547 機(jī)械液壓雙流傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)（轉(zhuǎn)向裝置）（有cad圖）,547,機(jī)械液壓雙流傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)（轉(zhuǎn)向裝置）（有cad圖）,機(jī)械,液壓,雙流,傳動(dòng)系統(tǒng),試驗(yàn)臺(tái),設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)向,裝置,cad 機(jī)械液壓雙流傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)（轉(zhuǎn)向裝置） 摘 要 機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是履帶車輛的一種新型轉(zhuǎn)向方式，也就是發(fā)動(dòng)機(jī)功率在變速箱的輸入軸上分流，一路功率流向變速箱，一路功率流向由變量泵、定量馬達(dá)及其他控制元件組成的液壓轉(zhuǎn)向調(diào)速系統(tǒng)。 本文從整體上論述了機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（轉(zhuǎn)向裝置）性能檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)試原理和設(shè)計(jì)方案，并從硬件和軟件兩方面詳細(xì)闡述了汽車變速箱性能檢測(cè)系統(tǒng)的組成。介紹了汽車變速器系統(tǒng)綜合試驗(yàn)臺(tái)的主要構(gòu)成與種類, 著重在機(jī)械硬件方面去分析研究開放式機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（轉(zhuǎn)向裝置）綜合試驗(yàn)臺(tái)的主要結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及工作原理。 試驗(yàn)臺(tái)通過(guò)各扭矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速對(duì)轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)行性能分析。因試驗(yàn)臺(tái)所用液壓泵的需求，試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)安裝了第一升速裝置，它使液壓泵的輸入扭矩和轉(zhuǎn)速符合液壓泵的要求；又根據(jù)測(cè)功機(jī)的扭矩轉(zhuǎn)速特性曲線選擇安裝了第二升速裝置，使測(cè)功機(jī)的輸入扭矩和轉(zhuǎn)速符合其要求。 本論文研究的目的、意義：我國(guó)汽車、拖拉機(jī)工業(yè)正處于發(fā)展和提升時(shí)期，履帶車輛雙功率流轉(zhuǎn)向裝置可實(shí)現(xiàn)由方向盤操縱進(jìn)行精確的方向控制，機(jī)動(dòng)性好等許多優(yōu)點(diǎn)，這對(duì)其設(shè)計(jì)制造、性能檢測(cè)與維修提出了迫切要求。為開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、適合我國(guó)國(guó)情的高性能轉(zhuǎn)向裝置，提出本研究課題。 關(guān)鍵詞：雙功率流，轉(zhuǎn)向裝置，試驗(yàn)臺(tái)，開式 DOUBLE MECHANICAL HYDRAULIC POWER TO THE SYSTEM TEST RIG DESIGN DESIGN (STEERIING) ABSTRACT Double mechanical hydraulic power transfer to the system is tracked vehicles to a new way Engine power is in the gearbox input shaft streaming all the way power flows gearbox, all the way power flows from variable pumps, motors and other quantitative control components of hydraulic steering system speed. This paper discusses the overall mechanical-hydraulic power to the circulation system (steering) Performance Test System and the principles established test Total program, and hardware and software from the two described in detail the performance of automobile gearbox detection system components. On the automobile transmission systems integration test rig with the main component types, focusing on the mechanical hardware to open analysis of hydraulic-mechanical power transfer to the (steering) Integrated Test Bed The main structure, characteristics and working principle. Taiwan passed the test torque speed sensor measuring the torque and speed of steering device performance analysis. By the test bed used by the demand for hydraulic pumps, test design and installation of the first or speed device It allows the input torque hydraulic pumps and hydraulic pump speed with the requirements; According to the dynamometer torque speed characteristic curve chosen to install a second or speed device Dynamometer make the input torque and speed meet their requirements. This paper studies the purpose, significance : My car, a tractor industry is to develop and upgrade period, Tracked vehicles dual power transfer device can be controlled by the steering wheel in the direction of accurate control, good mobility and many other advantages, its design and manufacture, testing and maintenance performance of the urgent request. For the development of self-owned intellectual property rights, the conditions for China to the high-performance devices, the present study. KEY WORD: double power class, diverting device, test platform, opens the type 目 錄 第一章前言............................................1 第二章 總體設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì).............................3 §2.1試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu).... ..............................3 §2.2 試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試原理...............................3 §2.3主要部件的選擇.................................5 §2.3.1動(dòng)力源.....................................5 §2.3.2變速箱.....................................5 §2.3.3液壓泵的選用...............................5 §2.3.4測(cè)功機(jī)的選擇.................................6 §2.4各級(jí)轉(zhuǎn)速扭矩的計(jì)算.............................7 §2.5 傳感器的選擇...................................8 第二章 升速裝置的設(shè)計(jì)................................14 §3.1液壓泵升速裝置設(shè)計(jì)（第一升速裝置）............14 §3.1.1齒輪的設(shè)計(jì)................................14 §3.1.2低速軸的設(shè)計(jì)..............................16 §3.2測(cè)功機(jī)升速裝置選擇（第二、三升速裝置）........20 第四章 聯(lián)軸器的選用..................................24 第五章 結(jié)論..........................................29 參考文獻(xiàn).............................................30 致謝.................................................31 第一章 前 言 本次設(shè)計(jì)是我們?cè)谛Ｆ陂g最后一次設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用，也是我們?cè)谧呦蚬ぷ鲘徫恢暗囊淮沃匾獙?shí)戰(zhàn)演練。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我們進(jìn)一步對(duì)所學(xué)知識(shí)加以鞏固，進(jìn)一步提高搜集資料及查閱資料的能力，進(jìn)一步提高我們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神?？傊?，這次設(shè)計(jì)對(duì)我們走向工作崗位有著重要的作用。 履帶拖拉機(jī)無(wú)論是作為工程機(jī)械變型、農(nóng)田作業(yè)牽引或驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，還是作為農(nóng)業(yè)機(jī)械行走底盤，其功能都非常強(qiáng)大，而在特殊的工作環(huán)境下對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求也有更改的要求。 機(jī)械液壓雙功率轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是履帶車輛的一種新型轉(zhuǎn)向方式，也就是發(fā)動(dòng)機(jī)功率在變速箱的雖然軸是分流，一路流向變速箱一路流向變量泵、定量馬達(dá)及其他控制元件組成的液壓轉(zhuǎn)向調(diào)速系統(tǒng)。其能各號(hào)的滿足履帶車輛的轉(zhuǎn)向要求。 本次試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)就是為了對(duì)機(jī)械液壓雙功率轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)行性能試驗(yàn)和車輛燃油經(jīng)濟(jì)性的試驗(yàn)，滿足對(duì)轉(zhuǎn)向裝置開發(fā)和維修的需求。 本次試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)采用開式試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)，開放式試驗(yàn)臺(tái)是最先出現(xiàn)的一種試驗(yàn)臺(tái)，它的主要結(jié)構(gòu)原理所示 功率輸入—?jiǎng)恿^(qū)—試驗(yàn)區(qū)—模擬負(fù)載區(qū)—功率損耗 各部分的組成及功用為： 動(dòng)力區(qū)由內(nèi)燃機(jī)、調(diào)速器及附屬裝置組成，它負(fù)責(zé)向系統(tǒng)提供動(dòng)力(功率)，其中包括轉(zhuǎn)速和扭矩。 試驗(yàn)區(qū)由被測(cè)裝置、變速器、扭矩轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置及其它一些測(cè)量裝置組成。 模擬負(fù)載區(qū)主要由測(cè)功機(jī)及附屬裝置組成。 開放式試驗(yàn)臺(tái)整套系統(tǒng)的工作原理及工作過(guò)程簡(jiǎn)單，制造成本較低，它的弱點(diǎn)是能量無(wú)法反饋使用。 在說(shuō)明書中重點(diǎn)說(shuō)明了： 1試驗(yàn)臺(tái)的總體設(shè)計(jì)方案，包括整體結(jié)構(gòu)、測(cè)試原理、主要部件的選擇。 2 試驗(yàn)臺(tái)升速箱的設(shè)計(jì)和選擇，介紹升速箱的設(shè)計(jì)原則和方法，設(shè)計(jì)了第一升速箱和選擇了第二升速箱。 3 試驗(yàn)臺(tái)連接裝置的選擇，即聯(lián)軸器的選擇和運(yùn)用。 說(shuō)明書中還有少缺點(diǎn)和不足，希望老師能指正。 第三章 總體設(shè)計(jì)方安的設(shè)計(jì) §2.1試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu) 機(jī)械液壓雙功率流轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是履帶車輛的一種新型轉(zhuǎn)向方式，也就是發(fā)動(dòng)機(jī)功率在變速箱的輸入軸上分流，一路功率流向變速箱，一路功率流向由變量泵、定量馬達(dá)及其他控制元件組成的液壓轉(zhuǎn)向調(diào)速系統(tǒng)。 根據(jù)測(cè)試的要求 1.能測(cè)試轉(zhuǎn)向裝置的傳動(dòng)效率（包括變速器）； 2. 能測(cè)試轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向性能； 3.能測(cè)試柴油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性； 確定試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu) 圖2-1 試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu) §2.2試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試原理 1、測(cè)試轉(zhuǎn)向裝置的傳動(dòng)效率（包括變速器），測(cè)量的過(guò)程是：由第一扭矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得轉(zhuǎn)向裝置的輸入扭矩轉(zhuǎn)速有第三、第四傳感器測(cè)得轉(zhuǎn)向裝置的輸出扭矩轉(zhuǎn)速，由下式可進(jìn)行計(jì)算， （2-1）　 式中　　—變速器傳動(dòng)效率； 　　　　—轉(zhuǎn)向裝置輸入轉(zhuǎn)矩； 　　　　—轉(zhuǎn)向裝置輸入轉(zhuǎn)矩； —轉(zhuǎn)向裝置輸入轉(zhuǎn)矩； —轉(zhuǎn)向裝置輸入轉(zhuǎn)速； —轉(zhuǎn)向裝置輸入轉(zhuǎn)速； —轉(zhuǎn)向裝置輸入轉(zhuǎn)速。 2、能測(cè)試轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向性能， 轉(zhuǎn)向半徑的計(jì)算:同向時(shí) （2-2） 反向是 （2-3） 式中 、為兩輪各自的轉(zhuǎn)向半徑； 、為轉(zhuǎn)向裝置輸出轉(zhuǎn)速； 1435為兩輪距離。 轉(zhuǎn)向時(shí)的液壓動(dòng)力部分的分流比，由第二扭矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得通過(guò)測(cè)得液壓路的扭矩轉(zhuǎn)速，由第一扭矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得輸入轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速即可 （2-4） 式中 為轉(zhuǎn)向液壓分流比。 3、通過(guò)在輸油路上安裝油耗儀，測(cè)量燃油消耗量來(lái)測(cè)試柴油機(jī)的燃油消耗率。將測(cè)得值代入下式 （2-5） 式中 — 燃油消耗率 —燃油消耗量 —發(fā)動(dòng)機(jī)功率 §2.3 主要部件的選擇 §2.3.1動(dòng)力源 LR6105ZT10柴油機(jī)，參數(shù)如下： 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)??????????? LR6105ZT10 發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率?????????? kw 106/118 發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速?????????? r/min 2300 發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式 直接電啟動(dòng) §2.3.2變速箱： 6+2變速箱（東方紅－C1302履帶拖拉機(jī)使用） 各檔傳動(dòng)比： i1=3.5 i2=2.389 i3=2.05 i4=1.833 i5=1.48 i6=0.870 又知中央傳動(dòng)比：iz=2.73 最終傳動(dòng)比：im=3.7 §2.3.3液壓泵的選用： 已知選用90055 轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)的計(jì)算 因設(shè)計(jì)中的給定參數(shù)與東方紅1302R橡膠履帶拖拉機(jī)的結(jié)構(gòu)與性能參數(shù)相近，故設(shè)計(jì)中的未知參數(shù)可參考東方紅1302R橡膠履帶拖拉機(jī)的參數(shù)用以計(jì)算。 滿足車輛轉(zhuǎn)向時(shí)的最大轉(zhuǎn)向阻力距?？捎上率接?jì)算： =（參考文獻(xiàn)《河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)》2005年第6期（2-6） 式中：表示轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力矩 車輛驅(qū)動(dòng)輪半徑＝0.346m 車輛履帶中心距B＝1.435m 差速行星排特性參數(shù)=2.391 末端傳動(dòng)效率 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)輸出效率 履帶車輛驅(qū)動(dòng)段效率 中央傳動(dòng)效率 末端傳動(dòng)比 液壓馬達(dá)到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比取5.5 經(jīng)實(shí)際測(cè)量東方紅1302R橡膠履帶拖拉機(jī)的最大轉(zhuǎn)向阻力距，當(dāng)此型號(hào)拖拉機(jī)在預(yù)計(jì)最大轉(zhuǎn)向阻力距工況下進(jìn)行測(cè)量，其中，在水泥路面上的轉(zhuǎn)向阻力距的測(cè)量結(jié)果為39.4KN·m,粘性土壤路況下的測(cè)量結(jié)果為49.4KN·ｍ。故可計(jì)算得： ＝243N·m 表2-1 液壓泵參數(shù) 排量 輸入速度 理論扭矩 吸油口旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 重量 最小 額定 最大 可達(dá)到 尺寸 cm3 min-1 (rpm) min-1 (rpm) min-1 (rpm) min-1 (rpm) Nm/bar kg m2 kg 55 500 3900 4250 4700 0.88 0.0060 40 §2.3.4測(cè)功機(jī)的選擇： 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率，知需要選用額定吸收功率大于106的測(cè)功機(jī)，又因電渦流測(cè)功機(jī)的扭矩特性（后面選擇升速裝置時(shí)詳解），選擇ＤＷ250電渦流測(cè)功機(jī)。其參數(shù)如下： 表2-2 ＤＷ250電渦流測(cè)功機(jī)參數(shù) 型號(hào) 吸收功率kW 安定扭矩N·m 最高轉(zhuǎn)速r/min 額定扭矩轉(zhuǎn)速范圍r/min 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 DW250 250 1100 2500 2000~2800 0.88 §2.4各級(jí)轉(zhuǎn)速扭矩的計(jì)算 （2-7） 發(fā)動(dòng)機(jī)到離合器： 變速箱輸出軸轉(zhuǎn)速及扭拒 一檔： 二檔： 三擋： 四擋： 五擋： 六擋： 各擋扭矩： 一檔： 二檔： 三擋： 四檔： 五檔： 六擋： 后橋輸出轉(zhuǎn)速和扭矩 由式 得 表2-3后橋輸出轉(zhuǎn)速和扭矩 轉(zhuǎn)速扭矩 Ⅰ 檔速度 (r/min)/ 扭矩（ kN ） 65.1/14.045 Ⅱ 檔速度 (r/min)/ 扭矩（ kN ） 94.62/9.628 Ⅲ 檔速度 (r/min)/ 扭矩（ kN ） 110．5/8.202 Ⅳ 檔速度 (r/min)/ 扭矩（ kN ） 124.2/7.335 Ⅴ 檔速度 (r/min)/ 扭矩（ kN ） 152.7/5.965 Ⅵ 檔速度 (r/min)/ 扭矩（ kN ） 258.0/3.531 §2.5傳感器的選擇： 需測(cè)的扭矩轉(zhuǎn)速如圖2-1 第一傳感器所測(cè)為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，其大小為 第三、第四傳感器所測(cè)是轉(zhuǎn)向裝置輸出經(jīng)升速裝置升速后的扭矩轉(zhuǎn)速，其大小為 一檔時(shí) 所以 傳感器一、三、四選擇為：ORT-803--1000～2000N.m 圖2-2 ORT-803--1000 N.m 第二傳感器所測(cè)的是液壓泵輸入扭矩轉(zhuǎn)速由§2.3.3知 所以 第二傳感器選用ORT-803--500N.m 圖2-3 ORT-803--500N.m 一、應(yīng)用范圍： ORT-803系列傳感器是一種測(cè)量各種扭矩、轉(zhuǎn)速及機(jī)械功率的精密測(cè)量?jī)x器。應(yīng)用范 圍十分廣泛，主要用于： 1、電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等旋轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備輸出扭矩及功率的檢測(cè)； 2、風(fēng)機(jī)、水泵、齒輪箱、扭力板手的扭矩及功率的檢測(cè)； 3、鐵路機(jī)車、汽車、拖拉機(jī)、飛機(jī)、船舶、礦山機(jī)械中的扭矩及功率的檢測(cè)； 4、可用于污水處理系統(tǒng)中的扭矩及功率的檢測(cè)； 5、可用于制造粘度計(jì)； 6、可用于過(guò)程工業(yè)和流程工業(yè)中。 二、產(chǎn)品系列尺寸參考下表: 規(guī)格 (N.M) Φ d ΦD2 A B C E F G H H1 L 鍵 b*h*l*n 0-100 18 78 8 72 122 31 61 100 54 112 188 6x6x25x1 200 28 92 8 72 123 41 61 100 60 125 209 8x7x35x1 500 38 96 8 72 124 55 61 100 65 135 238 10x8x50x2 1K-2K 48 106 8 69 126 70 78 120 68 144 270 14x9x65x2 5000 75 144 13 69 132 105 85 120 90 185 347 20x14x95x2 表2-4 ORT-803系列傳感器尺寸參數(shù) 三、主要性能及電氣指標(biāo)： 扭矩精度：＜±0.5 % F· S、＜±0.3 % F· S、＜±0.1 % F· S（可選） 頻 率 響 應(yīng)： 100μs 非 線 性： ＜±0.2 % F· S 重 復(fù) 性： ＜±0.1% F· S 回 差： ＜0.1 % F· S 零 點(diǎn) 時(shí) 漂： ＜0.2 % F· S 零 點(diǎn) 溫 漂： ＜0.2 % F· S /10℃ 輸 出 阻 抗： 350Ω±1Ω、700Ω±3Ω、1000Ω±5Ω（可選） 絕 緣 阻 抗： >500MΩ 靜 態(tài) 超 載： 120 % 150% 200%(可選) 使 用 溫 度： －10 ～ 50℃ 儲(chǔ) 存 溫 度： －20 ～ 70℃ 電 源 電 壓： ±15V±5% 總 消耗電流： ＜200mA 頻率信號(hào)輸出： 5KHZ—15KHZ 額 定 扭 矩： 10KHZ±5kHZ （正反雙向測(cè)量值） 信 號(hào)占空比： （50±10）% 四、電氣連接： 如圖2-4所示，扭矩傳感器用一個(gè)航空接頭（X12K5P）與外部設(shè)備連接， 插座端固定在機(jī)殼上。航空插座管腳定義如下圖： 圖2-4 五、安裝方式： (1)水平安裝:如圖2-5所示: 圖2-5水平安裝 2、連接方式： 扭矩傳感器與動(dòng)力設(shè)備、負(fù)載設(shè)備之間的連接 (1)彈性柱銷聯(lián)軸器連接: 如圖2-7所示，此種連接方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，維護(hù)方便。能夠微量補(bǔ)償安裝誤差造成的軸的相對(duì)偏移，同時(shí)能起到輕微減振的作用。適用于中等載荷、起動(dòng)頻繁的高低速運(yùn)轉(zhuǎn)場(chǎng)合，工作溫度為-10-50℃。 圖2-7彈性柱銷聯(lián)軸器連接 (2)剛性聯(lián)軸器連接:這種連接形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，無(wú)補(bǔ)償性能，不能緩沖減振，對(duì)兩軸的安裝精度較高。用于振動(dòng)很小的工況條件。 §2.6數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 采用車輛研究所的數(shù)據(jù)處理采集系統(tǒng)信號(hào)采集及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。系統(tǒng)主要對(duì)在換擋過(guò)程中變速器的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；對(duì)變速器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的反饋信號(hào)進(jìn)行采集轉(zhuǎn)換和處理；變速器不管采用何種方式的控制方法和控制策略，工件壓油驅(qū)動(dòng)的，液壓油壓力大小、油溫的高低、流量大小實(shí)時(shí)反映了變速器的工作狀態(tài)。 故采集自動(dòng)變速器的信號(hào)主要是各種油路的壓力、冷卻油液流量、油溫的高低、變速器輸入輸出轉(zhuǎn)速等根據(jù)數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性要求，合不同信號(hào)的變化率及采樣的離散值所需要達(dá)到的分辨率，確定不同信號(hào)的采樣時(shí)間間隔，傳感器將此多種信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。用計(jì)算機(jī)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行處理， 并將結(jié)果顯示于計(jì)算機(jī)屏幕上。同時(shí)把采集到的信號(hào)與正常信號(hào)進(jìn)行比較，判斷變速器工作是否正常，判斷并指出變速器工作不正常的可能原因，為變速器進(jìn)一步整和維修提供依據(jù)。 第三章 升速裝置的設(shè)計(jì) §3.1液壓泵升速裝置的設(shè)計(jì)（第一升速裝置） 有表2-1可知液壓泵的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速需要達(dá)到泵的額定轉(zhuǎn)速3900r/min， 則升速裝置的升速不為u=1.7 3.1.1 齒輪的設(shè)計(jì) 1確定齒輪材料及熱處理： 根據(jù)條件，大小齒輪均選用20CrMnTi鋼滲碳淬火，硬度56-62HRC。查得彎曲疲勞極限應(yīng)力 查得接觸疲勞極限。 2 按齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （3-1） 1)確定許用彎曲應(yīng)力 按式計(jì)算，取YST=2，SFmin=1.6。因?yàn)辇X輪的循環(huán)次數(shù) N=60nat=60×3900×1×(100×8×5)=9.36×108 取壽命系數(shù) YN=1 MPa 2) 計(jì)算小齒輪的名義扭矩T1 T1=9550×106/3900=259.56N·m 3) 選取載荷系數(shù)K 取K=KAKVK?Ka=3.07 4）初步選定齒輪參數(shù) 5）確定復(fù)合齒形系數(shù) 因兩輪所選材料及熱處理相同，故設(shè)計(jì)時(shí)按小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù) 將上述參數(shù)代入，并取，得 又因需考慮到兩軸中心距 按表查得 m=5 側(cè)中心距 為便于箱體孔加工和校驗(yàn)，取a=223mm. 6）計(jì)算幾何尺寸 3校核齒面的接觸疲勞強(qiáng)度 （3-2） 如前所述，若一對(duì)齒輪均為鋼制，可取彈性系數(shù)ZE=1.89， 齒面許用接觸應(yīng)力 取最小安全系數(shù)SHmin =1.4，ZN=1，Zw=1 因?yàn)?，故接觸疲勞強(qiáng)度也足夠 4齒輪其它形狀尺寸： 表3-1 齒輪形狀尺寸 壓力角 齒頂高 齒根高 齒頂園直徑 齒根圓直徑 基圓直徑 齒厚 Z1 20° 5 6.25 175 158.75 67.3 7.85 Z2 20° 5 6.25 290 283.5 114.3 7.85 3.1.2低速軸的設(shè)計(jì) 由條件可知： 傳輸功率P=106kW，轉(zhuǎn)速n2=2300r/min；傳動(dòng)零件（齒輪）的主要尺寸 m=4 , 齒數(shù)比u=1.69，小齒輪數(shù)z1=33，大齒輪數(shù)z2=56，小齒輪分度圓直徑d1=165,大齒輪分度圓直徑d2=280,中心距a=223mm,齒寬B1=60mm，B2=50mm。 1 選擇軸的材料 該軸無(wú)特殊要求，因此選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼，查得 2 初步估計(jì)軸頸 按扭矩強(qiáng)度估算出端連軸器處的軸頸。查得 45鋼，C=110；輸出軸的功率P2=106×0.99×0.99×0.98kW=102.5kW；輸出軸的轉(zhuǎn)速n1=n2×u=3900 r/min 根據(jù)公式得 為使所選軸頸與連軸器孔徑相適應(yīng)，需同時(shí)選用聯(lián)軸器。從手冊(cè)上查得，LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器 JB/T6140-1992。故取軸與連軸器鏈接的軸頸為45mm。 齒輪簡(jiǎn)圖 圖3-1齒輪簡(jiǎn)圖 3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)齒輪減速器的 簡(jiǎn)圖確定的軸上主要零件的布置 和軸的初步估計(jì)定出的軸頸，進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 裝配方案 及尺寸大小 圖3-2裝配方案 考慮到軸結(jié)構(gòu)的工藝性，在軸的右端和左端均制成2×45°倒角； 4．軸的強(qiáng)度驗(yàn)算 先作出軸的受力簡(jiǎn)圖（即力學(xué)模型） 圖3-3軸的受力簡(jiǎn)圖 1）齒輪上作用力的 大小 轉(zhuǎn)矩 T2=440.13 圓周力 徑向力 2）求軸承的支反力 水平方向上的支反力 垂直方向上的支反力 3）畫彎矩圖 截面C處的彎矩為 水平面上的彎矩 MC=55.5FB×0.001=87.24 垂直面上的彎矩 合成彎矩 4）畫轉(zhuǎn)矩圖 5）畫計(jì)算彎矩圖 因單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，，則截面C處的當(dāng)量彎矩為 圖3-4彎矩圖 6）按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 A. 截面C當(dāng)量彎矩最大，故截面C可能是危險(xiǎn)截面。 已知Me=MvC2=279.92N·m,查得 16.9MPa< B． 截面E處雖然僅受轉(zhuǎn)矩，但其直徑最小，則該平面亦可能為危險(xiǎn)截面 < 所以其強(qiáng)度足夠 3.1.2軸承的設(shè)計(jì) 低速軸選用 圓柱滾動(dòng)軸承 36211 GB283-83 高速軸選用 圓柱滾子軸承 36209 GB283-83 經(jīng)校核軸承滿足要求。 §3.2測(cè)功機(jī)升速裝置的選擇（第二、三升速裝置） 根據(jù)后橋的輸出轉(zhuǎn)速和扭矩 轉(zhuǎn)速扭矩 Ⅰ 檔速度 (r/min)/ 扭矩（ kN m） 65.1/14.045 Ⅱ 檔速度 (r/min)/ 扭矩（ kN m） 94.62/9.628 Ⅲ 檔速度 (r/min)/ 扭矩（ kN m） 110．5/8.202 Ⅳ 檔速度 (r/min)/ 扭矩（ kN m） 124.2/7.335 Ⅴ 檔速度 (r/min)/ 扭矩（ kN m） 152.7/5.965 Ⅵ 檔速度 (r/min)/ 扭矩（ kN m） 258.0/3.531 又DW系列電渦流測(cè)功機(jī)扭矩特性曲線如下 圖3-4 DW系列電渦流測(cè)功機(jī)扭矩特性曲線 可知道后橋輸出轉(zhuǎn)速扭矩不能滿足電渦流測(cè)功機(jī)扭矩特性，如要滿足測(cè)功機(jī)的要求， 需要將輸出轉(zhuǎn)速升高。 選擇升高20倍 以最高擋和最低擋來(lái)計(jì)算： 一擋： 六擋： 有圖可知升速后的扭矩轉(zhuǎn)速滿足電渦流測(cè)功機(jī)扭矩特性， 故選用ZLY224-20-1 減速機(jī) （新鄉(xiāng)恒星傳動(dòng)機(jī)廠） 其技術(shù)參數(shù)如下： 圖3-5 ZLY224-20-1 減速機(jī) 表3-2 ZLY224-20-1 減速機(jī)技術(shù)參數(shù) 規(guī)格 d1 l1 L1 b1 t1 d2 l2 L2 b2 250 48 82 292 14 51.5 110 165 355 28 規(guī)格 t2 A B H a C m 1 m 2 m 3 250 116 830 450 594 430 50 350 - 380 規(guī)格 n 1 n 2 e 1 e 2 e 3 h d 3 n 重量 250 80 190 145 184 293 280 28 6 252kg 承載能力： 表3-2 ZLY224-20-1 減速機(jī)承載能力 公稱轉(zhuǎn)速 r/min 輸入功率 kw 輸入 n1 輸出 n2 1500 75 142 1000 50 95 700 38 76 減速器適用范圍 1、高速軸轉(zhuǎn)速不大于1500轉(zhuǎn)/分。 2、齒輪傳動(dòng)圓周速度不大于20米/秒。 3、工作環(huán)境溫度為-40-45℃。如果低于0℃，啟動(dòng)前潤(rùn)滑油應(yīng)預(yù)熱至0℃以上，本減速器可用于正反兩個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)。 安裝方案：為適用于試驗(yàn)臺(tái) 選用Ⅰ方案（圖3-6） 圖3-6減速器安裝方案 冷卻方法：沒有 廠房較大 P2 =105kw 升速裝置選擇確定。 第四章 聯(lián)軸器的選用 §4.1發(fā)動(dòng)機(jī)到第一傳感器的連軸器 （1）類型選擇 為了避免不同軸心 選用籠型同步萬(wàn)象聯(lián)軸器。 （2）載荷計(jì)算 公稱轉(zhuǎn)矩 由式 Tc=KWKKzKt 查得 動(dòng)力機(jī)系數(shù) Kw=1.2 工況系數(shù) K=1.5 啟動(dòng)系數(shù) Kz=1.0 溫度系數(shù) Kt=1.1 故計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 （3）型號(hào)選擇 從標(biāo)準(zhǔn)查的BJC型球籠型同步萬(wàn)象聯(lián)軸器，其參數(shù)如下 BJC型球籠型同步萬(wàn)象聯(lián)軸器 表4-1 BJC型球籠型同步萬(wàn)象聯(lián)軸器參數(shù) 型號(hào) JB/T6140-1992 Td: /N·m TN /N·m 許用轉(zhuǎn)速 /r·min-1 a 游動(dòng)量 dmax 靜止 轉(zhuǎn)動(dòng) BJ95C QWLZ2 1130 2500 3300 38° 25° ±10 50 故適用。 §4.2 第一傳感器到第一升速器之間的連軸器 （1） 類型選擇 為了隔離振動(dòng)與沖擊，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。 （2）載荷計(jì)算 公稱轉(zhuǎn)矩 由式 Tc=KWKKzKt （4-1） 查得 動(dòng)力機(jī)系數(shù) Kw=1.2 工況系數(shù) K=1.5 啟動(dòng)系數(shù) Kz=1.0 溫度系數(shù) Kt=1.1 故計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 （3）型號(hào)選擇 從標(biāo)準(zhǔn)查得LX3彈性柱銷聯(lián)軸器 公稱直徑Tn 1250/N·m 許用轉(zhuǎn)矩[n] 4750/r·min-1 J1型軸孔，軸頸為30~48mm，質(zhì)量8kg，故適用。 配合使用 為 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 0.026/kg·m2 §4.3第一升速裝置到第二傳感器之間的聯(lián)軸器 （1）類型選擇 為了隔離振動(dòng)與沖擊，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。 （2）載荷計(jì)算 公稱轉(zhuǎn)矩 由式（4-1） Tc=KWKKzKt 查得 動(dòng)力機(jī)系數(shù) Kw=1.2 工況系數(shù) K=1.5 啟動(dòng)系數(shù) Kz=1.0 溫度系數(shù) Kt=1.1 故計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 （3）型號(hào)選擇 從標(biāo)準(zhǔn)查得LX2 公稱直徑Tn 560/N·m 許用轉(zhuǎn)矩[n] 6300/r·min-1 J1型軸孔 ，軸頸為30~48mm 質(zhì)量5kg 故適用。 配合使用 為 GB/T 5014-2003 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 0.009/kg·m2 第二傳感器到液壓泵之間的聯(lián)軸器 選用 LX2 公稱直徑Tn/ 560N·m 許用轉(zhuǎn)矩[n] 6300/r·min-1 J1型軸孔 ，軸頸為30~48mm 質(zhì)量5kg 故適用。 配合使用 為GB/T 5014-2003 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 0.009/kg·m 第一升速裝置到變速箱之間的連軸器 （1） 類型選擇 為了避免不同軸心 選用籠型同步萬(wàn)象聯(lián)軸器。 （2）載荷計(jì)算 公稱轉(zhuǎn)矩 由式 Tc=KWKKzKt 查得 動(dòng)力機(jī)系數(shù) Kw=1.2 工況系數(shù) K=1.5 啟動(dòng)系數(shù) Kz=1.0 溫度系數(shù) Kt=1.1 故計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 （3）型號(hào)選擇 從標(biāo)準(zhǔn)查的BJC型球籠型同步萬(wàn)象聯(lián)軸器，其參數(shù)如下 BJC型球籠型同步萬(wàn)象聯(lián)軸器 驅(qū)動(dòng)橋到第二、第三升速裝置的聯(lián)軸器選擇 (1) 類型選擇 為了隔離振動(dòng)與沖擊，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。 (2) 載荷計(jì)算 公稱轉(zhuǎn)矩 由式 Tc=KWKKzKt 查得 動(dòng)力機(jī)系數(shù) Kw=1.2 工況系數(shù) K=1.5 啟動(dòng)系數(shù) Kz=1.0 溫度系數(shù) Kt=1.1 故計(jì)算轉(zhuǎn)矩為： （3）型號(hào)選擇 從標(biāo)準(zhǔn)查得LX3彈性柱銷聯(lián)軸器 公稱直徑Tn 35500/N·m 許用轉(zhuǎn)矩[n] 1600/r·min-1 J1型軸孔，孔徑110~180 質(zhì)量8kg 又因升速裝置輸出軸d2=110mm LX10聯(lián)軸器 GB/T 5014-2003 LX型彈性柱銷聯(lián)軸器 表4-2 LX10型彈性柱銷聯(lián)軸器參數(shù) 型號(hào) 公稱直徑TN/N·m 許用轉(zhuǎn)速/r·min-1 Lx10 35500 1600 第二、三升速裝置到第三、第四傳感器之間聯(lián)軸器的選擇 (1) 類型選擇 為了隔離振動(dòng)與沖擊，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。 (2) 載荷計(jì)算 公稱轉(zhuǎn)矩 由式 Tc=KWKKzKt 查得 動(dòng)力機(jī)系數(shù) Kw=1.2 工況系數(shù) K=1.5 啟動(dòng)系數(shù) Kz=1.0 溫度系數(shù) Kt=1.1 故計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 又因升速裝置輸出軸d1=48mm如圖2所示 傳感器輸入軸d=48mm 如圖4所示 （3）所以選用 LX4聯(lián)軸器 GB/T 5014-2003 表4-3 LX4型彈性柱銷聯(lián)軸器參數(shù) 型號(hào) 公稱直徑TN/N·m 許用轉(zhuǎn)速/r·min-1 Lx4 2500 3870 第三、第四轉(zhuǎn)速扭矩傳感器到測(cè)功機(jī)之間的聯(lián)軸器 （1）類型選擇 為了隔離振動(dòng)與沖擊，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。 （2）載荷計(jì)算 公稱轉(zhuǎn)矩 由式 Tc=KWKKzKt 查得 動(dòng)力機(jī)系數(shù) Kw=1.2 工況系數(shù) K=1.5 啟動(dòng)系數(shù) Kz=1.0 溫度系數(shù) Kt=1.1 故計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 又因升速裝置輸出軸d1=48mm如圖2所示 傳感器輸入軸d=48mm 如圖4所示 （3）所以選用 LX4聯(lián)軸器 GB/T 5014-2003。 第六張結(jié) 論 本機(jī)械液壓雙功率流系統(tǒng)（轉(zhuǎn)向裝置）試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，是通過(guò)查閱大量的資料和實(shí)地考察實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)臺(tái)，以待測(cè)產(chǎn)品為依據(jù)結(jié)合實(shí)驗(yàn)室已有的試驗(yàn)場(chǎng)地和設(shè)備經(jīng)行的設(shè)計(jì)。試驗(yàn)臺(tái)為開式試驗(yàn)臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于布置，但無(wú)法經(jīng)行功率的在運(yùn)用。 試驗(yàn)臺(tái)通過(guò)各扭矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速對(duì)轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)行性能分析。因試驗(yàn)臺(tái)所用液壓泵的需求試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)安裝了第一升速器，它使液壓泵的輸入扭矩和轉(zhuǎn)速符合液壓泵的要求;又根據(jù)測(cè)功機(jī)的扭矩轉(zhuǎn)速特性曲線選擇安裝了第二升速裝置，使測(cè)功機(jī)的輸入扭矩轉(zhuǎn)速符合其要求。說(shuō)明書最后根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)各級(jí)的轉(zhuǎn)速扭矩選擇安裝了聯(lián)軸器。。 總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)中的一項(xiàng)重要的課程，它不僅幫助我們發(fā)現(xiàn)不足而且給我們思考問(wèn)題、處理問(wèn)題的方法。這對(duì)我們今后的生活是非常有幫助的。 參考文獻(xiàn) [1] 彭文生，李志明，黃花梁 主編．機(jī)械設(shè)計(jì)．北京：高等教育出版社,2002年8月,6—371 [2] 安相璧 主編.汽車試驗(yàn)工程.北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2006年3月,24—330 [3] 陳家瑞 主編.汽車構(gòu)造(上、下).第2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006年1月,199—225 [4] 王望予 主編.汽車設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005年7月:174—212 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本次‘機(jī)械液壓雙功率流系統(tǒng)（轉(zhuǎn)向裝置）試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)’是在導(dǎo)師張文春教授，周志力教授的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的。導(dǎo)師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度和誨人不倦的學(xué)者風(fēng)范以及他實(shí)事求是的工作作風(fēng)給我在大學(xué)后的時(shí)刻上了生動(dòng)的一課，將激勵(lì)我以更積極的態(tài)度投入到以后的工作學(xué)習(xí)中。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，鞏固了我的專業(yè)知識(shí)，提高了我的分析總結(jié)問(wèn)題的能力，進(jìn)一步加強(qiáng)自己獨(dú)立工作和團(tuán)隊(duì)合作的能力。 再次感謝張文春，周志力，牛毅等教授老師給于的極大幫助是我能夠完成本次設(shè)計(jì)，同時(shí)感謝楊少帥，李亞?wèn)|等同組同學(xué)給于的無(wú)私幫助。 最后祝各位老師、同學(xué)工作順利學(xué)業(yè)有成。 35