【正文】 動循環(huán)變化，修正系數(shù) ? 為 。mm Ⅱ Ⅱ 截面為： 2 2 2 22 3 9 5 4 . 0 4 8 1 7 9 8 . 4 7VHM M M?? ?? ??? ? ? ?N178。mm （ 4）作合成彎矩圖（圖 ） 22HVM M M?? Ⅰ Ⅰ 截面為： M?左 22HVMM????左 222 3 9 1 0 3 .8 4 2 2 8 7 9 8 .6??N178。mm= 178。 2 4 7 7 .7 622VA lF? ? ?N178。178。 支點反力為： 2 4 7 4 1 .9 422tH A H B FFF? ? ?N = Ⅰ Ⅰ 截面處的彎矩為： M HⅠ =179。 （ 4）確定各軸段的長度 齒輪輪寬為 124mm， 為保證齒輪固定可靠，軸段 ③ 的長度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度，取為 122mm；查有關(guān)軸承的手冊， 6215 型深溝球軸承的寬度 B=25mm，則軸承支點間的距離 ? ?197 29 25l ? ? ?????mm=193mm；根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定距離 要求，取 l? =80mm；查閱有關(guān)的聯(lián)軸器手冊取 l?? =107mm；在軸段 ① 、 ③ 上分別加工出鍵槽，使三個鍵槽處于軸的同一圓柱線線上。齒輪的周向固定采用平鍵連接，同時為了保證齒輪與軸有良好的對中性，故采用 H7/r6 的配合。 （最小直徑） d≥ 3PCn =（ 107～ 118） 23 10T? =（ 107～ 118） 36294000 10??mm =～ 考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在 ，故需將估算直徑加大 3%～ 5%，取為 ～ 。 mm （ 7）確定危險截面及校核強度 由前面圖可以看出，截面 Ⅰ Ⅰ ， Ⅱ Ⅱ 所受轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩 eeMM? ?? ，且軸上還有鍵槽，故截面 Ⅰ Ⅰ 可能為危險截面。 Ⅰ Ⅰ 截面： ? ? ? ?2222 265 406 294 000eM M T?? ?? ? ? ? ?右 N178。 mm Ⅱ Ⅱ 截面為： 2 2 2 24 2 8 8 6 . 0 3 7 9 4 2 7 . 5 0VHM M M?? ?? ??? ? ? ?N178。 mm （ 4）作合成彎矩圖（圖 ） 22HVM M M?? （ 31） Ⅰ Ⅰ 截面為： M?左 22HVMM????左 224 9 5 7 1 .1 1 2 3 3 5 3 7 .5 9??N178。 mm Ⅱ Ⅱ 截面處的彎矩為： M VⅡ 29 mm =178。 mm= N178。 1972 N178。 （ 2）作水平面內(nèi)的彎矩圖（圖 31c）。 （ 3）確定各 軸段的直徑 如 圖 31a 所示，軸段 ① （外伸端）直徑最小， d1=38mm； 考慮到要對安裝在軸段 ① 上的聯(lián)軸器進行定位，軸段 ② 必須滿足軸承內(nèi)徑的標準，故取軸段 ②的直徑 d2=45mm（選擇軸承型號為 6409 GB/T29694）；為了便于拆卸左右軸承，可查出 6904 型深溝球軸承的安裝高度為 5mm，取 d5=55mm；小齒輪孔徑 d3=48mm，軸間高度為 h=5mm，則 d4=58mm。 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案 （如圖 31a 所示） （ 2）確定軸上零件的位置和固定方式 齒輪從軸的右端裝入，如上圖所示，齒輪的左端用軸肩固定，右端用套筒固 定，這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定。12 ，兩箱共 16 個。 軸承端蓋螺釘直徑： GB578386 M10179。 蓋與座連接螺栓：螺栓 GB578386 M12179。 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 2? ： 2? =14mm。 軸承旁凸臺半徑 1R ： 1R = 2C 。24mm= ，取 3d =10mm。 蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 2d ： 2d = fd =179。310 +12=，取 fd =24mm。 箱蓋凸緣厚 1b ： 1b =? =15mm。 箱體壁厚 ? ： +1=179。 驗算齒輪的圓周速度 由齒輪的圓周速度公式 v = 1160 1000dn?? 求得齒輪的圓周速度最大值為 ，查有關(guān)齒輪設(shè)計手冊，先擇齒輪精度為 6級，與預(yù)選值相符。 SY 查有關(guān)齒輪手冊，得 1SY? ， 2SY? （差值法） 。 a = ? ?122cosnm z z?? = ? ?5 24 962cos15??? mm= 圓整后取中心距為： a =310mm 圓整中心距后確定的螺旋角 ? 為： ? = ? ?12arccos 2nm z za?= ? ?5 2 4 9 6ar cc o s 2 3 1 0??? =? =143524? ?? 14 主要尺寸計算 1d = 1cosnmz? = 5 ? ? mm= 2d = 2 5 96cos cos 14 .59nmz? ?? ?mm= 1b = 1d? =1179。 EdHKT u Zu????? ???? = 23 294 000 5 189 .81 4 476? ? ?????? ??mm = nm = 1110 9/4=179。(10179。 ZE 查有關(guān)齒輪手冊，得 ZE=。 Z1，螺旋角 β 和齒寬系數(shù) ψ d 小齒輪 Z1取 24，則大齒輪齒數(shù) Z2=24179。 N178。 ??15 在此次設(shè)計中，小齒輪選用 45 號鋼調(diào)質(zhì)，硬度為230HBS；大齒輪選 45號鋼正火，硬度為 170HBS。升速器的設(shè)計包括齒輪、軸、箱體的設(shè)計以及計算，軸承的選擇與校核， 油封的選擇等，該套升速機構(gòu)的傳動比為 4。 11 第 3章 變速機構(gòu)的設(shè)計 由驅(qū)動電機的參數(shù)可見，電機最大轉(zhuǎn)速為 1500 r/min，最大轉(zhuǎn)矩 為 178。其參數(shù)為：額定功率 37KW；滿載轉(zhuǎn)速 1480r/min；堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 178。 = KW。179。則 試 驗 臺 總 傳 動 效 率 η = 179。m/4600r/min 。由于變速器從開始正常工作到 發(fā)生疲勞失效需很長的時間，因此在試驗臺上需要按與實際相近的循環(huán)作長期連續(xù)的工作。 另外，由于蝸輪蝸桿的相互制約，系統(tǒng)被鎖死，保持系統(tǒng)儲備內(nèi)力而不運轉(zhuǎn)。 ??7 傳動系統(tǒng)的工作原理 傳動系統(tǒng)組成 如圖 23 所 示， 該試驗臺 傳動 系統(tǒng)是由驅(qū)動電機、轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)矩加載器、兩個齒輪箱、傳動軸和兩個變速器（一個被 試 變速器，一個陪 試 變速器）組成的一個封閉的傳動系統(tǒng)。這一點是閉式變速器試驗臺難以辦到的。在開式試驗臺上，陪試變速器實際只起到一般升降速器的作用，為了滿足負載裝置的特性要求，而利用它將轉(zhuǎn)速變到一定范圍。 上述四種負載裝置中，目前應(yīng)用最多的是電渦流測功機和電力測功機。 ??6 閉式試驗臺與開式試驗臺比較 國內(nèi)外變速器總成疲 勞試驗臺的形式很多，但就其功率循環(huán)的方式而言，都可以歸納為兩大類，即開式試驗臺和閉式試驗臺，現(xiàn)分別 闡述 如下 ： 開式試驗臺與閉式試驗臺相比較而言各有各的優(yōu)點和缺點，開式試驗臺的特點是：由驅(qū)動電機輸出功率，通過被試變速器和陪試變速器后，即被負載裝置（各種測功機）全部吸收并消耗掉，下圖為幾種方案（圖中的幾種聯(lián)接方式都是針對變速器傳動效率試驗的，但也可以用來進行變速器總成疲勞試驗，只是不需要測量輸出扭矩的裝置）。 在變速器中，滾動軸承的損壞主要有： （ 1）滾子、滾道表面剝落（接觸疲勞）。 （ 5）塑性變形 當輪齒材料較軟而載荷較大時，輪齒表面的材料將沿著摩擦力方向發(fā)生塑性變形，導致主動輪齒面節(jié)線附近出現(xiàn)凹溝，從動輪齒面節(jié)線附近出現(xiàn)凸棱，齒面的 正常 齒形被破壞，影響齒輪的正常嚙合，這種現(xiàn)象稱為齒面塑性變形。當兩齒面相對轉(zhuǎn)動時，較軟齒面上的金屬從表面被撕落下來，而在齒面上沿滑動方向出現(xiàn)條 狀 傷痕，這種現(xiàn)象稱為齒面膠合。點蝕發(fā)生后，破壞了齒輪的正常工作，引起振動和噪聲。 變速器齒輪的損壞形式主要有以下幾種： （ 1）輪齒折斷 輪齒折斷是指齒輪的一個或多個齒的整體或其局部的折斷，輪齒折斷通常 5 有疲勞 折斷和過載折斷兩種。 第 2章 傳動系統(tǒng)的 總體設(shè)計 設(shè)計方案論證 本次設(shè)計的題目是變速器 性能閉式試驗臺傳動機構(gòu)的 設(shè)計，是在目前現(xiàn)有的開式試驗臺的基礎(chǔ)上進行的一次改進性設(shè)計。 它的特點是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作較復(fù)雜，控制繁瑣，通用性差，但是功耗少、投資省 ，適用于變速器性能試驗 。目前，傳統(tǒng)的汽車變速器試驗臺的形式主要有以下幾種： 常見的開式功率流汽車傳動系零部件試驗臺由驅(qū)動裝置、加載裝置、測量裝置 、 被試裝置等四部分組成，如圖 所示 。二十世紀初期，美國人亨利 178。在此領(lǐng)域各國都在潛心研究，以不斷提高試驗的準確性，從而提供更可靠的試驗數(shù)據(jù)，為社會服務(wù)。 2 汽車零部件試驗在汽車設(shè)計和制造領(lǐng)域占據(jù)重要的地位，因此試驗臺的種類也很多，有的結(jié)構(gòu)簡單，但耗費較高，有的現(xiàn)代化程度高 ， 適合規(guī) 模大、效益高的大型試驗部門使用，但造價昂貴。正是由于這些曲折和波折，使我國汽車業(yè)的設(shè)計、制造、應(yīng)用等各領(lǐng)域的技術(shù)水平均大幅落后于其他發(fā)達國家 ， 汽車試驗領(lǐng)域也是沒有例外。由于眾所周知的原因，我國的汽車工業(yè)雖起步于上世紀 50 年代，但卻躑躅 于 60年代，徘徊在 70年代，直到改革開放我國政府提出把汽車工業(yè)作為支柱性產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展，才開始快速發(fā)展。由于一直緊跟國外先進汽車的試驗研究方法，從理論上也達到了較高的水平，基本上達到了世界的平均水平，但是受到技術(shù)和成本的限制，尚未普遍應(yīng)用于科研、教學和生產(chǎn)部門。 ??1 汽車變速器是汽車構(gòu)造上的一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用條件復(fù)雜、可靠性要求高的重要部件，因此從產(chǎn)品開發(fā)到生產(chǎn)直至使用都要對其進行大量的試驗，以確定其各種性能參數(shù)，為汽車的生產(chǎn)、銷售以及維修單位和汽車的使用者提供可靠的參考，防止出現(xiàn)重大的事故。由于汽車工業(yè)與其他工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和人民的日常生活密切相關(guān)，汽車質(zhì)量引起人們的廣泛重視。 ??3 3 汽車變速器性能試驗臺國內(nèi)外發(fā)展概況 汽車變速器是汽車構(gòu)造上的一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用條件復(fù)雜、可靠性要求高的重要部件，因此從產(chǎn)品開發(fā)到生產(chǎn)到使用都要對其進行大量的試驗。 圖 11 開式功率流變速器試驗臺 機械封閉式試驗臺，是目前為止國內(nèi)汽車變速器驅(qū)動橋齒輪試驗中應(yīng)用最多的試驗臺。 在這部分里主要完成 傳動機構(gòu) 的設(shè)計（包括升速器 、傳動軸和鎖止裝置的設(shè)計 ，不包括加載器的設(shè)計 ） 以及 電動機及 傳感 器 、單向離合器 的選 型。也常出現(xiàn)因變速器內(nèi)的金屬塊（如斷齒、軸承碎塊等）擠壓進齒輪嚙合處而將殼體脹裂的情況。如果接觸應(yīng)力超過了輪齒材料的接觸疲勞極限時，齒面上出現(xiàn)不規(guī)則的細微的疲勞裂紋，隨著裂紋的蔓延、擴展而導致齒面表層上的金屬微粒剝落，形成麻點狀的凹坑，這種現(xiàn)象稱為齒面疲勞點蝕。 （ 3）齒面膠合 在高速重載的齒輪傳動中，由于齒面間的壓力較大，相對滑動速度較高，因而發(fā)熱量大， 使 嚙合區(qū)溫度升高、油膜破裂而引起潤滑失效，相嚙合兩個齒面的局部金屬直接接觸并在瞬間互相粘連。齒輪的磨損有磨粒磨損和跑合磨損兩種。 （ 3）軸頸剝落 由于變速器第二軸有的部位以軸頸作為軸承內(nèi)滾道用，直接與滾針接觸 ，所以在使用過程中易于出現(xiàn)軸頸剝落。 同步器的失效，主要是由于同步環(huán)磨損，致使后備行程消失造成的。 這種負荷裝置是近幾年才用于汽車試驗領(lǐng)域的，其主要特點是：負荷控制方便 、 噪聲小 、 低速加載性能好 ， 但其滑差功率?。ù?扭矩 時允許的轉(zhuǎn)速很低），所以只適用于小噸位車輛變速器疲勞壽命試驗。在機械 封閉式試驗臺上，陪試變速器的速比一定要與被試變速器相同，而且每次試驗時一定要掛同一擋位。這樣， 既 可以降低陪試變速器的損耗，又能減少拆裝工作量，縮短試驗輔助時間，加快試驗進度。 缺點：試驗功率不能循環(huán)，能量不能反饋，而是全變?yōu)闊崮苌⑹У袅?，所以耗電量大，不適用于進行大噸位車輛的變速器試驗。通過旋轉(zhuǎn)蝸桿和觀察轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器上的讀數(shù)，控制加載力矩的大小 。由于變速器輸入軸和輸出軸轉(zhuǎn)速不同，為保證系統(tǒng)主動部分軸及齒輪轉(zhuǎn)速一致，特增加一臺陪試變速器，而且保持兩臺變速器相對布置即被試變速器的輸出軸和陪試變速器的輸出軸相連，動力傳 遞的方式是： 圖 24 動力傳遞路線 則所測機械效率為 : η=12TT （ 21） 、剛度、強度和潤滑試驗 這些試驗為長期試驗，一方面要測定變速器工作到疲勞失效的時間及早期失效發(fā)生的部位，另一方面要根據(jù)觀察并測定在各 擋 位工作參數(shù)的變化情況。該車發(fā)動機的最大功率 110KW/5700r/min， 最大轉(zhuǎn)矩 210N178。 表 21 寶來汽車各擋傳動比 擋 位 1檔 2檔 3檔 4檔 5檔 倒 檔 傳動比 選擇電動機的類型 試驗臺總傳動效率等于各傳動件傳動效率的乘積，查閱相關(guān)手冊得齒輪傳動的效率為 、滾動軸承的傳動效率為 、變速器