【正文】 刻 。再將（ ）式和 2 cosNG?? 代入（ ）式中有 60%G= cos tanG ??。? ， 39。在某些試驗臺上，為了測得車輪制動器的最大制動力，試驗臺上有加載機構，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。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。 （ 1） 沒有被檢車輛上臺，第三滾筒不被壓下去時制動馬達無法啟動，即滾筒不能旋轉，起到了安全保護作用 ； （ 2） 當滾筒旋轉檢測車輛制動時，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機，以其測量出最大制動力 ； （ 3） 因為能自動關機，就能防止被檢車輛 制動抱死時若主滾筒繼續(xù)旋轉會刮傷輪胎。 表 汽車制動試驗臺主要技術參數(shù) 序號 技術參數(shù) 參數(shù)值 1 允許最大軸載質量 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 滾筒轉速 r/min 54 8 電動機功率 Kw 11 9 最大外形尺寸（長 寬 高） mm 1150950720 10 示值誤差 % 177。 強度 和剛度 （ 1） 蝸輪齒形系數(shù) 當量齒數(shù)23cosv ZZ ??=57，查圖得外齒輪的齒形系數(shù)2 ?； （ 2） 蝸輪齒根彎曲應力 蝸輪齒根彎曲應力 22121 .5 3 46c o sAF F aKT Y M P ad d m? ???[ F? ] ， 彎曲強 度足夠 ； （ 3） 蝸輪齒面疲勞接觸強度 23 1 9 0 . 9 7 [ ]AH E P HKTZ Z M P aa??? ? ?， 故接觸強度足夠； （ 4） 蝸桿剛度計算 蝸桿較細長，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。 ? ； （ 3） 總傳動效率39。3l =150mm； 第三 段：軸承軸段， 39。本文對滾筒式試驗臺的結構、檢測系統(tǒng)的軟硬件進行了分析與設計。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。本章說明如何選澤滾筒的直徑、長度、轉速及兩滾筒之間的中心距，還分析了電動機的選擇方法、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。因此對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動要進行熱平衡計算。 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)《機械設計基礎》查表， 若取 m=， 蝸桿直徑系數(shù) q=10， 故1 63d mq mm?? 。只有合理選擇試驗臺 的設計參數(shù)，才能提高試驗臺測試的準確性與可靠性以及耐用性和使用經(jīng)濟性。 根據(jù)各級傳動比，電機轉速與功率，各級傳動與軸承效率以及載荷系數(shù)，計算各袖的轉速、功率及扭矩，算出的滾筒驅動功率應不小于滾筒所傳遞的功率 N。 （ 2） 估算減速箱傳動效率 ? 因為滾筒轉速很低 ， 所以減速箱的減速比很大，且要求結構緊湊不致高出地面。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 22 若測試時，車輪在滾筒上打滑，則不能依據(jù) maxF前 ， maxF后 判定被檢車輛合格與否，應對被檢車輛進行加載檢驗或者路試。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 21 滾筒式制動試驗臺測試能力分析 在非加載情況下，滾筒式制動試驗臺所測得的前、后輪的最大制動力，是判斷測試車輛制動力是否達標的重要依據(jù)。 為了滿足 GB725887 中關于汽車主要承載軸的制動力與該軸軸荷之比大于等于60%的要求，有 ： 2 m a x 60%XFG?? （ ） 因為車輪與滾筒間的摩擦力與正壓力之比等于摩擦角的正切值。若車輪在兩滾筒上的安置角過小，車輪將離開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 ，本制動試驗臺采用歐式新型粘砂技術大滾筒，附著系數(shù) 以上， 使用壽命 15 萬次以上。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 19 它取決于受檢車輛的結構參數(shù)及試驗臺的通用性，通常取 700～ 1000mm。 第四：分辨率： 10N。本章將分析汽車制動試驗臺主要結構參數(shù)選擇方法。當車輪速度降低到某值時，為了減少輪胎磨損，電機自動停轉。國內(nèi)制造的制動試驗臺大部分為日本式， Φ多為 之間，滾筒材質要求不高、工藝簡單、經(jīng)濟性好、對輪胎磨損較小。 由此可知滾筒直徑和滾筒中心距是制動臺的主要結構參數(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，迫使測力杠桿前端向下或向上位移，通過傳感器轉換成反映制動力大小的電信號，由計算機采集、處理后，指令電動機停轉，并由指示裝置或打印機輸出檢測到的制動力數(shù)值。隨著電子技術的發(fā)展，目前我國汽車檢測站和設備生產(chǎn)廠家大多采用先進的、有微處理機系統(tǒng)的電子式軸重計量裝置，它具有零點自動調整、自動去皮、高分辯率顯示等功能，適合各種汽車的軸荷計量。具有這種功能的試驗臺可以檢測多軸汽車并裝軸 （ 如三軸汽車的中軸和后軸，其間沒有軸間差速器 ） 的制動力。當滑動率達到一定值 （ 如 25%） 時，計算機發(fā)出指令使電動機停轉。此時電動機 驅動的滾筒對車輪輪胎周緣的切線方向作用制動力以克服制動器摩擦力矩，維持車輪繼續(xù)旋轉。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臂上，當車輪開上滾筒總成時，左、右兩個傳感滾筒同時被壓下。 ： 該裝置主要由測力杠桿、傳感器和測力彈簧等組成，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。滾筒相當于一個活動的路面，用來支承被檢車輛的車輪，并承受和傳遞制動力。試驗臺的結構如圖 3. 1 所示。另外，不方便檢測半掛車 、全掛車、不能檢測超長、超重、超寬的車輛； （ 3）檢測數(shù)值重復性差：由于駕駛員踩剎車踏板的所用的力不同，每次測試條件很難保證一致，所以每次測得的制動力會有較大的差異。在平板式制動試驗臺上檢測 制動性能時 ， 汽車比較接近實際行駛狀態(tài) ， 具有與實際行駛制動中完全相同的受力情況，平板式制動試驗臺檢測的是動態(tài)汽車 ， 因而能夠反映出汽車行駛制過程中軸荷重新分配的制動效果 ， 測試原理圖見圖 。所有面板均由兩層板通過工字鋼焊接而成，在焊接時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焊絲網(wǎng)，以增加蓋板表面的摩擦力。 工作原理 進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被接通）。根據(jù) GB725820xx，滾筒表面當量附著系數(shù)不應小于 %。減速器輸出軸與主動滾筒通州連接或通過鏈條、皮帶連接。 論文主要研究內(nèi)容及技術途徑 課題主要研究內(nèi)容 對汽車制動試驗臺的研究主要集中在以下幾方面 ： 1. 制動試驗臺運動學和動力學的分析 對汽車在反力式制動試驗臺上的運動及受力情況 進行分析，推導制動力、滾筒支承反力的解析表達式，分析試驗臺的最大測試能力 ； 2. 制動試驗臺結構設計的研究 對制動試驗臺改進方案進行結構設計，繪制零件圖及裝配圖 ； 3. 制動試驗臺控制系統(tǒng)硬件設計 包括傳感器選型、信號調理電路設計、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計、控制裝置的設計。 （ 2） 在測試過程中，當試驗臺轉速達到穩(wěn)定值后，剎車后車輪速度下降，第三滾筒的速度也隨著下降，當?shù)谌?滾筒轉速下降到穩(wěn)定轉速的 70%時，為了不使輪胎產(chǎn)生嚴重磨損，控制系統(tǒng)發(fā)出訊號，使電機停止運轉。 以上四點平板式均優(yōu)于滾筒式。下面分別介紹這兩種試驗臺： 平板式制動試驗臺 早期的汽車檢測設備，既有滾筒式又有平板式，由于當時還沒有電子計算機，平板式檢測設備的傳感器和采樣系統(tǒng)難以滿足檢測要求。 室內(nèi)汽車制動試驗臺一般只根據(jù)一些檢測數(shù)據(jù)判定汽車制動性能合格與否，至于故障原因往往無法予以診斷分析，這是目前檢測技術存在的一個缺陷。而反力式制動試驗臺的工作原理是當被檢車輛駛上試驗臺后，車輪置于兩滾筒之間，這時左、右兩電機啟動，帶動滾筒旋轉。 汽車制動試驗臺的型式有滾筒式和平板式。本課題所研究的汽車制動試驗臺主要是檢測各類中小型汽車（最大軸重 10噸）的制動性能。因此有必要研究出快捷、準確地檢測汽車制動性能的方法和工具。汽車制動性能的好壞直接關系到人們的生命安全。只有合理選擇制動試驗臺的設計參數(shù)，才能提高試驗臺測試的準確性與可靠性，以及耐用性和使用經(jīng)濟性。這種方法可以免除用路試檢測制動性能的一些弊病 [1]。如果將測試的車輪制動距離換算成整車制動距離，有一定誤差，要使換算結果精 確，需要作大量對比試驗，而不同的車型都要有對比，這是較難做到的，因此慣性式制動試驗臺不容易被使用部門所接受。因此，國內(nèi)交通、公安車管部門廣泛使用的幾乎都是反力式制動試驗臺。平板式制動試驗臺是在汽車運行狀態(tài)下檢測制動性能 ， 與汽車實際行駛中的制 動相似 ， 是一種動態(tài)檢測 ； 而反力式滾筒制動試驗臺是提高為測定作用在測力滾筒上車輪制動力的反力 ， 檢測車輛制動性能的裝置 ， 是一種穩(wěn)態(tài)檢測方式 [2]。如意大利威邁格平板式制動試驗臺，可進行幾種性能同時測試，檢測制動力時既可測得四個車輪的最大制動力，又可提供這些制動力在制動過程中隨時間變化的曲線等更深層信息，還可同時進行側滑的檢測，懸架減振器的檢測。第三滾筒的作用主要有兩條 ： （ 1） 當車輛放在試驗臺上后，輪胎壓下第三滾筒，限位開關脫開后，試驗臺才能啟動運轉。 作為新一代產(chǎn)品 ——平板式制動試驗臺，雖一時無法代替反力滾筒式，但已引起汽車界的重視，可以預見其發(fā)展充滿活力 ： 眼下作為制動檢測的補充，在汽車保有量大的城市和經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，可發(fā)揮作用，用于檢測轎車、高級小客車、摩托車等。電動機經(jīng)過減速器兩級減速后驅動主動滾筒，主動滾筒通過鏈傳動帶動從動滾筒旋轉。輪胎與滾筒間的附著系 數(shù)將直接影響制動檢驗臺所能測得的制動力大小。目前制動試驗臺控制裝置都采用電子式。檢驗臺采用雙板結構，上層板 （ 面板 ） 為承載板，下層板 （ 底座 ） 主要用來與地面固定。平板式制動試驗臺能檢測出汽車行駛制動過程中重心前移后的制動效果。 ： （ 1）很難檢測車輪阻滯力：車輪阻滯 力是不制動的時候的阻力，由于受平板長度限制，較難準確檢測阻滯力； （ 2）檢測范圍有限：對于雙后軸，三后軸的車輛，平板制動試驗臺很難單獨測取橋的制動力數(shù)值及制動力 隨采樣時間的變化曲線。 汽車制動試驗臺總體構成 單軸反力式滾筒制動試驗臺結構簡單、工作可靠、易于控制、通用性好，能測試制動性能的多項指標且便于維修。每個滾筒的兩端分別用滾動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輪之間的附著情況，增加測試車速，使檢測過程更接近實際制動狀況，但必須相應增加驅動電機的功率。第三滾筒除了上述作用外，在有的試驗臺上還作為安全保護裝置用，只有當兩個車輪制動測試單元的第三滾筒同時被壓下時，試驗臺 驅動電機電路才能接通。傳感器有自整角電機式、電位計式、差動變壓器式或電阻應變片式等多種類型。為提高自動化與智能化程度，控制裝置中配置計算機。通過延時電路起動電動機，經(jīng)減速器、鏈傳動和主從動滾筒帶動車輪低速旋轉，待車輪轉速穩(wěn)定后駕駛員踩下制動踏板，車輪在車輪制動器的摩擦力矩作用下開始減速旋轉。在有第三滾筒的制動試驗臺上，在制動過程中第三滾筒的轉速信號黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 13 由傳感器轉變成電信號后輸入計算機，計算車輪與滾筒之間的滑動率。兩個測試單元的滾筒既可同向正轉、同向反轉，又可以一正一反。機械式稱重是按照不等臂杠桿平 衡原理利用擺錘、齒板齒輪傳動而設計的，其結構簡單、成本低，但工作效率和測量精度不如電子式的高。此時，車輪產(chǎn)生的制動力作用在滾筒上，與滾筒的旋轉方向相反，因而產(chǎn)生一反作用力矩 （ 圖 ） 。 檢測時，滾筒的線速度很低，可忽略制動時車輪的慣性力矩和滾動阻力矩，車輪受力如圖，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? ?? ? （ ） 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 15