機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文說明書--濕式換擋離合器測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　北京信息科技大學(xué)</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題 目：濕式換檔離合器測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)：

2、 機(jī)械設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué)生姓名： 班級(jí)/學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)老師/督導(dǎo)老師： </p><p>　　起止時(shí)間：2013 年 2 月 25 日 至 2013 年 6 月 21 日</p><p>

3、<b>　　摘要</b></p><p>　　濕式離合器在車輛自動(dòng)變速器中獲得了廣泛的應(yīng)用，其工作特性對(duì)自動(dòng)變速器的工作狀況具有重要影響。展開對(duì)濕式離合器工作特性的深入研究，對(duì)于提高國(guó)產(chǎn)自動(dòng)變速器研究設(shè)計(jì)水平，促進(jìn)我國(guó)自動(dòng)變速器行業(yè)發(fā)展具有重要意義。</p><p>　　本文通過對(duì)濕式多片離合器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的學(xué)習(xí)，了解到了濕式多片離合器具有工作性能更穩(wěn)定、接合更平順、具有

4、吸收振動(dòng)、沖擊的能力和磨損小，工作壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。通過進(jìn)一步了解國(guó)內(nèi)外針對(duì)濕式多片離合器的研究現(xiàn)狀，搭建了自己的研究平臺(tái)。</p><p>　　本文首先分析濕式離合器的工作環(huán)境，確定了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的布局結(jié)構(gòu)。選擇西門子伺服電動(dòng)機(jī)1LG-283-2AB70作為動(dòng)力源；加載裝置選擇洛陽(yáng)凱邁公司的電渦流測(cè)功機(jī)CW100。選用瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器ZH07-1000G來輸出濕式離合器的接合過程轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的變化。</p>

5、<p>　　其次為達(dá)到實(shí)際的工作環(huán)境，設(shè)計(jì)了兩檔的增速箱，可將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增加到6600r/min，在此過程中，對(duì)增速箱的齒輪和軸進(jìn)行計(jì)算和校核；按照設(shè)定的摩擦片尺寸，計(jì)算出摩擦片的數(shù)量并進(jìn)行校核；對(duì)增速箱油道的設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p>　　最后就是增速箱的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：試驗(yàn)臺(tái)； 濕式離合器； 液力自動(dòng)變速器 ； 動(dòng)態(tài)接合特性；主

6、、被動(dòng)摩擦片； </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Wet clutch automatic transmission in a vehicle to get a wide range of applications, the operating characteristics of the automatic transmi

7、ssion has an important impact on the working conditions. Expand the operating characteristics for wet clutch-depth study of research for improving the design level of domestic automatic transmission, automatic transmissi

8、on industry to promote the development of great significance.</p><p>　　Based on the structural characteristics of wet multi-plate clutch to learn, learned wet multi-plate clutch with a performance more stabl

9、e, more smooth engagement with the absorption of vibration, shocks and wear, long working life and other advantages. By further understanding of domestic and wet multi-plate clutch for Research, set up their own research

10、 platform.</p><p>　　The first is the understanding of the wet clutch work environment to determine the experimental platform layout structure. Select Siemens servo motor 1LG-283-2AB70 as a power source; load

11、ing device selection Luoyang CAMA's eddy current dynamometer CW100. Optional transient torque and speed sensor ZH07-1000G to output the wet clutch engagement process speed, torque changes.</p><p>　　Secon

12、d, in order to achieve the actual work environment, the design of two tranches of the growth rate box, the motor speed can be increased to 6600r/min, in this process, the growth rate of the gear box and shaft calculation

13、 and verification; according to the set the friction plate size, the calculated number of friction plates and be checked; box oil on growth track design calculations.</p><p>　　Finally is the growth tank desi

14、gn and test bench institutional structure design.</p><p>　　Keywords: test bench; wet clutch; hydraulic automatic transmission; dynamic bonding characteristics; active and passive friction plate </p>

15、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　目錄III</b></p><p><b>　　第一章 綜述1</b></p>

16、;<p>　　1.1 課題研究的背景和意義、前景1</p><p>　　1.2 濕式離合器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)2</p><p>　　1.2.1濕式多片離合器的結(jié)構(gòu)：2</p><p>　　1.2.2濕式離合器的優(yōu)點(diǎn):2</p><p>　　1.3 對(duì)濕式離合器的研究現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3.

17、1濕式離合器空損特性研究進(jìn)展：3</p><p>　　1.3.2濕式離合器動(dòng)態(tài)接合特性的研究概況：3</p><p>　　1.4 離合器試驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展現(xiàn)狀3</p><p>　　第二章 試驗(yàn)平臺(tái)布置方案確定5</p><p>　　2.1 試驗(yàn)臺(tái)布置方案一：5</p><p>　　2.2 試驗(yàn)臺(tái)布置方案二：6

18、</p><p>　　第三章 實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)備的選取7</p><p>　　3.1動(dòng)力源的選取7</p><p>　　3.2 加載裝置的選取7</p><p>　　3.3測(cè)試裝置的選擇8</p><p>　　3.3.1傳感器的選擇8</p><p>　　3.3.2 轉(zhuǎn)矩測(cè)量基本原理 ：9&

19、lt;/p><p>　　3.4試驗(yàn)平臺(tái)臺(tái)架的設(shè)計(jì)10</p><p>　　第四章 試驗(yàn)臺(tái)增速箱的設(shè)計(jì)計(jì)算11</p><p>　　4.1增速箱的結(jié)構(gòu)的確定11</p><p>　　4.2增速箱齒輪的計(jì)算12</p><p>　　4.2.1齒輪的設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.2.2齒輪

20、彎曲強(qiáng)度的校核14</p><p>　　4.3 增速箱軸的設(shè)計(jì)計(jì)算15</p><p>　　4.3.1各軸最小軸徑的確定：15</p><p>　　4.3.2軸I設(shè)計(jì)計(jì)算15</p><p>　　4.3.3軸II的設(shè)計(jì)計(jì)算：16</p><p>　　4.3.4各軸軸承的選擇：16</p>&l

21、t;p>　　4.3.5 各軸花鍵尺寸的確定：17</p><p>　　第五章 增速箱濕式離合器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算18</p><p>　　5.1離合器結(jié)構(gòu)18</p><p>　　5.2濕式多片離合器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩18</p><p>　　5.3濕式多片離合器的摩擦轉(zhuǎn)矩19</p><p>　　5.4被試件多片

22、濕式離合器摩擦副數(shù)22</p><p>　　5.5被試件濕式多片離合器油道設(shè)計(jì)22</p><p>　　5.6 試驗(yàn)臺(tái)減速箱的設(shè)計(jì)25</p><p><b>　　總結(jié)26</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)27</b></p><p><b>

23、　　第一章 綜述</b></p><p>　　離合器是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部件，它直接與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)。它起到控制汽車動(dòng)力系統(tǒng)與傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)合與分離的作用。</p><p>　　汽車從啟動(dòng)到行駛的整個(gè)過程當(dāng)中，離合器是使用最多的部件。有了離合器的存在，就能夠控制發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器二者的接合過程，從而保證汽車起步平穩(wěn)；通過踏下離合器踏板，暫時(shí)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的聯(lián)系，從而是換

24、檔順暢，同時(shí)減少換檔過程中的沖擊；當(dāng)汽車緊急制動(dòng)時(shí)，離合器分離，防止變速器等傳動(dòng)系統(tǒng)過載，起到一定的保護(hù)作用。</p><p>　　離合器類似于開關(guān)，起到接合或斷開動(dòng)力傳遞的作用，因此，任何形式的汽車都有離合裝置，只是形式不同而已。</p><p>　　1.1 課題研究的背景和意義、前景</p><p>　　汽車工業(yè)在過去的一百多年中取得了飛速的發(fā)展，這一方面得益于

25、科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步。但是在汽車工業(yè)的迅速發(fā)展給人類帶來了高度物質(zhì)文明的同時(shí)，也帶來了許多負(fù)面的影響，如因燃油的大量消耗引起的石油資源的枯竭、排氣中氮化物和游離粒子引起的城市大氣污染以及二氧化碳帶來的越來越嚴(yán)重的地球溫室效應(yīng)等。因此，節(jié)約能源及保護(hù)環(huán)境已成為汽車發(fā)展乃至人類發(fā)展的主題。然而汽車傳動(dòng)系的性能直接關(guān)系到燃油經(jīng)濟(jì)性和排放指標(biāo)，因此設(shè)法提高變速箱的性能是我們的首選。</p><p>　　目前，離合器在整個(gè)變

26、速過程中仍然是必不可少的單元，對(duì)離合器的控制也一直是自動(dòng)變速器產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。用在液力自動(dòng)變速器上的濕式離合器是主要的摩擦組件，在包括換擋和閉鎖在內(nèi)的各工況中，需要對(duì)濕式離合器摩擦片進(jìn)行精確控制，其關(guān)鍵技術(shù)的核心內(nèi)容是對(duì)濕式離合器主、被動(dòng)摩擦片動(dòng)態(tài)接合特性的掌握。在雙離合器自動(dòng)變速器上的離合器濕式和干式的都有，對(duì)雙離合器自動(dòng)變速器的控制問題主要是對(duì)兩個(gè)離合器的重疊度控制和車輛的起步控制，而其關(guān)鍵技術(shù)的核心內(nèi)容也是對(duì)濕式離合

27、器主、被動(dòng)摩擦片動(dòng)態(tài)接合特性的掌握。對(duì)于沒有液力變矩器的無級(jí)自動(dòng)變速器，要加起步用的濕式離合器，對(duì)濕式離合器的控制是無級(jí)變速器的核心技術(shù)之一。</p><p>　　掌握濕式離合器的動(dòng)態(tài)接合特性是對(duì)濕式離合器進(jìn)行精準(zhǔn)控制的前提。濕式離合器動(dòng)態(tài)接合特性的研究是自動(dòng)變速器研發(fā)的重要共性技術(shù)之一。  濕式離合器是典型的非線性系統(tǒng)，它接合過程數(shù)學(xué)模型建立的難點(diǎn)在于，不止涉及了液粘傳動(dòng)，還涉及到熱彈等問

28、題。表現(xiàn)出的傳遞轉(zhuǎn)矩和動(dòng)力的能力是很多復(fù)雜因素共同作用的結(jié)果。目前國(guó)外也沒有令人們滿意的數(shù)學(xué)模型，是研究的一大熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)對(duì)濕式離合器接合過程特性的研究更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。</p><p>　　1.2 濕式離合器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)</p><p>　　1.2.1濕式多片離合器的結(jié)構(gòu)：</p><p>　　圖1-1 濕式多片離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　

29、　濕式多片離合器的結(jié)構(gòu)如圖1-1，其摩擦副由環(huán)形對(duì)偶鋼片和摩擦片組成,對(duì)偶鋼片和摩擦片相間布置,均可作為主動(dòng)端或從動(dòng)端,一般摩擦片作為主動(dòng)端，主動(dòng)端通過內(nèi)花鍵與連接輸入軸的離合器內(nèi)毅外花鍵配合,從動(dòng)端通過外花鍵與連接輸出軸的離合器外毅內(nèi)花鍵配合，主從動(dòng)端處于封閉在殼體內(nèi)的冷卻潤(rùn)滑油中,濕式離合器工作時(shí)用潤(rùn)滑油冷卻摩擦片和對(duì)偶鋼片,它受產(chǎn)生熱量的速度限制,但不受產(chǎn)生總熱量的限制，其輸入軸及連在其上的主動(dòng)片旋轉(zhuǎn),通過操縱油壓力壓緊活塞使主從

30、動(dòng)部分逐漸壓緊,產(chǎn)生摩擦轉(zhuǎn)矩,所以它適用于在離合器接合過程中壓力逐步增加,發(fā)熱速度較慢的場(chǎng)合。這樣的接合過程,盡管會(huì)產(chǎn)生較多的熱,但冷卻油不斷地把熱量帶走,因此離合器仍能穩(wěn)定地工作。</p><p>　　1.2.2濕式離合器的優(yōu)點(diǎn):</p><p>　　(1)工作性能更穩(wěn)定，濕式離合器工作在變速箱全封閉環(huán)境中，可以免受外界條件的影響如溫度。</p><p>　　(2

31、) 接合更平順，濕式離合器其分離和接合過程平順柔和，傳遞轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)。</p><p>　　(3)能夠使車輛傳動(dòng)系避免共振,濕式離合器具有吸收振動(dòng)、沖擊的能力，且工作噪聲低。</p><p>　　(4)具有更可靠的剛度和強(qiáng)度，滿足高轉(zhuǎn)速下動(dòng)不平衡和離心油壓的要求。</p><p>　　(5)更高、更穩(wěn)定的傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩容量，能可靠地保證傳遞轉(zhuǎn)矩并具有一定的儲(chǔ)備系數(shù)。</

32、p><p>　　(6)摩擦副工作面積大，采用多片結(jié)構(gòu),可在較小徑向尺寸和一比壓下獲得較大的摩擦轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　(7)磨損小，工作壽命長(zhǎng)。</p><p>　　從國(guó)內(nèi)外離合器的發(fā)展動(dòng)向來看,隨著車輛性能的發(fā)展,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高,對(duì)離合器的傳遞轉(zhuǎn)矩能力和使用壽命提出越來越高的要求,而濕式離合器以它獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)和特性正在得到更廣泛的應(yīng)用。</p>

33、;<p>　　1.3 對(duì)濕式離合器的研究現(xiàn)狀</p><p>　　目前國(guó)內(nèi)外對(duì)濕式離合器的研究主要集中在三個(gè)方面，濕式離合器空損特性研究、濕式離合器動(dòng)態(tài)接合特性的研究和濕式離合器磨合磨損特性的研究。</p><p>　　1.3.1濕式離合器空損特性研究進(jìn)展：</p><p>　　濕式多片離合器在擁有眾多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),也存在其不可忽視的缺點(diǎn),即存在帶排轉(zhuǎn)矩

34、"所謂濕式多片離合器的帶排轉(zhuǎn)矩,就是指當(dāng)濕式離合器處于分離狀態(tài)而空轉(zhuǎn)時(shí),由于濕式離合器的摩擦副間隙中存在冷卻潤(rùn)滑油,潤(rùn)滑油在各摩擦副間隙中形成潤(rùn)滑油膜,摩擦副的摩擦片與對(duì)偶鋼片的相對(duì)旋轉(zhuǎn),必然要對(duì)摩擦副間隙中的潤(rùn)滑油膜形成剪切作用,這種由于剪切潤(rùn)滑油膜而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱之為帶排轉(zhuǎn)矩，為了保證濕式離合器的正常工作,摩擦副表面必須不斷的供油,使?jié)櫥脱h(huán)通過摩擦表面,對(duì)濕式離合器起到冷卻與潤(rùn)滑的作用，所以帶排轉(zhuǎn)矩是濕式多片離合器本身的

35、固有缺點(diǎn),只要冷卻潤(rùn)滑油存在帶排轉(zhuǎn)矩就不可避免，帶排轉(zhuǎn)矩的存在,不僅降低了濕式離合器的傳動(dòng)效率和車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性,而且會(huì)引起離合器的磨損和潤(rùn)滑油的溫升,為系統(tǒng)的散熱帶來困難。因此,從濕式離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用上都應(yīng)盡可能地減小帶排轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　1.3.2濕式離合器動(dòng)態(tài)接合特性的研究概況：</p><p>　　國(guó)外對(duì)于濕式離合器接合過程的研究相對(duì)比較深入"他們分別從對(duì)

36、濕式離合器接合過程的數(shù)學(xué)建模和臺(tái)架試驗(yàn)兩個(gè)方面入手。由于濕式離合器接合過程機(jī)理復(fù)雜，涉及學(xué)科廣，影響因素多，受試驗(yàn)條件限制等原因,至今對(duì)濕式離合器接合過程沒有一個(gè)較有效的研究分析方法。國(guó)外學(xué)者主要是基于Patir和cheng提出的平均雷諾方程和力平衡方程對(duì)濕式離合器接合過程進(jìn)行研究,這種研究方向雖然能從根本上反映接合過程的本質(zhì),但由于其模型的復(fù)雜性,限制了其工程實(shí)際應(yīng)用。國(guó)內(nèi)學(xué)者主要是從離合器接合過程的動(dòng)力學(xué)的宏觀角度進(jìn)行研究分析,由于

37、忽視了濕式離合器摩擦片的一些固有特性,導(dǎo)致其分析結(jié)果不能很好地與試驗(yàn)結(jié)果相吻合,且無法為摩擦片的設(shè)計(jì)工作提供理論指導(dǎo)。</p><p>　　1.3.3濕式離合器磨合磨損特性的研究：</p><p>　　目前，國(guó)內(nèi)專門針對(duì)濕式離合器摩擦副磨合磨損的研究相對(duì)較少，而濕式離合器摩擦副的磨合磨損是檢驗(yàn)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理性和制造合格程度的關(guān)鍵一步，同時(shí)又對(duì)濕式離合器摩擦副的正常磨損和劇烈磨損階段具有重要

38、影響。因此，有必要對(duì)濕式離合器摩擦副的磨合磨損過程展開深入系統(tǒng)地研究。</p><p>　　1.4 離合器試驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　試驗(yàn)研究是濕式離合器動(dòng)態(tài)工作性能研究的主要手段之一，它能真實(shí)地反映濕式離合器工作過程中動(dòng)態(tài)特性，了解和掌握其工作特點(diǎn)為設(shè)計(jì)和研制提供試驗(yàn)基礎(chǔ)。</p><p>　　對(duì)濕式離合器進(jìn)行試驗(yàn),主要有兩種方案:整車試驗(yàn)和臺(tái)架試驗(yàn)，整

39、車試驗(yàn)方法直接可靠，但是由于傳感器的布置。安裝數(shù)據(jù)采集等各方面受到現(xiàn)場(chǎng)空間的限制，因此，很少國(guó)內(nèi)外有人采用對(duì)濕式離合器進(jìn)行整車試驗(yàn)的方案。目前，對(duì)濕式離合器進(jìn)行試驗(yàn)的方法一般都采用臺(tái)架試驗(yàn)方案。</p><p>　　目前國(guó)內(nèi)外使用的離合器試驗(yàn)臺(tái)，大部分模擬的是制動(dòng)的工況，少數(shù)可以模擬離合器工況的試驗(yàn)臺(tái)也存在慣量級(jí)差較大、試驗(yàn)功能單一、自動(dòng)化程度低等問題。</p><p>　　浙江大學(xué)現(xiàn)代制

40、造工程研究所經(jīng)過十幾年研究和經(jīng)驗(yàn)積累，在汽車零部件試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā)上已形成了一系列產(chǎn)品114-1501.LHZ型離合器性能試驗(yàn)臺(tái)是浙江大學(xué)與某車輛研究所國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室的合作項(xiàng)目，由于此試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試的離合器型號(hào)眾多，離合器的使用工況變化范圍很大，因此對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的負(fù)載和慣量的模擬、試驗(yàn)耗能、試驗(yàn)的自動(dòng)化程度方面都提出了很高的要求。</p><p>　　試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)主要采用硬件抗干擾方法來消除系統(tǒng)中各種干擾。從系統(tǒng)的干擾源，干

41、擾途徑及受干擾設(shè)備角度進(jìn)行硬件系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)。試驗(yàn)臺(tái)硬件系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)主要采用三個(gè)措施：隔離、屏蔽和濾波，隔離分為電源隔離和信號(hào)隔離；屏蔽分為干擾源屏蔽和被干擾設(shè)備屏蔽；濾波采用無源的LC濾波和和有源的RC濾波兩大類電路。</p><p>　　第二章 試驗(yàn)平臺(tái)布置方案確定</p><p>　　由于試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)是為了模擬離合器分離過程、接合過程的負(fù)載特性，這就設(shè)計(jì)到測(cè)量被試件離合器的轉(zhuǎn)速和

42、轉(zhuǎn)矩的難題。</p><p>　　2.1 試驗(yàn)臺(tái)布置方案一：</p><p>　　將增速齒輪和減速齒輪與被試件離合器設(shè)計(jì)在同一個(gè)包箱里面。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是方便在被試件離合器的輸入端和輸出端安裝測(cè)量裝置的滑環(huán)，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，測(cè)量也更加容易；缺點(diǎn)就是整個(gè)離合器包箱中的部件過多，容易產(chǎn)生過熱等現(xiàn)象，這就涉及到了冷卻裝置的問題，另一個(gè)缺點(diǎn)就是一旦增速齒輪、被試件離合器和減速齒輪其中之一出

43、現(xiàn)問題需要維修，必須要拆開整個(gè)包箱，增大了維修難度和成本。方案一的布局如圖2-1與圖2-2.</p><p>　　圖2-1 試驗(yàn)臺(tái)布置方案一（電機(jī)位于下方）</p><p>　　圖2-2 試驗(yàn)臺(tái)布置方案一（電機(jī)位于上方）</p><p>　　圖2-1電動(dòng)機(jī)下置，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍不能滿足被試件離合器的測(cè)試范圍時(shí)，采用電機(jī)下置的布置方式，這樣通過增速裝置可以增加測(cè)試范圍，

44、從而滿足被試離合器的測(cè)量范圍。</p><p>　　圖2-2電動(dòng)機(jī)上置，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍可以滿足被試件離合器的測(cè)試范圍時(shí)，采用電機(jī)上置的布置方式，這樣動(dòng)力直接從電機(jī)輸入。</p><p>　　2.2 試驗(yàn)臺(tái)布置方案二：</p><p>　　方案二如圖2-3，將增速裝置和減速裝置與被試件離合器分裝在三個(gè)不同的包箱里面。優(yōu)點(diǎn)是不用變換電機(jī)的位置就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)檔位（增速檔和

45、直接檔）；另外，增、減速箱和被試件離合器這三個(gè)部件的布置比較分散，熱量不容易堆積，出現(xiàn)問題需要維修也比方案一容易和方便；缺點(diǎn)就是被試件離合器的輸入端連接著增速箱，輸出端連接著減速箱，無法安裝測(cè)量滑環(huán)，得到的數(shù)據(jù)沒有方案一準(zhǔn)確。</p><p>　　圖2-3 試驗(yàn)臺(tái)布置方案二</p><p>　　由于試驗(yàn)臺(tái)要滿足能夠測(cè)量不同系列的離合器，所以綜合考慮，選取方案二布置試驗(yàn)臺(tái)。</p>

46、;<p>　　第三章 實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)備的選取</p><p><b>　　3.1動(dòng)力源的選取</b></p><p>　　根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)所要求的測(cè)量能力、所需的輸入功率與精度要求，動(dòng)力源選取90KW的西門子變頻電機(jī)1LG-283-2AB70；額定功率90KW，額定轉(zhuǎn)速2970r/min，效率93.9%，額定電流160A，額定轉(zhuǎn)矩289N·M。</p

47、><p>　　西門子電機(jī)（SIEMENS電機(jī)），西門子公司是全球領(lǐng)先的電機(jī)制造商，擁有超過100多年的電機(jī)制造經(jīng)驗(yàn)。西門子電機(jī)產(chǎn)品涵蓋了幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域所能使用的電機(jī)，無論您需要驅(qū)動(dòng)何種負(fù)載，西門子電機(jī)都能滿足系統(tǒng)的具體要求。</p><p>　　西門子1LG0系列電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)如下：</p><p>　　1、高性能的防護(hù)等級(jí)：所有電機(jī)均采用IP55防護(hù)等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，他們可

48、用與戶外或者含塵潮濕的環(huán)境中，用戶不需要增加額外裝置不影響正常使用。并且還可按照用戶要求提供更高的防護(hù)等級(jí)。</p><p>　　2、選用高性能軸承及潤(rùn)滑油脂：軸承選用名牌廠家，并按照西門子要求定做，油脂選用Esso Unirex N3新型潤(rùn)滑油脂，耐高溫不易揮發(fā)，保證關(guān)鍵部件連續(xù)長(zhǎng)期可靠的運(yùn)行；</p><p>　　3、電機(jī)溫度保護(hù)：1LG0系列電機(jī)可配備PTC熱敏電阻保護(hù)或PT100溫

49、度傳感器用于報(bào)警和跳閘。</p><p>　　4、良好的絕緣性能，延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命：電機(jī)具有適應(yīng)濕熱帶條件下使用的絕緣，絕緣系統(tǒng)包括：高強(qiáng)度漆包線和絕緣片材料以及無溶劑浸漬樹脂。該系統(tǒng)可保證達(dá)到很高的機(jī)械和電氣強(qiáng)度以及良好的使用可靠性和超長(zhǎng)的電機(jī)使用壽命。采用這樣的絕緣系統(tǒng)后，電機(jī)適用于變頻器供電模式下使用，不加任何限制條件的情況下，額定電壓可達(dá)460V+10%，電壓上升時(shí)間ts>0.1s。</p&

50、gt;<p>　　3.2 加載裝置的選取</p><p>　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)要求，加載裝置選擇洛陽(yáng)凱邁公司的電渦流測(cè)功機(jī)CW100，額定吸收功率100KW，額定轉(zhuǎn)矩360N·M，額定扭矩轉(zhuǎn)速2500r/min，最高轉(zhuǎn)速10500r/min，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量0.32KG·m2，最大勵(lì)磁電壓120V，最大勵(lì)磁電流4A。</p><p>　　CW系列電渦流測(cè)功機(jī)作為一種負(fù)載

51、主要使用才測(cè)量動(dòng)力機(jī)械各種特性的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，也可作為其它動(dòng)力設(shè)備的吸功裝置。</p><p>　　測(cè)功機(jī)是根據(jù)作用力矩與反作用力矩大小相等方向相反的原理來測(cè)量扭矩，因此所測(cè)扭</p><p>　　矩可以通過作用在測(cè)功器上的旋轉(zhuǎn)力矩（即制動(dòng)器外殼反力矩)來指示。</p><p>　　電渦流測(cè)功機(jī)的主要組成有旋轉(zhuǎn)部分〔感應(yīng)體)、擺動(dòng)部分（電樞和勵(lì)磁部分)、測(cè)力部分和校&l

52、t;/p><p>　　正部分，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖2-4，由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖可知，感應(yīng)體形狀猶如一個(gè)直齒輪，產(chǎn)生渦流的地方在導(dǎo)磁渦流環(huán)的孔壁上。當(dāng)勵(lì)磁繞組通上直流電以后，就會(huì)圍繞勵(lì)磁繞組產(chǎn)生一個(gè)閉合的磁通，當(dāng)感應(yīng)體被原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣隙磁密會(huì)隨感應(yīng)體的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生周期性的變化，在渦流環(huán)孔壁表面與一定深度的范圍內(nèi)會(huì)產(chǎn)生渦流電勢(shì)，同時(shí)產(chǎn)生渦流，該渦流所形成的磁場(chǎng)又會(huì)與氣隙磁場(chǎng)相互作用，從而產(chǎn)生了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；該轉(zhuǎn)矩通過外環(huán)及傳力臂傳至測(cè)

53、力裝置上，由力傳感器將力的大小轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，從而達(dá)到測(cè)轉(zhuǎn)矩的目的。</p><p>　　CW系列電渦流測(cè)功機(jī)結(jié)構(gòu)如圖3-1，他的主要特點(diǎn)：1. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、價(jià)格低廉、使用維護(hù)方便； 2. 采用水冷卻，噪音低、振動(dòng)??； 3. 輸入轉(zhuǎn)速范圍寬，可用于變頻調(diào)速等各類電動(dòng)機(jī) 及動(dòng)力機(jī)械的型式試驗(yàn)； 4. 控制器采用單相交流電源，控制功率??； 5. 轉(zhuǎn)矩的測(cè)量可以采用電子磅秤、壓力傳感器或高精度轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x等

54、，適用于不同測(cè)量精度的場(chǎng)合。 6. 該裝置還能作制動(dòng)器用，制動(dòng)力矩大。</p><p>　　底座 2、進(jìn)、出水道 3、軸承座 4、測(cè)帶齒輪 5、主軸 6、感應(yīng)體 7、勵(lì)磁環(huán)組件</p><p>　　8、外環(huán) 9、導(dǎo)磁環(huán)組件 10、支撐軸 11、油杯 12、聯(lián)軸器</p><p>　　圖3-1 CW電渦流測(cè)功機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　3

55、.3測(cè)試裝置的選擇</p><p>　　3.3.1傳感器的選擇</p><p>　　為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器要滿足一下要求：1、最大轉(zhuǎn)速大于6000r/min；2、最大轉(zhuǎn)矩大于1000N·M；3、要求能瞬態(tài)輸出參數(shù)；4、由于試驗(yàn)中有很多的信號(hào)干擾，測(cè)量輸出信號(hào)選擇0-24mA電流信號(hào)（也可選擇電壓輸出，但要利用F/I轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)）；5、由于誤差對(duì)整體結(jié)果影響很大，

56、所以要求傳感器具有較高的精度等級(jí)。</p><p>　　電流回路的綜合特性：簡(jiǎn)單的使用，如果信一號(hào)發(fā)送電路和相聯(lián)接的其他電路的工作電流保持常數(shù)不變，那么該工作電流和信號(hào)電流就可以通過同一根電纜來傳輸。人們只需用一個(gè)負(fù)載取樣電阻，而電流在負(fù)載電阻上的電壓降就可以作為有用的信一號(hào)。當(dāng)然還應(yīng)該注意作電壓要足夠高，以滿足電流回路里所需要的電壓降。低廉的成本:與數(shù)字信號(hào)傳愉需要一個(gè)AD轉(zhuǎn)換，一個(gè)單片機(jī)和一個(gè)合適的驅(qū)動(dòng)電路相

57、比，用簡(jiǎn)單的電流回路方法，人們只需要一條電纜，一個(gè)負(fù)載電阻和一個(gè)測(cè)量電壓表。特別當(dāng)對(duì)測(cè)量精度要求高的時(shí)候，二者產(chǎn)品成本的差別就更加明顯了。</p><p>　　通過選取，選擇北京中航科電測(cè)控技術(shù)有限公司生產(chǎn)的ZH07-1000G型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器。通過F/I轉(zhuǎn)換器將輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。主要參數(shù)為：</p><p>　　3.3.2 轉(zhuǎn)矩測(cè)量基本原理 ：</p><p&g

58、t;　　傳感器扭矩?cái)?shù)值的測(cè)量采用應(yīng)變電測(cè)原理，當(dāng)應(yīng)變軸受扭力影響產(chǎn)生微小變形后，粘貼在應(yīng)變軸上的應(yīng)變計(jì)阻值發(fā)生相應(yīng)變化，我們將具有相同應(yīng)變特性的應(yīng)變計(jì)組成測(cè)量電橋，應(yīng)變電阻的變化即可轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)的變化進(jìn)行測(cè)量。下面為扭矩測(cè)量的主要原理框圖，由于采用了能源與信號(hào)的無接觸耦合，完美解決了旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下扭矩（轉(zhuǎn)矩）數(shù)值的測(cè)量。過程如圖3-3</p><p>　　輸入能源耦合器 2、穩(wěn)壓電路 3、應(yīng)變橋 4、

59、放大器 </p><p>　　5、V/F變換器 6、輸出信號(hào)耦合器 7、信號(hào)輸出電路</p><p><b>　　圖3-3</b></p><p>　　電源經(jīng)過處理后送 1 ，經(jīng)耦合將能源送到應(yīng)變軸上，由 2 變成穩(wěn)定電壓供給應(yīng)變軸上各電子器件。 3 將應(yīng)變軸的微小變形轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過4 放大送到 5 ，經(jīng) 6 輸出，通過 7 整

60、形后輸出調(diào)頻方波信號(hào)。</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速測(cè)量基本原理：</b></p><p>　　當(dāng)測(cè)速碼盤連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過光電開關(guān)輸出具有一定周期寬度的脈沖信號(hào)，根據(jù)碼盤的齒數(shù)和輸出信號(hào)的頻率，即可計(jì)算出相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。</p><p>　　3.4試驗(yàn)平臺(tái)臺(tái)架的設(shè)計(jì)</p><p>　　臺(tái)架要求能滿足不同實(shí)驗(yàn)包箱的測(cè)試，

61、而且按照方案而布置試驗(yàn)臺(tái)。因此臺(tái)架設(shè)計(jì)成由可拆裝移動(dòng)的三部分組成。試驗(yàn)臺(tái)布置如圖3-5與圖3-6。加載電機(jī)、增速箱和測(cè)試輸入端參數(shù)的傳感器布置在一側(cè)；加載的電渦流測(cè)功機(jī)、減速箱和測(cè)試輸出端參數(shù)的傳感器不知在另一側(cè)；中間測(cè)試部分由滑槽組成，可以安裝不同的包箱。試驗(yàn)臺(tái)左右部分均可以左右移動(dòng)和適當(dāng)?shù)那昂笠苿?dòng)。而且由于要滿足同樣的中心高，試驗(yàn)臺(tái)三部分均有適當(dāng)?shù)闹Ъ堋?lt;/p><p>　　圖3-5 實(shí)驗(yàn)臺(tái)布局主視圖<

62、/p><p>　　圖3-6 實(shí)驗(yàn)臺(tái)布局俯視圖</p><p>　　第四章 試驗(yàn)臺(tái)增速箱的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　4.1增速箱的結(jié)構(gòu)的確定</p><p>　　根據(jù)第二章的分析，最終采用方案二布置實(shí)驗(yàn)臺(tái)。根據(jù)第三章關(guān)于試驗(yàn)條件的敘述，電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速為2970r/min，而離合器的工作轉(zhuǎn)速應(yīng)不低于6000r/min 錯(cuò)誤!未找到引用源。

63、，為了匹配兩者之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系，需設(shè)計(jì)一個(gè)增速箱。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速經(jīng)過增速箱增速后，傳遞到離合器主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速將高于6000r/min 錯(cuò)誤!未找到引用源。，而被動(dòng)端靜止不動(dòng)。結(jié)合瞬間，主被動(dòng)件之間相對(duì)轉(zhuǎn)速差大，從試驗(yàn)安全的角度考慮，增速箱至少具有兩個(gè)擋位。一個(gè)直接擋，一個(gè)超速擋。直接擋用于提高被動(dòng)端轉(zhuǎn)速，超速擋用于系統(tǒng)測(cè)試。同時(shí)，增速箱中增加擋位設(shè)計(jì)后，換擋離合器可以起到保護(hù)作用。在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，增速箱掛空擋，切斷動(dòng)力，保護(hù)電動(dòng)機(jī)。降低制動(dòng)器的摩

64、擦熱，降低制動(dòng)器摩擦副的磨損，提高摩擦副的壽命。</p><p>　　根據(jù)第2章方案分析中增速箱的分析，方案一有兩種布置方式。當(dāng)電機(jī)上置的時(shí)候，一擋傳動(dòng)比 錯(cuò)誤!未找到引用源。；當(dāng)電機(jī)下置的時(shí)候，二擋傳動(dòng)比i=0.5。電機(jī)下置時(shí)的離合器實(shí)驗(yàn)包箱簡(jiǎn)圖如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 方案一增速箱傳動(dòng)簡(jiǎn)圖（電動(dòng)機(jī)下置）</p><p>　　1—齒輪1；2—

65、齒輪2；3—被試件離合器；4—齒輪3；5—齒輪4；</p><p>　　6—Ⅰ軸（輸入軸）；7—Ⅱ軸；8——Ⅲ軸；9—IV軸（輸出軸）</p><p>　　若采用方案二，增速箱共有兩檔，一擋傳動(dòng)比 錯(cuò)誤!未找到引用源。=1，作為直接擋，用于提速，速度為2970r/min，；二擋傳動(dòng)比 錯(cuò)誤!未找到引用源。=1/0.45,作為超速擋，最高速度為6600r/min。方案二增速箱傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖4-

66、2。</p><p>　　圖4-2 方案二增速箱傳動(dòng)簡(jiǎn)圖</p><p>　　1—Ⅰ軸（輸入軸）；2—齒輪1；3—齒輪4；</p><p>　　4—齒輪3；5—齒輪2；6—Ⅱ軸（輸出軸）</p><p>　　根據(jù)上面方案分析中關(guān)于增速箱方案的分析，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)選用方案二設(shè)計(jì)增速箱。輸入軸為上圖I軸（左端），輸出軸為上圖II軸（右端）。</p

67、><p>　　4.2增速箱齒輪的計(jì)算</p><p>　　4.2.1齒輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　（1）齒輪材料的選擇</p><p>　　材料: 20CrMnTi,滲碳+淬火+低溫回火，表面硬度56-65HRC，心部硬度240-300HBS。</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》，按MQ級(jí)質(zhì)量要求取值，得=460N

68、/mm2。</p><p><b>　?。?）配齒計(jì)算</b></p><p>　　起步時(shí)，一擋離合器結(jié)合、二擋離合器分開，動(dòng)力經(jīng)過齒輪1與齒輪2由I軸傳遞到II軸，傳動(dòng)比為i=1；測(cè)試時(shí)，一擋離合器分開、二擋離合器結(jié)合，動(dòng)力經(jīng)過齒輪3與齒輪4由I軸傳遞到II軸，傳動(dòng)比為i=1/0.45。</p><p>　　分配到齒輪1、2 和齒輪3、4 上

69、的傳動(dòng)比分別為Z2/Z1=1，Z3/Z4=1/0.45。保證不根切的情況使箱體尺寸最小，取Z4=36, 錯(cuò)誤!未找到引用源。3=36/0.45=80。 錯(cuò)誤!未找到引用源。Z1+Z2=Z3+Z4=116, Z2=Z1=58</p><p>　　二檔傳動(dòng)比為0.45，輸出軸轉(zhuǎn)速N=2970/0.45=6600r/min,滿足預(yù)計(jì)輸出轉(zhuǎn)速大于6000r/min。</p><p>　　（3）

70、確定分度圓直徑</p><p>　　初步取齒輪模數(shù)==2.5，==58，=36,=80</p><p><b>　?。?）確定中心距</b></p><p>　　中心距a=(d1+d2)=x(145+145)=145mm。 </p><p>　　（5）齒輪寬度的選擇</p><p>　　齒輪寬度

71、b=d，為齒寬系數(shù)。查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，當(dāng)齒輪傳動(dòng)中，齒輪的布置為對(duì)稱布置的時(shí)侯，齒寬系數(shù)的范圍為0.3~1.1，此處取=0.3，=0.5。故：=d1=0.3x145=43.5mm，取=50mm，略大于，取=55mm。</p><p>　　=d3=0.5x90=45mm，取=50mm，=55mm。</p><p>　?。?）其他幾何尺寸的計(jì)算</p><p>　　查《

72、機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》，取齒輪的計(jì)算參數(shù)ha=1，c=0.25mm。</p><p>　　齒頂高：ha=ham=1x2.5=2.5mm：</p><p>　　齒根高：hf=（ha+c）m=（1+0.25）x2.5=3.125mm：</p><p>　　齒全高：h=ha+hf=（2ha+c）m=（2x1+0.25）x2.5=6.625mm;</p><p

73、>　　齒頂圓直徑：da1=d1+2ha2=145+2x2.5=150mm</p><p>　　da2=d2+2ha2=145+2x2.5=150mm </p><p>　　da3=d3+2ha2=90+2x2.5=95mm</p><p>　　da4=d4+2ha2=200+2x2.5=205mm</p><p>　　齒根圓直徑：=d1

74、-2hf1=145-2x3.125=138.75mm</p><p>　　=d2-2hf2=145-2x3.125=138.75mm</p><p>　　=d3-2hf2=90-2x3.125=83.75mm</p><p>　　=d4-2hf2=200-2x3.125=193.75mm</p><p>　　4.2.2齒輪彎曲強(qiáng)度的校核<

75、;/p><p><b>　　計(jì)算公式：=≤</b></p><p><b>　　變?yōu)橄禂?shù) ：</b></p><p><b>　　所以，取X=0；</b></p><p><b>　　(2)齒形系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)上面

76、取變?yōu)橄禂?shù)X=0，查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P255，可得；</p><p>　　(3)彎曲疲勞許用應(yīng)力的計(jì)算</p><p><b>　　計(jì)算公式：</b></p><p><b>　?、?gòu)澢跇O限應(yīng)力</b></p><p>　　齒輪20CrMnTi,滲碳+淬火+低溫回火，表面硬度56~65HRC，

77、心部硬度240~300HBS。</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》中的MQ曲線差得=460N/mm2</p><p><b>　?、趶澢趬勖禂?shù)</b></p><p>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60nj</p><p><b>　　n——齒輪轉(zhuǎn)速；</b></p><p&g

78、t;　　——每年的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間；</p><p>　　取每年工作300天，每天工作5小時(shí)。所以，N1=60X2970X15000=2.673X。</p><p>　　同理，N2=2.673X。</p><p>　　根據(jù)N1、N2的取值，取==1</p><p>　　③計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　== x1=3

79、45MPa</p><p>　　==x1=345MPa</p><p>　　(4)彎曲應(yīng)力的計(jì)算:</p><p>　　==x2.3=110.17MPa≤345MPa </p><p>　　== x2.5=100.16MPa≤345MPa</p><p>　　4.3 增速箱軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><

80、p>　　4.3.1各軸最小軸徑的確定：</p><p>　　按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算最小軸徑，公式：</p><p>　　4.3.2軸I設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　(1)軸I各軸段直徑：</p><p>　　軸I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖3-3</p><p>　　圖4-3軸I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　

81、　由于I軸為左端輸入，所以取此端直徑為所取的最小直徑，即d1=32mm。</p><p>　　d2略大于d1，所以取d2=35mm。</p><p>　　d3段為一個(gè)長(zhǎng)的矩形花鍵，齒輪1、倒油套筒和離合器壓盤部分都做成內(nèi)矩形</p><p>　　花鍵與此段齒合?；ㄦI右端直接與軸承內(nèi)圈相連。</p><p>　　d4段與d2段配合，安裝角接觸球

82、軸承，所以此段軸徑為d4=35mm。</p><p>　　(2)I軸各段長(zhǎng)度：</p><p>　　由于增速箱在工作過程中，會(huì)產(chǎn)生徑向力和較小的軸向力，所以采用角接觸球軸承。軸I兩端安裝角接觸球軸承，根據(jù)軸承直徑d3=35mm，選擇角接觸球軸承7307B，齒輪4要與滾針軸承配合， 選用滾針軸承K72 錯(cuò)誤!未找到引用源。58x40,所以要滿足各軸承的安裝長(zhǎng)度。</p><

83、;p>　　4.3.3軸II的設(shè)計(jì)計(jì)算：</p><p>　　(1)軸II各軸段直徑：</p><p>　　軸II的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖下如圖3-4</p><p>　　圖4-4軸II的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　由于軸II為右端輸出，所以取此端直徑為所取的最小直徑，即d4=26mm。</p><p>　　d3略大于d4，所

84、以取d3=30mm。</p><p>　　d2段為一個(gè)長(zhǎng)的矩形花鍵，齒輪3、倒油套筒和離合器壓盤部分都做成內(nèi)矩形</p><p>　　花鍵與此段齒合。花鍵左端直接與軸承內(nèi)圈相連。</p><p>　　d1段與d3段配合，安裝角接觸球軸承，所以此段軸徑為d1=30mm。</p><p>　　(2)II軸各段長(zhǎng)度：</p><

85、p>　　由于增速箱在工作過程中，會(huì)產(chǎn)生徑向力和較小的軸向力，所以采用角接觸球軸承。軸II兩端安裝角接觸球軸承，根據(jù)軸承直徑d1=30mm，選擇角接觸球軸承7306B，齒輪2要與滾針軸承配合,所以要滿足各軸承的安裝長(zhǎng)度。</p><p>　　4.3.4各軸軸承的選擇：</p><p>　　(1) 由于濕式離合器在結(jié)合過程中會(huì)產(chǎn)生一定的軸向力，因此選用角接觸球軸承。根據(jù)上面所確定的軸的尺

86、寸，軸I選用角接觸球軸承7307B，軸II選擇角接觸球軸承7306B。軸承的安裝尺寸如圖4-5：</p><p>　　圖4-5 角接觸球軸承的安裝尺寸</p><p>　　本課題設(shè)計(jì)的濕式離合器的離合器齒輪在未接合的情況下是不轉(zhuǎn)的，而與其接觸的軸是轉(zhuǎn)動(dòng)的。為了能滿足這樣的運(yùn)動(dòng)方式，在設(shè)計(jì)的時(shí)候在離合器齒輪下面安裝了滾針軸承，根據(jù)軸的尺寸，滾針軸承均選擇K72 錯(cuò)誤!未找到引用源。58x40

87、，如圖4-6</p><p><b>　　圖4-6</b></p><p>　　4.3.5 各軸花鍵尺寸的確定：</p><p>　　花鍵的機(jī)構(gòu)尺寸如下圖4-7</p><p>　　圖4-7 花鍵機(jī)構(gòu)圖</p><p>　　查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選擇I軸、II軸尺寸：</p>&l

88、t;p>　　第五章 增速箱濕式離合器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　5.1離合器結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　濕式離合器的結(jié)構(gòu)如圖5-1，當(dāng)離合器接合時(shí)，壓力油推動(dòng)壓盤將摩擦片與鋼片壓緊。此時(shí)內(nèi)齒摩擦片逐漸運(yùn)動(dòng)起來，并通過內(nèi)齒與離合器齒輪齒合，從而驅(qū)動(dòng)離合器齒輪。</p><p>　　圖5-1 濕式離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</

89、p><p>　　5.2濕式多片離合器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩</p><p>　　在增速箱濕式多片式離合器工作時(shí)，n==r/min，轉(zhuǎn)矩T= 錯(cuò)誤!未找到引用源。i</p><p><b>　　離合器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　(5-1) </p><p>　　式中 ——離合器計(jì)算轉(zhuǎn)矩<

90、;/p><p><b>　　——離合器工況系數(shù)</b></p><p>　　——每小時(shí)接合次數(shù)系數(shù)</p><p>　　——離合器開始接合時(shí)摩擦副平均相對(duì)滑動(dòng)速度系數(shù)</p><p>　　——離合器額定轉(zhuǎn)矩，289Nm。</p><p>　　查找《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，因?yàn)楸驹囼?yàn)臺(tái)要滿足大客車的離合器測(cè)定，

91、故按中型或重型貨車選擇k=1.5。</p><p>　　查找《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，試驗(yàn)時(shí)離合器每小時(shí)接合次數(shù)少于100次，取=1</p><p>　　由于離合器工作時(shí)，主、被動(dòng)件之間平均相對(duì)滑動(dòng)速度較大，取=1 錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><p>　　帶入式5-1得：=1.5x1x1x289=433.5Nm</p><p>　　=1.5x1x1

92、x130.05=433.5Nm</p><p>　　5.3濕式多片離合器的摩擦轉(zhuǎn)矩</p><p>　　本設(shè)計(jì)改造的濕式多片離合器的摩擦副材料為：摩擦片材料選用粉末冶金，對(duì)偶鋼片材料為鋼片。內(nèi)齒摩擦片的大徑146mm，小徑100mm。銅基粉末冶金摩擦材料大徑D=147mm，小徑d=108mm。摩擦片基片厚度2mm，一側(cè)粉末冶金厚度0.5mm。靜摩擦系數(shù) 錯(cuò)誤!未找到引用源。=0.1~0.1

93、2，動(dòng)摩擦系數(shù)=0.05~0.1</p><p>　　摩擦片結(jié)構(gòu)如圖5-1：</p><p>　　圖5-2 摩擦片簡(jiǎn)圖</p><p>　　(1)離合器摩擦轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　(5-2)</b></p><p>　　式中 u——材料摩擦系數(shù)，對(duì)于離合器轉(zhuǎn)矩計(jì)算，采用靜摩擦系數(shù)<

94、/p><p>　　——壓緊降低系數(shù) 錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><p>　　——作用在單片摩擦偏上的法向壓緊力</p><p><b>　　——等效半徑</b></p><p><b>　　——摩擦副數(shù)</b></p><p>　　(2)等效半徑 錯(cuò)誤!未找到引用源。</

95、p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。 </p><p>　　式中 r——摩擦片內(nèi)圓半徑</p><p>　　R——摩擦片外圓半徑</p><p>　　(3)作用在單片摩擦片上的法向壓緊力F</p><p>　　（5-3） </p>&

96、lt;p>　　式中——主油壓作用在活塞上的靜壓力</p><p><b>　　——回位彈簧力</b></p><p>　　——液壓缸離心油壓作用在活塞上的離心油壓作用力</p><p>　　(4)主油壓作用在活塞上的靜壓力 錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><p>　　式中 ——離合器操作油壓，液壓油壓力為1.4MP

97、a 錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><p>　　和 分別表示液壓缸內(nèi)、外半</p><p><b>　　計(jì)算得：</b></p><p>　　=1.4xx3.14x（-）=20116.096N</p><p>　　(5)液壓缸離心油壓作用在活塞上的離心油壓作用力 錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><p>

98、;<b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　式中 ——油的密度</b></p><p><b>　　——有的回轉(zhuǎn)角度</b></p><p>　　——油進(jìn)入回轉(zhuǎn)件的入口半徑 , =4mm</p><p>　　(6)油的密度 錯(cuò)誤!未找到引用源。</p&

99、gt;<p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中 ——油在20 錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí)的密度</p><p>　　——石油密度溫度系數(shù),取v=0.00062</p><p><b>　　——油的工作溫度</b></p><p>　　(7)油的回轉(zhuǎn)角速度 錯(cuò)誤!

100、未找到引用源。</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)得：1=0.8x2x3.14x2970/60=248.688r/min </p><p>　　2=0.8x2x3.14x6600/60=552.64r/min</p><p>　　(8)回位彈簧力 錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。

101、 （5-6）</p><p>　　式中 N——回位彈簧個(gè)數(shù)；</p><p>　　k——回位彈簧自由度 </p><p>　　——回位彈簧自由長(zhǎng)度</p><p>　　X——回位彈簧壓縮后長(zhǎng)度</p><p><b>　　(9)轉(zhuǎn)矩計(jì)算</b></p

102、><p>　　換擋離合器不工作時(shí)斷開，工作時(shí)接合，經(jīng)過短暫滑摩后，通過摩擦副間的靜摩擦力矩傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　壓緊降低系數(shù) 錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><p>　　油選用殼牌15W40-CD，油在20度的時(shí)候，密度，石油密度溫度系數(shù)v=0.00062，帶入公式（5-5）得，再將所得數(shù)據(jù)帶入公式（5-4）最終得,。</p><p&g

103、t;　　回位彈簧個(gè)數(shù)N=20，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中關(guān)于彈簧的參數(shù)，回位彈簧中徑D=8mm，自由高度h=28mm，剛度系數(shù)k=16.9N/mm，帶入公式（5-6）可得到。再將所得數(shù)據(jù)帶入公式（5-3）進(jìn)而得到F1=15029.525N,F2=19756.36N。</p><p>　　最終將全部的計(jì)算數(shù)據(jù)帶入公式（5-2）得：牛，牛。

104、

105、 </p

106、><p>　　5.4被試件多片濕式離合器摩擦副數(shù)</p><p>　　在設(shè)計(jì)過程中，摩擦轉(zhuǎn)矩</p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。 ， （5-7）</p><p>　　式中 錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><p>　　取儲(chǔ)備系

107、數(shù)=1.2，將與代入式（5-7）得到</p><p>　　Z1≥5.127，取Z1=6；</p><p>　　Z2≥1.75，取Z2=2</p><p>　　5.5被試件濕式多片離合器油道設(shè)計(jì)</p><p><b>　　(1)接合時(shí)間</b></p><p>　　以圖5-3為摩擦離合器接合簡(jiǎn)圖。

108、圖5-4表示了摩擦離合器的結(jié)合過程中離合器兩端轉(zhuǎn)速的變化。在接合前，主、被動(dòng)部分各自以 錯(cuò)誤!未找到引用源。，接合后，主動(dòng)部分將動(dòng)力傳遞給被動(dòng)部分，使被動(dòng)部分克服阻力并加速轉(zhuǎn)動(dòng)。而在同一時(shí)刻主動(dòng)部分由于輸入動(dòng)力轉(zhuǎn)速將稍有下降，經(jīng)過時(shí)間 錯(cuò)誤!未找到引用源。主、被動(dòng)部分達(dá)到同步運(yùn)轉(zhuǎn)，完成接合，到時(shí)間 錯(cuò)誤!未找到引用源。整個(gè)系統(tǒng)加速并達(dá)到主動(dòng)部分接合前的轉(zhuǎn)速。</p><p>　　圖5-3 摩擦離合器接合簡(jiǎn)圖<

109、;/p><p>　　圖5-4 摩擦離合器接合過程</p><p><b>　　根據(jù)運(yùn)動(dòng)關(guān)系</b></p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。 , （5-8）</p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。 ,

110、 （5-9）</p><p>　　式中 錯(cuò)誤!未找到引用源?！?jiǎng)恿ρb置的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，Nm；</p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。 ——離合器的摩擦轉(zhuǎn)矩，Nm；</p><p>　　——離合器的工作轉(zhuǎn)矩，Nm；</p><p>　　、 ——主被動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</p>

111、;<p>　　、——與時(shí)間有關(guān)的主、被動(dòng)部分的角速度</p><p>　　將上面所求數(shù)據(jù)帶入公式（5-8）、（5-9），并對(duì)兩式積分使兩式相等，可得到離合器接合時(shí)間：I軸t1=0.996s，II軸t1=2.302s。 </p><p><b>　　(2)滑摩功</b></p>&l

112、t;p>　　在接合時(shí)間 錯(cuò)誤!未找到引用源。1從、被動(dòng)摩擦元件之間存在相對(duì)滑動(dòng)，其消耗的功即為滑摩功，可用接合時(shí)間內(nèi)主動(dòng)部分的輸入功與被動(dòng)部分的輸出功之差計(jì)算得到：</p><p>　　W= （5-10）</p><p>　　設(shè)主動(dòng)部分在接合過程中轉(zhuǎn)速不變，將數(shù)據(jù)代入式（5-10），得到滑摩功，。</

113、p><p><b>　　(3)滑摩功率</b></p><p>　　滑摩功率P等于滑摩功W與接合時(shí)間 錯(cuò)誤!未找到引用源。t的比值：</p><p>　　P= 錯(cuò)誤!未找到引用源。 。 （5-11）</p><p>　　

114、代入數(shù)據(jù)到式（5-11），得滑摩功率P1=1.358 錯(cuò)誤!未找到引用源。W。</p><p>　　(4)平均溫升和冷卻流量</p><p>　　油冷卻濕式摩擦離合器的平均溫升</p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。 ， （5-12）</p><p><b

115、>　　式中</b></p><p>　　n——每小時(shí)內(nèi)摩擦裝置的接合次數(shù)</p><p>　　W——接合一次滑摩功</p><p><b>　　——冷卻油的密度</b></p><p>　　c——冷卻油的質(zhì)量熱容</p><p><b>　　q——冷卻油的流量</