落锤式减震器冲击试验台机械结构设计
摘 要摘 要现如今，摩托车作为主流的交通工具之一其驾驶时的舒适度和平稳性渐渐被越来越多的人所关注。减震器悬架系统成为众多工程师们的研究重心。目前我国的减震器机械性能测试的指标主要有测试材料阻力测试，运动阻力测试，以及静载时的承载能力测试等。而一款高性能的减震器需经过严格的耐久性测试、强度测试等才能够开始大批量生产使用。本课题研究的落锤式减震器冲击试验台的主要结构包括传动机构，提升机构，释放机构，导向机构，以及重锤有效下落行程的调节装置。该试验台通过丝杠螺母手动调节不同型号减震器的重锤有效行程高度，通过电机输出动力，带轮，动滑轮，钢丝绳，链轮为传动装置传输动力。通过机械手提升重锤后释放，气缸作为防二次冲击装置将一次下落的重锤顶起，从而完成一次冲击。目前国内市场上的该类型减震器存在的问题颇多，如测试周期长，设备操作复杂，体积过大造成的维护检修困难等，对此，我们针对上述问题研究设计出这款高性能减震器测试试验台来弥补此领域的空白。本文将对落锤式减震器冲击试验台的设计方案，详细结构设计，计算，以及部分零件的强度校核进行阐述。希望此结果能在减震器试验台的设计领域中有所突破。关键词：冲击试验台，减震器，测试周期目录
第一章 绪论 1
1.1课题来源 1
1.2本课题研究的意义与目的 1
1.3落锤式减震器冲击试验台国内外研究现状及存在问题 4
1.4本次毕业设计的主要研究内容 5
1.6本章小结 6
第二章 试验台的方案设计 7
2.1减震器工作原理简介： 7
2.2 减震器的分类及应用发展历程： 7
2.3 冲击实验台的设计方案 9
2.3.1 减震器冲击试验台方案设计 9
2.3.2 减震器冲击试验台提升结构方案设计 10
2.3.3 减震器冲击试验台导向装置设计 13
2.3.4 减震器冲击试验台防二次冲击结构设计 13
2.3.5 减震器冲击试验台下落行程高度调节结构设计 14
2.3.6减震器冲击试验台传动装置设计 14
2.4本章小结 14
第三章 落锤式减震器冲击试验台的详细设计 15
3.1结构
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案设计 10
2.3.3 减震器冲击试验台导向装置设计 13
2.3.4 减震器冲击试验台防二次冲击结构设计 13
2.3.5 减震器冲击试验台下落行程高度调节结构设计 14
2.3.6减震器冲击试验台传动装置设计 14
2.4本章小结 14
第三章 落锤式减震器冲击试验台的详细设计 15
3.1结构设计 15
3.1.1传动结构设计——电动机的选型 15
3.1.2传动结构设计——链轮设计 15
3.1.3 传动结构设计——动滑轮的设计 22
3.1.4 机架结构设计 22
3.1.5 落锤式减震器冲击试验台机提升装置设计 23
3.1.6 防二次冲击装置设计 26
3.1.7 有效冲击行程调节装置设计 27
3.1.8缓冲垫的设计 28
3.1.9钢丝绳的设计 28
3.2键的强度校核 29
3.3 本章小结 29
结语 30
致谢 31
参考文献 32
第一章 绪论
本次毕业设计论文中的第一章重点介绍落锤式减震器冲击试验台的研究背景，国内以及国际上对该试验台的研究现状、以及减震器冲击试验台未来的研究方向和发展趋势。
1.1 课题来源
近年来，随着社会经济的高速、迅猛发展，人们的生活状态从满足于温饱逐渐过渡到追求高品质小资生活，越来越多的人在消费的同时更加渴求金钱带来的舒适享受，对于大多数消费者而言，汽车，摩托车等交通工具不再仅仅是作为一个简单的代步工具，从时尚炫酷的外观到平稳耐用的性能，从研发创新的理念到实际应用的成果展示，越来越多的条件被纳入到消费者的购买因素中。对此，越来越多的机械工程人才投身到减震器试验台的研发领域。如何提高减震器的耐久性和平稳性成为了提高摩托车整体质量的重点研究内容。
1.2 本课题研究的意义与目的
据统计，中国摩托车2014年产量总达3200万辆，位居世界第一，但产品质量主要集中在低端和中低端等级，数量如此多，质量却无法保证，成为了现阶段消费者和生产商共同关注的问题。由于国内尚缺乏摩托车有效的测试设备和检测手段，减震器作为机动车集安全和性能为一体的关键部件，同样也面临缺乏自主创新能力的困扰，因此，国内减震器行业迫切需要提升检测手段，完善测试设备，适应企业产品升级转型的需求。
减震器的结构如图11。它与某些特定弹性元件一同连结在摩托车的悬架系统中，当摩托车车身或车架在悬架上做仿真振动时，减震器中一个储油腔中的油液经过阻尼孔流入到另一个储油腔中。在此过程中，阻尼孔的孔壁与油液产生外摩擦，液体分子内还存在内摩擦。内外摩擦形成了振动系统的阻尼力，吸收了车身振动所产生的能量，并将其转化为热能散失掉。减震器中阻尼力的大小取决于车架与轴之间的相对速度，因而，可通过改变相对速度来实现提高汽车行驶的平稳性和操纵的稳定性。
一般来讲，一个合格的减震器需经过以下几项试验测试。
(1) 示功试验：对试件的示功图和速度图进行检测。
(2) 速度特性实验：检测减振器在不同速度运动的活塞下工作所受到的阻力，获取减振器的速度特性。
(3)温度特性实验：测定温度特性，绘制出减震器的PT曲线及计算其工作时的热衰减率。
(4)耐久性试验：通过一定次数的往复试验测定减振器的使用寿命是否达标。
图11 减震器内部结构图
减震器作为摩托车的主要零部件，耐久性和平稳性对整体车辆的品质起着决定性作用。路面坑洼不平坦带来的冲击，以及抑制摩托车运行中弹簧储能时产生的震荡，二者均考验着减震器的性能。高质量减震器是车辆行驶起来平稳而舒适的保障。车在经过不平路面时，一部分能量被弹簧储存，过滤掉部分震动。但弹簧自身的往复运动就需要靠减震器中的阻尼部件来吸收能量。如果阻尼力过大，即减震器偏硬，便会妨碍弹簧的正常储能工作，反之阻尼力过小，减震器太软，车身剧烈的上下跳跃，车辆的整体平稳性受到严重影响。在改装车辆悬挂系统的过程中，阻尼力较大的减震器最好与弹性力较大的弹簧搭配使用，而弹簧的硬度取决于车重量的大小，因而，体重较轻的摩托车一般采用阻尼力较小的减震器，反之，则用阻尼较大的减震器。
图12为减震器与引震曲轴相连接的一系列装置。
图12减震器连接图
该装置可以用来抑制由于曲轴扭转产生的剧烈震动，即当摩托车启动时，气缸冲击力作用在曲轴上，从而产生扭动的现象。对于生产摩托车的厂家来说，一个科学可靠的测试设备是一个企业保证产品质量和制造精度的支撑关键，也是保证企业竞争力的关键所在。因而，减震器冲击试验台的研发至关重要。
设计减震器冲击试验台，旨在测试其在高速加载条件下的耐久度，改善以往试验台测试周期漫长，操作复杂，以及设备不便于维护等缺点。本设计经过对采集的减震器在高速加载下以及重复冲击下的疲劳强度等各项数据分析，为生产设计提供科学实验数据，从而更有效地保证每一个减震器的质量，从而提高车辆整体的性能品质。
1.3 落锤式减震器冲击试验台国内外研究现状及存在问题
冲击，是指一个系统忽然受到瞬时载荷的作用力的过程，也可以看作是外界的能量迅速传递到一个系统中的过程。从上个世纪50年代起，西方国家便开始对冲击试验进行研究。通过给试样在高速下加可变化的载荷，观察测量试件的变化从而进行材料的冲击试验。最初的冲击试验台的两种基础类型包括摆锤式冲击试验台和落锤式冲击试验台。其中，摆锤式减震器冲击试验台在国外通常被用于伊佐德和卡毕试验，并多用于测量金属材料
第一章 绪论 1
1.1课题来源 1
1.2本课题研究的意义与目的 1
1.3落锤式减震器冲击试验台国内外研究现状及存在问题 4
1.4本次毕业设计的主要研究内容 5
1.6本章小结 6
第二章 试验台的方案设计 7
2.1减震器工作原理简介： 7
2.2 减震器的分类及应用发展历程： 7
2.3 冲击实验台的设计方案 9
2.3.1 减震器冲击试验台方案设计 9
2.3.2 减震器冲击试验台提升结构方案设计 10
2.3.3 减震器冲击试验台导向装置设计 13
2.3.4 减震器冲击试验台防二次冲击结构设计 13
2.3.5 减震器冲击试验台下落行程高度调节结构设计 14
2.3.6减震器冲击试验台传动装置设计 14
2.4本章小结 14
第三章 落锤式减震器冲击试验台的详细设计 15
3.1结构
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
案设计 10
2.3.3 减震器冲击试验台导向装置设计 13
2.3.4 减震器冲击试验台防二次冲击结构设计 13
2.3.5 减震器冲击试验台下落行程高度调节结构设计 14
2.3.6减震器冲击试验台传动装置设计 14
2.4本章小结 14
第三章 落锤式减震器冲击试验台的详细设计 15
3.1结构设计 15
3.1.1传动结构设计——电动机的选型 15
3.1.2传动结构设计——链轮设计 15
3.1.3 传动结构设计——动滑轮的设计 22
3.1.4 机架结构设计 22
3.1.5 落锤式减震器冲击试验台机提升装置设计 23
3.1.6 防二次冲击装置设计 26
3.1.7 有效冲击行程调节装置设计 27
3.1.8缓冲垫的设计 28
3.1.9钢丝绳的设计 28
3.2键的强度校核 29
3.3 本章小结 29
结语 30
致谢 31
参考文献 32
第一章 绪论
本次毕业设计论文中的第一章重点介绍落锤式减震器冲击试验台的研究背景，国内以及国际上对该试验台的研究现状、以及减震器冲击试验台未来的研究方向和发展趋势。
1.1 课题来源
近年来，随着社会经济的高速、迅猛发展，人们的生活状态从满足于温饱逐渐过渡到追求高品质小资生活，越来越多的人在消费的同时更加渴求金钱带来的舒适享受，对于大多数消费者而言，汽车，摩托车等交通工具不再仅仅是作为一个简单的代步工具，从时尚炫酷的外观到平稳耐用的性能，从研发创新的理念到实际应用的成果展示，越来越多的条件被纳入到消费者的购买因素中。对此，越来越多的机械工程人才投身到减震器试验台的研发领域。如何提高减震器的耐久性和平稳性成为了提高摩托车整体质量的重点研究内容。
1.2 本课题研究的意义与目的
据统计，中国摩托车2014年产量总达3200万辆，位居世界第一，但产品质量主要集中在低端和中低端等级，数量如此多，质量却无法保证，成为了现阶段消费者和生产商共同关注的问题。由于国内尚缺乏摩托车有效的测试设备和检测手段，减震器作为机动车集安全和性能为一体的关键部件，同样也面临缺乏自主创新能力的困扰，因此，国内减震器行业迫切需要提升检测手段，完善测试设备，适应企业产品升级转型的需求。
减震器的结构如图11。它与某些特定弹性元件一同连结在摩托车的悬架系统中，当摩托车车身或车架在悬架上做仿真振动时，减震器中一个储油腔中的油液经过阻尼孔流入到另一个储油腔中。在此过程中，阻尼孔的孔壁与油液产生外摩擦，液体分子内还存在内摩擦。内外摩擦形成了振动系统的阻尼力，吸收了车身振动所产生的能量，并将其转化为热能散失掉。减震器中阻尼力的大小取决于车架与轴之间的相对速度，因而，可通过改变相对速度来实现提高汽车行驶的平稳性和操纵的稳定性。
一般来讲，一个合格的减震器需经过以下几项试验测试。
(1) 示功试验：对试件的示功图和速度图进行检测。
(2) 速度特性实验：检测减振器在不同速度运动的活塞下工作所受到的阻力，获取减振器的速度特性。
(3)温度特性实验：测定温度特性，绘制出减震器的PT曲线及计算其工作时的热衰减率。
(4)耐久性试验：通过一定次数的往复试验测定减振器的使用寿命是否达标。
图11 减震器内部结构图
减震器作为摩托车的主要零部件，耐久性和平稳性对整体车辆的品质起着决定性作用。路面坑洼不平坦带来的冲击，以及抑制摩托车运行中弹簧储能时产生的震荡，二者均考验着减震器的性能。高质量减震器是车辆行驶起来平稳而舒适的保障。车在经过不平路面时，一部分能量被弹簧储存，过滤掉部分震动。但弹簧自身的往复运动就需要靠减震器中的阻尼部件来吸收能量。如果阻尼力过大，即减震器偏硬，便会妨碍弹簧的正常储能工作，反之阻尼力过小，减震器太软，车身剧烈的上下跳跃，车辆的整体平稳性受到严重影响。在改装车辆悬挂系统的过程中，阻尼力较大的减震器最好与弹性力较大的弹簧搭配使用，而弹簧的硬度取决于车重量的大小，因而，体重较轻的摩托车一般采用阻尼力较小的减震器，反之，则用阻尼较大的减震器。
图12为减震器与引震曲轴相连接的一系列装置。
图12减震器连接图
该装置可以用来抑制由于曲轴扭转产生的剧烈震动，即当摩托车启动时，气缸冲击力作用在曲轴上，从而产生扭动的现象。对于生产摩托车的厂家来说，一个科学可靠的测试设备是一个企业保证产品质量和制造精度的支撑关键，也是保证企业竞争力的关键所在。因而，减震器冲击试验台的研发至关重要。
设计减震器冲击试验台，旨在测试其在高速加载条件下的耐久度，改善以往试验台测试周期漫长，操作复杂，以及设备不便于维护等缺点。本设计经过对采集的减震器在高速加载下以及重复冲击下的疲劳强度等各项数据分析，为生产设计提供科学实验数据，从而更有效地保证每一个减震器的质量，从而提高车辆整体的性能品质。
1.3 落锤式减震器冲击试验台国内外研究现状及存在问题
冲击，是指一个系统忽然受到瞬时载荷的作用力的过程，也可以看作是外界的能量迅速传递到一个系统中的过程。从上个世纪50年代起，西方国家便开始对冲击试验进行研究。通过给试样在高速下加可变化的载荷，观察测量试件的变化从而进行材料的冲击试验。最初的冲击试验台的两种基础类型包括摆锤式冲击试验台和落锤式冲击试验台。其中，摆锤式减震器冲击试验台在国外通常被用于伊佐德和卡毕试验，并多用于测量金属材料
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