【正文】 則對(duì)彈簧選型的合理性進(jìn)行驗(yàn)證如下：a、計(jì)算前準(zhǔn)備已知45鋼的密度，鋁合金的密度，則承重橫梁的質(zhì)量為 檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板的質(zhì)量為 則每個(gè)彈簧所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量為 為方便計(jì)算，同時(shí)考慮到還有螺栓、稱重傳感器等附件的質(zhì)量，取m=5kg，承重橫梁的最大加速度（認(rèn)為承重橫梁是做勻加速和勻減速運(yùn)動(dòng)），則其最大加速度值在臺(tái)板振幅為3mm時(shí)，其值為： 為了不至于在橫梁有最大加速度時(shí)，橫梁與偏心輪脫離，回位彈簧所需的最大拉力最好應(yīng)大于 b、合理性驗(yàn)證根據(jù)所選用的拉伸型彈簧鋼絲的參數(shù)，查表可知其抗拉強(qiáng)度為1640~1810MPa，取其中間值，許用切應(yīng)力，取，試驗(yàn)切應(yīng)力最大值，切變模量。由于回位彈簧在檢測(cè)臺(tái)中的作用僅僅就是起到使承重橫梁與偏心輪始終保持接觸的作用，所受到的載荷較小，此外由于檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板的振幅為6mm，故載荷變化亦較小。利用回位彈簧具有緩和沖擊和吸收振動(dòng)的作用，使得激振系統(tǒng)與偏心輪處于始終接觸以保證檢測(cè)臺(tái)的正常工作。因此可以選擇彈性柱銷聯(lián)軸器來(lái)作為電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)軸間的傳遞動(dòng)力的元件。對(duì)于本檢測(cè)臺(tái)，由于需要將電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩傳遞給傳動(dòng)軸以使檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板激振，來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)汽車懸架特性的功能，因此，需要一個(gè)聯(lián)軸器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)與轉(zhuǎn)軸間的轉(zhuǎn)動(dòng)與扭矩的傳遞。%℃輸入電阻：400177。%蠕變(30min)：177。由于稱重傳感器沒(méi)有固定的國(guó)標(biāo)，其根據(jù)不同的企業(yè)有不同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，此外此類傳感器可以采用訂做的方式獲得，因此可以根據(jù)所設(shè)計(jì)的檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板以及承重橫梁向廠家（中航電測(cè)）訂做一定尺寸的雙懸臂梁式稱重傳感器。因此在懸架特性檢測(cè)臺(tái)傳感器選型時(shí)要充分考慮到傳感器的安裝位置、檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板的安裝要求、檢測(cè)的參數(shù)要求、檢測(cè)精度要求等技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)傳動(dòng)軸是伸出端的長(zhǎng)度、直徑，選擇平鍵的型號(hào)為鍵 C8745 GB/T 10962003。已知鍵連接在受到輕微沖擊載荷時(shí)的許用擠壓應(yīng)力為100~120MPa，則平鍵的連接工作表面受到的擠壓應(yīng)力可表示為 式中：T：傳遞的轉(zhuǎn)矩（）； d：軸的直徑（mm）； l：鍵的工作長(zhǎng)度（mm）； k：鍵與輪轂的接觸高度（mm）。B、最大載荷作用在臺(tái)板中間時(shí)則所選的軸承的壽命為 其計(jì)算壽命遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)額定壽命，即所選軸承滿足設(shè)計(jì)要求，符合實(shí)際的檢測(cè)要求。對(duì)于滾珠軸承，其僅受徑向載荷的作用，其當(dāng)量動(dòng)載荷為 式中：：載荷系數(shù)（~）； ：徑向載荷。 固定座軸承的選擇與校核由于檢測(cè)臺(tái)的轉(zhuǎn)軸是通過(guò)帶座軸承安裝在檢測(cè)臺(tái)底座上的，由于工作臺(tái)制造的平行度公差，以及在檢測(cè)臺(tái)轉(zhuǎn)軸的安裝過(guò)程中，軸承及軸承座的安裝誤差，轉(zhuǎn)軸工作過(guò)程中受到振動(dòng)、溫度等外界環(huán)境的影響，轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線與其安裝的水平軸線無(wú)法保證共線或是平行。 圖315 加強(qiáng)筋的受力分析、剪力圖、彎矩圖根據(jù)彎矩圖可得，；加強(qiáng)筋的慣性矩為； =。如圖314 所示即為截面形心軸的位置。根據(jù)材料力學(xué)可知，當(dāng)載荷作用在加強(qiáng)筋的中間部位時(shí)，加強(qiáng)筋有最大撓曲變形，加強(qiáng)筋的中間部位為危險(xiǎn)截面且受到最大彎曲應(yīng)力，此處亦為需要進(jìn)行強(qiáng)度校核的部位。取平板上受載處單位寬度為計(jì)算單元[20]，假設(shè)該單元上的荷載由相鄰的兩加強(qiáng)筋承擔(dān)，考慮輪胎的寬度以及形變，對(duì)其按照簡(jiǎn)支梁均布載荷進(jìn)行計(jì)算。在對(duì)臺(tái)板和加強(qiáng)筋的強(qiáng)度校核時(shí)需取定安全系數(shù)，來(lái)保證檢測(cè)臺(tái)的實(shí)際性能，提高使用壽命，取定安全系數(shù)為3。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。 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。（2） 、避免界面過(guò)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(guò)厚，且臺(tái)板需要承受較大的壓力。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)。其厚度不宜設(shè)計(jì)的過(guò)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(guò)小，既為其他零件提供合適的安裝空間，也防止因其過(guò)薄降低強(qiáng)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。 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(guò)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)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。 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(guò)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(guò)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。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。 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。 B、按疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù)校核計(jì)算 通過(guò)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。通過(guò)圖38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。 圖36 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 已知：轉(zhuǎn)軸選用有軸承NJ2207E d=35mm D=72mm B=23mm 　　　　 　　帶座外球面球軸承UCP310　　　　　　　根據(jù)零件的安裝要求以及軸的強(qiáng)度和剛度要求對(duì)各軸段的直徑設(shè)計(jì)如下表37所示 　　　　　　 　 表37 各軸段直徑設(shè)計(jì)列表　　　　軸段名稱設(shè)計(jì)依據(jù)單位設(shè)計(jì)結(jié)果軸端需要安裝聯(lián)軸器，查聯(lián)軸器的安裝標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)的最小軸徑以及比較電動(dòng)機(jī)的輸出軸直徑，確定軸段１的直徑為24mm24考慮需要安裝軸承，為方便軸承的安裝設(shè)置此過(guò)渡軸肩，同時(shí)考慮要求檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板能夠激振，此軸段應(yīng)該也采用偏心結(jié)構(gòu)，且偏心距為3mm，為防止聯(lián)軸器的軸向攢動(dòng)，確定此軸段直徑為34mm34為防止安裝的滾柱軸承的軸向攢動(dòng)，需要設(shè)置彈性擋圈，根據(jù)GB/[18]的安裝要求為，故此軸段的直徑設(shè)計(jì)為32mm（此軸段依然采用偏心設(shè)計(jì)）32此軸段需安裝軸承NJ2207E，故此軸段根據(jù)軸承安裝要求，設(shè)計(jì)直徑為35mm35此軸段是為方便帶座外表面球軸承的安裝，同時(shí)防止?jié)L柱軸承的軸向攢動(dòng)，故此軸段軸徑設(shè)計(jì)為48mm48此軸段需安裝帶座外球面球軸承UCP310，故此軸段根據(jù)軸承安裝要求，設(shè)計(jì)直徑為50mm50從方便加工的角度考慮，為減少加工余量，降低加工要求，設(shè)計(jì)此軸肩，其直徑為54mm54 根據(jù)零件的安裝要求，設(shè)計(jì)各軸段的長(zhǎng)度，如下表38 表38 各軸段的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)列表 軸段名稱設(shè)計(jì)依據(jù)單位設(shè)計(jì)結(jié)果由于HL2型聯(lián)軸器的軸孔長(zhǎng)度為52mm，則此軸段的長(zhǎng)度應(yīng)略短語(yǔ)聯(lián)軸器軸孔的長(zhǎng)度，故設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為50mm50考慮偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其長(zhǎng)度不宜太長(zhǎng)，同時(shí)綜合考慮軸承的安裝問(wèn)題，將其長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為10mm10根據(jù)彈性擋圈的安裝要求，根據(jù)所安裝軸承NJ2207E的安裝要求，將其長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為23mm23綜合考慮承重橫梁的寬度以及方便帶座外球面球軸承UCP310的安裝，將其長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為25mm25根據(jù)帶座外球面球軸承UCP310的安裝要求，將其長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為65mm65此長(zhǎng)度是根據(jù)檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板以及設(shè)計(jì)好的各軸段的長(zhǎng)度計(jì)算得出的357總長(zhǎng)支座軸承間距449IV、校核軸的強(qiáng)度　　通過(guò)對(duì)軸的各段長(zhǎng)度和直徑的設(shè)計(jì)，為確定所設(shè)計(jì)的軸符合實(shí)際的檢測(cè)要求，還需對(duì)設(shè)計(jì)的此軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。對(duì)于傳動(dòng)軸，按轉(zhuǎn)矩計(jì)算軸的強(qiáng)度，則軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 式中：：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa； T：軸所受的轉(zhuǎn)矩，； ：軸的抗扭截面系數(shù)，； ：軸的轉(zhuǎn)速，r/min； P：軸傳遞的功率，kW； d：軸的直徑，mm； ：許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa?？蛇x擇對(duì)應(yīng)力集中敏感性較低的碳鋼，45鋼經(jīng)過(guò)熱處理[17]或者是化學(xué)處理后可提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，并且價(jià)格低廉。則橫梁的設(shè)計(jì)參數(shù)如表35所示。從其安裝位置來(lái)考慮，要求在長(zhǎng)度和寬度上滿足一定的尺寸要求。采用布氏硬度（HBW，單位是公斤力/）的方法進(jìn)行校核。I、承重橫梁的材料選擇由于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45鋼[16]的塑性和韌性較好，具有較高的強(qiáng)度，切削性能良好，調(diào)質(zhì)處理后具有較好的耐磨性和很好的綜合力學(xué)性能，還具有價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)?？紤]到所選電動(dòng)機(jī)的額定功率比實(shí)際所需功率大，且變頻器的容量也比電動(dòng)機(jī)的額定功率大，則根據(jù)功率要求所選變頻器符合實(shí)際應(yīng)用需求。由此可見(jiàn)隨著轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸所受轉(zhuǎn)矩（電動(dòng)機(jī)需提供的轉(zhuǎn)矩），做周期性的變化，而電動(dòng)機(jī)的輸出功率卻基本保持不變，即在一定頻率范圍內(nèi)為恒定功率。 型號(hào)及參數(shù)的確定根據(jù)變頻器的選擇要求，需要了解檢測(cè)臺(tái)以及所采用的電動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)。由上式可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與電流頻率f成正比，變頻調(diào)速器就是通過(guò)改變電源頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可控調(diào)節(jié)的，使用變頻調(diào)速器來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)臺(tái)的檢測(cè)頻率可控是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。隨著變頻器的價(jià)格不斷降低，而其使用功能與性能卻不斷提高，使得變頻器在生產(chǎn)和生活中得到大量應(yīng)用。 選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的過(guò)程中，需要綜合考慮與之相配合的傳動(dòng)裝置。在選擇電動(dòng)機(jī)的容量時(shí)應(yīng)使其額定功率大于或等于其所需的功率，即。圖33 Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī) 確定電動(dòng)機(jī)的容量電動(dòng)機(jī)容量（即額定功率）選擇的合理與否，將對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性有著較大的影響。3%輪重分辯率1kg示值誤差≤177。為了使工作人員能夠在地溝內(nèi)較為方便的進(jìn)行相關(guān)操作，將地溝的寬度設(shè)計(jì)為700mm，參照現(xiàn)有檢測(cè)臺(tái)的設(shè)計(jì)尺寸，將地面檢測(cè)臺(tái)臺(tái)面部分設(shè)計(jì)為長(zhǎng)2500mm，寬為500mm，高度待定（需要根據(jù)選擇的電動(dòng)機(jī)高度和偏心輪以及橫梁的安裝來(lái)確定），則檢測(cè)臺(tái)的外部輪廓如圖32所示。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，乘用車的寬度基本上都處于1600mm~2000mm的范圍內(nèi)，大多數(shù)乘用車寬度在1800mm附近，且多數(shù)分布在1600~1800mm之間。第3章 檢測(cè)臺(tái)的設(shè)計(jì)與計(jì)算第3章 檢測(cè)臺(tái)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 由于開(kāi)發(fā)的此頻率可控式懸架特性檢測(cè)臺(tái)是在現(xiàn)有懸架檢測(cè)臺(tái)的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，因此，在一些設(shè)計(jì)參數(shù)上參考了現(xiàn)有懸架檢測(cè)臺(tái)。由于偏心輪在旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板激振，檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板以及橫梁存在變加速度，為防止橫梁脫離偏心輪，在橫梁與底座之間需要安裝有回位彈簧拉緊裝置。同時(shí)對(duì)檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，通過(guò)駕駛員對(duì)路況的感知使被檢車輛停在最佳位置。 圖21 頻率可控式汽車懸架特性檢測(cè)臺(tái)結(jié)構(gòu)原理圖 方案設(shè)計(jì)分析本檢測(cè)臺(tái)采用了變頻調(diào)速器，通過(guò)變頻調(diào)速器的變頻作用可以起到改變電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的自動(dòng)調(diào)整。此檢測(cè)臺(tái)由電動(dòng)機(jī)、變頻調(diào)速器、偏心輪、稱重傳感器、檢測(cè)臺(tái)臺(tái)板等組成。在頻率變換過(guò)程中，每一頻率需要保持一段時(shí)間，使數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有一個(gè)固定的采樣周期，提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。 針對(duì)現(xiàn)有懸架檢測(cè)的參數(shù)單一，對(duì)汽車懸架性能不能進(jìn)行深入的分析和故障診斷問(wèn)題，將改進(jìn)測(cè)量系統(tǒng)，在試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行多參數(shù)測(cè)量，如對(duì)檢測(cè)臺(tái)進(jìn)行多點(diǎn)壓力測(cè)量，對(duì)偏心輪機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)頻率進(jìn)行檢測(cè)等。為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)汽車懸架性能，需要采用測(cè)量精度高的傳感器、控制系統(tǒng)，使檢測(cè)臺(tái)成本增加。 為使汽車車輪懸架系統(tǒng)能夠達(dá)到高頻激振，需要使偏心輪機(jī)構(gòu)高速旋轉(zhuǎn)，即需要采用有較大輸出功率的電動(dòng)機(jī)，會(huì)增加檢測(cè)成本。對(duì)于測(cè)力式汽車懸架特性檢測(cè)臺(tái)一般是通過(guò)電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器帶動(dòng)偏心機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，并在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用下帶動(dòng)檢測(cè)臺(tái)面激勵(lì)，進(jìn)而使汽車車輪受迫振動(dòng)。目前常用且技術(shù)成熟的懸架檢測(cè)臺(tái)基本上都是利用檢測(cè)車輪與路面接觸力的原理來(lái)評(píng)價(jià)懸架裝置的品質(zhì)與性能的。優(yōu)點(diǎn)：測(cè)試方法快速、簡(jiǎn)單，測(cè)試過(guò)程更接近路試，較真實(shí)地反映汽車懸架的性能，且能實(shí)現(xiàn)多個(gè)項(xiàng)目的同時(shí)檢測(cè)，比較經(jīng)濟(jì)。目前平臺(tái)式檢測(cè)臺(tái)應(yīng)用較多，但顯示設(shè)備多為指針式，其檢測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)法保存，不利于工人進(jìn)行維修作業(yè)。轉(zhuǎn)鼓式檢測(cè)臺(tái)是將轉(zhuǎn)鼓的表面做成具有正弦狀的不平度，通過(guò)改變轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速來(lái)改變激振的頻率，如圖13(a )所示。 （a）向上起升式 （b）向下拉緊式 （c）跌落式 圖12 跌落法示意圖 跌落式的檢測(cè)原理是用機(jī)械裝置將汽車的一根軸或是將整車起升到一定高度或是將汽車向下拉緊，然后突然釋放，通過(guò)檢測(cè)裝置記錄數(shù)據(jù)曲線，最后分析車體的響應(yīng)曲線來(lái)評(píng)價(jià)懸架的性能。 1支架 2水平導(dǎo)軌 3推桿 4偏心輪 5垂直導(dǎo)軌