中重型多功能专用车双取力器设计与分析

发布时间：2017-10-28 06:42

  本文关键词：中重型多功能专用车双取力器设计与分析

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【摘要】：多功能专用车需要多动力输出,以便给其所匹配的专业器械提供所需的动力,然而大多数汽车仅有一个发动机,其动力输出主要为汽车行走提供动力。为满足多功能车型动力需要,往往增加取力器以提供更多的动力输出。例如在发动机的飞轮上增加发动机后取力器,在变速器上增加取力器,全驱车型也往往在分动器上匹配取力器,以达到更多动力输出的目的。随着工程建设等项目逐渐增多,城市环保垃圾清运等需求增大,对真空吸污车、沥青洒布车、高压清洗车、干混砂浆运输车、粉粒物料运输车(粉灌车)等特殊功能的中重型汽车需求也越来越多,这些车型的共同点是:有两个或两个以上的设备需要动力驱动,而且所需动力均小于50Kw。在国外,变速器匹配多取力器已经非常普遍,像因特帕普等公司专门为欧洲主流变速器提供取力器,以便于各种车辆选用。在国内,多取力口变速器也较为常用,常见的多取力口变速器为法士特齿轮有限公司生产的法士特变速器,该公司生产的变速器为双中间轴变速器,通过在不同部位匹配取力器,可以实现前取力、底取力、左后取力、右后取力等。多取力器的应用大大方便了多功能专用车选用。然而,由于整车匹配变速器不同,可匹配的取力器也不同。通常情况下难以满足车辆匹配需求,有些车辆匹配副发动机,有些车辆增加分动箱取力,不但增加了整车成本,而且给整车布置带来相当多的困难。本论文研究对象是中重型多功能专用车双取力器,即在某公司变速器上开发出适合该公司产品和技术要求的双取力器,以更好的满足市场需求和产品竞争力。主要研究内容如下。双取力器的结构形式及布置方案。通过市场调研及同类产品比较,结合某公司产品实际需求,建立双取力器的Pro/E三维模型,设计出取力器的结构形式及在变速器上空间位置的布置方案。空间布置上将取力器布置在变速器后部,并将输出口位置尽可能向远离变速器中心线的位置布置,既满足了整车空间布置需求,又能使上装布置更方便;结构上采用两轴式设计,即输入轴输入动力输出轴输出动力,中间没有过渡轴,结构简单有利于降本增效;速比参数取力器输出口1参考市场主流取力器参数设计,取力器输出口2参考某公司现有的取力器进行设计,方便改装厂进行动力匹配。取力器强度校核。包括连接强度、自身壳体强度和齿轮啮和强度。导入ANSYS建立双取力器的有限元模型,用ANSYS软件,进行双取力器的典型工况的有限元分析,通过有限元分析,设计出符合市场需求的取力器。对该双取力器样机进行台架试验。通过制定合理的台架试验方案,并严格按试验规范对取力器进行疲劳寿命试验、静扭强度试验及取力器接合换挡性能试验。通过试验结果进一步优化取力器设计。本设计立足于某公司主箱双中间轴、副箱行星齿轮变速器进行开发,重点解决HW15、HW19系列变速器匹配多取力器设计技术问题,以满足市场多功能专用车的需求。
【关键词】：多功能 双取力器 变速器 动力输出 有限元 台架试验
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.6
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-24
• 1.1 研究背景及意义12-14
• 1.2 双取力器研究现状14-22
• 1.2.1 双取力器国外研究现状14-18
• 1.2.1.1 美国EATON双取力器14-16
• 1.2.1.2 德国ZF双取力器16-18
• 1.2.2 双取力器国内研究现状18-22
• 1.3 本文主要研究内容22-24
• 第二章 双取力器在HW变速器产品上的开发设计24-34
• 2.1 某公司变速器结构现状24-25
• 2.2 双后取力方案选择25-29
• 2.3 某公司双后取力器方案设计29-33
• 2.3.1 取力器技术参数确定29-31
• 2.3.2 双取力器壳体设计31-32
• 2.3.3 双取力器操纵机构设计32-33
• 2.3.4 双取力器轴承选择33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 双取力器设计及计算分析34-62
• 3.1 双取力器结构及工作原理34-36
• 3.2 双取力器轴承选型与设计36-37
• 3.3 双取力器齿轮副设计分析37-47
• 3.3.1 取力器花键轴动力输入渐开线花键强度校核38-43
• 3.3.2 取力器输入轴输出渐开线花键强度校核43-47
• 3.4 取力器壳体受力分析47-61
• 3.4.1 取力器传扭受力分析47-51
• 3.4.2 取力器加载后壳体受力分析51-54
• 3.4.2.1 输出口1连接传动轴后受力分析52-53
• 3.4.2.2 输出口2连接直连式液压泵受力分析53-54
• 3.4.3 双取力器壳体受自身重力分析54-56
• 3.4.4 取力器壳体有限元分析56-61
• 3.4.4.1 取力器有限元模型的建立57
• 3.4.4.2 有限单元法57-59
• 3.4.4.3 取力器壳体模型加载59-60
• 3.4.4.4 取力器有限元模型的计算结果60-61
• 3.5 本章小结61-62
• 第四章 双取力器试验研究62-84
• 4.1 试验目的及试验方法62
• 4.2 试验对象62-63
• 4.2.1 HW70S取力器参数63
• 4.3 试验设备63-66
• 4.3.1 静扭试验台63-64
• 4.3.2 变速器疲劳试验台64-65
• 4.3.3 噪声仪65-66
• 4.3.4 手持红外测温仪66
• 4.4 试验条件66-67
• 4.4.1 台架试验工况66-67
• 4.4.2 油品67
• 4.5 台架试验67-83
• 4.5.1 磨合试验67
• 4.5.2 疲劳寿命试验67-79
• 4.5.2.1 试验条件67
• 4.5.2.2 试验方法67
• 4.5.2.3 试验要求67-68
• 4.5.2.4 试验过程68-79
• 4.5.2.4.1 取力器动力输出口1疲劳寿命试验69-73
• 4.5.2.4.2 取力器动力输出口2疲劳寿命试验73-79
• 4.5.3 换挡机构可靠性试验79-80
• 4.5.3.1 试验条件79
• 4.5.3.2 试验方法79-80
• 4.5.3.3 试验要求80
• 4.5.3.4 试验结果80
• 4.5.4 静扭强度试验80-83
• 4.5.4.1 试验条件80
• 4.5.4.2 试验设备80
• 4.5.4.3 试验方法80
• 4.5.4.4 试验要求80-81
• 4.5.4.5 试验结果81-83
• 4.6 本章小结83-84
• 第五章 结论与展望84-86
• 5.1 本文结论84
• 5.2 后续展望84-86
• 参考文献86-89
• 致谢89

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本文编号：1107115