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汽车驱动桥主减速器总成预加载荷研究及系统实现

作　者: 刘景涛
导　师: 周晓军；杨辰龙
学　校: 浙江大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 主减速器预紧力拧紧装配模型
分类号: U463.212
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

汽车驱动桥主减速器总成是汽车传动系统的关键部件,其装配质量对汽车整车的性能密切相关。本文围绕主减速器总成装配过程中主螺母拧紧力矩与轴承预紧力的测量与控制展开,主要研究内容如下:第一章、介绍汽车驱动桥的基本结构和主减速器总成的装配技术,以及影响主减速器总成质量的两个重要指标,并阐述了螺纹拧紧技术和轴承预紧力控制技术国内外发展现状。第二章、通过对总成中圆锥滚子轴承的受力和刚度分析,研究了轴承的预紧原理,并根据尺寸链原理提出了主减速器总成圆锥滚子轴承调整垫片的选择理论及分组方法。第三章、分析了轴向预紧力在总成中的调整原理,对主螺母的拧紧过程进行了力学分析,为装配模型的建立和系统的开发奠定了理论基础。第四章、分析了自动装配机硬件控制系统的构成和原理,并对自动装配机中运动控制和逻辑控制的关键问题进行了研究。第五章、根据前面的理论分析和计算建立了系统理论模型,对传动系统、电气系统和软件系统的设计做了重点介绍,并对数据采集过程中影响测量精度的因素加以分析。在软件中采取了必要的算法对测量误差进行了补偿和修正,保证了拧紧力矩和预紧力矩的测量精度。最后对厂家提供的320型主减速器总成进行了装配测试,证明了本文建立的装配模型、硬件设计和软件设计都达到了预期效果。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-18
  1.1 汽车驱动桥及主减速器总成结构及功能  8-10
  1.2 主减速器总成装配原理  10-12
    1.2.1 轴承预紧的必要性及作用  11-12
    1.2.2 主螺母拧紧的意义  12
  1.3 轴承预紧力控制技术及螺纹拧紧技术的国内外发展现状  12-16
    1.3.1 轴承预紧力控制技术国内外发展现状  13-14
    1.3.2 螺纹拧紧技术国内外发展现状  14-15
    1.3.3 研制主减速器总成自动装配机的迫切性与重要性  15-16
  1.4 课题研究目标、内容及意义  16-17
    1.4.1 课题研究目标  16
    1.4.2 课题研究内容  16
    1.4.3 课题研究的意义  16-17
  1.5 本章小结  17-18
第二章圆锥滚子轴承预加载荷研究及实现  18-37
  2.1 圆锥滚子轴承受力分析  18-20
  2.2 圆锥滚子轴承刚度分析及最小轴向预紧力的确定  20-26
    2.2.1 轴承刚度定义  20-21
    2.2.2 受纯轴向载荷时的轴承刚度分析  21-23
    2.2.3 成对安装圆锥滚子轴承刚度提高原理  23-25
    2.2.4 圆锥滚子轴承最小轴向预紧力与轴向载荷的关系  25-26
  2.3 圆锥滚子轴承预加载荷与摩擦力矩关系分析  26-29
    2.3.1 轴承预紧力的测试方法  26
    2.3.2 轴承摩擦力矩与轴向预紧力的关系  26-29
  2.4 主减速器总成圆锥滚子轴承调整垫片选择原理  29-36
    2.4.1 圆锥滚子轴承预紧力与轴向变形量的关系  30-31
    2.4.2 主减速器总成装配尺寸链的建立与求解  31-33
    2.4.3 调整垫片的分组补偿原理和方法  33-36
      2.4.3.1 调整垫片分组补偿的基本原理  34-35
      2.4.3.2 调整垫片的分组方法  35-36
  2.5 本章小结  36-37
第三章主减速器总成轴向预紧力的研究及实现  37-47
  3.1 轴向预紧力在主减速器总成中的调整原理  37-39
  3.2 主螺母拧紧过程的力学分析及影响因素  39-44
    3.2.1 扭矩法拧紧过程力学分析及计算  39-43
    3.2.2 扭矩系数对扭矩拧紧法的影响  43-44
  3.3 装配过程中扭矩的检测方法  44-46
    3.3.1 事后扭矩检测法  44-45
    3.3.2 过程扭矩检测法  45
    3.3.3 扭矩检测方法的选择  45-46
  3.4 本章小结  46-47
第四章主减速器总成自动装配机控制策略  47-60
  4.1 扭矩采集系统  47-50
    4.1.1 扭矩采集系统原理  47-48
    4.1.2 模拟量与数字量的转换  48-50
  4.2 伺服控制系统  50-53
    4.2.1 伺服控制系统原理  50
    4.2.2 伺服电机的优点  50-52
    4.2.3 运动控制卡  52-53
  4.3 数字量的控制  53
  4.4 气动控制系统  53-54
  4.5 主螺母拧紧过程分析及控制策略  54-58
  4.6 与自动选垫机的联合控制策略  58-59
  4.7 本章小结  59-60
第五章装配模型的建立及系统实现  60-73
  5.1 自动装配模型的建立  60
  5.2 传动系统设计  60-62
    5.2.1 传动系统结构  60-62
    5.2.2 传动系统工作原理  62
  5.3 电气系统设计  62-64
    5.3.1 系统装配流程  62-63
    5.3.2 电器系统组成  63-64
  5.4 软件系统设计  64-69
    5.4.1 软件系统的总体介绍  64-65
    5.4.2 主减速器总成自动装配模块  65-69
  5.5 程序对测量误差的处理  69-71
  5.6 自动装配实例  71-72
  5.7 本章小结  72-73
第六章总结与展望  73-75
  6.1 全文总结  73-74
  6.2 工作展望  74-75
参考文献  75-78
致谢  78-79
附录1:读硕期间承担的科研工作情况  79

汽车驱动桥主减速器总成预加载荷研究及系统实现

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