裝配圖慣性式汽車制動實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計,裝配,慣性,汽車,制動,實(shí)驗(yàn),試驗(yàn),設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告表 課題名稱 慣性式汽車制動試驗(yàn)臺設(shè)計 課題來源 課題類型 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 學(xué) 號 專 業(yè) 一:目的和意義 隨著我國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展以及高速公路和高等級公路的大規(guī)模建設(shè)，車輛密集化和車輛高速化對車輛的制動系統(tǒng)提出了更高要求。對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一瞬間偏離原定軌道或甩尾產(chǎn)生的，因而探討各種高性能制動系統(tǒng)和完善制動性能是促進(jìn)汽車工業(yè)發(fā)展的重要措施之一。因此對汽車制動性能的研究也就成為汽車最重要的安全檢測項(xiàng)目之一。無論是管理部門還是車主都十分重視汽車的制動性能。目前，國內(nèi)外汽車制動檢測試驗(yàn)臺按檢測時支承受檢車輪方式可分為兩種:一種為滾筒式制動試驗(yàn)臺，另一種為平板式制動試驗(yàn)臺;而根據(jù)制動臺檢測性的原理，可將制動臺分為慣性式制動檢驗(yàn)臺和反力式制動試驗(yàn)臺兩類,而目前國內(nèi)汽車檢測線上最常用的制動檢測設(shè)備就是滾筒反力式制動力檢測臺。 但反力式滾筒制動臺檢測時，汽車不動 ，只是滾筒帶動車輪轉(zhuǎn)動，是一種靜態(tài)檢測，不能檢測汽車動態(tài)制動情況下的制動力。檢測車速較低，一般在5km/h以下，且只有一個固定的車速。由于速度太低，對于裝有ABS的汽車, ABS系統(tǒng)尚不起作用,即使起作用測得的制動力由于汽車未處于抱死狀態(tài)也就愛也將低于實(shí)際制動力,因此反力式滾筒制動臺也不適合檢測ABS系統(tǒng)的性能。 因此,隨著ABS系統(tǒng)的大量應(yīng)用,需要一種新的檢測方法來檢測汽車的制動效能,慣性式 制動檢測臺就是一種是模擬道路行駛動能檢測車輛制動性能的裝置，。因此慣性式檢測臺的轉(zhuǎn)速比反力式滾筒臺的轉(zhuǎn)速高的多，速度一般都大于40km/h,適合ABS的檢測要求。且結(jié)果更加可靠和可信。 本次設(shè)計就是設(shè)計一種主要是用來檢測轎車整車制動性能的慣性式制動試驗(yàn)臺. 二:方案比選 目前慣性式制動臺主要有兩種,一種是平板式的,一種是滾筒式的.其中平板式制動實(shí)驗(yàn)臺具有操作和安裝簡單,維修方便等優(yōu)點(diǎn),但它也有致命的缺點(diǎn),缺點(diǎn)主要有如下幾方面 1. 測試的重復(fù)性不好 2. 安全性差,若發(fā)著性能不好,汽車容易跑車,而造成事故 3. 檢測技術(shù)也不成熟,定量分析以及傳感技術(shù)和計算機(jī)后處理的要求很高,有待于電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展. 4. 占地也大,不易于大型車輛的檢測 而滾筒式制動臺卻沒有這些缺點(diǎn),它最大的缺點(diǎn)就是由安置角引起的,會因?yàn)檩喬ブ睆降淖兓饳z測結(jié)果的誤差.但現(xiàn)對于平板式的要小的多.因此慣性滾筒式在平板式的問題沒有解決前是最好的檢測方法 目前慣性滾筒式制動實(shí)驗(yàn)臺也主要有兩種, 一種是電動機(jī)驅(qū)動的慣性式滾筒制動試驗(yàn)臺，另外一種就是發(fā)動機(jī)驅(qū)動的慣性式滾筒制動試驗(yàn)臺，其中發(fā)動機(jī)驅(qū)動的慣性式滾筒制動試驗(yàn)臺，受檢車輛發(fā)動機(jī)驅(qū)動，前后軸同時檢測的慣性式滾筒制動試驗(yàn)臺，受檢汽車前后軸車輪分別安置在臺架前后各對滾筒上，左右滾筒組通過變速器串接，前后滾筒組經(jīng)傳動軸聯(lián)結(jié)，飛輪的作用是增加滾筒系統(tǒng)的慣量。受檢車輛的驅(qū)動力經(jīng)驅(qū)動輪帶動臺架后滾筒組（設(shè) 汽車為后輪驅(qū)動）轉(zhuǎn)動，并經(jīng)過傳動軸帶動前滾筒組同步轉(zhuǎn)動。汽車在臺架上運(yùn)行速度由受 檢車輛控制。該試驗(yàn)臺相對于電動機(jī)驅(qū)動的試驗(yàn)臺來說具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且需要通過汽車本身可以控制，且由于檢測的檔位太多,設(shè)計發(fā)動機(jī)驅(qū)動的會使得結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜,因此電動機(jī)驅(qū)動的慣性制動實(shí)驗(yàn)臺為本次設(shè)計的最佳選擇 三.主要設(shè)計參數(shù)的確定 經(jīng)過簡單計算得到 一：主機(jī)主要參數(shù)如下： （（1）允許承載的質(zhì)量： 3000kg （2）滾筒尺寸（直徑*長度） 299mm*850mm （3）滾筒軸間距 600mm （4）滾筒間距 700 mm （5）滾筒表面的形式 粘砂 （6）舉升方式 氣囊式舉升 （7）舉升器工作行程 120mm （8）滾筒軸與滾筒間傳動方式 法蘭盤傳動 （9）ABS制動測試速度范圍 30km/h-8km/h （10）前后滾筒軸間距采用液壓油缸進(jìn)行調(diào)節(jié)，距離為2100——3600mm 二：飛輪的初步設(shè)計 因?yàn)槠嚨馁|(zhì)量在600-3000kg之間，采取最小模擬當(dāng)量為100kg，飛輪的數(shù)量為6個 依次確定為100kg, 200kg, 400kg, 500kg, 900kg, 900kg..飛輪材料初步選用45號鋼，布置形式考慮到動平衡以及飛輪所受彎矩大小的情況，將飛輪作如下布置 三：實(shí)驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)簡圖 四:進(jìn)度安排 設(shè)計共用時約兩個月，具體安排如下: 開始時間 結(jié)束時間 任務(wù) 2007/4/9 2207/4/30 資料的搜集和英語翻譯 2007/5/1 2007/5/9 設(shè)計方案的確定，和初步計算 2007/5/10 2007/5/17 計算過程 2007/5/18 2007/6/08 完成繪圖 2007/6/9 2007/6/15 完成設(shè)計說明書和對設(shè)計的完善 五:主要參考文獻(xiàn) ⑴邵祖峰 3種制動試驗(yàn)臺比較與常見檢測問題的分析 天津汽車 2004/3 ⑵王歡 90年代汽車實(shí)驗(yàn)臺發(fā)展評述 汽車與安全 1999/2 ⑶茅慶潭 幾種汽車制動力檢測設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)分析 交通標(biāo)準(zhǔn)化 1999/4 ⑷楊秀紅 滾筒式制動實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計參數(shù)的選擇 濟(jì)南交通高等專科學(xué)校學(xué)報 1996/9 ⑸`徐禮超 汽車制動實(shí)驗(yàn)臺存在的問題和改進(jìn) 公路與汽運(yùn) 2003/8 ⑹周德光等 滾筒制動實(shí)驗(yàn)臺和平板制動實(shí)驗(yàn)臺的受力模型建立及其分析 機(jī)械設(shè)計與制造 2005/1 ⑺陳煥江 汽車檢測與診斷(上冊) 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2006 ⑻何國強(qiáng) 汽車輪胎維修入門 杭州:浙江科學(xué)技術(shù)出版設(shè) 2005 ⑼李麗 畢建軍 汽車檢測維修設(shè)備結(jié)構(gòu)原理于使用 北京:國防工業(yè)出版社 2005 ⑽林秀君 汽車ABS性能檢測試驗(yàn)臺機(jī)械系統(tǒng)的研究與開發(fā) 廣州工業(yè)大學(xué)碩士論文 ⑾徐火燃 二軸四通道汽車ABS試驗(yàn)臺的設(shè)計 武漢理工大學(xué)學(xué)位論文 ⑿ 董良 汽車ABS臺架檢測理論與技術(shù)研究 長安大學(xué)學(xué)位論文 ⒀ 徐猛 裝有ABS汽車制動試驗(yàn)臺的研究 上海海事大學(xué)碩士學(xué)位論文 ⒁陳其志 摩托車ABS試驗(yàn)臺研制及試驗(yàn) 武漢理工大學(xué)學(xué)位論文 ⒂廖云霞 慣性式制動器試驗(yàn)臺架的開發(fā)和研究 長安大學(xué)學(xué)位論文 指導(dǎo)教師意見及建議： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 注：1、課題來源分為：國家重點(diǎn)、省部級重點(diǎn)、學(xué)?？蒲?、校外協(xié)作、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和自選項(xiàng)目；課題類型分為：工程設(shè)計、專題研究、文獻(xiàn)綜述、綜合實(shí)驗(yàn)。 慣性式汽車制動試驗(yàn)臺的設(shè)計 學(xué)生：趙蒙生 汽0303班 指導(dǎo)老師：王生昌教授 一：緒 論 1．1課題背景 1．2國內(nèi)外汽車制動檢測試驗(yàn)臺的現(xiàn)狀 1．3本文研究內(nèi)容及創(chuàng)新 二：方案比選 三：汽車ABS試驗(yàn)臺檢測的基本原理 3．1檢測原理 3．2模擬慣量的計算 3．3實(shí)驗(yàn)臺方案設(shè)計 四：制動實(shí)驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)設(shè)計 4．1主機(jī)參數(shù)的設(shè)計 4．2軸的的設(shè)計 4．3電機(jī)的設(shè)計 4．4聯(lián)軸器，離合器，變速器以及軸承及其密封件的的選取 4．5飛輪的設(shè)計 4．6調(diào)距裝置的設(shè)計 4．7機(jī)架和導(dǎo)軌的設(shè)計 五實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計零件的較核 5．1滾筒軸的較核 5．2飛輪軸的校核 5．3軸承的較核 5．4液壓系統(tǒng)的校核 六試驗(yàn)臺的使用說明 6．1檢測的準(zhǔn)備工作 6．2檢測步驟 6．3檢測時的注意事項(xiàng) 6．4制動臺的調(diào)整 6．5 制動試驗(yàn)臺的維護(hù) 結(jié) 論 1論文的主要工作與結(jié)論 2進(jìn)一步的工作與展望 斯里蘭卡的汽車檢測維修的政策和規(guī)劃 1、引言 2000年現(xiàn)有道路車輛保有量是1,023,000，它們消耗了66,020萬升柴油、27,840萬升的汽油。同時，年內(nèi)鐵路機(jī)車也消耗了399,900萬升柴油。從交通部門獲悉，2000年內(nèi)排放評測結(jié)果如下示： CO 201.4萬kg NOx 29.0萬kg SOx 123.1萬kg 乙醛 105.3萬kg 斯里蘭卡政府(GOSL)在科倫坡市實(shí)施了環(huán)境空氣質(zhì)量法案，同時建立了兩個固定的監(jiān)測站：一個設(shè)立在空氣污染已發(fā)生的高密度交通流地帶（科倫坡市的商業(yè)中心區(qū)），通常被稱為佛特(Fort)；另一個設(shè)立在低密度的交通流地帶（氣象臺）。此外，還可以通過一個活動的監(jiān)測儀來監(jiān)測需求上升的地區(qū)。這些監(jiān)測站由交通環(huán)境部(MOTE)授權(quán)環(huán)保中心局(CEA)，以便進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測。現(xiàn)役車隊的平均年限是6.2年，與國際標(biāo)準(zhǔn)相比年限較高?？傮w上說，斯里蘭卡的車輛的維護(hù)相對貧乏，估計現(xiàn)在有12,000輛發(fā)動機(jī)車已轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂靡夯蜌?，普遍都認(rèn)為它是無公害的環(huán)境友好型燃料。但是斯里蘭卡政府仍然沒有就經(jīng)機(jī)動車交通委員會(CMT)注冊的液化石油氣車的安全性發(fā)布相關(guān)的規(guī)章制度，而出現(xiàn)的最主要的障礙是缺乏與登記和道路適應(yīng)性認(rèn)證相關(guān)的適當(dāng)?shù)能囕v維修與監(jiān)測的法規(guī)。同時在升級車隊，生產(chǎn)更多高效率的燃料的汽車和使用環(huán)境友好型汽車方面也存在一些投資障礙。國家的價格政策影響了次等車隊（舊車）的使用，低效率的車況較差的燃料車的使用（例如小型柴油車隊的增加，低燃料利用率的二手車的增加以及柴油的低消耗）。國家價格政策以及以及對主要石油產(chǎn)品的壟斷（國有的石油公司）的特性扭曲了市場的燃料需求，以致于提供高濃度的含硫柴油和含鉛汽油。詳細(xì)情況將在此后的部分中討論。 2、車隊結(jié)構(gòu)與排放水平 斯里蘭卡的車輛保有率從1991年的28:1降低到2000年的20:1。人均汽油消耗量從1991年的12.7升增加到2000年的15.9升。人均柴油消耗量從1999年的28.7升增加到2000年的54.7升。這表明人均汽油消耗量增長了23%，人均柴油消耗量增加了92%。過去十年里經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定增長帶來了車隊組成的劇變。例如，圖表1突出了出租車服務(wù)的變化：盡管從印度進(jìn)口三輪車是在1978年解放后才開始的，卻在20世紀(jì)90年代迅速的發(fā)展起來；20世紀(jì)80年代早期典型的科倫坡車租車是一款老莫里斯·邁諾，卻在解放后被日本的修復(fù)二手車代替；汽油出租車的數(shù)量由1991年大約8700輛的頂峰降到1997的5900輛。顯然近來三輪汽車的迅速增長適應(yīng)城市交通的需求，但同時它的機(jī)動性卻又使科倫坡的交通狀況嚴(yán)重惡化；摩托車也有相似的情況。斯里蘭卡有575,00輛摩托車，這幾乎占了所有道路運(yùn)行車輛總數(shù)的85%。 圖1 ——現(xiàn)役車輛保有量 明顯可以看出，由于政府采取的柴油對汽油的價格政策，小型柴油車隊在過去十年中增加了300%。圖表2顯示了柴油車隊的增長幅度及市場占有率。 圖2——現(xiàn)役柴油車隊 如表1 所示，應(yīng)當(dāng)指出與1985年相比，柴油車在所有四輪車中的比例由46%上升到2000年的63%。 表1 現(xiàn)役燃料車保有量 附錄2中詳細(xì)記錄了1997年以來所收集的空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)。最突出的部分是其中某一時間段內(nèi)佛特地區(qū)的一些交通污染物排放出現(xiàn)增長。斯里蘭卡的社區(qū)在1997年頒布了一項(xiàng)法案，對道路車輛的排放標(biāo)準(zhǔn)做了一些強(qiáng)制性規(guī)定。斯里蘭卡政府（GOSL）也在2000頒布了一些等同于歐Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)道路車輛排放的標(biāo)準(zhǔn)，并計劃于2003年元月1日起開始強(qiáng)制執(zhí)行。（見附錄2） 3、車輛檢測系統(tǒng) 斯里蘭卡目前的車輛監(jiān)測系統(tǒng)還主要集中在包括煙度水平在內(nèi)的車輛物理方面的適應(yīng)性。但是歐Ⅰ標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)應(yīng)用于自1992年以來所有政府采購的汽車。當(dāng)前的汽車檢測理念與參數(shù)可見附錄3。車輛檢測有三種標(biāo)準(zhǔn)，第一種是適用于所有車輛在注冊時，第二種是僅適用于用于商業(yè)用途的車輛的年度檢測（公共汽車和卡車），最后一種是適用于警察在路邊實(shí)施的檢測。 第一種檢測是由機(jī)動策劃交通委員會通過的使用相關(guān)設(shè)備執(zhí)行。由注冊的私人停車庫執(zhí)行商業(yè)車的年度檢測。斯里蘭卡的機(jī)動車交通法規(guī)對好車有了明確規(guī)定，它必須在煙度排放方面有較好的表現(xiàn)，但這不包括污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)，而通過測試可見煙度水平來評定好車則是警察份內(nèi)的事了，但這種檢測僅限于小規(guī)模的實(shí)施（2000年僅34例）。 現(xiàn)有的汽車檢測系統(tǒng)（三種等級）并不包括車輛的排放水平，同時也沒有任何與二沖程摩托車及三輪車相關(guān)的記錄。研究資料顯示，在現(xiàn)役車隊中，二沖程的摩托車大概有210,000輛，相當(dāng)于汽車保有量的20%，而幾乎全部的三輪車都是二沖程的。斯里蘭卡的車輛檢測旨在其道路安全性。直到NGO頒布第一套法案才開始關(guān)注環(huán)境問題，但車輛檢測方案的注重點(diǎn)還是在籌集資金。長期以來，斯里蘭卡使用的柴油中硫的含量都相當(dāng)?shù)母撸S多研究指出其含硫量按重量計幾乎是占1.1%。實(shí)際情況可見表2，斯里蘭卡的柴油含硫量異常的高。 表2 柴油中的硫含量比較 4、當(dāng)前交通部門相關(guān)的環(huán)保政策 由于獨(dú)立后經(jīng)濟(jì)的增長，尤其是過去三十年中機(jī)械化的發(fā)展，斯里蘭卡的交通也在持續(xù)的壯大著。2000年，交通就占GDP的8.5%。這表明，在國家經(jīng)濟(jì)活動中，交通扮演著十分重要的角色，交通本身就是國家經(jīng)濟(jì)中一個重要的環(huán)節(jié)。同時，它與其他部門也有著千絲萬縷的聯(lián)系。例如，它在吸引海外投資和工業(yè)增長方面就顯得尤為重要。在過去十年中，該部門保持6.4%的平均增長率。它在提供政府約100,000人的直接就業(yè)的同時，直接或間接的提供了大約550,000人的工作。該部門在過去十年中的公共消耗增長了22.5%，同時私人投資也增長了200%。 斯里蘭卡的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)包括100,000km的公路，1,467km的鐵路網(wǎng)，640億人·km的載客量，70億噸·km（包括公路、鐵路、航空、水路在內(nèi)）的載貨量，還有900,000輛現(xiàn)役道路車輛和鐵路運(yùn)營。A級和B級國家公路網(wǎng)的里程由1948年的6,518km增長到2000年的11,648km。此外還有15,000km的C級和D級的省級公路及77,000km的E級基本上由泥土與砂石鋪成的鄉(xiāng)村道路（即馬路）。另外，2000年鐵路網(wǎng)的里程數(shù)也達(dá)到1,435.7km。 交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的效率及影響對一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展來說是至關(guān)重要的，然而在過去的三十年中交通部門與經(jīng)濟(jì)活動中的其他部門相比，基礎(chǔ)設(shè)施不完善，服務(wù)也相對滯后，尤其在公路路況和鐵路服務(wù)方面，由于交通需求的急劇提高，國道的平均道路不平整度由1982年的4,200BI增加到2000年的6,500BI，同時鐵路乘客的市場份額由1980年的22%下降到2000年的6%。 從科倫坡市居民區(qū)和島上第二大城市康提的調(diào)查報告中獲悉，在斯里蘭卡，與交通相關(guān)的環(huán)境問題中的大部分是城市環(huán)境問題，據(jù)這些報告披露，車輛排放造成的空氣污染、交通堵塞和車況是這些年中出現(xiàn)的兩個主要問題，還有其他一些問題，如，不合理的土地使用妨礙了人行道路的發(fā)展，公路交通引起的噪聲污染，還有大雨后車流和人流所面臨的亂排污問題等。當(dāng)然還有一些更重要的問題，比如，生物多樣性的破壞（生物資源豐富的地區(qū)）和公路建設(shè)時的環(huán)境惡化等。其他一些還有是一些沒有給予充分注意的問題，也就是通過水運(yùn)和空運(yùn)而引進(jìn)的外來物種，全球升溫和海平面升高造成了道路的破壞，它本身以及對交通網(wǎng)絡(luò)的影響都是相當(dāng)大的，也應(yīng)當(dāng)在其后變化的情況下盡快解決。 科倫坡城區(qū)交通研究組（CUTS）通過一項(xiàng)科倫坡城區(qū)交通規(guī)劃（CUTP），由公路交通部下層的科倫坡城區(qū)交通規(guī)劃中的實(shí)施，這是繼城市居住環(huán)境改善計劃(MEIP)之后又一舉措，該方案同時包括了2000空氣清新法案的個別措施，與交通相關(guān)的問題主要是在科倫坡居民區(qū)。根據(jù)CUTS的調(diào)查，交通方面的空氣污染主要是由交通阻塞而導(dǎo)致的車輛排放差引起的。 目前，國家的燃料價格政策提高了柴油的使用率，但這更加重了空氣污染。盡管有關(guān)專家建議應(yīng)該更改家和政策以緩解這種問題，但仍然沒有有效的解決方案出臺，其原因可能是考慮到政策出臺后會加大居民的消費(fèi)負(fù)擔(dān)。與此同時，專家建議在緩解城市交通堵塞的同時，應(yīng)該頒布相關(guān)政策以限制車輛進(jìn)口，卻依然沒有回音。但科倫坡采取了一些重要措施通過提升交通網(wǎng)絡(luò)來緩解城市交通堵塞。類似這種情況在其他城市如康提也出現(xiàn)過。在為科倫坡市做的未來城市發(fā)展規(guī)劃中也提到了科倫坡的洪水和排污問題。通過引用EIAS和IEES，政府出臺了一些政策性措施，盡量使道路建設(shè)中引起的對環(huán)境的破壞達(dá)到最小。最主要的缺陷是EIAS僅對建設(shè)超過10km的道路要求檢測，其他的道路僅適用“初始環(huán)境檢驗(yàn)”（IEES）。有關(guān)政策性措施將限制一些道路適應(yīng)性差的車輛上路，但由于極小量的嚴(yán)格的車輛檢測和掛牌制度，這些措施沒有得以執(zhí)行，政府還出臺了一些措施來限制私家車進(jìn)入科倫坡市區(qū)以控制交通擁擠，但這也不太實(shí)際，畢竟城市里的公共設(shè)施非常有限。 基于2000年度空氣清新法案，有關(guān)人士推薦了一些方案已解決與交通相關(guān)的許多的環(huán)境問題。其中一項(xiàng)積極的方案談到減少交通車輛的空氣污染，包括到2010年停止使用含鉛汽油，盡管到2000年為止，市場上的無鉛汽油指標(biāo)仍未到達(dá)要求。其次，現(xiàn)在市場上有一種從使用汽油轉(zhuǎn)變到使用液化石油氣的趨勢，但這種趨勢不是由于國家政策支持，而是由于液化石油氣的價格低。然而這些政策性措施忽視了行人周圍的環(huán)境的惡劣和由喇叭引起的間歇性噪音問題以及欠缺對喇叭聲級進(jìn)行規(guī)范的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。再者，也沒有對敏感地區(qū)如醫(yī)院、學(xué)校等交通噪音的強(qiáng)制性規(guī)范控制，或者某些限制大交通流路段邊的設(shè)施（如醫(yī)院）的建設(shè)的政策。 二 ○ ○ 七 屆 畢 業(yè) 設(shè) 計 慣性式汽車制動實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計 學(xué) 院：汽車學(xué)院 專 業(yè)：汽車運(yùn)用工程 姓 名：趙蒙生 學(xué) 號：2202030313 指導(dǎo)教師：王生昌教授 完成時間：2007-6-15 二〇〇七年六月 目 錄 摘 要 ABSTRACT 一：緒 論 1．1課題背景。 1．2國內(nèi)外汽車制動檢測試驗(yàn)臺的現(xiàn)狀 1．3本文研究內(nèi)容及創(chuàng)新 1. 3. 1本文研究的主要內(nèi)容 1.3.2本文的主要創(chuàng)新 1.3.3試驗(yàn)臺主要功能 1.3.4試驗(yàn)臺開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù) 1.3.5臺架檢測法的特點(diǎn)及發(fā)展前景。 二：方案比選 三：汽車ABS試驗(yàn)臺檢測的基本原理 3．1檢測原理 3．2模擬慣量的計算 3．3實(shí)驗(yàn)臺方案設(shè)計 四：制動實(shí)驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)設(shè)計 4．1主機(jī)參數(shù)的設(shè)計 4．2軸的的設(shè)計 4．2．1滾筒軸的設(shè)計 4．2．2副滾筒軸的設(shè)計 4．2．3飛輪軸的設(shè)計 4．4聯(lián)軸器，離合器，變速器以及軸承及其密封件的的選取 4．4．1聯(lián)軸器的選擇 4．4．2離合器的選取 4．4．3減速器的設(shè)計 4．4．4軸承的選取 4．4．5軸承密封件的設(shè)計 4．5飛輪的設(shè)計錯誤！未定義書。 4．5．1、飛輪系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 錯誤！未定義書簽。 4．5．2、飛輪模擬當(dāng)量的確定 錯誤！未定義書簽。 4．5．3飛輪布置形式 錯誤！未定義書簽。 4．6調(diào)距裝置的設(shè)計 錯誤！未定義書簽。 4．7機(jī)架和導(dǎo)軌的設(shè)計 錯誤！未定義書簽。 4．7．1機(jī)架的設(shè)計 錯誤！未定義書簽。 4．7．2導(dǎo)軌的選取 錯誤！未定義書簽。 4．7．3機(jī)架和地面的安裝形式 錯誤！未定義書簽。 五實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計零件的較核 錯誤！未定義書簽。 5．1滾筒軸的較核 錯誤！未定義書簽。 5．2飛輪軸的校核： 錯誤！未定義書簽。 5．3軸承的較核 錯誤！未定義書簽。 5．3．1滾筒軸承的較核 錯誤！未定義書簽。 5．3．2飛輪軸軸承的較核 錯誤！未定義書簽。 5．4液壓系統(tǒng)的校核 錯誤！未定義書簽。 六試驗(yàn)臺的使用說明 錯誤！未定義書簽。 6．1檢測的準(zhǔn)備工作 錯誤！未定義書簽。 6．1．1試驗(yàn)臺的準(zhǔn)備 錯誤！未定義書簽。 6．1．2被測車輛的準(zhǔn)備 錯誤！未定義書簽。 6．2檢測步驟 錯誤！未定義書簽。 6．3檢測時的注意事項(xiàng) 錯誤！未定義書簽。 6．4制動臺的調(diào)整 錯誤！未定義書簽。 6．5 制動試驗(yàn)臺的維護(hù) 錯誤！未定義書簽。 結(jié) 論 錯誤！未定義書簽。 1論文的主要工作與結(jié)論 錯誤！未定義書簽。 2進(jìn)一步的工作與展望 錯誤！未定義書簽。 致 謝 錯誤！未定義書簽。 參 考 文 獻(xiàn) 錯誤！未定義書簽。 附錄 1 汽車防抱制動系統(tǒng)檢測技術(shù)條件（JT/T510-2004） 中華人民共和國交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 錯誤！未定義書簽。 附錄 2 飛輪軸零件圖 錯誤！未定義書簽。 附錄 3 飛輪零件圖 錯誤！未定義書簽。 汽車防抱制動系統(tǒng)檢測技術(shù)條件（JT/T510-2004） 中 華 人 民 共 和 國 交 通 行 業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn) 汽車防抱制動系統(tǒng)檢測技術(shù)條件 JT/T 510-2004 1 范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了具有防抱制動裝置的汽車制動系統(tǒng)的技術(shù)要求和檢測方法。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于在公路及城市道路上行駛的在用汽車。 2 規(guī)范性引用文件 下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn),然而,鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。 GB7258 機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件 3 術(shù)語和定義 下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn): 3.1 滑移率 slip rate 車速與輪速之差對車速之百分比。臺架檢測時其值由下式計算: Si=Ｕ－Ｕwi／Ｕ×100％ 示中： Si ---滑移率； Ｕ ---制動時滾筒線速度，m/s; ω ---試驗(yàn)臺滾筒角速度,rad/s; r ---試驗(yàn)臺滾筒半徑,m; Ｕwi ---制動時車輪線速度,m/s; ωwi ---車輪角速度,rad/s; ｒwi ---車輪半徑,m.。 4 技術(shù)要求 4.1 制動力 車輛在檢驗(yàn)臺上測出的制動力應(yīng)符合表1的要求。 表 1 制動力總和與整車質(zhì)量的百分比軸制動力與軸荷的百分比 ≥60％ ≥60％（前軸） 4.2 制動力平衡要求 在制動力增長全過程中同時測得的左右輪制動力差的最大值,與全過程中測得的該軸左右輪最大制動力中大者之比,對前軸不得大于20％；對后軸,在后軸制動力大于等于后軸軸荷的60%時不得大于24％；當(dāng)后軸制動力小于后軸軸荷的60%時,在制動力增長全過程中同時測得的左右輪制動力差的最大值不得大于后軸軸荷的8％。 4.3 制動協(xié)調(diào)時間 車輛在檢驗(yàn)臺上測出的制動協(xié)調(diào)時間不大于0.6s 。 4.4 車輪阻滯力 車輛在檢驗(yàn)臺上測出的車輪阻滯力不大于該軸軸荷的5% 。 4.5 駐車制動性能 車輛在檢驗(yàn)臺上測出的駐車制動力的總和應(yīng)不小于該車在測試狀態(tài)下整車質(zhì)量的20% 。 4.6 車輪滑移率 車輪滑移率應(yīng)在15%~20%的范圍內(nèi)。 5 檢測方法 5.1 檢驗(yàn)條件 5.1.1 檢驗(yàn)為空載檢驗(yàn)。 5.1.2 汽車制動踏板力或制動氣壓； -----氣壓制動系：氣壓表的指示氣壓不大于60kPa； -----液壓制動系：踏板力,座位數(shù)不大于9座的載客汽車不大于400N；其他車輛不大于450N。 5.1.3 輪胎充氣至廠定壓力值,誤差不超過士1OKPa；胎面花紋高度不低于1.6mm。 5.1.4 檢驗(yàn)臺應(yīng)具備受檢車各軸各輪同時測量下列參數(shù)功能： a) 各輪制動特性測量； b) 制動力測量； c) 制動力平衡測量； d) 制動協(xié)調(diào)時間測量； e) 車輪阻滯力測量； f) 駐車制動力測量； g) 滑移率測量。 5.2 制動能力 5.2.1 檢驗(yàn) 5.2.1.1 檢驗(yàn)臺滾筒表面應(yīng)清潔,沒有松散物質(zhì)及油污。檢驗(yàn)員將車輛位置擺正,起動檢驗(yàn)臺,測取 4.1~4.5所要求的參數(shù)值,并記錄車輪是否抱死。 5.2.1.2 在測量制動時,為了獲得足夠的附著力,以避免車輪抱死,允許在車輛上增加足夠的附加 質(zhì)量或施加相當(dāng)于附加質(zhì)量的作用力(附加質(zhì)量或作用力不計入軸荷)；也可采取防止車輛移動的措施。 5.2.2 檢驗(yàn)結(jié)果處理 5.2.2.1 當(dāng)采取增加足夠的附加質(zhì)量或施加相當(dāng)于附加質(zhì)量的作用力方法之后,仍出現(xiàn)車輪抱死并在滾筒上打滑或整車隨滾筒滾動向后移出的現(xiàn)象,而制動力仍未達(dá)到合格要求時,應(yīng)改用GB7258中規(guī)定的其他方法進(jìn)行檢驗(yàn)。 5.2.2.2 當(dāng)車輛經(jīng)臺架檢驗(yàn)后對其制動性能有質(zhì)疑時,可用GB 7258中規(guī)定的路試檢驗(yàn)進(jìn)行復(fù)檢,并以滿載路試的檢驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。 5.2.2.3 使用臺架檢測車輛制動力時,當(dāng)檢測結(jié)果為不合格且與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值之差不超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的15％時,在對車輛不進(jìn)行任何調(diào)整的情況下,應(yīng)重新進(jìn)行檢測。 5.3 車輪滑移率 5.3.1 檢測 試驗(yàn)臺滾筒表面應(yīng)清潔,沒有松散物質(zhì)及油污。檢驗(yàn)員將車輛位置擺正,起動檢驗(yàn)臺,使?jié)L筒的線速度達(dá)到5Okm/h以上；待滾筒的線速度穩(wěn)定在40(士1.5)km/h時實(shí)施制動,測取所要求的參數(shù)值。 5.3.2 檢測結(jié)果處理 受檢車任一車輪的滑移率均應(yīng)滿足4.6要求。 2004-04-16發(fā)布 中華人民共和國交通部 2004-07-15實(shí)施 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 畢業(yè)設(shè)計說明書 摘 要 汽車制動性能的檢測，作為機(jī)動車安全檢測中最重要項(xiàng)目之一，一直是大家關(guān)注的焦點(diǎn)。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。 由于ABS能顯著改善汽車的制動性能，現(xiàn)已成為汽車制動系統(tǒng)的基本設(shè)備，隨著ABS在汽車上的應(yīng)用日益廣泛，如何準(zhǔn)確、快速、有效地檢測ABS工作性能已是一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)。目前，國內(nèi)外對汽車ABS工作性能的檢測廣泛采用的方法是實(shí)際裝車路試，但從試驗(yàn)情況來看，該法存在著三個方面的缺陷:費(fèi)用高、周期長、精度低。為克服這些不足，實(shí)現(xiàn)對ABS工作性能檢測臺架化是一個有前景的方向途徑。 本文正是針對這些情況而在檢測臺架化方面做了幾點(diǎn)工作: 關(guān)鍵詞：ABS試驗(yàn)臺，制動性能，檢測， 設(shè)計 ABSTRACT The testing of the performance of automobile braking, one of the most important items of safety testing of motor vehicles , is always our attention focus. How to test the performance of braking objectively and accurately and how to make it serve the society and benefit the people can’t be separated from the present situation of motor vehicles which need testing ， In recent years, the number of motor vehicles in our country is increasing rapidly, and at the same time, the problem of safe driving is more and more striking. Therefore, it is an important task to be studied and solved for the whole society, especially for the department of the public security and the department of transportation to strengthen the amnagement of motor vehicles and attach importance to the safety testing of them. Because ABS can prominently improve the automobile braking capability, it has become a basic equipment of Automobile Braking System. with ABS being applied on automobile more and more abroadly , how to inspect the capability of ABS nicely ,quickly and efficiently has become a very urgent task. At present, the widely used ways on inspecting ABS capability is the site automobile-test. But from trial result ,it discovers three aspets of limitation: costly expenditure，long periods and low nicety. In order to get over these limitations to realize the platformization on inspecting ABS capability is a fore-ground direction and approach.. This dissertation just aims at these things and has done some work on the platformization. Key Words: ABS test ， the performance of automobile braking station ，test， design 目 錄 摘 要 1 ABSTRACT 2 一：緒 論 5 1．1課題背景 5 1．2國內(nèi)外汽車制動檢測試驗(yàn)臺的現(xiàn)狀 6 1．3本文研究內(nèi)容及創(chuàng)新 7 1. 3. 1本文研究的主要內(nèi)容 7 1.3.2本文的主要創(chuàng)新 8 1.3.3試驗(yàn)臺主要功能 8 1.3.4試驗(yàn)臺開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù) 8 1.3.5臺架檢測法的特點(diǎn)及發(fā)展前景 8 二：方案比選 10 三：汽車ABS試驗(yàn)臺檢測的基本原理 13 3．1檢測原理 13 3．2模擬慣量的計算 14 3．3實(shí)驗(yàn)臺方案設(shè)計 15 四：制動實(shí)驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)設(shè)計 16 4．1主機(jī)參數(shù)的設(shè)計 16 4．2軸的的設(shè)計 17 4．2．1滾筒軸的設(shè)計 17 4．2．2副滾筒軸的設(shè)計 18 4．2．3飛輪軸的設(shè)計 18 4．4聯(lián)軸器，離合器，變速器以及軸承及其密封件的的選取 20 4．4．1聯(lián)軸器的選擇 20 4．4．2離合器的選取 20 4．4．3減速器的設(shè)計 20 4．4．4軸承的選取 20 4．4．5軸承密封件的設(shè)計 21 4．5飛輪的設(shè)計 21 4．5．1、飛輪系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 22 4．5．2、飛輪模擬當(dāng)量的確定 22 4．5．3飛輪布置形式 24 4．6調(diào)距裝置的設(shè)計 24 4．7機(jī)架和導(dǎo)軌的設(shè)計 25 4．7．1機(jī)架的設(shè)計 25 4．7．2導(dǎo)軌的選取 25 4．7．3機(jī)架和地面的安裝形式 25 五實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計零件的較核 26 5．1滾筒軸的較核 26 5．2飛輪軸的校核： 29 5．3軸承的較核 31 5．3．1滾筒軸承的較核 31 5．3．2飛輪軸軸承的較核 33 5．4液壓系統(tǒng)的校核 37 六試驗(yàn)臺的使用說明 39 6．1檢測的準(zhǔn)備工作 39 6．1．1試驗(yàn)臺的準(zhǔn)備 39 6．1．2被測車輛的準(zhǔn)備 39 6．2檢測步驟 39 6．3檢測時的注意事項(xiàng) 39 6．4制動臺的調(diào)整 40 6．5 制動試驗(yàn)臺的維護(hù) 40 結(jié) 論 43 1論文的主要工作與結(jié)論 43 2進(jìn)一步的工作與展望 43 致 謝 45 參 考 文 獻(xiàn) 46 附錄 1 汽車防抱制動系統(tǒng)檢測技術(shù)條件（JT/T510-2004） 中華人民共和國交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 47 附錄 2 飛輪軸零件圖 錯誤！未定義書簽。 附錄 3 飛輪零件圖 錯誤！未定義書簽。 一：緒 論 1．1課題背景 隨著我國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展以及高速公路、高等級公路的大規(guī)模建設(shè)，車輛密集化和車輛高速化對車輛的制動系統(tǒng)提出了更高要求。對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一瞬間偏離原定軌道或甩尾產(chǎn)生的，因而探討各種高性能制動系統(tǒng)和完善制動性能是促進(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可以明顯提高制動過程中的操縱穩(wěn)定性并同時縮短制動距離，大大提高了行駛安全性，是一種主動安全性技術(shù)。 國外從70年代就開始開發(fā)ABS產(chǎn)品，致力于在汽車制動時避免車輪過早抱死。80年代隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，ABS不斷完善并得以廣泛應(yīng)用。隨著世界汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車的安全性、舒適性日益受到人們的重視。目前，西方發(fā)達(dá)國家己廣泛采用ABS，而且己成為汽車的必要裝備。有關(guān)資料表明，美國自60年代末、70年代初開始在汽車上安裝ABS , 70年代末、80年代初，歐洲國家開始批量采用ABS。近年來，ABS在我國也正在推廣和應(yīng)用,大部分轎車和客車均開始采用ABS，以縮短制動距離，防止側(cè)滑，提高制動時的方向穩(wěn)定性，從而大大改善了汽車的制動性能，減少了車禍，提高了汽車運(yùn)行的安全性。 隨著ABS裝置的廣泛應(yīng)用，檢測ABS性能也顯得越來越重要。ABS性能的好壞直接影響到行車的安全。我國現(xiàn)有的各種制動檢驗(yàn)臺都無法檢測裝有ABS汽車的制動性能。目前裝有ABS裝置的汽車，測試制動性能只能采用路試，道路試驗(yàn)需要建造ABS性能專用跑道，ABS性能專用跑道投資大，而且每次ABS性能測試前，對試驗(yàn)路段要進(jìn)行仔細(xì)地清洗，準(zhǔn)備試驗(yàn)路段的時間較長、試驗(yàn)費(fèi)用較高，而且道路試驗(yàn)過程存在一定安全風(fēng)險。目前，我國只有海南汽車試驗(yàn)研究所的汽車試驗(yàn)場等少數(shù)單位才有ABS的專用試驗(yàn)跑道。汽車生產(chǎn)商在推出一款新車型時對ABS性能進(jìn)行定型試驗(yàn)，一般須將新車型的樣車送往海南 。對于汽車ABS生產(chǎn)廠家批量生產(chǎn)的汽車ABS產(chǎn)品的質(zhì)量檢測和在用汽車的ABS性能定期測試，目前只有在道路上進(jìn)行行車緊急制動，憑駕駛員的感覺來判斷ABS的工作是否正常。隨著汽車市場對ABS需求的大量增加，為快速、有效、經(jīng)濟(jì)地對ABS性能進(jìn)行檢測，迫切需要采用室內(nèi)試驗(yàn)臺來對汽車ABS性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。2004年04月國家交通部發(fā)布了交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)((JT/T510-2004)“汽車防抱制動系統(tǒng)檢測技術(shù)條件”，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了具有防抱制動裝置的汽車制動系統(tǒng)的技術(shù)要求及檢測方法。該標(biāo)準(zhǔn)的出臺，為汽車ABS檢測試驗(yàn)臺的研究開發(fā)提供了依據(jù)。目前，國內(nèi)有關(guān)汽車ABS檢測試驗(yàn)臺的研制報道不多，因此迫切需要研制一種適合檢測ABS的檢測試驗(yàn)臺。 1．2國內(nèi)外汽車制動檢測試驗(yàn)臺的現(xiàn)狀 目前，國內(nèi)外汽車制動檢測試驗(yàn)臺按檢測時支承受檢車輪方式可分為兩種:一種為滾筒式制動試驗(yàn)臺，另一種為平板式制動試驗(yàn)臺;而根據(jù)制動臺檢測制動性的原理，可將制動臺分為慣性式制動檢驗(yàn)臺和反力式制動試驗(yàn)臺兩類。 汽車制動力檢測是重要的安全檢測項(xiàng)目之一，無論是管理部門還是車主都十分重視汽車的制動性能。目前，汽車檢測線上常用的制動力檢測設(shè)備主要是滾筒反力式制動力檢測臺，另外還有一種平板式制動力檢測臺，在汽車維修企業(yè)中采用的一種原理類似“扭力扳手”的制動力檢測杠桿或檢測平板，則屬于純靜態(tài)制動力檢測設(shè)備。 滾筒反力式制動力檢測臺是使用最為普通的檢測設(shè)備。它由電機(jī)通過傳動裝置驅(qū)動滾筒，滾筒帶動車輪，并在汽車制動時，利用測力杠桿將制動力傳給測力傳感器。為增大車輪與滾筒間的附著系數(shù)，通常采用在滾筒表面刻槽或粘砂的辦法。滾筒反力式制動力檢測臺的優(yōu)點(diǎn)是測量的重復(fù)性比較好。這是因?yàn)樗删_控制電機(jī)驅(qū)動滾筒的轉(zhuǎn)速，每次測量轉(zhuǎn)速的變化不會太大，且車輪在滾筒上的位置也基本不變。也就是說測量的條件變化不大，所以這種設(shè)備測量的重復(fù)性較好。它最大的缺點(diǎn)則是由安置角引出的。所謂安置角是指車輪中心與兩個滾筒中心連線之間夾角的一半。由于不同型號車輛的輪徑不同，而滾筒的直徑和兩個滾筒的中心距是固定不變的(當(dāng)然也有少數(shù)是可調(diào)的)，所以對不同型號的車輛來說，安置角是不同的。小型車，車輪的安置角大，車輪對滾筒的正壓力大，附著力也就大，這樣就容易測到最大制動力:而大車的情況則相反，往往需要施以附加載荷才能測到最大制動力。此外，滾筒反力式制動力檢測臺的驅(qū)動轉(zhuǎn)速較低，滾筒表面的線速度一般為5km / h左右，因此無法測到汽車在高速情況下的制動性能。 平板式制動力檢測臺在社會上已開始應(yīng)用，并得到GB 7258-1997《機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件》的認(rèn)可。它的檢測原理是利用平板將汽車制動時的前沖慣性力(數(shù)值與汽車制動力相等)傳遞給平板下的力傳感器。其優(yōu)點(diǎn)是:原理和結(jié)構(gòu)簡單，檢測條件與汽車在道路上的制動狀態(tài)類似，能充分反映汽車制動的真實(shí)性能;不存在安置角引出的問題:還可設(shè)計成既能檢測制動力。也能檢測軸重、側(cè)滑、懸掛等項(xiàng)目的汽車綜合性能檢測臺，從而可大大減少占地面積，節(jié)約土建投資。當(dāng)然，平板式制動臺也有缺陷，即測量復(fù)現(xiàn)性不如滾筒反力式制動力檢測臺。這是由于在每次檢測時駕駛員不能保證汽車的初始速度和施加于踏板的力都一致，所以測量數(shù)據(jù)顯示出較大的離散性。但必須指出的是，這種情況并不是測量設(shè)備本身的重復(fù)性不好，而是由于測量條件的變化而引起制動力檢測數(shù)據(jù)的變化，這樣的測量結(jié)果反而能真實(shí)反映汽車的制動性能，與道路試驗(yàn)的情況相似。對安全管理部門來說，制動力檢測僅要求及格性判別，汽車制動力只要達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn)就可以，車管部門并不需要知道汽車的撮大制動力是多少。所以，因平板式制動力檢測臺簡單、實(shí)用并接近路試情況，故值得推廣應(yīng)用，一段時間內(nèi)取代滾筒反力式制動力檢測臺。但是由于目前的技術(shù)原因，平板式制動實(shí)驗(yàn)臺的推廣和應(yīng)用存在著很大的困難，因此應(yīng)用很少。 扭力扳手式的制動力檢測方法由于不存在附著系數(shù)問題，所以可以準(zhǔn)確地測得汽車的最大靜態(tài)制動力。但這種方法的效率較低，只適用于修理廠內(nèi)部使用。 慣性式制動力檢測臺是一種動態(tài)制動力檢測設(shè)備。它是利用電機(jī)或車輛本身的動力驅(qū)動滾筒，滾筒帶動車輪，當(dāng)汽車制動時，由于滾筒的轉(zhuǎn)動慣量相當(dāng)大，所以從制動開始到結(jié)束需要一段時間，通過測量制動初始速度和制動時間便可得到制動減速度。由于滾筒的轉(zhuǎn)動慣量是事先知道的，這樣就可以推算出車輪的制動力矩。但難辦的是:車軸和車輪的轉(zhuǎn)動慣量不知道，如果略去不計則會產(chǎn)生較大誤差;如需精確測量，就要通過增設(shè)附加轉(zhuǎn)動慣量，每車做兩次試驗(yàn)，再對試驗(yàn)數(shù)據(jù)解聯(lián)立方程才能得到較理想的結(jié)果。 為了解決傳統(tǒng)慣性式制動力檢測臺的這種缺點(diǎn)，國內(nèi)某研究所發(fā)明了一種“動態(tài)校準(zhǔn)的慣性制動臺”。這種制動臺是在帶高速反拖的底盤測功機(jī)的基礎(chǔ)上派生出來的，它利用大功率變頻電機(jī)或汽車本身的動力使車輪在滾筒上高速轉(zhuǎn)動，利用電渦流測功機(jī)給出標(biāo)準(zhǔn)制動力矩，對系統(tǒng)(包括車軸和車輪)的整體轉(zhuǎn)動慣量進(jìn)行測量和計算，從而可得出系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的精確數(shù)值，避免傳統(tǒng)慣性式制動力檢測臺需配備附加轉(zhuǎn)動慣量的麻煩。 必須指出，各種汽車制動力檢測設(shè)備都有一些共性的問題。例如:只要是動態(tài)測量，所測得的結(jié)果只能是最大制動力和附著力的小者，當(dāng)附著力小于最大制動力時，只能測到附著力，因?yàn)樵谶@種情況下制動效能無法充分發(fā)揮出來;只要是雙滾筒式制力檢測臺，就不能避免因安置角而引出的問題，其制動機(jī)理與路試情況便會有一定差異。因此每種實(shí)驗(yàn)臺都有他的優(yōu)缺點(diǎn)。 1．3本文研究內(nèi)容及創(chuàng)新 1. 3. 1本文研究的主要內(nèi)容 由于目前ABS以廣泛應(yīng)用于各種汽車，尤其是在轎車和客車領(lǐng)域得到了迅猛的發(fā)展，但是傳統(tǒng)的制動試驗(yàn)臺基本上都是檢測汽車的制動力和制動時間等，已經(jīng)無法滿足檢測ABS汽車的需要，針對這種情況，本次設(shè)計就是在這方面作了一些嘗試，在反力式制動試驗(yàn)臺的基礎(chǔ)上設(shè)計了一種慣性式滾筒式制動試驗(yàn)臺，主要工作如下： 1） 試驗(yàn)臺的方案設(shè)計； 2）試驗(yàn)臺慣量系統(tǒng)的設(shè)計； 3）主要零部件設(shè)計； 4）試驗(yàn)臺總體設(shè)計； 5）機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計及裝配圖和零件圖的繪制； 6）設(shè)計說明書和使用說明書的編寫。 1.3.2本文的主要創(chuàng)新 1）目前汽車ABS的性能檢測，通常采用道路試驗(yàn)，道路試驗(yàn)費(fèi)用高且路試過程存在一定安全風(fēng)險，本課題為汽車ABS檢測的室內(nèi)試驗(yàn)臺。不但可以檢測ABS汽車的滑移率，而且可以用用來檢測汽車制動距離的一種動態(tài)制動試驗(yàn)臺，從而使得檢測結(jié)果更加符合實(shí)際情況； 2）汽車ABS檢測試驗(yàn)臺的關(guān)鍵技術(shù)是等效動力學(xué)模型，如何用滾筒及飛輪的轉(zhuǎn)動慣量代替汽車移動的慣量是其中的重要問題； 3）提出汽車ABS檢測試驗(yàn)臺總體設(shè)計方案，，為汽車ABS檢測試驗(yàn)臺的研究開發(fā)提供一套完整的設(shè)計方法。 1.3.3試驗(yàn)臺主要功能 本試驗(yàn)臺能夠完成對汽車常規(guī)制動性能和在用車輛ABS制動系統(tǒng)的室內(nèi)檢測，其功能主要包括: 1）前后四輪同時檢測，可測試出滑移率、制動距離,制動時間等參數(shù)，對汽車ABS系統(tǒng)性能作出比較全面的評價； 2）自動化程度高，選定ABS工作性能檢測或常規(guī)制動性能檢測后，系統(tǒng)可在臺架控制系統(tǒng)的控制下自動完成測試過程。 1.3.4試驗(yàn)臺開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù) 1）試驗(yàn)臺架軸距調(diào)節(jié)及傳動機(jī)構(gòu)的變速調(diào)節(jié)技術(shù)； 2）車輛在臺架試驗(yàn)中安置角的合理確定； 3）慣量系統(tǒng)的合理確定。 1.3.5臺架檢測法的特點(diǎn)及發(fā)展前景 相對于道路試驗(yàn)檢測來說，臺架檢測方法具有許多突出的優(yōu)點(diǎn): 1）檢測過程簡單，時間短。針對ABS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ABS檢測試驗(yàn)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； 2）設(shè)備占地面積小，可以作為一個單獨(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汽車ABS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； 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，盡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。 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(xiàng)目中增加ABS系統(tǒng)制動性能檢測的必要性也隨之日益提高，臺架檢測必隨之廣泛應(yīng)用。 二：方案比選 目前，國內(nèi)外汽車制動檢測國內(nèi)汽車檢測線上最常用的制動檢測設(shè)備就是反力式滾筒制動試驗(yàn)臺。 但反力式滾筒制動試驗(yàn)臺檢測時，汽車不動 ，只是滾筒帶動車輪轉(zhuǎn)動，是一種靜態(tài)檢測，不能檢測汽車動態(tài)制動情況下的制動力。檢測車速較低，一般在5km/h以下，且只有一個固定的車速。由于速度太低，對于裝有ABS的汽車, ABS系統(tǒng)尚不起作用,即使起作用測得的制動力由于汽車未處于抱死狀態(tài)，也就低于其實(shí)際制動力,因此反力式滾筒制動臺也不適合檢測ABS系統(tǒng)的性能。 因此,隨著ABS系統(tǒng)的大量應(yīng)用,需要一種新的檢測方法來檢測汽車的制動效能,慣性式制動檢測臺就是一種是模擬道路行駛動能檢測車輛制動性能的裝置，。因此慣性式檢測臺的轉(zhuǎn)速比反力式滾筒臺的轉(zhuǎn)速高的多，速度一般都大于40km/h,適合ABS的檢測要求。且結(jié)果更加可靠和可信。 本次設(shè)計就是設(shè)計一種主要是用來檢測轎車整車制動性能的慣性式制動試驗(yàn)臺。 目前慣性式制動臺主要有兩種,一種是平板式的,一種是滾筒式的.其中平板式制動實(shí)驗(yàn)臺具有操作和安裝簡單,維修方便等優(yōu)點(diǎn),但如前面分析也有致命的缺點(diǎn),缺點(diǎn)主要有如下幾方面 1）測試的重復(fù)性不好； 2）安全性差,若附著性能不好,汽車容易跑車,而造成事故； 3）檢測技術(shù)也不成熟,定量分析以及傳感技術(shù)和計算機(jī)后處理的要求很高,有待 于電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展.。 而滾筒式制動臺卻沒有這些缺點(diǎn),它最大的缺點(diǎn)就是由安置角引起的,會因?yàn)檩喬ブ睆降淖兓饳z測結(jié)果的誤差.但現(xiàn)對于平板式的要小的多，因此慣性滾筒式在平板式的問題沒有解決前是最好的檢測方法。 目前慣性滾筒式制動實(shí)驗(yàn)臺也主要有兩種, 一種是電動機(jī)驅(qū)動的慣性式滾筒制動試驗(yàn)臺如圖1，另外一種就是發(fā)動機(jī)驅(qū)動的慣性式滾筒制動試驗(yàn)臺如圖2，其中發(fā)動機(jī)驅(qū)動的慣性式滾筒制動試驗(yàn)臺，受檢車輛發(fā)動機(jī)驅(qū)動，前后軸同時檢測的慣性式滾筒制動試驗(yàn)臺，受檢汽車前后軸車輪分別安置在臺架前后各對滾筒上，左右滾筒組通過變速器串接，前后滾筒組經(jīng)傳動軸聯(lián)結(jié)，飛輪的作用是增加滾筒系統(tǒng)的慣量。受檢車輛的驅(qū)動力經(jīng)驅(qū)動輪帶動臺架后滾筒組（設(shè)汽車為后輪驅(qū)動）轉(zhuǎn)動，并經(jīng)過傳動軸帶動前滾筒組同步轉(zhuǎn)動。汽車在臺架上運(yùn)行速度由受檢車輛控制。該試驗(yàn)臺相對于電動機(jī)驅(qū)動的試驗(yàn)臺來如果軸距單一來說具有結(jié)構(gòu)簡單，只需要通過汽車本身就可以控制，比較適合于工廠內(nèi)部的實(shí)用，但是對于汽車檢測企業(yè)來說，由于需要檢測不同類型的得汽車，需要不斷的調(diào)整軸距，而調(diào)整軸距的方法也主要有兩種，一種是采用帶輪，但是由于調(diào)節(jié)的距離太長，因此不適合在本試驗(yàn)臺上使用，另外一種就是采用 1滾筒裝置 2 飛輪系統(tǒng) 3 調(diào)距裝置 4舉升裝置 5電機(jī) 6 聯(lián)軸器 7 變速器 圖1 電動機(jī)驅(qū)動慣性式滾筒制動試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)簡圖 1滾筒裝置 2 飛輪系統(tǒng) 3 調(diào)距裝置 4舉升裝置 5鏈輪系統(tǒng) 6 聯(lián)軸器 7 變速器 圖2 發(fā)動機(jī)驅(qū)動慣性式滾筒制動試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)簡圖 絲杠，但是成本太高，且設(shè)計復(fù)雜，因此不適合于汽車檢測維修企業(yè)的使用，相反電動機(jī)驅(qū)動的試驗(yàn)臺，是由電動機(jī)驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)，待達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速后，停止轉(zhuǎn)動，雙軸采用雙電機(jī)結(jié)構(gòu)，也便于實(shí)現(xiàn)檢測車輛前后軸的同步，且結(jié)構(gòu)簡單，軸距的調(diào)節(jié)采用雙液壓缸來移動后滾筒，從而滿足檢測車軸距的需要，且簡單實(shí)用，因此電動機(jī)驅(qū)動的慣性制動實(shí)驗(yàn)臺為本次設(shè)計的最佳選擇。 本試驗(yàn)臺主要是依靠飛輪來模擬汽車轉(zhuǎn)動動能來模擬汽車的平動動能，為了減小飛輪的尺寸和節(jié)省成本，采用增速器增加飛輪的轉(zhuǎn)速，從而增加其轉(zhuǎn)動動能，并根據(jù)不同的車重選擇合適的飛輪組合，飛輪與軸的連接通過軸承，并采用離合器，這樣方便飛輪的接合和分離，從避免了傳統(tǒng)的飛輪再不用時通過支撐機(jī)構(gòu)來支撐的缺點(diǎn)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)支撐會很容易引起過支撐或者支撐不夠的問題，從而影響檢測效果，而采用軸承后則完全避免了這個問題！ 三：汽車ABS試驗(yàn)臺檢測的基本原理 ABS產(chǎn)品性能主要有制動效能和制動穩(wěn)定性兩個方面，制動效能是指汽車以一定的初速度迅速停車的能力，通常以制動距離和制動過程中的制動減速度來表征。制動效能是表征汽車制動性最基本的特性參數(shù)。制動時的方向穩(wěn)定性是指汽車在制動過程中維持直線行駛的能力或按預(yù)定彎道行駛的能力，即是指汽車預(yù)防制動跑偏和側(cè)滑的能力，本試驗(yàn)臺則主要檢測汽車的制動效能。主要能夠測試汽車的滑移率，制動時間，制動距離，在安裝一定的設(shè)備后還可以進(jìn)行傳統(tǒng)的力檢測。 3．1檢測原理 慣性式滾筒臺的滾筒相當(dāng)于移動路面，檢測時，轉(zhuǎn)動的滾筒系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)動動能，相當(dāng)于汽車在道路上行駛的平動動能;模擬慣量及車輪的轉(zhuǎn)動動能相當(dāng)于汽車發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)和車輪的轉(zhuǎn)動動能。即慣性式滾筒制動臺要能模擬汽車道路行駛時的動能。 慣性式滾筒制動臺要能模擬汽車道路行駛時的動能。汽車在道路上行駛的能為汽車的平動動能與轉(zhuǎn)動動能之和，即 式中： 汽車在慣性制動臺上檢測時，汽車及制動臺系統(tǒng)的動能(汽車前、后軸均在制動臺的滾筒上)為汽車的轉(zhuǎn)動動能與制動臺滾筒系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動動能之和，即 式中： 慣性式滾筒制動臺要模擬汽車道路行駛時的動能，必須使汽車在慣性臺上運(yùn)專時車臺系統(tǒng)的動能與汽車道路行駛時的動能一致，即 則： = 即慣性式滾筒制動臺的轉(zhuǎn)動動能應(yīng)等于汽車道路行駛的平動動能，若滾筒表面附著系數(shù)足夠，車輪在滾筒上轉(zhuǎn)動不產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)，即滾筒與車輪的線速度相等，且均等于汽車行駛速度、，即 式中： ； 。 則有 所以只要確定滾筒的半徑和受檢車輛的質(zhì)量，試驗(yàn)臺的滾筒系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量就確定了為檢測滑移率以判斷ABS的工作狀況，需在滾筒軸上安裝轉(zhuǎn)角傳感器，根據(jù)傳感器在單位時間發(fā)出的轉(zhuǎn)角信號可確定滾筒轉(zhuǎn)速，滾筒的圓周速度模擬車身的運(yùn)動速度，同時由安裝在車輪軸上的輪速傳感器測得輪速，據(jù)此來計算滑移率。為檢測制動距離與制動時間，可在滾筒軸上再安裝計時器，記錄從制動開始到滾筒停止轉(zhuǎn)動所需的時間，即制動時間;根據(jù)滾筒轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)及滾筒直徑可得到制動距離。如果需要檢測制動力，可在滾筒軸的聯(lián)軸器間安裝扭矩計，通過計算可得到各輪制動力，各個傳感器采集到數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿C(jī)進(jìn)行處理。 3．2模擬慣量的計算 根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的等效動力學(xué)模型原理，多體系統(tǒng)各構(gòu)件的移動、轉(zhuǎn)動慣量可以等效為某個選定的構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動慣量，對于有max {n, k}個運(yùn)動構(gòu)件的系統(tǒng)，若其中n個運(yùn)動構(gòu)件的質(zhì)心做移動，k個構(gòu)件有轉(zhuǎn)動，等效轉(zhuǎn)動慣量的公式 為: 式中： 此試驗(yàn)臺的轉(zhuǎn)動慣量為滾筒、軸及其軸承、飛輪、減速器、聯(lián)軸器、離合器之和，計算時由上面論述所有慣量可以先等效為滾筒的慣量，即： 總的慣量 3．3實(shí)驗(yàn)臺方案設(shè)計 擬采取雙軸電機(jī)驅(qū)動的慣性式制動試驗(yàn)臺。中心距采用液壓調(diào)節(jié)。如圖3，兩個電動機(jī)為了保證檢測的同步同時啟動，在達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)速后，，此時以飛輪系統(tǒng)以及滾筒等旋轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)動慣量既為汽車的平動動能，斷開電動機(jī)，并踩制動，為了保證汽車在制動時ABS起作用，汽車必須啟動，且保證電路的暢通，飛輪上裝有速度傳感器和時間傳感器，可以測量制動時車的制動速度和制動時間，并在車輪上裝有速度傳感器，可以結(jié)合飛輪的傳感器測的汽車制動時的滑移率，根據(jù)滾筒轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，可以測的汽車的制動距離，因此本實(shí)驗(yàn)臺是一個多功能實(shí)驗(yàn)臺，可以綜合測量汽車的制動性能 ，因此使得測量結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠，減速器的作用是為了增加飛輪旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，增加其轉(zhuǎn)動慣量，節(jié)省材料，飛輪根據(jù)測試車的重量的大小選取不同的組合，保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，其旋轉(zhuǎn)與否采用電磁離合器控制，數(shù)據(jù)的采集利用電腦進(jìn)行采集，因此操作也很簡單方便，是一種很好的多功能制動實(shí)驗(yàn)臺。 圖3 試驗(yàn)臺整體方案的設(shè)計 四：制動實(shí)驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)設(shè)計 4．1主機(jī)參數(shù)的設(shè)計 參考得汽車車輪直徑d在500-700mm之間，D為滾筒的直徑,一般情況下滾筒直徑為最大車輪半徑的0.4倍，所以： D=0.4d=0.4×700=280mm 查機(jī)械設(shè)計手冊選取外徑為299mm，壁厚為30mm的型鋼，為了保證測試的準(zhǔn)確性和保證安全，取路面附著系數(shù)=0.7，由 =tan 暫取為35° （4—1） 求得L=573mm 暫取600mm 此時由上式得α=36.9>35°,完全滿足條件，且可以保證汽車在制動時的穩(wěn)定性.因?yàn)槠嚨妮喚嘣?200-1600mm之間，考慮輪距對滾筒的影響選取滾筒長度為850mm，兩個滾筒之間的中心距為700mm， 為了方便滾筒與軸的傳動，采用在滾筒兩端焊接兩個鐵板，且采用法蘭盤與軸進(jìn)行連接，這樣既能夠保證傳動的需要，設(shè)計又簡單，其中法蘭盤直接在軸上加工，采取這種結(jié)構(gòu)增大了力的傳遞范圍，也便于滾筒和軸的的定位，進(jìn)入滾筒的軸的軸徑采用53mm，而滾筒擋板中心孔的直徑為55mm,這樣就有足夠的間隙保證各個零件的配合，簡圖及滾筒的主要尺寸如下： 圖4 滾筒的設(shè)計方案 兩個滾筒之間為了方便汽車的駛?cè)牒烷_出設(shè)置舉升器，如圖所示，最小輪胎離滾筒軸的距離為： （4—2） 所以最小輪胎立滾筒軸的距離為263.82-250=13.82mm，為了保證車的順利出入以及不影響汽車的檢測，設(shè)舉升器托板平時在滾筒軸位置，寬度為100mm，舉升器行程為120mm,采用氣囊式舉升裝置。 為了保證附著系數(shù)0.7的要求，且考慮經(jīng)濟(jì)性,滾筒表面采用粘砂處理。 圖 5 最小車輪受檢時的簡圖 最后的參數(shù)如下： （1）允許承載的質(zhì)量： 3000kg （2）滾筒尺寸（直徑*長度） 299mm*850mm （3）滾筒軸間距 600mm （4）滾筒間距 700 mm （5）滾筒表面的形式 粘砂 （6）舉升方式 氣囊式舉升 （7）舉升器工作行程 120mm （8）滾筒軸與滾筒間傳動方式 法蘭盤傳動 （9）ABS制動測試速度范圍 30km/h-8km/h （10）前后滾筒軸間距采用液壓油缸進(jìn)行調(diào)節(jié)，距離為2100——3600mm 4．2軸的的設(shè)計 4．2．1滾筒軸的設(shè)計 經(jīng)過計算和考慮到安裝的要求設(shè)計滾筒軸如下，其中直徑為150mm的部分，為法蘭盤的形式，在半徑為60mm的部分打8個直徑為18mm的孔。用來安裝螺栓與滾筒豎板相連接，直徑為53的軸是為了保證與滾筒配合時保證設(shè)備的同軸！滾筒板孔的直徑采用55mm.,以下軸的類似設(shè)計與本軸相同。 圖6 左滾筒軸設(shè)計圖 圖7 右滾筒軸設(shè)計圖 4．2．2副滾筒軸的設(shè)計 圖8 副滾筒軸設(shè)計圖 4．2．3飛輪軸的設(shè)計 經(jīng)過計算和考慮到安裝的要求設(shè)飛輪軸如下： 圖8 飛輪軸設(shè)計圖 4．3電機(jī)的設(shè)計 試驗(yàn)臺在檢測ABS的性能時，需在不同車速下進(jìn)行檢測，試驗(yàn)臺驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速必須是可調(diào)的，可選YCT系列電磁調(diào)速電動機(jī)，該電動機(jī)是由作為原動機(jī)的鼠籠式異步電動機(jī)和作為調(diào)速裝置的電磁轉(zhuǎn)差離合器及控制裝置組合而成，該調(diào)速電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。 電機(jī)型號的選擇 根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件和電機(jī)的參數(shù)選定電機(jī)啟動到達(dá)到試驗(yàn)要求時間為20s 電機(jī)的轉(zhuǎn)速 （4—3） 取710r/min 角加速度△ （4—4） 車的最大質(zhì)量為3t。每個車輪負(fù)荷為 所以慣量系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量為 （4—5） 所以每根軸上的驅(qū)動轉(zhuǎn)距為 （4—6） 電機(jī)所需功率 （4—7） 根據(jù)上述條件由機(jī)械設(shè)計手冊P1278,選擇YCT 225—4A的電磁調(diào)速電動機(jī)，其功率為11kw，額定轉(zhuǎn)距為69.1Nm，所調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為1250-125r/min m=367kg 4．4聯(lián)軸器，離合器，變速器以及軸承及其密封件的的選取 4．4．1聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)本試驗(yàn)臺的特點(diǎn)，且考慮到安裝方便和便于對中， 由機(jī)械設(shè)計手冊P5-63,采用凸緣聯(lián)軸器，選用YLD型-對中榫型聯(lián)軸器.都采用YL9型，其公稱轉(zhuǎn)距為400Nm，完全可以滿足試驗(yàn)的要求，其中飛輪軸和變速器軸之間以及電機(jī)和離合器之間、兩滾筒軸之間采用軸孔直徑為42mm的聯(lián)軸器，，變速器與滾筒軸之間采用軸孔直徑為48mm的聯(lián)軸器。 4．4．2離合器的選取 由于試驗(yàn)臺是在停車狀態(tài)下根據(jù)試驗(yàn)對象的對應(yīng)參數(shù)，相應(yīng)的嚙合若干個慣量盤，又不需要經(jīng)常離合，故考慮選用牙嵌式離合器。牙嵌式離合器靠主動件與被動件強(qiáng)制嚙合傳遞轉(zhuǎn)矩，其結(jié)構(gòu)簡單，外形尺寸小，傳遞轉(zhuǎn)矩大，傳動比固定不變不產(chǎn)生摩擦熱。牙嵌式離合器又分為機(jī)械式和電磁式兩種，基于慣量盤計算，重量較大，用手動杠桿操縱，增加了操作強(qiáng)度，故采用電磁式。電磁式牙嵌離合器用電磁力接合，能用于遠(yuǎn)距操縱，便于該試驗(yàn)臺的自動化?？紤]到上述優(yōu)點(diǎn)電機(jī)與飛輪軸之間也采用牙嵌式電磁離合器，根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊P5-235,其中電機(jī)與滾筒軸之間采用規(guī)格為16A的DLY5系列牙嵌式有滑環(huán)電磁離合器，其額定轉(zhuǎn)矩為100Nm，由上面電機(jī)的計算得知，該離合器滿足要求，飛輪與飛輪軸之間根據(jù)軸徑的大小分別采用25A和40A的DLY5系列牙嵌式有滑環(huán)電磁離合器，其額定轉(zhuǎn)矩分別為250 Nm和400 Nm，也滿足設(shè)計的要求。 4．4．3減速器的設(shè)計 為了增加減少飛輪的尺寸，節(jié)省材料，采用增速器增加旋轉(zhuǎn)飛輪的慣量，擬采取速比為1：2的增速器，參考減速器選用手冊，由 （4—8） 求得 ： P=50kw （4—9） 根據(jù)減速器選用手冊P24，選用ZDY-100型變速器，其功率為80kw輸出軸的軸徑為42㎜，輸入軸的軸徑為40㎜。 4．4．4軸承的選取 為了便于對中和考慮到軸承受較大力的影響，軸于機(jī)架之間的軸承采用圓錐滾子軸承，其中飛輪軸采用30209系列圓錐滾子軸承，而滾筒軸采用32010系列圓錐滾子軸承，而飛輪與軸之間的軸承因?yàn)閷鬟f的要求不高，故根據(jù)軸徑的大小分別采用N209和N210系列的圓柱滾子軸承。 4．4．5軸承密封件的設(shè)計 1）軸承蓋的設(shè)計 為了便于安裝和密封，對于軸端的軸承蓋采用凸緣式軸承蓋，其中設(shè)計參數(shù)如圖10，密封采取間隙密封，，對于在軸上的端蓋，只需要在該種端蓋的中心鑄造相同的孔就可以，而飛輪軸上固定飛輪的軸承的密封端蓋則采取直接在飛輪上鑄造的形式，密封同樣采取間隙密封， 2）密封墊片的設(shè)計 密封墊片為了保證密封良好和安裝簡單，采用平面型石棉橡膠墊片， 圖 10 軸承蓋簡圖 3）軸承座的設(shè)計 為了保證安各個旋轉(zhuǎn)軸的在檢測時的同軸度，滾筒的軸承座采用揭蓋的形式，并通過螺栓與機(jī)架的底檔板相連接，采用一系列的調(diào)整墊片調(diào)整其高度，從而最大可能的保證它的同軸度，對于飛輪組的軸承座則是直接鑄造在箱體上。 4）甩油盤的設(shè)計 為了保證軸承的潤滑和密封，選用甩油盤，其尺寸參考機(jī)械設(shè)計手冊P87頁,根據(jù)軸徑的大小分別選用50和55系列的甩油盤。 4．5飛輪的設(shè)計 由前面汽車所需要的的總慣量為： （4—10） 單個滾筒的慣量為 （4—11） 所以滾筒的慣量為 （4—12） 滾筒盤慣量的計算，與滾筒焊接的盤，設(shè)盤厚為30mm 所以盤的慣量為 （4—13） 所以總的慣量為 （4—14） 法蘭盤選取寬為20mm，直徑為90的鋼板， 所以其轉(zhuǎn)動慣量為 （4—15） 每個聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量查機(jī)械設(shè)計手冊的為0.064 kg㎡，所以在慣量系統(tǒng)中聯(lián)軸器總的轉(zhuǎn)動慣量為0.06418=1.152 kg㎡ 所以飛輪系統(tǒng)慣量為總的慣量減去上述慣量，并考慮到軸的影響，最后確定飛輪系統(tǒng)的慣量為30Nm 統(tǒng)計得出，常見小型車輛的質(zhì)量多在600^-3000Kg之間，且質(zhì)量分布無明顯規(guī)律。為了準(zhǔn)確模擬出被檢測量的平動動能，同時兼顧到飛輪加工與安裝的難易程度， 選取100Kg作為模擬當(dāng)量的最小間隔差，飛輪系統(tǒng)設(shè)計如下 4．5．1、飛輪系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 飛輪系統(tǒng)由六個單獨(dú)的飛輪組成，分別裝配在兩根軸上。 4．5．2、飛輪模擬當(dāng)量的確定 (1)最小模擬當(dāng)量:600Kg (2)最大模擬當(dāng)量:3000Kg (3)模擬當(dāng)量的最小間隔差:100Kg (4)飛輪數(shù)量:6個 根據(jù)飛輪系統(tǒng)設(shè)計的基本原則，同時結(jié)合以上條件，可以將6個飛輪的模擬當(dāng)量依次確定為:100Kg; 200Kg; 400Kg; 500Kg; 900Kg; 900Kg。飛輪采用鑄造，中間為了鑄造方便設(shè)計幾個圓孔，考慮到飛輪的安裝以及方便內(nèi)部軸承的密封和潤滑，飛輪采用如下設(shè)計，考慮綜合條件簡圖10： 利用以下計算公式可以詳細(xì)計算出各飛輪的具體參數(shù)，計算結(jié)果見表: 1）圓環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量 （4—16） 2）飛輪的轉(zhuǎn)動慣量: （4—17） 式中: 3）模擬車速v與滾筒轉(zhuǎn)的關(guān)系: （4—18） 式中:r一滾筒半徑 4）飛輪體積: （4—19） 式中:d一飛輪厚度 5）飛輪質(zhì)量: （4—20） 式中:P一飛輪密度 所以最后飛輪的慣量為 （4—21） 圖中： 圖 10 飛輪設(shè)計簡圖 計算飛輪系統(tǒng)各飛輪的具體參數(shù) 因?yàn)槭Ｓ鄳T量為40kg㎡,傳動比為1:2，所以需要模擬的慣量為40/4=10 kg㎡， 因?yàn)椴捎玫淖钚★w輪模擬當(dāng)量為100㎏，最大模擬當(dāng)量為3000㎏，所以每100當(dāng)量為40/30=0.333 kg㎡。由上面的公式計算出飛輪的具體參數(shù)如表 1 。 表 1 飛輪 編號 模擬當(dāng)量 T（kg） 轉(zhuǎn)動慣量J(kg㎡) 直徑 D(㎜) 直徑 D(㎜) 厚度 (㎜) 厚度 (㎜) 質(zhì)量 m (kg) 1 100 0.333 130 270 40 90 31.25 2 200 0.666 130 320 40 90 49.51 3 400 1.332 150 380 40 90 70.73 4 500 1.665 150 400 40 90 79.33 5 900 2.991 150 460 40 90 107.78 6 900 2.9991 150 460 40 90 107.78 4．5．3飛輪布置形式 考慮到飛輪系統(tǒng)的動平衡以及飛輪軸所受到彎矩大小的情況，將飛輪系統(tǒng)作如下布置：（圖中質(zhì)量均為模擬當(dāng)量） 圖 11 飛輪布置圖 4．6調(diào)距裝置的設(shè)計 因?yàn)檎{(diào)節(jié)的距離較長，，所以采用液壓調(diào)距，參考機(jī)械設(shè)計手冊221頁，其主要優(yōu)點(diǎn)如下， 1）液壓傳動的各種元件，可根據(jù)需要方便來靈活的布置； 2）重量輕，體積小，運(yùn)動慣性小，反應(yīng)速度快； 3）操縱控制方便 4）可自動實(shí)現(xiàn)過載保護(hù) 5）一般采用礦物有位工作介質(zhì)，相對運(yùn)動可自行潤滑，使用壽命長 6）容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械的自動化，采用電液壓控制后，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操縱 考慮到調(diào)節(jié)距離的需要，選用W70-63系列輕型拉桿液壓缸。其主要參數(shù)如下： 1）額定壓力 7 kN 2）最大允許壓力 10.5 kN 3）耐壓力 10.5 kN 4）使用溫度 -10-80 5）傳動介質(zhì) 常規(guī)礦物液壓油 6）缸徑 63 7）受壓面積 21.2 8）速度比 1.47 9）允許行程為 1600mm 10）活塞桿徑 36mm 4．7機(jī)架和導(dǎo)軌的設(shè)計 4．7．1機(jī)架的設(shè)計 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，鑄造時的螺栓孔直徑為12mm,選用直徑為10mm的螺栓，這樣也方便各個零件的定位，工藝比較簡單，且成本低。 4．7．2導(dǎo)軌的選取 考慮到試驗(yàn)臺的移動距離，初步選擇GGA-BA-20型直線滾動導(dǎo)軌副，其移動距離為1500mm，滿足設(shè)計要求，其承受的最大壓力為6.8kN，經(jīng)過計算試驗(yàn)臺的后滾筒系統(tǒng)總重為1372kg，當(dāng)為質(zhì)量最大的汽車檢測時，所承擔(dān)重量為750kg，所以總的重量為2122kg，考慮到各種因素，取2500kg,其給予導(dǎo)軌的作用力為21.22 kN，考慮到安裝的要求，每對滾筒上共用兩根導(dǎo)軌，另外飛輪和電機(jī)各同一根導(dǎo)軌，所以沒根導(dǎo)軌所受的作用力為3.53 kN，所以完全滿足設(shè)計需求。 4．7．3機(jī)架和地面的安裝形式 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，對于滾筒箱和飛輪箱，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)通過地角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)到可移動的目的，滿足設(shè)計的需求。 五實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計零件的較核 5．1滾筒軸的較核 滾筒軸的設(shè)計滾筒軸受力如圖所示 G為重力，取車重的1/4，則 （5-1） （5-2） （5-3） 軸的初步選取 （5-4） 所以暫取42㎜ 圖12 滾筒受力圖 徑向載荷 1垂直平面的受力如下圖 （5-5） （5-6） 圖13 滾筒徑向受力圖 彎矩圖 圖14 滾筒徑向彎矩圖 水平方向受力 圖15 滾筒水平受力圖 （5-7） （5-8） 彎矩圖如下 圖16 滾筒水平彎矩圖 水平與豎直方向的最大合成彎矩 （5—9） 另一極值 （5-10） 所以合成彎矩圖如下 圖16 滾筒合成彎矩圖 所受的最大扭矩為672.750Nm 扭矩圖如下 圖17滾筒扭矩圖 所受的應(yīng)力如下 （5-11） 因此，滿足設(shè)計要求 5．2飛輪軸的校核： 第一根軸，初步確定軸徑 由公式并根據(jù)變速器以及零件安裝的設(shè)計，由上面選定軸的最小軸徑為45㎜ 受力分析如下圖 圖18 第一根飛輪軸受力圖 根據(jù)力矩平衡求出 （5-12） （5-13） 彎矩圖如下 圖19第一根飛輪軸彎矩圖 扭矩圖 圖20第一根飛輪軸扭矩圖 其受的最大應(yīng)力為： （5-14） 所以一軸設(shè)計滿足條件 第二軸的校核初步確定軸徑 由公式并根據(jù)變速器以及零件安裝的設(shè)計，選定最小軸徑為45㎜ 受力分析如下圖 圖21第二根飛輪軸受力圖 根據(jù)力矩平衡求出 （5-15） （5-16） 彎矩圖如下 圖22第二根飛輪軸彎矩圖 扭矩圖 圖21第二根飛輪軸扭矩圖 其受的最大應(yīng)力為： （5-17） 所以二軸也設(shè)計滿足條件 5．3軸承的較核 5．3．1滾筒軸承的較核 設(shè)軸承工作5年，每年工作300天，每天工作8小時，即為12000小時先對軸承進(jìn)行校核 設(shè)軸承選用圓錐滾子軸承30210，采用正安裝，其e=0.04,Y=1.5， 由前面滾筒軸的設(shè)計知 （5-18） （5-19） 圖22滾筒軸受力圖 徑向載荷 1垂直平面的受力如下圖 （5-20） （5-21） 圖23滾筒軸徑向受力圖 水平方向受力 圖24滾筒軸水平受力圖 （5-22） （5-23） 所以軸承受的徑向載荷 （5-24） （5-25） 軸向載荷，圓錐滾子軸承受徑向力會產(chǎn)生內(nèi)部軸向力 由 （5-26） （5-27） （5-28） 因?yàn)椋? （5-29） 所以2軸承被壓緊，1軸承放松 （5-30） （5-31） 當(dāng)量動載荷，因?yàn)? （5-32） （5-33） 所以