【正文】 因?yàn)榉戳L筒式汽車(chē)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試車(chē)速較低，一般不超過(guò)5km/h，而現(xiàn)代防抱死系統(tǒng)均在車(chē)速 l0k m/h20km/h以上起作 用。另外，檢測(cè)臺(tái)是分別對(duì)前后橋進(jìn)行制動(dòng)測(cè)試，而汽車(chē)在道路上制動(dòng)時(shí)，前后軸是同時(shí)起作用的，所以在滾筒式制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)上的檢測(cè)結(jié)果與車(chē)輛的實(shí)際制動(dòng)性能有一定差距。 原理。本文對(duì)滾筒式試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)、檢測(cè)系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)。本章說(shuō)明如何選澤滾筒的直徑、長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)速及兩滾筒之間的中心距，還分析了電動(dòng)機(jī)的選擇方法、減速器，第三滾筒尺寸的確定。在制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)中，最重要的部件是滾筒。4l =148mm。3l =150mm； 第三 段：軸承軸段， 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。 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(jì)： 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(dòng)軸承 處軸段，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取 3d =55mm， 3l =18mm，選用圓錐滾子軸承32211； 第四段：過(guò)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(jì)： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 第一段：軸承密封段，取 39。 軸的設(shè)計(jì) 根據(jù)工作條件，初選軸的材料為 45 號(hào)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。 ? ； （ 3） 總傳動(dòng)效率39。因此對(duì)連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動(dòng)要進(jìn)行熱平衡計(jì)算。 由式（ ）、（ ）、（ ）得 ： 1tY =， 1rY =， Y=[Y]，故蝸桿剛度足夠。初步計(jì)算時(shí)可取 ? =； E——蝸桿材料彈性模量， MPa。 強(qiáng)度 和剛度 （ 1） 蝸輪齒形系數(shù) 當(dāng)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(qiáng) 度足夠 ； （ 3） 蝸輪齒面疲勞接觸強(qiáng)度 23 1 9 0 . 9 7 [ ]AH E P HKTZ Z M P aa??? ? ?， 故接觸強(qiáng)度足夠； （ 4） 蝸桿剛度計(jì)算 蝸桿較細(xì)長(zhǎng)，支承跨度較大，若受力后產(chǎn)生的撓度過(guò)大，則會(huì)影響正常嚙合傳動(dòng)。 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(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》查表， 若取 m=， 蝸桿直徑系數(shù) q=10， 故1 63d mq mm?? 。 2T = 6611 0 1 .5 4 1 0Pin?? ? ? N? mm 式中 P－高速軸功率， Kw； P= ???聯(lián)電 機(jī) Kw。許用接觸應(yīng)力 [ H? ]=200M aP ，許用 彎曲應(yīng)力 [ F? ]=50M aP 。 表 汽車(chē)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)主要技術(shù)參數(shù) 序號(hào) 技術(shù)參數(shù) 參數(shù)值 1 允許最大軸載質(zhì)量 Kg 10000 2 測(cè)量范圍 N 030000 3 分辨率 N 10 4 滾筒直徑 mm 245 5 滾筒長(zhǎng)度 mm 1000 6 滾筒中心距 450 7 滾筒轉(zhuǎn)速 r/min 54 8 電動(dòng)機(jī)功率 Kw 11 9 最大外形尺寸（長(zhǎng) 寬 高） mm 1150950720 10 示值誤差 % 177。只有合理選擇試驗(yàn)臺(tái) 的設(shè)計(jì)參數(shù)，才能提高試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試的準(zhǔn)確性與可靠性以及耐用性和使用經(jīng)濟(jì)性。 本文設(shè)計(jì)的汽車(chē)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)主要技術(shù)參數(shù)如表 所示。但考慮到第三滾筒的轉(zhuǎn)速直接影響到測(cè)試的精度。 （ 1） 沒(méi)有被檢車(chē)輛上臺(tái)，第三滾筒不被壓下去時(shí)制動(dòng)馬達(dá)無(wú)法啟動(dòng)，即滾筒不能旋轉(zhuǎn)，起到了安全保護(hù)作用 ； （ 2） 當(dāng)滾筒旋轉(zhuǎn)檢測(cè)車(chē)輛制動(dòng)時(shí)，由于被檢車(chē)輪與制動(dòng)臺(tái)主滾筒產(chǎn)生一定滑移率時(shí)即第三滾筒與主動(dòng)滾筒產(chǎn)生一定線(xiàn)速度差時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī)，以其測(cè)量出最大制動(dòng)力 ； （ 3） 因?yàn)槟茏詣?dòng)關(guān)機(jī)，就能防止被檢車(chē)輛 制動(dòng)抱死時(shí)若主滾筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn)會(huì)刮傷輪胎。 根據(jù)各級(jí)傳動(dòng)比，電機(jī)轉(zhuǎn)速與功率，各級(jí)傳動(dòng)與軸承效率以及載荷系數(shù)，計(jì)算各袖的轉(zhuǎn)速、功率及扭矩，算出的滾筒驅(qū)動(dòng)功率應(yīng)不小于滾筒所傳遞的功率 N。 i及傳動(dòng)比分配的確定 i= 11nn =146054 = （ ） 根據(jù) i的大小確定減速箱的傳動(dòng)方案，并分配傳動(dòng)比。由 dN 確定所選定電機(jī)型號(hào)，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速 n，以及額定功率 eN 。因此可初步估算出減速箱的傳動(dòng)效率 ?為各 級(jí)傳動(dòng)及軸承效率的連乘積。 （ 2） 估算減速箱傳動(dòng)效率 ? 因?yàn)闈L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。 制動(dòng)力測(cè)量裝置主要參數(shù)的選擇 制動(dòng)力測(cè)量裝置主要包括電動(dòng)機(jī)、減速箱、測(cè)量機(jī)構(gòu)等。m a x s i n c o smF G G? ? ??? 后前 m前 （ ） 39。在某些試驗(yàn)臺(tái)上，為了測(cè)得車(chē)輪制動(dòng)器的最大制動(dòng)力，試驗(yàn)臺(tái)上有加載機(jī)構(gòu)，使整個(gè)制動(dòng)過(guò)程滾筒與車(chē)輪間不出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，以便測(cè)出車(chē)輪制動(dòng)器的制動(dòng)力，這就要求滾筒能承受汽車(chē)滿(mǎn)載制動(dòng)的的最大制動(dòng)力。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 若測(cè)試時(shí)，車(chē)輪在滾筒上打滑，則不能依據(jù) maxF前 ， maxF后 判定被檢車(chē)輛合格與否，應(yīng)對(duì)被檢車(chē)輛進(jìn)行加載檢驗(yàn)或者路試。m a x s in c o sF G G? ? ???后 后 后 （ ） 式中 ： G前 、 G后 為空載時(shí)前后輪的輪荷。則空載時(shí)所測(cè)得的前后輪最大制動(dòng)力為： 39。? ， 39。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 滾筒式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試能力分析 在非加載情況下，滾筒式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)所測(cè)得的前、后輪的最大制動(dòng)力，是判斷測(cè)試車(chē)輛制動(dòng)力是否達(dá)標(biāo)的重要依據(jù)。即 L=2（ Rr） sin? （ ） 對(duì)應(yīng)于不同的車(chē)輪半徑 r，其 L 也應(yīng)不一樣。即 ???時(shí)，為理想安置角。再將（ ）式和 2 cosNG?? 代入（ ）式中有 60%G= cos tanG ??。 為了滿(mǎn)足 GB725887 中關(guān)于汽車(chē)主要承載軸的制動(dòng)力與該軸軸荷之比大于等于60%的要求，有 ： 2 m a x 60%XFG?? （ ） 因?yàn)檐?chē)輪與滾筒間的摩擦力與正壓力之比等于摩擦角的正切值。所以應(yīng)綜合兩方面的影咱來(lái)選擇 ? 角。 （ 2） 最佳安置角的選擇 由以上兩方面的分析可知，車(chē)輪在滾筒上的 安置角 越小，獲得的測(cè)試能力越大。 隨著制動(dòng)力矩 MT 的增加， Fx Fx2 增大，測(cè)試車(chē)輪的最大制動(dòng)力應(yīng)出現(xiàn)在測(cè)試車(chē)輪處于抱死狀態(tài)，即車(chē)輪剛離開(kāi)前滾簡(jiǎn) （ 1N = 0） 而未沿后滾筒滑移的時(shí)刻 。若車(chē)輪在兩滾筒上的安置角過(guò)小，車(chē)輪將離開(kāi)前滾筒沿后滾筒滑移。 N N2 為前后滾筒對(duì)車(chē)輪的法向反力 ） ，產(chǎn)生車(chē)輪與滾筒間的摩擦力即制動(dòng)力Fx Fx2。電機(jī)通過(guò)減速箱以力矩 M M2 分別驅(qū)動(dòng)前后滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)。 （ 1） 安置角 ? 對(duì)測(cè)試車(chē)輪穩(wěn)定性的影響 車(chē)輪在試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)試時(shí)的受力情況如圖 所示。目前采用較多的是表面帶有溝槽的鋼制滾筒，其表面附著系數(shù)在 ～ 之間，根據(jù) GB/T1356420xx 規(guī)定，附著系數(shù) ? 不低于 ，本制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)采用歐式新型粘砂技術(shù)大滾筒，附著系數(shù) 以上， 使用壽命 15 萬(wàn)次以上。因此只有提高車(chē)輪與滾筒間的附著系數(shù)，才能在滾筒式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上較真實(shí)地再現(xiàn)汽車(chē)在路面上的制動(dòng)狀況。滾筒轉(zhuǎn)速 n 一般取 ： 40～100rpm，則滾筒線(xiàn)速度即測(cè)試車(chē)速可由公式 v=2? nR 確定，本制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)滾筒轉(zhuǎn)速選取 54rpm。 滾筒轉(zhuǎn)速?zèng)Q定測(cè)試車(chē)速的高低，為使汽車(chē)測(cè)試 時(shí)的條件最大限度地與使用條件一致，必須保證滾筒的線(xiàn)速度不致過(guò)低 .否則 .將使測(cè)試結(jié)果失真。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 它取決于受檢車(chē)輛的結(jié)構(gòu)參數(shù)及試驗(yàn)臺(tái)的通用性，通常取 700～ 1000mm。 滾筒 設(shè)計(jì) 目前制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)多采用滾筒中心距不可調(diào)式。 （ 2） 工作過(guò)程及步驟 反力式滾筒汽車(chē)制動(dòng)性能試驗(yàn)臺(tái)的工作過(guò)程如下： ① 左電機(jī)正轉(zhuǎn)（ Y △起動(dòng)）； ② 右電 機(jī)正轉(zhuǎn)（ Y △起動(dòng)）； ③ 測(cè)拖滯力并顯示； ④ 踩剎車(chē)，測(cè)制動(dòng)平衡，協(xié)調(diào)時(shí)間，兩輪最大制動(dòng)力； ⑤ 當(dāng)滑移量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，停兩電機(jī)； ⑥ 當(dāng)轉(zhuǎn)速為零（約停機(jī)后 3s）時(shí)，兩電機(jī)反轉(zhuǎn)； ⑦ 3～ 4s 后停兩電機(jī) 。4%；當(dāng)制動(dòng)力不大于 時(shí)，誤差不超過(guò)各檢定點(diǎn)給定值的 177。 第四：分辨率： 10N。10%km/h； ③ 滾筒直徑： 245mm； ④ 滾筒中心距： 390～ 400mm； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 ⑤ 主、從動(dòng)滾筒高度差： 30mm； ⑥ 最大示值： 10000N； ⑦ 電動(dòng)機(jī)功率： 11kW； ⑧ 傳感器信號(hào)： 0～ 12mv； ⑨ 第三滾筒測(cè)速脈沖： 4p /r。 3. 功能 （ 1） 測(cè)量參數(shù)、技術(shù)參數(shù)和指標(biāo) 第一：測(cè)量參數(shù)： ① 左右兩輪拖滯力； ② 左右兩輪最大制動(dòng)力； ③ 制動(dòng)平衡； ④ 協(xié)調(diào)時(shí)間。 設(shè)計(jì)依據(jù)和要求 （ 1） GB7258—20xx《機(jī)動(dòng)車(chē)安全技術(shù)運(yùn)行條件》； （ 2） GB11798《汽車(chē)安全檢測(cè)設(shè)備檢定技術(shù)條件》； （ 3） GB/T18344《汽車(chē)維護(hù)、檢測(cè)、診斷技術(shù)規(guī)范》； （ 4） GB/T13564《滾筒反力式汽車(chē)制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)》。本章將分析汽車(chē)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇方法。應(yīng)能同時(shí)對(duì)同一軸上的左右兩個(gè)車(chē)輪進(jìn)行測(cè)量。只有合理選擇制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)參數(shù)，才能提高試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試的準(zhǔn)確性與可靠性，以及耐用 性和使用經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)公式，分析影響檢測(cè)汽車(chē)制動(dòng)性能的因素。當(dāng)車(chē)輪速度降低到某值時(shí)，為了減少輪胎磨損，電機(jī)自動(dòng)停轉(zhuǎn)。當(dāng)被檢車(chē)輛駛上制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)后，車(chē)輪置于兩滾筒之間，這時(shí)左、右兩電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)。當(dāng)滾筒線(xiàn)速度小于 ，檢測(cè)的失真現(xiàn)象較為嚴(yán)重 [14][15][16]。西歐式滾筒線(xiàn)速度為 ， 滾簡(jiǎn)直徑和驅(qū)動(dòng)功率較大，制動(dòng)系的受力更接近行車(chē)狀況，如同時(shí)檢測(cè)制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間，則更為準(zhǔn)確。國(guó)內(nèi)制造的制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)大部分為日本式， Φ多為 之間，滾筒材質(zhì)要求不高、工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性好、對(duì)輪胎磨損較小。日式試驗(yàn)臺(tái)，滾筒一般鋼質(zhì)、槽形，Φ濕態(tài)為 。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 ： 不黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 得低于 . Φ值與滾筒表面的材質(zhì)和形狀有關(guān)。 影響制動(dòng)性能檢測(cè)的因素分析 （ 1） 安置角 ? 和被檢車(chē)輪半徑 R對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響 所謂汽車(chē)車(chē)輪在滾筒上的安置角是指車(chē)輪與滾筒接觸點(diǎn)的切線(xiàn)方向與水平方向的夾角，根據(jù)圖 ，可得 ： 1sin ( )LDL? ?? ? （ ） （ 2） 車(chē)輪與滾筒表面間附著 Φ對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響 Φ越大，試驗(yàn)臺(tái)測(cè)力能力也越大。 由此可知滾筒直徑和滾筒中心距是制動(dòng)臺(tái)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。如前輪制 動(dòng)效果不好，當(dāng)檢測(cè)后輪時(shí)，易造成爬輪現(xiàn)象，誤判后輪制動(dòng)為不合格 [12]。一般調(diào)整、維修解決 ； （ 3） 完全制動(dòng)時(shí)，被檢車(chē)輪在兩滾筒上略有轉(zhuǎn)動(dòng) （ 車(chē)輪處于似抱死非抱死狀態(tài) ） ，指示裝置顯示最大制動(dòng)力值 ；（ 4）完全制動(dòng)時(shí)，被檢車(chē)輪開(kāi)始脫離前滾筒，后移至主動(dòng)滾筒一側(cè)，車(chē)輪在滾筒上打滑，指示裝置所示制動(dòng)力小于最大制動(dòng)力 ； （ 5） 完全制動(dòng)時(shí)，被檢車(chē)輪爬上后滾筒，甚至被推至主動(dòng)滾筒后面，整車(chē)后移出現(xiàn)爬輪現(xiàn)象，指示裝置示值與軸荷相比較小。檢測(cè)制動(dòng)力時(shí)會(huì)出現(xiàn)過(guò)的幾種情況 ： （ 1） 未制動(dòng)時(shí)，車(chē)輪被滾筒驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，儀表顯示的是該輪 （ 左、右 ） 阻滯力，阻滯力應(yīng)不大于該軸荷的 8%； （ 2） 完全制動(dòng) （ 制動(dòng)踏板踏到底 ） 時(shí)， 被檢車(chē)輪隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，若指示裝置顯示的制動(dòng)力很小，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，則制動(dòng)不合格。減速器殼體在反作用力矩的作用下，其前端發(fā)生繞其輸出軸向下