双动力驱动空调系统传动装置设计任务.docx
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双动力驱动空调系统传动装置设计任务
SDKH-150A型双动力驱动空调系统传动切换装置
设计任务书
1.概述
SDKH-150A型双动力驱动空调系统传动切换装置能够实现对两种不同类型的驱动动力源进行实时切换，完成对车载双系统压缩机的动力驱动。
设计任务书与承制单位的技术条件、设计图纸、工艺卡片、试验大纲等技术文件一起合并，作为SDKH-150A型双动力驱动空调系统传动切换装置出厂验收的主要依据。
2.引用相关标准
GB5226-1985《机床电气设备通用技术条件》
GB13895-1992《重负荷车辆齿轮油（GL-5）》
GJB150.16A-2009《军用设备环境试验方法振动试验》
QC/T568-1999《汽车机械式变速器台架试验方法》
QC/T29063-1992《汽车机械式变速器总成技术条件》
3.设计依据
3.1原始数据
3.1.1发动机旋向
面对底盘发动机输出轴端，顺时针旋转（见图1）。
3.1.2发动机转速及功率
底盘发动机输出转速为600RPM～2500RPM，发动机输出功率为440kW。
发动机一般处在与道路状况相匹配的转速不稳定工作状态。
3.1.3电动机旋向
面对电动机输出轴端，顺时针旋转。
3.1.4电动机转速及功率
电动机额定转速为1500RPM，电机输出功率为15kW。
电动机始终运行在稳定的工作转速下。
3.1.5负载端旋向
负载端工作时为顺时针旋转。
图1传动旋向示意图
3.1.6负载端特性
3.2设计指导原则
采用标准化、模块化设计，采用成熟技术、通用技术，使研制风险降至最低，并使产品质量稳定，具有通用性、易维护性。
传动装置的研制过程应遵守国家、行业以及公司内部的相关标准及规范规定，功能和性能满足一般及特种（专用）作业车辆的使用环境要求。
4.主要技术要求
4.1一般环境要求
a.工作温度：
-10℃～+70℃；
b.存储温度：
-40℃～+70℃；
c.相对湿度：
不大于98%（25℃）；
d.最大海拔高度：
5000m；
e.雨：
中雨（雨量：
2.6mm/h～8.0mm/h，10.1～25mm/d）；
f.雪：
中雪（雪量：
2.5mm/h～5.0mm/h）；
g.盐雾：
最大盐雾浓度5mg/m
。
4.2振动环境要求
机动行驶过程中，振动环境需满足GJB150.16A-2009规定之以下条件：
a.垂向振动级按图2；
b.横向振动级按图3；
c.纵向振动级按图4。
图2机动运输中车载垂向振动环境条件
图3机动运输中车载横向振动环境条件
图4机动运输中车载纵向振动环境条件
4.3功能要求
4.3.1具有A、B两个动力输入端（见图5）。
A动力输入源单独在箱体的一侧，为车辆坐标系的YOZ平面上，通过发动机对其输入。
B动力输入源在箱体A源所在平面对应的平面一侧，由三相异步电机对其输入，B动力输入源与输出端在同侧面，即箱体的同侧面。
图5输入输出接口示意图
4.3.2具有一个动力输出F端，该输出端与B动力输入源在同一侧。
可以实现由A端的发动机动力源输入，通过传动系将动力由F端输出；或由B端的三相异步电机动力源输入，通过传动系将动力由F端输出。
4.3.3A、B两个动力输入端，分别安装有可受外部电路控制的电磁离合器。
可通过外电路对A、B两个电磁离合器的接通和断开实施互锁、接通、断开等逻辑控制。
A、B两个动力输入端绝不可同时进行动力输入，对此功能的限制可通过外电路的控制实现。
4.3.4产品在合适位置（侧面高位或顶部）预留加油口，方便用户定期对润滑油的油量进行加注。
加油口可以螺纹连接方式安装。
4.3.5产品应在合适的位置（侧面高位或顶部）安装润滑油油尺，方便用户定期对润滑油的油量进行检测。
根据润滑油油量，油尺应具有MIN和MAX刻度线，防止用户因经验不足、润滑油添加量不满足要求等失误导致装置损坏现象的发生。
油尺可以螺纹连接方式安装。
4.3.6产品应在合适的位置（侧面底部或正底部）安装放油口，放油口应有磁吸功能。
放油口应能保证润滑油完全放出，可以螺纹连接方式安装。
4.3.7产品应在合适的位置安装通气装置，保证内外压力均衡。
如在技术能力满足的条件下，可不设通气装置。
4.3.8装置应以铸造的方式在壳体上清晰永久的标识各输入输出端的旋向。
4.3.9电器连接件应具有防错差功能，保证A、B电磁离合器的点连接接头的插接不能互换。
电气线路应固定牢固，避免因车辆震动导致线路松动。
4.4接口要求
4.4.1本装置在合适位置通过在同一平面上不共线的4个连接孔与底座连接；
4.4.2A电磁离合器通过法兰与发动机进行连接，通过输入轴与箱体内传动部件连接；A电磁离合器与箱体输入轴接口（如图6）；
（未定）
图6
4.4.3B电磁离合器通过皮带轮与三相异步电机进行连接，通过输入轴与箱体内传动部件连接。
B电磁离合器与箱体输入轴接口（如图7）；
（未定）
图7
4.4.4F输出端通过皮带轮与工作部件进行连接。
传动装置匹配输出皮带轮，皮带轮（如图8）。
图8输出皮带轮尺寸
4.5性能要求
4.5.1外形尺寸
在满足功能性能的前提条件下尽可能的将外形尺寸设计的小巧，车辆能够提供的最大安装空间为350mm（X）×220mm（Y）×400mm（Z）。
X——车辆前进方向，即动力输入输出轴方向；
Y——车辆左右方向；
Z——垂向。
4.5.2净重
不大于15Kg（不含润滑油、电磁离合器等其他附加条件）。
4.5.3负载特性
冲击负载。
4.5.4额定扭矩
不小于105N·m。
4.5.5输出转速
不小于2500RPM。
4.5.6传动比
传动比的设计应满足尽量使各级齿轮的承载能力相等、方便齿轮润滑和标准化选用，同时使本传动装置的体积达到或接近最小。
要求传动装置由B轴输入、F轴输出时的传动比为i=1（见图9）。
i=i
×i
其中：
i
=B轴至中间轴传动比
i
=中间轴传动比至F轴
图9传动比示意图
4.5.7静扭强度
传动装置后备系数K不小于2.5。
4.5.8润滑
箱体采用自润滑方式，不添加其他辅助润滑油泵等设备。
传动箱允许用户使用符合GB13895-1992标准规定的重负荷车辆齿轮润滑油（用户可根据温度确定粘度）或GL-4重负荷车辆齿轮润滑油。
4.5.9散热及温升
箱体采用自散热方式，不添加其他辅助散热风扇等设备。
可使用与箱体外表整体铸造形成的辅助散热条筋的方式散热。
传动装置在恶劣工况下箱体表面平衡温升不超过35℃，最大温升不超过45℃。
4.5.10噪声
该传动装置在n
=0.8n
时的最大允许声级不大于85dB（A）。
噪声测试方法参见QC/T568-1999标准相关规定。
其中：
n
——传动装置输出转速；
n
——传动装置最大输入转速。
4.5.11传动效率
该传动装置的传动效率应不低于96.5%。
4.5.12外观及涂漆
传动箱所有零部件表面应无明显损伤、裂痕、凹陷、锈蚀等缺陷，传动箱的所有运动应无卡滞。
箱体表面涂防锈底漆，底漆类型和颜色依据面漆自行制定，厚度不小于20um；底漆干燥后涂面漆，面漆类型为聚氨酯树脂漆，颜色为纯黑色，厚度不小于30um。
4.5.13放油残存油量≤1%，自泄方式；
4.5.14润滑油不允许存在任何形式的渗、泄漏；
4.5.15IP防护等级：
≥IP66（箱体部分，不含电磁离合器）；
4.5.16所有运动副要求转动灵活、无卡滞，无异响。
4.5.17传动装置所有零部件不允许有砂眼、裂纹、缩孔、气泡等缺陷。
4.6可靠性要求
4.6.1机械部分平均无故障工作时间：
MTBF≥20000h；
4.6.2电气部分平均无故障工作时间：
MTBF≥10000h；
4.6.3外观表面与涂漆无缺陷工作时间：
MTBF≥20000h；
4.6.4整机工作寿命（可对部分零部件进行更换，箱体除外）≥30000h。
*注：
在保证设备润滑正常、设备不经受过载冲击的条件下保证可靠性。
4.7安全性要求
外接空调系统故障导致电机等设备发生堵转时，不应损坏本装置内的传动部件。
4.8维修性要求
设备及内部零部件的拆装要求方便灵活。
通过拆装可将箱体内的任意零部件进行维修，也可方便的对箱体进行必要清洗。
4.9标准化要求
产品选用的标准件应为国标件，应尽量使用国家或行业规定的标准件，也可选用公司内部推荐的公司级标准件。
5.验收与试验
5.1性能试验
性能试验为检验产品实际设计水平、制造工艺等性能进行的试验，性能试验只在首台、第二台产品出厂前进行。
试验结果满足任务要求后产品出厂。
后续如有技术状态更改仍需进行性能试验，批产产品不进行性能试验，只做出厂试验。
5.1.1环境适应性试验
除淋雨试验外，其他环境及振动试验均随整车一起进行，不单独在生产单位组织试验。
淋雨试验方法：
淋雨试验采用喷雨法进行（淋雨实验时传动箱可不工作），淋雨强度不小于5mm/min，淋雨方向为垂直、斜45°、水平三个方向，垂直持续时间为1h，各面斜45°喷射持续时间不小于3min，各面水平喷射持续时间不小于2min，淋雨试验后传动箱不应出现卡滞、锈迹等。
擦干传动箱外表面，用压缩空气吹出表面水渍并移至干燥工作台拆解传动箱，箱体内部应有水渍出现。
5.1.2静扭强度试验
静扭强度试验方法满足QC/T568-1991标准规定，试验A、B轴两端输入各测试结果最小值不低于4.5.7项要求。
5.1.3噪声试验
噪声试验方法满足QC/T568-1991标准规定，试验A、B轴两端输入各测试结果最大值应低于4.5.10项要求。
5.1.4温升试验
额定扭矩状态下，转速满足QC/T568-1991标准规定，试验A、B轴两端输入各测试结果最大值应低于4.5.9项要求。
该项目试验可与噪声试验同时进行，测试完毕后补测额定扭矩状态下，A轴转速n
=0.9n
时的温升值。
5.1.5旋向试验
本试验可随其他试验进行，试验结果满足3.1项内所有规定。
5.1.6拆装试验
上述性能试验完毕后，按顺序将传动箱进行拆解。
拆解开始时计时开始，拆解结束计时结束，记录拆解时间。
5.1.7放油试验
按设计值将传动装置润滑油加注至MAX位置后，静置10min后打开放油堵并开始计时，直至放油口内无润滑油流出计时结束，记录放油时间。
放油时使用量具将润滑油收储，放油结束后记录量具内收储油量。
传动装置内残存油量应满足4.5.13项规定。
5.1.8其他试验
传动装置动态刚性试验和疲劳寿命试验随整车一并进行，试验结果汇总后反馈回承制方。
如在可靠性要求的0.6倍率时间（0.6MTBF）范围内出现传动装置的机械、电气、外观涂漆故障，应由承制方负责将传动装置返厂维修。
5.2出厂试验
5.2.1密封试验
传动装置安装完成后进行密封试验，方法参见QC/T29063-1992标准中密封性能浸水试验方法之规定，浸水时间5min。
试验期间应无明显气泡溢出。
5.2.2磨合试验
承制方应对所有出厂产品进行出厂磨合，磨合规范见表1。
磨合时间可累积计算，但单次磨合时间不小于5小时。
磨合顺序应由低速到高速，由低载荷到高载荷，即自上而下、从左到右的顺序，不可倒序磨合。
表1传动装置磨合规范单位：
小时（h）
载荷
转速（rpm）
空载
半载
全载
1450（A轴输入）
5
10
0
1450（B轴输入）
5
10
5
2300（A轴输入）
5
10
5
6.产品交付
6.1提供产品使用维护说明书,对产品使用与维护进行详细说明。
并对内部零部件进行编号，使用爆炸试图进行说明。
6.2提供与产品外形相一致的三维数据模型（parasolid格式）。
6.3产品含有铭牌，铭牌内容及格式包含如下表2：
表2铭牌内容及格式
型号：
重量：
出厂编号：
额定扭矩：
出厂日期：
额定转速：
6.4产品使用木质包装箱运输，避免碰撞、淋雨、腐蚀等对产品有害的环境，包装箱内附合格证。
6.5承制方负责传动装置的研制生产和试验，应在合同要求的时间内将最终产品交付到任务方使用。
7.其他
未尽事宜需双方协商解决，并形成协调文件备查。
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