【正文】 變速器不同。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。 因此，開式試驗臺的優(yōu)缺點歸納 為： 優(yōu)點：降低陪試變速器的損耗，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。 傳動 系統(tǒng)的工作過程為 ： 系統(tǒng)工作中應(yīng)控制并讀取轉(zhuǎn)速，一方面在試驗中保持系統(tǒng)工作轉(zhuǎn)速不變，另一方面要對系統(tǒng)進行多種轉(zhuǎn)速情況下試驗，因此應(yīng)選擇調(diào)速電機并采用操縱方便數(shù)據(jù)讀取準(zhǔn)確的單片機通過鍵盤對系統(tǒng)進行模式輸入。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 。 工作時由電動機驅(qū)動系統(tǒng)。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。在此期間要加強對系統(tǒng)尤其是對箱體的冷卻。該車發(fā)動機的最大功率 110KW/5700r/min， 最大轉(zhuǎn)矩 210N178。 ??14 為了滿足試驗臺應(yīng)用的廣泛性，選擇儲備系數(shù) K=。 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 、變速器的傳動效率為 、聯(lián)軸 器 的 傳 動 效 率 為 。179。 4179。= 。(1 η )=110 179。電機的儲備系數(shù) K=,則所選電機功率為： Pw =179。 由同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min，查《機械設(shè)計課程設(shè)計》后，選用 驅(qū)動 電機 型號為 Y225S4。 m；最大轉(zhuǎn)矩 178。 本章小結(jié) 本章分析比較了開式 試驗 臺與閉式 試驗 臺的優(yōu)缺點，在此基礎(chǔ)上對設(shè)計 方案的可行性進行了可靠的論證，確定了傳動機構(gòu)總體布置方案，闡述了傳動系統(tǒng)的各部分工作原理，在粗估整個試驗臺的功率損失后，為系統(tǒng)選擇電動機的型號。 m。升速器由單級斜齒圓柱齒輪副構(gòu)成，主要功能是在電動機帶動變速器旋轉(zhuǎn)過程中提高輸出軸的轉(zhuǎn)速，降低轉(zhuǎn)矩。 齒輪的設(shè)計與校核 選擇齒輪材料及精度等級 制造齒輪最常用的材料為 45 號鋼， 45號鋼經(jīng)過不同的熱處理方法可以滿足不同的應(yīng)用范圍。調(diào)質(zhì) 12 處理是在淬火后高溫回火，用來使鋼獲得高的韌度和足夠的強度，很多重要零件是經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理的。 因為該升速機構(gòu)的轉(zhuǎn)速較高，初選 6 級精度，要求齒面粗糙度 Ra≤ ～ 。 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 T1 T1=210179。 m=179。 mm K 設(shè)齒輪按 6級精度制造 ， 取載荷系數(shù) K=。4=96 ，初選 β =15176。 因單級直齒圓柱齒輪為對稱布置，而齒輪表面 均 為軟齒面，查機械設(shè)計手冊，確定選取 ψ d=1。 [σ H] 查有關(guān)齒輪手冊，得 lim1H? =560MPa， lim2H? =530MPa， SH=1； N1=60njLh=60179。1179。52179。10 9 N2=N1/i=179。10 9 查手冊，得 ZN1=， ZN2=； 13 ? ?1H? = 1 lim1NHHZ S? = 5301? MPa= 故 1d ≥ ? ? ? ? 213 1 7cosd z ? =1 cos15z??mm= 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) nm =4。因此重選 nm =5，以達到加大中心距的目的。124mm=124mm 取 1b =130mm， 2b =124mm(為了補償安裝誤差，通常使小齒輪齒寬略大些 )。 確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)： 11 3322 3324 26c o s c o s 1 4 .5 996 106c o s c o s 1 4 .5 9VVzzzz??? ? ??? ? ?? FY 查有關(guān)齒輪手冊，得 1FY? ， 2FY ? （差值法） 。 ? ?F? 查 手冊，得 lim1F? ? 210MPa， lim2H? =190MPa， FS =， 1NY =， 2NY =； 15 ? ?1F? = 1 lim1NFFY S? =? MPa= ? ?1F? = 121 cos FSnKT YYbm z ? =21 . 6 1 . 5 2 9 4 0 0 0 c o s 1 4 . 5 9 2 . 6 2 7 1 . 5 9 71 2 4 5 2 4? ? ? ? ????mm =＜ ? ?1F? 2F? = 22111FSFFFYYYY? = 2 .1 7 8 1 .8 0 53 8 .5 9 2 .6 2 7 1 .5 9 7?? ?MPa=＜ ? ?2F? 齒根彎曲強度校 核 合格。 幾何尺寸計算 2anhm? =5mm， 2 ? = ? ?2 2 2 496aad d h? ? ? ? ? ? ? ?mm=506mm ? ?2 2 22 4 9 6 2 6 .2 5ffd d h? ? ? ? ?mm= 由于 2ad ＞ 500mm，因此采用輪腹式結(jié)構(gòu)。 箱體結(jié)構(gòu)尺寸的計算 有關(guān)箱體結(jié)構(gòu)尺寸的計算可以查閱減速器設(shè)計資料，根據(jù)箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計算公式求得的尺寸值如下所示。310+1= mm ，取 ? =10mm。310+1= ， 取 1? =10mm。 箱座凸緣厚度 b ： b =? =15mm。 地腳螺釘直徑 fd ： fd = +12=179。 地腳螺釘數(shù)目 n ： n =6 。24mm=18mm ，取 1d =20mm。24mm=12mm 。 軸承端蓋螺釘直徑 3d ： 3d = fd =179。 定位銷直徑 d ： d =（ ～ ） 2d =～ ，取 d =10mm。 fd ， 2d 至凸緣邊緣距離 2C ： 28mm， 16mm。 凸臺高度 h ：以 便于扳手操作為準(zhǔn)，取 h =130mm。 大齒輪頂圓內(nèi)箱壁距離 1? ： 1? =? =12mm，取 1? =14mm。 箱蓋 ,箱座肋厚 1m ， m ： ?? ， ?? ，取 1m =m =10mm。50 ，兩箱共 12個。50 ，兩箱共 6個。160 ，兩箱共 16 個。40 ，兩箱共 48 個。螺栓 GB578386 M6179。 傳動機構(gòu)的設(shè)計 小齒輪軸的設(shè)計與校核 ，確定許用應(yīng)力 選用 45號鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，查 相關(guān) 手冊得強度極限 B? =637MPa，許用彎曲應(yīng)力 ? ?1b?? =60MPa，毛坯直徑 0d ≤200mm 。由設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑 1d =38mm。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。軸承的外圈位置由軸承蓋頂住，這樣軸組件的軸向位置即可完全固定。 （ 4）確定各軸段的長度 齒輪輪寬為 130mm，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 128mm；為保證齒輪端面與箱 體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距，取該 間 距為 14mm；為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中（軸承寬度為 29mm），并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為 5mm，所 19 以軸段 ④ 長度取為 19mm，軸承支點距離 197l? mm；根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定距離 的 要求，取 80l?? mm；查閱有關(guān)的聯(lián)軸器手冊取 l?? =70mm。 （ 1）畫出軸的受力圖（圖 31b）。 首先對斜齒圓柱齒輪傳動中的主動輪進行受力分析： 2222 2 2 9 4 0 0 0 4496t TF d ???? N= 22tancos nrtFF ???= ?? N= 22 支 點反力為： 1 4 7 4 1 .9 422tH A H B FFF? ? ?N= Ⅰ Ⅰ 截面處的彎矩為： M HⅠ = 179。 mm =178。 （ 19+292 ） N178。 mm （ 3）作垂直面內(nèi) 的彎矩圖（圖 ），支點反力為： 111 5 0 3 .2 622VA lF? ? ?N178。 mm Ⅰ Ⅰ 截面右側(cè)彎矩為： M VⅠ 右 197 mm=178。192VBF ????????=179。 mm=178。 mm 23874? N178。 mm 265406? N178。 mm 90266? N178。 mm （ 6）求當(dāng)量彎矩 因加速機構(gòu)單向運轉(zhuǎn)， 即 可認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變化，修正系數(shù) ? 為 。 mm 318681? N178。 mm 198154? N178。但由于軸徑 d3＞ d2，故也應(yīng)對截面 Ⅱ Ⅱ 進行校核。 22 L=197F t 1F a 1F r 1F HA F HBF t 1M HCd 1d 2d 3d 4d 5d 212345ΙΙΙΙΙΙL / 28060AB( a )( b )( c ) 23 F VA F VBF r 1F a 1M VC1M VC2MT( d )( e )( f ) 圖 31小齒輪軸設(shè)計 大齒輪軸的設(shè)計與校核 ，確定許用應(yīng)力 選用 45號鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由 設(shè)計 手冊查得強度極限 B? =637MPa，許用彎 24 曲應(yīng)力 ? ?1b?? =60MPa，毛坯直徑 0d ≤200mm 。由設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑 1d =60mm。 （ 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。由于軸承對稱安裝于齒輪的兩側(cè)，則其左軸承用軸肩固定、右軸承由 套筒右端面來定位，軸承的周向固定采用過盈配合。 （ 3）確定各軸段的直徑 如圖 32a 所示，軸段 ① （外伸端）直徑最小， d1=60mm；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(biāo)準(zhǔn)，故取軸段 ②的直徑 d2=75mm（選擇軸承型號為 6215 GB/T29694）；為了便于拆卸左右軸承，可查出 6215 型深溝球軸承的安裝高度為 ，取 d5=84mm；由于大齒輪要做成輪腹式齒輪，齒輪孔徑 ? ? ? ?2 1241 . 2 1 . 5 1 . 2 1 . 5 1 . 2 1 . 5s bld ???～ ～ ～mm= ～，取 sd =83mm，則軸段 ③ 的直徑 ds=83mm；考慮到要對安裝的在軸段 ③ 25 上的大齒輪進行定位，軸段 ④ 上應(yīng)有軸肩，取軸間高度為 h=，則 d4=92mm。 （ 5）按設(shè)計結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖，如圖 32a 所示。 （ 2）作水平面內(nèi)的彎矩圖（圖 32c）。 1932 N178。mm Ⅱ Ⅱ 截面處的彎矩為： M HⅡ =179。mm=178。 1 7 8 3 . 4 4 1 2 3 4 . 3 0 4 9 62 2 2 2 1 9 3arVA FdFF l ???? ? ? ??? ???N = ? ?1 1 7 8 3 . 4 4 2 4 7 7 . 7 6V B r V AF F F? ? ? ?N= Ⅰ Ⅰ 截面左側(cè)彎矩為： M VⅠ 左 193mm= 178。 6 9 4 .3 222VB lF? ? ? ?N178。mm 26 Ⅱ Ⅱ 截面處的彎矩為： M VⅡ mm= 178。mm= 330937N178。mm= 238407N178。mm= 85234N178。mm= 1176000N178。 Ⅰ Ⅰ 截面： ? ? ? ?2222 330 937 117 600 0eM M T?? ?? ? ? ? ?左 N178。mm Ⅱ Ⅱ 截面： ? ? ? ?2222 852 34 117 600 0eM M T??? ??? ? ? ? ?N178。mm （ 7）確定危險截面及校核強度 由圖 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。 27 Ⅰ Ⅰ 截面： 37793530 .1 8 3ee MW? ?? ?? ?MPa= Ⅱ Ⅱ 截面： 37107400 .1 7 5ee MW? ???? ?? ?MPa= 滿足 e? ≤ ? ?1b?? 條件，故設(shè)計的軸有足夠的強度。m ，最大轉(zhuǎn)速nmax=