【導(dǎo)讀】量快速增長，汽車對環(huán)境的影響受到人們的普遍關(guān)注。汽車制動性能的好壞直接關(guān)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(guān)鍵技術(shù)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(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)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(yīng)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(gòu)，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(gòu)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(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。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(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 23 動載，考慮載荷系數(shù) k=1～ ，則所需電機驅(qū)動功率為： dN = Nk??。由 dN 確定所選定電機型號，滿載轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速、功率及扭矩，算出的滾筒驅(qū)動功率應(yīng)不小于滾筒所傳遞的功率 N。此外，還需對各級傳動進行設(shè)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(zhuǎn)，起到了安全保護作用 ； （ 2） 當滾筒旋轉(zhuǎn)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(guān)機，以其測量出最大制動力 ； （ 3） 因為能自動關(guān)機，就能防止被檢車輛 制動抱死時若主滾筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(qū)動滾筒的 15 ～ 13 ，這樣就使第三滾筒的轉(zhuǎn)速不致過高，第三滾筒的長度應(yīng)等于驅(qū)動滾筒的長度本制動試驗臺滾筒直徑為 60mm。 本文設(shè)計的汽車制動試驗臺主要技術(shù)參數(shù)如表 所示。制動試驗臺總體結(jié)構(gòu)見圖 。只有合理選擇試驗臺 的設(shè)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(jié)構(gòu)參數(shù)，若車輪在滾筒上的安置角以及滾筒表層結(jié)構(gòu)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(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 24 不會達標，這將引起誤判。 表 汽車制動試驗臺主要技術(shù)參數(shù) 序號 技術(shù)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(zhuǎn)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(shè)計及零件選擇 蝸輪蝸桿的設(shè)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(yīng)力 [ H? ]=200M aP ，許用 彎曲應(yīng)力 [ F? ]=50M aP 。 由 i=，查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》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(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)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(shè)計基礎(chǔ)》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(dǎo)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(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 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(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)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(dǎo)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(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 27 1P——蝸桿傳遞效率， ； ?——傳動效率， 。 軸的設(shè)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)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(jié)構(gòu)圖 本章小結(jié) 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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 29 結(jié) 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(jié)構(gòu)、檢測系統(tǒng)的軟硬件進行了分析與設(shè)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(jié)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(yīng)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。