【正文】 .......................................................... 36 第 5 章 傳動機構設計 ............................................................................... 37 滾筒與軸的連接 ................................................................................. 37 軸的設計 .......................................................................................... 37 滾筒軸的設計 ........................................................................... 37 車輪軸的設計 ........................................................................... 39 軸的校核 .......................................................................................... 40 滾筒軸的校核 ........................................................................... 41 車輪軸的校核 ........................................................................... 42 滾動軸承的選擇及校核計算 ................................................................. 43 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 .................................................................... 43 聯(lián)軸器的選擇 .................................................................................... 44 聯(lián)軸器類型的確定 ..................................................................... 44 聯(lián)軸器尺寸型號的確定 ............................................................... 44 機架軸承處的設計 .............................................................................. 45 本章小結 .......................................................................................... 45 第 6 章 運動關系的分析與運算 ................................................................ 46 輪胎在轉鼓試驗臺上運轉時的力學分析 ................................................. 46 試驗結果與數(shù)據(jù)分析 .......................................................................... 47 本章小結 .......................................................................................... 49 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 結論 ........................................................................................................... 50 參考文獻 ................................................................................................... 51 致謝 ........................................................................................................... 52 附錄 ........................................................................................................... 53 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 1 第 1 章 緒 論 課題 的目的和意義 汽車是人類社會重要的交通運輸工具，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著舉足輕重的作用，構成汽車的每一個部件是否正常工作是決定汽車行駛狀態(tài)的影響因素。尤其是輪 胎在行駛過程中產(chǎn)生的力和力矩對汽車的性能有很大影響。 本設計研究了我們在轉鼓試驗臺開發(fā)研究中所做的一些工作，主要是車輛在轉鼓試驗臺上行駛時力學特性的研究，以及控制系統(tǒng)的開發(fā)。 輪胎轉鼓試驗臺是根據(jù)車輪的實際工作狀態(tài)，開發(fā)可以模擬汽車實際使用狀態(tài)的摩擦系數(shù)測定系統(tǒng)，探討了轉鼓試驗臺的結構特點，建立了車輛行駛阻力在道路上和轉鼓試驗臺上等值轉換的試驗方法，闡述了轉鼓試驗臺的總體設計。 根據(jù)作用機理的不同，輪胎滾動阻力還可以進一步分解為彈性遲滯阻力、摩擦阻力和風扇效應阻力，分別介紹如下 [1]。 2．摩擦阻力 在圖 所示的輪胎等效系統(tǒng)模型中，由一系 列彈簧 阻尼組成的單元連續(xù)滾動進黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 5 入輪胎接觸 印跡區(qū)，由此相應的輪胎外圓圓弧就被壓成對應的弦長，即“輪胎接地長度” 。 滾動阻力系數(shù)的測定方法 一般可采用兩種不同的方法測量輪胎的總滾動阻力，即整車道路測試和室內臺架黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 6 測試。因此，內支撐試驗臺特別適合于進行不同類型 路面的試驗，比如確定輪胎濕胎面的滾動特性。為解決滾板的導向問題，需要的技術成本較高，另外，滾板的磨損也增加了運行成本。但是該公式系一近似計算公式，輪胎與轉鼓接觸面上的力分布的改變并非一簡單的幾何形狀的改變，還與輪胎各部件剛度等諸多因素有關 [4]。 (2)轉鼓表面溫度 注意確保測量開始時轉鼓表面的溫度與室溫大致相同。 滾動阻力對汽車底盤輸出功率測定值的影響分析 車輪滾動時 ，輪胎與路面的接觸區(qū)域產(chǎn)生法向、切向的相互作用力以及相應的輪胎和支承路面的相對剛度決定了變形的特點。 綜上所述滾筒直徑、安置角、滾筒表面質量、滾筒中心距對滾動阻力有很大的影響，由于部分底盤測功機僅顯示功率吸收裝置的吸收功率，所以同一輛車在不同臺架黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 11 上測得的數(shù)值不同。所選電動機功率應大于或等于計算所需的功率，按靠近的功率等級選擇電動機，負荷率一般取 ~。對交流同步電動機而言，同步電機轉速為pfn 601 ?(r/min),實際使用中同步電 動機的極對數(shù) p 固定，因此只有采用變壓變頻（ VVVF）調速。 （ 2） 電動機的輸出功率 總?wd PP ? （ ） 式中，總效率 總? 按下式計算： 8 6 2222??????? 滾筒聯(lián)軸器軸承總 ???? 其中 軸承? 、 聯(lián)軸器? 、 滾筒? 分別為傳動裝置中每一傳動副，每對軸承、每個聯(lián)軸器的效率，其概略值見《機械設計課程設計手冊》表 。 這里初選同步轉速為 1500r/min 的電動機。 NJ 型轉矩轉速傳感器的工作原理如圖 ,在彈性軸的兩端安裝有兩只信號齒輪，在兩齒輪的上方各裝有一組信號線圈，在信號線圈內均裝有磁鋼，與信號齒輪組成磁電信號發(fā)生器。其結構與圖一的工作原理圖差 別是很大的，其中，為了提高測量精度及信號幅值， 兩端的信號發(fā)生器是由安裝在彈性軸上的外齒輪、安裝在套筒內的內齒輪、固定在機座內的導磁環(huán)、磁鋼、線圈及導磁支架組成封閉的磁路。 表 傳感器外形及安裝尺寸 型號 額定轉矩 A B D G L H h I S K NJ2 1000 170 200 46 14 490 340 110 106 18 圖 NJ 型轉矩轉速傳感器安裝尺寸 圖 NJ2 軸端視圖 本章小結 本章介紹了交流變頻調速電機的原理，然后通過運算對電動機的類型、容量、轉速和轉矩進行了估算，從而確定了電動機的型號，并 選擇了一個合適的傳感器用來測驅動輪胎的轉矩和作用于轉鼓的制動力矩，并介紹了所選傳感器的工作原理。 車輪放好后，電磁鐵 1YA 通電使換向閥 5 切換至左位，液壓泵 9 的壓力油經(jīng)閥 5進入液壓缸 1 的小腔 a，同時導通液壓控單向閥 4，壓力油的作用面積 Aa較小，因而活塞（桿）及壓頭快速下行接近試件，缸的大腔 c在經(jīng)閥 4 和 3 向中腔 b中補油的同時，將少量油液通過閥 5 和 6 排回油箱。圖 是微機測控系統(tǒng)的原理方塊圖。 1． 加載的最大載荷 由所查資料常用轎車輪胎的承載指數(shù)范圍多為 450kg~540kg，其中奔馳 A 級高達750kg，即 F mg 750kg 2．確定系統(tǒng)的工作壓力 表 液壓缸工作壓力與負載之間的關系 負載 F/KN 5 5 10 10 20 20 30 30 50 50 工作壓力P/MPa 5 10 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 22 根據(jù)表 液壓缸工作壓力與負載之間的關系及負載 F=7350N，取本設計的液壓缸工作壓力 P=。 如果導向長度過小將使液壓缸的初始撓度增大（間隙引起的撓度），影響液壓缸的穩(wěn)定性，一般滿足 H + 。本試驗采用 O 形密封圈加擋圈結構。故本設計不需要緩沖裝置。 代入上式得： d= 油口連接螺紋尺寸應符合國標規(guī)定，由 GB/T28781995 選取 M5 ， 精度為 6H。因活塞桿一般為細長桿，當 Lk （ 10 15） d 時，由歐拉公式推導出 Lk= KFEI?2 (mm) （ ） 式中 ： Fk—活塞桿彎曲失 穩(wěn)臨界壓縮力， N ，（ Fk Fnk,即 Fk 5 7350=36750N）； F—活塞桿縱向壓縮力， N ； nk—安全系數(shù)，通常 nk= 6 ； E—材料的彈性模量，鋼材 E= 105MPa ； I—活塞桿橫截面慣性矩， mm4,圓截面 I=644d?= ； d—活塞桿直徑， mm 。同時，應在導向表面熔堆黃銅、青銅或其他耐磨材料。 ② 端面 T 對內孔 D1 軸線的垂直度公差值，應按 7 級精度選取。 圖 缸筒 （ 2） 缸筒的技術 要求 ① 缸筒內徑 D 采用 H7 或 H8 級配合，表面粗糙度 Ra 值一般為 ~ m，需進行研磨 ； ② 。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 32 （ 1）活塞的材料 液壓缸活塞常用的材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵（ HT300、 HT350）、鋼（有的在外徑上套有尼龍 6尼龍 1010 或夾布酚醛塑料的耐磨環(huán)）及鋁合金等。 液壓缸的材料和技術要求 （ 1） 缸蓋的材料 液壓缸的缸蓋可選用 3 45 號鍛鋼或 ZG3 ZG45 鑄鋼或 HT200、 HT300、 HT350鑄鐵等材料。 則 由 上述代入得： = 73504 2 ??? 5600?=120MPa 所以 ，強度滿足條件。黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 27 油口孔大多數(shù)屬于薄壁孔（指孔的長度與直徑之比 l/d 的孔）。通常是通過節(jié)流作 用，使液壓缸運動到端點附近時形成足夠的內壓，降低液壓缸的運動速度，以減少沖擊。 表 液壓缸活塞行程第一系列 （ mm） 25 50 80 100 125 160 200 250 320 400 500 630 800 1000 1250 1600 20xx 2500 3200 4000 故由 H + = , B=70mm , H=60mm ,則 C=60 (50+70)=0 10．液壓缸活塞（如圖 所示） ： 圖 活塞 （ 1） 活塞與活塞桿的聯(lián)接方式 本試驗液壓缸活塞與活塞桿的聯(lián)接選用螺紋聯(lián)接。 導向套長度 LA=（ ） D=48 120 mm ,這里取 LA=50mm 。確定上述尺寸的原始依據(jù)是液壓缸的負載、運動速度、行程長度和結構形式等。因此，根據(jù)載荷 油壓 電壓的模擬關系：載荷 =油壓 ? 活塞面積 =電壓 ? 模擬系數(shù) ? 活塞面積，間接測力。