畢業(yè)設(shè)計論文-汽車制動實驗臺動力系統(tǒng)設(shè)計

1、<p>　　汽車制動實驗臺動力系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論3</b></p><p>　　1.1 選題背景3</p><p>　　1.1.1 選題的目的和意義4</p><p>　　1.1.

2、2 國內(nèi)外汽車試驗制動臺的發(fā)展的現(xiàn)狀：5</p><p>　　1.1.3 臺架制動實驗臺的特點及發(fā)展前景8</p><p>　　1.2 本課題的研究工作8</p><p>　　第二章 傳動方案選擇及論證9</p><p>　　2.1傳動方案的設(shè)計與論證9</p><p>　　2.1.1傳動方案的要求9&

3、lt;/p><p>　　2.1.2 傳動方案的擬定10</p><p>　　2.2 傳動方案的內(nèi)容與工作制動試驗臺原理10</p><p>　　2.2.1傳動方案的內(nèi)容10</p><p>　　2.2.2制動實驗臺的工作原理11</p><p>　　第三章 制動實驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計計算12</p><

4、;p>　　3.1 引言：12</p><p>　　3.2 滾筒選擇12</p><p>　　3.2.1 滾筒直徑的選擇12</p><p>　　3.2.2 滾筒長度的選擇12</p><p>　　3.2.3 滾簡轉(zhuǎn)速的選擇13</p><p>　　3.2.4 車輪與滾筒間附著系數(shù)的選擇13</p

5、><p>　　3.2.5 安置角對測試車輪穩(wěn)定性的影響13</p><p>　　3.2.6 滾筒中心距L的選擇14</p><p>　　3.3 車輪的選擇與計算14</p><p>　　3.3.1車輪直徑計算14</p><p>　　3.3.2車輪所需轉(zhuǎn)速計算15</p><p>　　3.

6、4 滾筒的計算15</p><p>　　3.4.1滾筒質(zhì)量計算15</p><p>　　3.4.2滾筒轉(zhuǎn)動慣量計算15</p><p>　　3.4.3滾筒功率計算15</p><p>　　3.5 電動機(jī)的選擇16</p><p>　　3.6.齒輪傳動計算18</p><p>　　3.

7、6.1 車速為100km/h時的齒輪傳動18</p><p>　　3.6.2齒輪傳動分析26</p><p>　　3.7 軸設(shè)計27</p><p>　　3.7.1確定軸的最小直徑28</p><p>　　3.7.2從動軸設(shè)計29</p><p>　　3.7.3主動軸設(shè)計30</p><

8、p>　　3.8 軸承和軸承座設(shè)計30</p><p>　　3.81 選擇軸承型號31</p><p>　　3.82 軸承座型號31</p><p>　　3.9 主從滾筒間齒輪傳動設(shè)計31</p><p>　　3.10汽車制動實驗臺框架參數(shù)設(shè)計32</p><p>　　3.10.1 槽鋼的選擇32<

9、;/p><p>　　3.10.2 制動試驗臺框架結(jié)構(gòu)參數(shù)33</p><p>　　3.11帶傳動設(shè)計33</p><p>　　3.12電磁離合器地選擇34</p><p>　　3.12.1.按計算扭矩選擇電磁離合器34</p><p>　　3.12.2 牙嵌式電磁離合器的結(jié)構(gòu)與工作原理34</p>

10、<p>　　3.13本章小結(jié)35</p><p>　　第四章 結(jié)論和建議36</p><p>　　4.1本論文的結(jié)論36</p><p><b>　　致 謝37</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)38</b></p><p><b>

11、;　　附 錄39</b></p><p>　　制動器和制動測試試驗的概況39</p><p>　　A Primer on Brakes and Brake Testing45</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 選題背景</b>

12、;</p><p>　　汽車制動性能的檢測，作為機(jī)動車安全檢測中最重要項目之一，一直是大家關(guān)注的焦點。制動檢測設(shè)備怎樣才能客觀準(zhǔn)確地檢測出汽車的制動性能，使其更好地服務(wù)于社會、造福于人民，與我們的被檢對象機(jī)動車的現(xiàn)狀是分不開的。近幾年來，我國機(jī)動車保有量急劇增加，機(jī)動車安全運(yùn)行的問題越來越突出，加強(qiáng)機(jī)動車的管理，重視機(jī)動車輛的安全技術(shù)檢測，成為整個社會，特別是公安、交通部門有待研究解決的重要課題。</p&g

13、t;<p>　　汽車行駛速度的不斷提高和道路行車密度的增大，對汽車行駛安全性提出了越來越高的要求，汽車防抱死制動系統(tǒng)ABS (Anti-Lock Braking System)就是在這種要求下產(chǎn)生和發(fā)展的。ABS裝置通過控制和調(diào)節(jié)車輪的制動力，防止車輪在制動時的滑轉(zhuǎn)，最大限度的利用路面附著系數(shù)以縮短制動距離，防止側(cè)滑，提高制動時的方向穩(wěn)定性，從而大大改善汽車的制動性能，提高汽車的安全性。目前，由防抱死制動系統(tǒng)ABS和防滑驅(qū)

14、動系統(tǒng)ASR共同組成的防滑控制系統(tǒng)已經(jīng)成為汽車向電子化發(fā)展的一個重要方面。</p><p>　　由于國家強(qiáng)制規(guī)定采用ABS后，各汽修廠和汽車綜合性能檢測站都會遇到，對帶ABS汽車的制動綜合性檢測的問題。如果要建立ABS制動性能測試場則需要大量資金和場地(典型的ABS制動性能測試場僅路面占地就需10畝地)，一般企業(yè)難以承受。汽車制動能測試臺由于占地面積小，投入少，同時臺試法檢驗制動性能的優(yōu)點是迅速、準(zhǔn)確、安全，不受

15、外界條件的限制，重復(fù)性較好，能測得各車輪的制動全過程(制動力隨時間增長的過程)，受到汽修廠和汽車綜合性能檢測站青睞，但現(xiàn)有的汽車制動性能檢測的設(shè)備不能適應(yīng)帶ABS的汽車的要求，因此研究開發(fā)新的制動性能測試臺，應(yīng)該是解決帶ABS汽車制動性能檢測問題較理想的方法。</p><p>　　本文將在理論和技術(shù)上對此檢測臺進(jìn)行研究，如果可行將為汽車檢測技術(shù)提供新裝備的設(shè)計思路，將節(jié)省大量資金和場地。</p>&

16、lt;p>　　1.1.1 選題的目的和意義</p><p>　　汽車制動性能的檢驗是機(jī)動車安全技術(shù)檢驗的重要內(nèi)容之一，也是汽車保修企業(yè)進(jìn)行故障和調(diào)試修理的科學(xué)依據(jù)。近年來，隨著不解體檢在線檢測技術(shù)的發(fā)展，汽車制動性能的檢測與診斷已由經(jīng)驗定性型向儀器化的定量與定性相結(jié)合方向發(fā)展，由路試向臺架檢測發(fā)展。</p><p>　　汽車制動的開發(fā)研究主要以試驗與仿真相結(jié)合的方式進(jìn)行。實車試驗成

17、本高、周期長，重復(fù)性差，因此仿真技術(shù)越來越成為研究ABS的重要手段。GB7258—2004 機(jī)動車運(yùn)行安全國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ABS 為大型車輛的標(biāo)準(zhǔn)配置, 這使得國內(nèi)汽車對ABS 的需求急劇增加。為提高 ABS 產(chǎn)品的品質(zhì), 降低開發(fā)成本, 縮短開發(fā)周期, 室內(nèi)試驗臺和計算機(jī)仿真將成為汽車 ABS 試驗研究的重要手段之一。</p><p>　　采用 ABS 室內(nèi)試驗存在的主要問題是試驗誤差。試驗誤差與許多因素有關(guān), 如

18、簡化模型與真實對象的差異、試驗裝置的系統(tǒng)誤差、試驗數(shù)據(jù)的誤差、試驗操作的誤差、計算誤差(如截斷誤差)等。因此開發(fā)一個好的實驗臺對汽車制動系統(tǒng)的研究有很大作用。</p><p>　　ABS技術(shù)在世界上屬于尖端技術(shù)，ABS產(chǎn)品還屬于高利潤、高附加值產(chǎn)品，裝配ABS裝置會直接增加車輛的制造成本。因此不論是汽車生產(chǎn)廠商還是車輛用戶，都非常關(guān)心裝配在車上的ABS系統(tǒng)的使用性能。想要確切知道ABS裝置裝配到汽車上以后的實際使

19、用性能，必須通過全面的檢測。目前國內(nèi)對ABS性能的檢測主要是采用電氣性能測試和道路試驗這兩種方法。第一種方法，采用模擬裝置代替車輛向ABS裝置發(fā)送輪速信號和車身信號，通過觀察ABS的輸出信號來判斷ABS是否工作正常，這種方法由于是對ABS進(jìn)行裝車前的單獨(dú)檢測，即使ABS的各項參數(shù)都在正常值范圍內(nèi)，仍然無法保證ABS裝配到車輛后，仍然能充分發(fā)揮其功效。對于第二種方法，雖然能較全面地檢測裝配ABS的車輛在各種路面上的制動性能，但是試驗費(fèi)用高

20、、周期長、精度低，受環(huán)境及道路條件的影響大。為了克服以上方法中存在的缺陷，實現(xiàn)對ABS工作性能檢測的精確化和臺架化無疑是最佳途徑。</p><p>　　國內(nèi)現(xiàn)階段普遍采用的反力式制動臺無法對裝配ABS的車輛的制動性能進(jìn)行檢測。目前國外少數(shù)廠家已經(jīng)開發(fā)出慣性式轉(zhuǎn)鼓制動試驗臺來檢測ABS制動性能，但這種設(shè)備價格昂貴，而且只能完成單一路面附著系數(shù)情況下的制動效能試驗，根本無法完成國內(nèi)外ABS試驗標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的不同路面組合

21、工況下對ABS系統(tǒng)性能的考核。</p><p>　　隨著ABS裝置的廣泛應(yīng)用，檢測ABS性能也顯得越來越重要。但是到目前為止，還沒有出現(xiàn)真正能全面檢測ABS綜合性能的試驗臺，而隨著對車輛制動性能檢測要求的提高，實行ABS性能檢測的臺架化日益重要，所以，國內(nèi)急需開發(fā)出一種價格適中、功能齊全、測試精度較高，并且完全擁有知識產(chǎn)權(quán)的對裝車后的ABS制動性能進(jìn)行全面檢測的設(shè)備，以滿足國內(nèi)整個汽車檢測行業(yè)的需要。</p

22、><p>　　本課題是集“機(jī)、電、氣”于一體的新產(chǎn)品開發(fā)項目，其目的是根據(jù)國家有關(guān)ABS性能標(biāo)準(zhǔn)要求，在深入研究汽車ABS工作性能的室內(nèi)臺架試驗方法的基礎(chǔ)上，開發(fā)研制出能夠?qū)Π惭bABS裝置的車輛的制動性能進(jìn)行動態(tài)檢測和評價的試驗臺及其計算機(jī)測試分析系統(tǒng)，該試驗臺根據(jù)ABS的工作原理，能夠模擬出汽車在不同附著系數(shù)路面上進(jìn)行制動時的動態(tài)制動過程，測試出汽車的各個車輪在路面附著系數(shù)發(fā)生變化時ABS的工作狀態(tài)，從而全面地檢測

23、出安裝ABS的車輛在各種路面上的制動性能并進(jìn)行綜合評價。</p><p>　　該試驗臺及測試分析系統(tǒng)的研制成功，可以有效地解決我國現(xiàn)有各種試驗臺架無法對裝有ABS的車輛的制動性能進(jìn)行測試的這一困擾我國汽車檢測行業(yè)多年的技術(shù)難題，從而填補(bǔ)我國在汽車ABS不解體室內(nèi)臺架試驗方面的空白。該項目的研制成功，對于推動我國汽車檢測技術(shù)及設(shè)備的發(fā)展，促進(jìn)整個汽車檢測行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步將起到重要作用;對于滿足我國汽車檢測市場的迫切需

24、要，改善我國車輛安全技術(shù)狀況，降低交通事故的發(fā)生也將具有十分重要的現(xiàn)實意義。</p><p>　　1.1.2 國內(nèi)外汽車試驗制動臺的發(fā)展的現(xiàn)狀：</p><p>　　我國使用的反力滾筒式制動試驗臺有兩大類，其一是引進(jìn)日本彌榮公司、日產(chǎn)公司的;其二是引入西歐國家的，如德國馬哈公司、申克公司，英國克雷普頓公司，意大利的鉆石公司等。</p><p>　　日本式試驗臺的特

25、點是摩擦滾筒直徑小，一般直徑為12Omm左右，且滾筒表面刻有矩形槽，制動時線速度低，兩滾筒之間有舉重器，一般沒有智能程序，數(shù)值顯示多為指針式。</p><p>　　西歐式試驗臺的特點是摩擦滾筒直徑大，一般直徑在265mm左右，且筒表面涂敷摩擦材料，摩擦系數(shù)較高，可達(dá)0.8一0.9，制動時線速度高，在兩滾筒之間有兩個第三滾筒，數(shù)值顯示為指針式。</p><p>　　吉林大學(xué)等利用計算機(jī)模擬仿

26、真技術(shù)來建立ABS虛擬檢測系統(tǒng)。該方面研究成果有一些報道，主要應(yīng)用在ABS產(chǎn)品開發(fā)中，尚未見應(yīng)用于產(chǎn)品生產(chǎn)檢測中。實現(xiàn)計算機(jī)模擬仿真首先是要建立車輛動力學(xué)模型，然后利用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行仿真。</p><p>　　目前，檢測設(shè)備制造業(yè)已形成一定規(guī)模，市場競爭十分激烈，反力式汽車動試驗臺型式變得多樣化，并在不斷改進(jìn)和提高。傳感器都己從機(jī)械式的或機(jī)電式的進(jìn)化為電子式的，控制方式也由繼電器控制變成計算機(jī)控制。</p&

27、gt;<p>　　世界汽車工業(yè)迅猛發(fā)展的同時，人們對于汽車的安全性能的關(guān)注日益提高，ABS系統(tǒng)的裝車率也隨著汽車工業(yè)的發(fā)展及其自身技術(shù)的進(jìn)步逐年提高。是否裝有ABS裝置，已經(jīng)成為車輛性能評價時的一個重要依據(jù)。自90年代開始，一些知名汽車公司(如通用、奔馳、寶馬等)己在其生產(chǎn)的轎車上100%地裝備了防抱死制動系統(tǒng)ABS。到90年代末，美、日、歐等發(fā)達(dá)國家及地區(qū)基本上每一輛新生產(chǎn)的汽車都裝有ABS。近年來，ABS在我國也得到快

28、速推廣和應(yīng)用，如一汽大眾、二汽富康、上汽通用、奇瑞、重慶長安、陜西漢江等汽車生產(chǎn)廠家，均早己在其生產(chǎn)的汽車上加裝了ABS。機(jī)械工業(yè)部在“九五期間重點發(fā)展的60種零部件及被推薦的生產(chǎn)企業(yè)”目錄中，將制動系統(tǒng)的防抱死裝置和防滑裝置列在第二項(第一項是汽油機(jī)電控系統(tǒng))，且該項是僅有的三項無被推薦的生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品之一。由此，我國的ABS產(chǎn)品開始進(jìn)入重點發(fā)展時期。隨著ABS裝置的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，如何對其工作性能進(jìn)行全面的檢測就顯得越來越重要。

29、</p><p>　　我國從80年代以來就開始實施對在用汽車的整車性能進(jìn)行定期強(qiáng)制性檢測，90年代以來開始對汽車制造企業(yè)也要求進(jìn)行整車出廠性能的全面綜合測試。為此，在國內(nèi)的公安、交通及汽車制造部門分別建立了大量的汽車安全性能、綜合性能以及出廠質(zhì)量檢測線。在這些檢測線中，對汽車的制動性能檢測是最為重要的檢測項目。雖然經(jīng)過了近20年的發(fā)展，目前在國內(nèi)各種汽車檢測線中，對汽車制動性能的檢測方法，仍然都是利用反力式制動試

30、驗臺來測試汽車的最大制動力、制動協(xié)調(diào)時間、制動力過程差、駐車制動力、制動拖滯力等參數(shù)以評價汽車的制動性能。但是，對于目前大量的安裝有ABS的車輛，這些參數(shù)的測量根本不能反映其實際的制動效果。因為裝有ABS的汽車，其制動過程與未裝ABS的汽車有較大區(qū)別。裝有ABS的汽車在進(jìn)行制動時，其制動力上升到一定程度后，ABS裝置開始自動調(diào)節(jié)制動缸的制動壓力，使車輪始終保持在一定的滑移率范圍之內(nèi)，從而獲得最大地面制動力。在這一過程中，制動缸中的液壓處

31、于不停的變化之中，汽車車輪的減速度也隨之不斷變化。反力式制動試驗臺只能對未裝ABS的車輛的制動性能進(jìn)行檢測，其滾筒轉(zhuǎn)速較低，制動測試時的車速較低，如果對裝有ABS的車</p><p>　　因此，如何實現(xiàn)對裝有ABS車輛的制動性能進(jìn)行不解體臺架測試的問題就成為我國汽車安全和綜合性能檢測行業(yè)以及汽車制造企業(yè)急需解決的問題。目前國內(nèi)一些研究院所及大專院校的相關(guān)研究部門雖然針對該問題在理論上進(jìn)行了一些探討，但還沒有真正地

32、進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的研究與開發(fā)。國外像日本彌榮以及德國的少數(shù)企業(yè)雖然己生產(chǎn)出成套的ABS檢測臺，但是其檢測臺只能完成某種單一路面情況下的制動效能模擬試驗，不能完成國內(nèi)外ABS試驗標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的不同路面組合工況下對ABS系統(tǒng)性能的全面測試，并且價格昂貴，像日本彌榮每套產(chǎn)品約人民幣400萬元，顯然不適合中國國情。 </p><p>　　國內(nèi)對汽車ABS工作性能的檢測廣泛采用的方法是路試。路面雖然能較全面地檢測裝配ABS

33、的車輛在各種路面上的制動性能，但是該方法試驗費(fèi)用高、周期長、精度低，受環(huán)境及道路條件的影響大，難以實現(xiàn)對所有車輛的定期測試。為了有效克服ABS裝車路試過程中存在的缺陷，實現(xiàn)對ABS工作性能檢測的精確化與臺架化無疑是最佳途徑。目前國內(nèi)對ABS試驗臺架的研究，多是利用計算機(jī)對其中的某一或某些部分進(jìn)行仿真，并不能如實反應(yīng)ABS系統(tǒng)在汽車制動時的動態(tài)控制情況。現(xiàn)階段對ABS檢測臺的理論研究方法大體類似，主要在模擬汽車的平動慣性和路面的附著系數(shù)變

34、化上有一些區(qū)別，具體提出了三種形式:</p><p>　　1、以飛輪組的轉(zhuǎn)動慣量模擬汽車的平動慣量，采用補(bǔ)償電貫量的方案實現(xiàn)連續(xù)模擬;通過專門的控制電路及模擬施加不同的車輪制動力實現(xiàn)對道路附著系數(shù)的有效模擬。</p><p>　　2、直接用電機(jī)驅(qū)動汽車車輪，采用自藕變壓器來調(diào)整電機(jī)工作電壓，從而調(diào)整電機(jī)與車輪轉(zhuǎn)速來模擬各種行駛車速;通過調(diào)節(jié)帶傳動中皮帶的松緊來調(diào)整摩擦力的大小，以模擬汽車在

35、不同附著系數(shù)路面上的制動情況。</p><p>　　3、以飛輪組的轉(zhuǎn)動慣量模擬汽車的平動慣量，通過調(diào)節(jié)變頻調(diào)速電機(jī)輸入電流的頻率實現(xiàn)連續(xù)模擬;用扭矩控制器控制滾筒實現(xiàn)對道路附著系數(shù)的有效模擬。</p><p>　　據(jù)初步調(diào)查統(tǒng)計，目前國內(nèi)還沒有真正進(jìn)行汽車ABS試驗臺及測試分析系統(tǒng)的產(chǎn)品化開發(fā)研制，也沒有相關(guān)的專利問世。</p><p>　　1.1.3 臺架制動實驗

36、臺的特點及發(fā)展前景</p><p>　　相對于道路試驗檢測來說，臺架檢測方法具有許多突出的優(yōu)點:</p><p>　　（1）檢測過程簡單，時間短。針對制動系統(tǒng)制動性能的檢測，每輛車只需要3 -5分鐘，因此，如果將制動檢測試驗臺安裝到目前國內(nèi)的汽車性能檢測線上使用，對整條檢測線的檢測速度影響很小。</p><p>　　(2)設(shè)備占地面積小，可以作為一個單獨(dú)的工位加裝在

37、目前我國正在普遍使用的汽車性能檢測線上，從而能夠在汽車年檢中完成對汽車制動系統(tǒng)的性能檢測。</p><p>　　(3)檢測過程受環(huán)境因素影響較小。由于臺架檢測是在室內(nèi)進(jìn)行，所以不會受到天氣、側(cè)向風(fēng)等自然條件的影響。</p><p>　　(4)設(shè)備耗資低，根據(jù)市場需求可實行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。臺架檢測法有許多道路檢測法所不具備的優(yōu)點，但是也存在一些不足，由于臺架檢測法所采用的方法是模擬路面制動狀況并

38、進(jìn)行檢測，不能反映出路面制動時的軸荷轉(zhuǎn)移對制動過程的影響，同時受到電子器件精度、汽車當(dāng)量模擬精度等因素的限制，所以測試結(jié)果在一定程度上存在偏差。通過不斷改進(jìn)臺架設(shè)計，充分減小臺架自身不足，可能選用高精度電子測試器件等措施，可以將臺架測試的精度逐步提高。</p><p>　　目前，隨著我國汽車保有量的逐年增長以及人們對道路交通安全關(guān)注程度的提高，在用車輛的常規(guī)檢測項目中增加制動系統(tǒng)制動性能檢測的必要性也隨之日益提高

39、，臺架檢測必隨之廣泛應(yīng)用。</p><p>　　1.2 本課題的研究工作 </p><p>　　對汽車制動試驗臺的研究主要集中在以下幾方面:</p><p>　　(1) 了解汽車制動試驗臺的用途、功能，并就當(dāng)前汽車制動試驗臺技術(shù)現(xiàn)狀以及性能進(jìn)行綜合論述。</p><p>　　(2) 進(jìn)行汽車制動試驗臺動力系統(tǒng)方案設(shè)計，并通過分析論證，確定

40、最終實驗方案。</p><p>　　(3)制動試驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究,對制動試驗臺動力系統(tǒng)方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制零件圖及裝配圖。</p><p>　　(4)在實驗臺制造完成的情況下，進(jìn)行必要的性能試驗和試驗數(shù)據(jù)分析。</p><p>　　第二章 傳動方案選擇及論證</p><p>　　2.1傳動方案的設(shè)計與論證</p><p

41、>　　2.1.1傳動方案的要求</p><p>　　合理的傳動方案，首先要滿足工作機(jī)的功能要求，其次還應(yīng)滿足工作可靠、傳動效率高、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、重量輕、成本低廉、工藝性好、使用和維護(hù)方便等要求。但是任何一個方案，要滿足上述所有要求是十分困難的，要統(tǒng)籌兼顧，滿足最主要和最基本的要求。</p><p>　　對機(jī)器使用功能方面的要求:實現(xiàn)預(yù)定的使用功能是機(jī)械設(shè)計的最基本的要求，好的使

42、用性能指標(biāo)是設(shè)計的主要目標(biāo)。另外操作使用方便、工作安全可靠、體積小、重量輕、效率高、外形美觀、噪聲低等往往也是機(jī)械設(shè)計時所要求的。</p><p>　　對機(jī)器經(jīng)濟(jì)性的要求:機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在設(shè)計、制造和使用的全過程中，在設(shè)計機(jī)器時要全面綜的進(jìn)行考慮。設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)為合理的功能定位、實現(xiàn)使用功能要求的最簡單的技術(shù)途徑和最簡單合理的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　機(jī)械零件是組成機(jī)器的基本單元，對

43、機(jī)器的設(shè)計要求最終都是通過零件的設(shè)計來實現(xiàn)的，所以設(shè)計零件時應(yīng)滿足的要求是從設(shè)計機(jī)器的要求中引伸出來的，即也應(yīng)從保證滿足機(jī)器的使用功能要求和經(jīng)濟(jì)性要求兩方面考慮。</p><p>　　要求在預(yù)定的工作期限內(nèi)正常可靠的工作，從而保證機(jī)器的各種功能的正常實現(xiàn)。這就要求零件在預(yù)定的壽命期內(nèi)不會產(chǎn)生各種可能的失效，即要求零件在強(qiáng)度、剛度、振動穩(wěn)定性、耐磨性和溫升等方面必須滿足必要的條件，這些條件就是判定零件工作能力的準(zhǔn)則

44、。</p><p>　　要盡量降低零件的生產(chǎn)制造成本，這要求從零件的設(shè)計和制造等多方面加以考慮。設(shè)計時應(yīng)合理地選擇材料和毛坯的形式、設(shè)計簡單合理的零件結(jié)構(gòu)、合理規(guī)定零件加工的公差等級以及認(rèn)真考慮零件的加工工藝性和裝配工藝性等。另外要盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的零部件。</p><p>　　任何一種機(jī)器都有動力機(jī)、傳動裝置和工作機(jī)組成。動力機(jī)是機(jī)器工作的能量來源，可以直接利用自然資源(也

45、稱為一次資源)或二次資源轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。工作機(jī)是機(jī)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用來實現(xiàn)機(jī)器的動力和運(yùn)動功能，如機(jī)器人的末端執(zhí)行器就是工作機(jī)。傳動裝置則是一種實現(xiàn)能量傳遞和兼有其他作用的裝置。</p><p>　　滿足同一工作機(jī)功能要求，往往可采用不同的傳動機(jī)構(gòu)，不同的組合和布局，從而可得出不同的傳動方案。我在擬定傳動方案時，了解了各種傳動機(jī)構(gòu)的性能及適用條件，結(jié)合工作機(jī)所傳遞的載荷性質(zhì)和大小、運(yùn)動方式和速度以及工作條件等，對各種

46、傳動方案進(jìn)行比較，并進(jìn)行了合理的選擇。</p><p>　　2.1.2 傳動方案的擬定</p><p>　　滿足同一工作機(jī)功能要求，往往可采用不同的傳動機(jī)構(gòu)，不同的組合和布局，從而可得出不同的傳動方案。我在擬定傳動方案時，了解了各種傳動機(jī)構(gòu)的性能及適用條件，結(jié)合工作機(jī)所傳遞的載荷性質(zhì)和大小、運(yùn)動方式和速度以及工作條件等，對各種傳動方案進(jìn)行比較，并進(jìn)行了合理的選擇。</p>&

47、lt;p>　　由于考慮到電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，還有要實現(xiàn)不同車速之間的轉(zhuǎn)換問題，經(jīng)過綜合考慮，我選用了齒輪傳動，這是根據(jù)它的特點決定的，因為它是傳動平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)尺寸較小，傳動易于實現(xiàn)。 </p><p>　　2.2 傳動方案的內(nèi)容與工作制動試驗臺原理</p><p>　　2.2.1傳動方案的內(nèi)容</p><p>　　傳動方案的具體內(nèi)容為電機(jī)開啟，電機(jī)轉(zhuǎn)速通過齒輪減速

48、裝置減速為滾筒所需轉(zhuǎn)速后傳遞給主動滾筒，主動滾筒通過齒輪傳動把動力和轉(zhuǎn)速傳遞給從動滾筒，車輪胎與滾筒接觸，從而滾筒帶動車輪旋轉(zhuǎn)，于是車輪達(dá)到預(yù)定的測試速度。我的設(shè)計為預(yù)定三種車速，分別為100km/h,80km/h,60km/h,選定發(fā)動機(jī)后，根據(jù)其滿載轉(zhuǎn)速與為達(dá)到所設(shè)三種車速滾筒素虛的轉(zhuǎn)速算出傳動比，根據(jù)傳動比確定傳動類型，經(jīng)過考慮我選擇的是齒輪傳動，為了實現(xiàn)不同齒輪傳動間的速度傳動比的切換，我在每個主動齒輪上安裝了電磁離合器，通過電

49、磁離合器控制齒輪傳動，從而把轉(zhuǎn)速降為設(shè)計要求的轉(zhuǎn)速，并傳給滾筒，帶動車輪。汽車制動實驗臺的示意圖如下：</p><p>　　圖 2.1制動實驗臺傳動示意圖</p><p>　　2.2.2制動實驗臺的工作原理</p><p>　　汽車制動實驗臺的工作原理是當(dāng)車輪在滾筒式制動試驗臺上測試時，利用滾筒模擬一定道路狀況，即將被測車輪置于兩滾筒上，用電機(jī)驅(qū)動滾筒旋轉(zhuǎn)，滾筒帶動

50、車輪轉(zhuǎn)動，并達(dá)到預(yù)定測試速度，然后踏下制動踏板，車輪停止轉(zhuǎn)動，而滾筒依靠慣性輪的作用繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，滾筒相當(dāng)于活動路面，從而測得所需各項數(shù)據(jù)。其中利用齒輪傳動實現(xiàn)三種要求的車速，利用電磁離合器實現(xiàn)不同車速之間的轉(zhuǎn)換。 齒輪傳動的作用是將電動機(jī)的轉(zhuǎn)速分別降為所需的三種轉(zhuǎn)速，即所需的三種車速。不同的轉(zhuǎn)速切換是通過電磁離合器來控制的，主動軸上的三個主動齒輪分別與三個電磁離合器相連，且與從動齒輪分別嚙合，電磁離合器通過電磁圈控制齒輪與軸的嚙合，當(dāng)電

51、磁離合器發(fā)揮作用時，主動齒輪的轉(zhuǎn)速便經(jīng)過減速后傳給從動軸，當(dāng)電磁離合器不發(fā)揮作用時，齒輪雖然嚙合，但不把動力傳遞給從動軸，因此是空轉(zhuǎn)。通過電磁離合器的作用，完成不同轉(zhuǎn)速車速之間的切換。</p><p>　　圖 2.2 汽車制動試驗臺結(jié)構(gòu)原理示意圖</p><p>　　第三章 制動實驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計計算</p><p><b>　　3.1 引言：</b&g

52、t;</p><p>　　汽車制動試驗臺的結(jié)構(gòu)參數(shù)對制動性能的測量結(jié)果有著重要關(guān)系。只有合理選擇制動試驗臺的設(shè)計參數(shù)，才能提高試驗臺測試的準(zhǔn)確性與可靠性，以及耐用性和使用經(jīng)濟(jì)性。本章將分析汽車制動試驗臺主要結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇方法。制動試驗臺主要結(jié)構(gòu)有車輪、滾筒、電動機(jī)、齒輪等。</p><p><b>　　3.2 滾筒選擇</b></p><p>

53、　　3.2.1 滾筒直徑的選擇</p><p>　　目前制動試驗臺多采用滾筒中心距不可調(diào)式。由此，減小滾筒直徑，可使車輪在試驗臺上的安置角增大，增加試驗臺的穩(wěn)定性，提高車輪與滾筒間的蹬著力，節(jié)省驅(qū)動電機(jī)功率.但滾筒直徑不能過小，否則車輪的滾動損耗將明顯增加. 本制動試驗臺選取滾筒直徑為420mm</p><p>　　3.2.2 滾筒長度的選擇</p><p>　　它

54、取決于受檢車輛的結(jié)構(gòu)參數(shù)及試驗臺的通用性. </p><p>　　本制動試驗臺選取滾筒長度為220mm</p><p>　　3.2.3 滾簡轉(zhuǎn)速的選擇</p><p>　　滾筒轉(zhuǎn)速決定測試車速的高低，為使汽車測試時的條件最大限度地與使用條件一致，必須保證滾筒的線速度不致過低.否則.將使測試結(jié)果失真。但隨著測試車速的提高.試驗臺的驅(qū)動功率也隨之增加.因此還要考慮使用經(jīng)

55、濟(jì)性。滾筒線速度即測試車速、可由公式;=2nR確定，本制動試驗臺滾筒轉(zhuǎn)速選取了三種轉(zhuǎn)速，分別為100km/h、80km/h、60km/h.</p><p>　　3.2.4 車輪與滾筒間附著系數(shù)的選擇</p><p>　　車輛在試驗臺上測試時，車輪與滾筒的接觸面積小于車輪與地面的接觸面積，且比壓增大，引起滾動阻力增加，附著系數(shù)下降。因此只有提高車輪與滾筒間的附著系數(shù)，才能在滾筒式制動試驗臺上

56、較真實地再現(xiàn)汽車在路面上的制動狀況。但附著系數(shù)的提高受到滾筒表層結(jié)構(gòu)和材料的限制.目前采用較多的是表面帶有溝槽的鋼制滾筒，其表面附著系數(shù)在0.6-0.8之間。</p><p>　　3.2.5 安置角對測試車輪穩(wěn)定性的影響</p><p>　　車輪安置角是指汽車車輪與滾筒接觸點的切線方向與水平方向的夾角。安置角的大小直接影響到車輪的滾動阻力。車輪在試驗臺上測試時的受力情況如圖所示.分析時忽略

57、了非測試車輪約束反力的影響，并假設(shè)測試車輪為剛性。車輪有向后移動的趨勢.若車輪在兩滾筒上的安置角過小，車輪將離開前滾筒沿后滾筒滑移。若安置角足夠大，則水平力平衡，使車輪在兩滾筒上穩(wěn)定而不脫離前滾筒。由以上分析可知，車輪在滾筒上的安置角越小，獲得的測試能力越大,安置角越大則測試過程中的工作穩(wěn)定性越好。所以應(yīng)綜合兩方面的影咱來選擇a角。但最大測試能力的獲得是以測試車輪工作穩(wěn)定為前提的。本實驗臺選擇的是38度。</p><

58、p>　　圖 3.1 車輪受力分析</p><p>　　3.2.6 滾筒中心距L的選擇</p><p>　　當(dāng)測試車輪置于前、后兩滾筒間時。測試車輪半徑R與前后兩滾筒中心距L，車輪在滾筒上安置角的關(guān)系由以下公式確定。</p><p>　　即L=2(R+r)sina</p><p>　　對應(yīng)于不同的車輪半徑R.其L也應(yīng)不一樣。但目前使用的滾

59、筒式制動試驗臺大都是滾筒中心距不能調(diào)整的。不能保證所有尺寸的車輪到處于測試的最佳狀態(tài)，從而使許多制動力合格的車輛在試驗臺上測試時達(dá)不到規(guī)范要求。本實驗臺通過以上公式計算選定中心距為</p><p>　　L=(577.5+420)sin38=602mm</p><p>　　3.3 車輪的選擇與計算</p><p>　　3.3.1車輪直徑計算</p>&l

60、t;p>　　輪胎直徑=胎面寬度×扁平比×2+輪圈直徑×25.4</p><p>　　我選用的185/60R14輪胎，其輪胎直徑可以如下計算：</p><p>　　D=14×25.4＋185×0.6×2＝577.6毫米。</p><p>　　3.3.2車輪所需轉(zhuǎn)速計算</p><p&

61、gt;　　設(shè)車速為100km/h，取滾筒的直徑為420mm，根據(jù)公式</p><p>　　得出要達(dá)到車速為100km/h，滾筒需要的轉(zhuǎn)速為 n=1264 r/min</p><p>　　設(shè)車速為80km/h，取滾筒的直徑為420mm，根據(jù)公式</p><p>　　得出車速為80km/h，滾筒需要的轉(zhuǎn)速為 n=1011 r/min</p><p&g

62、t;　　設(shè)車速為60km/h，取滾筒的直徑為420mm，根據(jù)公式</p><p>　　得出車速為60km/h，滾筒需要的轉(zhuǎn)速為 n=758r/min。</p><p><b>　　3.4 滾筒的計算</b></p><p>　　3.4.1滾筒質(zhì)量計算</p><p>　　前面所選滾筒直徑為420mm、長度為220mm、密

63、度為7.8*1000kg.m2, 同時我們令滾筒的壁厚為20mm，由此可得滾筒質(zhì)量為43kg.</p><p>　　3.4.2滾筒轉(zhuǎn)動慣量計算</p><p>　　滾筒轉(zhuǎn)動慣量由公式 J=MRR 可得J=1.5523kg*mm</p><p>　　因此所有8個滾筒的轉(zhuǎn)動慣量為12.4184kg*mm</p><p>　　3.4.3滾筒功率計算

64、</p><p>　　車速為100km/h時滾筒的角速度為 w=2*3.14n 即 w=132.3rad/s</p><p>　　由T=Jw 得出滾筒功率為1.643kw</p><p>　　設(shè)電動機(jī)功率傳遞因數(shù)為0.8 則電動機(jī)的功率為 W=T/0.8=2.054kw</p><p>　　車速為80km/h時滾筒的角速度為 w=2*3.14

65、n 即 w=105.8rad/s</p><p>　　由T=Jw 得出滾筒功率為1.314kw</p><p>　　設(shè)電動機(jī)功率傳遞因數(shù)為0.8 則電動機(jī)的功率為 W=T/0.8=1.642kw</p><p>　　車速為60km/h時滾筒的角速度為 w=2*3.14n 即 w=79rad/s</p><p>　　由T=Jw 得出滾筒功率為0

66、.986kw</p><p>　　設(shè)電動機(jī)功率傳遞因數(shù)為0.8 則電動機(jī)的功率為 W=T/0.8=1.231kw</p><p>　　3.5 電動機(jī)的選擇</p><p>　　當(dāng)車速為100km/h 滾筒功率為1.643kw</p><p>　　設(shè)電動機(jī)功率傳遞因數(shù)為0.8 則所需電動機(jī)的功率最少為 W=T/0.8=2.054kw</

67、p><p>　　考慮到整車的平動慣量和所需功率與慣性論等所需功率，我決定求出整車所需功率，以此來確定發(fā)動機(jī)功率。</p><p>　　設(shè)整車質(zhì)量為2000kg，當(dāng)他速度達(dá)到100km/h時，動力從電機(jī)傳到滾筒大概需要200s，由此根據(jù)公式 得出整車所需功率為p=3.858kw</p><p>　　考慮到傳遞功率問題，本實驗臺經(jīng)過兩次齒輪傳動，傳動效率查書得0.98，經(jīng)

68、過一次皮帶輪傳動，傳動效率查書得為0.92，經(jīng)過三次軸承傳動，傳動效率查書得0.99，本實驗臺綜合傳動效率為他們的乘積。</p><p>　　總傳動效率=0.855</p><p>　　綜合上述情況，還有各種可能的傳動消耗，經(jīng)過計算查閱資料與設(shè)計手冊，我決定選取額定功率為7.5kw，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的電機(jī)。</p><p>　　查機(jī)械設(shè)計手冊，選擇電機(jī)的

69、具體參數(shù)為：</p><p>　　電機(jī)名稱 Y系列三相異步電動機(jī)</p><p>　　類別代號 Y </p><p>　　型號規(guī)格 Y132M-4 </p><p>　　防護(hù)等級 IP44 </p>&

70、lt;p>　　安裝形式 B3 </p><p>　　極數(shù) 4 </p><p>　　額定功率 （kw） 7.5</p><p>　　轉(zhuǎn)速 （r/min） 1440</p><p>　　電壓 （V） 380</p><p&g

71、t;　　額定電流 （A） 7</p><p>　　效率 （%） 87</p><p>　　功率因數(shù) （cosφ） .85</p><p>　　堵轉(zhuǎn)電流/額定電流 7</p><p>　　堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 2</p><p>　　最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 2.2</p>

72、<p>　　轉(zhuǎn)動慣量（kg·m^2） .0296</p><p>　　噪聲 （dB(A)） 78</p><p>　　重量 （kg） 81</p><p>　　機(jī)座號 132M </p><p>　　國際標(biāo)準(zhǔn)機(jī)座號 132M38 </p>

73、;<p>　　最大長度 （mm） 515</p><p>　　最大寬度 （mm） 350</p><p>　　最大高度 （mm） 315</p><p>　　3.6.齒輪傳動計算</p><p>　　齒輪傳動是機(jī)械傳動中最重要的轉(zhuǎn)動之一，形式很多，傳遞的功率可達(dá)數(shù)十萬千瓦，圓周速度可達(dá)200m/s。齒輪傳

74、動在農(nóng)林機(jī)械，建筑機(jī)械，冶煉機(jī)械，挖掘機(jī)械等各個領(lǐng)域都有著較廣的應(yīng)用。齒輪傳動有以下幾個特點：</p><p>　　1、效率高 在常用的機(jī)械傳動中，以齒輪轉(zhuǎn)動效率最高。如一級圓柱齒輪轉(zhuǎn)動的效率可達(dá)99﹪。這對大功率傳動十分重要，因為即使效率提高1﹪，也有很大的經(jīng)濟(jì)意義。</p><p>　　2、結(jié)構(gòu)緊湊 在同樣的使用條件下，齒輪傳動所需空間尺寸一般較小。</p><

75、p>　　3、工作可靠，壽命長 設(shè)計正確合理，使用維護(hù)良好的齒輪傳動，工作十分可靠，壽命可長達(dá)一、二十年，這也是其他機(jī)械傳動無法比擬的。這對車輛及在礦井內(nèi)工作的機(jī)器尤為重要。</p><p>　　4、傳動比穩(wěn)定 傳動比穩(wěn)定往往是對傳動性能的基本要求。齒輪轉(zhuǎn)動獲得廣泛的應(yīng)用，也就是由于這一特點。</p><p>　　但是，齒輪傳動的制造及安裝精度要求高，價格較貴，且不宜用于傳動距離過大

76、的場合。</p><p>　　因此根據(jù)設(shè)計需要我們選擇了齒輪傳動，主要考慮到傳動距離近，傳動平穩(wěn)，符合設(shè)計要求。</p><p>　　3.6.1 車速為100km/h時的齒輪傳動</p><p>　?。?）由電動機(jī)的額定功率，可假設(shè)小齒輪的轉(zhuǎn)速為n1=1440r/min,大齒輪的轉(zhuǎn)速可由電機(jī)與滾筒的傳動比確定，即i=1500/1264=1.2</p>

77、<p>　?。?）設(shè)齒輪工作壽命為15年，每年工作300天，單班制。傳動機(jī)為一般工作機(jī)，故選用7級精度材料選擇：選擇齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，</p><p>　　初選小齒輪齒數(shù)Z為20。</p><p>　?。?）齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 </p><p>　　確定公式內(nèi)的個計算數(shù)值</p><p><b>　

78、　載荷系數(shù)</b></p><p>　　小齒輪傳遞的功率轉(zhuǎn)矩</p><p>　　=4.974N.mm</p><p>　　查書得齒寬系數(shù)=0.3</p><p>　　查得材料的彈性影響系數(shù)=</p><p>　　由圖查出齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限=550Mpa</p><p>　　圖3.

79、2 接觸疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　　由公式計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù): </p><p><b>　　N=60nj</b></p><p>　　N——應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。</p><p>　　n——齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。</p><p>　　j——齒輪每轉(zhuǎn)一周時，同一齒面嚙合次數(shù)。</p>

80、;<p>　　——齒輪的工作壽命，單位為h.</p><p>　　N=60nj=60×1440×8×300×15=3.11×</p><p>　　由圖查得接觸疲勞壽命系數(shù)=1.00</p><p>　　圖3.3 接觸疲勞壽命圖</p><p>　　計算接觸疲勞許用應(yīng)力</p

81、><p>　　取失效概率為1﹪，安全系數(shù)S=1，由公式</p><p><b>　　=</b></p><p>　　S——疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)。</p><p>　　——考慮應(yīng)力循環(huán)次數(shù)影響的系數(shù)，稱為壽命系數(shù)。</p><p>　　——齒輪的疲勞極限。</p><p>　　得==

82、1.00×550=550MPa</p><p>　?。?）計算小齒輪分度園圓徑</p><p><b>　　=83.76mm</b></p><p><b>　?。?）計算圓周速度</b></p><p><b>　　=6.31m/s</b></p>&

83、lt;p><b>　?。?）計算齒寬b</b></p><p><b>　　b=d=25mm</b></p><p>　　（7）計算齒寬與齒高之比 b/h</p><p><b>　　確定齒輪模數(shù)m </b></p><p>　　初定齒輪齒數(shù)Z=20</p>

84、<p><b>　　m==4.2mm</b></p><p>　　齒高 h=2.25m=2.25×4.2mm=9.423mm</p><p>　　b/h=25mm/9.423mm=2.653mm</p><p><b>　?。?）計算載荷系數(shù)</b></p>

85、<p>　　根據(jù)=4.23，7級精度，由圖算得動載荷系數(shù)=1.13</p><p><b>　　表1精度表</b></p><p>　　因齒輪直齒輪，假設(shè)KAFt/b＜100(N/mm)由表4.4 查得==1</p><p>　　影響KHα、KFα的主要因素有：輪齒嚙合剛度，基節(jié)偏差，重合度，載荷，跑合情況及齒向修形等。</p

86、><p>　　KHα、KFα可按下表選?。?</p><p><b>　　表2 系數(shù)選擇表</b></p><p><b>　?、偃?，則取 </b></p><p>　?、趯π扌锡X輪，取KHα＝KFα＝1。</p><p><b>　　查表得實用系數(shù)＝1</b&g

87、t;</p><p><b>　　表3 使用系數(shù)表</b></p><p>　　查得7級精度 齒輪相對支撐對稱時</p><p>　　＝1.12+0.18+0.23×b</p><p><b>　　將數(shù)代入后得</b></p><p>　　＝1.12+0.18

88、15;+0.23××25＝1.14</p><p><b>　　查得 ＝1.35</b></p><p>　　K＝＝1×1.13×1.0×1.14＝1.29</p><p>　?。?）按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑</p><p>　　d＝ ＝83.55mm<

89、/p><p>　?。?0） 計算模數(shù) m </p><p>　　m＝d/z＝83.55/20＝4.177</p><p>　?。?1）按齒根彎曲強(qiáng)度計算</p><p><b>　　由公式</b></p><p><b>　　M≥</b></p><p>

90、　　確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p>　　查彎曲疲勞強(qiáng)度＝380Mpa</p><p><b>　　σFE的計算公式為</b></p><p>　　式中YST為試驗齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，YST＝2.0。σFlim可按圖4.6查取，對于循環(huán)載荷下工作的齒輪（如行星齒輪、中間齒輪等）應(yīng)將查取數(shù)據(jù)乘以0.7。</p><p&g

91、t;　　圖3.4 調(diào)質(zhì)鋼（①含碳量＞0.32%）</p><p>　　由表查彎曲疲勞壽命系數(shù)＝0.88</p><p>　　圖3.5 表查彎曲疲勞壽命系數(shù)</p><p>　　計算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝1.4，由公式得</p><p>　?。剑?.88×380/1.4＝2

92、38.86</p><p>　　計算載荷系數(shù)K＝＝1×1.13×1.0×1.35＝1.5255</p><p>　　查取齒形系數(shù)＝2.226</p><p>　　查取應(yīng)力校正系數(shù)＝1.764</p><p>　　/＝2.226×1.764/238.86＝0.01644</p><p&

93、gt;<b>　　設(shè)計計算 </b></p><p><b>　　＝2.75mm</b></p><p>　　由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力?？扇∮蓮澢鷱?qiáng)度算得的模數(shù)。就近取整數(shù)m＝3</p><p>　　z＝d/m＝83.55/3=27.85 z=28</p><p>

94、　　大齒輪齒數(shù)為=1.2*27.85=33.42 取=34</p><p>　　（12）幾何尺寸計算</p><p>　　分度圓直徑 =84mm </p><p><b>　　102mm</b></p><p>　　中心距 =93mm</p><p>　　齒輪寬度 b==25

95、mm</p><p>　　3.6.2齒輪傳動分析</p><p>　　齒輪傳動的作用是將電動機(jī)的轉(zhuǎn)速分別降為所需的三種轉(zhuǎn)速，即所需的三種車速。不同的轉(zhuǎn)速切換是通過電磁離合器來控制的，主動軸上的三個主動齒輪分別與三個電磁離合器相連，且與從動齒輪分別嚙合，電磁離合器通過電磁圈控制齒輪與軸的嚙合，當(dāng)電磁離合器發(fā)揮作用時，主動齒輪的轉(zhuǎn)速便經(jīng)過減速后傳給從動軸，當(dāng)電磁離合器不發(fā)揮作用時，齒輪雖然嚙合

96、，但不把動力傳遞給從動軸，因此是空轉(zhuǎn)。通過電磁離合器的作用，完成不同轉(zhuǎn)速車速之間的切換。</p><p>　　因為三個主動齒輪與三個從動齒輪分別作用在倆個軸上，且分別嚙合。因此，三個齒輪傳動中，主動滾筒與從動滾筒的中心距必須相同，否則設(shè)計要求無法實現(xiàn)。</p><p>　　因此根據(jù)上節(jié)的計算，我們知道當(dāng)車速為100km/h，傳動比為1.2時，計算出的齒輪中心距為</p>&l

97、t;p>　　=93mm，由此我們必須使當(dāng)車速為80km/h，傳動比為1.5時和當(dāng)車速為60km/h，傳動比為1.98時的齒輪中心距為93mm。</p><p><b>　　由公式和</b></p><p>　　當(dāng)車速為80km/h，傳動比為1.5時，可算出</p><p>　　主動齒輪直徑為74.4mm 從動齒輪直徑為111.6mm&l

98、t;/p><p>　　齒寬b=d=22.32mm</p><p>　　當(dāng)車速為60km/h，傳動比為1.98時，可算出</p><p>　　主動齒輪直徑為 62.4mm 從動齒輪直徑為123.58mm</p><p>　　齒寬b=d=18.72mm</p><p><b>　　傳動示意圖如下：</b>

99、;</p><p>　　3.6 齒輪傳動示意圖</p><p><b>　　3.7 軸設(shè)計</b></p><p>　　軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切做回轉(zhuǎn)運(yùn)動的傳動零件（例如齒輪、渦輪等），都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動及動力的傳遞。因此軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動和動力。</p><p>　　按照承受載荷的

100、不同，軸可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸三類。工作重既承受彎矩又承受扭矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸。這類軸在各種機(jī)器中最為常見。只承受彎矩而不承受扭矩的軸稱為心軸。心軸又分為轉(zhuǎn)動心軸和固定心軸。只承受扭矩而不承受彎矩（或彎矩很?。┑妮S稱為傳動軸。</p><p>　　軸還可按照軸線形狀的不同，分為曲軸和直軸兩大類。曲軸通過連桿可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動改變?yōu)橥鶑?fù)直線運(yùn)動，或做相反的運(yùn)動改變。直軸根據(jù)外形的不同，可分為光軸和階梯軸兩種。光軸形狀簡單

101、，加工容易，應(yīng)力集中源少，但軸上的零件不易裝配及定位；階梯軸則正好與光軸相反。因此光軸主要用于心軸和傳動軸，階梯軸則常用于轉(zhuǎn)軸。</p><p>　　軸的設(shè)計包括結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作能力計算兩方面的內(nèi)容。</p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，會影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會增加軸的

102、制造成本和軸上零件裝配的困難等。因此軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是軸設(shè)計中的重要內(nèi)容。</p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸聯(lián)接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。由于影響軸的結(jié)構(gòu)的因素較多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。但是，不論何種具體條件，軸

103、的結(jié)構(gòu)都應(yīng)滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于拆裝和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。</p><p>　　軸的工作能力計算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度。這時只需對軸進(jìn)行強(qiáng)度計算，以防止斷裂或塑性變形。而對剛度要求高的軸（如車床主軸）和受力大的細(xì)長軸，還應(yīng)進(jìn)行剛度計算，以防止工作時產(chǎn)生過大的彈性變形。對高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸，還應(yīng)進(jìn)行振動穩(wěn)

104、定性計算，以防止發(fā)生共振而破壞。</p><p>　　3.7.1確定軸的最小直徑</p><p>　　根據(jù)軸所受的扭矩，軸的強(qiáng)度計算公式為：</p><p><b>　　(4.1)</b></p><p>　　式中：——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</p><p><b>　　T——軸所受的扭矩</

105、b></p><p>　　——軸的抗扭截面系數(shù)</p><p><b>　　n ——軸的轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　p——軸傳遞的功率</b></p><p>　　d——計算截面處軸的直徑</p><p><b>　　——許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</

106、b></p><p>　　由上式可得軸的直徑：</p><p><b>　　(4.2)</b></p><p>　　式中：具體數(shù)值見表3.7</p><p>　　表4 軸常用幾種材料的及值</p><p>　　軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。&l

107、t;/p><p>　　由于碳鋼比合金鋼價廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸，選用45鋼。</p><p>　　由于此軸的材料為45號鋼，調(diào)制處理所以選取=126，則</p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求，有P=7.5kw, n=758 r/min,則</p><p>　　d≥

108、＝=27.05mm</p><p>　　此直徑為軸段的最小直徑，其他軸段的直徑按照軸上零件的裝配方案和定位要求，從最小直徑處逐一確定。</p><p>　　3.7.2從動軸設(shè)計</p><p>　　從動軸連接的是從動滾筒，經(jīng)過我的設(shè)計計算，根據(jù)下圖，我把從動軸的結(jié)構(gòu)參數(shù)逐步確定。</p><p>　　圖 3.7從動軸設(shè)計</p>

109、<p>　　3.7.3主動軸設(shè)計</p><p>　　主動軸主要連接主動滾筒，皮帶輪，軸承，齒輪等。經(jīng)過計算分析，結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：</p><p>　　圖 3.8主動軸設(shè)計</p><p>　　Ll=L2=L8=80</p><p><b>　　L3=L7=20</b></p><p>

110、<b>　　L4=L6=220</b></p><p><b>　　L5=200</b></p><p><b>　　L9=100</b></p><p><b>　　D1=D5=35</b></p><p><b>　　D2=D4=40<

111、/b></p><p><b>　　D3=45</b></p><p>　　3.8 軸承和軸承座設(shè)計</p><p>　　以2000kg為最大車重，則每個車輪軸承承受約為250kg，受力為2500N。</p><p>　　車速100km/h，則滾筒為1264r/min。</p><p>　　

112、3.81 選擇軸承型號</p><p>　　根據(jù)制動試驗臺的工作條件和試驗要求，經(jīng)過驗證計算后選擇了軸承型號與類型，具體參數(shù)為：</p><p>　　軸承類型 BType=深溝球軸承</p><p>　　軸承型號 BCode=6208</p><p>　　軸承內(nèi)徑 d=40 (mm)</p><p>　　軸承外徑 D=

113、80 (mm)</p><p>　　軸承寬度 B=18 (mm)</p><p>　　基本額定動載荷 C=22800 (N)</p><p>　　基本額定靜載荷 Co=15800 (N)</p><p>　　極限轉(zhuǎn)速(脂) nlimz=10000 (r/min)</p><p><b>　　潤滑方式：脂潤滑&

114、lt;/b></p><p>　　3.82 軸承座型號</p><p>　　經(jīng)過查閱資料確定軸承座的型號為SN208</p><p>　　3.9 主從滾筒間齒輪傳動設(shè)計</p><p>　　動力經(jīng)電機(jī)傳給齒輪減速，之后經(jīng)皮帶輪傳給主動滾筒，主動滾筒與從動滾筒之間的動力傳遞我選擇的是齒輪等比傳動。具體傳動設(shè)計為選擇三個完全相同的齒輪，這樣

115、的話，主動滾筒與從動滾筒將同向旋轉(zhuǎn)，符合設(shè)計要求。因為其間距離為400則每個分度圓的直徑為200。</p><p><b>　　確定齒輪模數(shù)m ：</b></p><p>　　初定齒輪齒數(shù)Z=50，則根據(jù)下列公式可知</p><p><b>　　m==4mm</b></p><p><b>

116、;　　模數(shù)M = 4</b></p><p>　　齒輪齒數(shù) Z1=50</p><p>　　齒輪齒寬 B1=52(mm)</p><p>　　齒輪齒寬系數(shù) Φd1=0.260</p><p>　　齒頂高系數(shù) ha*=1.00</p><p>　　頂隙系數(shù) c*=0.25</p><p&g

117、t;　　壓力角 α*=20(度)</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)中心距 A0=200.00000(mm)</p><p>　　實際中心距 A=200.00000(mm)</p><p>　　分度圓直徑 d1=200.00000(mm)</p><p>　　3.10汽車制動實驗臺框架參數(shù)設(shè)計</p><p>　　根據(jù)汽車制動臺

118、設(shè)計需要和以上設(shè)計內(nèi)容，經(jīng)過綜合考慮和計算，可以設(shè)計出汽車制動試驗臺框架的材料與結(jié)構(gòu)參數(shù)。</p><p>　　3.10.1 槽鋼的選擇</p><p><b>　　圖3.9 槽鋼</b></p><p><b>　　型號: 8</b></p><p>　　尺寸/mm/h: 80</p