反力滾筒式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　反力滾筒式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)</p><p>　　院系名稱： 汽車與交通工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 汽車服務(wù)工程10-1班 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： <

2、/p><p>　　職 稱： 副教授 </p><p><b>　　二○一四年四月</b></p><p><b>　　目　　錄</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1汽車制動(dòng)性能檢

3、測設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1.2 本設(shè)計(jì)的目的和意義</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)方案的選定</p><p>　　1.4 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和技術(shù)路線</p><p>　　1.4.1 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p>　　1.4.2 設(shè)計(jì)的技術(shù)路線</p><p>　　第二章 制動(dòng)試

4、驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 主要參數(shù)的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1.1 滾筒直徑的選擇</p><p>　　2.1.2 滾筒長度的選擇</p><p>　　2.1.3 滾筒轉(zhuǎn)速的選擇</p><p>　　2.1.4 車輪與滾筒間附著系數(shù)的選擇</p><p>　　2.1.5

5、最佳安置角的選擇</p><p>　　2.1.6 滾筒中心距的確定</p><p><b>　　2.2 鏈輪的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.3 電機(jī)的選擇</b></p><p>　　2.4 減速器、聯(lián)軸器選取</p><p>　　2.4.1 減速器的選取&l

6、t;/p><p>　　2.4.2 聯(lián)軸器的選擇</p><p><b>　　2.5 機(jī)架的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.5.1 機(jī)架的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.5.2 機(jī)架和地面的安裝形式</p><p>　　2.6 舉升器的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.6.1 舉

7、升機(jī)各部分尺寸</p><p>　　2.6.2 升降機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)動(dòng)機(jī)理</p><p>　　第3章 其他部件的選取</p><p>　　3.1 傳感器的選取</p><p>　　3.1.1 轉(zhuǎn)速傳感器的選擇</p><p>　　3.1.2 壓力傳感器的選擇</p><p>　　3.2 制動(dòng)

8、裝置的選擇</p><p><b>　　第1章 緒　　論</b></p><p>　　1.1汽車制動(dòng)性能檢測設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　隨著我國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展以及高速公路、高等級(jí)公路的大規(guī)模建設(shè)，車輛密集化和車輛高速化對(duì)車輛的制動(dòng)系統(tǒng)提出了更高要求。對(duì)車輛安全性能的研究揭示，在道路交通事故中大約有10%的事故是由于車輛在制動(dòng)一瞬間偏

9、離原定軌道或甩尾產(chǎn)生的，因而探討各種高性能制動(dòng)系統(tǒng)和完善制動(dòng)性能是促進(jìn)汽車工業(yè)發(fā)展的重要措施之一。汽車制動(dòng)防抱死系統(tǒng)ABS（Anti-lock Braking System），簡稱ABS。就是為適應(yīng)這一要求迅速發(fā)展起來的。ABS是在車輛制動(dòng)過程中防止車輪抱死造成輪胎在地面上打滑的一種機(jī)電一體化控制裝置。ABS可以明顯提高制動(dòng)過程中的操縱穩(wěn)定性并同時(shí)縮短制動(dòng)距離，大大提高了行駛安全性，是一種主動(dòng)安全性技術(shù)。</p><

10、p>　　制動(dòng)性能是汽車在行駛中能人為地強(qiáng)制降低行駛速度并根據(jù)需要停車的能力，是汽車的重要性能之一，制動(dòng)性能的優(yōu)良與否直接關(guān)系到汽車行車的安全性。資料表明，因制動(dòng)不良而導(dǎo)致的道路交通事故占事故總數(shù)的l/3。汽車的制動(dòng)性不僅取決于制動(dòng)系的性能，還與汽車的行駛性能、輪胎的機(jī)械特性、道路的附著條件以及與制動(dòng)操作有關(guān)的人體工程特性有密切關(guān)系。因此，汽車的制動(dòng)性能的檢測為其制動(dòng)性能試驗(yàn)研究和生產(chǎn)檢測提供了條件，為改進(jìn)驅(qū)動(dòng)橋總成制造裝配工藝、提

11、高制動(dòng)性能提供了指導(dǎo)。隨著電子技術(shù)及機(jī)械加工工業(yè)的發(fā)展，在傳統(tǒng)檢測方法的基礎(chǔ)上，逐步發(fā)展成現(xiàn)代汽車診斷與檢測技術(shù)。汽車檢測通常指使用現(xiàn)代檢測技術(shù)和設(shè)備，結(jié)合計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)來檢測汽車技術(shù)狀況，它是以工程數(shù)學(xué)、故障物理、可靠性理論、電子學(xué)和電子技術(shù)、信息控制理論等為基礎(chǔ)的一門綜合性應(yīng)用科學(xué)。汽車檢測對(duì)于保證交通安全，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，提高運(yùn)輸能力和降低成本都具有重要意義。因此選擇汽車性能檢測作為研究課題是很有現(xiàn)實(shí)意義的。</p

12、><p>　　車輛的制動(dòng)性能是車輛綜合性能檢測中重要的檢測項(xiàng)目，制動(dòng)性能的好壞直接影響到行車安全和運(yùn)輸效率，做好車輛的制動(dòng)性能檢測尤其重要。我國在汽車制動(dòng)性能測試設(shè)備經(jīng)歷了從無到有，從小到大；從引進(jìn)技術(shù)、引進(jìn)設(shè)備，到自主研究開發(fā)推廣應(yīng)用；從單一性能檢測到綜合性能檢測，取得了很大的進(jìn)步。與此同時(shí)，相應(yīng)的法律法規(guī)建設(shè)也逐步完善，出臺(tái)了有關(guān)的車輛檢測國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)汽車制動(dòng)性能測試設(shè)備根據(jù)汽車制動(dòng)性能檢測方法分為兩

13、大類:路試法和臺(tái)試法。臺(tái)試法：室內(nèi)模擬試驗(yàn)臺(tái)。室內(nèi)模擬試驗(yàn)臺(tái)是最早投入實(shí)際應(yīng)用的汽車性能測試設(shè)備之一，歷史悠久，技術(shù)上比較完善，實(shí)際使用效果和國外先進(jìn)試驗(yàn)臺(tái)相比差距不大，現(xiàn)在基本上都可以取代國外進(jìn)口設(shè)備，這方面的代表有山東威達(dá)、深圳大雷公司等。如今汽車制動(dòng)性能試驗(yàn)臺(tái)國內(nèi)已自給有余，而且產(chǎn)品類型多樣。我們雖然取得了很大的進(jìn)步，但與世界先進(jìn)水平相比，還有一定的距離。臺(tái)試法的主要優(yōu)點(diǎn)是能迅速、準(zhǔn)確地檢測制動(dòng)性能，不受氣候條件限制，試驗(yàn)重復(fù)性較

14、好，能定量地指示各輪的制動(dòng)力或制動(dòng)距離，有利于分析前后軸制動(dòng)力的分配及每軸制動(dòng)力的平衡狀態(tài)，制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間等參數(shù)，給故障診斷提供可靠的依據(jù)。所以臺(tái)架試驗(yàn)檢測</p><p>　　制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)按不同的分類方法，可以分出不同的類型。常見的分類方法有：按試驗(yàn)臺(tái)測量原理不同，可以分為反力式和慣性式兩類；按試驗(yàn)臺(tái)支撐車輪形式不同，可分為滾筒式和平板式兩類；按試驗(yàn)臺(tái)檢測參數(shù)不同，可分為測制動(dòng)力式、測制動(dòng)距離式和測多功能綜合式三類

15、；按試驗(yàn)臺(tái)測量裝置至只是裝置傳遞信號(hào)方式不同，可分為機(jī)械式、液壓式和電氣式三類；按試驗(yàn)臺(tái)同時(shí)能測車軸數(shù)不同，又可分為單軸式、雙軸式和多軸式三類。目前國內(nèi)大量使用的是滾筒反力式汽車制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)，最近幾年平板式汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)也陸續(xù)在小車線上被采用。與滾筒反力式汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)不同。平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)是一種動(dòng)態(tài)檢測儀，能同時(shí)對(duì)汽車的四個(gè)車輪作動(dòng)態(tài)測試，特別適用于現(xiàn)代轎車的檢測。測試時(shí)，車輛是以一定的速度駛上平板，實(shí)施制動(dòng)，然后通過傳感器的測量機(jī)構(gòu)測

16、取各輪的制動(dòng)力和輪重。由于車輛在平臺(tái)上的測試過程是在動(dòng)態(tài)下進(jìn)行的，故能比較實(shí)際地反映出車輛的制動(dòng)性能。此外，平板式制動(dòng)臺(tái)也可用于檢測摩托車的制動(dòng)性能。汽車平板式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)雖然解決了滾筒式制動(dòng)臺(tái)存在“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不一致（即未考慮由于車輛制動(dòng)而引起的動(dòng)態(tài)軸重變化）、滾筒對(duì)輪胎包角影響測力的大小、不能同時(shí)對(duì)前后橋進(jìn)行測試”等缺陷</p><p>　　1.2 本設(shè)計(jì)的目的和意義</p><p>　　汽

17、車是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，在運(yùn)行當(dāng)中，各個(gè)總成之間都在運(yùn)動(dòng)，隨著時(shí)間的推移，各系統(tǒng)的技術(shù)狀況都會(huì)發(fā)生變化，其技術(shù)狀況將不斷惡化，造成汽車的各種性能的下降，從而使其發(fā)生故障的機(jī)會(huì)逐漸增加，造成交通安全隱患的大量聚合。隨著道路質(zhì)量的提高和高等級(jí)公路及高速公路的飛速發(fā)展，汽車行駛速度愈來愈快，因此對(duì)汽車各種性能及檢測標(biāo)準(zhǔn)的要求愈來愈嚴(yán)格，這也是我此次設(shè)計(jì)反力滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的目的所在。</p><p>　　設(shè)計(jì)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)意義主

18、要是通過對(duì)反力滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的工作原理、使用方法、結(jié)構(gòu)組成等的研究，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的反力滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，并應(yīng)盡量減小測量的系統(tǒng)誤差。反力式滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)是汽車制動(dòng)性能檢測應(yīng)用較為廣泛的檢測設(shè)備，通過對(duì)滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、測試控制單元等幾方面的分析，找出影響制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)檢測結(jié)果的因素。還有從反力滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)中，掌握汽車制動(dòng)性能檢測的方法，鍛煉自己對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用及良好的調(diào)研分析、工程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)繪圖的能力。</p>

19、;<p>　　1.3 設(shè)計(jì)方案的選定</p><p>　　制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)常見的分類方法有：按測試原理不同，可分為反力式和慣性式兩類；按試驗(yàn)臺(tái)支承車輪形式不同，可分為滾筒式和平板式兩類；按檢測參數(shù)不同，可分為測制動(dòng)力式、測制動(dòng)距離式和綜合式三種；按試驗(yàn)臺(tái)的測量、指示裝置傳遞信號(hào)方式不同，可分為機(jī)械式、液力式和電氣式三類；按試驗(yàn)臺(tái)同時(shí)能測車軸數(shù)不同，可分為單軸式、雙軸式和多軸式三類。</p>

20、<p>　　目前應(yīng)用較為廣泛的是滾筒反力式汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其測試條件固定、重復(fù)性好、結(jié)構(gòu)簡單、操作安全性能好，是我國各類檢測站檢測汽車制動(dòng)性能的主要設(shè)備。</p><p>　　滾筒反力式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)主要由驅(qū)動(dòng)裝置、滾筒裝置、測量裝置、舉升裝置和指示與控制裝置等組成。</p><p><b>　　1.驅(qū)動(dòng)裝置</b></p><p>　　

21、由電動(dòng)機(jī)、減速器和鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速器內(nèi)的二對(duì)圓柱齒輪的兩級(jí)傳動(dòng)后驅(qū)動(dòng)主動(dòng)滾筒，主動(dòng)滾筒又通過鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)從動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)。減速器殼體為浮動(dòng)連接，兩端通過軸承定位。本設(shè)計(jì)所采用的是二級(jí)齒輪減速，根據(jù)設(shè)計(jì)的方案，要求變速箱殼體浮動(dòng)，用于檢測制動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)固定，保障其穩(wěn)定工作，從而要求變速箱的輸入軸與輸出軸同軸。</p><p><b>　　2.滾筒裝置</b></p>

22、<p>　　滾筒組相當(dāng)于一個(gè)活動(dòng)的路面，來承載被檢的車輛，承受和傳遞制動(dòng)力。車輪制動(dòng)力測試單元由一對(duì)直徑相同的主、從動(dòng)滾筒組成。每個(gè)滾筒的兩端分別用滾動(dòng)軸承與軸承座支承在框架上，且保持兩滾筒軸線平行。</p><p><b>　　3.測量裝置</b></p><p>　　制動(dòng)力測量裝置主要由測力杠桿和測力傳感器組成。測力杠桿一端與傳感器連接，另一端與減速器殼

23、體連接。測力杠桿固定在減速器殼體上，被測車輪制動(dòng)時(shí)，當(dāng)浮動(dòng)的減速器殼體移動(dòng)時(shí)，測力杠桿與減速器殼體將一起繞變速箱輸出與輸入的軸線擺動(dòng)，測力杠桿的前端此時(shí)也隨之移動(dòng)。安裝在測力杠桿前端的傳感器，能把測力杠桿的移動(dòng)或力變成反映制動(dòng)力大小的電信號(hào)，送入指示與控制裝置中去。傳感器有自整角電機(jī)式、電位計(jì)式、差動(dòng)變壓器式或電阻應(yīng)變片式等多種類型。</p><p><b>　　4.舉升裝置</b><

24、/p><p>　　該裝置由舉升器、舉升平板和控制開關(guān)等組成。舉升器有液壓式、氣壓式和電動(dòng)式等多種形式。舉升裝置的功用是便于汽車平穩(wěn)的出入制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。</p><p><b>　　5.指示與控制裝置</b></p><p>　　試驗(yàn)臺(tái)的指示與控制裝置主要由單片機(jī)、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字顯示裝置等組成。從測力傳感器送來的電信號(hào)．經(jīng)傳輸調(diào)理，放大濾波

25、后，送往A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，經(jīng)單片機(jī)采集、存儲(chǔ)和處理后，檢測結(jié)果由數(shù)碼管顯示。</p><p>　　經(jīng)過調(diào)研以及資料收集，設(shè)計(jì)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)為反力滾筒式，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大中小型汽車進(jìn)行制動(dòng)力檢測，試驗(yàn)臺(tái)長3.2m、寬1.5m左右，滾筒直徑250mm左右，至少能夠承受8000kg的載荷?？紤]反力滾筒式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的這些參數(shù)，通過GB/T 13564-2005《滾筒反力式汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)》參考，額定承載質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可為3 t、

26、10 t、13 t，測試速度≥2.2km/h，滾筒直徑≥240mm，主、從動(dòng)滾筒高度差0~30mm[3]。對(duì)于本設(shè)計(jì)來說，選定參數(shù)：額定承載質(zhì)量10t，測試速度為2.2km/h，滾筒直徑為245mm，滾筒長度取決于受檢車輛的結(jié)構(gòu)參數(shù)及試驗(yàn)臺(tái)的通用性，因?yàn)槠嚨妮喚啻笾略?200~1800mm之間，故滾筒長度通常取700~1000mm，從減少試驗(yàn)臺(tái)體積考慮，考慮輪距對(duì)滾筒的影響，最后選取滾筒長度為850mm。滾筒與汽車輪胎間的附著系數(shù)將直

27、接影響制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)所能測得的制動(dòng)力大小，為了增大滾筒與輪胎間的附著系數(shù)，滾筒表面都進(jìn)行了相應(yīng)加工與處理。目前常見的滾筒表面大致有兩種：（1）表面有軸向槽的齒式滾筒；（2）表面涂復(fù)粘接劑和砂輪砂的粘砂式滾筒。這兩種滾筒各有優(yōu)缺點(diǎn)，如表1.1所示。</p><p>　　表1.1 滾筒表面材料比較</p><p>　　考慮使用環(huán)境、使用條件和實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)精度，本試驗(yàn)臺(tái)選用表面有粘砂式滾筒。</

28、p><p>　　1.4 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和技術(shù)路線</p><p>　　1.4.1 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p>　　本課題的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)滾筒反力式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，主要對(duì)其機(jī)械部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其主要內(nèi)容有：</p><p>　?。?）研究反力滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的組成、結(jié)構(gòu)并設(shè)計(jì)；</p><p>　　（2）機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

29、；</p><p>　　（3）驅(qū)動(dòng)裝置的選擇；</p><p>　?。?）測量與指示裝置原理分析；</p><p>　?。?）對(duì)反力滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。</p><p>　　1.4.2 設(shè)計(jì)的技術(shù)路線</p><p>　　由設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容并對(duì)其進(jìn)行研究分析，可得出制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的基本技術(shù)路線，技術(shù)路線如圖1

30、.2所示。</p><p><b>　　圖1.2 技術(shù)路線</b></p><p>　　第2章 制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 主要參數(shù)的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1.1 滾筒直徑的選擇</p><p>　　目前制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)多采用滾筒中心距不可調(diào)式。因此，減小滾筒直徑，可使車輪

31、在試驗(yàn)臺(tái)上的安置角增大，增加試驗(yàn)臺(tái)的穩(wěn)定性，提高車輪與滾筒間的附著力，節(jié)省驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率。但滾筒直徑不能過小，否則車輪的滾動(dòng)損耗將明顯增加。考慮到試驗(yàn)車速低，一般小于2~2.5km/h，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，測試速度≥2.2km/h此時(shí)滾動(dòng)阻力不是主要因素，故通常選取較小的滾筒直徑。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，滾筒直徑≥240mm，本制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)選取滾筒直徑為245mm。</p><p>　　2.1.2 滾筒長度的選擇</p>

32、<p>　　滾筒長度取決于受檢車輛的結(jié)構(gòu)參數(shù)及試驗(yàn)臺(tái)的通用性，由表2.1受檢車輛參數(shù)表知汽車的輪距大致在1200~1800mm之間，故滾筒長度通常取700~1000mm，從減少試驗(yàn)臺(tái)體積考慮，考慮輪距對(duì)滾筒的影響以及車輪的寬度，最后選取滾筒長度為850mm。</p><p>　　表2.1 受檢車輛參數(shù)表</p><p>　　2.1.3 滾筒轉(zhuǎn)速的選擇</p>&

33、lt;p>　　滾筒轉(zhuǎn)速?zèng)Q定測試車輪轉(zhuǎn)速的高低，為使汽車測試時(shí)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(yàn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)功率也隨之增加，因此還要考慮使用經(jīng)濟(jì)性。所以選擇試驗(yàn)臺(tái)滾筒的線速度為2.2km/h，也就是模擬汽車以2.2km/h的速度向前行駛。根據(jù)轉(zhuǎn)換公式v=Ln得，滾筒的轉(zhuǎn)速為47.7r/min。</p><p>　　2.1.4 車輪與滾筒

34、間附著系數(shù)的選擇</p><p>　　車輛在試驗(yàn)臺(tái)上測試時(shí)，車輪與滾筒的接觸面積小于車輪與地面的接面積，且比壓增大。引起滾動(dòng)阻力增加，值下降。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(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上較真實(shí)地再現(xiàn)汽車在路面上的制動(dòng)狀況。但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采用粘砂處理，其表面附著系數(shù)≥0.75，取附著系數(shù)=0.80。</p><p>　　2.1.5

35、最佳安置角的選擇</p><p>　　車輪在試驗(yàn)臺(tái)上測試時(shí)的受力情況圖2.1所示。電機(jī)通過減速箱以力矩、分別驅(qū)動(dòng)前后滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)。踩下制動(dòng)踏板時(shí)，車輪受到制動(dòng)器制動(dòng)力矩的作用，產(chǎn)生車輪與滾筒間的摩擦力即制動(dòng)力、。在、的作用下，車輪有向后移動(dòng)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、的水平分力可由作用力、的水平力平衡，使車輪在兩滾筒上穩(wěn)定而不脫離前滾筒。由于車輪與滾筒的最大

36、制動(dòng)力與滾筒對(duì)車輪的法向反力之比等于車輪與滾筒間的附著系數(shù)，故即[4]。</p><p>　　圖2.1 穩(wěn)態(tài)下車輪受力情況</p><p>　　根據(jù)力的平衡條件，可得：</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p><b>　　（2.2）</b></p><p&

37、gt;<b>　　（2.3）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　—為被測試車輪所受的制動(dòng)力矩；</p><p>　　、—分別問為前后滾筒對(duì)于測試車輪的支持反力；</p><p>　　、—分別為前后滾筒與車輪間的切向力，即制動(dòng)力；它的大小應(yīng)該反映被</p>

38、;<p>　　測試車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力；</p><p><b>　　—被測車輪的負(fù)荷；</b></p><p><b>　　—被測車輪的半徑；</b></p><p><b>　　—安置角；</b></p><p>　　假定車輪與滾筒間的附著質(zhì)量得以充分利用，并且

39、兩滾筒附著系數(shù)相同，則和的最大值應(yīng)為：</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　—為車輪與滾筒間的附著系數(shù)；</p><p>　　將公式（2.4）整理得：</p><p><b>　　（2.5）&

40、lt;/b></p><p><b>　?。?.6）</b></p><p>　　則試驗(yàn)臺(tái)可能測得的最大的制動(dòng)力為：</p><p><b>　?。?.7）</b></p><p>　　由公式（2.7）可見，影響試驗(yàn)臺(tái)測試制動(dòng)力的因素包括測試車輪輪荷，車輪與滾筒間的附著系數(shù)和安置角。</

41、p><p>　　從圖2.1可知，、、、與合力將兩車輪壓向后滾筒，使車輪有脫離前滾筒的趨勢。隨著制動(dòng)力矩的增加、將愈來愈大，逐漸減少。當(dāng)時(shí)，即意味著車輪開始脫離前滾筒，此時(shí)等于零。平衡方程式則改寫為：</p><p><b>　?。?.8）</b></p><p><b>　?。?.9）</b></p><p

42、>　　當(dāng)車輪抱死時(shí)，代入公式（2.8）、（2.9），可得：</p><p><b>　　（2.10）</b></p><p>　　此時(shí)，車輪在滾筒上制動(dòng)時(shí)，則測得最大制動(dòng)力為：</p><p><b>　?。?.11）</b></p><p>　　由公式（2.11）中可知，其分母值總是大于1。

43、因此在車輪開始脫離前滾筒瞬間，試驗(yàn)臺(tái)所測得的制動(dòng)力始終小于。為了提高車輪在試驗(yàn)臺(tái)上的穩(wěn)定性，邊界條件是使車輪不脫離前滾筒，即要求，則由前式（2.5）可知，應(yīng)使：。</p><p>　　綜上所述，制動(dòng)臺(tái)上所能測得的制動(dòng)力要真實(shí)反映被測車輪本身產(chǎn)生的制動(dòng)器制動(dòng)力，受諸多因素影響。這些因素包括車輪輪荷、車輪安置角以及車輪與滾筒間的附著系數(shù)等。只有當(dāng)車輪在測試中，處于穩(wěn)態(tài)，且被測車輪處于以抱非抱死狀態(tài)，測得的制動(dòng)力才較真

44、實(shí)地反映了被測車輪的制動(dòng)能力。又上面分析可知，車輪在滾筒上的安置角越小，獲得的測試能力越大。越大則測試過程中的工作穩(wěn)定性越好。所以應(yīng)綜合兩方面的影響來選擇角。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。</p><p>　　參考得汽車輪胎直徑d在430~650mm之間。</p><p><b>　　由；暫取。</b></p><p>&l

45、t;b>　?。?.12）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p><b>　　D—為滾筒的直徑；</b></p><p>　　L—為滾筒的中心距；</p><p>　　求得L=513.3mm；暫取520mm。</p><p>　　由

46、上式得，完全滿足條件，且可以保證汽車在制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性。</p><p>　　2.1.6 滾筒中心距的確定</p><p>　　當(dāng)測試車輪置于前、后兩滾筒間時(shí)。測試車輪半徑與前后兩滾筒中心距，車輪在滾筒上安置角的關(guān)系由前圖確定。即</p><p><b>　?。?.13）</b></p><p>　　對(duì)應(yīng)不同的車輪半徑其也

47、應(yīng)不一樣。由于本試驗(yàn)臺(tái)可以檢測不同尺寸的車輪，所以不能保證所有尺寸的車輪到處于測試的最佳狀態(tài)。所以根據(jù)上面的分析計(jì)算了一個(gè)比較合適的中心矩，以適應(yīng)大多數(shù)車輪的要求，滾筒的中心矩最后選擇為400mm。</p><p>　　2.2 鏈輪的設(shè)計(jì) </p><p>　　鏈傳動(dòng)是屬于具有中間撓性件的嚙合傳動(dòng)，它兼有齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的一些特點(diǎn)，與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造與安裝精度要求較低，鏈輪齒受力

48、情況較好，承載能力較大，有一定的緩沖和減震性能，中心距較大而結(jié)構(gòu)輕便，與摩擦型帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)效率稍高。鏈條對(duì)軸的拉力較小，同樣使用條件下結(jié)構(gòu)尺寸更為緊湊。此外，鏈條的磨損比較緩慢，并且能在惡劣條件下工作。在鏈條的生產(chǎn)與應(yīng)用中，傳動(dòng)用短節(jié)距精密子鏈（簡稱滾子鏈）占有最主要的地位。通常，傳動(dòng)功率1000kw以下，鏈速在15km/h以下。</p><p>　?。?）根據(jù)滾筒的轉(zhuǎn)速，查機(jī)械設(shè)計(jì)手

49、冊(cè)選取鏈輪的齒數(shù)為17；</p><p>　?。?）根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)要求，實(shí)際傳動(dòng)比所以兩個(gè)鏈輪的齒數(shù)均為17；</p><p>　?。?）鏈輪的轉(zhuǎn)速為滾筒的轉(zhuǎn)速，即；</p><p><b>　?。?）設(shè)計(jì)功率；</b></p><p><b>　?。?.30）</b></p>&l

50、t;p><b>　　式中</b></p><p><b>　　—工況系數(shù)；查得；</b></p><p>　　—小鏈輪的齒數(shù)系數(shù)；查得；</p><p>　　—多排鏈排數(shù)系數(shù)；查得[6]。</p><p><b>　　2.3電機(jī)的選擇</b></p><

51、;p>　　電動(dòng)機(jī)選取的計(jì)算，驅(qū)動(dòng)功率與測試車速的關(guān)系為：</p><p><b>　　（2.45）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　—試驗(yàn)臺(tái)上測出的最大制動(dòng)力（N）；</p><p>　　—測試車速（km/h）；</p><p>&

52、lt;b>　　—試驗(yàn)臺(tái)傳動(dòng)效率；</b></p><p><b>　　又分析得</b></p><p><b>　?。?.46）</b></p><p>　　kw （2.47）</p><p>　　此試驗(yàn)臺(tái)用電動(dòng)機(jī)為間歇工作，車輪制動(dòng)時(shí)在短時(shí)

53、間內(nèi)加于滾筒軸上的屬?zèng)_擊載荷，考慮載荷系數(shù)，則所需電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功率為：，其中為總的傳動(dòng)效率。</p><p>　　kw （2.48）</p><p>　　由確定所選定電機(jī)型號(hào)，滿載轉(zhuǎn)速，以及額定功率。</p><p>　　由以上計(jì)算結(jié)果得：所選電機(jī)型號(hào)為Y132M-4，兩臺(tái)額定功率為7.5kw的三相異步電機(jī)，其滿載轉(zhuǎn)速為1440

54、r/min。</p><p>　　2.4 減速器、聯(lián)軸器選取</p><p>　　2.6.1 減速器的選取</p><p>　　減速箱傳動(dòng)比及傳動(dòng)比分配的確定</p><p><b>　?。?.49）</b></p><p>　　根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，要求輸出軸與輸入軸同軸，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選取ZD

55、Y型減速器，其傳遞減速比范圍為8~60，這種減速器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、輸出轉(zhuǎn)速高，同軸輸出工作平穩(wěn)，平均效率96％，同時(shí)在保證變速器強(qiáng)度的前提下對(duì)輸出軸與輸入軸進(jìn)行改進(jìn)，以滿足本設(shè)計(jì)的要求。 </p><p>　　2.6.2 聯(lián)軸器的選擇</p><p>　　根據(jù)本試驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)，且考慮到安裝方便和便于對(duì)中，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得,采用凸緣聯(lián)軸器，選用GYS6型-對(duì)中榫型聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)距為40

56、0Nm，完全可以滿足試驗(yàn)的要求。</p><p><b>　　2.5 機(jī)架的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.5.1 機(jī)架的設(shè)計(jì)</p><p>　　機(jī)架的豎擋板采用鑄造的形式，底板選用型鋼，焊接在豎擋板上，這樣便于鑄造。鑄造時(shí)的螺栓孔直徑為12mm，選用直徑為10mm的螺栓，這樣也方便各個(gè)零件的定位，工藝比較簡單，且成本低。</p&

57、gt;<p>　　2.5.2 機(jī)架和地面的安裝形式</p><p>　　機(jī)架主要采取的是鑄造的形式，其中豎擋板和橫擋板分別鑄造，對(duì)于滾筒箱，其軸承座就可以當(dāng)作該箱體的豎擋板，其中滾筒軸承座通過螺栓與橫擋板相聯(lián)接，地面采用混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)置地腳螺栓，前滾筒系統(tǒng)通過地腳螺栓直接安裝在地面上，后滾筒機(jī)構(gòu)則是機(jī)架固定在導(dǎo)軌副的上方。導(dǎo)軌的下部則通過地腳螺栓與地面進(jìn)行固定，從而達(dá)到可移動(dòng)的目的，滿足設(shè)計(jì)的需求。

58、</p><p>　　2.6 舉升器的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.6.1 舉升機(jī)各部分尺寸</p><p>　　因剪刀式舉升機(jī)放于輪胎的下部，所以試驗(yàn)臺(tái)在使用過程中要保證舉升機(jī)不能與輪胎發(fā)生干涉[2]。根據(jù)兩滾筒之間距離為155mm，我們?nèi)∑脚_(tái)寬為Bp=115mm。平臺(tái)外型長=850。平臺(tái)寬一般為500mm~600mm左右，我們?nèi)∑脚_(tái)寬為Bp=550mm。舉升時(shí)，

59、重量作用在整個(gè)平臺(tái)上，力并不集中，所以平臺(tái)不宜過厚，增加舉升機(jī)重量，取外型高為35mm，實(shí)厚為15mm，只在四周加工凸臺(tái)邊緣，平臺(tái)尺寸如圖2.10所示。</p><p>　　圖2.10 平臺(tái)尺寸</p><p>　　2.6.2 升降機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)動(dòng)機(jī)理 </p><p>　　根據(jù)升降機(jī)的平臺(tái)尺寸，參考國內(nèi)外同類產(chǎn)品的工藝參數(shù)可知，該升降機(jī)宜采用單雙叉機(jī)構(gòu)形式：即

60、有兩個(gè)單叉機(jī)構(gòu)升降臺(tái)合并而成，有四個(gè)同步液壓缸做同步運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到升降機(jī)升降的目的。其具體結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　圖2.11 舉升器結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　圖2.11所示即為該升降機(jī)的基本結(jié)構(gòu)形式，其中1是工作平臺(tái)，2是活動(dòng)鉸鏈，3為固定鉸鏈，4為支架，5是液壓缸，6為底座。在1和6的活動(dòng)鉸鏈處設(shè)有滑道。4主要起支撐作用和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化形式的作用，一方面支撐上頂板的載荷，一方面通過其鉸

61、接將液壓缸的伸縮運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為平臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)，1與載荷直接接觸，將載荷轉(zhuǎn)化為均布載荷，從而增強(qiáng)局部承載能力。下底架主要起支撐和載荷傳遞作用，它不僅承擔(dān)著整個(gè)升降機(jī)的重量，而且能將作用力傳遞到地基上。通過這些機(jī)構(gòu)的相互配合，實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。 </p><p>　　兩支架在0點(diǎn)鉸接，支架4上下端分別固定在平臺(tái)和底座上，通過活塞桿的伸縮和鉸接點(diǎn)0的作用實(shí)現(xiàn)貨物的舉升。</p><p>　

62、　第3章 其他部件的選取</p><p>　　3.1 傳感器的選取</p><p>　　3.1.1 轉(zhuǎn)速傳感器的選擇</p><p>　　常用的測速傳感器有三種，一種是測速發(fā)電機(jī)，一種是光電轉(zhuǎn)速傳感器，另一種是磁脈沖傳感器，也叫磁電式傳感器。</p><p>　　磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理工作的，即當(dāng)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，同路中就

63、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，其大小與磁通量的變化率有關(guān)，通過改變磁通量就可以改變感應(yīng)電動(dòng)勢E的變化，而在實(shí)際應(yīng)用過當(dāng)中，改變磁通量的方式有3種。即移動(dòng)線圈、移動(dòng)磁鐵和改變磁阻，與之對(duì)應(yīng)的分別稱為動(dòng)圈式磁電傳感器、動(dòng)鐵式碰電傳感器及磁阻式磁電傳感器。而應(yīng)用較廣的是磁阻式磁電傳感器?，F(xiàn)在磁阻式磁電傳感器已經(jīng)在汽車上的得到廣泛的應(yīng)用，可以用來檢測發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速，其組成一般由傳感頭和齒圈或磁鋼組成，而傳感頭主要由永磁體、極軸和感應(yīng)線圈組成。</

64、p><p>　　本試驗(yàn)臺(tái)采用磁脈沖式變送器。變送器：將物理測量信號(hào)或普通電信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)輸出或以通訊協(xié)議方式輸出的設(shè)備，這個(gè)術(shù)語有時(shí)與傳感器通用。除有傳感的功能外還有放大整形的功能。輸出為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)：0/4-20mADC，1-5VDC，0-10VDC。一般分為：溫度／濕度變送器，壓力變送器。差壓變送器，液位變送器，電流變送器等。</p><p>　　本試驗(yàn)臺(tái)選用SMGVl2-100

65、R-P3 04／FX型轉(zhuǎn)速變送器，主要由磁阻式磁電傳感器和變送器組成，12個(gè)磁鋼均勻分布在車輪轉(zhuǎn)軸的外緣，傳感頭正對(duì)磁鋼的N極，距離在5mm以內(nèi)，轉(zhuǎn)速變送器輸出的電壓信號(hào)為0-5V，送入A/D轉(zhuǎn)換器。</p><p>　　3.1.2 壓力傳感器的選擇</p><p>　　滾筒反力式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)使用的制動(dòng)力主要類型有電位計(jì)式、差動(dòng)變壓器式、自整角電機(jī)式和電阻應(yīng)變式。其中電位計(jì)式也叫滑變電阻傳感

66、器，差動(dòng)變壓器式和自整角電機(jī)式傳感器屬于電感式傳感器。目前電位計(jì)式傳感器己很少使用，大多選用應(yīng)變式壓力傳感器和差動(dòng)變壓器式傳感器。本制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)選用的制動(dòng)力傳感器均為電阻應(yīng)變式壓力傳感器。</p><p>　　3.2 制動(dòng)裝置的選擇</p><p>　　為了保證數(shù)據(jù)采集之后及車輪抱死時(shí)滾筒能及時(shí)停止旋轉(zhuǎn)，在齒輪處安裝制動(dòng)裝置。本設(shè)計(jì)采用在從動(dòng)滾筒齒輪處安置制動(dòng)裝置，且通過電磁閥和電磁開關(guān)控制