【正文】 最后，向參加設(shè)計審閱、答辯的專家和老師表示感謝。再次向安老師表示衷心的感謝！ 感謝幫助我的所有老師和同學(xué)，他們在設(shè)計過程中給我提出了寶貴建議和 CAD的指導(dǎo)。 但此設(shè)計過程仍有許多不足，在設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸時，有些設(shè)計參數(shù)是按照以往經(jīng)驗值得出，這樣就帶來了一定的誤差。根據(jù)汽車的重量及滾筒的結(jié)構(gòu)對滾筒承受的載荷進行了分析和計算，并 對滾筒軸進行了校核。根據(jù)式 (54)同樣可以就算出 e?=34MPa， []?可以查找相應(yīng)參考書得到，它與軸的材料有關(guān)，這里選用的軸是碳素剛，可以查得 ?=45MPa，因此 e []???，飛輪軸滿足強度要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。 22e + 4( )? ? ??? (54) 其中 ?=，計算出 e=，校核滾筒軸必須保證 e []???， ?可以查找相應(yīng)參考書得到，它與軸的材料有關(guān)，這里選用的軸是碳素剛，可以查得 ?=45MPa，因此 e []???，滾筒軸滿足強度要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。 其中 =，由于汽車質(zhì)量是 1~4t，因此計算是按照最大值計算，即 m=4t，則根據(jù)式 (51)可以計算出彎矩最大值為 。 圖 實驗臺局部圖 如圖 所示為實驗臺局部圖，圖中表示了實驗 支撐架的高度，為了保證各部分的同軸度選用了同等高度的支撐架，并且保證軸心有足夠的高度可以支撐起滾筒及飛輪，避免其與地面發(fā)生碰撞。由于汽車、滾筒及飛輪都要在這個實驗臺上運轉(zhuǎn)，因此實驗臺的穩(wěn)定性、支撐能力以及剛度都要達到一定的要求，因此對于實驗臺整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計也是至關(guān)重要的。為了實現(xiàn)模擬多種車型的轉(zhuǎn)動慣量，分析設(shè)計了一組飛輪的轉(zhuǎn)動慣量，并且根據(jù)結(jié)構(gòu)情況計算出各個飛輪的結(jié)構(gòu)尺寸。 表 飛輪結(jié)構(gòu)尺寸 飛輪名稱 轉(zhuǎn)動慣量（ kgm2， 4J=9 kg即： 1022iimm?? (410) 01 2 (2 1)n nii mm? ??? (411) 顯然可以得到下面的表達式： m a x m in 01 ( 2 )n ii m m m m? ? ? ?? (412) 將式 (411)與式 (412)聯(lián)立，可以求出自由接合飛輪數(shù) n，進而由式 (410)確定各飛輪的模擬質(zhì)量，把 min 0mm?代入式 (46)得到常用飛輪轉(zhuǎn)動慣量 mJ，再把 i與 min 0mm?之和代入式 (46)得到常用飛輪轉(zhuǎn)動慣量與第 i 號自由接合飛輪轉(zhuǎn)動慣量之和，進而求出iJ的值。因此慣量模擬用的飛輪采用的是一組飛輪，以便測試不同質(zhì)量的汽車，首先根據(jù)測量汽車的質(zhì)量范圍，在保證測試精度前提下使用飛輪數(shù)目盡可能少，因此要進行飛輪數(shù)量的計算 。 飛輪結(jié)構(gòu)分析 飛輪采用輪輻式結(jié)構(gòu)，如圖 所示，它由輪緣、輪輻及輪轂 3 部分組成，由于輪轂和輪輻的質(zhì)量很小，回轉(zhuǎn)半徑也 較小，可以將它們的轉(zhuǎn)動慣量略去，認為飛輪的質(zhì)量集中于輪緣。 汽車在實驗臺上運行時的動能等于汽車在道路上行駛的動能，即式 (42)與式 (41)相等，有： 2 2 2 2 2 2K r 0 r 0 0 h h K r 01 / 2 1 / 2 ( ) 1 / 2 1 / 2 1 / 2 1 / 2 ( )m v J J W J J J J J W? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?。 汽車在滾筒慣性實驗臺上運行時，在同一車速下，汽車、滾筒、飛輪系統(tǒng)及其他旋轉(zhuǎn)部件所具有的動能表達式如下： 2 2 2 2r 0 0 h h K r 01 1 1 1 ()2 2 2 2W J J J J J W? ? ? ?? ? ? ? ? ? (42) 式中 J—— 飛輪轉(zhuǎn)動慣量， kg 飛輪轉(zhuǎn)動慣量分析 當實驗臺在運行時，滾筒的旋轉(zhuǎn)帶動汽車車輪的旋轉(zhuǎn)，滾筒相當于一個滾動的路面，滾筒與飛輪組的慣性質(zhì)量與受檢汽車的慣性質(zhì)量相當，由于受檢汽車型號不同，質(zhì)量各異，所以要通過選擇不同的飛輪組合來進行匹配，因此滾筒傳動系統(tǒng)具有相當于汽車在道路上相識的質(zhì)量。在最佳安置角范圍內(nèi)，該設(shè)計的結(jié)構(gòu)尺寸最為合理，保證實驗臺能夠正常安全的運行。因為一般附著系數(shù)在 之間為最佳，因此最佳安置角在 ~ ，即最佳安置角為 31176。車輪制動時，車輪受到制動器制動力矩 MT 的作用（ G 為車輪所受的載荷， 1N、 2為前后滾筒對車輪的法向反力）產(chǎn)生車輪與滾筒間的摩擦力即制動力 1xF和 2x。（ 3）完全制動時，被檢車輪在滾筒上略有轉(zhuǎn)動，檢測出來的滑移率達到要求。但滾筒直徑也不能太小， 否則車輪的滾動損耗將明顯增加，一般低速實驗臺時，選取較小的滾筒直徑，一般為 100200mm，但是本實驗臺要達到 10km/h 以上的速度，因此選用的滾筒直徑為 300mm，車輪的寬度一般為 200300mm，因此滾筒的長度選擇為 500mm。但 φ 的提高受到滾筒表層結(jié)構(gòu)和材料的限制。為了減小滾筒的重量及轉(zhuǎn)動慣量，選擇采用薄壁筒形結(jié)構(gòu)，采用圓板支撐，為減少滾筒的轉(zhuǎn)動慣量只采用兩個圓板支撐。滾筒是實驗臺中直接與車輪相接觸的部件，因此滾筒的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計與實驗的準確性十分重要。 9 軸承型號的選擇 由于只受到徑向載荷，選用深溝球軸承就可以達到支撐的要求，軸承是標準件，根據(jù)計算出的軸承的載荷，查相關(guān)手冊，選用適當?shù)妮S承。 軸承的選擇 軸承載荷的計算 一般家用汽車的重量是 1~4t，在軸承載荷計算時，滾筒上軸承所承 擔的載荷根據(jù)汽車的重量來計算。采用普通螺栓連接時，聯(lián)軸器用一個半聯(lián)軸器上的凸肩與另一個半聯(lián)軸器上的凹槽相配合而對中，轉(zhuǎn)矩靠半聯(lián)軸器結(jié)合面間的摩擦力矩來傳遞。由于凸緣聯(lián)軸器屬于固定式剛性聯(lián)軸器，對所連接兩軸間的位移缺乏補償能力，故對兩軸對中性的要求很高。用聯(lián)軸器連接的兩軸軸線在理論上應(yīng)該是嚴格對中的，但在制造、安裝和環(huán)境的影響下，也會有一定的誤差。一般而言，在 5％ ～ 95％的額定轉(zhuǎn)矩內(nèi)，激磁電流與轉(zhuǎn)矩成正比例線性關(guān)系。 圖 松下伺服電機 松下伺服電機有多種型號，分別為超小慣量系列（ MAMA 型）、小慣量系列（ MSMD 型、 MQMA 型、 MSMA 型）、中慣量系列（ MDMA 型、 MGMA 型、 MFMA 7 型）、大慣量系列（ MHMD 型、 MHMA 型），由于轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)矩較高并且轉(zhuǎn)速不大，因此選用 MGMA 型伺服電機，它是一種低速大轉(zhuǎn)矩的電機，額定輸出功率為 ，額定轉(zhuǎn)速為 1000r/min，最大轉(zhuǎn)矩為 107Nm，滿足需求。由于車輪的直徑一般在 600~700mm，這里先設(shè)滾筒的直徑為 300mm，則滾筒的轉(zhuǎn)速根據(jù) 2v rn??可以計算出， 530r / minn?，由于實驗 臺的工作轉(zhuǎn)矩比較大，設(shè)轉(zhuǎn)矩為 40Nm，/ 9 5 5 0 3 5 0 4 0 / 9 5 5 0 2 . 2 k WP M n? ? ? ? ?，電機的選擇要根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇。 5 本章小結(jié) 本章首先進行了汽車 ABS 系統(tǒng)的概述，根據(jù) ABS 系統(tǒng)的工作原理對 ABS 的工作原理進行分析，并且提出設(shè)計過程中的主要要求。 圖 滾筒式慣性實驗臺組成 滾筒方案的確定 滾筒式慣性檢測實驗臺主要是由 8個滾筒組成，每兩個滾筒支撐汽車的一個輪胎，其中一個滾筒用于傳遞運動，另一個滾筒用于輔助支撐的作用，并且在實驗時可以用于測量車輪的實時轉(zhuǎn)速。于此同 時，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集制動過程中的全部數(shù)據(jù)，并作分析處理，然后把自動性能的測試結(jié)果顯示出來。 滾筒反力式制動力檢測臺的缺點是驅(qū)動轉(zhuǎn)速較低，滾筒表面的線速度一般為 5km/h左右，無法測到汽車在高速情況下的制動性能。 （ 1）滾筒反力式制動力檢測臺 滾筒反力式制動力檢測臺是最普通的檢測設(shè)備，如圖 所示。 ABS 性能檢測試驗臺設(shè)計的要求 ABS 性能檢測實驗臺的設(shè)計要求是： （ 1）設(shè)計汽車 ABS 制動性能檢測試驗臺，具體設(shè)計試驗臺的機械部分。 2 圖 ?— s關(guān)系曲 線 由圖 可以看出滑移率 s在 15%~20%時，汽車的制動性能最好，因此 ABS 系統(tǒng)的功能就是保證滑移率在 15%~20%這個范圍內(nèi)。 ABS 系統(tǒng)的基本工 作原理是：由安裝在車輪附近的測速傳感器在車輛制動時測量出車輪的瞬間轉(zhuǎn)速 (輪速 )，計算出此時車輪角減速度和車輛的行駛速度 (車速 )，并依據(jù)瞬時車速與輪速計算出車輛的滑移率，控制器依據(jù)一定的數(shù)學(xué)模型操縱壓力調(diào)節(jié)器調(diào)整制動管路中的制動液壓力，改變制動器的制動力，使車輪的滑移率保持在一定水平上 (約為 20% )， 此時制動器的制動力趨近地面制動力最大值，車輪處于半抱半滾的狀態(tài) , 此時車輛的制動方向穩(wěn)定性較好，車輛的制動性能處在最佳的狀態(tài)下。 inertia IV 目 錄 摘要 ....................................................................I Abstract ..............................................................III 第 1章 緒 論 ..........................................................1 概述 ..............................................................1 汽車 ABS 系統(tǒng)概述 .............................................1 ABS 性能檢測試驗臺的原理 ...................