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1、本科毕业设计题目：中型车性能检测试验台传动系统设计学 院:专 业:学 号:200608147089学生姓名:指导教师:日 期:2010年6月7日武汉科技大学本科毕业设计摘 要 本课题主要进行综合性能检测试验台的设计。通过对市场上已有的汽车性能单项检测台进行比较和分析，设计出一款集底盘测功、制动力检测与车速表校核功能于一体的综合检测试验台。本次设计重点在于试验台的传动系统设计，解决底盘测功与制动力检测过程中的运动相互干涉现象。本文详细地介绍了试验台传动系统的设计过程。通过大量计算分析，最终确定了最佳的总体布置方案、动力传动方案以及相关部件的设计方案。方案中：一方面，DW电涡流测功机对滚筒起加载作
2、用，其电磁转矩等于驱动轮对滚筒的驱动转矩，这样通过测力装置就可以测定出底盘功率和实现车速表校核；另一方面，电动机驱动减速器将动力传给车轮，车轮制动产生反作用力矩，从而测定车轮制动力。该试验台主要特点是将电磁离合器安装在减速器与滚筒之间，实现了结构优化，同时操作方便。此外试验台的各项参数都满足规定要求，功能全面，结构简单紧凑，操作方便有效，能够满足预期功能。关键字： 测功； 试验台； 制动力； 车速表 AbstractThe main content of this subject is to design a rack test with the comprehensive performan
3、ce testing.Through the comparision and analysis of the individual testing rack in the market ,I design a set of test rack which can detect chassis power and bracking force of a car,It can also check the speedometer of a vehicle . This design focuses on the overall structure and settles the problem o
4、f mutual movement inference that appears to chassis detecting and bracking force checking.This article describes the design progress of the overall structure and transmission system in detail.By a lot of calculations and analysis ,I finally determine the best program of overall layout,power transmis
5、sion and related components.In the program,on the one hand the roller is to simulate the real road condition, DW eddy current dynamometer is to load on the drum,so the chassis power and speedometer could be checked.On the other hand the power exported by electric motor is transmitted to the wheel th
6、rough the Reducer, so the wheel braking force could be detected by the reverse torque.The main characteristics of the test is that a clutch is installed in the big gear ,which brings to the structural optimization. In addition, the test rack can meet all the requirements .with full-featured, compact
7、 structure, easy and effective operation .Key words: Dynamometer； Test rack； Braking force； Speedometer目 录1 绪论11.1 概述11.1.1 本课题设计的意义11.1.2 国内外发展现状11.2 试验台工作原理及设计方案11.2.1 试验台设计方案21.2.2 试验台工作原理32 滚筒结构设计42.1 确定滚筒直径及长度42.2 确定滚筒间距42.3 试验台测试能力及稳定性验算42.3.1 制动力验算42.3.2 稳定性分析53 加载装置的选择63.1 选择测功机63.2 加载装置的选型及
8、匹配计算63.2.1 被测车型的基本参数63.2.2 匹配计算64 制动力测试系统的传动设计与计算74.1 电动机选择74.1.1 电动机功率的选择7 4.1.2 电机转速的选取74.1.3 电动机型号选择及主要参数74.2 减速器设计74.2.1 拟定传动方案74.2.2 传动比分配84.2.3 传动装置的运动及动力参数计算84.2.4 蜗杆传动设计计算94.2.5 直齿圆柱齿轮传动设计计算114.2.6 蜗轮轴的设计计算与校核124.2.7 蜗杆轴的设计计算与校核164.2.8 大齿轮轴的设计计算与校核194.2.9 轴承的选取与校核224.2.10 键的选取与校核244.2.11 减速器
9、铸造箱体结构尺寸255 制动力测试系统的附件设计与选择265.1 链传动的设计计算265.2 主要装配零件的选择266 结束语27参考文献28致谢2930武汉科技大学本科毕业设计1 绪论1.1 概述1.1.1 本课题设计的意义 随着我国高等级公路里程的增长，公路路况与汽车性能的改善，汽车行驶车速愈来愈高，但在用汽车随使用时间的延续其动力性将逐渐下降，不能达到高速行驶的要求，这样不仅降低了汽车应有的运输效率及公路应有的通行能力，而且成为交通事故、交通阻滞的潜在因素。因此，在交通部1990年发布的13号令中，特别要求对汽车动力性进行定期检测。汽车的制动性是汽车的主要检测性能之一，是行车安全的重要保
10、障。许多重大的交通事故往往与汽车制动性能差而导致的制动距离太长、制动时车辆跑偏等因素有关。因此检测汽车的制动性能是汽车安全性能检测的一项基本并且重要内容。汽车动力性是汽车在行驶中能达到的最高车速、最大加速能力和最大爬坡能力，是汽车的基本使用性能。汽车属高效率的运输工具，运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。这是因为汽车行驶的平均技术速度越高，汽车的运输生产率就越高。而影响平均技术速度的最主要因素就是汽车动力性。车速表是提供汽车行驶速度信息的重要仪表，驾驶员在行车途中能够正确掌握车速，是提高运输生产力与保证安全行车的关键。驾驶员对行车速度的掌握，虽然可以依据主观估计来进行，但由于人对速度
11、的估计往往会因错觉而造成误差，再加上车速表使用时间长后内部磁场减弱、车轮直径磨损减小等原因造成的误差，检验车速表对于保障行驶安全的意义也是非常重大的。综上所述，汽车的制动性、动力性、车速表的检测非常必要，必须定期检查。这不仅可以减少交通事故发生的概率，同时还能提高车辆的运输生产率。1.1.2 国内外发展现状目前在国内市场上，单项检测设备有很多种类，其中汽车制动性检测设备主要有测力式制动试验台、惯性式制动试验台和多功能综合式试验台。汽车动力性检测设备主要有惯性式底盘测功机、测力式底盘测功机和综合是底盘测功机。车速表检测试验台主要有标准型车速表试验、驱动型车速表试验台和综合型车速表试验台。这些设备
12、都只能对汽车的单项性能进行检测，它们在测试各自的性能时存在着一些不足。与此同时这些设备在结构上具有许多相似之处，我们可以在这些单项设备基础上设计出综合性能检测设备，这样可以大大节省检查站的成本。1.2 试验台工作原理及设计方案1.2.1 试验台设计方案具体的总体方案图如下：1) 方案一： 1.电动机 2.减速器 3.超越离合器 4.滚筒 5.速度传感器 6.链传动 7.电磁离合器 8.测功机 9.举升装置 10.轴承 车辆驶入滚筒后，放下举升器，启动车辆，电磁离合器8连接，超越离合器3分离，动力传至测功机9，测功机吸收功率后对滚筒进行加载，由此测出驱动力和车速；接着断开电磁离合器8，超越离合器
13、3接合，启动电机，动力经减速器传给滚筒从而带动滚筒旋转，此时用力踩下制动踏板，制动器摩擦力矩使车轮减速旋转，其产生的反作用力矩，使浮动减速器壳体和测力杠杆一起摆动，从而测出制动力。2) 方案二：1.电动机 2.减速器 3.指示与显示装置 4.电磁离合器 5.滚筒 6.速度传感器 7.链传动 8.电磁离合器9.测功机 10.举升装置 11.轴承 车辆驶入滚筒后，放下举升器，启动车辆，手动控制电磁离合器8连接，电磁离合器4断开，动力传至测功机9，测功机吸收功率后对滚筒进行加载，由此测出驱动力和车速；接着断开电磁离合器8，接合电磁离合器4，启动电机，动力经减速器传给滚筒从而带动滚筒旋转，此时用力踩下
14、制动踏板，制动器摩擦力矩使车轮减速旋转，其产生的反作用力矩，使浮动减速器壳体和测力杠杆一起摆动，从而测出制动力。3) 两种方案的比较 方案一中选择在大齿轮内安装超越离合器，以解决底盘测功和制动力检测过程中运动相互干涉的问题；而方案二是选择在减速器与滚筒间安装电磁离合器以实现同样的目的。两种方案在理论上都是可行的，但与方案一相比较，方案二操作方便，且其使用的电磁离合器有启动转矩大，结构简单，转动惯量小，响应迅速，使用寿命长，可近远控制的优点。因此选择方案二。1.2.2 试验台工作原理1) 动力性检测及车速表校核车辆驶入试验台后，放下举升器，启动车辆，电磁离合器8连接，电磁离合器4断开，动力传给测功器，测功器吸收驱动车轮输出功率的同时，对滚筒加载；与此同时，测力装置和速度传感器测出驱动力和车速，并通过指示装置显示。2) 制动性检测动力性检测完成后，启动电动机，电磁离合器4连接，电磁离合器8断开，动力经减速器传到滚筒上，从而带动车轮低速运转，接着用力踩下制动踏板。此时，车轮制动力产生的摩擦力矩作用在滚动上，与滚筒的转动方向相反，因而产生一反作用力矩。减速器壳体在这一反作用力矩作用下，其前端发生偏转，通过测力装置可测出制动力大小。2 滚筒结构设计
