【導讀】量快速增長，汽車對環(huán)境的影響受到人們的普遍關注。汽車制動性能的好壞直接關系。到人們的生命安全。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。本論文的內(nèi)容就是對汽車制動試驗臺的關鍵技術進行研究。動試驗臺的現(xiàn)狀和今后發(fā)展方向進行了綜述。通過對汽車制動過程的分析，提出檢測。對汽車在制動試驗臺上的受力情況進行了分析，提出檢測汽車制動性能的原

　　

【正文】 （ ） 式中 ： G前 、 G后 為空載時前后輪的輪荷。 若測試時 ， 車輪與滾筒間無打滑現(xiàn)象，則據(jù) maxF前 ， maxF后 的大小，按照 GB/T7258的要求就可判斷出被檢車輛的制動性能是否合格。 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。 maxM 滾筒承受的最大扭矩 Mama 取決于滾筒承受的最大制動力。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。將 （ ） 、 （ ） 式中的 G 前 、 G 后 分別換成車輪滿載時的輪荷Gm 前 、 Gm 后 ，即得汽車滿載測試 時最大制動力為： 39。m a x s i n c o smF G G? ? ??? 后前 m前 （ ） 39。m a x s i n c o smF G G? ? ???后 m后 前 （ ） F 前 max、 F 后 max 為滿載時前、后輪所測得的最大制動力，取兩者中數(shù)值的最大值記為 Fmax，則滾筒承受的最大扭矩 Mmax 為： maxM =12 ? d? maxF （ ） 式中： d 為滾筒直徑。 制動力測量裝置主要參數(shù)的選擇 制動力測量裝置主要包括電動機、減速箱、測量機構等。 （ 1） 確定滾筒所傳遞的功率 N 根據(jù) maxM =9550Nn ，則滾筒所傳遞的功率 N= max9550Mn? 。 （ 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。通常采用較多的是一級蝸輪蝸桿加一級或兩級齒輪傳動；或者采用一級皮帶傳動加一級蝸輪蝸桿和一級齒輪傳動。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。 （ 3） 確定所需電機功率 dN 選擇電機 此試驗臺用電機為間歇工作 ， 車輪制動時載荷在短時間內(nèi)加于滾筒鈾上，屬沖擊黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 23 動載，考慮載荷系數(shù) k=1～ ，則所需電機驅動功率為： dN = Nk??。由 dN 確定所選定電機型號，滿載轉速 n，以及額定功率 eN 。 據(jù) 此選擇的電機功率為 Y 系列三相籠式異步交流電動機 Y160M4， P電 機 =11kw，其滿載轉速為 1460r/min。 i及傳動比分配的確定 i= 11nn =146054 = （ ） 根據(jù) i的大小確定減速箱的傳動方案，并分配傳動比。 I 為各級傳動傳動比的連乘積。 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。此外，還需對各級傳動進行設計與校核。 （ 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。 因為第三滾筒在制動過程中不承受載荷，所以對其直徑無特別要求。但考慮到第三滾筒的轉速直接影響到測試的精度。通過參考國內(nèi)外大量的資料，第三滾筒的直徑最好為驅動滾筒的 15 ～ 13 ，這樣就使第三滾筒的轉速不致過高，第三滾筒的長度應等于驅動滾筒的長度本制動試驗臺滾筒直徑為 60mm。 本文設計的汽車制動試驗臺主要技術參數(shù)如表 所示。制動試驗臺總體結構見圖 。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。而其中尤為重要的是選擇合適的試驗臺主要結構參數(shù)，若車輪在滾筒上的安置角以及滾筒表層結構選擇不當，不但會影響測試的穩(wěn)定性，還會使試驗臺的最大測試能力達不到要求 .這樣，無論被測車輪的實際制動力多大，而測試時都黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 24 不會達標，這將引起誤判。 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(zhì)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。5 減速箱設計及零件選擇 蝸輪蝸桿的設計 蝸桿采用 45 號鋼，表面淬火，硬度為 45～ 55HRC，蝸輪采用鑄錫青銅 ZcuSn10P1，砂模鑄造。許用接觸應力 [ H? ]=200M aP ，許用 彎曲應力 [ F? ]=50M aP 。 由 i=，查《機械設計基礎》得 1Z =2， 則 2Z = 1iZ =54；根據(jù) 1Z =2，查表故取傳動效率 ? =。 2T = 6611 0 1 .5 4 1 0Pin?? ? ? N? mm 式中 P－高速軸功率， Kw； P= ???聯(lián)電 機 Kw。 使用系數(shù) ? ～１ .4，取 ? ；材料綜合彈性系數(shù) EZ =150， 假定 1d /a=，黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 25 查表得接觸系數(shù) Z? =。 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?? 。 （ 4） 輪緣寬 B ? =； （ 5） 當蝸桿節(jié)圓與分度圓重合時稱為標準傳動，其中心距計算式為 ： ( )a m q Z??=；故接觸強度足夠 ； （ 6） 蝸輪分度圓直徑 22d mZ? =； 齒頂圓直徑 2ad =m（ 2Z +2） =； （ 7） 導程角 1a rc ta n q? ??。 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。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 26 由切向力和徑向力產(chǎn)生的撓度分別為： 311 48tt FlY EI? （ ） 311 48rY FlY EI? （ ） 合成總撓度為 2211 []trY Y Y Y? ? ? （ ） 式中： 1tF ——蝸桿圓周力， 11 12t TF d?=； 1rF ——蝸桿徑向力， 21 22 tanr TF d ??=； l——蝸桿支點跨距， mm。初步計算時可取 ? =； E——蝸桿材料彈性模量， MPa。鋼蝸桿 E= ? 510 MPa； I——蝸桿危險截面慣性距， I= 4164d? = 510? mm； [Y] ——許用撓度， mm； [Y]= 1d /1000=。 由式（ ）、（ ）、（ ）得 ： 1tY =， 1rY =， Y=[Y]，故蝸桿剛度足夠。 由于蝸桿傳動效率低，發(fā)熱量大，若不及時散熱 ，會引起箱體內(nèi)油溫升高，潤滑失效，導致輪齒磨損加劇，甚至出現(xiàn)膠合。因此對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動要進行熱平衡計算。 （ 1） 相對滑動速度 116 0 1 0 0 0 coss dnV ? ?? ?=； （ 2） 當量摩擦角查表得 39。 ? ； （ 3） 總傳動效率39。ta 6 7ta n( )?? ?????； 11 0 0 0 (1 ) []tPttA ?? ?? ? ? ? （ ）式中： t? ——溫度差， t? = 0tt? ； 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 27 1P——蝸桿傳遞效率， ； ?——傳動效率， 。 軸的設計 根據(jù)工作條件，初選軸的材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理； 3 PdCn? （ ） 式中 ： d——軸的直徑， mm； C——由軸的材料和承載情況確定的常數(shù)， 45 鋼 C=107～ 118； P——傳遞的功率， Kw； n——軸的轉速， r/min。 高速軸：初選 C=116， 1 1 0 .8 9 wP P K?? ? ?聯(lián)電 機 ， 1 1460 r / m innn??滿 ，得mind =。 低速軸：初選 C=110， 21 8 .7 1 2 wP P K?? ? ?蝸 ， 12 nn i?蝸=，得 mi nd = （ 1） 高速軸結構設計： 第一段：安裝聯(lián)軸器外伸軸段，取 1d =42mm， 1l =52mm； 第二段：蝸桿軸承端蓋軸段， 2d =48mm， 2l =45mm ； 第三段：滾動軸承 處軸段，根據(jù)標準取 3d =55mm， 3l =18mm，選用圓錐滾子軸承32211； 第四段：過渡軸段，取 4d =60mm， 4l =105mm； 第五段：蝸輪軸段，根據(jù)蝸桿齒頂圓直徑取 5d =77mm， 5l =155mm； 第 六段： 6d = 4d =55mm， 6l =4l =105mm； 第七段： 7d = 3d =55mm， 7l =3l =22mm； （ 2） 低速軸結構設計： 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 28 第一段：軸承密封段，取 39。1d =110mm， 39。1l =55mm，根據(jù)軸徑選用圓錐滾子軸承 32219； 第二 段：蝸輪軸段， 39。3d =100mm， 39。3l =150mm； 第三 段：軸承軸段， 39。4d =110mm， 39。4l =148mm。 圖 汽車制動試驗臺結構圖 本章小結 本章對汽車制動試驗臺主要參數(shù)進行了分析，并畫出試驗臺總體結構圖。在制動試驗臺中，最重要的部件是滾筒。滾筒如同活動路面，支承汽車并承受和傳遞各種力。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。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 29 結 論 汽車制動試驗臺可在室內(nèi)模擬汽車實際制動狀況，能夠迅速、準確、經(jīng)濟、安全地檢驗汽車的制動性能。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。 論文主要工作如下 ： ，影響汽車制動性能的因素，檢測制動性能的方法和評價指標。 原理。 在此本課題還需要在以下方面作進一步的研究 ： 1. 在滾筒式制動檢驗臺上進行制動性能檢測時，汽車某一軸車輪靜止地停在滾筒上，作用在滾筒上的重量為車輛 的靜軸荷，在道路上行駛的車輛制動時，由于慣性重量前移，前軸的動軸荷大大增加，后軸的動軸荷相對降低，由于附著重量的變化，將產(chǎn)生不同的制動效果。另外，檢測臺是分別對前后橋進行制動測試，而汽車在道路上制動時，前后軸是同時起作用的，所以在滾筒式制動檢驗臺上的檢測結果與車輛的實際制動性能有一定差距。 2. 汽車制動試驗臺對具有防抱死 （ ABS） 系統(tǒng)的汽車制動系統(tǒng)的制動性能，還無法進行準確的測試。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。今后應研究準確檢測具有防抱死 （ ABS） 系統(tǒng)的汽車制動系統(tǒng)的制動性能。