《油壓減震器試驗(yàn)臺(tái)傳動(dòng)設(shè)計(jì)13582131》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《油壓減震器試驗(yàn)臺(tái)傳動(dòng)設(shè)計(jì)13582131（40頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 2012屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 (2012屆) 題 目： 油壓減震器試驗(yàn)臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 所 屬 系： 機(jī)械工程技術(shù)系 班 級(jí)： 機(jī)電0911 學(xué) 生 姓 名： 侯海豐

2、 學(xué) 號(hào)： 2009529113 同 組 成 員： 丁曉波、方騰飛、高翔、郭通 指 導(dǎo) 教 師： 邱國(guó)仙 摘要 安全可靠性、平穩(wěn)性和舒適性的研究是目前高速機(jī)車(chē)運(yùn)行所面臨的重大課題。油壓減振器作為機(jī)車(chē)車(chē)輛走行機(jī)構(gòu)的重要組成部件之一，其性能優(yōu)劣直接影響到機(jī)車(chē)車(chē)輛運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，先進(jìn)、可靠的油壓減振器試驗(yàn)臺(tái)是油壓減振器出廠檢驗(yàn)及維護(hù)保養(yǎng)的關(guān)鍵設(shè)備。 本文首先針對(duì)機(jī)車(chē)油壓減振器及其檢測(cè)技術(shù)的國(guó)

3、內(nèi)外現(xiàn)狀，簡(jiǎn)要分析了我國(guó)目前鐵路上幾種常見(jiàn)的油壓減振器的原理、作用、性能特點(diǎn)等。同時(shí)對(duì)國(guó)外和國(guó)內(nèi)機(jī)車(chē)油壓減振器試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)及優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際現(xiàn)狀，提出了低成本微機(jī)控制油壓減振器試驗(yàn)臺(tái)的方案。 （1）、本試驗(yàn)臺(tái)是根據(jù)最新鐵標(biāo)《機(jī)車(chē)車(chē)輛油壓減振器試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)條件》和《機(jī)車(chē)車(chē)輛油壓減振器技術(shù)條件》研制的?？煞謩e對(duì)垂向和橫向（包括抗蛇行）減振器進(jìn)行測(cè)試，適用于國(guó)內(nèi)已有的各種型號(hào)的機(jī)車(chē)減振器的試驗(yàn)，同時(shí)還可滿足歐洲油壓減振器試驗(yàn)之用。 （2）、試驗(yàn)臺(tái)采用齒輪變速加無(wú)級(jí)變頻調(diào)速，微機(jī)控制及閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制技術(shù)，利用正弦激勵(lì)振動(dòng)實(shí)現(xiàn)油壓減震器的各項(xiàng)性能測(cè)試。在滿足技術(shù)要求的前提下，相比

4、其他測(cè)試方案，生產(chǎn)成本更低。同時(shí)因采用精密滑軌及同步傳動(dòng)技術(shù)使設(shè)備的振動(dòng)更小，噪音更低。 （3）、以 windows 操作系統(tǒng)作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，借鑒 Microsoft Windows 圖形用戶界面的許多先進(jìn)特性和設(shè)計(jì)思想，利用 windows 系統(tǒng)的多任務(wù)管理功能，采用面向?qū)ο蟮目梢暬幊痰?VB6.0 的語(yǔ)言編制的測(cè)試系統(tǒng)軟件，使整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的人機(jī)界面友好，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量、控制、參數(shù)設(shè)定、記錄和數(shù)據(jù)處理的全自動(dòng)化，使現(xiàn)場(chǎng)操作更便捷。 關(guān)鍵詞： 油壓減振器 試驗(yàn)臺(tái) 傳動(dòng)系統(tǒng) ABSTRACT The deve

5、lopment of Security , reliability, smooth and comfort of high-speed locomotive is currently a major issue. Oil damper,as the important component of locomotive Running Gear, its performance directly impact the stability and safety of locomotive. Advanced, reliable Test Platform of oil damper is the k

6、ey equipment for hydraulic test ,inspection and maintenance of oil damper.Based on internal and international researches about the test technology of oil damper, this paper first briefly analysis the principles ,functions, characteristics and dynamics of several common oil damper on current railway.

7、 At the same time, the structure and the advantages and disadvantages of foreign and domestic locomotive oil damper test platform has been analyzed in the paper. Combined with the status of our country, a program has been proposed of a low-cost computer controlled oil damper test platform. (1) This

8、 platform is developed basing on the latest Taiwan Railway superscript"rolling stock oil damper experimental bench technology" and " Locomotive and Vehicle Structure oil damper technology". It can test the vertical and horizontal (including anti-hunting) dampers, and apply to the test of the various

9、 models of the shock absorber,while also meeting the test of European oil damper. (2) The platform used the gear transmission and no-Frequency Control to change the roll speed, and the computer control and closed-loop speed control technology have been used in the platform. Incentive sine vibration

10、 has been used to test the performance of oil dampers. Under the precondition of meeting the technical requirements ,the production costs is lower compared to other tests,. At the same time the sophisticated transmission glides and the technology of in-phase transmission have been adopted to absorb

11、smaller vibration and less noise of equipment (3) Using the windows operating system as a development platform, referencing to many advanced features and design ideas of graphical Microsoft Windows graphical interface, using the visual object-oriented programming in the language of the VB6.0 test S

12、ystem software, so that the whole testing system is friendly interface and realize the automatization of the measurement, control, parameter settings, recording and processing of the data, and the scene operation is more convenient. KEY WORDS: oil damper test platform transmission system

13、 前言 人類(lèi)的交通史也是人類(lèi)的發(fā)展史。展望新世紀(jì)，以輪軌系統(tǒng)為主體的我國(guó)高速及超告訴列車(chē)線路將形成縱橫全國(guó)的網(wǎng)絡(luò)。此外，在常速下常導(dǎo)型磁懸浮列車(chē)特別寧?kù)o，毫無(wú)污染，而且投資小于地鐵，在未來(lái)城市交通中，將受到居民的熱烈歡迎。過(guò)去，由于列車(chē)運(yùn)行的速度比較低，減振器的作用不太明顯，因此，人們對(duì)其沒(méi)有給予足夠的重視，所應(yīng)用的減振器性能比較低。如今，“高速重載”是鐵路營(yíng)運(yùn)的發(fā)展方向，隨著列車(chē)提速進(jìn)程的加快，機(jī)車(chē)、車(chē)輛運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)了很多前所未有的問(wèn)題，有的在更換減振器后，問(wèn)題得到了解決。鑒于液壓減振器作為機(jī)車(chē)車(chē)輛走行機(jī)構(gòu)的重要組成部件之一，其性能優(yōu)劣直接影響到機(jī)車(chē)車(chē)輛運(yùn)行的穩(wěn)定性和安

14、全性。因此，在機(jī)車(chē)車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中必須確保減振器能夠保持其性能的可靠性和穩(wěn)定性。所以對(duì)于油壓減振器的性能提高是刻不容緩的。 目錄 1緒論 1 1.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 1 1.1.1油壓減振器分類(lèi) 3 1.1.2油壓減振器的作用 4 1.1.3油壓減振器試驗(yàn)臺(tái)的現(xiàn)狀及發(fā)展?fàn)顩r 4 1.1.4油壓減振器試驗(yàn)臺(tái)的組成及種類(lèi) 9 1.1.5本次設(shè)計(jì)的背景、目的意義及要解決的問(wèn)題 9 2機(jī)車(chē)車(chē)輛減振器試驗(yàn)臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 2.1明確原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 10 2.2各種傳動(dòng)件的特點(diǎn)、適

15、用場(chǎng)合及傳動(dòng)方案擬定 10 2.2.1帶傳動(dòng)特點(diǎn)： 10 2.2.2鏈傳動(dòng)特點(diǎn) 11 2.2.3齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)： 11 2.2.4蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)： 11 2.3.1計(jì)算總的功率和轉(zhuǎn)速，確定電機(jī)型號(hào) 12 2.3.2計(jì)算總功率 13 2.4傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì) 13 2.5傳動(dòng)件主要尺寸和參數(shù)的設(shè)計(jì) 14 2.5.1 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 14 2.5.2帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 2.5.3圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 15 2.5.4圓柱蝸桿傳動(dòng) 18 2.6軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 2.6.1軸的設(shè)計(jì) 20 2.7標(biāo)準(zhǔn)件的選擇和設(shè)計(jì) 26 2.7.1軸1上鍵的選擇及校核 26 2.7

16、.2軸2齒輪鍵的選擇及校核 27 2.8潤(rùn)滑與密封 28 2.8.1 潤(rùn)滑 28 2.8.2密封 32 結(jié)束語(yǔ) 33 參考文獻(xiàn)： 34 致 謝 35 1緒論 1.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 姓名 侯海豐 性別 男 專(zhuān)業(yè) 機(jī)電一體化技術(shù) 班 級(jí) 機(jī)電0911 學(xué)號(hào) 2009529113 指導(dǎo)教師信息 姓名 邱國(guó)仙 聯(lián)系電話 13921070661 e-mail gxqiu@ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 油壓減震器試驗(yàn)臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容及目標(biāo)要求 內(nèi)容：本課題來(lái)源于常州科興鐵路裝備有限公司，該公司長(zhǎng)期為各個(gè)鐵路段提供油壓減震

17、器新造和維修，因此具有一定的實(shí)用價(jià)值。鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛在速度大于140km/h時(shí)，油壓減震器是重要的裝備。選用性能良好的減震器能大大提高車(chē)輛運(yùn)行平穩(wěn)性，提高車(chē)輛運(yùn)行品質(zhì)，尤其在高速列車(chē)上，油壓減震器是必不可少的部件。本試驗(yàn)臺(tái)采用變頻無(wú)極調(diào)速，閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制，通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生正弦激勵(lì)來(lái)實(shí)現(xiàn)油壓減震器各項(xiàng)性能的測(cè)試。整個(gè)測(cè)試過(guò)程完全自動(dòng)化，操作只需選定減震器的型號(hào)和測(cè)試項(xiàng)目即可。測(cè)試啟動(dòng)后，電腦將智能化地完成用戶所選定的各項(xiàng)測(cè)試任務(wù)，并記錄下測(cè)試數(shù)據(jù)及曲線，供分析及打印測(cè)試報(bào)告。試驗(yàn)臺(tái)可分別對(duì)垂向和橫向減震器進(jìn)行試驗(yàn)，最大負(fù)荷30KN，最大安裝尺寸垂向?yàn)?50mm，橫向?yàn)?200mm，可用于國(guó)內(nèi)已有

18、的各種型號(hào)油壓減震器。 技術(shù)參數(shù) 最大負(fù)荷： 橫向30KN 垂向30KN 減震器最大安裝距離：橫向200mm 垂向650mm 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)行程： 橫向 ±25mm 垂向±25mm 減震器活塞速度范圍：橫向0.01～0.5m/s 垂向 0.04～0.4m/s 變頻器功率： 三相 18.5KW 調(diào)速范圍： 3～65HZ 變頻電機(jī)功率：15KW 額定轉(zhuǎn)速：1450轉(zhuǎn) 計(jì)算機(jī)：1MHZ/256M/20G 打印機(jī)： Cannon PIXMA iP1000 力傳感器： 40KN（0.05級(jí)） 位移傳感器： ±40mm（0.5級(jí)） 油泵電機(jī)組：電機(jī):

19、 型號(hào)AOZ-7124 120W/220V，1450轉(zhuǎn)/分 油泵 5升/分 齒輪箱減速比i：垂向 8.68 ； 橫向高檔8.68 低檔 38.64 外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）： 2900×1100×2500 重量：約2900k 目標(biāo)要求：1.按規(guī)定格式撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述、開(kāi)題報(bào)告。2.建立三維模型。3.完成總裝配圖和規(guī)定的零部件圖。4.撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，完成全部研究工作和畢業(yè)論文。5.通過(guò)畢業(yè)論文答辯。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排 時(shí)間安排 預(yù)期完成內(nèi)容及目標(biāo) 檢查方式 第一周 檢索與課題相關(guān)的材料，為畢業(yè)

20、設(shè)計(jì)作好準(zhǔn)備工作，并完成開(kāi)題報(bào)告。 檢索的資料定期交老師查閱，開(kāi)題報(bào)告交指導(dǎo)老師批閱 第二周 根據(jù)已知參數(shù)完成總體方案設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)部件草圖 同組成員討論、完善總體方案并上交老師審閱 第三周 完成裝配總圖 同組成員討論、老師修改 第四周 完成部件圖及部分零件圖的設(shè)計(jì)繪制（各自選擇畫(huà)不同的部件及零件圖） 同組成員討論、老師修改 第五周 完成主要零件的加工工藝編制 同組成員討論、老師修改 后續(xù)時(shí)間 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)以及答辯準(zhǔn)備 老師批閱、答辯 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 專(zhuān)業(yè)教研室主任簽字： 年 月 日 系主任簽字： 年

21、 月 日 1.1.1油壓減振器分類(lèi) 從不同的角度出發(fā)，可以把液壓系統(tǒng)分成不同的形式。 （1）按油液的循環(huán)方式，液壓系統(tǒng)可分為開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。開(kāi)式系統(tǒng)是指液壓泵從油箱吸油，油經(jīng)各種控制閥后，驅(qū)動(dòng)液壓執(zhí)行元件，回油再經(jīng)過(guò)換向閥回油箱。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，可以發(fā)揮油箱的散熱、沉淀雜質(zhì)作用，但因油液常與空氣接觸，使空氣易于滲入系統(tǒng)，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)等后果。開(kāi)式系統(tǒng)油箱大，油泵自吸性能好。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的進(jìn)油管直接與執(zhí)行元件的回油管相連，工作液體在系統(tǒng)的管路中進(jìn)行封閉循環(huán)。其結(jié)構(gòu)緊湊，與空氣接觸機(jī)會(huì)少，空氣不易滲入系統(tǒng)，故傳動(dòng)較平穩(wěn)。工作機(jī)構(gòu)的變速和換向靠調(diào)節(jié)泵或馬達(dá)的變量

22、機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，避免了開(kāi)式系統(tǒng)換向過(guò)程中所出現(xiàn)的液壓沖擊和能量損失。但閉式系統(tǒng)較開(kāi)式系統(tǒng)復(fù)雜，因無(wú)油箱，油液的散熱和過(guò)濾條件較差。為補(bǔ)償系統(tǒng)中的泄漏，通常需要一個(gè)小流量的補(bǔ)油泵和油箱。由于單桿雙作用油缸大小腔流量不等，在工作過(guò)程中會(huì)使功率利用下降，所以閉式系統(tǒng)中的執(zhí)行元件一般為液壓馬達(dá)。 （2）按系統(tǒng)中液壓泵的數(shù)目，可分為單泵系統(tǒng)，雙泵系統(tǒng)和多泵系統(tǒng)。 （3）按所用液壓泵形式的不同，可分為定量泵系統(tǒng)和變量泵系統(tǒng)。變量泵的優(yōu)點(diǎn)是在調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)，可以充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，但其結(jié)構(gòu)和制造工藝復(fù)雜，成本高，可分為手動(dòng)變量、盡可能控變量、伺服變量、壓力補(bǔ)償變量、恒壓變量、液壓變量等多種方式。 （4）按向

23、執(zhí)行元件供油方式的不同，可分為串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng)。串聯(lián)系統(tǒng)中，上一個(gè)執(zhí)行元件的回油即為下一個(gè)執(zhí)行元件的進(jìn)油，每通過(guò)一個(gè)執(zhí)行元件壓力就要降低一次。在串聯(lián)系統(tǒng)中，當(dāng)主泵向多路閥控制的各執(zhí)行元件供油時(shí)，只要液壓泵的出口壓力足夠，便可以實(shí)現(xiàn)各執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)的復(fù)合。但由于執(zhí)行元件的壓力是疊加的，所以克服外載能力將隨執(zhí)行元件數(shù)量的增加而降低。 并聯(lián)系統(tǒng)中，當(dāng)一臺(tái)液壓泵向一組執(zhí)行元件供油時(shí)，進(jìn)入各執(zhí)行元件的流量只是液壓泵輸出流量的一部分。流量的分配隨各件上外載荷的不同而變化，首先進(jìn)入外載荷較小的執(zhí)行元件，只有當(dāng)各執(zhí)行元件上外載荷相等時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)同時(shí)動(dòng)作。 此外，還有新型油壓減振器，新型油壓減振器包括一系

24、懸掛用垂向油壓減振器，二系懸掛用垂向、橫向和抗蛇行油壓減振器，以及用于連接車(chē)體并驅(qū)動(dòng)制動(dòng)單元的耦合減振器。 全液壓傳動(dòng)機(jī)械性能的優(yōu)劣，主要取決于液壓系統(tǒng)性能的好壞，包括所用元件質(zhì)量?jī)?yōu)劣，基本回路是否恰當(dāng)?shù)?。系統(tǒng)性能的好壞，除滿足使用功能要求外，應(yīng)從液壓系統(tǒng)的效率、功率利用、調(diào)速范圍和微調(diào)特性、振動(dòng)和噪聲以及系統(tǒng)的安裝和調(diào)試是否方便可靠等方面進(jìn)行。 現(xiàn)代工程機(jī)械幾乎都采用了液壓系統(tǒng)，并且與電子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)結(jié)合，成為現(xiàn)代工程機(jī)械的重要組成部分。 1.1.2油壓減振器的作用 減振器的作用:顧名思義就是阻尼振動(dòng)，已達(dá)到舒適性和操縱穩(wěn)定性的目的。 試驗(yàn)臺(tái)的作用:就是檢測(cè)減振

25、器是否符合設(shè)計(jì)和車(chē)輛調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)，以判斷減振器的質(zhì)量狀況。 1.1.3油壓減振器試驗(yàn)臺(tái)的現(xiàn)狀及發(fā)展?fàn)顩r 油壓減振器試驗(yàn)臺(tái)是檢驗(yàn)油壓減振器性能的專(zhuān)用設(shè)備，為設(shè)計(jì)、制造及檢修減振器的路、段、企業(yè)所不可缺少。我國(guó)自50年代末設(shè)計(jì)制造了帶油壓減振器的202型客車(chē)轉(zhuǎn)向架以后，油壓減振器的使用范圍不斷擴(kuò)大，品種增多，不僅新造客車(chē)用，而且內(nèi)燃機(jī)車(chē)、電力機(jī)車(chē)上也用；不僅有國(guó)產(chǎn)的垂向、橫向減振器，也有國(guó)外的減振器，如波蘭減振器、KONI減振器、DISPEN減振器、SACHS減振器等。為了檢測(cè)新造及檢修后的油壓減振器性能，必須要有相應(yīng)的檢測(cè)手段—— 即油壓減振器試驗(yàn)臺(tái)。我國(guó)自60年代初即由四方車(chē)輛研究所研制了試驗(yàn)

26、臺(tái)，現(xiàn)在我國(guó)修、造減振器的單位幾乎全配備了這類(lèi)試驗(yàn)臺(tái)。 隨著我國(guó)實(shí)施鐵路實(shí)施“跨越式”發(fā)展戰(zhàn)略，鐵路快速進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，油壓減振器作為機(jī)車(chē)行裝置中重要的部件之一，必須具備適應(yīng)有效地保證高速列車(chē)的運(yùn)行平穩(wěn)與安全的性能。在“高速”這個(gè)系統(tǒng)工程中，除了要研制性能優(yōu)良、與機(jī)車(chē)車(chē)輛匹配的減振器之外，具有性能先進(jìn)、精度較高的檢測(cè)手段也是必不可少的。 要想檢驗(yàn)油壓減振器的性能，從原理上說(shuō)就是把某種已知的激勵(lì)作用在減振器上或減振器與設(shè)備共同組成的系統(tǒng)上，并從收集到的響應(yīng)中分析其性能。故試驗(yàn)臺(tái)只要具備一個(gè)產(chǎn)生激勵(lì)并把它作用在試件上的部分以及接收或記錄試件響應(yīng)的部分即可。因此復(fù)合這個(gè)要求的減震器實(shí)驗(yàn)臺(tái)有很多

27、，就目前而言，減振器試驗(yàn)臺(tái)按照其作用形式分為機(jī)械式、液壓式和其他形式；按照運(yùn)動(dòng)控制方式可以分為手動(dòng)式、開(kāi)環(huán)式、閉環(huán)式等方式。目前使用范圍最廣的主要是以下三種試驗(yàn)臺(tái)[1][2[3][4][5][6][7]。 1、機(jī)械測(cè)力式試驗(yàn)臺(tái) 自60年代起，我國(guó)鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛開(kāi)始使用減振器，多種型式的油壓減振器試驗(yàn)臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。四方車(chē)輛研究所專(zhuān)門(mén)研制的框架型、J81型、J85型均屬此類(lèi)，原蘇聯(lián)各鐵路廠段也多配備了這類(lèi)試驗(yàn)臺(tái)。過(guò)去普遍采用J85型試驗(yàn)臺(tái)，其主要技術(shù)參數(shù):偏心軸轉(zhuǎn)速62r/min，可調(diào)滑塊行程0～160mm，油壓減振器上、下安裝座距離350-600mm，扭臂長(zhǎng)300mm，畫(huà)筆桿長(zhǎng)720 mm，電源

28、電壓380V，電機(jī)5.5kW，外型尺寸1791X1100X899mm;凈重1675kg。 現(xiàn)以J85型來(lái)說(shuō)明這類(lèi)試驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)。 1、減震器(試件)2、假想彈簧3、扭桿臂4、扭桿彈簧(真實(shí)彈簧) 5、畫(huà)筆桿6、繪圖記錄板7、滑塊8、曲柄連桿機(jī)構(gòu) 圖1-1機(jī)械測(cè)力式試驗(yàn)臺(tái) J85型試驗(yàn)臺(tái)是一種由曲柄連桿驅(qū)動(dòng)，彈性扭桿測(cè)力和人工處理數(shù)據(jù)的試驗(yàn)臺(tái)。其結(jié)構(gòu)如圖1所示，由曲柄連桿機(jī)構(gòu)8產(chǎn)生一個(gè)接近正弦波的激勵(lì)，并把它傳給試件1的下端，試件的另—端與曲柄杠桿的短臂(扭桿臂3)鉸接，曲柄杠桿固結(jié)在扭桿彈簧4的一端，其長(zhǎng)臂即畫(huà)筆桿5。曲柄等速回轉(zhuǎn)，滑塊7的運(yùn)動(dòng)接近正弦運(yùn)動(dòng)，

29、它作用在減振器、曲柄杠桿、扭桿等共同組成的系統(tǒng)上，使之作強(qiáng)迫振動(dòng)，畫(huà)筆桿的擺動(dòng)量反映了該系統(tǒng)的綜合響應(yīng)。畫(huà)筆桿及記錄板6在試驗(yàn)中自動(dòng)繪出了示功圖，可從該圖測(cè)量數(shù)據(jù)去估算減振器的阻力系數(shù)值。 這類(lèi)試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，采用的多系機(jī)械零件，成本較低廉。可以得到減振器在一定振動(dòng)速度下的示功圖，其示功圖直觀性很強(qiáng)，如果檢修減振器時(shí)并不需要嚴(yán)格的確定阻力系數(shù)的值，憑操作者的經(jīng)驗(yàn)對(duì)同一類(lèi)型的減振器僅從示功圖是否畸變或示功圖中心直線處的寬度是否基本正常。即可判定所檢修的減振器是否已達(dá)到了要求。但是由于工作效率較低，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性較差，以及功能不夠完善，部分減振器不能測(cè)試等原因，現(xiàn)己很少采用。 2、機(jī)械測(cè)力

30、式簡(jiǎn)單改進(jìn)版，通過(guò)傳感器及微機(jī)數(shù)據(jù)處理的試驗(yàn)臺(tái) 目前普遍采用J95、J99型試驗(yàn)合就屬此類(lèi)。J95型雙向油壓減振器試驗(yàn)臺(tái)是由青島四方車(chē)輛研究所研制的鐵路減振器專(zhuān)用試驗(yàn)設(shè)備，于1998年底通過(guò)鐵道部科技成果鑒定。它由機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng)組成。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)是電機(jī)驅(qū)動(dòng)，機(jī)械傳動(dòng)，兩套曲柄連桿機(jī)構(gòu)組成，可以分別用于垂向和橫向減振器的試驗(yàn)。 其主要技術(shù)參數(shù):垂向及橫向允許鍘試最大減振阻尼力20KN；橫向滑塊往復(fù)頻率0.5Hz,1Hz;垂向滑塊往復(fù)頻率0.25Hz、0.5Hz、1Hz、2Hz；垂向油壓減振器上、下安裝座距離100～600mm,橫向油壓減振器左、右安裝座距離100～980 mm

31、；電源電壓380V；電機(jī)5/7.5KW；外型尺寸2800X900X2000mm;凈重2500Kg。 J95型油壓減振器試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試系統(tǒng)如圖2所示，由一臺(tái)計(jì)算機(jī)作為數(shù)據(jù)采集處理器，傳感器的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大濾波和A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。 圖1-2數(shù)據(jù)采集與處理圖框 在J95型減振器試驗(yàn)臺(tái)基礎(chǔ)上改進(jìn)為J99型試驗(yàn)臺(tái)。即:測(cè)試系統(tǒng)軟件現(xiàn)更新為J99型，雙速電機(jī)改為變頻調(diào)速交流電機(jī)。該試驗(yàn)臺(tái)性能良好，基本上能滿足生產(chǎn)和檢修的需要。但部分減振器不能測(cè)試，全方位研究減振器性能技術(shù)指標(biāo)的功能有所不足。 3、 以液壓系統(tǒng)輸入運(yùn)動(dòng)，以傳感器、微機(jī)等作數(shù)據(jù)采集、處理的試驗(yàn)臺(tái)

32、 德國(guó)SACHS公司研制的液壓伺服減振器試驗(yàn)臺(tái)就是其中典型（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖3所示）。 幾乎與機(jī)械測(cè)力式裝置同時(shí)出現(xiàn)的還有用示波器等電測(cè)手段來(lái)檢測(cè)減振器的阻抗力與速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，由于種種原因，該裝置未普及。后來(lái)，在該裝置的基礎(chǔ)上原蘇聯(lián)又研制了以液壓驅(qū)動(dòng)、微機(jī)控制和處理數(shù)據(jù)的試驗(yàn)臺(tái)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：輸入部分為液壓系統(tǒng)。一般的液壓動(dòng)力油缸其運(yùn)動(dòng)隨時(shí)間的變化不可能是正弦波而類(lèi)似于梯形波，即活塞運(yùn)行于油缸中部很長(zhǎng)一段距離內(nèi)基本保持等速運(yùn)動(dòng)，僅在活塞接近兩端時(shí)迅速減速制動(dòng)，然后再向反方向加速。若把多個(gè)油缸的運(yùn)動(dòng)串接起來(lái)，對(duì)每一油缸分別加以不同的速度控制，則可以改善梯形波的形狀。若采用一套電液伺服系統(tǒng)再加上閉

33、環(huán)控制，則輸入波形的可控度是相當(dāng)高的，既可以輸入不同振幅與頻率的正弦波，也可以模仿在線路上運(yùn)行時(shí)的隨機(jī)波。由于輸運(yùn)動(dòng)的可控性相當(dāng)好，試件兩端的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度及試件的最大可能阻抗力予先均可控制；又由于用傳感器把機(jī)械訊號(hào)轉(zhuǎn)變成電訊號(hào)，故不必再用扭桿來(lái)測(cè)力，減振器另—端也可固定不動(dòng)，所測(cè)的阻抗力中排除了彈性元件的阻抗力，減振器兩端的相對(duì)運(yùn)動(dòng)排除扭桿簧后也變得簡(jiǎn)單和一致，加以數(shù)據(jù)的檢測(cè)與處理中排除了人為因素，故所得結(jié)果可比度較好，可信度也提高了。 液壓伺服試驗(yàn)臺(tái)與常用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械式偏心掄試驗(yàn)臺(tái)相比有以下主要特點(diǎn): 工作范圍比較廣，特別是對(duì)低速時(shí)減振力大的減振器，能比較真實(shí)地反映其非線性特性。 對(duì)

34、高速度時(shí)的性能測(cè)試，能在規(guī)定空程中迅速達(dá)到，而且動(dòng)態(tài)剛度由伺服系統(tǒng)自動(dòng)控制。 不但能實(shí)現(xiàn)正弦波測(cè)試，而且可以產(chǎn)生任意形狀的波形，同時(shí)能對(duì)動(dòng)態(tài)阻尼及動(dòng)態(tài)剛度進(jìn)行測(cè)試。 設(shè)備需要專(zhuān)門(mén)的工作環(huán)境及嚴(yán)格的維護(hù)保養(yǎng)，故不適合在一般基層單位用。 價(jià)格昂貴。 1-上橫梁;2-減振器垂向試驗(yàn)位置;3-減振器橫向試驗(yàn)位置 圖1-3 SACHS液壓伺服減振器試驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)圖 圖中的實(shí)線為垂向減振器的試驗(yàn)位置2，虛線為橫向減振器的試驗(yàn)位置。液壓伺服裝置可實(shí)現(xiàn)以下要求：最大行程士125mm；最大靜態(tài)測(cè)試力63KN；最大動(dòng)態(tài)測(cè)試力50KN。它采用高精度的力傳感器和位移傳

35、感器，并用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、顯示和打印，操作方便，試驗(yàn)精度高。該試驗(yàn)臺(tái)不僅能滿足歐洲鐵路減振器性能標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試，還有一些其他的特殊性能。 發(fā)展趨勢(shì)分析： l、工裝夾具的通用性和方便性 目前國(guó)內(nèi)外所使用油壓減震器接頭形式很多，而且結(jié)構(gòu)類(lèi)型和尺寸大小有 很多差異，這樣就給各個(gè)生產(chǎn)廠，車(chē)輛段、車(chē)輛廠以及檢驗(yàn)單位對(duì)減振器的檢驗(yàn)帶來(lái)許多問(wèn)題。特別是減振器新鐵標(biāo)TB／T1491．2004《機(jī)車(chē)車(chē)輛油壓減震器技術(shù)條件》中規(guī)定對(duì)于減振器的阻尼力測(cè)試時(shí)應(yīng)去除彈性節(jié)點(diǎn)，而做耐久測(cè)試時(shí)又必須附帶彈性節(jié)點(diǎn)。這樣對(duì)工裝夾具就有更高的要求，如何設(shè)計(jì)出更加方便快捷的夾緊裝置，對(duì)提高測(cè)試精度和測(cè)試效率起到

36、重要作用。 2、安裝距離調(diào)整的便捷性 現(xiàn)在我國(guó)國(guó)內(nèi)所使用的機(jī)車(chē)車(chē)輛車(chē)型很多，減振器的類(lèi)別和尺寸之間有很 大差異，因此具有方便快捷的安裝距離調(diào)整對(duì)于提高減振器檢驗(yàn)效率起到舉足輕重的作用。在這方面，油壓伺服試驗(yàn)臺(tái)具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。 3、試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)速度、試驗(yàn)振幅和試驗(yàn)頻率調(diào)整的便捷化和隨機(jī)化 生產(chǎn)廠家所給出減振器性能參數(shù)基本上都是基于某一速度點(diǎn)下的阻尼值，而減振器實(shí)際的阻尼性能并不是完全線性的，特別是生產(chǎn)過(guò)程控制不嚴(yán)時(shí)其性 能與設(shè)計(jì)要求存在更大的差異。為了更好的檢測(cè)減振器的性能，需要檢測(cè)減振 器在不同速度、不同振幅、不同頻率下的阻尼特性，因此需要試驗(yàn)臺(tái)調(diào)整的便 捷化；減

37、振器實(shí)際在裝車(chē)使用時(shí)其振動(dòng)形式并非頻率和幅值均固定的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，而是隨機(jī)振動(dòng)。為使試驗(yàn)臺(tái)仿真效果更加逼真，需要試驗(yàn)臺(tái)的隨機(jī)化。 4、 試驗(yàn)臺(tái)應(yīng)該能夠檢測(cè)減振器的動(dòng)態(tài)性能 減振器的阻尼特性有靜態(tài)阻尼特性和動(dòng)態(tài)阻尼特性之分。所謂靜態(tài)阻尼特性是不計(jì)減振器結(jié)構(gòu)和液體剛度產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)影響，力和速度之間沒(méi)有相位變化 時(shí)的特性，它是建立在減振器做大振幅和低頻運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上的阻尼特性。動(dòng)態(tài)阻尼特性是考慮減振器結(jié)構(gòu)(如兩端彈性節(jié)點(diǎn)、儲(chǔ)油缸具有空氣囊等)和液體剛度影響時(shí)的阻尼特性，它使減振器的力、速度和位移之間具有一定的相位差。 現(xiàn)今所使用豹減振器試驗(yàn)臺(tái)一般只能夠通過(guò)載荷和位移傳感器測(cè)

38、定出F．S 曲線、F．V曲線，而不能夠精確的測(cè)定力、速度和位移之間的相位關(guān)系。不能夠給出減振器的動(dòng)態(tài)阻尼特性。隨著機(jī)車(chē)車(chē)輛的運(yùn)行速度的日益提高，列車(chē)振動(dòng)劇烈，起到減振作用的油壓減震器基本上工作在高頻狀態(tài)，從而這種建立在低頻運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)上的靜態(tài)阻尼特性參數(shù)對(duì)整個(gè)走行部分設(shè)計(jì)已經(jīng)不太適合。因此能夠反映減振器實(shí)際狀態(tài)的動(dòng)態(tài)阻尼性能參數(shù)對(duì)整個(gè)走行部分的設(shè)計(jì)起到指導(dǎo)性意義。 5，試驗(yàn)步驟的程序化，自動(dòng)化 為了使減振器試驗(yàn)臺(tái)具有更好的操作性和更高的效率，應(yīng)該使減振器試驗(yàn) 臺(tái)能夠提前設(shè)定所需要的試驗(yàn)參數(shù)，如測(cè)試振幅、頻率、速度、測(cè)試開(kāi)始時(shí)間和測(cè)試結(jié)束時(shí)問(wèn)等，并能夠在測(cè)試過(guò)程中適時(shí)通過(guò)死循環(huán)回饋進(jìn)

39、行檢測(cè)測(cè)試數(shù)據(jù)，與設(shè)定值進(jìn)行比較并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。 6、試驗(yàn)臺(tái)應(yīng)能夠測(cè)定減振器商低溫狀態(tài)下的性能 油壓減震器依靠液壓油在減振器拉壓過(guò)程中通過(guò)小孔產(chǎn)生的阻尼力來(lái)工作，因此溫度對(duì)減振器的性能有很大的影響，而我國(guó)的實(shí)際條件決定我國(guó)的列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中所經(jīng)歷的溫差變化很大。要全面衡量減振器的性能，需要進(jìn)行高低溫方面的測(cè)試和研究[7]。 1.1.4油壓減振器試驗(yàn)臺(tái)的組成及種類(lèi) 減振器試驗(yàn)臺(tái)一般有液壓伺服式和機(jī)械式兩種。 液壓式主要由液壓伺服系統(tǒng)、控制器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工控機(jī)、作動(dòng)缸、軟件和機(jī)器框架組成。 機(jī)械式主要由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)（或電機(jī)+變頻調(diào)速）、控制器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工控機(jī)、軟

40、件和機(jī)器框架組成。 1.1.5本次設(shè)計(jì)的背景、目的意義及要解決的問(wèn)題 背景：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)汽車(chē)的要求也越來(lái)越高。包括有汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性、平順性、通過(guò)性等性能的要求。減震器是安裝在車(chē)體與負(fù)重輪之間的一個(gè)阻尼元件，其作用是衰減車(chē)體的振動(dòng)并阻止共振情況下車(chē)體振幅的無(wú)限增大，能減小車(chē)體振動(dòng)的振幅和振動(dòng)次數(shù)，因而能延長(zhǎng)彈性元件的疲勞壽命和提高人乘車(chē)的舒適性[8].長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)汽車(chē)的平順性一直都在研究，在技術(shù)上也有重大的改進(jìn)。減震器是改善汽車(chē)平順性的最好途徑。 意義：油壓減振器是軌道交通車(chē)輛走行機(jī)構(gòu)的重要部件之一，其性能優(yōu)劣直接影響到行車(chē)的安全性和舒適性。由于

41、鐵路的提速和城市軌道交通的迅速發(fā)展，凸顯出對(duì)高性能油壓減振器的需求，但國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的油壓減振器還不能滿足這種需求，這種狀況是由于減振器試驗(yàn)設(shè)備落后造成的[10]。為了盡快改變這種現(xiàn)狀，鐵道部在近年來(lái)引進(jìn)、消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合油壓減震器產(chǎn)品技術(shù)條件的修改，對(duì)原有標(biāo)準(zhǔn)TB/T2229-1991進(jìn)行了全面的修訂，編制了新的試驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)TB/T2229-2004。因此，設(shè)計(jì)油壓減振器試驗(yàn)臺(tái)就具有十分重要的實(shí)際意義。 課題將要解決的問(wèn)題：1、總體熟悉課題涉及到的基礎(chǔ)知識(shí)，弄清油壓減震器的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)、工作原理、作用、主要技術(shù)參數(shù)、特點(diǎn)等等。2、油壓減震器特性分析，油壓減震器阻力的特性計(jì)算，影響減

42、震器阻力特性的主要因素。寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。3、機(jī)車(chē)車(chē)輛減震器試驗(yàn)臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，計(jì)算總功率和轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)4、設(shè)計(jì)三維建模，完成總裝配圖和規(guī)定的零部件圖。撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，完成全部研究工作和畢業(yè)論文。 2機(jī)車(chē)車(chē)輛減振器試驗(yàn)臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1明確原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 變頻電機(jī)功率： 15KW 額定轉(zhuǎn)速： 1450轉(zhuǎn) 齒輪箱減速比i： 垂向 8.68

43、 橫向 高檔 8.68 低檔 38.64 設(shè)計(jì)要求 1．設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)是敘述性文件，用來(lái)說(shuō)明設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)意思、設(shè)計(jì)過(guò)程及設(shè)計(jì)方案的選擇和優(yōu)缺點(diǎn)等，要求內(nèi)容完整、文字簡(jiǎn)明通順、書(shū)寫(xiě)整齊清潔。 2．說(shuō)明書(shū)中所列計(jì)算過(guò)程正確、引用的重要數(shù)據(jù)及公式須注明出處，并附有與計(jì)算有關(guān)的必要簡(jiǎn)圖。 3．設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)須按統(tǒng)一發(fā)給的十六開(kāi)報(bào)告紙書(shū)寫(xiě)，注明頁(yè)次與編寫(xiě)目錄，并與設(shè)計(jì)圖紙一起裝訂成冊(cè)，交給指導(dǎo)教師審定。 了解各種傳動(dòng)的特點(diǎn)、適用場(chǎng)合，然后確定擬定傳動(dòng)方案；根據(jù)傳動(dòng)總功率傳動(dòng)比選擇適的電機(jī)類(lèi)型；

44、根據(jù)原始數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)、傳動(dòng)件主要尺寸和參數(shù)、軸的結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)件的選擇以及潤(rùn)滑和密封性。 2.2各種傳動(dòng)件的特點(diǎn)、適用場(chǎng)合及傳動(dòng)方案擬定 2.2.1帶傳動(dòng)特點(diǎn)： 傳動(dòng)帶具有良好的彈性，能夠緩和沖擊，吸收震動(dòng)因此傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)噪聲；傳動(dòng)帶與帶輪是通過(guò)摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。因此過(guò)載時(shí)，傳動(dòng)帶再輪緣上會(huì)打滑，從而可以避免其他零件的損壞，起到安全保護(hù)的作用。但傳動(dòng)效率低，帶的使用壽命短，軸、軸承承受的壓力較大；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造和安裝精度要求低，使用維護(hù)方便；適宜用在兩軸中心距較大的場(chǎng)合，但外廓尺寸較大。 適用場(chǎng)合： 帶傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)、吸震等特點(diǎn)，且能起過(guò)載保護(hù)的作用。但由于它是靠

45、摩擦力來(lái)工作的，再傳遞同樣功率的情況下，但帶速較低時(shí)，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)尺寸較大。為了減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸，應(yīng)將其布置在高速級(jí)。 2.2.2鏈傳動(dòng)特點(diǎn) 鏈傳動(dòng)是具有中間撓性體的嚙合傳動(dòng)，有以下優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有彈性滑動(dòng)和打滑；平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確；傳動(dòng)效率高；可用在兩軸中心距較大的傳動(dòng)；承載能力較大；在同樣使用條件下，結(jié)構(gòu)尺寸較帶傳動(dòng)緊湊；鏈條對(duì)軸的作用力較??；能在溫度較高、有水或油等惡劣環(huán)境下工作。鏈傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)為：瞬時(shí)傳動(dòng)比不穩(wěn)東，傳動(dòng)平穩(wěn)性差；工作時(shí)沖擊和噪聲較大；磨損后易發(fā)生脫齒；只能用于平行軸間地傳動(dòng)。 適用場(chǎng)合： 鏈傳動(dòng)通常用于要求有準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，兩軸平行且中心距較大，不易應(yīng)用帶傳動(dòng)和齒輪傳

46、動(dòng)的場(chǎng)合。因鏈傳動(dòng)能在惡劣條件下工作，故在礦山、冶金建筑、石油、農(nóng)業(yè)和化工機(jī)械中獲得廣泛應(yīng)用。通常，鏈傳動(dòng)的傳遞功率P≤100KW，鏈速v＜15m/s，傳動(dòng)比i≤6，中心距a≤8m，效率η=0.94-0.96 2.2.3齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)： 瞬時(shí)傳動(dòng)比（兩齒輪瞬時(shí)角速度之比）恒定；傳動(dòng)功率范圍大；效率高（η=0.92-0.98）；壽命長(zhǎng)；結(jié)構(gòu)緊湊。工作可靠性高；傳遞空間位置兩軸間的運(yùn)動(dòng)以及功率和速度適用范圍廣等。但齒輪傳動(dòng)的制造和安裝精度要求高，低精度的齒輪會(huì)產(chǎn)生有害的沖擊、噪聲和震動(dòng)；不適用于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。 適用場(chǎng)合： 齒輪傳動(dòng)具有承載能力大、效率高、允許速度高、尺寸緊湊、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，因

47、此在傳動(dòng)裝置中一般應(yīng)首先采用齒輪傳動(dòng)。由于斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的承載能力和平穩(wěn)性比直齒圓柱齒輪傳動(dòng)好，故在高速級(jí)胡要求傳動(dòng)平穩(wěn)的場(chǎng)合，常采用圓柱齒輪傳動(dòng)。 2.2.4蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)： 傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)；但傳動(dòng)效率低尤其在低速時(shí)，其效率更低，且蝸桿尺寸大，成本高。 適用場(chǎng)合； 常用于中小功率、間歇工作或要求自鎖的場(chǎng)合。為了提高傳動(dòng)效率、減小蝸桿傳動(dòng)尺寸。通常將其布置在高速級(jí)。 此外開(kāi)式齒輪傳動(dòng)由于潤(rùn)滑條件差和工作環(huán)境惡劣，磨損快，壽命短，故應(yīng)將其布置在低速級(jí)。錐齒輪傳動(dòng)，當(dāng)其尺寸太大時(shí)，加工困難，因此將其布置在高速級(jí)并限制傳動(dòng)比，以控制其結(jié)構(gòu)尺寸。 2.3傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)

48、 (1) 輸入軸Ⅰ通過(guò)皮帶輪和發(fā)動(dòng)機(jī)相連，軸上連接齒輪。 (2) 軸ⅡZ4和輸入軸ⅠZ2嚙合時(shí)，它們一起旋 轉(zhuǎn)，軸Ⅲ輸出一個(gè)轉(zhuǎn)速；軸ⅡZ3和輸入Z1嚙合時(shí)，它們一起旋轉(zhuǎn)，軸Ⅲ輸出另一個(gè)轉(zhuǎn)速。 (3)軸ⅣZ7和輸入軸ⅠZ2嚙合時(shí)，它們一起旋 轉(zhuǎn)，軸Ⅴ輸出一個(gè)轉(zhuǎn)速。 圖2-1傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)圖 2.3.1計(jì)算總的功率和轉(zhuǎn)速，確定電機(jī)型號(hào) 電動(dòng)機(jī)的選擇 (1)選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式 工業(yè)上一般采用三相交流電動(dòng)機(jī)。而且Y系列三相交流電動(dòng)機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。油壓減震器試驗(yàn)臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和啟動(dòng)力矩的要求較小，故選用Y系列三相異步交流電動(dòng)機(jī)

49、。 (2)確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速越高，外形尺寸就越小，價(jià)格越低。在一般機(jī)械中，應(yīng)用的最多的是同步轉(zhuǎn)速為1500或1000r/min的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)要求電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1450r/min故選用同步轉(zhuǎn)速1500r/min的電動(dòng)機(jī)。 (3)確定電動(dòng)機(jī)的功率和型號(hào) 電動(dòng)機(jī)所需功率Pd=15KW額定轉(zhuǎn)速n=1450r/min 查表16-1 9（1） 得電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160L—4 滿載轉(zhuǎn)速Nm=1460r/min 機(jī)座中心高：160mm 電動(dòng)機(jī)總長(zhǎng)：645mm 電機(jī)主軸伸出段長(zhǎng)：110mm 2.3.2計(jì)算總功率 圓柱齒輪傳動(dòng)(8級(jí)精度油潤(rùn)性)效率η1=0.97 蝸桿傳動(dòng)

50、（單頭蝸桿油潤(rùn)性）效率η2=0.75 聯(lián)軸器（彈性聯(lián)軸器）傳動(dòng)效率η3=0.99V 帶傳動(dòng)效率η4=0.95 傳動(dòng)裝置的總效率η=η12η22η35η4=0.46 2.4傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì) 1、分配傳動(dòng)比 ⑴取帶輪傳動(dòng)比為帶輪傳動(dòng)比i帶=3.17， ⑵橫向高檔i高 =8.68；取Z2Z4齒輪傳動(dòng)比i1=3，z5z6蝸桿傳動(dòng)比i2 = i高/i1=8.68/3=2.8933 取i2 =2.89， ⑶橫向低速檔傳動(dòng)比橫i低=i3i2=38.64,Z5Z6蝸桿傳動(dòng)比i2 =2.89則Z1Z3齒輪傳動(dòng)比i3=i低/ i2=13.37 垂向傳動(dòng)比i垂=8.6，齒輪Z2Z

51、7傳動(dòng)比i4=3,Z8Z9傳動(dòng)比i5=2.89 ， 2、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 (1)各軸的轉(zhuǎn)速nm=1460r/min nⅠ=nm/i帶=460.57 r/min nⅡ高=nⅠ/i1=153.52 r/min nⅡ低=nⅠ/i3=34.45 r/min nⅢ高=nⅡ高/i2=53.12r/min nⅢ低=nⅡ低/i2=11.92r/min nⅣ=nⅠ/i4=153.52 r/min nⅤ=nⅣ/i5=53.12 r/min (2)各軸輸入功率計(jì)算 Pd=15KW PⅠ=Pdη3η4=14.11 KW P

52、Ⅱ=PⅠη1η2 =13.54 KW PⅢ=PⅡη2η3=10.06 KW PⅣ=PⅠη1η2 =13.54 KW PⅤ=PⅣη2η3=10.06 KW (3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算Td=9550Pd/nm=98.12N TⅠ=9550PⅠ/nⅠ=292.57N TⅡ高=9550 PⅡ/nⅡ高=842.28N TⅡ低=9550PⅡ/nⅡ低=3753.47N TⅢ高=9550PⅢ/nⅢ高=1808.60N TⅢ低=9550 PⅢ/nⅢ低=8059.82N TⅣ=9550 PⅣ/nⅣ=842.28N TⅤ=9550 PⅤ/nⅤ=1808.60N 2.5傳動(dòng)件主要尺寸和參數(shù)的設(shè)計(jì)

53、 2.5.1 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 已知電機(jī)功率P=15KW，轉(zhuǎn)速nm=1450r/min，傳動(dòng)比i1=3.17每天工作8小時(shí)。 (1)設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目、設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)說(shuō)明 1．確定計(jì)算功率 Pd=KaP=1.0*15=15kW 查表11.5（2）取工況系數(shù)Ka=1.0 2．選V帶型號(hào) B型 根據(jù)n1=1460r/min Pd=19.5kW查圖11.8 得 3．確定帶輪基準(zhǔn)直徑 dd1=150mm dd2=idd1(1-ε)=3.17*150*(1-0.01)=470.75mm 取dd2=475mm dd1查表11.6 dd2又結(jié)合圖11.8查表1

54、1.6 4．驗(yàn)算V帶速度 v=πdd1nm/(60*100)=11.47m/s v在5-25m/s之間，合適 5．初定中心距 取a0=700mm 中心距不大于800mm 6確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng) Ld=2a0+π/2(dd1+dd2)+(dd2-dd1)/4a0=2419.4mm 取Ld=2500mm 由表11.2向接近的標(biāo)準(zhǔn)值圓整 7．度計(jì)算實(shí)際中心距 A=Ld/4-π（dd1+dd2）/8=379.7mm B=(dd2-dd1)2/8=13203.13mm a=A+361.33=741.36mm amin=a-0.015Ld=703.86mm amax=a+0.03

55、Ld=816.36mm 計(jì)算amin與amax便于安裝和調(diào)整中心距 8．驗(yàn)算小帶輪包角 α1=180o-（dd2-dd1）/a*57.3o=154.88o α1>120o 9．確定v帶根數(shù) Z=Pd/(P1+P)KaKl=4.225 取z=4 由表11.3查得P1=3.22kW P=0.46kW 表11.4得Ka=0.93 表11.2得Kl=1.03 10．計(jì)算初拉力 Fo=500（2.5-Ka）/Kazv+qv2=298.32N 查表11.1得B型號(hào)帶q=0.17kg/m 11．計(jì)算帶作用在軸上的力 Fr=2zF0sina0/2=1907.2N 設(shè)計(jì)軸及

56、選擇軸承時(shí)使用 設(shè)計(jì)結(jié)果:4根帶 B2500GB/T11544-1997 2.5.2帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小帶輪dd1=150mm，采用實(shí)心輪。小帶輪安裝在電動(dòng)機(jī)軸上故小帶輪軸口直徑ds=42mm凸緣直徑的db=（1.8-2）ds=75.6-84mm取db=80mm齒頂圓直徑de=dd+2ha=150+2*3.5=157mm輪轂長(zhǎng)度L=（1.5-2）ds=63-84V帶寬B=（z-1）e+2f=82mm。 大帶輪dd2=475mm,采用腹板式。按表11.1和圖11.3中公式尺寸確定結(jié)構(gòu)尺寸，hamin=3.5mm，取ha=3.75mm，輪緣外徑=da2=dd2+2ha=482.5mm取基準(zhǔn)線至

57、槽低深hf=11mm；取輪緣厚度δ=15mm；基準(zhǔn)寬度bd=14.0mm槽鍥角ψ=38o腹板厚度S=18mm。取輪緣寬度B=6mm，輪轂長(zhǎng)度L=70mm，軸孔徑d=40mm。 2.5.3圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 軸Ⅰ軸Ⅱ上齒輪z2和z4傳動(dòng)，z2齒輪轉(zhuǎn)速n2=460.57r/min，z4齒輪轉(zhuǎn)速n4=153.52r/min齒輪z2傳遞的功率P=14.11kW 軸1和軸4上齒輪z7與z4相同故只設(shè)計(jì)其一 軸Ⅰ軸Ⅱ上齒輪z1和z3傳動(dòng)，z1齒輪轉(zhuǎn)速n1=460.57r/min，z3齒輪轉(zhuǎn)速n3=34.45r/min齒輪z1傳遞的功率P=14.11kW (1)選擇材料和確定許用應(yīng)力 ①按表1

58、3.9選用齒輪的材料為 Z2齒輪：45號(hào)合金鋼 表面淬火 HB1=217-255 Z4齒輪：45號(hào)合金鋼 表面淬火 HB2=217-255 Z1齒輪：45號(hào)合金鋼 調(diào)質(zhì)HB1=241-286 Z3齒輪：45號(hào)合金鋼 調(diào)質(zhì)HB3=241-286 ②根據(jù)齒輪硬度的中間值(HB1=236 HB2=236)由圖13.26查的齒輪的解除疲勞極限為 бHIim2=510MPa бHIim4=510MPa бHIim1=600MPa бHIim3=600MPa ③對(duì)一般裝置，由表13-13[14]查得齒面接觸疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)為 SHmin1=1 SHmin2=1 ④

59、由式13-25[14]求的兩齒輪的許用接觸用力為 ［б］H2=бHIim2/ SHmin=510MPa ［б］H4=бHIim4/ SHmin=510MPa ［б］H1=бHIim1/ SHmin=600MPa ［б］H3=бHIim3/ SHmin=600MPa ⑵按解除疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪的主要尺寸 ① 計(jì)算z2齒輪所需傳遞的轉(zhuǎn)矩T1 計(jì)算z1齒輪所需傳遞的轉(zhuǎn)矩T2 T1=9550P/n2=9550*14.11/460.57=292.57N*m T2=9550P/n1=9550*14.11/460.57=292.57N*m ②選定載荷系數(shù)K查表13.10的K1=1.1

60、 K2=1.1 ③計(jì)算齒數(shù)比u1 u1=z4/z2=n2/n4=460.57/153.52=3 u2=z3/z1=n1/n3=460.57/34.45=13.37 ④選擇齒寬系數(shù)¤ 根據(jù)齒輪為硬齒、和齒輪在軸承間不對(duì)稱布置查表13.15得¤1=0.5 ¤2=0.5 ⑤選擇材料彈性系數(shù)ZE根據(jù)兩齒輪都是優(yōu)質(zhì)碳素鋼，查表13.11，取ZE1=189.8mmZE2=189.8mm ⑥計(jì)算小齒輪的分度圓直徑d1、d2由公式（13.22）得d2≥90.6取d2=96mm ⑦確定齒輪的模數(shù)因中心距 a1=d2/2(1+u)=192 mm m1=(0.01-0.02)a=1.92-3.8

61、4取m=2 a2=a1=d2/2(1+u)=192mm 得d1=28.79取 d1=30mm d3=2a2-d1=354mm m2=(0.01-0.02)a2=1.92-3.84取m2=2 ⑧確定齒輪的齒數(shù) z2=d2/m1=48 z4=uz2=144 z1=d1/m2=15 z3=uz1=177 ⑨計(jì)算齒輪的主要尺寸齒輪分度圓直徑 d2=z2m=96mm d4=z4m=288mm d1=z1m=30mm d3=z3m=354mm 齒輪傳動(dòng)中心距a1=（d2+d4）/2=192mm a2=（d1+d3）/2=192mm 齒輪寬度b4=¤d2=96mm b2

62、=b4+（5-10）=101-106mm取b2=105 b3=¤d1=100mm b1=b3+（5-10）=105-110mm取b2=110 ⑩計(jì)算齒輪的圓周速度v并選擇齒輪精度8 V1=πd2n2/60*1000=4.58m/s按表（13.5）選取齒輪等級(jí)為8級(jí)精度。 V2=πd1n1/60*1000=0.72m/s按表（13.5）選取齒輪等級(jí)為9級(jí)精度 ⑶校核兩齒輪的彎曲強(qiáng)度 ①確定兩齒輪的許用應(yīng)力由圖13.27查的兩齒輪的彎曲疲勞極限為 Flim2=220MPa Flim4=220MPa Flim1=230MPa Flim3=230MPa 由表13.13查彎曲強(qiáng)度

63、的安全系數(shù)為SFmin=1 由表13.14查得兩齒輪的相對(duì)集中應(yīng)力系數(shù)為 Yar2=0.96 Yar4=0.98 Yar1=0.81 Yar3=1 計(jì)算兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力 ［б］F2=бFlim2/SFminYar2=229.16MPa ［б］F4=бFlim4/ SFminYar4=224.49MPa ［б］F1=бFlim1/SFminYar1=283.95MPa ［б］F3=бFlim3/ SFminYar3=230MPa ②計(jì)算兩輪齒根的彎曲應(yīng)力 由表13.12查得兩輪的齒形系數(shù) YF2=2.19 YF4=2.23 YF1=3.

64、14 YF3=2.14 比較YF2/［б］值 YF2/［б］F2=2.19/229.16=0.0095< YF4/［б］F4=2.23/224.49=0.0099 YF1/［б］F1=3.14/283.95=0.011> YF3/［б］F3=2.14/230=0.0093 計(jì)算小齒輪齒根的彎曲應(yīng)力 бF2=2000KT2YF2/b4m2z2=37.09MPa<［б］F2 бF1=2000KT1YF1/b4m2z1=95.15MPa<［б］F2 ⑷齒輪的主要幾何參數(shù) 中心距 a1=（d2+d4）/2=192mm a2=（d1+d3）/2=192mm 模數(shù) m1=(0.0

65、1-0.02)a1=1.92-3.84取m=2 m2=(0.01-0.02)a2=1.92-3.84取m=2 分度圓直徑 d2=z2m=96mm d4=z4m=288mm d1=z1m=30mm d3=z3m=354mm 齒輪寬度 b4=¤d2=96mm b2=b4+（5-10）=101-106mm取b2=105 b3=¤d1=100mm b1=b3+（5-10）=105-110mm取b2=110 2.5.4圓柱蝸桿傳動(dòng) 已知輸入功率P=13.54kW，軸Ⅳ上蝸桿轉(zhuǎn)速n=153.52r/min傳動(dòng)比i=2.89預(yù)計(jì)使用10年，每天使用8小時(shí)。 計(jì)算與說(shuō)明 主要

66、結(jié)果 1選擇材料由表10-5[3]與表10-6蝸桿選用45鋼表面淬火，表面硬度（45-55）HRC： 渦輪選用CuSn10P1砂型鑄造、σb=220MPaσs=140MPa 蝸桿45鋼表面淬火 渦輪CuSn10P1砂型鑄造 2確定z8、z9、n9 由表10-3[3]確定蝸頭桿數(shù) z4=4 z 9=iz4=12 n9=n/i=53.12r/min Z9=4 z9=12 n9=53.12r/min 3計(jì)算渦輪工作轉(zhuǎn)矩T5 估計(jì)蝸桿嚙合效率η1=0.89 自定軸承效率η2=0.99 攪油效率η3=0.96 T2=9.55*106P1η2η3η1i/n=5.12*106N*mm T2=0.7*107N*mm 4確定載荷系數(shù)K 由表10-7[3]查取工作情況系數(shù)KA=1 初設(shè)渦輪圓周速度v2≦3m/s，取動(dòng)載荷系數(shù)Kv=1 因在和平穩(wěn)取齒向載荷分布系數(shù)Kβ=1 故K=KaKvKβ=1 K=1 5確定渦輪許用接觸應(yīng)力 ［бH］=60n5t=6.37*107 ［б］=（0.75-0.9）бb【107/N】=