机械5

立题的目的和意义： 汽车变速器是汽车传动系统的重要组成部分，其性能的优劣直接影响到传动系统的性能，关系到整车的质量。因此必须进行疲劳寿命试验用来测试和分析汽车变速器的耐久性、使用寿命、传动效率等因素的影响，以及验证变速器产品结构设计、制造工艺、材料、负荷、转速、润滑等参数的合理性，为产品设计和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。研制汽车变速器试验台，实现对各种汽车变速器例行试验，测试其性能、参数等，以检验变速器是否满足有关技术要求的规定。 变速器在其研发阶段需要完成变速器机械效率实验、润滑实验、疲劳磨损试验等。提高变速器的传动效率不仅可提高动力性，降低车辆油耗，而且对抑制由于近年来车辆速度提高而引起的传动系统的发热具有重要的意义。为了防止变速器烧坏，同时抑制油温上升，要对变速器的各零部件供给必要而充分的润滑油进行润滑，并进行确认试验，试验的目的是评价变速器在各种工作条件下不传递转矩时的润滑效能。变速器耐久性试验分为齿轮试验、轴承试验和磨损试验，即分别考核齿轮的弯曲疲劳强度、轴承的承载能力和寿命以及齿轮轴承的点蚀、色变和压痕等。 技术要求与主要内容： 1、研究的基本内容 （1）变速器试验台系统的总体方案； （2）传动系统的总体设计和驱动电机的选择； （3）变速机构、传动轴、加载装置的设计； （4） （4）传感器和单项离合器的选配及总体结构设计。 1、 2、技术要求 2、 （1）宝来1.8T手动豪华型轿车变速器参数为准。 3、 （2）要求合理选用驱动电机.传感器.联轴器。 4、 （3）要求对试验台进行合理的总体布置。 （4）要求进行动力传递装置.工作装置的详细设计，在正确计算的基础上，完成部件的设计选型。 （5）完成总装配图，清楚表达设计。 汽车变速器是汽车底盘的主要部件，换挡频繁，磨损严重，是汽车早期损坏的主要部件之一。利用变速器性能试验台研究它的各项使用性能，对节省材料，降低成本，缩短研发周期，提高变速器的性能、使用寿命和工作效率，都是非常必要和重要的，而闭式变速器试验台具有节约能源的特点，对于降低试验成本有着十分重要的意义。 文中阐述了变速器性能闭式试验台的布置结构和工作原理，在确定了设计方案的基础上完成了试验台传动机构的设计，并对设计的结构进行了布置合理性分析和力学刚度、强度的校核，使得此试验台能够完成如变速器效率试验、磨合试验、齿轮磨损试验，并根据所设计的各部分详细参数，利用软件AUTOCAD绘制了试验台中传动机构的整体装配图和传动机构的各部分零件图。 加载器是变速器性能闭式试验台上的重要工作装置，它给整个试验台提供工作所必需的转矩。设计合理的加载器形式和各部分结构参数，对于试验台的正常工作，减少试验台工作耗能都是十分重要的。 本文在确定试验台性能参数的基础上，进行了满足试验台加载要求的加载器类型的选择和结构设计。设计的方法采用的是传统的机械结构设计方法，运用此方法完成了加载器总体结构、蜗杆、蜗轮、蜗轮轴的设计与强度校核，并对设计的合理性进行了分析。 2.1设计方案论证 本次设计的题目是变速器性能闭式试验台传动机构的设计，是在目前现有的开式试验台的基础上进行的一次改进性设计。 2.1.1常见的机械式变速器损坏形式 1.外壳 变速器外壳的主要损坏形式是壳体开裂。损坏原因是其强度不够或存在铸造缺陷，在齿轮径向分力的作用下开裂。也常出现因变速器内的金属块（如断齿、轴承碎块等）挤压进齿轮啮合处而将壳体胀裂的情况。 2.齿轮 变速器齿轮的损坏形式主要有以下几种： （1）轮齿折断 轮齿折断是指齿轮的一个或多个齿的整体或其局部的折断，轮齿折断通常有疲劳折断和过载折断两种。 （2）齿面点蚀 轮齿进入啮合时，轮齿齿面接触处在法向力的作用下将产生很大的接触应力，脱离啮合后接触应力即消失。对齿廓工作面上某一固定点来说，它受到的是近似于脉动变化的接触应力。如果接触应力超过了轮齿材料的接触疲劳极限时，齿面上出现不规则的细微的疲劳裂纹，随着裂纹的蔓延、扩展而导致齿面表层上的金属微粒剥落，形成麻点状的凹坑，这种现象称为齿面疲劳点蚀。点蚀发生后，破坏了齿轮的正常工作，引起振动和噪声。 实践表明，由于轮齿在节线附近啮合时，同时啮合的齿对数少，且轮齿间相对滑动速度小，润滑油膜不易形成，所以点蚀首先出现在靠近节线的齿根表面上。 一般闭式传动中软齿面易发生点蚀失效，设计时就应保证齿面有足够的接触强度。 （3）齿面胶合 在高速重载的齿轮传动中，由于齿面间的压力较大，相对滑动速度较高，因而发热量大，使啮合区温度升高、油膜破裂而引起润滑失效，相啮合两个齿面的局部金属直接接触并在瞬间互相粘连。当两齿面相对转动时，较软齿面上的金属从表面被撕落下来，而在齿面上沿滑动方向出现条状伤痕，这种现象称为齿面胶合。 在低速重载的传动中，由于齿面间压力大，因而不易形成油膜，也会出现胶合。 （4）齿面磨损 齿面磨损是齿轮在啮合传动过程中，轮齿接触表面上的材料摩擦损耗的现象。齿轮的磨损有磨粒磨损和跑合磨损两种。 （5）塑性变形 当轮齿材料较软而载荷较大时，轮齿表面的材料将沿着摩擦力方向发生塑性变形，导致主动轮齿面节线附近出现凹沟，从动轮齿面节线附近出现凸棱，齿面的正常齿形被破坏，影响齿轮的正常啮合，这种现象称为齿面塑性变形。这种失效主要出现在低速、过载严重和起动频繁的齿轮传动中。 3.轴类零件 变速器轴类零件的损坏形式主要有： （1）断裂 （2）花键磨损 因花键磨损而导致轴类零件报废，多见于变速器第一轴与离合器从动盘连接的花键，主要由于侧键磨损严重而报废。 （3）轴颈剥落 由于变速器第二轴有的部位以轴颈作为轴承内滚道用，直接与滚针接触，所以在使用过程中易于出现轴颈剥落。 4.轴承 在变速器中，滚动轴承的损坏主要有： （1）滚子、滚道表面剥落（接触疲劳）。 （2）保持架断裂。 （3）内外圈断裂。 5.同步器 同步器的失效，主要是由于同步环磨损，致使后备行程消失造成的。