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1、本科生毕业设计（论文）开题报告学生姓名：导师姓名、职称：所属学院：专业班级：设计（论文）题目：商用车驱动桥试验台结构设计年月日1目的及意义（含国内外的研究现状分析）1.1 、汽车驱动桥试验台的发展简史及国内外发展现状1893年，美国人福特创造了世界上第一辆装用小型汽油机的四轮车；到 1913 年第一条汽车制造流水线被创造出来，使得汽车产量大量增加。第二次世界大战以后， 汽车的保有量持续增长。 随着汽车的相邻学科和相邻工业的发展，汽车试验技术也就不断得到发展。从 20世纪 70 年代以后， 电子计算机不断运用在汽车试验中， 而且各种试验台也被广泛采用， 使得汽车试验技术日臻成熟。同样，为了快速发
2、展汽车业，我国先后创建看长春第一汽车制造厂、北京汽车制造厂、 襄樊第二汽车制造厂和南京汽车制造厂。与此同时， 大量的汽车试验场也被创建了起来。70 年代末，我国投资创建了目前面积最大、功能最全的海南汽车试验场，并且在安徽、湖北等地也建成了汽车试验场。从90 年代以来，我国还先后创建了北京通州汽车试验场与河北廊坊汽车试验场。然而，我国的第一辆汽车制造于20 世纪 50 年代，故我国的汽车业及汽车试验也是那时候才刚兴起的。虽然到如今有50 余年的发展史，但汽车试验真正取得进步是在 80 年代开始的，因此我国的汽车试验除了积极引进国外的现金技术和设备外， 还必须自力更生， 创造大量的汽车试验仪器和试
3、验场，为我国的汽车试验发展提供试验手段和理论依据。在汽车的传动系统中， 最为重要并且工作条件最为恶劣的部分就是驱动桥。我国的行业标准规定， 新设计或有重大改进的驱动桥定型生产，或进行产品质量考核时，应对驱动桥进行试验。可见，对驱动桥进行试验的重要性。其中，商用车的驱动桥性能和寿命试验是商用车传动系统试验的重要项目。驱动桥与发动机、 离合器、变速器是汽车重要的几个总成部分，故对驱动桥总成试验台的结构进行设计有着重要的意义。在驱动桥测试系统的研究上， 国外商用车的制造商对驱动桥的可靠性进行了比较详细的寿命试验研究。例如，德国RENK 公司和 SCHENCK 公司、英国的 ROMAX 公司和 SMT
4、制造技术有限公司、奥地利的 AVL 公司和美国 BURKE 公司等，这些公司在商用车驱动桥检测试验方面都非常有实力，并且各自占有着一定的市场份额。1.2 、论文研究的目的商用车的驱动桥性能试验在汽车试验方面有着重要的地位，其具有可靠性要求高、使用条件复杂、结构复杂等特点。因此，需要设计出与之测试要求相符的试验台。 该试验台是为了对商用车的驱动桥进行性能考核，以使驱动桥的缺陷和薄弱环节得到充分暴露， 并使其最后成品满足商用车产品的设计要求，同时为驱动桥的生产、销售、维修提供理论保障。1.3 、论文研究的意义汽车在行驶过程中驱动桥会承受各式各样的载荷，这些载荷复杂而沉重，例如制动力矩、扭矩、横纵向
5、的载荷等等。要想让驱动桥在这些复杂载荷的作用下依然能够发挥良好的性能，并具有一定的寿命， 需要驱动桥有足够的强度和刚度。 因此，鉴于汽车的复杂行驶条件， 要想在汽车行驶能安全平稳的行驶，必须对驱动桥进行严格的试验。而此次，是对驱动桥试验台的结构进行设计，这样可以让驱动桥在试验台上模拟汽车实际的行驶状况，而不必进行道路试验，进而简化试验条件和周期，提高驱动桥的试验效率。2研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施2.1 、研究（设计）的基本内容了解汽车驱动桥总成疲劳寿命试验台的系统设计及其工作原理。该驱动桥总成疲劳寿命试验台属于试验测量设备，主要由三个模块组成， 动力模块主要包括机身与
6、夹具系统、液压控制系统、驱动系统、两端加载系统；控制模块包括计算机控制系统； 处理模块包括数据处理系统、 电气控制及能量回馈系统。对试验台机械部分进行设计计算和三维建模。试验台的结构要求合理、 能耗低、易于维修，操作简单。具体的内容可分解为：1. 确定驱动桥试验台的总体方案；2. 设计试验台的传动机构，包括驱动电机的选择、齿轮箱设计等；3. 设计加载机构，包括加载电机的选择、加载机构设计和计算等；2.2 、研究（设计）的目标1. 熟悉驱动桥试验台的系统设计及其工作原理；2. 熟悉并掌 握 利用SolidWorks等建模软件的建模方法，并利用SolidWorks 对试验台的主要结构及零件进行建模
7、设计；3. 学会驱动桥试验台传动系统及加载机构的设计及计算。2.3 、研究（设计）拟采用的技术方案及措施对驱动桥试验台的要求进行分析，制定合理的试验台结构总体方案，并查阅相关资料， 对传动机构及加载机构的相关零件进行选型，主要包括驱动电机的选择和加载电机的选择。 然后再对机构进行建模设计， 并对相关的零件进行强度校核，以检验是否满足机械性能要求。最后，根据设计的任务要求，学习相关软件并运用到此次的毕业设计中。例如，用 ANSYS 对相关零部件进行有限元分析，用 Solidworks完成工作台的建模及运动仿真等。通过仿真的结果反馈，再对试验台的进行调试。具体的技术方案流程图见图2.1 。1收集相
8、关资料，确定 驱动桥试验台的总体 方案熟悉试验台的系统 设计和工作原理了解开式试验台和 闭式试验台的优缺 点，并做出选择设计改驱动桥试验台 的传动机构驱动电机的选择齿轮箱的设计1图 2.1 技术方案流程图2.4 、驱动桥试验台的结构图驱动桥试验台可分为开式试验台和闭式试验台，其中开式试验台是采用可调节转速的直流电动机或变频调速交流电动机作为动力驱动装置，而其加载装置或耗能装置则可采用电力式、液力式和机械式等。 开式试验台虽然可以用于驱动桥的疲劳寿命测试， 但是其能耗太大。 若是采用闭式试验台进行商用车驱动桥的疲劳寿命测试，其运转时的能耗会比开式试验台减少60% 以上。因此，一般驱动桥的疲劳寿命
9、测试都是在闭式试验台上进行的。闭式试验台是指功率流是封闭的试验台。虽然闭式试验台比开式试验台的结构要复杂，但是利用闭式试验台进行试验能大大的节省能耗。因此，采用闭式试验台进行疲劳寿命测试是有很大优势的。具体的闭式试验台结构图见图 2.2 。加载机构的确定用 SolidWorks 构 建 试 验 台 的 模 型，并进行仿真完成设计 任务加载电机的选择加载结构设计和验证1. 驱动电机 2.变速齿轮箱 1 3 、8. 传动轴 4.陪试驱动桥5、6. 变速齿轮箱 2 7.被测驱动桥 9.扭矩传感器10. 加载电机 11.涡轮蜗杆减速器图 2.2 闭式试验台结构图3进度安排第 13 周调研收集资料；第
10、45 周完成总体方案设计和论证；第 68 周完成总体技术方案设计；第 912 周完成机械部件的建模与工程图的设计；第 1314 周编写设计说明书、文字处理；第 15 周准备答辩。4阅读的参考文献不少于15 篇（其中近五年外文文献不少于3 篇）参考文献：1 安相壁. 汽车试验工程 M. 北京: 国防工业出版社出版社 , 2006 2 赵立军, 白欣. 汽车试验学 M. 北京: 北京大学出版社 , 2008 3 赵罘，刘玥 .SolidWorks 2012标准教程 M. 兵器工业出版社， 2011 4 闻邦椿. 机械设计手册（第五版）M. 机械工业出版社 ,2010 5 王新荣，初旭荣 .ANSY
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12、i, Student Member, IEEE, Zongli Lin, Fellow, IEEE, and Paul E. Allaire. Design, Construction, and Modeling of a Flexible Rotor Active Magnetic Bearing Test Rig.IEEE/ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS, VOL.17, NO.6，2012 11 Prabhakar M, Vysakh Vasude van, Sandeep Kumar Veluguri. A Comprehensive CAE Ana
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