畢業(yè)論文汽車主減速器總成檢測(cè)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).doc

淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)課題汽車主減速器總成檢測(cè)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制電路設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師胡冬青2008年5月5日淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院2摘要汽車主減速器是汽車總成的一個(gè)重要部件，其性能對(duì)整車質(zhì)量有著直接影響，在生產(chǎn)線上通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)對(duì)主減速器進(jìn)行全方位的檢測(cè)能夠有效地保證產(chǎn)品質(zhì)量。本文介紹了汽車主減試驗(yàn)臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及技術(shù)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)三種主減速器的綜合性能檢測(cè),并能根據(jù)預(yù)先設(shè)定的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行產(chǎn)品性能評(píng)判。本試驗(yàn)臺(tái)整體結(jié)構(gòu)由工作機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和支撐機(jī)構(gòu)四部分組成。文中詳細(xì)闡述了試驗(yàn)臺(tái)的各零部件的設(shè)計(jì)及必要的計(jì)算過(guò)程，還敘述了對(duì)伺服電機(jī)、減速機(jī)、扭矩傳感器、線性滑軌等外購(gòu)件的選型過(guò)程。最終，完成了試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)要求，給出了所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)的主要技術(shù)指標(biāo)。關(guān)鍵詞:主減速器試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院3AbstractThefinaldriveisanimportantpartintheautomobile，itsperformancehasthedirectinfluencetotheentirevehiclequality,carriesontheomni-directionalexaminationontheproductionlinethroughtheexperimentalsystemoffinaldrivetobeableeffectivelytoguaranteetheproductquality.Thisarticleintroducedthemechanismdesignandthetechnicalrealizationofexperimentalsystemoffinaldrive.Thesystemmayrealizetothreetypesoffinaldriveoverallperformanceexaminations,andevaluatetheproductionperformanceaccordingtothetechniqueparametersbeforehand.Theintegratedstructureofteststandconsistsoffourcomponents，namely：workingmechanism，overturnmechanism，drivemechanismandsupportingmechanismThepaperstatesthedesignandcalculationofpartsandcomponentsforteststandindetailAlsoitintroducetheprocessofpurchasedcomponentsselectionItincludesservoelectromotor，speedreducer，torqueandrotationalspeedsensor，linearguidwayandetcFinally，itaccomplishthedesignrequirementandgiveoutthetechnicalspecificationsoftheteststandKeywords:finaldriveexperimentalsystemmechanismstructure淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院4目錄目錄.41引言.51.1主減速器簡(jiǎn)介.51.2主減速器結(jié)構(gòu)及其分類.61.3汽車檢測(cè)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀.81.4研究主減實(shí)驗(yàn)臺(tái)的作用和意義.102總體方案設(shè)計(jì).112.1常見實(shí)驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)方案概述.112.2總體設(shè)計(jì)思路.113主減速器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).123.1實(shí)驗(yàn)臺(tái)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).123.2工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).133.2.1伺服系統(tǒng).133.2.2減速器的設(shè)計(jì).143.2.2.1行星齒輪傳動(dòng)基本尺寸計(jì)算.153.2.2.2行星齒輪傳動(dòng)受力分析.203.2.2.3行星齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度校核.233.2.3扭矩傳感器.323.2.4花鍵軸的設(shè)計(jì).錯(cuò)誤!未定義書簽。3.3傳動(dòng)提升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).343.3.1直線滑軌.343.3.2氣缸.353.3.3鏈輪組件.363.4支撐機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).374試驗(yàn)臺(tái)使用說(shuō)明.374.1試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)原理.374.2實(shí)驗(yàn)臺(tái)的主要技術(shù)指標(biāo).38總結(jié).39謝辭.40參考文獻(xiàn).41附錄一科技文獻(xiàn)翻譯.42淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院51引言1.1主減速器簡(jiǎn)介主減速器主要由主減速器齒輪和差速器構(gòu)成，結(jié)構(gòu)圖如圖1.1所示，主減速器齒輪采用一對(duì)雙曲面齒輪傳動(dòng)，以改變傳動(dòng)軸線方向，降低轉(zhuǎn)速并增大扭矩。差速器使左右輪差速，由圖中的的行星直齒錐齒輪系實(shí)現(xiàn)。1.1主減速器結(jié)構(gòu)圖主減速器是汽車傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車來(lái)說(shuō)，主減速器還利用錐齒輪傳動(dòng)以改變動(dòng)力方向。汽車正常行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通常在2000至3000r/min左右，如果將這么高的轉(zhuǎn)速只靠變速箱來(lái)降低下來(lái)，那么變速箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比則需很大，而齒輪副的傳動(dòng)比越大，兩齒輪的半徑比也越大，換句話說(shuō)，也就是變速箱的尺寸會(huì)越大。另外，轉(zhuǎn)速下降，而扭矩必然增加，也就加大了變速箱與變速箱后一級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)負(fù)荷。所以，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器，可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如變速箱、分動(dòng)器、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置等傳遞的扭矩減小，也可使變速箱的尺寸質(zhì)量減小，操縱省力。由此可見主減速器在整個(gè)汽車傳動(dòng)系中扮演了非常重要的角色。如圖1.2所示，現(xiàn)代汽車的主減速器，廣泛采用螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。雙曲面齒輪工作時(shí)，齒面間的壓力和滑動(dòng)較大，齒面油膜易被破壞，必須采用雙淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院6曲面圖1.2主減速器外形圖齒輪油潤(rùn)滑，絕不允許用普通齒輪油代替，否則將使齒面迅速擦傷和磨損，大大降低使用壽命。1.2主減速器的結(jié)構(gòu)及其分類1.2.1主減速器的分類主減速器按不同的使用要求，其結(jié)構(gòu)形式也各不相同。按參加減速傳動(dòng)的齒輪副數(shù)目分：有單級(jí)式主減速器和雙級(jí)式主減速器。在雙級(jí)式主減速器中，若第二級(jí)減速器齒輪有兩副，并分置于兩側(cè)車輪附近，實(shí)際上成為獨(dú)立部件，則稱為輪邊減速器。按主減速器主傳動(dòng)比擋數(shù)分：有單速式和雙速式。前者的傳動(dòng)比是固定的，后者有兩個(gè)傳動(dòng)比可以選擇，來(lái)適應(yīng)不同的行駛條件。按齒輪副結(jié)構(gòu)形式分：有圓柱齒輪式(又分為軸線固定式和軸線旋轉(zhuǎn)式即行星齒輪式)、圓錐齒輪式和準(zhǔn)雙曲面齒輪式。1.2.2主減速器的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在以單級(jí)主減速器為例，來(lái)說(shuō)明主減速器的構(gòu)造。圖1.3所示的是單級(jí)主減速器總成的結(jié)構(gòu)圖。其主要靠一對(duì)錐齒輪傳遞扭矩，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)今的汽車的驅(qū)動(dòng)橋大多采用了此種結(jié)構(gòu)。主動(dòng)齒輪軸16采用跨置式結(jié)構(gòu)，用兩個(gè)單列圓錐滾子軸承2、4和一個(gè)圓柱滾子軸承6，分別支承在軸承座3和減速器殼7內(nèi)。從動(dòng)錐齒輪12以內(nèi)孔定心淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院7用螺栓11與差速器左半殼9連成一體。差速器左、右半殼用螺栓緊固在一起，其兩端用兩個(gè)圓錐滾子軸承8支承在減速器殼的瓦蓋式軸承座中，軸承外側(cè)擋有調(diào)整螺母10、14。整個(gè)單級(jí)主減速器總成的工作情況是：從傳動(dòng)軸傳來(lái)的動(dòng)力由叉形凸緣1經(jīng)花鍵傳遞給主動(dòng)齒輪軸、從動(dòng)錐齒輪，經(jīng)過(guò)降速增扭、變向后，通過(guò)螺栓傳給差速器殼，再由差速器傳給兩側(cè)的半軸，從而驅(qū)動(dòng)車輪行駛。圖1.3單級(jí)主減速器總成結(jié)構(gòu)1.叉形凸緣2.單列圓錐磙子軸承3.軸承座4.單列圓錐滾子軸承5.支承螺栓6.圓柱滾子軸承7.減速器殼8.圓錐滾子軸承9.差速器左半殼10.調(diào)整螺母(左)11.螺栓12.從動(dòng)錐齒輪13.差速器右半殼14調(diào)整螺母(右)15調(diào)整墊片16.主動(dòng)齒輪軸淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院81.3汽車檢測(cè)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀汽車制造技術(shù)包含了從原材料進(jìn)廠開始到汽車整車出廠為止的整個(gè)過(guò)程。因此，汽車制造檢測(cè)技術(shù)的涉及的面很寬，范圍也很廣。它的分類方法和要求也各不相同。按被檢參數(shù)的屬性分可以分為:物理化學(xué)性質(zhì)的檢測(cè)、幾何量的檢測(cè)、性能參數(shù)的檢測(cè)。汽車檢測(cè)參數(shù)是反映汽車技術(shù)狀況直接或間接的參數(shù)。檢測(cè)參數(shù)可以是上述任何參數(shù)。檢測(cè)參數(shù)可以是穩(wěn)定的值，也可以是動(dòng)態(tài)信號(hào)，為提高檢測(cè)精度，應(yīng)根據(jù)不同的對(duì)象選擇相應(yīng)的檢測(cè)參數(shù)。在選擇檢測(cè)參數(shù)時(shí)應(yīng)根據(jù)參數(shù)的敏感性、單調(diào)性、穩(wěn)定性和信息性的原則。除了這些原則外，測(cè)量的方便性和經(jīng)濟(jì)性也是必須考慮的。汽車檢測(cè)技術(shù)是汽車技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的，在汽車發(fā)展的早期，人們主要通過(guò)有經(jīng)驗(yàn)的維修人員發(fā)現(xiàn)汽車的故障并作有針對(duì)性的修理。既過(guò)去人們常講的“望”(眼看)、“聞”(耳聽)、“切”(手摸)方式。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，汽車檢測(cè)技術(shù)也飛速發(fā)展。目前人們己能依靠各種儀器設(shè)備，對(duì)汽車進(jìn)行檢測(cè)，而且安全、迅速、準(zhǔn)確。根據(jù)以上所述，檢驗(yàn)汽車技術(shù)狀況的方法分三種:1、人工憑經(jīng)驗(yàn)診斷法:這種方法具有不需要專門儀器或設(shè)備，投資少等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是診斷速度慢、準(zhǔn)確性差，不能進(jìn)行定量分析，且需要較高的技術(shù)水平。人工憑經(jīng)驗(yàn)診斷法多使用于中小維修企業(yè)和汽車隊(duì)的故障診斷。雖然該法缺點(diǎn)較多，但在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)仍有其獨(dú)特的使用價(jià)值。2、儀器設(shè)備檢測(cè)法:這種方法是在人工憑經(jīng)驗(yàn)診斷法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)代檢驗(yàn)方法。該法可在汽車不解體情況下，借助簡(jiǎn)單工具，用儀器或設(shè)備檢測(cè)汽車性能和故障的參數(shù)，曲線或波形，甚至能自動(dòng)分析，判斷汽車的技術(shù)狀況。其優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)速度快，準(zhǔn)確性高，能定量分析和易掌握等。缺點(diǎn)是需要的儀器和設(shè)備多，操作人員多，占用廠房大，因而投資也大。儀器設(shè)備檢測(cè)法多適用于大型維修企業(yè)和汽車檢測(cè)站，它是現(xiàn)代汽車檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。3、系統(tǒng)檢測(cè)方法:這是要計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)基礎(chǔ)上的多功能自動(dòng)化檢測(cè)方法。在檢測(cè)系統(tǒng)早采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)，傳感器及電子設(shè)備，能同時(shí)獲得多個(gè)檢測(cè)參數(shù)和進(jìn)行多項(xiàng)測(cè)試功能。實(shí)現(xiàn)了狀態(tài)信號(hào)采集，特征提取，狀態(tài)識(shí)別的自動(dòng)化，并能以顯示，打印，繪圖等多種方式自動(dòng)輸出檢測(cè)分析結(jié)果。檢測(cè)精確，可靠，效淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院9率高，己有一大批先進(jìn)的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)投入使用。國(guó)外汽車檢測(cè)設(shè)備發(fā)展較快，特別是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家、隨著其汽車的發(fā)展速度和汽車保有量的迅猛增長(zhǎng)、推動(dòng)了汽車檢測(cè)設(shè)備的發(fā)展進(jìn)程；如今國(guó)外汽車檢測(cè)維修設(shè)備己普遍應(yīng)用高新技術(shù)，是機(jī)電一體化、智能化的綜合體，產(chǎn)品質(zhì)量高、工藝性好、使用方便可靠。如日本、美國(guó)、意大利等國(guó)家汽車檢測(cè)診斷設(shè)備的種類、制造工藝、產(chǎn)品水平均處于世界領(lǐng)先地位，其產(chǎn)品己形成系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。由于汽車工業(yè)的總體水平相對(duì)于工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家落后，我國(guó)的汽車檢測(cè)技術(shù)及裝備水平同樣處于較為落后的地位。大部分生產(chǎn)廠家及汽車維修站的汽車性能及故障檢測(cè)仍然停留在“手摸、眼看、耳聽”及簡(jiǎn)單道路測(cè)試的原始水平。我國(guó)從80年代起從日本和歐洲(主要是日本)引進(jìn)(改造)了一些檢測(cè)技術(shù)設(shè)備，這些設(shè)備除部分采用自動(dòng)控制外大多采用單機(jī)人工操作，存在著自動(dòng)化程度低，檢測(cè)項(xiàng)目單一，檢測(cè)精度及可靠性差，效率不高等缺點(diǎn)，如今已大大落后于世界先進(jìn)水平，難以滿足汽車生產(chǎn)及維修的需要。隨著民族汽車工業(yè)的發(fā)展，對(duì)先進(jìn)汽車產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備的需求越來(lái)越迫切。在積極引進(jìn)、消化吸收國(guó)外先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備的同時(shí)，也必須提高同類設(shè)備的自主設(shè)計(jì)開發(fā)水平，努力研制適合我國(guó)國(guó)情的先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備，為保障汽車產(chǎn)品的高質(zhì)量，加強(qiáng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展提供必要條件。檢測(cè)設(shè)備的研制生產(chǎn)得到了快速發(fā)展，縮小了與先進(jìn)國(guó)家的差距。如今汽車檢測(cè)中通用的制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)和底盤測(cè)功機(jī)等，國(guó)內(nèi)己自給有余，而且結(jié)構(gòu)形式多樣。我們雖然已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但與世界先進(jìn)水平相比，還有一定距離。我國(guó)汽車檢測(cè)技術(shù)要趕超世界先進(jìn)水平，應(yīng)該從汽車檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)、汽車檢測(cè)設(shè)備智能化和汽車