客车变速器疲劳寿命试验台机械结构设计.docx
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1、精选资料 编号 毕业设计(论文)题目 客车变速器疲劳寿命 试验台机械结构设计 二级学院 车辆工程学院 如果需要配套图纸,加Q627790615。可修改编辑目录摘要IAbstractII1 绪论11.1 课题研究的意义和目的11.1.1研究的意义11.1.2研究的目的21.2 客车变速器发展状况及和趋势21.2.1 我国客车变速器发展状况21.2.2客车变速器发展趋势31.3 变速器试验台在国内外研究现状41.4 本文主要研究内容52 试验台总体方案设计62.1 我国变速器试验行业标准62.2试验台架类型分析72.2.1 开式试验台72.2.2 封闭式试验台架82.2.2.1 机械封闭式试验台架
2、82.2.2.2 液压封闭式试验台架92.2.2.3 电封闭式试验台架92.3 试验台架方案确定103 试验台零部件选型和设计123.1铸铁平台123.2 驱动电机的选型及其底座133.2.1驱动电机的选型133.2.2驱动电机的底座143.3传动箱及其底座设计153.3.1 传动箱设计153.3.2 传动箱底座设计183.4 转速转矩传感器选型及其支座设计193.4.1转速转矩传感器选型193.4.2转速转矩底座设计203.5 变速器专用夹具设计203.6传动轴设计233.7联轴器选型244 装配284.1 装配概述284.2 连接装配284.2.1 螺纹连接的装配284.2.2 键连接的装
3、配294.2.3 联轴器的装配304.3 装配、调试工作中的注意事项315 总结与展望325.1全文总结325.2展望32参考文献34可修改编辑摘要 随着经济的发展,人们出行对乘坐车辆提出了更高的要求,使得近几年我国的客车行业得到井喷式发展。变速器是客车传动系统中的重要组成部分,其质量的好坏直接影响到客车的动力性、燃油经济性和操作性。及早发现变速器的设计缺陷和产品工艺问题,对提高变速器研发效率、消除变速器产品缺陷、保证整车质量都有十分重要的意义。本论文以客车的前置后驱机械式变速器为研究对象,依照国家汽车标准化技术委员会在QCT 568.4-2011汽车机械式变速器总成台架试验方法 第四部分 重
4、型中规定重型汽车机械式变速器的台架试验方法,对变速器疲劳寿命试验台机械结构进行设计。变速器试验台经历了从开放式试验台到封闭式试验台的发展历程,目前的封闭式试验台又主要分为机械封闭式试验台、液压封闭式试验台和电封闭式试验台。通过对几种不同类型的试验台的研究,分析各自的优缺点,最终选用机械封闭式试验台。其结构简单,投资小,使用经济,性能稳定可靠。根据试验的要求和必要的计算对驱动电机、转速转矩传感器和联轴器等零部件进行选型。为了实现试验台的机械封闭的形式,设计两个传动箱改变中心距,从而达到能量的回收利用。为了搭建整个试验台,要对零部件进行安装和固定,需设计与之配合的夹具或者支座。利用CATIA设计铸
5、铁平台、驱动电机支座、传动箱支座、转速转矩传感器和变速器专用夹具等部件的三维图形,用电子图版CAXA完成夹具和支座的零件图。对连接件的装配作出要求,指出搭建台架时需注意的问题,并完成整个疲劳寿命试验台机械结构方面的装配图。关键字: 变速器 试验台 机械结构 夹具设计可修改编辑Abstract With economic development, people travel by vehicle to put forward higher requirements, so that our country in recent years, passenger car industry has b
6、een development spurt. Bus transmission gearbox is an important part of its quality directly affects the bus power, fuel economy and maneuverability. Early detection of design flaws and problems of the transmission technology products, research and development to improve the transmission efficiency,
7、 to eliminate transmission product defects, ensure the quality of vehicle has a very important significance. In this paper, the bus rear-drive mechanical transmission for the study, in accordance with the provisions of the National Automotive Standardization Technical Committee of heavy machinery in
8、 the car QC T 568.4-2011 auto mechanical transmission assembly test methods of Part IV heavy in the bench test method type transmission, the transmission of the mechanical structure of the fatigue life test bed design. Transmission Test Bench has gone from an open test bed to the development process
9、 of closed-end test bench, test bench is currently closed and is divided into closed-end test machine, hydraulic test bed and enclosed electric enclosed test bed. Through several different types of test bench research, analyzes their advantages and disadvantages, the final selection of machinery enc
10、losed test bed. Its structure is simple, small investment, the use of economic, stable and reliable performance. According to test requirements and the necessary calculations for the selection of the drive motor, speed and torque sensor couplings and other components. In order to achieve closed form
11、 mechanical test rig, designed two gearbox changes center distance to achieve the recycling of energy. In order to build the entire test bed, for parts to be installed and fixed, to be co-ordinated with the design of the fixture or abutment. Use CATIA design cast iron platform, the drive motor beari
12、ngs, gearbox bearings, three-dimensional graphics and a transmission speed torque sensor dedicated fixture components, electronic chart CAXA complete fixture and bearing parts Fig. For fitting attachment to requirements that states need to build a carriage attention to the problem and complete the e
13、ntire fatigue life test bed mechanical structure assembly drawings.Keywords: Transmission Test Bench Mechanical Structure Fixture Design可修改编辑1 绪论1.1 课题研究的意义和目的1.1.1研究的意义 21世纪是汽车工业飞速发展的时代,汽车工业逐步成为许多国家的支柱产业,是国家扶持和重点发展的产业之一1。提高我国汽车行业自主开发和自主创新的能力是我国汽车行业在“十一五”期间将重点解决的问题之一。2015年我国汽车产销总体平稳增长,全年汽车产销分别完成2450
14、.33万辆和2459.76万辆,连续7年蝉联全球第一,创历史新高,比上年分别增长3.3%和4.7%,总体呈现平稳增长态势,产销增速比上年分别下降4个和2.2个百分点2。 汽车传动系统包括离合器、变速器、传动轴、驱动桥等3。众所周知,汽车传动系主要任务在于改变发动机的转矩同转速关系的特征,把动力有效而可靠地传递到驱动车轮上。汽车在使用过程中,传动部件发生磨损,其技术状况逐渐变差,从而导致汽车动力性下降,经济性变差,安全可靠性降低,发生故障几率增高,严重的影响汽车运输效率的发挥4。其中尤为重要的是如果变速器本身可能存在质量上的缺陷,那么随着驾驶时间的持续,行使里程的增加,变速器的技术状况变差,可靠
15、性降低,增大交通隐患,甚至威胁到生命安全。 国内外由于变速器的问题造成的整车召回事件也频频出现:2007 年,昌河铃木由于手动变速器存在隐患,召回利亚纳汽车共计 11716辆。被召回的利亚纳的手动变速器操纵钢索销钉卡子与档支座之间的间隙过小,这样卡子与换档支座可能产生干涉。在长时间操作换档杆后,不仅可能造成档卡子疲劳断裂,而且可能造成换档钢索从换档杆连接处脱落,从而无法实现切换档位,最终使驾驶员对车速失去控制。2008 年,丰田召回了 83684 辆手动变速器存在安全隐患的问题车辆(包括雅力士、威驰、花冠、卡罗拉等 4 款车型)。被召回车辆的手动变速器换档控制轴与档杆固定螺母存在较大的松动脱落
16、可能性,这样会造成换档杆脱落,进而导致无法换档。2008年10月美国通用公司由于汽车变速器出现故障,导致七家分公司停单。由于类似事件的不断发生,消费者和汽车制造厂家越来越关注和重视变速器的安全问题。研制变速器测试台架,对变速器进行多项性能试验,及早发现变速器的设计缺陷和产品工艺问题,对提高变速器研发效率、消除变速器产品缺陷、保证整车质量都有十分重要的意义。1.1.2研究的目的 汽车变速器开发研究主要是通过理论计算和分析得出所需性能要求。在根据设计计算的结果进行生产,这不可避免存在缺陷。产品在后期的实验和检测工作就显得尤为重要,因此有人说“汽车是实验出来的”5。国外汽车工业由于发展时间较长,并对
17、试验检测工作十分重视,在资金上给予了巨大的投入,一般都有较为齐全的实验装备。再加上严格管理和精良的设备,与国内形成了较大的差距。所以,我国必须加大对试验检测设备的投入,才能大大缩短同国外同类厂家在试验手段上的差距,有利于我国汽车产品在国内外的竞争能力。1.2 客车变速器发展状况及和趋势1.2.1 我国客车变速器发展状况 从上个世纪80年中期至90年代末期,随着我国经济的发展,人们出行对乘坐车辆提出了更高的要求,但当时国内的制造水平普遍落后6。各大汽车公司通过学习尼奥普兰、凯斯鲍尔、沃尔沃、奔驰等豪华大客车的制造技术,逐步形成大型客车主流,这其中以宇通、金龙、金旅等为典型代表。前几年,我国客车出
18、现了井喷式的迅猛发展。2007年,7 m以上大中型客车产销量近12万辆,较十年前增长10倍,占据世界市场1/3以上的份额7。客车主要出口对象为亚洲、非洲及中东等地区的一些发展中国家,目前正逐步向东欧国家、俄罗斯、乌克兰及少数欧美国家延伸。作为客车的重零部件,国产变速器也搭乘整车企业快速发展的快车,产生了大量优秀的客车变速器制造企业。 国内客车变速器行业中具有大规模和较大生产规模的企业主要有陕西法士特汽车传动集团有限公司、一汽集团解放公司变速器分公司、哈尔滨一汽变速器股份有限公司、浙江万里扬变速器股份有限公司、浙江中马汽车变速器股份有限公司、格特拉克(江西)传动系统有限公司、一汽轿车长春齿轮有限
19、公司、东风汽车变速器有限公司、中国重汽集团大同齿轮有限公司、綦江齿轮传动有限公司、杭州前进齿轮箱集团股份有限公司等。在国内变速器厂家竞争的同时,国外变速器厂家也参与到竞争中,如德国ZF公司、英国艾里逊、美国伊顿、韩国统一等都看好国内市场,并且已经牢牢占领着高端市场。 现阶段,我国主流大型客车变速器来自德国等发达国家80-90年代的技术,至今已有20年,而在这20年里,我国的大型客车的发展已取得了长足的进步,技术水平已有了很大的提高。相比整车的技术发展,国内变速器厂家依靠消化吸收原引进技术来改进产品,虽有了一定的研发能力,但由于并未掌握核心技术,产品研发未取得根本性突破,使得变速器技术落后于国际
20、先进技术,也还不能完全满足国内大型客车的发展要求。 尽管如此,现阶段国内的一些变速器企业已经展开了一系列的工作,开发出适合市场需求的产品。国内大中型客车变速器制造行业中,无论在产量还是技术上,綦江齿轮传动有限公司都处于行业领先地位。该公司新研制的大客车专用QJ S6-161 6挡变速器8,代表了我国当前手动客车变速器先进的特性和制造技术。1.2.2客车变速器发展趋势目前,全球使用的变速器大致可以分为5类:1.手动变速器(MT);2.自动变速器(AT);3.手自一体变速器(AMT);4.无级别变速器(CVT);5.双离合器变速器(DCT)9。这5种变速器各自都有自己的优点,对以后变速器的发展方向
21、尚且还无法定论。但是国外客车的自动变速器配备率高达90%以上,我国的客车变速器配备率仅仅才10%,所以我国现阶段的技术和国外还有相当大的差距。在后面的几年,我国还是应该紧跟国外客车和变速器的发展方向,通过大量的合作和引进关键技术,培养自我的研发能力,以后在国际市场才有可能具备很强的竞争力。从国外发达国家大型客车的发展和我国大型客车技术现状来看,未来我国的大型客车有几方面的发展趋势:大型化、发动机大功率化、高可靠性、环保化、节能化、人性化10。根据未来客车技术的发展方向可以分析出未来客车变速器的发展趋势大概有以下几点:A. 大扭矩:目前,我国生产的13.7米及以上的的大型客车的发动机的最大扭矩已
22、达到了近1800Nm,但是所使用的变速器都是德国ZF公司的8S180。现阶段国内尚无能力生产这种大扭矩的客车专用变速器,这确实也是当下我国变速器行业的一个短板。随着对大型客车的动力性要求越来越高,发动机的功率普遍提高,变速器的最大输入扭矩将达13001800Nm,我国就算是綦江齿轮厂的变速器的最大输入扭矩将达10001500Nm。B. 高可靠性:据有关资料显示,欧洲和日本客车大修里程约为100150万公里,但目前国内仅有少数变速器能满足国外大型客车的性能要求,大多数变速器的大修里程只能保持在50万公里,其变速器的使用寿命和可靠性等方面还有待提高。C. 人性化:2005年,在北京公开招标的400
23、0辆公交车中有2000辆选用了自动变速器,这表明,操纵的轻便化或简单化,使车辆更加人性化,已成为大型客车的要求之一。国外的客车已经大量使用自动变速器,然而我国的配备率并不是很高。1.3 变速器试验台在国内外研究现状 国外汽车工业起步早,变速器试验技术已经比较成熟。设计制造出了大量技术含量高、测试精度高、自动化程度高的试验设备。在国外,从事试验台研发的都是实力雄厚的大型企业,如美国通用汽车公司,克莱斯勒公司等11。另外,国外还有专门为整车企业生产测试设备的企业,比如日本的西门子公司、美国S WRL公司和BBK公司,无论是手动变速器还是自动变速器,他们都开发相应的测试设备,以及大量的变速器综合性能
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