【導(dǎo)讀】除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含任何其。他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的作品成果。對(duì)本人實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)中做出。重要貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中以明確的方式注明。識(shí)到本承諾書的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。為了評(píng)價(jià)懸架性能的好壞，通常采用懸架裝置檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)來定量描述。狀，在此基礎(chǔ)上根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了方案分析、論證、設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)在現(xiàn)有諧振。式懸架裝置檢測(cè)臺(tái)的基礎(chǔ)上，使用變頻調(diào)速器。通過變頻調(diào)速裝置控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)。品牌的車輛懸架性能檢測(cè)。并針對(duì)改進(jìn)后的懸架檢測(cè)臺(tái)中的電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、軸。件進(jìn)行了設(shè)計(jì)、計(jì)算和校核。改進(jìn)后的此種懸架特性檢測(cè)臺(tái)具有造價(jià)低廉、性能

　　

【正文】 二）、當(dāng)被檢汽車車輪位于檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板一側(cè)時(shí) 吉林大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì) 24 A、按彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行校核 圖 39 軸的受力簡圖 安裝聯(lián)軸器處軸的轉(zhuǎn)矩： mNePA ??????? ? 3 安裝滾柱軸承處的轉(zhuǎn)矩： 5 0 0 ?????? CB TmNePT ， NFB 7500? 0?CF )( 3243 llFlFlF BCE ?????? Nl lFllFF CBE 4 9 0)( 3 432 ?????? NFPF EF 5 0 4 9 0 ????? ，并作圖 已知軸段 BE 長度為： l2= 5 ???? llSBE 其所受彎矩為 mNBEFM Be . 3 5 0 0 ????? 根據(jù)所計(jì)算的彎矩和轉(zhuǎn)矩分別作彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖，如圖 310 軸的受力計(jì)算圖所示 （如圖 310 軸的受力計(jì)算圖） 第 3 章 檢測(cè)臺(tái)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 25 圖 310 軸的受力計(jì)算圖 轉(zhuǎn)矩按對(duì)稱循環(huán)變化計(jì)算，取 1?? 得 mNMTM Ae .)( 221 ????? ? mNMTM eEe .)( 22222 ????? ? 通過比較發(fā)現(xiàn)，危險(xiǎn)截面在 E 處，即帶座外 球面球軸承處，進(jìn)行校核時(shí)僅需對(duì)承受最大彎矩及轉(zhuǎn)矩的截面進(jìn)行強(qiáng)度校核，即 M P aM P aWMW MT eeEe 60][ )( 1322222 ????????? ???? 比較發(fā)現(xiàn)，軸的強(qiáng)度足夠。 B、按疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù)校核計(jì)算 通過圖 310 軸的受力計(jì)算圖分析知帶座外球面球軸承安裝處彎矩最大，且有一定程度上的應(yīng)力集中，即認(rèn)為軸段 6 的右端面為危險(xiǎn)截面。 1 的右端面處疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 抗彎截面系數(shù) mmdW 33 ????? 抗扭截面系數(shù) mmdW T 2 5 0 0 33 ????? 合成彎矩 mNM .? 扭矩 T= 吉林大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì) 26 彎曲應(yīng)力幅 M P aWM 2 5 0 04 3 8 8 9 0a ???? 彎曲平均應(yīng)力 MPam 0?? 扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力幅 M P aWT Ta 002 3 ?? ??? 扭轉(zhuǎn)平均應(yīng)力 M Pama ???? 由 mmdM P ab 50,6 4 0 ??? 查得尺寸系數(shù) ?? ?? ?? ， ； 軸按精加工處理， MPab 640?? ，查得表面質(zhì)量系數(shù) ?? 。 軸肩圓角引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)是 ?? kk及 ，查得 ?? ?? kk ， 故得綜合影響系數(shù)值為 ????? ?? ? ?? kK ????? ?? ? ?? kK 由于軸的材料是 45 鋼，取彎曲等效系數(shù) ??? ；扭轉(zhuǎn)等效系數(shù) ??? 只考慮彎矩作用的安全系數(shù)，得 2 7 51 ??????? ? maKS ??? ? ??? 只考慮扭轉(zhuǎn)作用的安全 系數(shù)，得 7 22 2 2 1 5 51 ??????? ? maKS ??? ? ??? 計(jì)算安全系數(shù) 2222 ?????? ?? ?? SS SSS ca 取 [S]=~ ][ ??SSca ，所以此截面安全。 即此軸的設(shè)計(jì)時(shí)合理的，符合實(shí)際的檢測(cè)要求。 第 3 章 檢測(cè)臺(tái)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 27 偏心輪的設(shè)計(jì)及校核 I、材料的選擇 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可知，偏心輪的結(jié)構(gòu)比較小，在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)成與軸是一體的，即偏心輪是在軸上直接加工出的，故偏心輪的材料選擇與軸的材料選擇相同，采用 45 鋼。由于經(jīng)過熱處理或者是化學(xué)處理的碳鋼，其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度均很高，其特點(diǎn)符合偏心輪要求具有較好耐磨性的特點(diǎn)。 II、偏心輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)檢測(cè)臺(tái)的性能及設(shè)計(jì)參數(shù)要求，其檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板的振幅要求為 6mm，為使檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板產(chǎn)生激振并成周期性變化，則此激振 裝置采用偏心輪設(shè)計(jì)。為使其振幅為 6mm，則偏心輪的偏心距應(yīng)為 3mm。 由于承重橫梁是垂直做上下周期運(yùn)動(dòng)的，故可將其視為直動(dòng)平底從動(dòng)件（平底與導(dǎo)路垂直）盤形凸輪機(jī)構(gòu)，對(duì)于該機(jī)構(gòu)的壓力角 ? 是一確定值為 90186。，按照凸輪外廓全凸的條件來進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于凸輪外廓為圓形，曲率半徑為 0220 ???? ?? d sdsr 由于此凸輪的外部還需要安裝與其同 心的滾柱軸承，考慮滾柱軸承以及聯(lián)軸器的安裝問題需對(duì)偏心輪的安裝直徑以及偏心輪的直徑進(jìn)行設(shè)計(jì)?？紤]到聯(lián)軸器的安裝直徑 ld 為 24mm，以及其定位軸肩高度取值為 2~4mm，為減少軸的加工次數(shù)，則取滾柱軸承的安裝直徑為 34mm，滾柱軸承的內(nèi)圈直徑為 35mm，即偏心輪的直徑為 35mm。為方便軸承的安裝以及防止軸承在使用過程中出現(xiàn)左右軸向攢動(dòng)，取其寬度與滾柱軸承的內(nèi)圈寬度相同即可。 軸承的選型及校核 I、軸承的選型 由于偏心輪是與轉(zhuǎn)軸同軸的，且在旋轉(zhuǎn)的過程中會(huì)與承重橫梁因其偏心設(shè)計(jì)而不斷受周向摩擦，考慮到檢測(cè)臺(tái)在檢測(cè)過程中受到的載荷較大，為減少承重橫梁和偏心輪的磨損并提高其設(shè)計(jì)壽命，在偏心輪的外側(cè)安裝有與其同心的圓柱滾子軸承?？紤]到軸承在安裝時(shí)其外圈無法定位，為防止?jié)L子軸承的軸向攢動(dòng)，決定采用外圈帶擋邊內(nèi)圈單擋邊并帶平擋圈的圓柱滾子軸承。根據(jù)其安裝直徑，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [16]確定所選軸承為內(nèi)圈單擋邊并帶平擋邊的圓柱滾子軸承 [22]，其代號(hào)為 NUP2207E，其相關(guān) 參數(shù)見表吉林大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì) 28 39 所示 表 39 軸承代號(hào)為 NUP2207E 的技術(shù)參數(shù) 軸承代號(hào) 基本尺寸 /mm 基本額定載荷 /kN d D B rC rC0 NUP2207E 35 72 23 63 II、軸承的校核計(jì)算 由于汽車懸架特性檢臺(tái)屬于短期或者是間斷使用 的機(jī)械，且間斷使用也不會(huì)引起一些嚴(yán)重的后果，故對(duì)其有一個(gè)預(yù)期的設(shè)計(jì)壽命，預(yù)期其軸承的壽命為5000h。按照當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算軸承的壽命時(shí)，考慮兩種極端情況，即當(dāng)載荷作用在檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板的中間和一側(cè)兩種情況。當(dāng)作用在一側(cè)時(shí)軸承所受載荷最大，壽命最短，故僅需對(duì)此種情況校核即可。對(duì)于滾柱軸承，其僅受徑向載荷的作用，其當(dāng)量動(dòng)載荷為 rp FfP ?? 式中： pf ：載荷系數(shù)（輕微沖擊時(shí)為 ~）； rF ：徑向載荷。 由于檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板所受最大載荷為 7500N，檢測(cè)臺(tái)認(rèn)為受到輕微沖擊，載荷系數(shù) pf 取值為 ，則滾柱軸承所受最大當(dāng)量動(dòng)載荷為 NFfP rp 8 2 5 07 5 0 ????? 軸承的壽 命計(jì)算式為 ???????? PCfnL th 6010610 式中： tf ：溫度系數(shù)，取值為 1； ?：壽命指數(shù)，取值為 10/3。 則所選的軸承的壽命為 hhPCfnL th 5 0 0 1 8 58 2 5 0 5 0 060 10601031036610 ?????????? ???????????? 即：所選用軸承 符合實(shí)際的檢測(cè)要求，選型合理。 圓環(huán)套的設(shè)計(jì) 由于偏心輪在帶動(dòng)滾柱軸承旋轉(zhuǎn)的過程中，滾柱軸承不僅受到承重橫梁的正壓力的作用，還會(huì)受到因正壓力所產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦的作用。當(dāng)檢測(cè)臺(tái)長時(shí)間使用第 3 章 檢測(cè)臺(tái)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 29 后，會(huì)有一定程度的磨損并產(chǎn)生較大的測(cè)試誤差。此外，因其偏心運(yùn)動(dòng)引起檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板激振，當(dāng)頻率一定，振幅增大，會(huì)加快檢測(cè)臺(tái)的損壞，降低其使用壽命。因此，可將滾柱軸承與承重橫梁間的動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)殪o摩擦，可以考慮在滾柱軸承的外側(cè)安裝一個(gè)與其同心的圓環(huán)套，以改善滾柱軸承的受力環(huán)境，降低磨損，提高其使用壽命，也提高了檢測(cè)臺(tái)的使用 壽命和測(cè)試精度。 在對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，需要選擇合適的材料。由于 45 鋼經(jīng)過熱處理或者是化學(xué)處理后，其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度均很高，其特點(diǎn)符合圓環(huán)套要求具有較好耐磨性和抗壓能力的特點(diǎn)。因此，無論是從圓環(huán)套的性能要求還是從加工方便性，以及經(jīng)濟(jì)性等方面考慮， 45 鋼都是一個(gè)較好的選擇。 對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到滾柱軸承的安裝要求以及結(jié)構(gòu)參數(shù)，為防止其的軸向攢動(dòng)，應(yīng)使其與滾柱軸承的外圈采用過盈配合。其厚度不宜設(shè)計(jì)的過大，目的是盡量減小其與整個(gè)檢測(cè)臺(tái)的安裝空間，降低檢測(cè)臺(tái)的整體質(zhì)量，同時(shí)亦不宜過小，既為其他零件提供 合適的安裝空間，也防止因其過薄降低強(qiáng)度。充分考慮不同因素后，其設(shè)計(jì)圖如圖 311 所示 圖 311 圓環(huán)套的設(shè)計(jì)圖 檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板的設(shè)計(jì)計(jì)算 檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板是一個(gè)較大的平板，承受垂直方向上較大的正壓力，且此板形狀不規(guī)則，可以考慮采用鑄造的方法得到。另外根據(jù)臺(tái)板的安裝要求以及檢測(cè)臺(tái)的結(jié)構(gòu)要求，此臺(tái)板的質(zhì)量不宜過大。且臺(tái)板應(yīng)該造型 [17]簡易，以防止在澆注的過程中產(chǎn)生鑄造缺陷，而鋁合金的流動(dòng)性較好，充型能力好，得到的鑄件形狀完整、輪廓清晰、 缺陷較少，因此較宜采用鋁合金材料，其具體參數(shù)如下表所示 表 310 ZL201A 合金參數(shù)列表 項(xiàng)目 參數(shù) 合金牌號(hào) ZAlCu5MnA 合金代號(hào) ZL201A 鑄造方法 S 砂型鑄造、 J 金屬型鑄造 吉林大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì) 30 合金狀態(tài) T5 抗拉強(qiáng)度 MPab/? 390 伸長率 ）（ %s? 8 布氏硬度（ HBW） 100 臺(tái) 板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）、鑄件的最小壁厚 合理的鑄件壁厚，既能夠滿足鑄件的強(qiáng)度與剛度要求，還能夠防止出現(xiàn)澆不到、縮孔、變形、裂紋等缺陷。此外，鑄件的最小壁厚不僅與所選材料密切相關(guān)，還與鑄型的種類有關(guān)。金屬型鑄造具有尺寸精度高、表面粗糙度低、金屬型鑄件的表面質(zhì)量和力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)，尤其是對(duì)鋁合金類鑄件，可以對(duì)其強(qiáng)度提高 20%。此外金屬型鑄造便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)，因此，臺(tái)板的制造采用金屬型鑄造的方法。鑒于其鑄造方法以及材料選擇和臺(tái)板的大小要求，通過查表確定臺(tái)板的厚度為 7mm。 （ 2） 、避免界面過厚 采用加 強(qiáng)筋 由于檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板不宜設(shè)計(jì)的過厚，且臺(tái)板需要承受較大的壓力。因此，為保證鑄件的強(qiáng)度與剛度，就需要選擇合理的截面形狀和在薄弱的部分合理安置加強(qiáng)筋。加強(qiáng)筋的設(shè)置，在選擇其厚度時(shí)為防止出現(xiàn)變形、裂紋等缺陷，減少熱節(jié)，要考慮臺(tái)板的厚度，同時(shí)參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [16]，取加強(qiáng)筋的厚度為 8mm。 （ 3） 、鑄件的厚度應(yīng)盡可能均勻 如果鑄件的厚度不均勻就極易產(chǎn)生縮孔或縮松，引起鑄件變形或產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生裂紋，從而極大影響鑄件的強(qiáng)度和剛度，使得到的鑄件無法滿足實(shí)際要求 [16]。 臺(tái)板的計(jì)算校核 在 完成檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板的基本尺寸的設(shè)計(jì)后，還需要對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核，以滿足實(shí)際的檢測(cè)需要。根據(jù)圖 312 檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板的結(jié)構(gòu)圖，需要分別對(duì)檢測(cè)臺(tái)平板和加強(qiáng)筋分別進(jìn)行校核。在進(jìn)行校核之前，需要對(duì)檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板的受載情況進(jìn)行分析。通過查閱資料以及生活經(jīng)驗(yàn)可知，乘用車的輪胎寬度與車的整備質(zhì)量以及車身的寬度有很大關(guān)系，乘用車的整備質(zhì)量越大，車身的寬度越大，一般輪胎寬度也越大，且乘用車的輪胎寬度一般在 165mm~260mm 之間。同時(shí)考慮到汽車輪胎的材質(zhì)為合成橡膠，在受載時(shí)有較大的形變量，因此，在進(jìn)行臺(tái)板的強(qiáng)度校核時(shí)，臺(tái)板的受載情況不能 認(rèn)為是受集中作用力，而應(yīng)該視為臺(tái)板受局部均布力的作用。在進(jìn)行校核時(shí)，選取合理且特殊的參數(shù)進(jìn)行校核，根據(jù)前面的分析，認(rèn)為臺(tái)板受到最大載荷時(shí)的參數(shù)為：輪胎寬度為 180mm，汽車的軸重為 （為防止檢測(cè)臺(tái)在檢測(cè)過程中出現(xiàn)過載，同時(shí)保證檢測(cè)臺(tái)的強(qiáng)度和剛度要求，所選參數(shù)在實(shí)第 3 章 檢測(cè)臺(tái)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 31 際生活中偏大）。 圖 312 臺(tái)板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 已知牌號(hào)為 ZL201A 的鑄鋁件的抗拉強(qiáng)度 b? 為 390MPa，考慮到構(gòu)件必要的強(qiáng)度儲(chǔ)備，如構(gòu)件在工作過程中可能遇到的不利的工作條件（局部載荷過大、有銳利物體刮傷等），以及檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板對(duì)下部零件