变速箱开式试验台设计

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变速箱开式试验台设计
摘 要
变速器是现代汽车的一个主要装备,其性能直接影响到汽车的动力性、燃
油经济性及驾驶性能等. 研究自动变速器与发动机的联合工作特性,需要对
自动变速器的性能进行台架试。
本文从整体上论述了汽车变速箱性能检测系统的测试原理和设计方案，
并从硬件和软件两方面详细阐述了汽车变速箱性能检测系统的组成。介绍了
汽车变速器系统综合试验台的主要构成与种类, 着重在机械硬件方面去分析
研究开放式及封闭式汽车变速器系统综合试验台的主要结构、特点及工作原
理。

本论文研究的目的、意义：我国汽车工业正处于发展和提升时期，变速
器在汽车上开始大量装备，这对其设计制造、性能检测与维修提出了迫切要
求。目前国产变速器测试设备多为手动、测试精度低、响应速度慢；进口设
备，价格较高，集中在少数企业和地区，这种状况无法满足汽车制造及维修
行业的需求。为开发具有自主知识产权的、适合我国国情的变速器检测备，
提出本研究课题。

关键词：变速器, 试验台, 结构, 分析
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DESIGN OF THE OPENING TRANSMISSION
TEST-BED

ABSTRACT
The transmission is a main device of modern cars. Its performance directly
affects tractate performance, fuel economy and convenient operation of vehicles,
etc. Its characteristics must be tested with the test - bed to study the
characteristics of the cooperating performance of the engine and the
transmission.
This paper discuss the test theory and design project of a test System for
the performance of Transmission test-bed，and describe the makeup of the system
from hardware and software. This paper introduces the main components and
types of the comprehensive testing beds for vehicle transmission system with
focus on mechanical hardware, the author analyses their main structures, features,
and working principle of the open and closed comprehensive testing beds for
vehicle transmission system.
Motive and meaning of the research: In our country
automobile industry positive be placed in shape time，Transmission
beginning equipped on a lot of motors， this situation Inevitably
press for its design, test, repair. Present domestic Transmission Test-bed
mostly turning by hand, test accuracy is low , respond speed is slow; the import
equipment price is higher ,concentrate in the minority. This condition can not
satisfy the demand of automobile production and maintenance enterprise. In
order to develop the Transmission Test-bed which have independence intelligent
property right, we propose this research lesson.

KEY WORD：transmission, testing bed, structure, analysis
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符 号 说 明
P 发动机额定功率 Kw
n
转速 r/min


传动效率

K
计算系数

1d、2
d
分度圆直径 mm
a 中心矩 mm

1
b
、2b 齿宽 mm

齿轮螺旋角 °

n
m
齿轮模数 mm

limF

试验齿轮齿根的弯曲疲劳极限 MPa

ST
Y
试验齿轮的应力修正系数

N
Y
弯曲疲劳强度计算的寿命系数

minF
S
弯曲强度的最小安全系数

lim1H

试验齿轮的接触疲劳极限 MPa

minH
S
接触强度的最小安全系数

N
Z
接触疲劳强度计算的寿命系数

W
Z
工作硬化系数

HP

齿面许用接触应力 MPa

1FP

许用弯曲应力 MPa
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目 录
第一章 前言............................................1
§1.1 研究的目的......................................1
§1.2 研究的依据......................................2
§1.3 试验台的种类....................................2
§1.3.1 开式试验台..................................2
§1.3.2 闭式试验台..................................2
第二章 试验台总体方案的确定............................3
§2.1 试验台的基本功能................................3
§2.2 试验台的测试原理................................3
§2.3 试验台的基本组成................................4
第三章 试验台的基本结构设计............................8
§3.1 联轴器的选择....................................8
§3.1.1 变速器输入轴后的联轴器......................8
§3.1.2 升速器后的联轴器............................9
§3.1.2 发动机后的联轴器............................9
§3.2 升速器的设计 ..................................10
§3.2.1 斜齿圆柱齿轮传动设计.......................10
§3.2.2 低速轴的设计.... ..........................11
§3.2.2 高速轴的设计...............................14
§3.2.4 键的强度校核...............................16
§3.2.5 升速器附件设计.............................19

§3.3 升速齿轮箱的简单设计...........................19
§3.4 扭矩转速传感器的选择...........................22
§3.5 传动结构的设计.................................22
第四章 试验台性能匹配.................................23
§4.1 测功机用途及使用范围...........................23
§4.2 测功机结构及原理...............................24
§4.3 测功机工作特性.................................24
§4.4 试验台的匹配原则...............................26
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第五章 结论............................................28
参考文献.........................................29
致谢...................................................30

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第一章 前 言
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, 为了控制汽车产品质量, 提高汽车的品质, 势必对其总成及零部件
提出更高更严格的要求。传动系是汽车实现发动机动力输出到行驶的必需系
统, 变速器是汽车传动系中一个重要总成, 为了对变速器产品结构和零部件
的性能、寿命进行测试和分析, 为产品设计与质量评价提供可靠的科学依据,
缩短产品的开发周期和提高产品质量。因此, 对汽车变速器系统综合试验台
的研究具有特别重要的意义。

§1.1研究的目的及意义
近几年来, 国外一些大公司相继成功研制出了先进的液压机械无级变
速箱, 并将其应用于推土机、装载机等工程车辆上, 在车辆传动技术领域取
得了重大突破。东方红1302R是一款装有液压机械无级变速器的拖拉机，拖拉
机在农田作业,农田基本建设,农业运输以及在抽水、脱粒、农产品加工等固
定作业中用途十分广泛。因此,拖拉机技术的发展对全面实现农业机械化起着
至关重要的作用。变速器是实现拖拉机性能的关键部分,该试验台研究的目的
就是改善拖拉机的动力性和燃油经济性,提高其作业效率。
在大、中型拖拉机上,液压机械无级变速器将会有更广泛的应用,相信该
试验台的研制为其可提高车辆动力性、经济性、生产效率和操作自动化,简化
驾驶员操作,也为综合控制拖拉机传动系提供可能。

§1.2 研究的内容和依据
依据新型变速箱性能试验和燃油经济性的测试来设计。研究的内容：对
试验台的试验原理进行设计；选择电涡流测功机为功率吸收装置；设计或选
择升速装置。

§1.3 汽车变速器性能试验台的种类