【正文】 滾筒支撐點(diǎn)到軸承的距離， m。 20 圖 ABS 性能檢測實(shí)驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)圖 為減小實(shí)驗(yàn)臺體積，將驅(qū)動(dòng)部件及飛輪組的支撐臺單獨(dú)設(shè)置，其結(jié)構(gòu)也是矩形框結(jié)構(gòu)，這樣也增加了實(shí)驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，但是要注意保持實(shí)驗(yàn)臺安裝時(shí)的各個(gè)軸的同軸度。 滾筒、飛輪等零部件的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)在前幾章中已經(jīng)完成，整體的實(shí)驗(yàn)臺就是將這些零部件統(tǒng)一應(yīng)用為一個(gè)整體。根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的表達(dá)式對飛輪進(jìn)行了結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)。 根據(jù)飛輪的計(jì)算出來的尺寸可以設(shè)計(jì)飛輪其他部分的尺寸 ，具體結(jié)構(gòu)可以參照零件圖。m2， 3J= kg 可以證明：若各個(gè)自由接合飛輪模擬質(zhì)量的排列符合首相為 2 0、公比為 2 的等比數(shù)列，則通過不同的飛輪組合模擬給定質(zhì)量范圍內(nèi)的所有車型時(shí)，模擬誤差均不大于 0m且所需飛 輪數(shù)最少。 飛輪計(jì)算 根據(jù)以上的分析，可以對飛輪進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)臺要對不同的車型進(jìn)行測試實(shí)驗(yàn)，每一車型都對應(yīng)有一個(gè)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量值，設(shè)計(jì)時(shí)，若每個(gè)車型都采用一個(gè)飛輪，顯然是不可能實(shí)現(xiàn)的。 將式 (44)、 (45)代入式 (43)，整理得： 20 0 h2mr J JJ K??? (46) 式 (46)就是飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算公式。m2； h?—— 鏈輪的角速度， rad/s。m2； 0W—— 汽車傳動(dòng)心痛旋轉(zhuǎn)動(dòng)能， W。由于要模擬不同的車型，因此選用一組飛輪，選用不同的飛輪就可以模擬不同的的車型，使得實(shí)驗(yàn)臺具有更加靈活的適應(yīng)性，飛輪的尺寸與結(jié)構(gòu)由以下分析計(jì)算可以得到。 由于 sin / (2( ))L R r? ??，因此確定了滾筒直徑之后，可以根據(jù)最佳安置角的大小選擇滾筒間的間距，這里選用滾筒間距 =500mm，取車輪半徑 R=300mm，滾筒半徑r=150mm，因此可以計(jì)算出安置角 ?為 176。 12 圖 車輪受力圖 2 m a x2 m a x 220 c os sin 0sin c osxxX F NY G NF G????? ? ? ????? ? ? ?????， (31) 由式 (31)可以解得： 2max2 tanxFN ?? (32) 而車輪與滾筒的最大制動(dòng)力與滾筒對車輪的法向反力之比 2max 2/xFN等于車輪與滾筒間的附著系數(shù) φ，故 φ= tan?。 車輪在實(shí)驗(yàn)臺上測試時(shí)的受力情況如圖 32 所示，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。（ 2）完全制動(dòng)（制動(dòng)踏板踏到底 ）時(shí)，被檢車輛隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，若指示裝置顯示的制動(dòng)力很小，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，制動(dòng)性能不好，則 ABS 系統(tǒng)不合格，汽車也不合格。因此減小滾筒直徑，可使車輪在實(shí)驗(yàn)臺上的安置角增大，增加實(shí)驗(yàn)臺的穩(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)的功率。因此只有提高車輪與滾筒見得附著系數(shù)，才能在滾筒實(shí)驗(yàn)臺上較真實(shí)的再現(xiàn)汽車在路面上的制動(dòng)狀況。 滾筒結(jié)構(gòu)分析 滾筒結(jié)構(gòu)的正確選擇直接影響著實(shí)驗(yàn)臺的工作效率和性能，因此滾筒機(jī)構(gòu)分析至關(guān)重要。 10 第 3 章 滾筒設(shè)計(jì) 概述 實(shí)驗(yàn)臺的結(jié)構(gòu)參數(shù)對制動(dòng)性能的測量結(jié)果有著重要的關(guān)系，只有合理選用慣性實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)參數(shù)，才能提高實(shí)驗(yàn)臺測試的準(zhǔn)確性和可靠性。 查表可得 =1，因此當(dāng)量動(dòng)載荷 rPF?， rF=500?=。由于凸緣聯(lián)軸器也是標(biāo)準(zhǔn)件，因此在選擇時(shí)，可以根據(jù)連接軸的尺寸選擇相應(yīng)的型號，聯(lián)軸器具體的尺寸就可以確定了。螺栓可以用半精制的普通螺栓（圖 ），亦可以用 鉸制孔用螺栓（圖 ）。常用的聯(lián)軸器主要有三種，這里選用了凸緣聯(lián)軸器，如圖 所示為凸緣聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器是用來實(shí)現(xiàn)軸與軸之間的連接，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞的。磁粉類器件所傳遞的轉(zhuǎn)矩值與激磁電流大小大致上呈線性關(guān)系。松下伺服電機(jī)具有高性能的實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整增益，它可以根據(jù)負(fù)載慣量的變化，與自適應(yīng)濾波器配合，從低剛性到高剛性都可以自動(dòng)地調(diào)整增益，正好適應(yīng)實(shí)驗(yàn)臺不同車型時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并且還具備一場速度檢測功能，可以將增益調(diào)整過程中產(chǎn)生的異常速度調(diào)整到正常，通過面板的操作可以在監(jiān)控實(shí)時(shí)調(diào)整情況的同時(shí)，進(jìn)行設(shè)定和確認(rèn)；松下伺服電機(jī)還具有高速高響應(yīng)特性，它 內(nèi)置瞬時(shí)速度觀測器，可以快速、高分辨率地檢測出電機(jī)轉(zhuǎn)速，而且能實(shí)現(xiàn)高速定位；而且松下伺服電機(jī)還具有振動(dòng)抑制控制，是一個(gè)高性能的電機(jī)，如圖 所示，為松下電機(jī)。這里設(shè)汽車的速度是 60km/h，由于汽車車輪的線速度與滾筒的線速度相同，則實(shí)驗(yàn)臺運(yùn)轉(zhuǎn)工作時(shí)，滾筒的線速度為 60km/h。 飛輪方案的確定 飛輪組主要是又來模擬汽車在道路上行駛時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小直接與汽車的質(zhì)量相關(guān)，飛輪組的安裝要使這個(gè)實(shí)驗(yàn)臺上汽車運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與汽車行駛在道路上的動(dòng)能相當(dāng)，飛輪組的尺寸要根據(jù)汽車質(zhì)量范圍來確定。在汽車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)起來后，啟動(dòng)離合器，使電機(jī)與實(shí)驗(yàn)臺脫離，汽車采取制動(dòng)，制動(dòng)時(shí)輪胎對于滾動(dòng)路面產(chǎn)生阻力，但由于滾筒傳動(dòng)系統(tǒng)具有一 定的慣性，因而滾動(dòng)路面將相對于車輪轉(zhuǎn)過一定距離，該距離相當(dāng)于汽車在道路試驗(yàn)時(shí)的制動(dòng)距離，以此可以模擬道路制動(dòng)時(shí)的情況。從原理上來看，平板式制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺是主動(dòng)、動(dòng)態(tài)的檢測，它是汽車行駛制動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行檢測的，檢測時(shí)，被檢車輛以 5~10km/h 的車速駛上測試平板上，操作員根據(jù)現(xiàn)實(shí)信號踩下制動(dòng)踏板，使車輛在測試平板上制動(dòng)直至停車。為增大車輪與滾筒間的附著系數(shù)，通常采用 3 在滾筒表面刻槽或粘砂的辦法。隨著汽車安全檢測設(shè)備的應(yīng)用和發(fā)展，普遍采用制動(dòng)試驗(yàn)臺檢測制動(dòng)力來評價(jià)汽車的制動(dòng)性，可以根據(jù)這些制動(dòng)力檢測試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)的分析來確定 ABS 性能檢測實(shí)驗(yàn)臺的方案。根據(jù)式 (11)滑移率主要由車速與輪速計(jì)算得到的，因此實(shí)驗(yàn)臺測試時(shí)，主要測試汽車制動(dòng)時(shí)車輪的轉(zhuǎn)速與汽車的行駛速度，再根據(jù)式 (11)計(jì)算出滑移率是否達(dá)到 15%~20%這個(gè)范圍內(nèi)，就可以測得 ABS 系統(tǒng)的性能是否達(dá) 到要求，這就是 ABS 性能檢測實(shí)驗(yàn)臺的基本工作原理，其具體的結(jié)構(gòu)就是這次研究主要設(shè)計(jì)的內(nèi)容。道路附著系數(shù)與制動(dòng)時(shí)車輪滑移率的關(guān)系曲線如圖 1 所示。 ABS 性能的好壞直接影響到行車的安全。 Experimental stage。最后使用 AutoCAD 進(jìn)行平面制圖。 本文介紹了 ABS 系統(tǒng)滾筒式慣性檢測實(shí)驗(yàn)臺主要部件的設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)過程。 I 摘 要 ABS 是在汽車制動(dòng)過程中提高操縱穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向控制能力的主動(dòng)安全裝置。滾筒式慣性檢測實(shí)驗(yàn)臺主要有三部分組成，電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、滾筒轉(zhuǎn)鼓部分、飛輪組部分，本文主要針對其各部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 ABS系統(tǒng)滾筒式慣性檢測實(shí)驗(yàn)臺 主要采用飛輪模擬汽車在道路上行駛的慣量，根據(jù)模擬的原理對飛輪進(jìn)行分析計(jì)算，確定飛輪的數(shù)量及結(jié)構(gòu)尺寸，并且對實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行一定的校核 。 Roller。汽車制動(dòng)防抱死系統(tǒng) ABS 就是為適應(yīng)這一要求迅速發(fā)展起來的。 車輪與道路之間能傳遞的力稱為道路附著力 F?，?與車輪正壓力之比稱為附著系數(shù)： N??? （ ） 道路附著系數(shù)受道路、車輪材料結(jié)構(gòu)和接觸狀況影響。因此，我們把試驗(yàn)臺對 ABS 性能測試的主要指標(biāo)定為測試制動(dòng)時(shí)車輪的滑移率。 ABS 性能檢測試驗(yàn)臺設(shè)計(jì)方案的確定 ABS 性能檢測試驗(yàn)臺整體方案的確定 由于汽車的制動(dòng)性能對車輛運(yùn)行的安全性起著至關(guān)重要的作用。它們都是由電機(jī)通過傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)滾筒，滾筒帶動(dòng)車輪，并在汽車制動(dòng)時(shí)，利用測力杠桿將制動(dòng)力傳給測力傳感器。測試平板共 6 塊：前端左、右兩塊為制動(dòng)平板，用于測量沿汽車行駛方向平板作用于輪胎的制動(dòng)力；后端兩塊，一塊為側(cè)滑板，用于測量汽車的側(cè)滑，一塊為空板（不起測試作用）。 這里就要采用一種滾筒式慣性檢測實(shí)驗(yàn)臺 ，其主要的工作部分如圖 所示，主要有三部分組成，電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、滾筒轉(zhuǎn)鼓部分、飛輪組部分，其基本的工作原理如下： 當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾筒相當(dāng)于一個(gè)滾動(dòng)的路面，同時(shí)滾筒上面的車輪也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，汽車相當(dāng)于在路面上行駛，滾筒和飛輪組的慣性質(zhì)量與受檢汽車的慣性質(zhì)量相當(dāng)，由于受檢汽車型號不同，質(zhì)量各異，所以要通過選擇不同的飛輪組合來進(jìn)行匹配，因此滾筒傳動(dòng)系統(tǒng)具有相當(dāng)于汽車在道路上行駛的慣量。滾筒的尺寸的設(shè) 計(jì)主要根據(jù)汽車輪胎的尺寸進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。 6 第 2 章 實(shí)驗(yàn)臺部件的選擇 電機(jī)的選擇 電機(jī)功率的計(jì)算 由于 ABS 系統(tǒng)在汽車速度達(dá)到 10km/h 時(shí)才會(huì)工作，因此實(shí)驗(yàn)臺提供的轉(zhuǎn)速必須使車輪的線速度達(dá)到 10km/h。這里選用松下伺服電機(jī)。其輸出轉(zhuǎn)矩與激磁電流呈良好的線性關(guān)系而與轉(zhuǎn)速或滑差無關(guān)，并具有響應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)。因此，只要控制電流，即能控制轉(zhuǎn)矩 的大小，因此可以將其用于其測量轉(zhuǎn)矩的實(shí)驗(yàn)中。 a) b) 圖 凸緣聯(lián)軸器 在本設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)臺要傳遞比較大的扭矩，因此應(yīng)該選用剛性聯(lián)軸器，因?yàn)閯傂月?lián)軸器的剛度比較好，能夠傳遞比較大的扭矩。凸緣聯(lián)軸器是把兩個(gè)帶有凸緣的半聯(lián)軸器用鍵分別與兩軸連接，然后用螺栓把兩個(gè)半聯(lián)軸器聯(lián)成一體，以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。本設(shè)計(jì)中主要采用第一種形式的凸緣聯(lián)軸器。 1 / 4 mFrFr 圖 軸承支撐簡圖 因此可以計(jì)算出軸承的支撐力是 1/8 汽車的重量，汽車最大是 4t，則軸承所受到的支撐力最大為 （ 500kg），都是徑向力，所以軸承所受的當(dāng)