动力传动装置实验台架设计
目 录
1 绪论1
1.1 引言1
1.2 国内外发展现状1
2 动力传动装置运用的案例及分析2
2.1 动力传动装置在装甲车上的运用2
2.2 动力传动装置在装载机上的运用3
3 实验台架设计方案确定3
3.1 了解传动装置的组成3
3.2电机的选择 4
3.3变速器的确定 6
3.4制动器的确定7
3.5联轴器11
3.6转矩转速传感器12
4垫块和地板的设计 13
4.1电机垫块的设计 14
4.2转矩转速传感器垫块的设计15
4.3变速器垫块的设计16
4.4电涡流制动器垫块的设计 17
4.5磁粉制动器垫块的设计18
4.6底板的设计18
5 试验台架的总体方案图20
结论22
致谢23
参考文献24
1 绪论
1.1 引言
动力传动装置是把动力装置的动力传递给工作机构等的中间设备。传动系统的基本功用是将发动机发出的动力传给汽车的驱动车轮，产生驱动力，使汽车能在一定速度上行驶。传动系统的组成和布置形式是随发动机的类型、安装位置，以及汽车用途的不同而变化的。例如，越野车多采用四轮驱动，则在它的传动系中就增加了分动器等总成。而对于前置前驱的车辆，它的传动系中就没有传动轴等装置。汽车传动系的基本功能就是将发动机发出的动力传给驱动车轮。它的首要任务就是与汽车发动机协同工作，以保证汽车能在不同使用条件下正常行驶，并具有良好的动力性和燃油经济性， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
为此，汽车传动系都有减速和变速、汽车倒驶、中断传动和差速的作用。
为了使我们的汽车更加经济舒适，需要对汽车各传动件的作用力及技术进行分析。汽车道路试验虽能全面反映汽车的性能，但需要极大地人力物力，因此在上世纪60年代发明了一种在室内对整车或部分装置进行的试验，利用发达的计算机技术对数据进行分析并产生一定的结论。对于不同的传动装置，以及不同的传动类型我们需要进行不同的分析，利用实验台架对传动装置的受力及载荷分析，我们可以得到各项基本参数，再利用公式进行计算，从而得到我们最具有耐性，以及寿命最长的传动装置的设计方法。对于动力传动装置与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。因此对汽车传动装置实验台架研究具有非常重要的意义。
1.2 国内外发展现状
对于传动装置的研究国外比较早一点，国外的动力传动装置的研究成果比较先进，著名的有诺德齿轮减速机，诺德传动系统提供领先技术和涵盖从减速机、驱动电动机、变频器、伺服控制器到周边技术在内的全系列驱动与控制解决方案。诺德生产的同轴斜齿轮、平行轴斜齿轮、斜齿轮伞齿轮、蜗轮蜗杆和行星齿轮减速机，以及V带和摩擦轮机械式无级调速减速机，传动扭矩从10N?m到100 000N?m。福伊特调速行星齿轮Vorecon 的产品适合工业、公路、铁路和水利应用。美闻达D系列减速机具有高效节能的优点。
近年来由于汽车发展商对燃油经济性，动力性的不断追求，使得我国对汽车动力传动装置的研究比较火热。以下是我国一些学者的研究。西北工业大学机电学院的王峰对纯电动汽车新型动力传动装置的匹配仿真与优化的研究，对其电机和传动装置的参数进行合理选择和匹配计算，在 Matlab/Simulink 环境下进行整车动力性能的仿真,对传动装置的参数进行了优化。结果表明，电动汽车动力性与经济性满足实际要求。上海大学机电工程与自动化学院的江建中教授对磁性齿轮传动装置研究，认为磁性齿轮传动装置属于磁场调制式磁力传动结构，具有转矩密度高、运行效率高的优点，有替代机械齿轮在清洁、低温和高空等环境中运行的潜力。该装置具有两层气隙，运行时少极数内转子和多极数外转子分别以不同转速不同转向旋转。由于内外转子转动步长不同、方向不同，采用纯有限元法计算时，必须随时根据转子的转动进行气隙内网格的处理，难度很大。使用数值解析结合法计算磁场，由于气隙区域无网格，内外转子实现了灵活转动。根据计算结果，可以获得气隙区域的磁通密度解析表达式，进行谐波分析，有利于方便、精确地计算电磁转矩。
在理论分析和计算的基础上，设计和制造了样机，试验证明新型磁性齿轮传动装置具有高传动效率和高转矩密度。军事交通学院汽车工程系的许翔以某型装甲车辆液力机械传动装置的综合传热仿真为研究对象，采用模块化建模思想，提出了传动装置综合传热仿真的方法和流程。对传动装置的摩擦产热、传热及传动油流动等进行了仿真，得到了传动装置的产热量和传热量分配、传动装置零部件的温度、传动油的流动状况等信息，预测了传动装置中高温易于失效的危险部件以及换挡过程中摩擦片及其出口传动油温度的变化趋势，分析了环境温度及散热器入口空气流速对传动装置传热性能的影响。由此可见汽车动力传动装置的研究对于各不同汽车，以及以后汽车的发展具有十分重要的意义，它可以为我们的经济性动力性提供理论支持。
2 动力传动装置运用的案例及分析
动力传动技术不仅包括动力的高效传递，然而更为重要的是，良好的动力性带来的经济效应，能源效应。动力传动技术包括精准的控制技术和快速的信息反馈技术。因此，动力传动技术在多个领域被大力的使用。本文主要讲的是动力传动技术在汽车上的使用，即我们所说的汽车动力传动装置的设计研究。装置所具备的零件需要极大的可靠性。
2.1 动力传动装置在装甲车上的运用
动力传动装置在装甲车的应用主要为推进系统，动力传动装置的热状况对装甲车的性能具有重要的影响，它可以极大的反映车辆的传动性能，及其可靠性。由于装甲车的负重比较大，因此，传动装置较汽车更为复杂，传动装置零部件之间的关系也较为复杂，摩擦产热。因此动力传动装置的合理设计对装甲车十分重要。
2.2 动力传动装置在装载机上的运用
传统的装载机动力传动系统,将发动机、液力变矩器和变速器连成一体这样的系统给装载机的总体布置带来很大的困难,不仅影响整机性能,而且不利于维修和保养。特别是对大型装载机,难以实现这种三位一体的传动系统。多年来,各厂家试图将发动机与变矩器分开,都没有成功。天津工程机械研究所曾在与生产厂联合开发ZL50E装载机上,将发动机与变器中间用万向联轴连接。从强度计算来看，足以满足主机各种作业工况的要求,但样机空载运行时,万向节连接螺栓就被剪断。经过分析计算,可能是由于轴系扭转振动产生的破坏，于是选用XL系列高弹性橡胶联轴节代替万向节。但由于在机上难以满足该联轴节所要求的对中精度，在运行不长时间后联轴节花键被损坏。装载机动力传动装置扭振模型的建立及扭振分析,也适用于理解国外装载机如何解决动力传动装置的扭振问题。如小松公司在发动机和液力变矩器之间的齿形联轴节的每一个齿上装橡胶靴，是为了增加该轴段的柔度，降低动力传动系统的第一阶固有频率。古河公司在发动机与液力变矩器之间的万向联轴节外加钢管,这是减少此间轴段柔度，提高动力传动系统的第一阶固有频率。两种方法都能使系统的第一阶固有频率有效地避开与低谐次的主简谐干扰力矩发生共振，尤其是单阶三谐次共振，从而解决了其动力传动装置结构的扭振问题。
1 绪论1
1.1 引言1
1.2 国内外发展现状1
2 动力传动装置运用的案例及分析2
2.1 动力传动装置在装甲车上的运用2
2.2 动力传动装置在装载机上的运用3
3 实验台架设计方案确定3
3.1 了解传动装置的组成3
3.2电机的选择 4
3.3变速器的确定 6
3.4制动器的确定7
3.5联轴器11
3.6转矩转速传感器12
4垫块和地板的设计 13
4.1电机垫块的设计 14
4.2转矩转速传感器垫块的设计15
4.3变速器垫块的设计16
4.4电涡流制动器垫块的设计 17
4.5磁粉制动器垫块的设计18
4.6底板的设计18
5 试验台架的总体方案图20
结论22
致谢23
参考文献24
1 绪论
1.1 引言
动力传动装置是把动力装置的动力传递给工作机构等的中间设备。传动系统的基本功用是将发动机发出的动力传给汽车的驱动车轮，产生驱动力，使汽车能在一定速度上行驶。传动系统的组成和布置形式是随发动机的类型、安装位置，以及汽车用途的不同而变化的。例如，越野车多采用四轮驱动，则在它的传动系中就增加了分动器等总成。而对于前置前驱的车辆，它的传动系中就没有传动轴等装置。汽车传动系的基本功能就是将发动机发出的动力传给驱动车轮。它的首要任务就是与汽车发动机协同工作，以保证汽车能在不同使用条件下正常行驶，并具有良好的动力性和燃油经济性， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
为此，汽车传动系都有减速和变速、汽车倒驶、中断传动和差速的作用。
为了使我们的汽车更加经济舒适，需要对汽车各传动件的作用力及技术进行分析。汽车道路试验虽能全面反映汽车的性能，但需要极大地人力物力，因此在上世纪60年代发明了一种在室内对整车或部分装置进行的试验，利用发达的计算机技术对数据进行分析并产生一定的结论。对于不同的传动装置，以及不同的传动类型我们需要进行不同的分析，利用实验台架对传动装置的受力及载荷分析，我们可以得到各项基本参数，再利用公式进行计算，从而得到我们最具有耐性，以及寿命最长的传动装置的设计方法。对于动力传动装置与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。因此对汽车传动装置实验台架研究具有非常重要的意义。
1.2 国内外发展现状
对于传动装置的研究国外比较早一点，国外的动力传动装置的研究成果比较先进，著名的有诺德齿轮减速机，诺德传动系统提供领先技术和涵盖从减速机、驱动电动机、变频器、伺服控制器到周边技术在内的全系列驱动与控制解决方案。诺德生产的同轴斜齿轮、平行轴斜齿轮、斜齿轮伞齿轮、蜗轮蜗杆和行星齿轮减速机，以及V带和摩擦轮机械式无级调速减速机，传动扭矩从10N?m到100 000N?m。福伊特调速行星齿轮Vorecon 的产品适合工业、公路、铁路和水利应用。美闻达D系列减速机具有高效节能的优点。
近年来由于汽车发展商对燃油经济性，动力性的不断追求，使得我国对汽车动力传动装置的研究比较火热。以下是我国一些学者的研究。西北工业大学机电学院的王峰对纯电动汽车新型动力传动装置的匹配仿真与优化的研究，对其电机和传动装置的参数进行合理选择和匹配计算，在 Matlab/Simulink 环境下进行整车动力性能的仿真,对传动装置的参数进行了优化。结果表明，电动汽车动力性与经济性满足实际要求。上海大学机电工程与自动化学院的江建中教授对磁性齿轮传动装置研究，认为磁性齿轮传动装置属于磁场调制式磁力传动结构，具有转矩密度高、运行效率高的优点，有替代机械齿轮在清洁、低温和高空等环境中运行的潜力。该装置具有两层气隙，运行时少极数内转子和多极数外转子分别以不同转速不同转向旋转。由于内外转子转动步长不同、方向不同，采用纯有限元法计算时，必须随时根据转子的转动进行气隙内网格的处理，难度很大。使用数值解析结合法计算磁场，由于气隙区域无网格，内外转子实现了灵活转动。根据计算结果，可以获得气隙区域的磁通密度解析表达式，进行谐波分析，有利于方便、精确地计算电磁转矩。
在理论分析和计算的基础上，设计和制造了样机，试验证明新型磁性齿轮传动装置具有高传动效率和高转矩密度。军事交通学院汽车工程系的许翔以某型装甲车辆液力机械传动装置的综合传热仿真为研究对象，采用模块化建模思想，提出了传动装置综合传热仿真的方法和流程。对传动装置的摩擦产热、传热及传动油流动等进行了仿真，得到了传动装置的产热量和传热量分配、传动装置零部件的温度、传动油的流动状况等信息，预测了传动装置中高温易于失效的危险部件以及换挡过程中摩擦片及其出口传动油温度的变化趋势，分析了环境温度及散热器入口空气流速对传动装置传热性能的影响。由此可见汽车动力传动装置的研究对于各不同汽车，以及以后汽车的发展具有十分重要的意义，它可以为我们的经济性动力性提供理论支持。
2 动力传动装置运用的案例及分析
动力传动技术不仅包括动力的高效传递，然而更为重要的是，良好的动力性带来的经济效应，能源效应。动力传动技术包括精准的控制技术和快速的信息反馈技术。因此，动力传动技术在多个领域被大力的使用。本文主要讲的是动力传动技术在汽车上的使用，即我们所说的汽车动力传动装置的设计研究。装置所具备的零件需要极大的可靠性。
2.1 动力传动装置在装甲车上的运用
动力传动装置在装甲车的应用主要为推进系统，动力传动装置的热状况对装甲车的性能具有重要的影响，它可以极大的反映车辆的传动性能，及其可靠性。由于装甲车的负重比较大，因此，传动装置较汽车更为复杂，传动装置零部件之间的关系也较为复杂，摩擦产热。因此动力传动装置的合理设计对装甲车十分重要。
2.2 动力传动装置在装载机上的运用
传统的装载机动力传动系统,将发动机、液力变矩器和变速器连成一体这样的系统给装载机的总体布置带来很大的困难,不仅影响整机性能,而且不利于维修和保养。特别是对大型装载机,难以实现这种三位一体的传动系统。多年来,各厂家试图将发动机与变矩器分开,都没有成功。天津工程机械研究所曾在与生产厂联合开发ZL50E装载机上,将发动机与变器中间用万向联轴连接。从强度计算来看，足以满足主机各种作业工况的要求,但样机空载运行时,万向节连接螺栓就被剪断。经过分析计算,可能是由于轴系扭转振动产生的破坏，于是选用XL系列高弹性橡胶联轴节代替万向节。但由于在机上难以满足该联轴节所要求的对中精度，在运行不长时间后联轴节花键被损坏。装载机动力传动装置扭振模型的建立及扭振分析,也适用于理解国外装载机如何解决动力传动装置的扭振问题。如小松公司在发动机和液力变矩器之间的齿形联轴节的每一个齿上装橡胶靴，是为了增加该轴段的柔度，降低动力传动系统的第一阶固有频率。古河公司在发动机与液力变矩器之间的万向联轴节外加钢管,这是减少此间轴段柔度，提高动力传动系统的第一阶固有频率。两种方法都能使系统的第一阶固有频率有效地避开与低谐次的主简谐干扰力矩发生共振，尤其是单阶三谐次共振，从而解决了其动力传动装置结构的扭振问题。
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