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变速器换挡试验台机械手的研究与设计

发布时间:2017-05-27 17:13

  本文关键词:变速器换挡试验台机械手的研究与设计,,由笔耕文化传播整理发布。


【摘要】:为了满足多种型号的手动变速器的换挡性能试验要求,课题结合现阶段手动变速器换挡试验台的研究进程,设计出一套具有自动换挡、数据采集、人机交互等功能的自动化换挡机械手。此设备既能模拟出人工换挡的运动过程,又能够保证换挡操作的可持续性和位移精度,节约了不必要的人工浪费,弥补普通人手操作所带来的诸多不足,提高变速器换挡性能试验的实施效率和数据结果的准确性。可见,自动换挡试验机械手的设计与研究具有十分重要的意义。本文首先分析现阶段国内外换挡机械手的研究成果,再根据国家行业测试标准对变速器换挡试验提出的实际要求制定出换挡机械手的初步设计方案。通过理论结合实际的方法对变速器内部换挡结构和工作原理进行分析,设计出具有两个自由度的直角坐标式换挡机械手的执行结构。驱动系统采用控制精度较高的西门子V90系列伺服驱动系统,与西门子S7系列PLC控制器搭配形成了具有较高位置精度的闭环伺服控制系统。在机械手功能编程方面,编写出具有标定、换挡、选档、回零等功能的PLC程序,通过手动标定和自动换挡相结合的方法实现了机械手的执行功能。系统中利用OPC技术协议建立了PLC与上位机的通讯连接,使人机交互功能得以实现。完成最后的整调试工作以后,我们把换挡试验机械手装配在变速器换挡性能试验台上进行某型号的变速器换挡性能试验并得出试验数据,分析试验数据后发现:此机械手已经基本具备换挡试验操作机构的功能,成功模拟出人工换挡各个阶段的换挡力的变化过程,具有一定的可实施性。
【关键词】:变速器 换挡试验台 换挡机械手 伺服驱动 PLC
【学位授予单位】:重庆理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP241
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 1 绪论9-15
  • 1.1 课题来源及研究意义9-10
  • 1.2 国内外研究现状10-13
  • 1.2.1. 工业机械手10-11
  • 1.2.2. 换挡试验机械手研究现状11-13
  • 1.3 主要研究内容13-15
  • 2 换挡试验机械手总体方案设计15-29
  • 2.1 基于测试对象的机械手需求分析15-21
  • 2.1.1 手动变速器选换挡执行机构的介绍15-17
  • 2.1.2 同步器工作过程分析17-21
  • 2.2 变速器试验标准要求21
  • 2.3 换挡机械手功能需求21-22
  • 2.4 换挡机械手总体方案分析22-27
  • 2.4.1 执行机构的设计22-23
  • 2.4.2 驱动系统设计23-25
  • 2.4.3 控制方案的确定25-27
  • 2.5 机械手总体方案设计27-28
  • 2.6 本章小结28-29
  • 3 换挡机械手机械系统设计29-41
  • 3.1 机械手机械设计29-31
  • 3.2 换挡过程的力学分析31-35
  • 3.2.1 机械手换挡机构的静力学分析32-33
  • 3.2.2 换挡拨块到推块的力学传递过程分析33-34
  • 3.2.3 拨叉轴的受力分析34-35
  • 3.3 驱动系统的设计35
  • 3.4 滚珠丝杠的设计计算35-37
  • 3.5 伺服系统的设计37-40
  • 3.6 本章小结40-41
  • 4 电气系统硬件部分设计41-53
  • 4.1 传感系统的设计41-43
  • 4.2 控制器选型43-47
  • 4.3 PLC的硬件连接47-52
  • 4.3.1. PLC的供电接线47-48
  • 4.3.2. 控制器与伺服系统的连接48-49
  • 4.3.3. 传感系统与PLC的连接49-51
  • 4.3.4. PLC的I/O分配51-52
  • 4.4 本章小结52-53
  • 5 换挡机械手控制程序设计53-65
  • 5.1. STEP7-Micro/WIN SMART软件介绍53
  • 5.2. PLC软件实现的功能53-54
  • 5.3. 系统块的设置54
  • 5.4. 运动控制组态54-57
  • 5.5. PLC程序57-61
  • 5.5.1. 寻找选/换挡轴的参考点58
  • 5.5.2. 选/换档轴的标定58-59
  • 5.5.3. 正常运行59-60
  • 5.5.4. 回原点程序60-61
  • 5.6. PLC与上层控制软件的通讯61-64
  • 5.6.1. 上位机实现的作用61-62
  • 5.6.2. PC Access S7-200 SMART建立连接62-63
  • 5.6.3. LabVIEW OPC的连接63-64
  • 5.7. 本章小结64-65
  • 6 换挡机械手验证试验65-73
  • 6.1. 变速器换挡试验台概述65
  • 6.2. 试验的运行65-67
  • (1) 操作界面65-66
  • (2) 试验条件66-67
  • (3) 试验步骤67
  • 6.3. 试验结果67-70
  • 6.4. 试验结果分析70-71
  • 6.5. 本章小结71-73
  • 7 总结与展望73-75
  • 7.1 全文总结73
  • 7.2 展望73-75
  • 致谢75-77
  • 参考文献77-79
  • 附录79

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1 封泠雨;变速器换挡试验台机械手的研究与设计[D];重庆理工大学;2016年

2 田胜利;商用车变速器换挡性能实验系统研发[D];重庆大学;2015年

3 吴俊;汽车变速器换挡试验台测控系统研发[D];重庆理工大学;2014年


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本文编号:400665

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