【正文】 按照承受載荷的不同，軸可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸三類。一切做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件（例如齒輪、渦輪等） ，都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。 因此根據(jù)上節(jié)的計(jì)算，我們知道當(dāng)車 速 為 100km/h， 傳 動(dòng) 比 為 時(shí) ， 計(jì) 算出 的 齒 輪 中 心 距 為=93mm，由此我們必須使當(dāng)車 速 為 80km/h， 傳 動(dòng) 比 為 時(shí) 和 當(dāng)21da??車 速 為 60km/h， 傳 動(dòng) 比 為 時(shí) 的 齒 輪 中 心 距 為 93mm。 因?yàn)槿齻€(gè)主動(dòng)齒輪與三個(gè)從動(dòng)齒輪分別作用在倆個(gè)軸上，且分別嚙合。不同的轉(zhuǎn)速切換是通過電磁離合器來控制的，主動(dòng)軸上的三個(gè)主動(dòng)齒輪分別與三個(gè)電磁離合器相連，且與從動(dòng)齒輪分別嚙合，電磁離合器通過電磁圈控制齒輪與軸的嚙合，當(dāng)電磁離合器發(fā)揮作用時(shí)，主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速便經(jīng)過減速后傳給從動(dòng)軸，當(dāng)電磁離合器不發(fā)揮作用時(shí)，齒輪雖然嚙合，但不把動(dòng)力傳遞給從動(dòng)軸，因此是空轉(zhuǎn)。可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)。 σ Flim可按圖 查取，對(duì)于循環(huán)載荷下工作的齒輪（如行星齒輪、中間齒輪等）應(yīng)將查取數(shù)據(jù)乘以 。查表得實(shí)用系數(shù) ＝1A24表 3 使用系數(shù)表查得 7 級(jí)精度 齒輪相對(duì)支撐對(duì)稱時(shí)＝+ + bHK?2d?310?將數(shù)代入后得＝+ + 25＝??查得 ＝?K＝ ＝1＝??（9）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑d＝ ＝（10） 計(jì)算模數(shù) m m＝d/z＝＝（11）按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算使用系數(shù) KA 工作機(jī)工作特性原動(dòng)機(jī)工作特性 均勻平穩(wěn) 輕微振動(dòng) 中等振動(dòng) 強(qiáng)烈振動(dòng)均勻平穩(wěn) 輕微振動(dòng) 中等振動(dòng) 強(qiáng)烈振動(dòng) 注：對(duì)于增速傳動(dòng)，建議取表中值的 倍。im?得 = =550=550MPaH?NiKS（4）計(jì)算小齒輪分度園圓徑=??32112. ??????????HEt ZidTd?（5）計(jì)算圓周速度=??nvt?（6）計(jì)算齒寬 b b= d=25mmd?（7）計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h22確定齒輪模數(shù) m 初定齒輪齒數(shù) Z=20m= =齒高 h=== b/h=25mm/=（8）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) =，7 級(jí)精度，由圖算得動(dòng)載荷系數(shù) =? VK動(dòng)載系數(shù) KV　　計(jì)算公式：式中 K K2系數(shù)按下表選取K1 K2齒輪 II 組精度齒輪種類5 6 7 8 9各種精 度等級(jí)直齒輪 斜齒輪 　表 1 精度表因齒輪直齒輪，假設(shè) KAFt/b＜100(N/mm)由表 查得 = =1FK?H影響 KHα 、 KFα 的主要因素有：輪齒嚙合剛度，基節(jié)偏差，重合度，載荷，跑合情況及齒向修形等。 ——考慮應(yīng)力循環(huán)次數(shù)影響的系數(shù)，稱為壽命系數(shù)。j——齒輪每轉(zhuǎn)一周時(shí)，同一齒面嚙合次數(shù)。（3）齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) ??32112. ??????????HEt idKTd?確定公式內(nèi)的個(gè)計(jì)算數(shù)值載荷系數(shù) .?t小齒輪傳遞的功率轉(zhuǎn)矩= ?410?查書得齒寬系數(shù) =?查得材料的彈性影響系數(shù) =由圖查出齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 =550MpaHim?20圖 接觸疲勞強(qiáng)度極限由公式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù): N=60nj hlN——應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 車速為 100km/h 時(shí)的齒輪傳動(dòng)（1）由 電 動(dòng) 機(jī) 的 額 定 功 率 ， 可 假 設(shè) 小 齒 輪 的 轉(zhuǎn) 速 為 n1=1440r/min,大 齒 輪 的轉(zhuǎn) 速 可 由 電 機(jī) 與 滾 筒 的 傳 動(dòng) 比 確 定 ， 即 i=1500/1264=（2）設(shè)齒輪工作壽命為 15 年，每年工作 300 天，單班制。但是，齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，且不宜用于傳動(dòng)距離過大的19場(chǎng)合。傳動(dòng)比穩(wěn)定 傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對(duì)傳動(dòng)性能的基本要求。工作可靠，壽命長(zhǎng) 設(shè)計(jì)正確合理，使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，壽命可長(zhǎng)達(dá)一、二十年，這也是其他機(jī)械傳動(dòng)無法比擬的。這對(duì)大功率傳動(dòng)十分重要，因?yàn)榧词剐侍岣?1﹪，也有很大的經(jīng)濟(jì)意義。齒輪傳動(dòng)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：效率高 在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)效率最高。m^2） .0296噪聲 （dB(A)） 78重量 （kg） 81機(jī)座號(hào) 132M 國際標(biāo)準(zhǔn)機(jī)座號(hào) 132M38 最大長(zhǎng)度 （mm） 515最大寬度 （mm） 350最大高度 （mm） 31518齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要的轉(zhuǎn)動(dòng)之一，形式很多，傳遞的功率可達(dá)數(shù)十萬千瓦，圓周速度可達(dá) 200m/s?？倐鲃?dòng)效率= ???.綜合上述情況，還有各種可能的傳動(dòng)消耗，經(jīng)過計(jì)算查閱資料與設(shè)計(jì)手冊(cè)，我決定選17取額定功率為 ，同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min 的電機(jī)。 滾筒的計(jì)算 滾筒質(zhì)量計(jì)算前面所選滾筒直徑為 420mm、長(zhǎng)度為 220mm、密度為 *, 同時(shí)我們16令滾筒的壁厚為 20mm，由此可得滾筒質(zhì)量為 43kg. 滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)慣量由公式 J=MRR 可得 J=*mm因此所有 8 個(gè)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 *mm 滾筒功率計(jì)算車速為 100km/h 時(shí)滾筒的角速度為 w=2* 即 w=由 T=Jw 得出滾筒功率為 設(shè)電動(dòng)機(jī)功率傳遞因數(shù)為 則電動(dòng)機(jī)的功率為 W=T/=車速為 80km/h 時(shí)滾筒的角速度為 w=2* 即 w=由 T=Jw 得出滾筒功率為 設(shè)電動(dòng)機(jī)功率傳遞因數(shù)為 則電動(dòng)機(jī)的功率為 W=T/=車速為 60km/h 時(shí)滾筒的角速度為 w=2* 即 w=79rad/s由 T=Jw 得出滾筒功率為 設(shè)電動(dòng)機(jī)功率傳遞因數(shù)為 則電動(dòng)機(jī)的功率為 W=T/= 電動(dòng)機(jī)的選擇 當(dāng)車速為 100km/h 滾筒功率為 設(shè)電動(dòng)機(jī)功率傳遞因數(shù)為 則所需電動(dòng)機(jī)的功率最少為 W=T/=考慮到整車的平動(dòng)慣量和所需功率與慣性論等所需功率，我決定求出整車所需功率，以此來確定發(fā)動(dòng)機(jī)功率。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)通過以上公式計(jì)算選定中心距為L(zhǎng)=(+420)sin38=602mm 車輪的選擇與計(jì)算 車輪直徑計(jì)算輪胎直徑=胎面寬度扁平比2+輪圈直徑我選用的 185/60R14 輪胎，其輪胎直徑可以如下計(jì)算：D=14＋1852＝ 毫米。但目前使用的滾筒式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)大都是滾筒中心距不能調(diào)整的。測(cè)試車輪半徑R與前后兩滾筒中心距L，車輪在滾筒上安置角的關(guān)系由以下公式確定。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)選擇的是38度。所以應(yīng)綜合兩方面的影咱來選擇a角。若安置角足夠大，則水平力平衡，使車輪在兩滾筒上穩(wěn)定而不脫離前滾筒。忽略了非測(cè)試車輪約束反力的影響，并假設(shè)測(cè)試車輪為剛性。 安置角對(duì)測(cè)試車輪穩(wěn)定性的影響 車輪安置角是指汽車車輪與滾筒接觸點(diǎn)的切線方向與水平方向的夾角。因此只有提高車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)汽車在路面上的制動(dòng)狀況。滾筒線速度即測(cè)試車速、可由公式。由此，減小滾筒直徑，可使車輪在試驗(yàn)臺(tái)上的安置角增大，增加試驗(yàn)臺(tái)的穩(wěn)定性，提高車輪與滾筒間的蹬著力，節(jié)省驅(qū)，否則車輪的滾動(dòng)損耗將明顯增加. 本制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)選取滾筒直徑為420mm 滾筒長(zhǎng)度的選擇它取決于受檢車輛的結(jié)構(gòu)參數(shù)及試驗(yàn)臺(tái)的通用性. 本制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)選取滾筒長(zhǎng)度為220mm 滾簡(jiǎn)轉(zhuǎn)速的選擇滾筒轉(zhuǎn)速?zèng)Q定測(cè)試車速的高低，為使汽車測(cè)試時(shí)的條件最大限度地與使用條件一致。制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)主要結(jié)構(gòu)有車輪、滾筒、電動(dòng)機(jī)、齒輪等。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。通過電磁離合器的作用，完成不同轉(zhuǎn)速車速之間的切換。 齒輪傳動(dòng)的作用是將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速分別降為所需的三種轉(zhuǎn)速，即所需的三種車速。汽車制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的示意圖如下：12圖 制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)傳動(dòng)示意圖 制 動(dòng) 實(shí) 驗(yàn) 臺(tái) 的 工 作 原 理汽車制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理是當(dāng)車輪在滾筒式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)試時(shí)，利用滾筒模擬一定道路狀況，即將被測(cè)車輪置于兩滾筒上，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)，滾筒帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并達(dá)到預(yù)定測(cè)試速度，然后踏下制動(dòng)踏板，車輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而滾筒依靠慣性輪的作用繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，滾筒相當(dāng)于活動(dòng)路面，從而測(cè)得所需各項(xiàng)數(shù)據(jù)。 傳動(dòng)方案的內(nèi)容與工作制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)原理 傳 動(dòng) 方 案 的 內(nèi) 容傳動(dòng)方案的具體內(nèi)容為電機(jī)開啟，電機(jī)轉(zhuǎn)速通過齒輪減速裝置減速為滾筒所需轉(zhuǎn)速后傳遞給主動(dòng)滾筒，主動(dòng)滾筒通過齒輪傳動(dòng)把動(dòng)力和轉(zhuǎn)速傳遞給從動(dòng)滾筒，車輪胎與滾筒接觸，從而滾筒帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，于是車輪達(dá)到預(yù)定的測(cè)試速度。我在擬定傳動(dòng)方案時(shí)，了解了各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能及適用條件，結(jié)合工作機(jī)所傳遞的載荷性質(zhì)和大小、運(yùn)動(dòng)方式和速度以及工作條件等，對(duì)各種傳動(dòng)方案進(jìn)行比較，并進(jìn)行了合理的選擇。我在擬定傳動(dòng)方案時(shí)，了解了各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能及適用條件，結(jié)合工作機(jī)所傳遞的載荷性質(zhì)和大小、運(yùn)動(dòng)方式和速度以及工作條件等，對(duì)各種傳動(dòng)方案進(jìn)行比較，并進(jìn)行了合理的選擇。傳動(dòng)裝置則是一種實(shí)現(xiàn)能量傳遞和兼有其他作用的裝置。動(dòng)力機(jī)是機(jī)器工作的能量來源，可以直接利用自然資源(也稱為一次資源)或二次資源轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。另外要盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的零部件。要盡量降低零件的生產(chǎn)制造成本，這要求從零件的設(shè)計(jì)和制造等多方面加以考慮。要求在預(yù)定的工作期限內(nèi)正常可靠的工作，從而保證機(jī)器的各種功能的正常實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)為合理的功能定位、實(shí)現(xiàn)使用功能要求的最簡(jiǎn)單的技術(shù)途徑和最簡(jiǎn)單合理的結(jié)構(gòu)。另外操作使用方便、工作安全可靠、體積小、重量輕、效率高、外形美觀、噪聲低等往往也是機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)所要求的。但是任何一個(gè)方案，要滿足上述所有要求是十分困難的，要統(tǒng)籌兼顧，滿足最主要和最基本的要求。(4)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)制造完成的情況下，進(jìn)行必要的性能試驗(yàn)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。(2) 進(jìn)行汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)動(dòng)力系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，并通過分析論證，確定最終實(shí)驗(yàn)方案。 目前，隨著我國汽車保有量的逐年增長(zhǎng)以及人們對(duì)道路交通安全關(guān)注程度的提高，在用車輛的常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目中增加制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)性能檢測(cè)的必要性也隨之日益提高，臺(tái)架檢測(cè)必隨之廣泛應(yīng)用。臺(tái)架檢測(cè)法有許多道路檢測(cè)法所不具備的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在一些不足，由于臺(tái)架檢測(cè)法所采用的方法是模擬路面制動(dòng)狀況并進(jìn)行檢測(cè)，不能反映出路面制動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移對(duì)制動(dòng)過程的影響，同時(shí)受到電子器件精度、汽車當(dāng)量模擬精度等因素的限制，所以測(cè)試結(jié)果在一定程度上存在偏差。由于臺(tái)架檢測(cè)是在室內(nèi)進(jìn)行，所以不會(huì)受到天氣、側(cè)向風(fēng)等自然條件的影響。 (2)設(shè)備占地面積小，可以作為一個(gè)單獨(dú)的工位加裝在目前我國正在普遍使用的汽車性能檢測(cè)線上，從而能夠在汽車年檢中完成對(duì)汽車制動(dòng)系統(tǒng)的性能檢測(cè)。9 臺(tái) 架 制 動(dòng) 實(shí) 驗(yàn) 臺(tái) 的 特 點(diǎn) 及 發(fā) 展 前 景 相對(duì)于道路試驗(yàn)檢測(cè)來說，臺(tái)架檢測(cè)方法具有許多突出的優(yōu)點(diǎn): （1）檢測(cè)過程簡(jiǎn)單，時(shí)間短。用扭矩控制器控制滾筒實(shí)現(xiàn)對(duì)道路附著系數(shù)的有效模擬。通過調(diào)節(jié)帶傳動(dòng)中皮帶的松緊來調(diào)整摩擦力的大小，以模擬汽車在不同附著系數(shù)路面上的制動(dòng)情況。通過專門的控制電路及模擬施加不同的車輪制動(dòng)力實(shí)現(xiàn)對(duì)道路附著系數(shù)的有效模擬。目前國內(nèi)對(duì) ABS 試驗(yàn)臺(tái)架的研究，多是利用計(jì)算機(jī)對(duì)其中的某一或某些部分進(jìn)行仿真，并不能如實(shí)反應(yīng) ABS 系統(tǒng)在汽車制動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)控制情況。路面雖然能較全面地檢測(cè)裝配 ABS 的車輛在各種路面上的制動(dòng)性能，但是該方法試驗(yàn)費(fèi)用高、周期長(zhǎng)、精度低，受環(huán)境及道路條件的影響大，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有車輛的定期測(cè)試。國外像日本彌榮以及德國的少數(shù)企業(yè)雖然己生產(chǎn)出成套的 ABS 檢測(cè)臺(tái)，但是其檢測(cè)臺(tái)只能完成某種單一路面情況下的制動(dòng)效能模擬試驗(yàn)，不能完成國內(nèi)外 ABS 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的不同路面組合工況下對(duì) ABS 系統(tǒng)性能的全面測(cè)試，并且價(jià)格昂貴，像日本彌榮每套產(chǎn)品約人民幣 400 萬元，顯然不適合中國國情。 因此，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)裝有 ABS 車輛的制動(dòng)性能進(jìn)行不解體臺(tái)架測(cè)試的問題就成為我國汽車安全和綜合性能檢測(cè)行業(yè)以及汽車制造企業(yè)急需解決的問題。在這一過程中，制動(dòng)缸中的液壓處于不停的變化之中，汽車車輪的減速度也隨之不斷變化。因?yàn)檠b有 ABS的汽車，其制動(dòng)過程與未裝 ABS 的汽車有較大區(qū)別。雖然經(jīng)過了近 20 年的發(fā)展，目前在國內(nèi)各種汽車檢測(cè)線中，對(duì)汽車制動(dòng)性能的檢測(cè)方法，仍然都是利用反力式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)來測(cè)試汽車的最大制動(dòng)力、制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間、制動(dòng)力過程差、駐車制動(dòng)力、制動(dòng)拖滯力等參數(shù)以評(píng)價(jià)汽車的制動(dòng)性能。為此，在國內(nèi)的公安、交通及汽車制造部門分別建立了大量的汽車安全性能、綜合性能以及出廠質(zhì)量檢測(cè)線。隨著 ABS裝置的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，如何對(duì)其工作性能進(jìn)行全面的檢測(cè)就顯得越來越重要。機(jī)械工業(yè)部在“九五期間重點(diǎn)發(fā)展的 60 種零部件及被推薦的生產(chǎn)企業(yè)”目錄中，將制動(dòng)系統(tǒng)的防抱死裝置和防滑裝置列在第二項(xiàng)(第一項(xiàng)是汽油機(jī)電控系統(tǒng))，且該項(xiàng)是僅有的三項(xiàng)無被推薦的生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品之一。到 90 年代末，美、日、歐等發(fā)達(dá)國家及地區(qū)基本上每一輛新生產(chǎn)的汽車都裝有 ABS。是否裝有 ABS 裝置，已經(jīng)成為車輛性能評(píng)價(jià)時(shí)的一個(gè)重要依據(jù)。傳感器都己從機(jī)械式的或機(jī)電式的進(jìn)化為電子式的，控制方式也由繼電器控制變成計(jì)算機(jī)控制。實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)模擬仿真首先是要建立車輛動(dòng)力學(xué)模型，然后利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行仿真。7吉林大學(xué)等利用計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)來建立 ABS 虛擬檢測(cè)系統(tǒng)。日本式試驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)是摩擦滾筒直徑小，一般直徑為 12Omm 左右，且滾筒表面刻有矩形槽，制動(dòng)時(shí)