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1、 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密囗，在 年解密后适用本
2、授权书2、不保密囗 。（请在以上相应方框内打“”）作者签名： 年 月 日导师签名： 年 月 日目 录摘要1Abstract21绪论31.1变速器结构与工作原理的分析31.2汽车变速器性能试验台发展状况41.3本课题的目的和主要研究内容42总体方案论证52.1试验台布置方案的选择62.2加载装置的选择72.2.1电液比例加载系统72.2.2液压加载器83总体技术方案设计93.1电机的选择93.2变速箱的设计93.2.1确定变速箱的主要参数93.2.2齿轮的设计计算及校核93.2.3轴的设计计算及校核143.2.4键的设计计算及校核173.3加载器的选择183.3.1心轴的设计183.3.2内叶片
3、设计193.3.3外叶片设计203.3.4液压缸的设计213.3.5摆缸缸盖的设计233.3.6聚流体的设计243.4传感器的选择253.5联轴器的选择264试验及数据处理方法275 SolidWorks软件简介与建模过程285.1 SolidWorks软件简介285.2 Solidwoks建模285.2.1传动箱建模295.2.2加载装置建模315.2.3总装建模336结束语35致 谢36参考文献3738摘要汽车变速器，是一套用于来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作
4、在其最佳的动力性能状态下。汽车变速器性能试验台是对汽车变速器进行综合性能测试的实验设备。通过试验来检验汽车变速器设计的合理性以及评定变速器的综合机械性能。本论文目的在于阐述我的毕业设计内容-汽车变速器性能试验台设计。试验台选用电封闭试验台。本文主要由五个部分组成。分别是：绪论，总体方案设计，方案论证（计算），微机控制系统设计，Solidworks建模过程。其中方案设计和Solidworks建模是耗时较多，比较重点的部分。后面会详细介绍。关键词：汽车变速器；试验台；Solidworks；微机控制AbstractThe auto transmission is a device used to c
5、oordinate engine speed and the actual speed of the wheel speed, used to play the best performance of the engine. Different variable speed transmission in the car driving the process, between the engine and wheels, shift can make the engine work in the best dynamic performance status.The vehicle tran
6、smission assembly performance test bed vehicle transmission performance testing of laboratory equipment. Test to test the rationality of the design of automotive transmission and assessment of mechanical properties of the transmission. The purpose of this paper is to elaborate on my graduation proje
7、ct content - automotive transmission assembly performance test rig design. The test rig selection of electric closed test bed. In this paper consists of five parts. They are: the introduction, the overall program design, argument (computing), the microcomputer control system design, Solidworks model
8、ing process. Design and Solidworks modeling is time-consuming, compare the part of the focus. Later in detail.Key words: automotive transmission ；testing bed ；Solidworks ；control with microcomputer1绪论 我的题目是“汽车变速器性能试验台设计”。20世纪是汽车工业飞速发展的时代,汽车工业逐步成为许多国家的支柱产业。作为工业产品，汽车具有许多特点：汽车的使用条件复杂，不仅要使用于各种不同的环境，公路，山
9、地，丘陵甚至陡坡，还要被不同人群使用，要求汽车使用方便，简洁易操作。因此汽车的每个零部件都要严格的要求，特别是汽车的重要组成部分，如发动机，变速器，传动系，转向和制动系。一台汽车在出厂之前必然需要许多的试验结果确保其质量合格。汽车变速器性能试验台是对汽车变速器进行综合性能测试的实验设备。通过试验来检验汽车变速器设计的合理性以及评定变速器的综合机械性能。为全面了解减速器总成性能，一般设计以下实验：汽车减速器磨合实验；变速器空载阻力矩实验；变速器加载试验；变速器噪音实验。由于能力经验有限，设计主要完成：变速器加载试验。本次设计的主要任务就是试验台在满足传动效率、疲劳寿命试验要求的前提下，尽可能的满
10、足经济、使用的原则。尽可能多的采用标准件。测控系统采用微机控制比如单片机系统，以方便控制。同时试验数据的采集和数据处理也要达到设计任务的精度要求。试验台应能连续加载和卸载，试验转速能自动调节与控制，同时为了直观的把测试情况呈现给测试者，还应能用数显的方式显示转速和扭矩，数据还要能够打印。三维造型软件现在以广泛运用。我使用的软件是Solidworks。比传统的手工绘图有省时省力，直观详细的优点。1.1变速器结构与工作原理的分析变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置。又称变速箱。汽车变速器是通过改变传动比，改变发动机曲轴的扭力，适应在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行
11、驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。通俗上分为手动变速器(MT)，自动变速器(AT)， 手动/自动变速器，无级式变速器。汽车变速器一般由前箱体和后箱体组成。变速箱由变速传动机构和变速操纵机构两部分组成。变速传动机构的主要作用是改变转矩和转速的数值和方向；操纵机构的主要作用是控制传动机构，实现变速器传动比的变换，即实现换档，以达到变速变矩。机械式变速箱主要应用了齿轮传动的降速原理。简单的说，变速箱内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换档行为，也就是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。如在低速时，让传动比大的齿轮副工作，而在高速时，让传动比小的齿轮副工作。1.2汽车变速器性能试
12、验台发展状况国外较早开始了这方面的研究，如美国Gleason公司在五十年代就设计出用轮系作为加载系统的传动试验台的方案。还有前苏联中央机械制造及设计研究院，美国通用动力公司，德国RENK公司，美国国家航空航天局（NASA）下属的Lewis研究中心，日本丰田汽车公司，法国Skoda公司等。从试验台方案到最终样品制造他们都做了大量的研究，形成了系统的设计模式。国内起步较晚，研究工作始于八十年代。国内较早从事这方面研究的有:重庆大学，郑州研究所，长春汽车研究所，西安重型机械研究所，西安理工大学，合肥工业大学，四川工业大学等单位。他们的成果代表着我国机械试验台的发展水平。1.3本课题的目的和主要研究内
13、容汽车变速器总成在正常情况下工作要满足以下条件：工作平稳，噪声小，足够的刚度和强度的较高的传动效率。其中关键的是变速器能正确的传递扭矩转速以及功率。为全面了解减速器总成性能，一般设计以下实验：汽车减速器磨合实验；变速器空载阻力矩实验；变速器加载试验；变速器噪音实验。由于能力经验有限，设计主要完成：变速器加载试验。2总体方案论证变速器加载试验台是最早出现的一种试验台通常有两大类型，一种是开放式试验台，一种是电封闭式试验台。开式试验台结构如下图所示:功率输入动力区试验区模拟负载区功率损耗图2-1 开式试验台主要结构原理示意图开放式试验台的动力区由电机（或内燃机），调速器以及附属装置组成。它负责向系
14、统提供动力，其中包括转速和扭矩。试验区是由被测装置，变速器，传感器装置以及其他的一些装置组成。模拟负载区及附属装置组成。主要由测功机开放式试验台整套系统的工作原理及工作过程比较简单，整套设备的技术含量低，制造成本相对较低，它的致命弱点是该台架需要大功率动力(驱动电机或内燃机)，能量无法反馈使用。闭式试验台结构如下图所示：功率输入动力区试验区模拟负载区电网图2-2 电封闭式试验台主要结构原理示意图闭式试验台在实现加载的同时能够实现发电的功能。发出的电力通过闭环系统提供给驱动端的电机。常规电封闭系统的优点是能源利用好，效率高，构造简单，能够实现动态加载。缺点是造价昂贵。 借鉴国内外类似试验设备，我
15、最终采用电封闭试验台。初期造价高，但长期使用下来，费用合理。而且没有浪费和污染。经过综合考虑我决定采用可动态加载和改变载荷大小的机械封闭式试验台其结构如下图所示： 图2-3 试验台工作原理示意图其总传动比Z4/Z3Z2/Z1=1.封闭系统封闭功率不是又外力提供，亦不能输出到封闭系统之外这样，动力装置仅用来弥补系统内的损耗功率。一般仅为封闭功率的十分之一到五分之一左右。因此，此封闭系统耗能很少。2.1试验台布置方案的选择 通过反复考虑，最终确定试验台的布置方式。如下图传动箱2被试件传感器传动箱1传感器陪试件 液 压 加 载 器电动机 图2-4试验台布置方案两传动箱总的传动比必须为1，因此选用两个一模一样的变速箱，一边为升速，一边为减速，则可以保证其传动比正好为1。
