設(shè)計(jì)彎曲強(qiáng)度的式子是 ①將式子里面的數(shù)據(jù)定下來 通過6.15圖紙可以找到： 齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限： 小齒輪的 大齒輪的 翻看圖紙6.16，就可以將彎曲疲勞壽命系數(shù)給找到 將彎曲疲勞許用應(yīng)力給算出來 定出現(xiàn)失效狀況的概率是1％，安全系數(shù)S=1.2，用式子算 將載荷系數(shù)算出來 ②將齒形系數(shù)查出來 從6.4表里面找到　 ③ 將應(yīng)力校正系數(shù)給定下來 從6.4表里面可以知道 　 ④ 將大齒輪，小齒輪的算出來，進(jìn)行對(duì)比 大齒輪要大一點(diǎn) ⑥ 設(shè)計(jì)計(jì)算 將算出來的數(shù)據(jù)比較，模數(shù)從齒面接觸疲勞強(qiáng)度算到的，要比從齒根彎曲疲勞強(qiáng)度算來的大一些，定模數(shù)是4.87，圓整之后m＝5mm 分度圓直徑根據(jù)接觸強(qiáng)度來計(jì)算 將小齒輪的齒數(shù)給算出來　定　 大齒輪齒數(shù)　取 （4）算出各種數(shù)據(jù) ① 將分度圓直徑算出 ② 中心距 ③ 齒輪的寬定B2=45mm， B1=50mm 下面表格里面是圓柱齒輪的數(shù)據(jù)： 序號(hào) 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式及參數(shù)選擇 1 齒數(shù) Z 2 模數(shù) m 3 分度圓直徑 4 齒頂高 5 齒根高 6 全齒高 7 頂隙 8 齒頂圓直徑 9 齒根圓直徑 10 中心距 3.3傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核 3.3.1尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）算出傳動(dòng)軸的功率，轉(zhuǎn)動(dòng)速度還有轉(zhuǎn)矩 ，， （2）將軸直徑的最小值定下來 用式子估算出軸直徑最小值，軸的原料45鋼，調(diào)質(zhì)，翻看表格11.3，定，那么說： 這個(gè)地方開了鍵槽，所以軸的直徑就大到5％～10％，安裝聯(lián)軸器這個(gè)地方的直徑是傳動(dòng)軸直徑最小的，就是為了跟電動(dòng)機(jī)一樣，定；。 （3）按照軸向定位的需要將每一段軸的直徑還有長(zhǎng)定下來 ① 要想符合達(dá)到輪在軸向的定位需要，在兩個(gè)軸左邊一頭將軸肩生產(chǎn)出來，軸肩的高，定所以這兩段軸直徑是，長(zhǎng)。 ② 對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行選擇。因?yàn)橹挥袕较蛄ψ饔迷谳S承上，那么軸承用深溝球。按照，翻看材料定0基本游隙組，軸承用深溝球的，精度標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別，型號(hào)6208，所以，，軸承軸向定位通過軸肩實(shí)現(xiàn)，軸肩的高，所以，定。 ③ 齒輪這個(gè)地方因?yàn)榉侄葓A直徑是，所以用齒輪軸，齒輪的寬B=95mm，長(zhǎng)。所以齒輪跟箱體相距10mm兩個(gè)齒輪跟齒輪的位置配比是，。 （4）零件在軸上的軸向定位 翻看機(jī)械材料，平鍵對(duì)大帶輪連接，截面大小。 3.3.2強(qiáng)度校核計(jì)算 （1）軸上作用力計(jì)算出來 蝸輪是高速級(jí)，它的分度圓直徑是，翻看機(jī)械資料里面的式子 (10-14)，那么 （2）將作用在軸上載荷算出來 按照軸的結(jié)構(gòu)圖將它計(jì)算圖紙畫出來，將軸承支點(diǎn)地點(diǎn)定下來，材料里面將a找出來，深溝球軸承6208，找到a=18mm。那么軸的支承跨距就是L1=90mm。 按照軸計(jì)算簡(jiǎn)圖將它的彎矩圖，扭矩圖畫出來，知道軸危險(xiǎn)截面是C，將這里MH、MV還有M的值寫到下面表。 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F ， ， C截面彎矩M 總彎矩 扭矩 （3）對(duì)軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核根據(jù)彎扭合成應(yīng)力來進(jìn)行 用式子(15-5)還有表里面數(shù)值，還有一個(gè)方向軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，定，算出軸的應(yīng)力： 軸原料45Cr，對(duì)它調(diào)質(zhì)。從表15-1找到。所以安全。 （4）選用鍵 連接用的是一般的平鍵，圓頭，A型的，跟大帶輪平鍵截面進(jìn)行連接，截面大小，。齒輪配合軸標(biāo)準(zhǔn)，滾動(dòng)軸承在軸軸向定位通過過度配合來確保，這個(gè)地方軸直徑的尺寸公差是。 3.4飛輪的設(shè)計(jì) 在輸出的扭矩比阻力矩還要大的時(shí)候，飛輪就把多余的部分吸收走，這樣轉(zhuǎn)動(dòng)速度就稍微變快點(diǎn)；在阻力矩比輸出扭矩還大的時(shí)候，飛輪就把它保存的能量放出去，這個(gè)時(shí)候飛輪的動(dòng)能就變小，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度就變慢?？梢钥吹斤w輪可以對(duì)動(dòng)能進(jìn)行保存，能夠?qū)ηS轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行改變，并且對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行穩(wěn)定。 設(shè)計(jì)飛輪的時(shí)候，按照經(jīng)驗(yàn)將它外徑、內(nèi)徑和厚度b定下來，校核用經(jīng)驗(yàn)式子定下來。 圖3-8（《汽油機(jī)設(shè)計(jì)》楊連生圖5-45） 初步定下來尺寸： 飛輪外面的直徑＝（2.5~3.5）S=220~308 mm ?。? 輪緣的厚h=()取 =-2； 定； 將飛輪圓周速度定下來： v== 因?yàn)?所以定的滿足要求。 表3-1 不同缸數(shù)i四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩不均勻系數(shù)和盈虧功系數(shù) （《汽油機(jī)設(shè)計(jì)》 袁兆成 表3-1） i 按照任務(wù)書，將數(shù)據(jù)確定下來： =； =0.85； =0.6； 飛輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的慣量： = ） 通過定下來的大小，用5-2式子，將飛輪的重算出來： HT250的密度，定 通過式子5-3能夠?qū)⒓僭O(shè)的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量算出來： ） 已經(jīng)知道，這個(gè)飛輪滿足要求。 3.5標(biāo)準(zhǔn)件的選擇與校核 3.5.1軸承 按照前面算的，定軸承用深溝球的，型號(hào)6208。 ① 從滾動(dòng)軸承的樣本能夠知道，在軸上安裝軸承的時(shí)候，可以背靠背，也可以面對(duì)面，用下面式子來算： ② 動(dòng)量載荷算出來 設(shè)計(jì)用的軸承是深溝球的，型號(hào)6208，翻看材料 已經(jīng)知曉，找出來 找出來 那么 ③ 對(duì)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷進(jìn)行校核校核軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 已知，那么 所以用的這個(gè)軸承是符合設(shè)計(jì)要求的。 3.5.2聯(lián)軸器 按照聯(lián)軸器算出來的轉(zhuǎn)矩確定聯(lián)軸器的種類； 將聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩算出來： ——轉(zhuǎn)矩的理論值，N.m ——驅(qū)動(dòng)功率，kW ——工作轉(zhuǎn)動(dòng)的速度r/min =1.0 =1.25 啟動(dòng)頻率沒有達(dá)到120的時(shí)候，=1.0 =1.0 將這些數(shù)據(jù)放到里面就有： 因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)輸出軸直徑是42mm，主軸一頭的直徑是40mm，兩頭軸的直徑不一樣，符合，確定聯(lián)軸器就用型——無沉孔基本型聯(lián)軸器。 3.5.3鍵 （1）對(duì)鍵連接的種類還有大小進(jìn)行確定 聯(lián)軸器上的鍵用的是平鍵，單圓頭的，大小 （2）對(duì)鍵連接的強(qiáng)度進(jìn)行校核 用鋼生產(chǎn)鍵還有軸，查看機(jī)械材料，鍵連接時(shí)候擠壓力的許用值 鍵的工作長(zhǎng)度 滿足要求。 3.6輔助裝置的選擇 3.6.1電磁制動(dòng)器的選擇 磁粉制動(dòng)器對(duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行傳送通過電磁還有磁粉來實(shí)現(xiàn)的。它具備激磁電流的特點(diǎn)，還具備傳送轉(zhuǎn)矩基本成型關(guān)系的特點(diǎn)，跟滑差沒有關(guān)系的狀況下，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)矩傳送初期，反應(yīng)非?？?，構(gòu)造不復(fù)雜，不會(huì)有污染，沒有噪聲，也不會(huì)有沖擊振動(dòng)，對(duì)能源少浪費(fèi)等好處。這種零件可以自動(dòng)控制，用它非常多，性能也相當(dāng)不錯(cuò)?，F(xiàn)在在很多行業(yè)都有使用。在一些傳動(dòng)機(jī)械的測(cè)工加載部分，還有制動(dòng)上會(huì)用到磁粉制動(dòng)器。用到磁粉制動(dòng)器就要配合用磁粉離合器，那么電磁制動(dòng)器就FZ400型。 3.6.2數(shù)據(jù)采集傳感器的選擇 （1）確定轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器 對(duì)傳送的摩擦力矩還有從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行測(cè)量，使用轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，現(xiàn)在的型號(hào)不多，選的話按照轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速來進(jìn)行，也能夠按照功率來選，型號(hào)簡(jiǎn)單點(diǎn)就可以，確定用的是LDN-08D傳感器。 LDN-08D數(shù)字轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器是我們國(guó)家研發(fā)出來的新的產(chǎn)品，可靠度很高，測(cè)量精度也非常好，對(duì)于正負(fù)轉(zhuǎn)扭矩信號(hào)進(jìn)行傳送不需要進(jìn)行調(diào)零，檢測(cè)有很高的精度，非常穩(wěn)定，對(duì)干擾的抵抗性相當(dāng)不錯(cuò)，沒有裝集流環(huán)這樣容易出現(xiàn)磨損的零件，工作速度很快，時(shí)間也很長(zhǎng)，體積不大，質(zhì)量小，不管在什么地方都能裝。 （2）溫度傳感器的選擇 溫度傳感器根據(jù)測(cè)量辦法不一樣進(jìn)行劃分，有接觸式的，有非接觸式的；根據(jù)傳感器材質(zhì)還有電力零件的特征來進(jìn)行劃分，有熱電阻的，還有熱電偶的。對(duì)于溫測(cè)量溫度來說，溫度傳感器用的最多的是熱電偶式的，好的地方就是溫度的區(qū)間很大，對(duì)于任何的環(huán)境都可以適應(yīng)，并且非常牢靠，價(jià)格不高，不需要電源。 測(cè)量精度和溫度測(cè)量范圍的選擇：能夠用的度數(shù)區(qū)間是1300~1800℃，對(duì)于精度有很高要求的話，熱電偶用B型的，對(duì)于精度沒有太高要求的，條件能行的話電偶能用鎢錸熱，正常溫度超過一千八百度的話，電偶就要用鎢錸熱的；度數(shù)區(qū)間在1000~1300℃，對(duì)精度有很高的要求，能用的電偶有S型的，還有N型的；度數(shù)沒有達(dá)到一千度的話，熱電偶能夠用N型的還有K型的，要是度數(shù)沒有達(dá)到四百度，熱電偶可以用E型的；溫度沒有達(dá)到兩百五十度的話，或者溫度是負(fù)的，電偶就要用T型的，溫度非常低的狀況下，T型的熱電偶非常穩(wěn)定，并且精度很好。論文設(shè)計(jì)的離合器，測(cè)量溫度的時(shí)候，室內(nèi)的溫度在零下450°，那么熱電偶就用K型的。 3.7底座機(jī)架的設(shè)計(jì) 機(jī)架用來對(duì)零件進(jìn)行收納還有支承的，比方說支撐罐的他家，對(duì)減速器進(jìn)行安裝的殼體，還有機(jī)床的床身等，都是機(jī)架。 3.7.1機(jī)架的選擇與設(shè)計(jì) 選擇機(jī)架的樣式這個(gè)流程非常復(fù)雜，結(jié)構(gòu)什么樣，構(gòu)件截面是什么樣，設(shè)么結(jié)構(gòu)等都需要按照詳細(xì)的狀況來分析清楚，對(duì)比結(jié)構(gòu)方案里面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)槊恳环N機(jī)器的要求不一樣，所以對(duì)機(jī)架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇，難度非常大。不過，從結(jié)構(gòu)力學(xué)方面來看，有下面幾點(diǎn)要求： （1）結(jié)構(gòu)里面布局的力的裝料匹配材質(zhì)的性能，這樣才能夠?qū)⒃牧系暮锰幫耆捏w現(xiàn)出來。跟彎矩對(duì)比，對(duì)于材質(zhì)的利用上來看，軸力利用的更加完全。有軸力作用在桿件上，這些材質(zhì)在截面上布局很勻稱，他們能夠完全利用起來。截面上有彎矩作用在上面，布局沒有那么勻稱，那么應(yīng)力在材質(zhì)上布局沒有那么經(jīng)濟(jì)。 在機(jī)械結(jié)構(gòu)里面，作用在上面的力都跟桿軸方向垂直，順著桿子彎矩的改變很快，在垂直載荷這個(gè)地方，彎矩曲線存在一定的曲率，它跟載荷的集度之間是正比的關(guān)系。在一個(gè)很小的部分有最大彎矩，比較長(zhǎng)的一段里面，材質(zhì)沒有完全使用起來，這就是為什么彎曲構(gòu)件不經(jīng)濟(jì)。 （2）將載荷從施力點(diǎn)傳送到基礎(chǔ)上，通過結(jié)構(gòu)的作用來實(shí)現(xiàn)。傳送的載荷越是近，那么就少浪費(fèi)材料。 （3）因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)是不間斷的，這樣內(nèi)應(yīng)力就可以小一點(diǎn)，材質(zhì)浪費(fèi)也少。 對(duì)加工機(jī)器工作時(shí)候作用在上面的力進(jìn)行思考，機(jī)架原材料用HT200，它的力學(xué)數(shù)據(jù)是：=200MPa， =340MPa.可以對(duì)箱體，底座這些零件進(jìn)行生產(chǎn)。 3.7.2機(jī)架連接螺栓的校核 首先要將在在軸上面皮帶施加給它的力算出來，它在機(jī)架的傳送下，直接給螺栓。下面就是將軸作用力算出來的式子： ——作用在軸上的拉力： z ——皮帶有多少根，論文里面是五根 ——一根皮帶最開始的拉力N； ——小帶輪的包角； ——將功率算出來=； q——帶每米的質(zhì)量是多少kg/m。 按照作用在機(jī)架上的力，可以將力學(xué)模型畫出來，圖3-6就是： 圖3-6 機(jī)架的受力模型 ——機(jī)架受到螺栓作用在上面的力。 因?yàn)樽饔玫穆菟ㄓ兴膫€(gè)，就有： 用式子能夠看到。對(duì)照選粉機(jī)電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，螺栓連接這個(gè)地方預(yù)緊力是以上，那么總的作用在螺栓上的力要想安全，用下面式子將拉應(yīng)力算出來： ——作用在螺栓上的拉應(yīng)力 單位； S ——螺栓截面的大小 單位。 論文里面螺栓用的M6，危險(xiǎn)截面匹配的螺紋比較小的直徑的大小140，按照式子（3-8）有43，除了拉應(yīng)力，在拉伸螺栓的時(shí)候，還有切應(yīng)力，這個(gè)力是從螺紋紋副摩擦阻矩產(chǎn)生的，螺栓是M10～M64的=0.5，按照第四強(qiáng)度的理論，算出：：57Mpa 螺栓極限的抗拉伸強(qiáng)度是，動(dòng)載狀況下，許用應(yīng)力的安全系數(shù)就是S=2.5～4，我論文里面定4，這樣將應(yīng)力的許用值算出 []==82.5Mpa，因?yàn)椋显O(shè)計(jì)需要。 第4章 基于Pro/E的三維設(shè)計(jì) 4.1 Pro/E三維設(shè)計(jì)軟件概述 Pro/Engineer軟件是美國(guó)參數(shù)公司設(shè)計(jì)出來的，這是個(gè)三維軟件，它最出名的就是參數(shù)化，現(xiàn)在市面上的三維軟件中，它是占據(jù)很大份額的。這個(gè)軟件在現(xiàn)在CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)界都是非常認(rèn)可的，現(xiàn)在最流行的一個(gè)軟件就是CAD/CAM/CAE，在中國(guó)的設(shè)計(jì)行業(yè)，這個(gè)軟件是非常重要的。 Pro/E第一個(gè)將參數(shù)化設(shè)計(jì)的理念提出來了，用了一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)于特征的難題都解決掉了，接下來進(jìn)行說明： （1）參數(shù)化設(shè)計(jì) 對(duì)于產(chǎn)品來說，能夠看做是幾何模型，不管它有多復(fù)雜，都能夠進(jìn)行分解，分解成很多個(gè)構(gòu)成部分，但是每一個(gè)部分的特征，都可以用有限的數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)完全約束，這就是參數(shù)化的基本意識(shí)。只是沒有辦法在零件板塊下對(duì)實(shí)體特征進(jìn)行隱藏。 （2）基于特征建模 Pro/E是在特征的實(shí)體模型化形成的系統(tǒng)，進(jìn)行設(shè)計(jì)的工作人員，用的是有只能特性的特征，將模型建立起來，可以隨便畫一個(gè)圖紙，很簡(jiǎn)單就把模型給改掉了，這個(gè)功能對(duì)于設(shè)計(jì)人員來說，靈活性是很高的，并且也很簡(jiǎn)單。 （3）單一數(shù)據(jù)庫(kù)（全相關(guān)） Pro/Engineer在同一基層的數(shù)據(jù)庫(kù)上建立的，之前的系統(tǒng)有好多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。什么是單一數(shù)據(jù)庫(kù)，就是說工程里面所有的資料都是從一個(gè)庫(kù)里面來的，這樣不管哪個(gè)獨(dú)立用戶都可以專門加工產(chǎn)品的造型，無論是什么部門的。換句話來說，設(shè)計(jì)的時(shí)候，不管什么地方出現(xiàn)更改，都可以體現(xiàn)在前后的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上。因?yàn)檫@個(gè)好處，設(shè)計(jì)就更高優(yōu)秀，質(zhì)量更好，推廣的時(shí)候行情相當(dāng)不錯(cuò)，花的錢也不多。 Pro/Engineer是軟件包，不是模塊，對(duì)這個(gè)系統(tǒng)來說是最基本的，它能夠定義參數(shù)，組裝造型，模型上色等。Pro/Engineer的系統(tǒng)是功能定義的，專用功能的設(shè)計(jì)都不一樣，用這個(gè)辦法將形體建立起來，對(duì)工程師來說，直觀性更好，更加自然，不需要用復(fù)雜的幾何方式來進(jìn)行設(shè)計(jì)。在這個(gè)系統(tǒng)里面，參數(shù)比用符號(hào)來代表，別的系統(tǒng)都是用固定數(shù)據(jù)來代表的，那么工程師可以隨意在形體上尺寸跟功能關(guān)系進(jìn)行表示，不管哪個(gè)數(shù)據(jù)變了，別的特征自己也會(huì)進(jìn)行修正。這樣的功能就讓修改更加便利，并且設(shè)計(jì)也是更優(yōu)的。屏幕上可以顯示它的造型，并且可以傳送到繪圖機(jī)上，用彩色打印機(jī)打印出來，pro/e還可以把二維圖，三維圖輸出來，并且用的別的軟件上，比方說有限元分析，對(duì)它們進(jìn)行些后置的處理等等，主要是用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換來進(jìn)行的，還能夠用C語言進(jìn)行該程序的編寫，這樣軟件功能就更好了，工作環(huán)境要是單用戶的話，它是可以進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)行組裝，將工程圖紙畫出來，滿足工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的繪圖儀，用打印機(jī)將二維，三維圖紙都打印出來。Pro/e的功能有下面幾點(diǎn)： （1）驅(qū)動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)特征性的； （2）參數(shù)化； （3）設(shè)計(jì)的時(shí)間用零件的特征，載荷跟特征數(shù)據(jù)的關(guān)系來進(jìn)行設(shè)計(jì)； （4）能夠設(shè)計(jì)的組件體型非常大，并且是很復(fù)雜的。 （5）對(duì)全部應(yīng)用的完全相關(guān)性進(jìn)行貫穿。別的輔助板塊對(duì)于pro/e的功能進(jìn)行擴(kuò)展還有提高。 4.2三維設(shè)計(jì) 4.2.1底座 下面圖紙里面是底座： 圖4-1底座 4.2.2支座 下面圖紙里面是支座： 圖4-2支座 4.2.3主軸 下面圖紙里面是主軸： 圖4-3主軸 4.2.4飛輪 下面圖紙里面是飛輪： 圖4-4 飛輪 4.2.5連接板 下面圖紙里面是連接盤： 圖4-5 連接盤 4.2.6三維裝配 圖4-6 試驗(yàn)臺(tái)裝配 總 結(jié) 對(duì)于大學(xué)學(xué)習(xí)來說，畢業(yè)論文就是將學(xué)到的專業(yè)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去，對(duì)我自身來說，綜合素質(zhì)提升了不少。完成畢業(yè)論文之后，我自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)增加了不少，腦子里面的專業(yè)知識(shí)，不再僅僅局限于書本上，對(duì)于設(shè)計(jì)時(shí)候遇到的實(shí)際問題，能夠自己獨(dú)立的去解決，去克服。 最開始的時(shí)候，對(duì)于現(xiàn)在國(guó)內(nèi)還有國(guó)外的實(shí)際情況進(jìn)行了介紹，分析了摩擦離合器扭轉(zhuǎn)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，具體介紹了它的原理，設(shè)計(jì)了總的方案；還有計(jì)算所有零部件的有關(guān)數(shù)值，校核這部分?jǐn)?shù)值，并且還要對(duì)它的強(qiáng)度進(jìn)行校核；用三維軟件，對(duì)這個(gè)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，將裝配圖紙都畫出來，繪制出主要零部件圖紙。 將摩擦離合器扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)好，校核他們的強(qiáng)度，清楚知道它是按照什么樣的原理來進(jìn)行工作的，有哪些結(jié)構(gòu)，有哪些特征等等，先前對(duì)這種機(jī)器的工藝我不是很清楚，對(duì)于如何對(duì)工藝進(jìn)行處理沒有辦法清楚，機(jī)器的構(gòu)造具體什么樣現(xiàn)在也清楚了不少，畫圖用CAD軟件來畫，現(xiàn)在對(duì)畫圖軟件的使用也熟練了很多，并且具體的公差，粗糙度等都從表里面可以找到，畫三維圖，建模，以前建的模都不復(fù)雜，這次的模型還是要復(fù)雜一些的，但是我最終還是將模型建立出來。 我自己專業(yè)還不是那么豐富，論文里面有很多不完善的地方，沒什么經(jīng)驗(yàn)，對(duì)螺紋傳動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)還有校核，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)加工工藝進(jìn)行思考等，這些都需要不停的積累。論文寫完之后，我設(shè)計(jì)的這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)還是很合理的，工作起來可靠性相當(dāng)高，性能也很好，所以對(duì)于試驗(yàn)臺(tái)的過程基本上就清楚，相信對(duì)我將來的工作有一定好處。 參考文獻(xiàn) [1]劉治平，章青編.機(jī)電傳動(dòng)控制［M］.天津：天津大學(xué)出版社，2007. 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John Wiley and Sons， Inc， 2008. 致 謝 本次設(shè)計(jì)過程中，指導(dǎo)我設(shè)計(jì)的老師給了我很多的幫助，從開始確定設(shè)計(jì)題目，到查資料，后來設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)資料交給老師，老師幫我嚴(yán)格把關(guān)，一次又一次的對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，老師一點(diǎn)都沒有嫌煩，在這里我要謝謝老師。對(duì)于我的大學(xué)生涯來說，畢業(yè)設(shè)計(jì)是最后一次作業(yè)，我付出了很多的努力，付出了很多的時(shí)間，指導(dǎo)我論文的老師，就算是工作再忙，還是會(huì)抽空幫我查看論文，并且將文中不合理的地方指出來，按照老師的方向去進(jìn)行修改，最終才將這篇論文寫完，在這里再一次的對(duì)老師表示感謝。相信這次完成論文的過程，也是我工作之前一次非常好的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)。 另外還要謝謝各位幫我審查設(shè)計(jì)的老師，還有我的同學(xué)們，祝你們一切順利。 完成設(shè)計(jì)的過程實(shí)際上是再一次對(duì)所學(xué)知識(shí)復(fù)習(xí)的過程。大學(xué)生活馬上就要結(jié)束了，我永遠(yuǎn)都會(huì)記得我是母校的一員，將來去別的地方工作，也會(huì)將在學(xué)校學(xué)到的東西帶到工作中去。謝謝各位老師對(duì)我的指導(dǎo)。 32