【正文】 刻 。再將（ ）式和 2 cosNG?? 代入（ ）式中有 60%G= cos tanG ??。? ， 39。在某些試驗(yàn)臺(tái)上，為了測(cè)得車(chē)輪制動(dòng)器的最大制動(dòng)力，試驗(yàn)臺(tái)上有加載機(jī)構(gòu)，使整個(gè)制動(dòng)過(guò)程滾筒與車(chē)輪間不出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，以便測(cè)出車(chē)輪制動(dòng)器的制動(dòng)力，這就要求滾筒能承受汽車(chē)滿載制動(dòng)的的最大制動(dòng)力。因此可初步估算出減速箱的傳動(dòng)效率 ?為各 級(jí)傳動(dòng)及軸承效率的連乘積。 （ 1） 沒(méi)有被檢車(chē)輛上臺(tái)，第三滾筒不被壓下去時(shí)制動(dòng)馬達(dá)無(wú)法啟動(dòng)，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(cè)車(chē)輛制動(dòng)時(shí)，由于被檢車(chē)輪與制動(dòng)臺(tái)主滾筒產(chǎn)生一定滑移率時(shí)即第三滾筒與主動(dòng)滾筒產(chǎn)生一定線速度差時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī)，以其測(cè)量出最大制動(dòng)力 ； （ 3） 因?yàn)槟茏詣?dòng)關(guān)機(jī)，就能防止被檢車(chē)輛 制動(dòng)抱死時(shí)若主滾筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn)會(huì)刮傷輪胎。 表 汽車(chē)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)主要技術(shù)參數(shù) 序號(hào) 技術(shù)參數(shù) 參數(shù)值 1 允許最大軸載質(zhì)量 Kg 10000 2 測(cè)量范圍 N 030000 3 分辨率 N 10 4 滾筒直徑 mm 245 5 滾筒長(zhǎng)度 mm 1000 6 滾筒中心距 450 7 滾筒轉(zhuǎn)速 r/min 54 8 電動(dòng)機(jī)功率 Kw 11 9 最大外形尺寸（長(zhǎng) 寬 高） mm 1150950720 10 示值誤差 % 177。 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(jì)算 蝸桿較細(xì)長(zhǎng)，支承跨度較大，若受力后產(chǎn)生的撓度過(guò)大，則會(huì)影響正常嚙合傳動(dòng)。 ? ； （ 3） 總傳動(dòng)效率39。3l =150mm； 第三 段：軸承軸段， 39。本文對(duì)滾筒式試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)、檢測(cè)系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)。因?yàn)榉戳L筒式汽車(chē)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試車(chē)速較低，一般不超過(guò)5km/h，而現(xiàn)代防抱死系統(tǒng)均在車(chē)速 l0k m/h20km/h以上起作 用。本章說(shuō)明如何選澤滾筒的直徑、長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)速及兩滾筒之間的中心距，還分析了電動(dòng)機(jī)的選擇方法、減速器，第三滾筒尺寸的確定。1l =55mm，根據(jù)軸徑選用圓錐滾子軸承 32219； 第二 段：蝸輪軸段， 39。因此對(duì)連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動(dòng)要進(jìn)行熱平衡計(jì)算。 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(jì)基礎(chǔ)》查表， 若取 m=， 蝸桿直徑系數(shù) q=10， 故1 63d mq mm?? 。只有合理選擇試驗(yàn)臺(tái) 的設(shè)計(jì)參數(shù)，才能提高試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試的準(zhǔn)確性與可靠性以及耐用性和使用經(jīng)濟(jì)性。 根據(jù)各級(jí)傳動(dòng)比，電機(jī)轉(zhuǎn)速與功率，各級(jí)傳動(dòng)與軸承效率以及載荷系數(shù)，計(jì)算各袖的轉(zhuǎn)速、功率及扭矩，算出的滾筒驅(qū)動(dòng)功率應(yīng)不小于滾筒所傳遞的功率 N。 （ 2） 估算減速箱傳動(dòng)效率 ? 因?yàn)闈L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。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 若測(cè)試時(shí)，車(chē)輪在滾筒上打滑，則不能依據(jù) maxF前 ， maxF后 判定被檢車(chē)輛合格與否，應(yīng)對(duì)被檢車(chē)輛進(jìn)行加載檢驗(yàn)或者路試。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 滾筒式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試能力分析 在非加載情況下，滾筒式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)所測(cè)得的前、后輪的最大制動(dòng)力，是判斷測(cè)試車(chē)輛制動(dòng)力是否達(dá)標(biāo)的重要依據(jù)。 為了滿足 GB725887 中關(guān)于汽車(chē)主要承載軸的制動(dòng)力與該軸軸荷之比大于等于60%的要求，有 ： 2 m a x 60%XFG?? （ ） 因?yàn)檐?chē)輪與滾筒間的摩擦力與正壓力之比等于摩擦角的正切值。若車(chē)輪在兩滾筒上的安置角過(guò)小，車(chē)輪將離開(kāi)前滾筒沿后滾筒滑移。目前采用較多的是表面帶有溝槽的鋼制滾筒，其表面附著系數(shù)在 ～ 之間，根據(jù) GB/T1356420xx 規(guī)定，附著系數(shù) ? 不低于 ，本制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)采用歐式新型粘砂技術(shù)大滾筒，附著系數(shù) 以上， 使用壽命 15 萬(wàn)次以上。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 它取決于受檢車(chē)輛的結(jié)構(gòu)參數(shù)及試驗(yàn)臺(tái)的通用性，通常取 700～ 1000mm。 第四：分辨率： 10N。本章將分析汽車(chē)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇方法。當(dāng)車(chē)輪速度降低到某值時(shí)，為了減少輪胎磨損，電機(jī)自動(dòng)停轉(zhuǎn)。國(guó)內(nèi)制造的制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)大部分為日本式， Φ多為 之間，滾筒材質(zhì)要求不高、工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性好、對(duì)輪胎磨損較小。 由此可知滾筒直徑和滾筒中心距是制動(dòng)臺(tái)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。減速器殼體在反作用力矩的作用下，其前端發(fā)生繞其輸出軸向下的偏轉(zhuǎn)，迫使測(cè)力杠桿前端向下或向上位移，通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換成反映制動(dòng)力大小的電信號(hào)，由計(jì)算機(jī)采集、處理后，指令電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，并由指示裝置或打印機(jī)輸出檢測(cè)到的制動(dòng)力數(shù)值。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，目前我國(guó)汽車(chē)檢測(cè)站和設(shè)備生產(chǎn)廠家大多采用先進(jìn)的、有微處理機(jī)系統(tǒng)的電子式軸重計(jì)量裝置，它具有零點(diǎn)自動(dòng)調(diào)整、自動(dòng)去皮、高分辯率顯示等功能，適合各種汽車(chē)的軸荷計(jì)量。具有這種功能的試驗(yàn)臺(tái)可以檢測(cè)多軸汽車(chē)并裝軸 （ 如三軸汽車(chē)的中軸和后軸，其間沒(méi)有軸間差速器 ） 的制動(dòng)力。當(dāng)滑動(dòng)率達(dá)到一定值 （ 如 25%） 時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出指令使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。此時(shí)電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)的滾筒對(duì)車(chē)輪輪胎周緣的切線方向作用制動(dòng)力以克服制動(dòng)器摩擦力矩，維持車(chē)輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。指示裝置有指針式和數(shù)字顯示式兩種。 （ 即傳感滾筒 ） 裝置 ： 傳感第三滾筒安裝在彈簧支撐的浮動(dòng)臂上，當(dāng)車(chē)輪開(kāi)上滾筒總成時(shí)，左、右兩個(gè)傳感滾筒同時(shí)被壓下。 ： 該裝置主要由測(cè)力杠桿、傳感器和測(cè)力彈簧等組成，如圖 所示。而且隨著滾筒直徑增大，兩滾筒間中心距也需相應(yīng)增大，才一能保證合適的安置角。噴焊層材料選用 NiCrBSi 自熔性合金粉末及鋼砂。滾筒相當(dāng)于一個(gè)活動(dòng)的路面，用來(lái)支承被檢車(chē)輛的車(chē)輪，并承受和傳遞制動(dòng)力。試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖 3. 1 所示。另外，不方便檢測(cè)半掛車(chē) 、全掛車(chē)、不能檢測(cè)超長(zhǎng)、超重、超寬的車(chē)輛； （ 3）檢測(cè)數(shù)值重復(fù)性差：由于駕駛員踩剎車(chē)踏板的所用的力不同，每次測(cè)試條件很難保證一致，所以每次測(cè)得的制動(dòng)力會(huì)有較大的差異。在平板式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上檢測(cè) 制動(dòng)性能時(shí) ， 汽車(chē)比較接近實(shí)際行駛狀態(tài) ， 具有與實(shí)際行駛制動(dòng)中完全相同的受力情況，平板式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)的是動(dòng)態(tài)汽車(chē) ， 因而能夠反映出汽車(chē)行駛制過(guò)程中軸荷重新分配的制動(dòng)效果 ， 測(cè)試原理圖見(jiàn)圖 。所有面板均由兩層板通過(guò)工字鋼焊接而成，在焊接時(shí)要求采用特殊的工藝，以防止蓋板的翹曲和變形，最后在蓋板的上面點(diǎn)焊絲網(wǎng)，以增加蓋板表面的摩擦力。 工作原理 進(jìn)行車(chē)輪制動(dòng)力檢測(cè)時(shí)，被檢汽車(chē)駛上制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，車(chē)輪置于主、從動(dòng)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(kāi)關(guān)被接通）。根據(jù) GB725820xx，滾筒表面當(dāng)量附著系數(shù)不應(yīng)小于 %。減速器輸出軸與主動(dòng)滾筒通州連接或通過(guò)鏈條、皮帶連接。 論文主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)途徑 課題主要研究?jī)?nèi)容 對(duì)汽車(chē)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的研究主要集中在以下幾方面 ： 1. 制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析 對(duì)汽車(chē)在反力式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上的運(yùn)動(dòng)及受力情況 進(jìn)行分析，推導(dǎo)制動(dòng)力、滾筒支承反力的解析表達(dá)式，分析試驗(yàn)臺(tái)的最大測(cè)試能力 ； 2. 制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究 對(duì)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)改進(jìn)方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制零件圖及裝配圖 ； 3. 制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 包括傳感器選型、信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制裝置的設(shè)計(jì)。 （ 2） 在測(cè)試過(guò)程中，當(dāng)試驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定值后，剎車(chē)后車(chē)輪速度下降，第三滾筒的速度也隨著下降，當(dāng)?shù)谌?滾筒轉(zhuǎn)速下降到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的 70%時(shí)，為了不使輪胎產(chǎn)生嚴(yán)重磨損，控制系統(tǒng)發(fā)出訊號(hào)，使電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 以上四點(diǎn)平板式均優(yōu)于滾筒式。下面分別介紹這兩種試驗(yàn)臺(tái)： 平板式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái) 早期的汽車(chē)檢測(cè)設(shè)備，既有滾筒式又有平板式，由于當(dāng)時(shí)還沒(méi)有電子計(jì)算機(jī)，平板式檢測(cè)設(shè)備的傳感器和采樣系統(tǒng)難以滿足檢測(cè)要求。 室內(nèi)汽車(chē)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)一般只根據(jù)一些檢測(cè)數(shù)據(jù)判定汽車(chē)制動(dòng)性能合格與否，至于故障原因往往無(wú)法予以診斷分析，這是目前檢測(cè)技術(shù)存在的一個(gè)缺陷。而反力式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的工作原理是當(dāng)被檢車(chē)輛駛上試驗(yàn)臺(tái)后，車(chē)輪置于兩滾筒之間，這時(shí)左、右兩電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)。 汽車(chē)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的型式有滾筒式和平板式。本課題所研究的汽車(chē)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)主要是檢測(cè)各類中小型汽車(chē)（最大軸重 10噸）的制動(dòng)性能。因此有必要研究出快捷、準(zhǔn)確地檢測(cè)汽車(chē)制動(dòng)性能的方法和工具。汽車(chē)制動(dòng)性能的好壞直接關(guān)系到人們的生命安全。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(cè)試的準(zhǔn)確性與可靠性，以及耐用性和使用經(jīng)濟(jì)性。這種方法可以免除用路試檢測(cè)制動(dòng)性能的一些弊病 [1]。如果將測(cè)試的車(chē)輪制動(dòng)距離換算成整車(chē)制動(dòng)距離，有一定誤差，要使換算結(jié)果精 確，需要作大量對(duì)比試驗(yàn)，而不同的車(chē)型都要有對(duì)比，這是較難做到的，因此慣性式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)不容易被使用部門(mén)所接受。因此，國(guó)內(nèi)交通、公安車(chē)管部門(mén)廣泛使用的幾乎都是反力式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)。平板式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)是在汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)下檢測(cè)制動(dòng)性能 ， 與汽車(chē)實(shí)際行駛中的制 動(dòng)相似 ， 是一種動(dòng)態(tài)檢測(cè) ； 而反力式滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)是提高為測(cè)定作用在測(cè)力滾筒上車(chē)輪制動(dòng)力的反力 ， 檢測(cè)車(chē)輛制動(dòng)性能的裝置 ， 是一種穩(wěn)態(tài)檢測(cè)方式 [2]。如意大利威邁格平板式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，可進(jìn)行幾種性能同時(shí)測(cè)試，檢測(cè)制動(dòng)力時(shí)既可測(cè)得四個(gè)車(chē)輪的最大制動(dòng)力，又可提供這些制動(dòng)力在制動(dòng)過(guò)程中隨時(shí)間變化的曲線等更深層信息，還可同時(shí)進(jìn)行側(cè)滑的檢測(cè)，懸架減振器的檢測(cè)。第三滾筒的作用主要有兩條 ： （ 1） 當(dāng)車(chē)輛放在試驗(yàn)臺(tái)上后，輪胎壓下第三滾筒，限位開(kāi)關(guān)脫開(kāi)后，試驗(yàn)臺(tái)才能啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 作為新一代產(chǎn)品 ——平板式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，雖一時(shí)無(wú)法代替反力滾筒式，但已引起汽車(chē)界的重視，可以預(yù)見(jiàn)其發(fā)展充滿活力 ： 眼下作為制動(dòng)檢測(cè)的補(bǔ)充，在汽車(chē)保有量大的城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，可發(fā)揮作用，用于檢測(cè)轎車(chē)、高級(jí)小客車(chē)、摩托車(chē)等。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速器兩級(jí)減速后驅(qū)動(dòng)主動(dòng)滾筒，主動(dòng)滾筒通過(guò)鏈傳動(dòng)帶動(dòng)從動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)。輪胎與滾筒間的附著系 數(shù)將直接影響制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)所能測(cè)得的制動(dòng)力大小。目前制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)控制裝置都采用電子式。檢驗(yàn)臺(tái)采用雙板結(jié)構(gòu)，上層板 （ 面板 ） 為承載板，下層板 （ 底座 ） 主要用來(lái)與地面固定。平板式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)能檢測(cè)出汽車(chē)行駛制動(dòng)過(guò)程中重心前移后的制動(dòng)效果。 ： （ 1）很難檢測(cè)車(chē)輪阻滯力：車(chē)輪阻滯 力是不制動(dòng)的時(shí)候的阻力，由于受平板長(zhǎng)度限制，較難準(zhǔn)確檢測(cè)阻滯力； （ 2）檢測(cè)范圍有限：對(duì)于雙后軸，三后軸的車(chē)輛，平板制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)很難單獨(dú)測(cè)取橋的制動(dòng)力數(shù)值及制動(dòng)力 隨采樣時(shí)間的變化曲線。 汽車(chē)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)總體構(gòu)成 單軸反力式滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、易于控制、通用性好，能測(cè)試制動(dòng)性能的多項(xiàng)指標(biāo)且便于維修。每個(gè)滾筒的兩端分別用滾動(dòng)軸承與軸承座支承在框架上，且保持兩滾筒軸線平行。 （ 3） 表面具有嵌砂噴焊層的金屬滾筒。滾筒直徑增大有利于改善與車(chē)輪之間的附著情況，增加測(cè)試車(chē)速，使檢測(cè)過(guò)程更接近實(shí)際制動(dòng)狀況，但必須相應(yīng)增加驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率。第三滾筒除了上述作用外，在有的試驗(yàn)臺(tái)上還作為安全保護(hù)裝置用，只有當(dāng)兩個(gè)車(chē)輪制動(dòng)測(cè)試單元的第三滾筒同時(shí)被壓下時(shí)，試驗(yàn)臺(tái) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路才能接通。傳感器有自整角電機(jī)式、電位計(jì)式、差動(dòng)變壓器式或電阻應(yīng)變片式等多種類型。為提高自動(dòng)化與智能化程度，控制裝置中配置計(jì)算機(jī)。通過(guò)延時(shí)電路起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，經(jīng)減速器、鏈傳動(dòng)和主從動(dòng)滾筒帶動(dòng)車(chē)輪低速旋轉(zhuǎn)，待車(chē)輪轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后駕駛員踩下制動(dòng)踏板，車(chē)輪在車(chē)輪制動(dòng)器的摩擦力矩作用下開(kāi)始減速旋轉(zhuǎn)。在有第三滾筒的制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上，在制動(dòng)過(guò)程中第三滾筒的轉(zhuǎn)速信號(hào)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 由傳感器轉(zhuǎn)變成電信號(hào)后輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算車(chē)輪與滾筒之間的滑動(dòng)率。兩個(gè)測(cè)試單元的滾筒既可同向正轉(zhuǎn)、同向反轉(zhuǎn)，又可以一正一反。機(jī)械式稱重是按照不等臂杠桿平 衡原理利用擺錘、齒板齒輪傳動(dòng)而設(shè)計(jì)的，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但工作效率和測(cè)量精度不如電子式的高。此時(shí)，車(chē)輪產(chǎn)生的制動(dòng)力作用在滾筒上，與滾筒的旋轉(zhuǎn)方向相反，因而產(chǎn)生一反作用力矩 （ 圖 ） 。 檢測(cè)時(shí)，滾筒的線速度很低，可忽略制動(dòng)時(shí)車(chē)輪的慣性力矩和滾動(dòng)阻力矩，車(chē)輪受力如圖，可得如下平衡方程： 12( sin c o s ) ( sin c o s )N N F? ? ? ? ? ?? ? ? ? （ ） ( c o s sin ) ( c o s sin )N N G? ? ? ? ? ?? ? ? ? （ ） 1sin ( )LDL? ?? ? （ ） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15