畢業(yè)論文汽車主減速器總成檢測機結(jié)構(gòu)設計.doc

淮北職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計(論文)專業(yè)機械設計制造及其自動化班級學生姓名學號課題汽車主減速器總成檢測機結(jié)構(gòu)設計和控制電路設計指導教師胡冬青2008年5月5日淮北職業(yè)技術(shù)學院2摘要汽車主減速器是汽車總成的一個重要部件，其性能對整車質(zhì)量有著直接影響，在生產(chǎn)線上通過試驗臺對主減速器進行全方位的檢測能夠有效地保證產(chǎn)品質(zhì)量。本文介紹了汽車主減試驗臺的機械結(jié)構(gòu)設計及技術(shù)實現(xiàn)。系統(tǒng)可以實現(xiàn)對三種主減速器的綜合性能檢測,并能根據(jù)預先設定的技術(shù)參數(shù)進行產(chǎn)品性能評判。本試驗臺整體結(jié)構(gòu)由工作機構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、傳動機構(gòu)和支撐機構(gòu)四部分組成。文中詳細闡述了試驗臺的各零部件的設計及必要的計算過程，還敘述了對伺服電機、減速機、扭矩傳感器、線性滑軌等外購件的選型過程。最終，完成了試驗臺的設計要求，給出了所設計的試驗臺的主要技術(shù)指標。關(guān)鍵詞:主減速器試驗臺機械結(jié)構(gòu)淮北職業(yè)技術(shù)學院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)學院4目錄目錄.41引言.51.1主減速器簡介.51.2主減速器結(jié)構(gòu)及其分類.61.3汽車檢測技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀.81.4研究主減實驗臺的作用和意義.102總體方案設計.112.1常見實驗臺檢測方案概述.112.2總體設計思路.113主減速器實驗臺的機械結(jié)構(gòu)設計.123.1實驗臺整體結(jié)構(gòu)設計.123.2工作機構(gòu)的設計.133.2.1伺服系統(tǒng).133.2.2減速器的設計.143.2.2.1行星齒輪傳動基本尺寸計算.153.2.2.2行星齒輪傳動受力分析.203.2.2.3行星齒輪傳動強度校核.233.2.3扭矩傳感器.323.2.4花鍵軸的設計.錯誤!未定義書簽。3.3傳動提升機構(gòu)的設計.343.3.1直線滑軌.343.3.2氣缸.353.3.3鏈輪組件.363.4支撐機構(gòu)的設計.374試驗臺使用說明.374.1試驗臺檢測原理.374.2實驗臺的主要技術(shù)指標.38總結(jié).39謝辭.40參考文獻.41附錄一科技文獻翻譯.42淮北職業(yè)技術(shù)學院51引言1.1主減速器簡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雙曲面齒輪傳動，以改變傳動軸線方向，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現(xiàn)。1.1主減速器結(jié)構(gòu)圖主減速器是汽車傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件。對發(fā)動機縱置的汽車來說，主減速器還利用錐齒輪傳動以改變動力方向。汽車正常行駛時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速通常在2000至3000r/min左右，如果將這么高的轉(zhuǎn)速只靠變速箱來降低下來，那么變速箱內(nèi)齒輪副的傳動比則需很大，而齒輪副的傳動比越大，兩齒輪的半徑比也越大，換句話說，也就是變速箱的尺寸會越大。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傳動機構(gòu)的傳動負荷。所以，在動力向左右驅(qū)動輪分流的差速器之前設置一個主減速器，可使主減速器前面的傳動部件如變速箱、分動器、萬向傳動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汽車傳動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，齒面間的壓力和滑動較大，齒面油膜易被破壞，必須采用雙淮北職業(yè)技術(shù)學院6曲面圖1.2主減速器外形圖齒輪油潤滑，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。按參加減速傳動的齒輪副數(shù)目分：有單級式主減速器和雙級式主減速器。在雙級式主減速器中，若第二級減速器齒輪有兩副，并分置于兩側(cè)車輪附近，實際上成為獨立部件，則稱為輪邊減速器。按主減速器主傳動比擋數(shù)分：有單速式和雙速式。前者的傳動比是固定的，后者有兩個傳動比可以選擇，來適應不同的行駛條件。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)、圓錐齒輪式和準雙曲面齒輪式。1.2.2主減速器的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在以單級主減速器為例，來說明主減速器的構(gòu)造。圖1.3所示的是單級主減速器總成的結(jié)構(gòu)圖。其主要靠一對錐齒輪傳遞扭矩，具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高、體積小、重量輕等優(yōu)點，現(xiàn)今的汽車的驅(qū)動橋大多采用了此種結(jié)構(gòu)。主動齒輪軸16采用跨置式結(jié)構(gòu)，用兩個單列圓錐滾子軸承2、4和一個圓柱滾子軸承6，分別支承在軸承座3和減速器殼7內(nèi)。從動錐齒輪12以內(nèi)孔定心淮北職業(yè)技術(shù)學院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。整個單級主減速器總成的工作情況是：從傳動軸傳來的動力由叉形凸緣1經(jīng)花鍵傳遞給主動齒輪軸、從動錐齒輪，經(jīng)過降速增扭、變向后，通過螺栓傳給差速器殼，再由差速器傳給兩側(cè)的半軸，從而驅(qū)動車輪行駛。圖1.3單級主減速器總成結(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.主動齒輪軸淮北職業(yè)技術(shù)學院81.3汽車檢測技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀汽車制造技術(shù)包含了從原材料進廠開始到汽車整車出廠為止的整個過程。因此，汽車制造檢測技術(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:物理化學性質(zhì)的檢測、幾何量的檢測、性能參數(shù)的檢測。汽車檢測參數(shù)是反映汽車技術(shù)狀況直接或間接的參數(shù)。檢測參數(shù)可以是上述任何參數(shù)。檢測參數(shù)可以是穩(wěn)定的值，也可以是動態(tài)信號，為提高檢測精度，應根據(jù)不同的對象選擇相應的檢測參數(shù)。在選擇檢測參數(shù)時應根據(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，測量的方便性和經(jīng)濟性也是必須考慮的。汽車檢測技術(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，人們主要通過有經(jīng)驗的維修人員發(fā)現(xiàn)汽車的故障并作有針對性的修理。既過去人們常講的“望”(眼看)、“聞”(耳聽)、“切”(手摸)方式。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的進步，特別是計算機技術(shù)的進步，汽車檢測技術(shù)也飛速發(fā)展。目前人們己能依靠各種儀器設備，對汽車進行檢測，而且安全、迅速、準確。根據(jù)以上所述，檢驗汽車技術(shù)狀況的方法分三種:1、人工憑經(jīng)驗診斷法:這種方法具有不需要專門儀器或設備，投資少等優(yōu)點。缺點是診斷速度慢、準確性差，不能進行定量分析，且需要較高的技術(shù)水平。人工憑經(jīng)驗診斷法多使用于中小維修企業(yè)和汽車隊的故障診斷。雖然該法缺點較多，但在相當長的時期內(nèi)仍有其獨特的使用價值。2、儀器設備檢測法:這種方法是在人工憑經(jīng)驗診斷法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的現(xiàn)代檢驗方法。該法可在汽車不解體情況下，借助簡單工具，用儀器或設備檢測汽車性能和故障的參數(shù)，曲線或波形，甚至能自動分析，判斷汽車的技術(shù)狀況。其優(yōu)點是檢測速度快，準確性高，能定量分析和易掌握等。缺點是需要的儀器和設備多，操作人員多，占用廠房大，因而投資也大。儀器設備檢測法多適用于大型維修企業(yè)和汽車檢測站，它是現(xiàn)代汽車檢測技術(shù)的發(fā)展方向。3、系統(tǒng)檢測方法:這是要計算機輔助檢測基礎(chǔ)上的多功能自動化檢測方法。在檢測系統(tǒng)早采用先進的計算機，傳感器及電子設備，能同時獲得多個檢測參數(shù)和進行多項測試功能。實現(xiàn)了狀態(tài)信號采集，特征提取，狀態(tài)識別的自動化，并能以顯示，打印，繪圖等多種方式自動輸出檢測分析結(jié)果。檢測精確，可靠，效淮北職業(yè)技術(shù)學院9率高，己有一大批先進的自動檢測系統(tǒng)投入使用。國外汽車檢測設備發(fā)展較快，特別是工業(yè)發(fā)達國家、隨著其汽車的發(fā)展速度和汽車保有量的迅猛增長、推動了汽車檢測設備的發(fā)展進程；如今國外汽車檢測維修設備己普遍應用高新技術(shù)，是機電一體化、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、意大利等國家汽車檢測診斷設備的種類、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、標準化和規(guī)范化。由于汽車工業(yè)的總體水平相對于工業(yè)發(fā)達國家落后，我國的汽車檢測技術(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仍然停留在“手摸、眼看、耳聽”及簡單道路測試的原始水平。我國從80年代起從日本和歐洲(主要是日本)引進(改造)了一些檢測技術(shù)設備，這些設備除部分采用自動控制外大多采用單機人工操作，存在著自動化程度低，檢測項目單一，檢測精度及可靠性差，效率不高等缺點，如今已大大落后于世界先進水平，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，對先進汽車產(chǎn)品檢測技術(shù)及設備的需求越來越迫切。在積極引進、消化吸收國外先進檢測設備的同時，也必須提高同類設備的自主設計開發(fā)水平，努力研制適合我國國情的先進檢測設備，為保障汽車產(chǎn)品的高質(zhì)量，加強產(chǎn)品的競爭力，促進我國汽車工業(yè)的發(fā)展提供必要條件。檢測設備的研制生產(chǎn)得到了快速發(fā)展，縮小了與先進國家的差距。如今汽車檢測中通用的制動試驗臺、側(cè)滑試驗臺和底盤測功機等，國內(nèi)己自給有余，而且結(jié)構(gòu)形式多樣。我們雖然已經(jīng)取得了很大的進步，但與世界先進水平相比，還有一定距離。我國汽車檢測技術(shù)要趕超世界先進水平，應該從汽車檢測技術(shù)基礎(chǔ)、汽車檢測設備智能化和汽車