汽车变速器性能测试系统设计方案

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毕业设计说明书设计题目：汽车变速器性能测试系统设计

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2006年06月16日

目录

摘要1

Abstract2

1 绪论3

1.1 课题背景3

1.2 汽车变速器检测设备简况4

1.2.1 机械传动实验台4

1.2.2 变速器换档机构实验台8

1.2.3 汽车传动系统综合性能实验台8

1.2.4 静强度实验设备9

1.2.5 振动疲劳强度实验设备9

1.3 课题的提出及研究的意义10

1.4 本课题分析研究的内容10

1.5 小结10

2 汽车变速器实验台设计要求分析11

2.1 汽车传动系原理和结构11

2.1.1 发动机11

2.1.2 变速器及变速器齿轮12

2.1.3 离合器16

2.1.4 万向传动装置18

2.1.5 后桥总成和驱动桥18

2.1.6 同步器19

2.2 汽车变速器的功能、性能要求23

2.2.1 汽车变速器的功能23

2.2.2 对变速器的性能要求24

2.3 手动变速器和自动变速器比较24

2.3.1 机械式手动变速器24

2.3.2 液力偶合自动变速器26

2.4 机械式手动变速器的主要类型27

2.5 变速器噪声和异响29

2.5.1 噪声29

2.5.2 异响30

2.6 小结30

3 汽车变速器实验台设备的设计目标和要求31

3.1 测试工程31

3.2 变速器实验台的工作原理31

3.3 电气控制系统组成部分32

3.4 实验台电气控制系统原理33

3.5 电气控制系统技术要求33

3.6 被测物理量的选择35

3.7 电器控制安全保护要求35

3.8 变速器实验台总体技术要求35

3.8.1 实验过程控制方式的要求35

3.8.2 实验设备的选择36

3.8.3 润滑油温度控制36

3.9 设计参数要求36

3.10 机械系统设计要求37

3.11 注、排油装置37

3.12 实验台简单框图39

3.13 小结40

4 变速器换档耐久实验41

4.1变速器换档耐久实验要求41

4.2 开始实验工艺过程43

4.3 正拖、反拖的实现43

4.4换档机械手设计与实现45

4.5 典型实验器材的选择47

4.6 可编程控制器 PLC 的设计49

4.7 控制流程简图49

4.8 小结50

5 变速器换档性能实验51

5.1 变速器换挡性能实验要求51

5.2 变速器换挡性能实验的实现51

5.3 实验器材的选择51

5.4 换档性能实验软件模块设计53

5.5 换档性能实验软件页面设计53

5.6 小结58

6 变速器静扭实验59

6.1 实验台系统设计59

6.2 实验台结构59

6.3 实验台的规格与系统功能60

6.4 主轴驱动、负载控制、测量系统部件的确定与选择61

6.4.1 主轴驱动部件的选择与确定61

6.4.2 负载控制方式的选择与确定62

6.4.3 测量控制系统的确定63

6.5 误差分析64

6.5.1 加载扭矩误差64

6.5.2 测量误差64

6.6 小结65

结论66

致谢67

参考文献68

摘要

汽车变速器是汽车传动系统中的主要部件之一，变速器工作状况的好坏直接影响到汽车整体性能,对变速器的实验检测至关重要。本文在系统分析了汽车变速器性能、功用、使用要求的基础上，综合机械、液压、电气三个方面，设计了汽车变速器实验台，完成汽车变速器的下线检验。

实验台中设计了输入轴驱动和输出轴驱动装置。输入轴驱动<正拖）完成在不同档位时的变速器性能检测；输出轴驱动<反拖）进行不同档位换档测试。输入端电机转速调节由变频器来完成，输出端电机转速及扭矩设定通过伺服系统实现。通过电气控制系统控制输入端电机、输出端电机反复动力切换，来实现模拟汽车工况。同时，该实验台中设计了液压系统用于控制变速器的装夹、向变速器内注排润滑油、输入端离合器的脱开闭合、输出端尾座的进退；传感器系统及仪表完成输出轴扭矩、输入和输出端转速、油温等项的测量。

本实验台结构简洁合理，功能齐全，操作方便，具有一套精密完整的数字显示系统。其性能稳定可靠，能够满足生产检测要求。

关键词：汽车变速器；检测；实验台

Abstract

Automobile transmission is one of the major parts in the automobile gearing system, the performance of the transmission has a direct influence on the overall performance of the automobile. It is important to test automobile transmission. TheThesis systematically analyzes the performance, function and requirements of the automobile transmission。 it synthesizes mechanism, hydraulic pressure and electric system and designs the automobile transmission assembly test platform to completethe test of torque loaded after the automobile transmission is assembly.

The input and output axis equipment is designed in the test platform. The inputaxis pull (positive pull> completes the noise test of the transmission at differentgears. The output axis pulls (reverse pull> test the shifting at different gears. The rotate speed adjustment of the input electromotor is done by transducer, and the rotate speed and torque design of the output electromotor is complemented by the servo system.The working condition of the analogue automobile is achieved by means of theElectric control system’s control over the input electromotor and the outputelectrometer’s repeated power switch. At the same time, the hydraulic pressure systemis designed to control the transmission installation and clamp, the transmission’sinfusing and discharging of lubricating oil, the opening and closing of the input clutch, and the advance and retreat of the output rear seat. The input and theoutput assembly framework isdesigned, and the transmission-specialized infusing and discharging mechanism is designed. The sensor system and the meters complete the output torque。 input and output rotate speed, the noise of the transmission, the flowcapacity of the infusing and discharging, and the oil temperature measurement and monitoring.

The structure of the test platform is simple and reasonable. The functions arefully developed, and the operation is convenient. A set of accurate and comprehensivedigital display system has been designed. It has been proved through use that itsperformance is stable and reliable, and it can fully meet the requirements ofproduction test.

Keywords：Automobiletransmission，testing ，test platform