【正文】 ……………………………25結(jié)論…………………………………………………………………………………26致謝…………………………………………………………………………………27參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………29附錄…………………………………………………………………………………30附表清單：表1 電動(dòng)機(jī)參數(shù)表………………………………………………………………… 4表2 常用沖擊氣缸性能和結(jié)構(gòu)參數(shù)表…………………………………………… 6表3工作臺(tái)氣缸夾緊與松開(kāi)控制方式表………………………………………… 14表4常見(jiàn)故障及排除方法表…………………………………………………… 241 緒論 選擇本課題的目的和意義近幾年來(lái)，越來(lái)越多的消費(fèi)者開(kāi)始關(guān)注輪胎與汽車(chē)駕駛安全性的問(wèn)題，用戶(hù)對(duì)輪胎的要求越來(lái)越苛刻。對(duì)我國(guó)的輪胎企業(yè)來(lái)說(shuō)，美國(guó)、歐洲都是最主要的市場(chǎng)。對(duì)汽車(chē)輪胎在低氣壓狀態(tài)下進(jìn)行的高速試驗(yàn)，試驗(yàn)速度由原來(lái)的每小時(shí)121千米、129千米、137千米分別增加到140千米、150千米、160千米。二是在輪胎脫圈、老化、透氣性及道路危險(xiǎn)性試驗(yàn)等方面的要求也較以前嚴(yán)格。一方面因?yàn)闅W盟的新標(biāo)準(zhǔn)更側(cè)重于原材料的要求，另一方面則是美國(guó)的市場(chǎng)地位所決定的。很多方面我們都有了專(zhuān)業(yè)的測(cè)試方法或儀器，比如輪胎壓力測(cè)試儀、輪胎簾線(xiàn)測(cè)試儀等。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是對(duì)輪胎側(cè)面撞擊實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行總體的外形、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣壓控制系統(tǒng)、機(jī)電控制系統(tǒng)以及安全保護(hù)裝置進(jìn)行全局性、實(shí)用性的設(shè)計(jì)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)誕生的設(shè)備將是完全具備實(shí)際使用價(jià)值的。、設(shè)計(jì)方案的擬定本課題設(shè)計(jì)的是改裝輪胎拆裝機(jī)后得到的輪胎側(cè)面撞擊試驗(yàn)裝置，要求工作盤(pán)在3080km/h范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，撞擊頭應(yīng)該能在15176。范圍內(nèi)撞擊輪胎，同時(shí)考慮到安全問(wèn)題，工作盤(pán)夾緊機(jī)構(gòu)必須有較大的夾緊力并且裝置必須有完善的安全保護(hù)裝置。主機(jī)部分由機(jī)身、氣壓裝置、電機(jī)等組成。各部分結(jié)構(gòu)如下：（1）機(jī)身的設(shè)計(jì)機(jī)身由底座、轉(zhuǎn)盤(pán)、立柱、沖擊桿、踏腳控制器、手動(dòng)控制器等組成。（2）夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)車(chē)輪在拆裝前應(yīng)被夾緊在轉(zhuǎn)盤(pán)上，轉(zhuǎn)盤(pán)上安裝由夾緊用的卡爪，考慮到本設(shè)計(jì)所需的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速較大且需要在3080km/h內(nèi)變化，所以卡爪所需的夾緊力較大。輪盤(pán)的旋轉(zhuǎn)由電機(jī)控制，電機(jī)轉(zhuǎn)向由主令控制器控制，用手旋轉(zhuǎn)控制器保持電機(jī)正轉(zhuǎn)，輪盤(pán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；松開(kāi)松開(kāi)手柄，則手柄回位，電機(jī)停轉(zhuǎn)。同時(shí)輪盤(pán)轉(zhuǎn)速要可調(diào)，需設(shè)計(jì)變頻調(diào)速系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制。90176。（5）安全保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)給裝置設(shè)計(jì)外殼并且安裝上可以手動(dòng)控制開(kāi)與關(guān)的門(mén)。總體機(jī)身圖如下：圖1：輪胎側(cè)面撞擊試驗(yàn)裝置總體裝配圖 選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類(lèi)型根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本裝置工作臺(tái)轉(zhuǎn)速要可變?？紤]到本設(shè)計(jì)對(duì)氣壓系統(tǒng)應(yīng)用的較多，調(diào)速系統(tǒng)若選用液壓調(diào)速將增大成本投入與占地面積，而選用氣壓調(diào)速又難以保證工作的穩(wěn)定性，最終選用電動(dòng)機(jī)+變頻器的調(diào)速方式。選擇Y系列異步電機(jī)。ηn根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P7表24取值如下聯(lián)軸器η2=本設(shè)計(jì)需要的工作臺(tái)轉(zhuǎn)速在30~80km/h，即198~530r/min.負(fù)載轉(zhuǎn)矩T=mR2w/2,取輪胎質(zhì)量10kg，工作臺(tái)質(zhì)量20kg，經(jīng)過(guò)計(jì)算，得出T=表1：Y160M4型電動(dòng)機(jī)參數(shù)技術(shù)數(shù)據(jù)表型號(hào)Y160M4額定功率（KW）11滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速（r/min）1460同步轉(zhuǎn)速（r/min）1500級(jí)數(shù)4額定電流（A）額定轉(zhuǎn)矩（N它以高速運(yùn)動(dòng)著的活塞和活塞桿所存貯的能量, 產(chǎn)生巨大的沖擊力來(lái)作功。一般蓄能缸的內(nèi)徑選用與活塞直徑相同的尺寸。若過(guò)分增大蓄能缸的高度, 回路中換向閥和管路通徑不變, 則沖擊能量反而會(huì)顯著減小。當(dāng)活塞開(kāi)始沖擊時(shí), 排氣孔關(guān)閉, 腔室中的壓縮空氣不向外泄漏。該閥在低壓時(shí) P→0導(dǎo)通排氣， 高壓時(shí)關(guān)閉P→0通路。 圖3：快速排氣閥3 噴口的大小和形狀若噴口面積太大, 則降低了活塞上的壓力動(dòng)能, 減小了沖擊能量。一般取噴口面積為活塞面積的1/9 , 即噴口直徑d=D/39(D為活塞直徑)。若受加工條件限制, 也可加工成60176。4 密封在沖擊氣缸中密封裝置的結(jié)構(gòu)型式直接影響沖擊能量大小。因此必須認(rèn)真考慮密封的結(jié)構(gòu)型式, 要求活塞在快速運(yùn)動(dòng)中所受的摩擦阻力盡量地小。另外, 供氣回路中要安裝油霧器, 用油霧潤(rùn)滑, 以減少運(yùn)動(dòng)阻力。在根據(jù)所需的沖擊功選定沖擊氣缸的缸徑后, 沖擊能量的大小還可以通過(guò)改變氣源壓力、,工作行程及控制管路的長(zhǎng)短適當(dāng)加以調(diào)整。若所使用的氣源壓力改變, 則沖擊氣缸的沖擊能量也相應(yīng)地變化。工作行程是指沖擊氣缸的錘頭在打擊工件前, 活塞桿所走過(guò)的位移。改變從換向閥（主控閥） 到氣缸的控制管路l1 與l2 長(zhǎng)度之比可調(diào)整沖擊氣缸有桿腔排氣和蓄能腔充氣的時(shí)間, 從而使沖擊氣缸獲得最大的動(dòng)能, 一般情況下l1/l2約為1/3。mm范圍內(nèi)，這個(gè)范圍是在汽車(chē)輪胎垂直撞擊到物體上并且速度減為0的前提下計(jì)算出的結(jié)果，顯然實(shí)際情況下達(dá)不到這么大的撞擊功。表2：常用沖擊氣缸的結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)表 輪胎側(cè)面撞擊試驗(yàn)裝置保護(hù)殼的設(shè)計(jì)由于本裝置工作臺(tái)轉(zhuǎn)速較快，考慮到可能會(huì)發(fā)生安全事故，需要給裝置增加一個(gè)帶有保險(xiǎn)門(mén)的保護(hù)殼。保險(xiǎn)門(mén)是借鑒外擺式乘客門(mén)的設(shè)計(jì)而來(lái)。門(mén)關(guān)閉時(shí), 門(mén)扇外側(cè)與機(jī)身側(cè)壁保持一致, 無(wú)凹陷與縫隙。這種門(mén)密封性好,門(mén)的設(shè)計(jì)與裝置的設(shè)計(jì)能很好的一致起來(lái), 使整個(gè)裝置的造型更加美觀(guān)，同時(shí)門(mén)是外擺式的，這樣可以節(jié)省內(nèi)部空間是整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)更加緊致。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是外擺式乘客門(mén)的動(dòng)力供給部分, 它可由壓縮空氣作為動(dòng)力源, 一也可用可逆電機(jī)作為動(dòng)力源, 通過(guò)一套機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完成旋轉(zhuǎn)和鎖閉的驅(qū)動(dòng)功能。鎖止機(jī)構(gòu)的作用是當(dāng)門(mén)關(guān)閉時(shí), 將門(mén)鎖止定位, 以防止在裝置工作過(guò)程中門(mén)的擺振或自行開(kāi)啟。圖中AB 為車(chē)門(mén)關(guān)閉位置,A′B′為車(chē)門(mén)開(kāi)啟位置。根據(jù)四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律, 車(chē)門(mén)在移動(dòng)過(guò)程中,它們的軌跡均為圓弧。則由ABCD組成的四桿機(jī)構(gòu)可以保證車(chē)門(mén)的平動(dòng)啟閉。由于車(chē)門(mén)是平動(dòng),所以車(chē)門(mén)上的任一點(diǎn)軌跡都是等半徑的圓。由圖可知, 在設(shè)計(jì)車(chē)門(mén)時(shí), 門(mén)與門(mén)框的間隙至少應(yīng)大于Δ。一因此, 要改變?chǔ)さ拇笮? 最有效的方法就是調(diào)整支撐臂的安裝角度θ。20176。我們不妨取車(chē)門(mén)上的A點(diǎn)作為分析的對(duì)象，如右圖中AB為乘客門(mén)的關(guān)閉位置, A′B′為門(mén)的開(kāi)啟位置。取安裝角為θ, 以A點(diǎn)為中心作一射線(xiàn)AC, 射線(xiàn)AC 與垂直平分線(xiàn)L 的交點(diǎn)即為鉸接點(diǎn)。δ——門(mén)開(kāi)啟后，門(mén)內(nèi)板到機(jī)身側(cè)壁的距離50mmα——AA′連線(xiàn)與車(chē)門(mén)處于關(guān)閉位置時(shí)的夾角其中α與B、B、t和δ之間的關(guān)系是： 式（4）則α=176。它由氣缸、花鍵套、轉(zhuǎn)軸、絲桿螺母副、樞軸和壓緊彈簧等幾部分組成。活塞桿與驅(qū)動(dòng)軸連接, 驅(qū)動(dòng)軸的上部是一滾珠絲桿, 下部帶有花鍵。而垂直分力可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)門(mén)的鎖閉。因此, 在活塞上移時(shí),門(mén)在水平分力的作用下關(guān)閉。開(kāi)門(mén)時(shí), 壓縮空氣從活塞上部輸入, 活塞桿下降,首先整個(gè)門(mén)下降, 打開(kāi)門(mén)的閉鎖, 然后開(kāi)始門(mén)的開(kāi)啟動(dòng)作。 圖6：滾珠絲桿結(jié)構(gòu)圖　　控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)作為本次設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)，按照集成化、標(biāo)準(zhǔn)化和宜人化的原則進(jìn)行。這樣的結(jié)構(gòu)形式存在很多的缺陷。操作時(shí)候需要經(jīng)過(guò)思考決定下一步的動(dòng)作。經(jīng)過(guò)調(diào)查研究，目前輪胎拆裝機(jī)采用的電機(jī)換向控制器是在專(zhuān)門(mén)廠(chǎng)家定做，通用化和模塊化不夠好，并且需要設(shè)計(jì)制造與之相適應(yīng)的踏板結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)性也不夠好。 電路系統(tǒng)的組成由于電氣系統(tǒng)的任務(wù)是按照電氣系統(tǒng)規(guī)定的動(dòng)作圖表，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，選擇規(guī)定的工作方式在主令控制器的指令下，使有電機(jī)動(dòng)作以完成指定的工藝動(dòng)作。如右圖所示，為本裝置電氣原理圖的主電路。變頻器輸出變頻電壓(U、V、W)，經(jīng)熱繼電器RJ1接到負(fù)載電動(dòng)機(jī)上。同時(shí)它還具有短路和過(guò)載保護(hù)的作用。制動(dòng)電阻的作用是，當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)制動(dòng)情況，電動(dòng)機(jī)會(huì)有一部分能量回輸?shù)阶冾l器內(nèi)部來(lái)，造成變頻器的主電路中的直流環(huán)節(jié)的直流電壓上升。這個(gè)電阻實(shí)際選用時(shí)可以有以下經(jīng)驗(yàn)公式選?。弘娮韫β剩?WR=WD 式（5） 式中 WD為電動(dòng)機(jī)功率 則，WR=11=電阻值：R=（6） 則R=實(shí)際選用時(shí)，可按177。正反轉(zhuǎn)控制通過(guò)FWD、REV、CM的開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)進(jìn)行?？傮w電氣控制電路如下圖所示，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到了安全問(wèn)題。與此同時(shí)，同一個(gè)控制閥控制的兩個(gè)動(dòng)作本身也是不能同時(shí)開(kāi)啟的，這兩個(gè)動(dòng)作要形成互鎖關(guān)系。，短路保護(hù)是采用空氣開(kāi)關(guān)。總體氣壓系統(tǒng)原理控制圖如下：圖10：裝置氣壓系統(tǒng)控制原理圖如圖所示，整個(gè)氣壓系統(tǒng)共有4條支路，分別為沖擊氣缸回路、工作臺(tái)夾緊氣缸回路、立柱后傾氣動(dòng)控制和氣動(dòng)門(mén)開(kāi)關(guān)控制。 為了操作工能準(zhǔn)確地使工作臺(tái)氣缸夾緊輪胎，和操作方便。圖形符號(hào)：可以看出，腳踏有三個(gè)工作位置，其動(dòng)作說(shuō)明如下：表3：工作臺(tái)夾緊與松開(kāi)控制表腳踏角度上推氣缸收回松開(kāi)開(kāi)不施力時(shí)手柄氣缸不動(dòng)腳踏角度下推氣缸頂出夾緊同時(shí)，由于氣缸、氣閥等工作時(shí)排氣速度較高，氣體體積急劇膨脹，會(huì)產(chǎn)生刺耳的噪聲。排氣的速度和功率越大，噪聲也越大。為了降低噪聲，在排氣口安裝上了消聲器。