論文-汽車制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、.PAGE . 汽車制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄TOC o 1-3 u第一章緒論 PAGEREF _Toc200375820 h 31.1 選題背景 PAGEREF _Toc200375821 h 31.1.1 選題的目的和意義 PAGEREF _Toc200375822 h 41.1.2 國外汽車試驗(yàn)制動(dòng)臺(tái)的開展的現(xiàn)狀： PAGEREF _Toc200375823 h 51.1.3 臺(tái)架制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)及開展前景 PAGEREF _Toc200375824 h 81.2 本課題的研究工作 PAGEREF _Toc200375825 h 8第二章傳動(dòng)方案選擇及論證 PAGEREF _Toc200

2、375826 h 92.1傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)與論證 PAGEREF _Toc200375827 h 9傳動(dòng)方案的要求 PAGEREF _Toc200375828 h 92.1.2 傳動(dòng)方案的擬定 PAGEREF _Toc200375829 h 102.2 傳動(dòng)方案的容與工作制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)原理 PAGEREF _Toc200375830 h 10傳動(dòng)方案的容 PAGEREF _Toc200375831 h 10制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理 PAGEREF _Toc200375832 h 11第三章制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)構(gòu)造設(shè)計(jì)計(jì)算 PAGEREF _Toc200375833 h 123.1 引言： PAGEREF _Toc

3、200375834 h 123.2 滾筒選擇 PAGEREF _Toc200375835 h 123.2.1 滾筒直徑的選擇 PAGEREF _Toc200375836 h 123.2.2 滾筒長度的選擇 PAGEREF _Toc200375837 h 123.2.3 滾簡轉(zhuǎn)速的選擇 PAGEREF _Toc200375838 h 133.2.4 車輪與滾筒間附著系數(shù)的選擇 PAGEREF _Toc200375839 h 133.2.5 安置角對(duì)測試車輪穩(wěn)定性的影響 PAGEREF _Toc200375840 h 133.2.6 滾筒中心距L的選擇 PAGEREF _Toc200375841

4、h 143.3 車輪的選擇與計(jì)算 PAGEREF _Toc200375842 h 14車輪直徑計(jì)算 PAGEREF _Toc200375843 h 14車輪所需轉(zhuǎn)速計(jì)算 PAGEREF _Toc200375844 h 153.4 滾筒的計(jì)算 PAGEREF _Toc200375845 h 15滾筒質(zhì)量計(jì)算 PAGEREF _Toc200375846 h 153.4.2滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 PAGEREF _Toc200375847 h 15滾筒功率計(jì)算 PAGEREF _Toc200375848 h 153.5 電動(dòng)機(jī)的選擇 PAGEREF _Toc200375849 h 163.6.齒輪傳動(dòng)計(jì)算

5、 PAGEREF _Toc200375850 h 183.6.1 車速為100km/h時(shí)的齒輪傳動(dòng) PAGEREF _Toc200375851 h 18齒輪傳動(dòng)分析 PAGEREF _Toc200375852 h 263.7 軸設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc200375853 h 27確定軸的最小直徑 PAGEREF _Toc200375854 h 28從動(dòng)軸設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc200375855 h 29主動(dòng)軸設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc200375856 h 303.8軸承和軸承座設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc200375857 h 303.81 選擇軸承型號(hào) PAGEREF

6、_Toc200375858 h 313.82 軸承座型號(hào) PAGEREF _Toc200375859 h 313.9 主從滾筒間齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc200375860 h 313.10汽車制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架參數(shù)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc200375861 h 323.10.1 槽鋼的選擇 PAGEREF _Toc200375862 h 323.10.2 制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)框架構(gòu)造參數(shù) PAGEREF _Toc200375863 h 333.11帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc200375864 h 333.12電磁離合器地選擇 PAGEREF _Toc200375865 h 34

7、3.12.1.按計(jì)算扭矩選擇電磁離合器 PAGEREF _Toc200375866 h 343.12.2 牙嵌式電磁離合器的構(gòu)造與工作原理 PAGEREF _Toc200375867 h 343.13本章小結(jié) PAGEREF _Toc200375868 h 35第四章結(jié)論和建議 PAGEREF _Toc200375869 h 364.1本論文的結(jié)論 PAGEREF _Toc200375870 h 36致 PAGEREF _Toc200375871 h 37參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc200375872 h 38附錄 PAGEREF _Toc200375873 h 39制動(dòng)器和制動(dòng)測試試驗(yàn)

8、的概況 PAGEREF _Toc200375874 h 39A Primer on Brakes and Brake Testing PAGEREF _Toc200375875 h 45第一章 緒論1.1 選題背景汽車制動(dòng)性能的檢測，作為機(jī)動(dòng)車平安檢測中最重要工程之一，一直是大家關(guān)注的焦點(diǎn)。制動(dòng)檢測設(shè)備怎樣才能客觀準(zhǔn)確地檢測出汽車的制動(dòng)性能，使其更好地效勞于社會(huì)、造福于人民，與我們的被檢對(duì)象機(jī)動(dòng)車的現(xiàn)狀是分不開的。近幾年來，我國機(jī)動(dòng)車保有量急劇增加，機(jī)動(dòng)車平安運(yùn)行的問題越來越突出，加強(qiáng)機(jī)動(dòng)車的管理，重視機(jī)動(dòng)車輛的平安技術(shù)檢測，成為整個(gè)社會(huì)，特別是公安、交通部門有待研究解決的重要課題。汽車行駛速

9、度的不斷提高和道路行車密度的增大，對(duì)汽車行駛平安性提出了越來越高的要求，汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS (Anti-Lock Braking System)就是在這種要求下產(chǎn)生和開展的。ABS裝置通過控制和調(diào)節(jié)車輪的制動(dòng)力，防止車輪在制動(dòng)時(shí)的滑轉(zhuǎn)，最大限度的利用路面附著系數(shù)以縮短制動(dòng)距離，防止側(cè)滑，提高制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性，從而大大改善汽車的制動(dòng)性能，提高汽車的平安性。目前，由防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS和防滑驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)ASR共同組成的防滑控制系統(tǒng)已經(jīng)成為汽車向電子化開展的一個(gè)重要方面。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(huì)遇到，對(duì)帶ABS汽車的制動(dòng)綜合性檢測的問題。如果要建立ABS制動(dòng)

10、性能測試場則需要大量資金和場地(典型的ABS制動(dòng)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(dòng)能測試臺(tái)由于占地面積小，投入少，同時(shí)臺(tái)試法檢驗(yàn)制動(dòng)性能的優(yōu)點(diǎn)是迅速、準(zhǔn)確、平安，不受外界條件的限制，重復(fù)性較好，能測得各車輪的制動(dòng)全過程(制動(dòng)力隨時(shí)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(dòng)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(dòng)性能測試臺(tái)，應(yīng)該是解決帶ABS汽車制動(dòng)性能檢測問題較理想的方法。 本文將在理論和技術(shù)上對(duì)此檢測臺(tái)進(jìn)展研究，如果可行將為汽車檢測技術(shù)提供新裝備的設(shè)計(jì)思路，將節(jié)省大量資金和場地。 選題的目的和意義汽車制動(dòng)性能的檢驗(yàn)

11、是機(jī)動(dòng)車平安技術(shù)檢驗(yàn)的重要容之一，也是汽車保修企業(yè)進(jìn)展故障和調(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)的開展，汽車制動(dòng)性能的檢測與診斷已由經(jīng)歷定性型向儀器化的定量與定性相結(jié)合方向開展，由路試向臺(tái)架檢測開展。汽車制動(dòng)的開發(fā)研究主要以試驗(yàn)與仿真相結(jié)合的方式進(jìn)展。實(shí)車試驗(yàn)本錢高、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。GB72582004 機(jī)動(dòng)車運(yùn)行平安國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ABS 為大型車輛的標(biāo)準(zhǔn)配置, 這使得國汽車對(duì)ABS 的需求急劇增加。為提高 ABS 產(chǎn)品的品質(zhì), 降低開發(fā)本錢, 縮短開發(fā)周期, 室試驗(yàn)臺(tái)和計(jì)算機(jī)仿真將成為汽車 ABS 試驗(yàn)研究的重要手段之一。采用 AB

12、S 室試驗(yàn)存在的主要問題是試驗(yàn)誤差。試驗(yàn)誤差與許多因素有關(guān), 如簡化模型與真實(shí)對(duì)象的差異、試驗(yàn)裝置的系統(tǒng)誤差、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差、試驗(yàn)操作的誤差、計(jì)算誤差(如截?cái)嗾`差)等。因此開發(fā)一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)汽車制動(dòng)系統(tǒng)的研究有很大作用。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(huì)直接增加車輛的制造本錢。因此不管是汽車生產(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(shí)際使用性能，必須通過全面的檢測。目前國對(duì)ABS性能的檢測主要是采用電氣性能測試和道路試驗(yàn)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)

13、送輪速信號(hào)和車身信號(hào)，通過觀察ABS的輸出信號(hào)來判斷ABS是否工作正常，這種方法由于是對(duì)ABS進(jìn)展裝車前的單獨(dú)檢測，即使ABS的各項(xiàng)參數(shù)都在正常值圍，仍然無法保證ABS裝配到車輛后，仍然能充分發(fā)揮其成效。對(duì)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(dòng)性能，但是試驗(yàn)費(fèi)用高、周期長、精度低，受環(huán)境及道路條件的影響大。為了克制以上方法中存在的缺陷，實(shí)現(xiàn)對(duì)ABS工作性能檢測的準(zhǔn)確化和臺(tái)架化無疑是最正確途徑。 國現(xiàn)階段普遍采用的反力式制動(dòng)臺(tái)無法對(duì)裝配ABS的車輛的制動(dòng)性能進(jìn)展檢測。目前國外少數(shù)廠家已經(jīng)開發(fā)出慣性式轉(zhuǎn)鼓制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)來檢測ABS制動(dòng)性能，但這種設(shè)備價(jià)格昂貴，而且只能完成單

14、一路面附著系數(shù)情況下的制動(dòng)效能試驗(yàn)，根本無法完成國外ABS試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的不同路面組合工況下對(duì)ABS系統(tǒng)性能的考核。 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(yàn)臺(tái)，而隨著對(duì)車輛制動(dòng)性能檢測要求的提高，實(shí)行ABS性能檢測的臺(tái)架化日益重要，所以，國急需開發(fā)出一種價(jià)格適中、功能齊全、測試精度較高，并且完全擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的對(duì)裝車后的ABS制動(dòng)性能進(jìn)展全面檢測的設(shè)備，以滿足國整個(gè)汽車檢測行業(yè)的需要。 本課題是集“機(jī)、電、氣于一體的新產(chǎn)品開發(fā)工程，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工作性能的室臺(tái)架試驗(yàn)方法的

15、根底上，開發(fā)研制出能夠?qū)Π惭bABS裝置的車輛的制動(dòng)性能進(jìn)展動(dòng)態(tài)檢測和評(píng)價(jià)的試驗(yàn)臺(tái)及其計(jì)算機(jī)測試分析系統(tǒng)，該試驗(yàn)臺(tái)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)展制動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)制動(dòng)過程，測試出汽車的各個(gè)車輪在路面附著系數(shù)發(fā)生變化時(shí)ABS的工作狀態(tài)，從而全面地檢測出安裝ABS的車輛在各種路面上的制動(dòng)性能并進(jìn)展綜合評(píng)價(jià)。 該試驗(yàn)臺(tái)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(yàn)臺(tái)架無法對(duì)裝有ABS的車輛的制動(dòng)性能進(jìn)展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不解體室臺(tái)架試驗(yàn)方面的空白。該工程的研制成功，對(duì)于推動(dòng)我國汽車檢測技術(shù)及設(shè)備的開展，促進(jìn)整個(gè)汽車檢

16、測行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步將起到重要作用;對(duì)于滿足我國汽車檢測市場的迫切需要，改善我國車輛平安技術(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(shí)意義。 國外汽車試驗(yàn)制動(dòng)臺(tái)的開展的現(xiàn)狀：我國使用的反力滾筒式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)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。日本式試驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)是摩擦滾筒直徑小，一般直徑為12Omm左右，且滾筒外表刻有矩形槽，制動(dòng)時(shí)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。西歐式試驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)是摩擦滾筒直徑大，一般直徑在265mm左右，且筒外表涂敷摩擦材料，摩擦系數(shù)較高，可達(dá)0.

17、8一0.9，制動(dòng)時(shí)線速度高，在兩滾筒之間有兩個(gè)第三滾筒，數(shù)值顯示為指針式。大學(xué)等利用計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)來建立ABS虛擬檢測系統(tǒng)。該方面研究成果有一些報(bào)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(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)模擬仿真首先是要建立車輛動(dòng)力學(xué)模型，然后利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)展仿真。目前，檢測設(shè)備制造業(yè)已形成一定規(guī)模，市場競爭十分劇烈，反力式汽車動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)型式變得多樣化，并在不斷改良和提高。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(jì)算機(jī)控制。世界汽車工業(yè)迅猛開展的同時(shí)，人們對(duì)于汽車的平安性能的關(guān)注日益提高，ABS系統(tǒng)的裝車率也隨著汽車工業(yè)的開展及其自身技術(shù)的進(jìn)步逐

18、年提高。是否裝有ABS裝置，已經(jīng)成為車輛性能評(píng)價(jià)時(shí)的一個(gè)重要依據(jù)。自90年代開場，一些知名汽車公司(如通用、*、寶馬等)己在其生產(chǎn)的轎車上100%地裝備了防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS。到90年代末，美、日、歐等興旺國家及地區(qū)根本上每一輛新生產(chǎn)的汽車都裝有ABS。近年來，ABS在我國也得到快速推廣和應(yīng)用，如一汽群眾、二汽、上汽通用、奇瑞、長安、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(diǎn)開展的60種零部件及被推薦的生產(chǎn)企業(yè)目錄中，將制動(dòng)系統(tǒng)的防抱死裝置和防滑裝置列在第二項(xiàng)(第一項(xiàng)為哪一項(xiàng)汽油機(jī)電控系統(tǒng))，且該項(xiàng)是僅有的三項(xiàng)無被推薦的生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品之一。由此，我國的A

19、BS產(chǎn)品開場進(jìn)入重點(diǎn)開展時(shí)期。隨著ABS裝置的快速開展和廣泛應(yīng)用，如何對(duì)其工作性能進(jìn)展全面的檢測就顯得越來越重要。我國從80年代以來就開場實(shí)施對(duì)在用汽車的整車性能進(jìn)展定期強(qiáng)制性檢測，90年代以來開場對(duì)汽車制造企業(yè)也要求進(jìn)展整車出廠性能的全面綜合測試。為此，在國的公安、交通及汽車制造部門分別建立了大量的汽車平安性能、綜合性能以及出廠質(zhì)量檢測線。在這些檢測線中，對(duì)汽車的制動(dòng)性能檢測是最為重要的檢測工程。雖然經(jīng)過了近20年的開展，目前在國各種汽車檢測線中，對(duì)汽車制動(dòng)性能的檢測方法，仍然都是利用反力式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)來測試汽車的最大制動(dòng)力、制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間、制動(dòng)力過程差、駐車制動(dòng)力、制動(dòng)拖滯力等參數(shù)以評(píng)價(jià)汽車的

20、制動(dòng)性能。但是，對(duì)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(shí)際的制動(dòng)效果。因?yàn)檠b有ABS的汽車，其制動(dòng)過程與未裝ABS的汽車有較大區(qū)別。裝有ABS的汽車在進(jìn)展制動(dòng)時(shí)，其制動(dòng)力上升到一定程度后，ABS裝置開場自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng)缸的制動(dòng)壓力，使車輪始終保持在一定的滑移率圍之，從而獲得最面制動(dòng)力。在這一過程中，制動(dòng)缸中的液壓處于不停的變化之中，汽車車輪的減速度也隨之不斷變化。反力式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)只能對(duì)未裝ABS的車輛的制動(dòng)性能進(jìn)展檢測，其滾筒轉(zhuǎn)速較低，制動(dòng)測試時(shí)的車速較低，如果對(duì)裝有ABS的車輛進(jìn)展制動(dòng)性能檢測，在此低速下ABS根本不可能工作，同時(shí)輪胎與滾筒之間的附著系數(shù)也是一個(gè)固定值，不

21、能模擬測試在路面附著系數(shù)發(fā)生變化時(shí)ABS的工作性能。 因此，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)裝有ABS車輛的制動(dòng)性能進(jìn)展不解體臺(tái)架測試的問題就成為我國汽車平安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。目前國一些研究院所及大專院校的相關(guān)研究部門雖然針對(duì)該問題在理論上進(jìn)展了一些探討，但還沒有真正地進(jìn)展相關(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(tái)，但是其檢測臺(tái)只能完成*種單一路面情況下的制動(dòng)效能模擬試驗(yàn)，不能完成國外ABS試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的不同路面組合工況下對(duì)ABS系統(tǒng)性能的全面測試，并且價(jià)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。 國對(duì)汽車ABS工作

22、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的車輛在各種路面上的制動(dòng)性能，但是該方法試驗(yàn)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(shí)現(xiàn)對(duì)所有車輛的定期測試。為了有效克制ABS裝車路試過程中存在的缺陷，實(shí)現(xiàn)對(duì)ABS工作性能檢測的準(zhǔn)確化與臺(tái)架化無疑是最正確途徑。目前國對(duì)ABS試驗(yàn)臺(tái)架的研究，多是利用計(jì)算機(jī)對(duì)其中的*一或*些局部進(jìn)展仿真，并不能如實(shí)反響ABS系統(tǒng)在汽車制動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)控制情況?，F(xiàn)階段對(duì)ABS檢測臺(tái)的理論研究方法大體類似，主要在模擬汽車的平動(dòng)慣性和路面的附著系數(shù)變化上有一些區(qū)別，具體提出了三種形式: 1、以飛輪組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量模擬汽車的平動(dòng)慣量，采用補(bǔ)償電貫量的

23、方案實(shí)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(dòng)力實(shí)現(xiàn)對(duì)道路附著系數(shù)的有效模擬。 2、直接用電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)中皮帶的松緊來調(diào)整摩擦力的大小，以模擬汽車在不同附著系數(shù)路面上的制動(dòng)情況。 3、以飛輪組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量模擬汽車的平動(dòng)慣量，通過調(diào)節(jié)變頻調(diào)速電機(jī)輸入電流的頻率實(shí)現(xiàn)連續(xù)模擬;用扭矩控制器控制滾筒實(shí)現(xiàn)對(duì)道路附著系數(shù)的有效模擬。 據(jù)初步調(diào)查統(tǒng)計(jì)，目前國還沒有真正進(jìn)展汽車ABS試驗(yàn)臺(tái)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。臺(tái)架制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)及開展前景 相對(duì)于道路試驗(yàn)檢測來說，臺(tái)架檢測

24、方法具有許多突出的優(yōu)點(diǎn): 1檢測過程簡單，時(shí)間短。針對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)性能的檢測，每輛車只需要3 -5分鐘，因此，如果將制動(dòng)檢測試驗(yàn)臺(tái)安裝到目前國的汽車性能檢測線上使用，對(duì)整條檢測線的檢測速度影響很小。 (2)設(shè)備占地面積小，可以作為一個(gè)單獨(dú)的工位加裝在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(duì)汽車制動(dòng)系統(tǒng)的性能檢測。 (3)檢測過程受環(huán)境因素影響較小。由于臺(tái)架檢測是在室進(jìn)展，所以不會(huì)受到天氣、側(cè)向風(fēng)等自然條件的影響。 (4)設(shè)備耗資低，根據(jù)市場需求可實(shí)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。臺(tái)架檢測法有許多道路檢測法所不具備的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在一些缺乏，由于臺(tái)架檢測法所采用的方法是模擬路面制動(dòng)狀況并

25、進(jìn)展檢測，不能反映出路面制動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移對(duì)制動(dòng)過程的影響，同時(shí)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。通過不斷改良臺(tái)架設(shè)計(jì)，充分減小臺(tái)架自身缺乏，可能選用高精度電子測試器件等措施，可以將臺(tái)架測試的精度逐步提高。 目前，隨著我國汽車保有量的逐年增長以及人們對(duì)道路交通平安關(guān)注程度的提高，在用車輛的常規(guī)檢測工程中增加制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)性能檢測的必要性也隨之日益提高，臺(tái)架檢測必隨之廣泛應(yīng)用。1.2 本課題的研究工作對(duì)汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的研究主要集中在以下幾方面:(1) 了解汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的用途、功能，并就當(dāng)前汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)現(xiàn)狀以及性能進(jìn)展綜合論述。(2) 進(jìn)展汽車制

26、動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)動(dòng)力系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，并通過分析論證，確定最終實(shí)驗(yàn)方案。(3)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)造設(shè)計(jì)的研究,對(duì)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)動(dòng)力系統(tǒng)方案進(jìn)展構(gòu)造設(shè)計(jì)，繪制零件圖及裝配圖。(4)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)制造完成的情況下，進(jìn)展必要的性能試驗(yàn)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。第二章 傳動(dòng)方案選擇及論證2.1傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)與論證傳動(dòng)方案的要求合理的傳動(dòng)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(dòng)效率高、構(gòu)造簡單、尺寸緊湊、重量輕、本錢低廉、工藝性好、使用和維護(hù)方便等要求。但是任何一個(gè)方案，要滿足上述所有要十分困難的，要統(tǒng)籌兼顧，滿足最主要和最根本的要求。對(duì)機(jī)器使用功能方面的要求:實(shí)現(xiàn)預(yù)定的使用功能是機(jī)械設(shè)計(jì)的最根本的要求，好的使用性能指標(biāo)

27、是設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。另外操作使用方便、工作平安可靠、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(jì)時(shí)所要求的。對(duì)機(jī)器經(jīng)濟(jì)性的要求:機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性表達(dá)在設(shè)計(jì)、制造和使用的全過程中，在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)要全面綜的進(jìn)展考慮。設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性表達(dá)為合理的功能定位、實(shí)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構(gòu)造。機(jī)械零件是組成機(jī)器的根本單元，對(duì)機(jī)器的設(shè)計(jì)要求最終都是通過零件的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的，所以設(shè)計(jì)零件時(shí)應(yīng)滿足的要從設(shè)計(jì)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。要求在預(yù)定的工作期限正?？煽康墓ぷ?，從而保證機(jī)器的各種功能的正常實(shí)現(xiàn)。這就要求零件在預(yù)定的壽命期不會(huì)產(chǎn)生

28、各種可能的失效，即要求零件在強(qiáng)度、剛度、振動(dòng)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。要盡量降低零件的生產(chǎn)制造本錢，這要求從零件的設(shè)計(jì)和制造等多方面加以考慮。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理地選擇材料和毛坯的形式、設(shè)計(jì)簡單合理的零件構(gòu)造、合理規(guī)定零件加工的公差等級(jí)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。任何一種機(jī)器都有動(dòng)力機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)組成。動(dòng)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(shí)現(xiàn)機(jī)器的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)功能，如機(jī)器人的末端執(zhí)行器就是工作機(jī)。傳動(dòng)

29、裝置則是一種實(shí)現(xiàn)能量傳遞和兼有其他作用的裝置。滿足同一工作機(jī)功能要求，往往可采用不同的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，不同的組合和布局，從而可得出不同的傳動(dòng)方案。我在擬定傳動(dòng)方案時(shí)，了解了各種傳動(dòng)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(dòng)方式和速度以及工作條件等，對(duì)各種傳動(dòng)方案進(jìn)展比較，并進(jìn)展了合理的選擇。 傳動(dòng)方案的擬定滿足同一工作機(jī)功能要求，往往可采用不同的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，不同的組合和布局，從而可得出不同的傳動(dòng)方案。我在擬定傳動(dòng)方案時(shí)，了解了各種傳動(dòng)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(dòng)方式和速度以及工作條件等，對(duì)各種傳動(dòng)方案進(jìn)展比較，并進(jìn)展了合理的選擇。由于考慮到電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)

30、速，還有要實(shí)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(dòng)，這是根據(jù)它的特點(diǎn)決定的，因?yàn)樗莻鲃?dòng)平穩(wěn)，且構(gòu)造尺寸較小，傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)。 2.2 傳動(dòng)方案的容與工作制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)原理傳動(dòng)方案的容傳動(dòng)方案的具體容為電機(jī)開啟，電機(jī)轉(zhuǎn)速通過齒輪減速裝置減速為滾筒所需轉(zhuǎn)速后傳遞給主動(dòng)滾筒，主動(dòng)滾筒通過齒輪傳動(dòng)把動(dòng)力和轉(zhuǎn)速傳遞給從動(dòng)滾筒，車輪胎與滾筒接觸，從而滾筒帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，于是車輪到達(dá)預(yù)定的測試速度。我的設(shè)計(jì)為預(yù)定三種車速，分別為100km/h,80km/h,60km/h,選定發(fā)動(dòng)機(jī)后，根據(jù)其滿載轉(zhuǎn)速與為到達(dá)所設(shè)三種車速滾筒素虛的轉(zhuǎn)速算出傳動(dòng)比，根據(jù)傳動(dòng)比確定傳動(dòng)類型，經(jīng)過考慮我選擇的是齒輪傳動(dòng)，

31、為了實(shí)現(xiàn)不同齒輪傳動(dòng)間的速度傳動(dòng)比的切換，我在每個(gè)主動(dòng)齒輪上安裝了電磁離合器，通過電磁離合器控制齒輪傳動(dòng)，從而把轉(zhuǎn)速降為設(shè)計(jì)要求的轉(zhuǎn)速，并傳給滾筒，帶動(dòng)車輪。汽車制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的示意圖如下：圖 2.1制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)傳動(dòng)示意圖制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理汽車制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理是當(dāng)車輪在滾筒式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上測試時(shí)，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(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)，滾筒帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并到達(dá)預(yù)定測試速度，然后踏下制動(dòng)踏板，車輪停頓轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)路面，從而測得所需各項(xiàng)數(shù)據(jù)。其中利用齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)三種要求的車速，利用電磁離合器實(shí)現(xiàn)不同車速之間的轉(zhuǎn)換。齒輪傳動(dòng)的作用

32、是將電動(dòng)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(dòng)軸上的三個(gè)主動(dòng)齒輪分別與三個(gè)電磁離合器相連，且與從動(dòng)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(shí)，主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速便經(jīng)過減速后傳給從動(dòng)軸，當(dāng)電磁離合器不發(fā)揮作用時(shí)，齒輪雖然嚙合，但不把動(dòng)力傳遞給從動(dòng)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。圖 2.2 汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)造原理示意圖第三章 制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)構(gòu)造設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 引言：汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)造參數(shù)對(duì)制動(dòng)性能的測量結(jié)果有著重要關(guān)系。只有合理選擇制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)參數(shù)，才能提高試驗(yàn)臺(tái)測試的準(zhǔn)確性與

33、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(dòng)試驗(yàn)臺(tái)主要構(gòu)造參數(shù)選擇方法。制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)主要構(gòu)造有車輪、滾筒、電動(dòng)機(jī)、齒輪等。3.2 滾筒選擇 滾筒直徑的選擇目前制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)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(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蹬著力，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. 本制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)選取滾筒直徑為420mm 滾筒長度的選擇它取決于受檢車輛的構(gòu)造參數(shù)及試驗(yàn)臺(tái)的通用性.本制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)選取滾筒長度為220mm 滾簡轉(zhuǎn)速的選擇滾筒轉(zhuǎn)速?zèng)Q定測試車速的上下，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

34、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。滾筒線速度即測試車速、可由公式;=2nR確定，本制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)滾筒轉(zhuǎn)速選取了三種轉(zhuǎn)速，分別為100km/h、80km/h、60km/h. 車輪與滾筒間附著系數(shù)的選擇車輛在試驗(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觸面積，且比壓增大，引起滾動(dòng)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(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。但附著系數(shù)的提高受到滾筒表層構(gòu)造和材料的限制.目前采用較多的是外表帶有溝槽的鋼制滾筒，其外表附著系數(shù)在之間。 安置角

35、對(duì)測試車輪穩(wěn)定性的影響 車輪安置角是指汽車車輪與滾筒接觸點(diǎn)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(dòng)阻力。車輪在試驗(yàn)臺(tái)上測試時(shí)的受力情況如下圖.分析時(shí)忽略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(dòng)的趨勢.假設(shè)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。假設(shè)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(shí)驗(yàn)臺(tái)選擇的是38度。圖 3.1 車輪

36、受力分析 滾筒中心距L的選擇當(dāng)測試車輪置于前、后兩滾筒間時(shí)。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。即L=2(R+r)sina對(duì)應(yīng)于不同的車輪半徑R.其L也應(yīng)不一樣。但目前使用的滾筒式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)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正確狀態(tài)，從而使許多制動(dòng)力合格的車輛在試驗(yàn)臺(tái)上測試時(shí)達(dá)不到規(guī)要求。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)通過以上公式計(jì)算選定中心距為L=(577.5+420)sin38=602mm3.3 車輪的選擇與計(jì)算車輪直徑計(jì)算輪胎直徑=胎面寬度扁平比2+輪圈直徑25.4我選用的185/60R14輪胎，其輪胎直徑可以如下計(jì)算：D=1425.418

37、50.62577.6毫米。車輪所需轉(zhuǎn)速計(jì)算設(shè)車速為100km/h，取滾筒的直徑為420mm，根據(jù)公式得出要到達(dá)車速為100km/h，滾筒需要的轉(zhuǎn)速為 n=1264 r/min設(shè)車速為80km/h，取滾筒的直徑為420mm，根據(jù)公式得出車速為80km/h，滾筒需要的轉(zhuǎn)速為 n=1011 r/min設(shè)車速為60km/h，取滾筒的直徑為420mm，根據(jù)公式得出車速為60km/h，滾筒需要的轉(zhuǎn)速為 n=758r/min。3.4 滾筒的計(jì)算滾筒質(zhì)量計(jì)算前面所選滾筒直徑為420mm、長度為220mm、密度為7.8*1000kg.m2,同時(shí)我們令滾筒的壁厚為20mm，由此可得滾筒質(zhì)量為43kg.滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

38、計(jì)算滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)慣量由公式 J=MRR 可得J=1.5523kg*mm因此所有8個(gè)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為12.4184kg*mm滾筒功率計(jì)算車速為100km/h時(shí)滾筒的角速度為 w=2*3.14n 即 w=132.3rad/s由T=Jw 得出滾筒功率為1.643kw設(shè)電動(dòng)機(jī)功率傳遞因數(shù)為0.8 則電動(dòng)機(jī)的功率為 W=T/0.8=2.054kw車速為80km/h時(shí)滾筒的角速度為 w=2*3.14n 即 w=105.8rad/s由T=Jw 得出滾筒功率為1.314kw設(shè)電動(dòng)機(jī)功率傳遞因數(shù)為0.8 則電動(dòng)機(jī)的功率為 W=T/0.8=1.642kw車速為60km/h時(shí)滾筒的角速度為 w=2*3.14n 即 w=

39、79rad/s由T=Jw 得出滾筒功率為0.986kw設(shè)電動(dòng)機(jī)功率傳遞因數(shù)為0.8 則電動(dòng)機(jī)的功率為 W=T/0.8=1.231kw3.5 電動(dòng)機(jī)的選擇當(dāng)車速為100km/h 滾筒功率為1.643kw設(shè)電動(dòng)機(jī)功率傳遞因數(shù)為0.8 則所需電動(dòng)機(jī)的功率最少為 W=T/0.8=2.054kw考慮到整車的平動(dòng)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(dòng)機(jī)功率。設(shè)整車質(zhì)量為2000kg，當(dāng)他速度到達(dá)100km/h時(shí)，動(dòng)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考慮到傳遞功率問題，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)經(jīng)過兩次齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)效率查書得0.98，經(jīng)過一

40、次皮帶輪傳動(dòng)，傳動(dòng)效率查書得為0.92，經(jīng)過三次軸承傳動(dòng)，傳動(dòng)效率查書得0.99，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)綜合傳動(dòng)效率為他們的乘積?？倐鲃?dòng)效率=0.855綜合上述情況，還有各種可能的傳動(dòng)消耗，經(jīng)過計(jì)算查閱資料與設(shè)計(jì)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)。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選擇電機(jī)的具體參數(shù)為：電機(jī)名稱 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)類別代號(hào) Y 型號(hào)規(guī)格 Y132M-4 防護(hù)等級(jí) IP44 安裝形式 B3 極數(shù) 4 額定功率 kw 7.5轉(zhuǎn)速 r/min 1440電壓 V 380額定電流 A 7效率 % 87功率因數(shù) cos .85堵轉(zhuǎn)電流/額定電流 7堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 2最大轉(zhuǎn)矩/額

41、定轉(zhuǎn)矩 2.2轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kgm2 .0296噪聲 dB(A) 78重量 kg 81機(jī)座號(hào) 132M 國際標(biāo)準(zhǔn)機(jī)座號(hào) 132M38 最大長度 mm 515最大寬度 mm 350最大高度 mm 3153.6.齒輪傳動(dòng)計(jì)算齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要的轉(zhuǎn)動(dòng)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。齒輪傳動(dòng)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(gè)領(lǐng)域都有著較廣的應(yīng)用。齒輪傳動(dòng)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1、效率高 在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)效率最高。如一級(jí)圓柱齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的效率可達(dá)99。這對(duì)大功率傳動(dòng)十分重要，因?yàn)榧词剐侍岣?，也有很大的經(jīng)濟(jì)意義。2、構(gòu)造緊湊 在同樣的使用條件下，齒

42、輪傳動(dòng)所需空間尺寸一般較小。3、工作可靠，壽命長 設(shè)計(jì)正確合理，使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，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(dòng)無法比較的。這對(duì)車輛及在礦井工作的機(jī)器尤為重要。4、傳動(dòng)比穩(wěn)定 傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對(duì)傳動(dòng)性能的根本要求。齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)獲得廣泛的應(yīng)用，也就是由于這一特點(diǎn)。但是，齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，且不宜用于傳動(dòng)距離過大的場合。因此根據(jù)設(shè)計(jì)需要我們選擇了齒輪傳動(dòng)，主要考慮到傳動(dòng)距離近，傳動(dòng)平穩(wěn)，符合設(shè)計(jì)要求。 車速為100km/h時(shí)的齒輪傳動(dòng)1由電動(dòng)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(dòng)比確定，即i=15

43、00/1264=1.22設(shè)齒輪工作壽命為15年，每年工作300天，單班制。傳動(dòng)機(jī)為一般工作機(jī)，應(yīng)選用7級(jí)精度材料選擇：選擇齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)硬度為240HBS，初選小齒輪齒數(shù)Z為20。3齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 確定公式的個(gè)計(jì)算數(shù)值載荷系數(shù)小齒輪傳遞的功率轉(zhuǎn)矩=4.974N.mm查書得齒寬系數(shù)=0.3查得材料的彈性影響系數(shù)=由圖查出齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限=550Mpa圖3.2 接觸疲勞強(qiáng)度極限由公式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù): N=60njN應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。n齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。j齒輪每轉(zhuǎn)一周時(shí)，同一齒面嚙合次數(shù)。齒輪的工作壽命，單位為h. N=60nj=601440830015=3.11由圖查得接觸疲

44、勞壽命系數(shù)=1.00圖3.3 接觸疲勞壽命圖計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1，平安系數(shù)S=1，由公式= S疲勞強(qiáng)度平安系數(shù)。考慮應(yīng)力循環(huán)次數(shù)影響的系數(shù)，稱為壽命系數(shù)。齒輪的疲勞極限。得=1.00550=550MPa4計(jì)算小齒輪分度園圓徑=83.76mm5計(jì)算圓周速度=6.31m/s6計(jì)算齒寬b b=d=25mm7計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h確定齒輪模數(shù)m 初定齒輪齒數(shù)Z=20m=4.2mm齒高 h=2.25m=2.254.2mm=9.423mm b/h=25mm/9.423mm=2.653mm8計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)=4.23，7級(jí)精度，由圖算得動(dòng)載荷系數(shù)=1.13動(dòng)載系數(shù)KV計(jì)算公式：式中K1、K

45、2系數(shù)按下表選取齒輪種類K1K2齒輪II組精度各種精 度等級(jí)56789直齒輪7.514.926.839.152.80.0193斜齒輪6.713.323.934.847.00.0087表SEQ 圖表 * ARABIC1精度表因齒輪直齒輪，假設(shè)KAFt/b100(N/mm)由表4.4 查得=1影響KH、KF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。KH、KF可按下表選?。?KAFt/b100(N/mm)100(N/mm)精度等級(jí)II組567895級(jí)以下經(jīng)外表硬化的直齒輪KH1.01.01.11.2KF經(jīng)外表硬化的斜齒輪KH1.01.11.21.4KF未經(jīng)外表硬化的直

46、齒輪KH1.01.01.01.11.2KF未經(jīng)外表硬化的斜齒輪KH1.01.01.11.21.4KF表 SEQ 圖表 * ARABIC 2 系數(shù)選擇表假設(shè)，則取對(duì)修形齒輪，取KHKF1。查表得實(shí)用系數(shù)1使用系數(shù)KA 原動(dòng)機(jī)工作特性工作機(jī)工作特性均勻平穩(wěn)輕微振動(dòng)中等振動(dòng)強(qiáng)烈振動(dòng)均勻平穩(wěn)1.001.251.501.75輕微振動(dòng)1.101.351.601.85中等振動(dòng)1.251.501.752.00強(qiáng)烈振動(dòng)1.501.752.002.25注：對(duì)于增速傳動(dòng)，建議取表中值的1.1倍。表 SEQ 圖表 * ARABIC 3 使用系數(shù)表查得7級(jí)精度 齒輪相對(duì)支撐對(duì)稱時(shí)1.12+0.18+0.23b將數(shù)代入后

47、得1.12+0.18+0.23251.14查得 1.35K11.131.01.141.299按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑d83.55mm10 計(jì)算模數(shù) m md/z83.55/204.17711按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算由公式 M確定公式的各計(jì)算數(shù)值查彎曲疲勞強(qiáng)度380MpaFE的計(jì)算公式為式中YST為試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，YST2.0。Flim可按圖4.6查取，對(duì)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。圖3.4調(diào)質(zhì)鋼含碳量0.32%由表查彎曲疲勞壽命系數(shù)0.88圖3.5表查彎曲疲勞壽命系數(shù)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞平安系數(shù)S1.4，由公式得0.88380/1

48、.4238.86計(jì)算載荷系數(shù)K11.131.01.351.5255查取齒形系數(shù)2.226查取應(yīng)力校正系數(shù)1.764/2.2261.764/238.860.01644設(shè)計(jì)計(jì)算 2.75mm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。可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)。就近取整數(shù)m3zd/m83.55/3=27.85 z=28大齒輪齒數(shù)為=1.2*27.85=33.42 取=3412幾何尺寸計(jì)算分度圓直徑 =84mm 102mm中心距 =93mm齒輪寬度 b=25mm齒輪傳動(dòng)分析齒輪傳動(dòng)的作用是將電動(dòng)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(dòng)軸上

49、的三個(gè)主動(dòng)齒輪分別與三個(gè)電磁離合器相連，且與從動(dòng)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(shí)，主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速便經(jīng)過減速后傳給從動(dòng)軸，當(dāng)電磁離合器不發(fā)揮作用時(shí)，齒輪雖然嚙合，但不把動(dòng)力傳遞給從動(dòng)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。因?yàn)槿齻€(gè)主動(dòng)齒輪與三個(gè)從動(dòng)齒輪分別作用在倆個(gè)軸上，且分別嚙合。因此，三個(gè)齒輪傳動(dòng)中，主動(dòng)滾筒與從動(dòng)滾筒的中心距必須一樣，否則設(shè)計(jì)要求無法實(shí)現(xiàn)。因此根據(jù)上節(jié)的計(jì)算，我們知道當(dāng)車速為100km/h，傳動(dòng)比為1.2時(shí)，計(jì)算出的齒輪中心距為=93mm，由此我們必須使當(dāng)車速為80km/h，傳動(dòng)比為1.5時(shí)和當(dāng)車速為60

50、km/h，傳動(dòng)比為1.98時(shí)的齒輪中心距為93mm。由公式和當(dāng)車速為80km/h，傳動(dòng)比為1.5時(shí)，可算出主動(dòng)齒輪直徑為74.4mm 從動(dòng)齒輪直徑為111.6mm齒寬b=d=22.32mm當(dāng)車速為60km/h，傳動(dòng)比為1.98時(shí)，可算出主動(dòng)齒輪直徑為 62.4mm 從動(dòng)齒輪直徑為123.58mm齒寬b=d=18.72mm傳動(dòng)示意圖如下：3.6 齒輪傳動(dòng)示意圖3.7 軸設(shè)計(jì)軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件例如齒輪、渦輪等，都必須安裝在軸上才能進(jìn)展運(yùn)動(dòng)及動(dòng)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(dòng)和動(dòng)力。按照承受載荷的不同，軸可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸三類。工作重既承受彎

51、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(dòng)心軸和固定心軸。只承受扭矩而不承受彎矩或彎矩很小的軸稱為傳動(dòng)軸。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(dòng)改變?yōu)橥鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)，或做相反的運(yùn)動(dòng)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，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(dòng)軸，階梯軸則常用于轉(zhuǎn)軸。軸的設(shè)計(jì)包括構(gòu)造設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面的容。軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)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，合理地確定軸的構(gòu)造形

52、式和尺寸。軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)不合理，會(huì)影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會(huì)增加軸的制造本錢和軸上零件裝配的困難等。因此軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)是軸設(shè)計(jì)中的重要容。軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形和全部構(gòu)造尺寸。軸的構(gòu)造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。由于影響軸的構(gòu)造的因素較多，且其構(gòu)造形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)造形式。但是，不管何種具體條件，軸的構(gòu)造都應(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。軸的工作能力計(jì)

53、算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面的計(jì)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(shí)只需對(duì)軸進(jìn)展強(qiáng)度計(jì)算，以防止斷裂或塑性變形。而對(duì)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)展剛度計(jì)算，以防止工作時(shí)產(chǎn)生過大的彈性變形。對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸，還應(yīng)進(jìn)展振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算，以防止發(fā)生共振而破壞。確定軸的最小直徑根據(jù)軸所受的扭矩，軸的強(qiáng)度計(jì)算公式為： (4.1)式中：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 T軸所受的扭矩軸的抗扭截面系數(shù) n 軸的轉(zhuǎn)速 p軸傳遞的功率 d計(jì)算截面處軸的直徑許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力由上式可得軸的直徑： (4.2)式中：具體數(shù)值見表3.7軸的材料Q235-A、20Q275、351Cr18Ni9Ti454

54、0Cr、35SiMn38SiMnMo/MPa152520352545355514912613511212610311297表4 軸常用幾種材料的及值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。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的方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。由于此軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)制處理所以選取=126，則根據(jù)設(shè)計(jì)要求，有P=7.5kw, n=758 r/min,則d=27.05mm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。從動(dòng)軸設(shè)計(jì)

55、從動(dòng)軸連接的是從動(dòng)滾筒，經(jīng)過我的設(shè)計(jì)計(jì)算，根據(jù)以下圖，我把從動(dòng)軸的構(gòu)造參數(shù)逐步確定。圖 3.7從動(dòng)軸設(shè)計(jì)主動(dòng)軸設(shè)計(jì)主動(dòng)軸主要連接主動(dòng)滾筒，皮帶輪，軸承，齒輪等。經(jīng)過計(jì)算分析，構(gòu)造參數(shù)如下：圖 3.8主動(dòng)軸設(shè)計(jì)Ll=L2=L8=80L3=L7=20L4=L6=220L5=200L9=100D1=D5=35D2=D4=40D3=453.8 軸承和軸承座設(shè)計(jì)以2000kg為最大車重，則每個(gè)車輪軸承承受約為250kg，受力為2500N。車速100km/h，則滾筒為1264r/min。3.81 選擇軸承型號(hào)根據(jù)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的工作條件和試驗(yàn)要求，經(jīng)過驗(yàn)證計(jì)算后選擇了軸承型號(hào)與類型，具體參數(shù)為：軸承類型 BT

56、ype=深溝球軸承軸承型號(hào) BCode=6208軸承徑 d=40 (mm)軸承外徑 D=80 (mm)軸承寬度 B=18 (mm)根本額定動(dòng)載荷 C=22800 (N)根本額定靜載荷 Co=15800 (N)極限轉(zhuǎn)速(脂) nlimz=10000 (r/min)潤滑方式：脂潤滑3.82 軸承座型號(hào)經(jīng)過查閱資料確定軸承座的型號(hào)為SN2083.9 主從滾筒間齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)動(dòng)力經(jīng)電機(jī)傳給齒輪減速，之后經(jīng)皮帶輪傳給主動(dòng)滾筒，主動(dòng)滾筒與從動(dòng)滾筒之間的動(dòng)力傳遞我選擇的是齒輪等比傳動(dòng)。具體傳動(dòng)設(shè)計(jì)為選擇三個(gè)完全一樣的齒輪，這樣的話，主動(dòng)滾筒與從動(dòng)滾筒將同向旋轉(zhuǎn)，符合設(shè)計(jì)要求。因?yàn)槠溟g距離為400則每個(gè)分度圓的

57、直徑為200。確定齒輪模數(shù)m ：初定齒輪齒數(shù)Z=50，則根據(jù)以下公式可知m=4mm模數(shù)M = 4齒輪齒數(shù) Z1=50齒輪齒寬 B1=52(mm)齒輪齒寬系數(shù) d1=0.260齒頂高系數(shù) ha*=1.00頂隙系數(shù) c*=0.25壓力角 *=20(度)標(biāo)準(zhǔn)中心距 A0=200.00000(mm)實(shí)際中心距 A=200.00000(mm)分度圓直徑 d1=200.00000(mm)3.10汽車制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架參數(shù)設(shè)計(jì)根據(jù)汽車制動(dòng)臺(tái)設(shè)計(jì)需要和以上設(shè)計(jì)容，經(jīng)過綜合考慮和計(jì)算，可以設(shè)計(jì)出汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)框架的材料與構(gòu)造參數(shù)。 槽鋼的選擇圖3.9 槽鋼型號(hào): 8尺寸/mm/h: 80尺寸/mm/b: 3尺寸/m

58、m/d: 5.0尺寸/mm/t: 8.0尺寸/mm/r: 8.0尺寸/mm/r1: 4.0 制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)框架構(gòu)造參數(shù) 圖 3.10 制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)框架構(gòu)造經(jīng)過計(jì)算和綜合考慮，制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的底架構(gòu)造參數(shù)如下：總長為L=2194mm寬為B=840mm總高為H=1258mm地面與支撐滾筒面的距離為H1=340mm 地面與滾筒軸之間的距離為400mm3.11帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)主要負(fù)責(zé)把齒輪減速后的動(dòng)力傳遞給主動(dòng)滾筒。具體設(shè)計(jì)參數(shù)如下：KA=1.1；選擇普通V帶A型，帶輪的直徑D1=140D2=140所需基準(zhǔn)長度Ld:1800mm實(shí)際軸間距a:680mm帶速v:10.56m/s小帶輪包角:180V帶的根數(shù)z=4單

59、跟V帶的預(yù)緊力Fo:173.66N作用在軸上得力Fr :1252.73 N3.12電磁離合器地選擇.按計(jì)算扭矩選擇電磁離合器 在選擇離合器過程中.最重要的因數(shù)是扭矩.扭矩表示所傳遞的動(dòng)力.假設(shè)摩擦片數(shù)一定.則所傳遞扭矩大小與離合器有效半徑相對(duì)應(yīng)。但實(shí)際上.速度、溫度、摩擦片磨損、污染情況都影響下作扭矩。 在實(shí)際下作中.很多設(shè)備的準(zhǔn)確載荷難以計(jì)算.一般是根據(jù)輸入動(dòng)力確定所需扭矩.式中P一輸入功率 S一下作平安系數(shù) N一回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)rpm從上式中看出.對(duì)扭矩影響最大的是安裝離合器軸的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)，所以在一定動(dòng)力下較高的速度對(duì)應(yīng)低的扭矩，因此在設(shè)計(jì)中盡可能將離合器裝在傳動(dòng)鏈中轉(zhuǎn)速高的位置.這通常要求離合器和

60、電機(jī)同軸。因此根據(jù)公式和條件，因此選擇額定轉(zhuǎn)矩為12kg.m的DLYO-1.2型牙嵌式單鍵孔電磁離合器牙嵌式電磁離合器的構(gòu)造與工作原理牙嵌式電磁離合器借助通入磁軛勵(lì)磁線圈中的電流產(chǎn)生磁力吸引銜鐵，從而使與磁軛和銜鐵相連的兩上牙形齒爪接合傳遞轉(zhuǎn)矩。牙嵌式電磁離合器可分為線圈旋轉(zhuǎn)有滑環(huán)式和線圈靜止無滑環(huán)式兩種，前一種的勵(lì)磁線圈回轉(zhuǎn)，電流經(jīng)滑環(huán)引入，后一種勵(lì)磁線圈靜止，電流直接通入線圈。為了使離、合容易，一般采用三角形牙或梯形牙。如以下圖所示為線圈旋轉(zhuǎn)牙嵌式電磁離合器，圖上部為接合狀態(tài)，下部為別離狀態(tài)。主動(dòng)齒輪1安裝在軸9的滾動(dòng)軸承上，銜鐵3和磁軛8的相對(duì)端面上有三角形齒，勵(lì)磁線圈6置于磁軛。件2、