《畢業(yè)設(shè)計論文汽車懸架減震器設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計論文汽車懸架減震器設(shè)計（41頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、摘 要 隨著我國汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對汽車的舒適性和安全性的要求也越來 越高，而減振器作為懸架系統(tǒng)的主要部件，其質(zhì)量直接影響到車輛乘座舒適性和 操縱穩(wěn)定性。本次畢業(yè)設(shè)計的題目是基于動平衡減振器試驗臺。減振器在汽車傳動系統(tǒng)中發(fā)揮著極其重要的作用。本試驗臺采用立式的布置方式。 本說明書主要共有六個章節(jié)的內(nèi)容：第一章，緒論；第二章，減振器試驗臺方案分析；第三章，電動機和減振器的選擇；第四章，曲柄連桿機構(gòu)的設(shè)計；第五章，聯(lián)軸器的設(shè)計；第六章，夾具的設(shè)計；第七章，減振器試驗臺機構(gòu)誤差分析；第八章，結(jié)論。 本設(shè)計主要參考了減振器試驗臺相關(guān)的材料和內(nèi)容。計算所需要的主要參數(shù)，并對曲柄連桿

2、機構(gòu)進(jìn)行強度校核。使試驗臺達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。利用CAXA制圖，畫出裝配圖和零件圖。結(jié)合書中所學(xué)知識及查閱相關(guān)資料，設(shè)計出動平衡減振器試驗臺。 關(guān)鍵詞：動平衡技術(shù)；減振器；試驗臺；曲柄連桿機構(gòu) Abstract With the continuous development of Chinas automobile industry，People car comfort and safety requirements have become more sophisticated，And shock absorber suspension system as the main compon

3、ents, A direct impact on the quality of traveling comfort and vehicle handling and stability. The graduation project is based on the dynamic balance of the subject test-bed absorber. Damper drive system in the car plays a vital role. In this study, using the vertical layout. This statement, there a

4、re six main sections: Chapter，Introduction；Chapter II，Damper Test Bench program analysis；Chapter III，The choice of motor and shock absorber；Chapter IV, the design of crank-connecting rod mechanism；Chapter V, the coupling of the design; Chapter VI, fixture design; Chapter VII, shock absorber test ben

5、ch institutions error analysis; Chapter VIII, Conclusion. Reference to the design of the main shock absorber test stand and content related materials. Needed to calculate the main parameters, Connecting rod and crank strength checking agencies. Make test-bed to meet safety standards. CAXA use mappi

6、ng, Draw assembly drawing and parts drawing. Combination of book knowledge and access to relevant information, Balance out the design of test-bed absorber. Key words：Balancing technology; Shock Absorber; Test-bed; connecting rod 目 錄 第一章 緒論 1 1.1懸架減振器的功用 1 1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀

7、及其發(fā)展趨勢 2 1.3減振器試驗臺的設(shè)計方案 5 第二章 減振器試驗臺的方案分析 6 2.1減振器試驗臺結(jié)構(gòu)與原理 6 2.2通用減振器試驗臺 7 2.3測試系統(tǒng)誤差來源分析 7 2.4機械部分誤差分析 8 第三章 電動機和減速器的選擇 9 3.1電動機的選擇 9 3.2減速器的選擇 10 第四章 曲柄連桿結(jié)構(gòu)的設(shè)計 12 4.1曲柄連桿機構(gòu)的組成及工作原理 12 4.2曲柄連桿機構(gòu)的動平衡分析 12 第五章 聯(lián)軸器的設(shè)計 16 5.1聯(lián)軸器 16 5.2聯(lián)軸器的分類 16 5.3聯(lián)軸器的選擇 16 5.3.1聯(lián)軸器的幾何尺寸 17 第六章 夾具的設(shè)計 1

8、8 第七章 減振器試驗臺機構(gòu)誤差分析 19 7.1減振器示功機工作原理 19 7.2減振器試驗臺機構(gòu)誤差分析 20 第八章 結(jié)論 22 參考文獻(xiàn) 23 致謝 24 附錄一 專業(yè)外文及翻譯 25 附錄二 程序編程 37 1.1 曲柄連桿的計算校核 37 第一章 緒論 自十九世紀(jì)第一輛汽車誕生以來，汽車工業(yè)經(jīng)歷了100余年的發(fā)展歷程，由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使汽車的各項性能有了很大的提高，現(xiàn)代汽車已經(jīng)成為國民經(jīng)濟和社會生活中不可缺少的一種運輸工具，并且汽車工業(yè)的規(guī)模及其產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)成為衡量一個國家技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。 我國汽車工業(yè)經(jīng)過近半個世紀(jì)的發(fā)展，取得了令

9、人矚目的成績，特別是開革開放以來，汽車工業(yè)獲得了迅速的發(fā)展，同時隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，對汽車的綜合性能提出了更高的要求，不僅要求汽車具有較高的可靠性、操縱性、穩(wěn)定性、安全性，而且要求汽車（特別是轎車）必須具有良好的成勇舒適性，這就對汽車的綜合性能，特別是對汽車的懸架系統(tǒng)提出了更高的要求。懸架減振器作為車輛懸架系統(tǒng)的一個重要零部件，對于車輛的乘用舒適性、操縱性、穩(wěn)定性及安全性都起著非常重要的作用。由于我國轎車減振器的發(fā)展時間短，起點低，技術(shù)水平落后，因此在國產(chǎn)中、高級轎車上還大量使用進(jìn)口減振器。所以，提高我國懸架減振器的自主研制開發(fā)水平，加速我國懸架減振器的發(fā)展，已經(jīng)成為車輛懸架系統(tǒng)一個急

10、需解決的重大課題，懸架減振器已列為我國汽車工業(yè)發(fā)展規(guī)劃中優(yōu)先發(fā)展的重要項目之一。 1.1懸架減振器的功用 車輛在行駛過程中，由于路面的凸凹不平等因素激起汽車的振動，這種由于道路的凸凹不平而引起的沖擊和振動，通過車輪傳遞到懸架，然后再由懸架傳遞到車身，從而引起駕駛?cè)藛T及乘座人員的振動（當(dāng)然也對貨物形成沖擊）。它使乘員處于振動環(huán)境之中，這種振動大大降低了車輛行駛的平順性，振動影響著人的舒適性，工作效能和身體健康，使乘員感到不舒適。汽車的平順性就是保持汽車在行駛過程中成員所處的振動環(huán)境具有一定舒適度的性能，對于載貨汽車還包括保持貨物完好的性能。同時，平順性也影響著車輛的操縱性、穩(wěn)定性及安全性，并

11、縮短汽車的壽命。所以，這種情況是我們希望避免的，或是希望減小的。 物體無阻尼自由振動衰減時間很長，而物體有阻尼振動的衰減時間就大大縮短。車輛受到?jīng)_擊后產(chǎn)生的振動希望能夠迅速地衰減，盡量減小路面的沖擊對車身的影響，因此在車身與車輪之間設(shè)有懸架系統(tǒng)。懸架系統(tǒng)一般是由彈性元件（如板簧、螺旋彈簧、空氣彈簧、油氣彈簧等），阻尼元件（如減振器）和導(dǎo)向機構(gòu)等零部件組成。懸架系統(tǒng)實現(xiàn)了車身和車輪之間的彈性連接和彈性支承，因而當(dāng)車輪行駛在凸凹不平的路面而受到復(fù)雜激勵時，懸架裝置就會有效地抑制和降低車身和車輪的動載，衰減車身和車輪的振動，從而保證車輛行駛的舒適性和安全性。 減振器作為懸架系統(tǒng)的主要阻尼元件通過

12、與懸架系統(tǒng)的良好匹配，能夠有效地隔離來自地面的干擾并吸收激振能量，迅速地衰減車身的振動，并將動能轉(zhuǎn)換為熱能，消散到大氣中，從而使傳遞到車身的振動幅度大幅減小，從而到一個低通濾波器的作用。而且減振器還能與懸架彈簧一起衰減由不平道路引起的人體不適頻率的傳遞（對于垂直振動，在頻率為4~8HZ時，人體容許的振動加速度最??；而對于水平振動，在頻率為1~2HZ時，人體容許的振動加速度最?。?，使車輛的振動頻率遠(yuǎn)離人體不適頻率（振動對人體的影響，既與振動頻率、振動強度、振動作用方向、暴露時間有關(guān)，也與人的心理、生理狀態(tài)有關(guān)，是一個十分復(fù)雜的過程，按照國際標(biāo)準(zhǔn)ISO2631《人承受全身振動的評價指南》推薦用1/

13、3倍頻率分別評價方法和總加權(quán)值方法對人承受全身振動進(jìn)行評價），從而提高車輛運行的平穩(wěn)性、安全性和舒適性。 1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢 作為連接車輪與車身的懸架系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展出獨立懸架系統(tǒng)，非獨立懸架系統(tǒng)，平衡懸架系統(tǒng)等多種懸架結(jié)構(gòu)形式，無論是哪一種懸架系統(tǒng)，都要對車輛提供彈性支承，有效地隔離來自地面干擾，傳遞力和力矩等?，F(xiàn)在汽車的懸架系統(tǒng)均采用彈性懸架系統(tǒng)，它較好地滿足了汽車的各項要求，促進(jìn)了汽車工業(yè)的發(fā)展；懸架系統(tǒng)安裝的阻尼元件，能夠衰減、降低車身及車輪的振動，且車身或車輪的振動越劇烈，阻力也越大，這種阻力要求已經(jīng)很好地被液壓阻尼器所滿足，目前汽車上所采用的阻尼器，已清一色地使

14、用了液壓阻尼器。液壓阻尼器的阻尼原理是迫使阻尼器內(nèi)的油液流過縫隙或小孔，因縫隙或小孔節(jié)流而形成阻尼力。液壓減振器端的上端和車身相連，下端與車輪相連，車輛行駛時，由于路面激勵，引起車身與車輪間的相對運動，從而使液壓阻尼器中的活塞相對于缸筒作往復(fù)運動，液壓油便通過各阻尼元件在減振器內(nèi)工作缸的上、下腔和貯油腔之間來回運動，從而產(chǎn)生阻尼力，不斷衰減車身和車輪的振動。自三十年代初采用筒式液壓減振器以來，其基本原理并無大的變化，然而，有關(guān)阻尼器匹配的研究和結(jié)構(gòu)（密封，導(dǎo)向和阻尼閥等）的進(jìn)一步發(fā)展與演變?nèi)栽诶^續(xù)進(jìn)行。國外先進(jìn)工業(yè)化國家減振器的發(fā)展也經(jīng)歷了從搖臂式液壓減振器到筒式液壓減振器（單作用式筒式液壓減

15、振器和雙作用式液壓減振器）再到充氣式液壓減振器（單筒充氣式液壓減振器和雙筒充氣式液壓減振器）和阻力可調(diào)式液壓減振器（手動調(diào)節(jié)或電動調(diào)節(jié)）的過程，現(xiàn)在已研制出用電子系統(tǒng)控制的自適應(yīng)式液壓減振器（可根據(jù)激振頻率和振幅來調(diào)節(jié)阻尼的減振器），這種減振器可根據(jù)不同路面條件和不同的行駛要求，通過多級匹配與調(diào)節(jié)，從而在特性曲線族中，獲得一條令人相當(dāng)滿意的特性曲線，從而優(yōu)化和提高車輛行駛的舒適性（平順性）和安全性，為底盤的優(yōu)化展示出新的前景。國外先進(jìn)工業(yè)化國家懸架液壓減振器的設(shè)計制造時建立在廣泛的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化基礎(chǔ)之上的，在計算機技術(shù)十分發(fā)達(dá)的國家，大都有減振器CAD的設(shè)計制造技術(shù)。然而即使在工業(yè)發(fā)達(dá)國家經(jīng)濟

16、實用的普遍液壓減振器仍然占統(tǒng)治地位。 國家減振器的發(fā)展同國外先進(jìn)工業(yè)國家相比還比較落后，大約只相當(dāng)于國外70年代末，80年代初的水平；我國液壓減振器經(jīng)過多年的研發(fā)發(fā)展，特別是最近十余年的發(fā)展，通過CKD件的組裝與技術(shù)及設(shè)備的引進(jìn)、消化和吸收獲得了長足的發(fā)展，有了明顯的進(jìn)步與提高?，F(xiàn)在我國已制定了減振器及其相關(guān)零部件的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并且許多生產(chǎn)制造企業(yè)也建立了各自的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為減振器的設(shè)計、制造與驗收提供了依據(jù)；為減振器制造各種專用設(shè)備（如在線示功機，單、雙動壽命試驗臺，旋壓封口機，流量試驗臺，專用焊接設(shè)備，氣密性檢測設(shè)備，注油機，清洗機等）的生產(chǎn)廠家也在不斷出現(xiàn)；同時為減振器提供各種配

17、套零部件（如粉末冶金件、橡膠件、油封、彈簧、無油潤滑軸承、閥片、減振器油、缸筒等）的生產(chǎn)廠家其設(shè)計制造水平也在不斷提高。這些都促進(jìn)了我國減振器行業(yè)整體水平的提高。目前我國已經(jīng)能夠生產(chǎn)微型面包車用獨立懸掛減振器，并且已經(jīng)為部分國外引進(jìn)轎車配套生產(chǎn)獨立懸掛減振器；在減振器的基礎(chǔ)理論研究方面國內(nèi)同樣進(jìn)行了大量的研究工作，有關(guān)主動液壓減振器的研究工作也取得了一定的進(jìn)展，已研制出主動液壓減振器的實驗樣機；然而，目前在國產(chǎn)轎車、微型車及其它各種車型上廣泛使用的仍舊是普通雙筒液壓減振器。 國外先進(jìn)工業(yè)化國家減振器的發(fā)展也經(jīng)歷了一個從落后到先進(jìn)的曲折過程，其懸架減振器的結(jié)構(gòu)型式在不斷地改進(jìn)，性能也在不斷地提

18、高。目前，國外先進(jìn)工業(yè)化國家液壓減振器正朝著充氣式減振器、可調(diào)減振器（如載荷感應(yīng)式、位移依存式、位置依存式等）及自適應(yīng)減振器（如電流變減振器、磁流變減振器等）的方向發(fā)展。其雙筒充氣液壓減振器經(jīng)過多年的發(fā)展已占有相當(dāng)大的市場比例，可調(diào)減振器及自適應(yīng)減振器也已有商品車出現(xiàn)。無論采用那種結(jié)構(gòu)，減振器都是朝著；各種高頻激振的阻尼力自動控制、無極調(diào)整阻尼力機構(gòu)以及減振器溫度特性的進(jìn)一步改善，尤其是改善減振器的外特性和降低噪聲方向發(fā)展。目前，在國外先進(jìn)工業(yè)化國家主動懸架系統(tǒng)及自適應(yīng)減振器是車輛懸架特性和減振器外特性方面的重大變革。 根據(jù)國外先進(jìn)工業(yè)化國家液壓減振器的發(fā)展經(jīng)歷，并結(jié)合我國汽車行業(yè)的具體情況

19、（以中、低檔汽車為主），在普通雙筒液壓減振器發(fā)展到一定階段以后，充氣式雙筒液壓減振器將會成為國產(chǎn)液壓減振器的下一個發(fā)展方向。在目前的液壓減振器國產(chǎn)化進(jìn)程中，正在把充氣式液壓減振器的生產(chǎn)實踐和研究提到日程上來，其應(yīng)用領(lǐng)域必將日益增多。而變阻尼液壓減振器（可調(diào)式減振器、自適應(yīng)減振器）在我國目前尚處于前景研究階段。充氣式雙筒液壓減振器可以有效地改善減振器的外特性，極大地提高減振器的臨界速度，特別式在消除減振器外特性畸變和降低噪聲方面具有明顯的優(yōu)越性，并且具有優(yōu)良的可靠性及較低的靜摩擦力，具有廣闊的發(fā)展前景。雙筒充氣液壓減振器的理論和時間在我國目前仍處于起步階段，其理論研究及生產(chǎn)實踐同國外先進(jìn)工業(yè)國家

20、相比較有較大差距，有待各科研機構(gòu)，大專院校及企業(yè)作進(jìn)一步的研究開發(fā)工作，以縮短同國外同行的差距。 1.3減振器試驗臺的設(shè)計方案 汽車減振器試驗臺是汽車減振器普遍使用的設(shè)備，試驗時，試件安裝在力傳感器和激振體之間，并要求試件允許工作行程中點與其試驗行程中點相同。試驗行程大小通過調(diào)整試驗臺曲柄連桿機構(gòu)的曲柄長度來實現(xiàn)，同時要求位移傳感器的輸出零點與試驗行程中點相對應(yīng)。因此，在試驗臺使用時需要進(jìn)行測力系統(tǒng)標(biāo)定、位移測試系統(tǒng)標(biāo)定、試驗行程及中點校準(zhǔn)標(biāo)定、試件安裝尺寸及位置校準(zhǔn)。 在參考國內(nèi)外有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)有的實驗條件，重點從以下幾個方面開展論文工作： (1)介紹減振器的工作

21、原理和作用，分析減振器及其試驗研究的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有試驗規(guī)范和試驗臺存在許多不合理之處，提出新的試驗方案; (2)比較減振器常見的幾種節(jié)流形式，歸納出其阻尼特性關(guān)系。然后，分析減振器的阻尼特性及其影響因素，確定主要影響因素和各參數(shù)值的最佳范圍; (3)設(shè)計一套全新的減振器試驗臺，將現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)和測控技術(shù)應(yīng)用于試驗臺，提高自動化程度及其性能，并進(jìn)行仿真，以確定各參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響; (4)減振器試驗臺測控系統(tǒng)軟硬件設(shè)計。討論Win32環(huán)境下實時軟件開發(fā)的要點和難點，并分別予以實現(xiàn)，然后，通過對減振器試驗，分析試驗結(jié)果，得出試驗結(jié)論; (5)數(shù)字信號處理及其抗千擾設(shè)計，對強干擾源加強軟硬件

22、信號處理。 第二章 減振器試驗臺的方案分析 2.1減振器試驗臺結(jié)構(gòu)與原理 汽車減振器試驗臺是汽車減振器普遍使用的設(shè)備，試驗時，試件安裝在力傳感器和激振體之間，并要求試件允許工作行程中點與其試驗行程中點相同。 減振器試驗臺主要分為機械式和液壓式，機械式結(jié)構(gòu)簡單，安裝簡潔，液壓形式比較平穩(wěn)。 如圖2.1所示,該速度臺屬單動臺,高速電機經(jīng)減速箱減速后,電機帶動連桿機構(gòu)對工作臺激振,減振器套筒固定在工作臺上,活塞桿則與頂梁聯(lián)接。因此通過工作 臺在垂直方向往返運動,便可對套筒激

23、振。減振器工作的情況通過活塞桿上的力傳感器和工作臺上的位移傳感器分別記錄阻尼力和位移,位移信號經(jīng)微分處理后可得速度信號,由此可測得減振器的速度特性曲線及示功圖,故該曲柄連桿機構(gòu)的動平衡是確保該試驗臺精度的一個重要方面。 圖2.1 試驗臺結(jié)構(gòu)簡圖 1電機與蝸輪　2上梁　3力傳感器　4活塞桿　5套筒　6導(dǎo)軌　7活動平臺　8位移計　9中梁　10曲柄連桿機構(gòu)　11立柱　12電機及減速箱　13底座

24、 2.2通用減振器試驗臺 圖2.2為典型的微機測控汽車減振器性能試驗臺測試系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)為雙立柱形式，由機械和測試系統(tǒng)兩部分組成。測試系統(tǒng)如圖2-3所示。 這種試驗臺結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，占地面積小。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，以及人們對汽車平順性的要求日益提高，要求汽車減振器的性能越來越高。在研究和生產(chǎn)實際工作中發(fā)現(xiàn)試驗臺已經(jīng)不能滿足減振器測試精度的要求。下文為對部分環(huán)節(jié)作誤差分析，目的是改善提高測試精度。 圖2.2減振器試驗臺測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

25、 圖2.3減振器試驗臺測試系統(tǒng) 2.3測試系統(tǒng)誤差來源分析 減振器試驗臺測試系統(tǒng)如圖2.3所示，按誤差產(chǎn)生的機理，測試系統(tǒng)各組成部分在測試過程中都會引入不同的誤差，這些誤差再通過一定的傳遞而形成系統(tǒng)的總誤差。減振器試驗臺測試系統(tǒng)的誤差分可分為隨機誤差和系統(tǒng)誤差兩部分。測

26、試信號在進(jìn)入系統(tǒng)之前,由于外界干擾和測試環(huán)境的因素,本身已經(jīng)帶有噪聲,即誤差。考慮到干擾和測試環(huán)境的隨機性,可認(rèn)為信號自帶的誤差為隨機誤差。測試信號作為輸入信號進(jìn)入系統(tǒng)后,經(jīng)過一系列變換轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲂盘枺瑫r還包含了兩方面的誤差：一是輸入信號的誤差經(jīng)系統(tǒng)傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換而來；二是系統(tǒng)中硬件本身引起的制造精度或轉(zhuǎn)換精度引起的誤差。針對構(gòu)成測試系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，將測試系統(tǒng)誤差歸納如圖2.4所示。 圖2.4減振器試驗臺測試系統(tǒng)誤差構(gòu)成 由圖2.4可以看出，

27、測控系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差由機構(gòu)誤差、傳感器誤差、數(shù)據(jù)采集誤差和數(shù)據(jù)處理誤差四部分組成。 2.4機械部分誤差分析 機構(gòu)誤差理論上應(yīng)包括電機調(diào)速精度、電機轉(zhuǎn)速精度以及機械傳動誤差。在車輛懸架減振器的性能檢測中，國內(nèi)外一般都以諧波激振規(guī)范取得試件的示功圖p=f(s)和速度特性p=f(V)。實現(xiàn)諧波激勵的結(jié)構(gòu)通常有兩種形式，一種是曲柄—滑塊—導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，另一種是曲柄—連桿—滑塊結(jié)構(gòu)。從運動學(xué)上講，前者實現(xiàn)嚴(yán) 格的諧波運動。后者則實現(xiàn)近似的諧波運動，但后者由于結(jié)構(gòu)簡單，慣性力小，便于調(diào)整而被優(yōu)先采用。本文所研究的對象，通用減振器試驗臺的激勵部分就是采用曲柄—連桿結(jié)構(gòu)。由于曲柄和連桿的比值不同，則激勵的位移

28、與速度的波形也有所不同，激勵波形的差異將使試驗結(jié)果的可比性下降。這對于可變行程激勵試驗臺尤為重要。為此應(yīng)在分析試驗臺機構(gòu)誤差的基礎(chǔ)上，采取適當(dāng)?shù)难a償措施，以達(dá)到測試精度的要求。 第三章 電動機和減速器的選擇 3.1電動機的選擇 電動機的選擇內(nèi)容包括選擇電機的種類、電機的形式、電機的額定電壓、電機的額定轉(zhuǎn)速及電機的額定功率的計算。 對于連續(xù)運行，負(fù)載平穩(wěn)，對啟動、制動沒有特殊要求的生產(chǎn)機械，應(yīng)優(yōu)先采用普通鼠籠異步電動機，它廣泛用那用于各種機床、水泵和風(fēng)機等。 電動機常見的防護型式有開啟式、防護式、封閉式和防暴式，封閉式電機又分為制冷式、強制通風(fēng)式和密閉式。前兩種電機能防止來自任

29、何方向的水滴或異物侵入，灰塵和潮氣也不宜進(jìn)入，使用于潮濕、多塵土、易受風(fēng)雨侵襲、有腐蝕性蒸汽或氣體的各種場合，密閉式電機常用于浸在液體（水或油）中的生產(chǎn)機械，例如潛水電泵等。 電動機類型的選擇要從負(fù)載的要求出發(fā)，考慮工作條件、負(fù)載性質(zhì)生產(chǎn)工藝、供電情況等。根據(jù)實驗臺的工作條件先取Y132M-4型三相異步電動機。 Y132M-4型三相異步電動機相關(guān)參數(shù)見表3-1。 表3-1 電動機相關(guān)參數(shù) 額定功率 7.5 KW 轉(zhuǎn) 速 1440 r/min 額定電流 15.4 A 效 率 87% 功率因數(shù) 0.85 電動機額定轉(zhuǎn)矩：

30、 Nm (3-1) 實驗臺激勵頻率為5.5Hz,每轉(zhuǎn)一圈完成一次正弦激勵，即曲柄每秒鐘5.5圈。 (3-2) 其中 f-實驗臺激勵頻率 i-減速器傳動比 n-電動機轉(zhuǎn)速 減速器輸入功率： （3-3） 減速器輸出功率： （3-4） 減速器輸出轉(zhuǎn)速： r/min （3-5） 減速器輸出轉(zhuǎn)速： Nm （3-6） 曲柄所得轉(zhuǎn)矩為206 Nm，大于實驗臺在標(biāo)準(zhǔn)曲柄長度（30mm）下所需的轉(zhuǎn)矩71 Nm。 3.2減

31、速器的選擇 根據(jù)總體布置的要求選擇減速器的型式，在沒有特殊要求的情況下，常首先考慮選用圓柱齒輪減速，其輸入軸與輸出軸互相平行。因為這類減速器加工方便，效率高，成本較低。當(dāng)要求電動機軸與輸出軸之間成90布置時可以采用圓錐齒輪或圓錐-圓柱齒輪減速器。當(dāng)傳動比大，要求結(jié)構(gòu)緊湊時，可以選用蝸桿傳動，但蝸桿傳動效率較低，使用語短期間歇使用。 根據(jù)傳動的主要參數(shù)選擇減速器的傳動技術(shù)和尺寸，根據(jù)減速器傳遞的功率P，輸入軸轉(zhuǎn)速n1，總傳動比i確定減速器的級數(shù)，已知P、n1、i則可以按減速器樣本選定減速器的型號。 通過實驗臺要求實現(xiàn)的功能出發(fā)，減速器的選擇應(yīng)滿足實驗所需轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，考慮到電動機和減速器連

32、接簡便，故選用YCJ系列齒輪減速三相異步電動機（JB/T6447-1992）。選取型號為YCJ100，相關(guān)參數(shù)見表3-2。 表3-2 YCJ100相關(guān)參數(shù) 電動機功率 7.5 KW 輸出轉(zhuǎn)速 355 r/min 輸出轉(zhuǎn)矩 194 Nm 電動機代號 Y132M-4 第四章 曲柄連桿結(jié)構(gòu)的設(shè)計 4.1曲柄連桿機構(gòu)的組成及工作原理 曲柄連桿滑塊機構(gòu)由曲柄、連桿、導(dǎo)向桿組成。加載載荷的大小主要取決于給壓彈簧提供的位移。根據(jù)曲柄連桿滑塊機構(gòu)的運動規(guī)律，它可以為彈簧提供一定

33、規(guī)律的正弦激勵的激勵。 曲柄連桿滑塊機構(gòu)的設(shè)計是實驗臺關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它既是傳力件，又是運動件，因此其工作可靠性就決定了實驗臺工作的可靠性，如圖4.1所示。 圖4.1 曲柄連桿機構(gòu) 為了滿足設(shè)計的需要須進(jìn)行強度、剛度、穩(wěn)定性及可靠性等方面的設(shè)計和校核，而要滿足校核計算，依然要對曲柄連桿滑塊機構(gòu)進(jìn)行動力學(xué)分析，曲柄連桿滑塊機構(gòu)是將電機發(fā)出的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪狈较蛲鶑?fù)運動的力。 在設(shè)計機構(gòu)時，要對其進(jìn)行動平衡分析，通過計算和分析比較，確定了平衡塊的質(zhì)量和位置，消除了系統(tǒng)整體慣性力，為確保實驗臺的性能提供了保障。 曲柄連桿滑塊

34、機構(gòu)可大致分為三類：中心曲柄連桿滑塊機構(gòu)、偏心曲柄連桿滑塊機構(gòu)和主副連桿式曲柄連桿滑塊機構(gòu)，而中心曲柄連桿滑塊機構(gòu)應(yīng)用最為廣泛。 4.2曲柄連桿機構(gòu)的動平衡分析 本系統(tǒng)采用曲柄-連桿機構(gòu)(見圖4.2)作為執(zhí)行機構(gòu),帶動工作臺振動,從而對激振器激振。曲柄采用飛輪,飛輪上有槽,連桿的一端通過小滑塊固定于槽中,其位置可沿槽方向改變,從而可改變連桿另一端(聯(lián)結(jié)著工作臺)的運動行程,即改變減振器的工作行程。 當(dāng)曲柄以ω角速度轉(zhuǎn)動時,曲柄-連桿機構(gòu)由于質(zhì)量分布不平衡而使系統(tǒng)慣性力不平衡,系統(tǒng)慣性力不平衡對系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)是有害的。因此,要設(shè)法消除系統(tǒng)整體慣性力。 圖4.1曲柄-連桿機構(gòu)可簡化為圖4.

35、2模型。系統(tǒng)的質(zhì)量分解到兩節(jié)點上,化簡為m1、m2。在運動中,m1將有2個方向的慣性力,m2將有x方向的慣性力,因此系統(tǒng)整體慣性力是無法平衡的。為此,考慮在轉(zhuǎn)盤上加一平衡質(zhì)量塊m3,簡化模型如圖4。顯然,適當(dāng)?shù)嘏渲闷胶鈮K質(zhì)量m3及其位置H,將可消除y方向的整體慣性力。下面對整個系統(tǒng)作動平衡分析: m1、m2、m3分別受到慣性力F1、F2、F3 系統(tǒng)y向慣性力之和∑Ey=myd+myd =(-mh+mH)XsinXt (4-1) 而x向慣性力之和 ∑Ex=mxd+mxd+mxd=(-mh+mH) Xcos

36、xt+mxd (4-2) 圖4.2 曲柄-連桿力學(xué)模型 可見,若令y向慣性力平衡,即∑EF=0,則由式(1)可得 mh=mH (4-3) 而此時由式(2)可知 　∑EF=mxdX0 (4-4) 即x向慣性力不可能消除 因此,只加一個平衡質(zhì)量塊是無法同時消除x向和y向的整體慣性力的。選擇滿足式(3)的平衡塊(m3,H

37、),只能平衡y方向慣性力,而x方向仍存在由m引起的慣性力。 進(jìn)一步的分析可知道,要同時消除2個方向的慣性力,必須在連桿延長線上再加一平衡塊(m4,L),建立曲柄-連桿-雙平衡塊力學(xué)模型如圖4.3所示。 圖4.3 曲柄-連桿-雙平衡塊力學(xué)模型 下面對此系統(tǒng)慣性作一分析: x向慣性力之和 ∑EF=mxd+mxd+mxd+mxd (4-5) y向慣性力之和 ∑EF=myd+myd+myd+myd (4-6) 其中

38、 x=hcosXt x=hcosXt+lcosU x=-HcosXt x=hcosXt-LcosU y=hsinXt y=0 y=-HsinXt y=hsinXt+LsinU 幾何條件 sinU=sinXt cosU= -（）(1-cosXt) 要使整體慣性力平衡,則 ∑EF=0 (4-7) ∑EF=0 (4-8) 把上述坐標(biāo)及幾何條件代入式(7)、式(8

39、),并忽略二階小量O(),可得 x向 -(mh+mh-mH+mh)XcosXt=0 (4-9) y向 -[mh-mH+mh(1+)]XsinXt=0 (4-10) 故有 　 mH=(m+m+m)h (4-11) 　mL=ml (4-12) 因此,只要選擇(m,H)和(m,L)使之滿足式(11)

40、、式(12)即可使系統(tǒng)整體慣性力達(dá)到平衡。 本系統(tǒng)中,m、m、h、L均為已知值,分別為m=0.75 kg,h=50 mm,m=10.31 kg,l=400 mm。 若取L=h=50 mm,H=h=50 mm;則m=m=10.31 kg,m=m+m+m=21 kg。 顯然附加質(zhì)量塊太大,經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),要做到完全消除2個方向的慣性力,要么附加質(zhì)量m、m要很大,要么H、L要很大。這2種情況均給實際設(shè)計帶來問題。為此考慮只平衡y方向慣性力,而x方向的慣性力仍保留。依據(jù)式(3)可得 m=(h/H)m 若取H=h=50 mm,則m=m=0.75 kg。即只要在m的對稱位置加一質(zhì)量為0.75 kg的

41、平衡塊即可消除y向慣性力。這在設(shè)計上是較可行的。 第五章 聯(lián)軸器的設(shè)計 5.1聯(lián)軸器 聯(lián)軸器是連接兩軸或軸和軸的回轉(zhuǎn)件，在傳遞運動和動力過程中一同回轉(zhuǎn)而不脫開的一種裝置。此外，聯(lián)軸器還具有補償兩軸相對位移、緩沖、減振以及安全防護等功能。 5.2聯(lián)軸器的分類 按聯(lián)軸器的性能分類可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器或稱固定式剛性聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器雖然不具備補償性能，但有結(jié)構(gòu)簡單，制造容易不許維護、成本低等特點仍有其應(yīng)用范圍；撓性聯(lián)軸器又分為帶彈性元件的撓性聯(lián)軸器和不帶彈性元件的撓性聯(lián)軸器，前一類只具有補償兩軸相對位移的功能，后一類除具有補償位移的功能，還具有緩沖和減震的作用，但在傳

42、遞轉(zhuǎn)矩的功能上，因受彈性元件的強度限制，一般不及無彈性元件的聯(lián)軸器，帶彈性元件的聯(lián)軸器，按材質(zhì)不同又可分為：金屬彈性元件和非金屬彈性元件，金屬彈性元件的特點是強度高、傳遞轉(zhuǎn)矩能力大，使用壽命長，不易變質(zhì)且性能穩(wěn)定。非金屬彈性元件的優(yōu)點是制造方便，易獲得各種結(jié)構(gòu)形狀，且具有較高的阻尼性能。 5.3聯(lián)軸器的選擇 在選擇標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器時應(yīng)根據(jù)使用要求和工作條件，如承載能力、轉(zhuǎn)矩、兩軸相對位移、緩沖吸震以及裝拆、維修更換易損元件等綜合分析來確定。 實驗臺在工作的工程中，電動機所受載荷為中等沖擊載荷。加之實驗臺在振動的環(huán)境下工作，因此采用彈性聯(lián)軸器。 在從減速電機輸出轉(zhuǎn)矩 Nm，故聯(lián)軸器輸入的轉(zhuǎn)矩為

43、206 Nm查《機械設(shè)計手冊（新版）》第三卷選取ML系列梅花型彈性聯(lián)軸器（GB/T5272-2002），型號為ML6，其相關(guān)參數(shù)見表5-1 表5-1 ML6相關(guān)參數(shù) 轉(zhuǎn)矩 （Nm） 轉(zhuǎn)速 n (r/min) 軸孔直徑 軸孔長度 Y J Z L L 400 6100 40 42 48 112 84 112 5.3.1聯(lián)軸器的幾何尺寸 查機械設(shè)計課程設(shè)計手冊 P149 表4-7-1 選擇的是彈性柱銷聯(lián)軸器HL4：公稱轉(zhuǎn)矩： Nm 允許轉(zhuǎn)速：4000 r/min 選?。汗ぷ髑闆r系數(shù)

44、 動力機系數(shù) 起動系數(shù) 溫度系數(shù) Nm （5-1） 柱銷中心分布圓直徑： mm （5-2） 柱銷直徑： mm （5-3） 柱銷長度： mm （5-4） 柱銷數(shù)： 聯(lián)軸器的外徑： mm （5-5） 第六章 夾具的設(shè)計 由于減振器種類太多，導(dǎo)致活塞桿的尺寸不一，夾具的設(shè)計應(yīng)具有通用性。并且裝夾盡量要方便快捷，同時要滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。 夾具主要由上橫梁擋板、夾具體下座、夾緊襯套、定

45、位銷、連接螺栓、頂止凸輪、鎖止螺母組成。 把夾具的夾具體下座以及上蓋做成一個因定直徑的通徑，與外徑相同內(nèi)徑不同的銅合金調(diào)整套配合使用，這樣對于不同的件只需更換調(diào)整套即可，另一個影響實驗的主要因素是試件外伸長度，不同型號的試件其實驗中臂長度也不同。夾具把夾具體下座做成燕尾形放入實驗臺的槽內(nèi)，使其可以在試件的軸向上運動。當(dāng)調(diào)定好試件懸臂長度以后，由下端凸輪鎖止裝置頂死，并用鎖止螺母鎖止，防止其在實驗中因振動松脫。見圖6-1。 圖6-1 夾具示意圖 第七章 減振器試驗臺機

46、構(gòu)誤差分析 7.1減振器示功機工作原理 如圖7.1所示,加力機構(gòu)由電動機、偏心輪、滑塊及連動桿組成,用于加力于減振器的活塞桿,使其往復(fù)運動。減振器活塞應(yīng)按簡諧規(guī)律運動,實現(xiàn)簡諧運動規(guī)律一般采用長連桿的曲柄連桿機構(gòu)。 曲柄轉(zhuǎn)動產(chǎn)生正弦波S=sinωt (7-1) 其速度特性V=dS/dt=Aωcosωt (7-2) 阻尼力P=KV=KAωcosωt (7-3) 阻尼力與位移函數(shù)為(S/A)+(P/KAω)=1 (7-4) 式中ω為曲柄轉(zhuǎn)

47、動的角速度ω,n為電動機的轉(zhuǎn)速,K為粘滯阻力系數(shù)。信號經(jīng)過傳感器、A/D轉(zhuǎn)換等裝置進(jìn)入測試系統(tǒng)的軟件分析系統(tǒng),從而繪制出示功圖(如圖7.2所示)。在示功圖中,阻力是位移的二次函數(shù),示功圖是兩個扣在一起的拋物線。由式4)可以看出,示功曲線是一個橢圓方程,由于復(fù)原阻力大壓縮阻力小,因此圖中上半部比較飽滿,下半部比較扁平。 圖7.1 減振器機械部分示功圖 7.2減振器試驗臺機構(gòu)誤差分析 由圖7.1所示機構(gòu)的運動分析可知,其位移和速度可用如下函數(shù)表示: S1=A[1-cosωt+]-0.05

48、 (7-5) V1=Aω[sinωt+] (7-6) 式中S1———位移,mm A———振幅,mm ω———角頻率(rad/s),ω=2πf，f為頻率,Hz λ———曲桿比,λ=A/LV1———速度,m/s將式(1)和(5)及式(2)和(6)分別繪制圖7.3所示的圖形。 顯然機構(gòu)誤差包括位移誤差、速度誤差和相位誤差,并且誤差隨曲桿比變化而有所變化。顯然隨曲桿比的減少機構(gòu)誤差降低。但是根據(jù)人機工程原理,由于整機結(jié)構(gòu)尺寸的限制杠桿比不能太小。目前國內(nèi)此類試驗臺的曲桿比一般為0.1左右,因此由機構(gòu)誤差造成的試驗結(jié)

49、果的差異則不容忽視。 圖7.2 示功圖 圖7.3近似簡諧波和標(biāo)準(zhǔn)正弦波運動規(guī)律的對比 第八章 結(jié)論 我所設(shè)計的是基于動平衡減振器試驗臺，通過對國內(nèi)的發(fā)展情況，和學(xué)校實驗室實物的觀察，對其運動規(guī)律以及各部件之間的運動和連接關(guān)系有了一定的了解。通過對減振器速度試驗臺曲柄—連桿機構(gòu)的動平衡分析,確定了平衡塊的質(zhì)量和位置,消除了系統(tǒng)整體慣性力,為確保該試驗臺的性能提供了保障。 實驗臺本身由一些簡單、典型的部件和總成組成，用一臺功率為7.5KW的YCJ100型減速電機來實現(xiàn)5.5Hz的正弦激勵。用

50、曲柄連桿滑塊機構(gòu)把電機傳來的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的往復(fù)直線運動，同時考慮到傳動軸的長度，故采用梅花型彈性聯(lián)軸器連接，并安裝兩個軸承支座來支撐傳動軸。以一個拉壓復(fù)合彈簧實現(xiàn)正反載荷的交變作用，由于彈簧是軟連接，為防止運動方向產(chǎn)生改變，采用導(dǎo)軌對機構(gòu)的運動加以限制，來保證始終做垂直往復(fù)運動。用更換調(diào)整套的方法來實現(xiàn)不同型號活塞桿的測試，而夾具也是可以隨意調(diào)整，來滿足不同活塞桿的實驗要求。為保證實驗要求，通過力的傳感器來測試其實際加載載荷的大小。 參考文獻(xiàn) [1]曾慶東.《機動車減振器設(shè)計》.北京：機械工業(yè)出版社，2000. [2]

51、王天利.電液伺服減振器性能試驗臺.廣州：機床與液壓，2003.2. [3]譚超.懸架雙筒充氣減振器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理.兵工學(xué)報，1997.3. [4]成大先.《機械設(shè)計手冊》.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999 [5]長春汽車研究所.《汽車試驗技術(shù)手冊》（下）.長春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，1998. [6] 閆桂榮,陳建明,李暉.振動臺控制系統(tǒng)中的多微機并行處理技術(shù).應(yīng)用力學(xué)學(xué)報,1994. [7] QC/T 545-1999《汽車筒式減振器臺架實驗方法》； [8] QC/T 491-1999《汽車筒式減振器尺寸系列及技術(shù)條件》。 [9] 汽車標(biāo)準(zhǔn)匯編（第四卷）.中國汽車技術(shù)研究中心

52、標(biāo)準(zhǔn)化所，1990 [10] 徐繼. 筒式減震器. 汽車與配件, 1982,(04) [11] 唐通鳴. 汽車減震器扭轉(zhuǎn)疲勞試驗機改進(jìn)設(shè)計. 機械設(shè)計與制造工程, 1998,(06) [12] 試驗技術(shù)與試驗機2004年總索引. 試驗技術(shù)與試驗機, 2004,(Z2) [13] 彭觀明, 張愛梅. 簡式液壓減震器試驗系統(tǒng)簡介. 摩托車技術(shù), 2008,(12) [14] 包鐵成, 趙濤. 減震器測試在產(chǎn)品質(zhì)量控制中的作用. 摩托車技術(shù), 2005,(03) [15] 馮雪梅, 汪偉, 劉佐民. 阻尼器試驗中的數(shù)據(jù)處理. 湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2004,(03) [16] 郭華偉.減

53、振器實驗臺及其測控系統(tǒng)研究[D].長沙:中南大學(xué),2003. [17] Thomas Szirtes, 曹元彪. 正確選用阻尼器. 礦山機械, 1990,(03) [18] Manufacturing Systems Engineering[M].K.Hitomi,1993. [19] Eureka .Bearing cross bears the load[M].vol.26.2006. 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計是在XXX老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。XXX老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對我產(chǎn)生重要影響。他淵博的

54、知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時，在此次畢業(yè)設(shè)計過程中我也學(xué)到了許多了關(guān)于微生物發(fā)酵方面的知識，實驗技能有了很大的提高。 大學(xué)學(xué)習(xí)生活中，XXXX學(xué)院各位老師在學(xué)業(yè)上給我的指導(dǎo)，尤其是各位老師一絲不茍的治學(xué)風(fēng)范對我的影響很大；在畢業(yè)設(shè)計過程中，各位老師給予了大力的支持和幫助，并就設(shè)計中的部分問題和處理方法共同進(jìn)行了有益的探討，在此一并向他們致以誠摯的謝意！在此也對審閱和評議本畢業(yè)設(shè)計及答辯老師和教授致以崇高的敬意和誠摯的感謝！ 最后，對在大學(xué)期間關(guān)心與幫助過我的其他所有人表示感謝！ 、 附錄一 Hydrauli

55、c shock absorber test bench and applied research on the transformation Preface Hydraulic shock absorber, vehicle suspension system components in the main damping, The quality of their performance is directly related to vehicle safety and comfort. Hydraulic shock absorber by the performance of the

56、 main characteristics that, Characteristics of the shock absorber shock absorber means with relative movement of the displacement or relative velocity with the corresponding resistance resulting from the work of the relationship between, The relationship between these two indicator known as the shoc

57、k absorber characteristics and speed characteristics. Shock absorber to improve the performance, To ensure the quality, In addition to advanced design, production process, Means of modern management, As well as advanced test and test equipmentTo detect characteristics of the shock absorber with the

58、design requirements, Commonly used test-bed general hydraulic shock absorber for dual-column structure, The lower cost structure, Small footprint. Jiangxi, a shock absorber in accordance with the requirements of the production plant, In its original two-column structure of the hydraulic shock absorb

59、er on the basis of test-bed transformation. The redesign of the computer detection system, And the application of the shock absorber shock absorber test bench analysis of the quality of the process methodology. This article describes the main technical. 1 Test-bed design of the computer detection s

60、ystem 1 ? 1 System Components Imposed on the shock absorber test bed approach is inspired in its one end to impose similar to simple harmonic movement, In this study, using a simple structure, Easy to implement on the heart of the crank linkage system as an incentive. According to the original tes

61、t-bed instability detection system performance, Graphic distortion characteristics and the speed the more serious the situation is not convenient, The redesign of the computer detection system, System Components Figure 1, The system uses micro-computer as the main monitoring and control machines, Op

62、tional PS-2112 16 Road, A / D conversion board and travel as a shock absorber damping force of the two ADC signal, The converter board is programmable interface board, Its resolution of 12, Conversion time of about 25μs, Of -5 ~ +5 V analog signal for analog-to-digital conversion, Systematic error o

63、f less than 0 ? 1%, to ensure that the detection accuracy. Shock absorber damping force sensor using strain la (pressure) force sensor, Can be used for different force sensor to change the measuring range, Can be used for different force sensor to change the measuring range, Strain gauge used for th

64、e pre-amplifier, Output of -5 ~ +5 V, Measuring accuracy of less than 0 ? 5%. Damper displacement sensor using a differential transformer type displacement sensor, For different displacement sensor can change the maximum range, Output voltage of -5 ~ +5 V, Determination of the accuracy of displaceme

65、nt is less than 0 ? 5%, FM is used in a certain scope for regulating frequency vibration table, Excitation in order to adjust the speed, you can both by regulating the shaking table of the relative position of flange exciting journey to change in order to adjust the speed of vibration, speed adjustm

66、ent range of excitation 0 ~ 1 ? 2m / s. System features include: system ready to test the query, the structure of output, the system calibration, analysis and test results from the system. 1 ? 2 body motion error compensation In accordance with the provisions of Chinas automotive industry standards, test standards imposed to deal with one shock absorber Jane inspired harmonic movement, on the basis of detection of the indicator properties of shock absorber, speed characteristi