【正文】 ? 因為滾筒轉(zhuǎn)速很低 ， 所以減速箱的減速比很大，且要求結(jié)構(gòu)緊湊不致高出地面。由 dN 確定所選定電機(jī)型號，滿載轉(zhuǎn)速 n，以及額定功率 eN 。 根據(jù)各級傳動比，電機(jī)轉(zhuǎn)速與功率，各級傳動與軸承效率以及載荷系數(shù)，計算各袖的轉(zhuǎn)速、功率及扭矩，算出的滾筒驅(qū)動功率應(yīng)不小于滾筒所傳遞的功率 N。但考慮到第三滾筒的轉(zhuǎn)速直接影響到測試的精度。只有合理選擇試驗臺 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。許用接觸應(yīng)力 [ H? ]=200M aP ，許用 彎曲應(yīng)力 [ F? ]=50M aP 。 23 2 ()[]EAHZZa K T ??? = （ 1） 粗算蝸桿分度圓直徑 0 .8 7 51d 0 .6 8 6 8 .7 5a??mm； （ 2） 模數(shù) 122adm Z?? =； （ 3） 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》查表， 若取 m=， 蝸桿直徑系數(shù) q=10， 故1 63d mq mm?? 。初步計算時可取 ? =； E——蝸桿材料彈性模量， MPa。因此對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動要進(jìn)行熱平衡計算。 軸的設(shè)計 根據(jù)工作條件，初選軸的材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理； 3 PdCn? （ ） 式中 ： d——軸的直徑， mm； C——由軸的材料和承載情況確定的常數(shù)， 45 鋼 C=107～ 118； P——傳遞的功率， Kw； n——軸的轉(zhuǎn)速， r/min。1l =55mm，根據(jù)軸徑選用圓錐滾子軸承 32219； 第二 段：蝸輪軸段， 39。4l =148mm。本章說明如何選澤滾筒的直徑、長度、轉(zhuǎn)速及兩滾筒之間的中心距，還分析了電動機(jī)的選擇方法、減速器，第三滾筒尺寸的確定。 原理。因為反力滾筒式汽車制動試驗臺的測試車速較低，一般不超過5km/h，而現(xiàn)代防抱死系統(tǒng)均在車速 l0k m/h20km/h以上起作 用。另外，檢測臺是分別對前后橋進(jìn)行制動測試，而汽車在道路上制動時，前后軸是同時起作用的，所以在滾筒式制動檢驗臺上的檢測結(jié)果與車輛的實(shí)際制動性能有一定差距。本文對滾筒式試驗臺的結(jié)構(gòu)、檢測系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了分析與設(shè)計。在制動試驗臺中，最重要的部件是滾筒。3l =150mm； 第三 段：軸承軸段， 39。 低速軸：初選 C=110， 21 8 .7 1 2 wP P K?? ? ?蝸 ， 12 nn i?蝸=，得 mi nd = （ 1） 高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計： 第一段：安裝聯(lián)軸器外伸軸段，取 1d =42mm， 1l =52mm； 第二段：蝸桿軸承端蓋軸段， 2d =48mm， 2l =45mm ； 第三段：滾動軸承 處軸段，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取 3d =55mm， 3l =18mm，選用圓錐滾子軸承32211； 第四段：過渡軸段，取 4d =60mm， 4l =105mm； 第五段：蝸輪軸段，根據(jù)蝸桿齒頂圓直徑取 5d =77mm， 5l =155mm； 第 六段： 6d = 4d =55mm， 6l =4l =105mm； 第七段： 7d = 3d =55mm， 7l =3l =22mm； （ 2） 低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 28 第一段：軸承密封段，取 39。 ? ； （ 3） 總傳動效率39。 由式（ ）、（ ）、（ ）得 ： 1tY =， 1rY =， Y=[Y]，故蝸桿剛度足夠。 強(qiáng)度 和剛度 （ 1） 蝸輪齒形系數(shù) 當(dāng)量齒數(shù)23cosv ZZ ??=57，查圖得外齒輪的齒形系數(shù)2 ?； （ 2） 蝸輪齒根彎曲應(yīng)力 蝸輪齒根彎曲應(yīng)力 22121 .5 3 46c o sAF F aKT Y M P ad d m? ???[ F? ] ， 彎曲強(qiáng) 度足夠 ； （ 3） 蝸輪齒面疲勞接觸強(qiáng)度 23 1 9 0 . 9 7 [ ]AH E P HKTZ Z M P aa??? ? ?， 故接觸強(qiáng)度足夠； （ 4） 蝸桿剛度計算 蝸桿較細(xì)長，支承跨度較大，若受力后產(chǎn)生的撓度過大，則會影響正常嚙合傳動。 2T = 6611 0 1 .5 4 1 0Pin?? ? ? N? mm 式中 P－高速軸功率， Kw； P= ???聯(lián)電 機(jī) Kw。 表 汽車制動試驗臺主要技術(shù)參數(shù) 序號 技術(shù)參數(shù) 參數(shù)值 1 允許最大軸載質(zhì)量 Kg 10000 2 測量范圍 N 030000 3 分辨率 N 10 4 滾筒直徑 mm 245 5 滾筒長度 mm 1000 6 滾筒中心距 450 7 滾筒轉(zhuǎn)速 r/min 54 8 電動機(jī)功率 Kw 11 9 最大外形尺寸（長 寬 高） mm 1150950720 10 示值誤差 % 177。 本文設(shè)計的汽車制動試驗臺主要技術(shù)參數(shù)如表 所示。 （ 1） 沒有被檢車輛上臺，第三滾筒不被壓下去時制動馬達(dá)無法啟動，即滾筒不能旋轉(zhuǎn)，起到了安全保護(hù)作用 ； （ 2） 當(dāng)滾筒旋轉(zhuǎn)檢測車輛制動時，由于被檢車輪與制動臺主滾筒產(chǎn)生一定滑移率時即第三滾筒與主動滾筒產(chǎn)生一定線速度差時自動關(guān)機(jī)，以其測量出最大制動力 ； （ 3） 因為能自動關(guān)機(jī)，就能防止被檢車輛 制動抱死時若主滾筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn)會刮傷輪胎。 i及傳動比分配的確定 i= 11nn =146054 = （ ） 根據(jù) i的大小確定減速箱的傳動方案，并分配傳動比。因此可初步估算出減速箱的傳動效率 ?為各 級傳動及軸承效率的連乘積。 制動力測量裝置主要參數(shù)的選擇 制動力測量裝置主要包括電動機(jī)、減速箱、測量機(jī)構(gòu)等。在某些試驗臺上，為了測得車輪制動器的最大制動力，試驗臺上有加載機(jī)構(gòu)，使整個制動過程滾筒與車輪間不出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，以便測出車輪制動器的制動力，這就要求滾筒能承受汽車滿載制動的的最大制動力。m a x s in c o sF G G? ? ???后 后 后 （ ） 式中 ： G前 、 G后 為空載時前后輪的輪荷。? ， 39。即 L=2（ Rr） sin? （ ） 對應(yīng)于不同的車輪半徑 r，其 L 也應(yīng)不一樣。再將（ ）式和 2 cosNG?? 代入（ ）式中有 60%G= cos tanG ??。所以應(yīng)綜合兩方面的影咱來選擇 ? 角。 隨著制動力矩 MT 的增加， Fx Fx2 增大，測試車輪的最大制動力應(yīng)出現(xiàn)在測試車輪處于抱死狀態(tài)，即車輪剛離開前滾簡 （ 1N = 0） 而未沿后滾筒滑移的時刻 。 N N2 為前后滾筒對車輪的法向反力 ） ，產(chǎn)生車輪與滾筒間的摩擦力即制動力Fx Fx2。 （ 1） 安置角 ? 對測試車輪穩(wěn)定性的影響 車輪在試驗臺上測試時的受力情況如圖 所示。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較真實(shí)地再現(xiàn)汽車在路面上的制動狀況。 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。 滾筒 設(shè)計 目前制動試驗臺多采用滾筒中心距不可調(diào)式。4%；當(dāng)制動力不大于 時，誤差不超過各檢定點(diǎn)給定值的 177。10%km/h； ③ 滾筒直徑： 245mm； ④ 滾筒中心距： 390～ 400mm； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 18 ⑤ 主、從動滾筒高度差： 30mm； ⑥ 最大示值： 10000N； ⑦ 電動機(jī)功率： 11kW； ⑧ 傳感器信號： 0～ 12mv； ⑨ 第三滾筒測速脈沖： 4p /r。 設(shè)計依據(jù)和要求 （ 1） GB7258—20xx《機(jī)動車安全技術(shù)運(yùn)行條件》； （ 2） GB11798《汽車安全檢測設(shè)備檢定技術(shù)條件》； （ 3） GB/T18344《汽車維護(hù)、檢測、診斷技術(shù)規(guī)范》； （ 4） GB/T13564《滾筒反力式汽車制動檢驗臺》。應(yīng)能同時對同一軸上的左右兩個車輪進(jìn)行測量。根據(jù)公式，分析影響檢測汽車制動性能的因素。當(dāng)被檢車輛駛上制動試驗臺后，車輪置于兩滾筒之間，這時左、右兩電機(jī)啟動，帶動滾筒旋轉(zhuǎn)。西歐式滾筒線速度為 ， 滾簡直徑和驅(qū)動功率較大，制動系的受力更接近行車狀況，如同時檢測制動協(xié)調(diào)時間，則更為準(zhǔn)確。日式試驗臺，滾筒一般鋼質(zhì)、槽形，Φ濕態(tài)為 。 影響制動性能檢測的因素分析 （ 1） 安置角 ? 和被檢車輪半徑 R對檢測結(jié)果的影響 所謂汽車車輪在滾筒上的安置角是指車輪與滾筒接觸點(diǎn)的切線方向與水平方向的夾角，根據(jù)圖 ，可得 ： 1sin ( )LDL? ?? ? （ ） （ 2） 車輪與滾筒表面間附著 Φ對檢測結(jié)果的影響 Φ越大，試驗臺測力能力也越大。如前輪制 動效果不好，當(dāng)檢測后輪時，易造成爬輪現(xiàn)象，誤判后輪制動為不合格 [12]。檢測制動力時會出現(xiàn)過的幾種情況 ： （ 1） 未制動時，車輪被滾筒驅(qū)動而轉(zhuǎn)動，儀表顯示的是該輪 （ 左、右 ） 阻滯力，阻滯力應(yīng)不大于該軸荷的 8%； （ 2） 完全制動 （ 制動踏板踏到底 ） 時， 被檢車輪隨滾筒轉(zhuǎn)動，若指示裝置顯示的制動力很小，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，則制動不合格。起動電動機(jī)，通過減速器、鏈傳動和主從動滾筒帶動車輪低速旋轉(zhuǎn)，然后用力踩下制動踏板。機(jī)械部分又稱為秤體。軸重計量裝置按照工作原理可分為機(jī)械式和電子式兩類。這是因為驅(qū)動軸內(nèi)有輪間差速器的作用，當(dāng)左、右車輪反向等速旋轉(zhuǎn)時差速器殼與主減速器將不會轉(zhuǎn)動。 有的反力式滾筒制動試驗臺可以選擇每一車輪制動力測試單元的滾筒旋轉(zhuǎn)方向。檢測過程結(jié)束 ，車輛即可駛出制動試驗臺。經(jīng)歷了規(guī) 定的采集時間后，計算機(jī)發(fā)出指令使電動機(jī)停轉(zhuǎn)，以防止輪胎剝傷。從測力傳感器送來的電信號經(jīng)放大濾波后，送往 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn) 換成相應(yīng)數(shù)字量，經(jīng)計算機(jī)采集、存貯和處理后，檢測結(jié)果由數(shù)碼管顯示或由打印機(jī)打印出來。 速器課題 A B 圖 反力式滾筒制動試驗臺的驅(qū)動裝置和測量裝置 制動試驗臺工作原理 進(jìn)行車輪制動力檢測時，被檢汽車駛上制動試驗臺、車輪置于主、從動滾筒之間，放下舉升器 （ 或壓下第三滾筒，裝在第三滾筒支架下的行程開關(guān)被接通 ） 。 試驗臺采用電腦式控制裝置并配以數(shù)字顯示器。 ： 目前制動試驗臺控制裝置都采用電子式。驅(qū)動滾筒帶動車輪旋轉(zhuǎn)，車 輪又帶動傳感滾筒旋轉(zhuǎn)，它們接觸點(diǎn)的線速度相等。 安裝在測力杠桿前端的傳感器，能把測力杠桿的移動或力變成反映制動力大小的電信號，送入指示與控制裝置中去。與減速器連接的方式有兩種 ： 一種是測力杠桿固定在減速器殼體上 ； 另一種是測力杠桿通過軸承松套在框架的支承軸上，其尾端作用有固定在減速器殼體上的帶有刃口的傳力臂。當(dāng)被檢車輪制動，轉(zhuǎn)速下降至接近抱死時，控制裝置根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器送出的相應(yīng)電信號使驅(qū)動電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動，以防上滾筒剝傷輪胎和保護(hù)驅(qū)動電機(jī)。 有的滾筒制動試驗臺在主、從動滾筒之間設(shè)置一直徑較小，既可 自轉(zhuǎn)又可上下擺動的第三滾筒，平時由彈簧使其保持在最高位置。 滾筒直徑與兩滾筒間中心距的大小，對試驗臺的性能有較大影響。 （ 4） 高硅合金鑄鐵滾筒。這種滾筒表面無論干或濕，其附著系數(shù)均可達(dá) 。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，目前采用較多的有下列 5 種 ： （ 1） 開有縱向淺槽的金屬滾筒。 圖 汽車制動試驗臺的原理圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 10 圖 車輪制動力測試單元 ： 每一車輪制動力測試單元設(shè)置一對主、從動滾筒。為使試驗臺能同時檢測車軸兩端左、右車輪的制動力，除框架、指示與控制裝置外，其它裝置是分別獨(dú)立設(shè)置的 [12]。本文設(shè)計的制動試驗臺為單軸反力式滾筒制動試驗臺。通過對滾筒制動試驗臺和平板試制動驗臺的分析，可知滾筒制動試驗臺和平板制動試驗臺適用范圍不同，反力式滾筒制動試驗臺所需場地小 ， 設(shè)備造價低 ， 測試方便 ， 因此目前成為我國各類檢測站測量機(jī)動車制動性能的主要設(shè)備；平板式制動試驗臺接近實(shí)際道路狀況 ， 臺面 上制動時車輪的受力情況與路面上制動時車輪的受力情況很相似 ， 使測試結(jié)果更接近實(shí)際情況 ， 但平板式制動試驗臺對傳感器、檢定工具、測試方法等有較嚴(yán)格的要求 ， 使得造價升高、測試難度增加。只要保證力傳感器能準(zhǔn)確無誤地把測試平板上受到的水平制動力和垂直力測量下來，平板式制動檢驗臺就完全可以如實(shí)地把汽車的制動力檢測出來。 ： （ 1）很難測得實(shí)際制動力，并且很難測得制動器的制動力最大值 ； （ 2）懸架中減振器性能得不到檢測。車輛在測試平板上制動直至停車，與此同時 ， 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集制動過程中的全部數(shù)據(jù) ， 并作分析處理 ， 然后把制動性能的測試結(jié)果顯示出來。檢測時只要測得軸荷及減速度即可求出制動力。 圖 反力式滾筒制動性能試驗臺 平板式制動性能試驗臺的結(jié)構(gòu)及工作原理 平板式制動試驗臺