【正文】 精確化和臺(tái)架化無(wú)疑是最佳途徑。目前國(guó)外少數(shù)廠家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出慣性式轉(zhuǎn)鼓制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)來(lái)檢測(cè) ABS 制動(dòng)性能，但這種設(shè)備價(jià)格昂貴，而且只能完成單一路面附著系數(shù)情況下的制動(dòng)效能試驗(yàn)，根本無(wú)法完成國(guó)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)性能的考核。但是到目前為止，還沒(méi)有出現(xiàn)真正能全面檢測(cè) ABS 綜合性能的試驗(yàn)臺(tái)，而隨著對(duì)車輛制動(dòng)性能檢測(cè)要求的提高，實(shí)行 ABS 性能檢測(cè)的臺(tái)架化日益重要，所以，國(guó)內(nèi)急需開(kāi)發(fā)出一種價(jià)格適中、功能齊全、測(cè)試精度較高，并且完全擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的對(duì)裝車后的 ABS 制動(dòng)性能進(jìn)行全面檢測(cè)的設(shè)備，以滿足國(guó)內(nèi)整個(gè)汽車檢測(cè)行業(yè)的需要。 該試驗(yàn)臺(tái)及測(cè)試分析系統(tǒng)的研制成功，可以有效地解決我國(guó)現(xiàn)有各種試驗(yàn)臺(tái)架無(wú)法對(duì)裝有 ABS 的車輛的制動(dòng)性能進(jìn)行測(cè)試的這一困擾我國(guó)汽車檢測(cè)行業(yè)多年的技術(shù)難題，從而填補(bǔ)我國(guó)在汽車 ABS 不解體室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)方面的空白。對(duì)于滿足我國(guó)汽車檢測(cè)市場(chǎng)的迫切需要，改善我國(guó)車輛安全技術(shù)狀況，降低交通事故的發(fā)生也將具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。其二是引入西歐國(guó)家的，如德國(guó)馬哈公司、申克公司，英國(guó)克雷普頓公司，意大利的鉆石公司等。西歐式試驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)是摩擦滾筒直徑大，一般直徑在 265mm 左右，且筒表面涂敷摩擦材料，摩擦系數(shù)較高，可達(dá) 一 ，制動(dòng)時(shí)線速度高，在兩滾筒之間有兩個(gè)第三滾筒，數(shù)值顯示為指針式。該方面研究成果有一些報(bào)道，主要應(yīng)用在 ABS 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，尚未見(jiàn)應(yīng)用于產(chǎn)品生產(chǎn)檢測(cè)中。目前，檢測(cè)設(shè)備制造業(yè)已形成一定規(guī)模，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，反力式汽車動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)型式變得多樣化，并在不斷改進(jìn)和提高。世界汽車工業(yè)迅猛發(fā)展的同時(shí)，人們對(duì)于汽車的安全性能的關(guān)注日益提高，ABS 系統(tǒng)的裝車率也隨著汽車工業(yè)的發(fā)展及其自身技術(shù)的進(jìn)步逐年提高。自 90 年代開(kāi)始，一些知名汽車公司(如通用、奔馳、寶馬等)己在其生產(chǎn)的轎車上 100%地裝備了防抱死制動(dòng)系統(tǒng) ABS。近年來(lái)，ABS 在我國(guó)也得到快速推廣和應(yīng)用，如一汽大眾、二汽富康、上汽通用、奇瑞、重慶長(zhǎng)安、陜西漢江等汽車生產(chǎn)廠家，均早己在其生產(chǎn)的汽車上加裝了 ABS。由此，我國(guó)的 ABS 產(chǎn)品開(kāi)始進(jìn)入重點(diǎn)發(fā)展時(shí)期。我國(guó)從 80 年代以來(lái)就開(kāi)始實(shí)施對(duì)在用汽車的整車性能進(jìn)行定期強(qiáng)制性檢測(cè)，90 年代以來(lái)開(kāi)始對(duì)汽車制造企業(yè)也要求進(jìn)行整車出廠性能的全面綜合測(cè)試。在這些檢測(cè)線中，對(duì)汽車的制動(dòng)性能檢測(cè)是最為重要的檢測(cè)項(xiàng)目。但是，對(duì)于目前大量的安裝有 ABS 的車輛，這些參數(shù)的測(cè)量根本不能反映其實(shí)際的制動(dòng)效果。裝有 ABS 的汽車在進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，其制動(dòng)力上升到一定程度后，ABS 裝置開(kāi)始自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng)缸的制動(dòng)壓力，使車輪始終保持在一定的滑移率范圍之內(nèi)，從而獲得最大地面制動(dòng)力。反力式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)只能對(duì)未裝 ABS 的車輛的制動(dòng)性能進(jìn)行檢測(cè)，其滾筒轉(zhuǎn)速較低，制動(dòng)測(cè)試時(shí)的車速較低，8如果對(duì)裝有 ABS 的車輛進(jìn)行制動(dòng)性能檢測(cè)，在此低速下 ABS 根本不可能工作，同時(shí)輪胎與滾筒之間的附著系數(shù)也是一個(gè)固定值，不能模擬測(cè)試在路面附著系數(shù)發(fā)生變化時(shí)ABS 的工作性能。目前國(guó)內(nèi)一些研究院所及大專院校的相關(guān)研究部門(mén)雖然針對(duì)該問(wèn)題在理論上進(jìn)行了一些探討，但還沒(méi)有真正地進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的研究與開(kāi)發(fā)。 國(guó)內(nèi)對(duì)汽車 ABS 工作性能的檢測(cè)廣泛采用的方法是路試。為了有效克服 ABS裝車路試過(guò)程中存在的缺陷，實(shí)現(xiàn)對(duì) ABS 工作性能檢測(cè)的精確化與臺(tái)架化無(wú)疑是最佳途徑?，F(xiàn)階段對(duì) ABS 檢測(cè)臺(tái)的理論研究方法大體類似，主要在模擬汽車的平動(dòng)慣性和路面的附著系數(shù)變化上有一些區(qū)別，具體提出了三種形式: 以飛輪組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量模擬汽車的平動(dòng)慣量，采用補(bǔ)償電貫量的方案實(shí)現(xiàn)連續(xù)模擬。 直接用電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車車輪，采用自藕變壓器來(lái)調(diào)整電機(jī)工作電壓，從而調(diào)整電機(jī)與車輪轉(zhuǎn)速來(lái)模擬各種行駛車速。 以飛輪組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量模擬汽車的平動(dòng)慣量，通過(guò)調(diào)節(jié)變頻調(diào)速電機(jī)輸入電流的頻率實(shí)現(xiàn)連續(xù)模擬。 據(jù)初步調(diào)查統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有真正進(jìn)行汽車 ABS 試驗(yàn)臺(tái)及測(cè)試分析系統(tǒng)的產(chǎn)品化開(kāi)發(fā)研制，也沒(méi)有相關(guān)的專利問(wèn)世。針對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)性能的檢測(cè)，每輛車只需要 3 5 分鐘，因此，如果將制動(dòng)檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)安裝到目前國(guó)內(nèi)的汽車性能檢測(cè)線上使用，對(duì)整條檢測(cè)線的檢測(cè)速度影響很小。 (3)檢測(cè)過(guò)程受環(huán)境因素影響較小。 (4)設(shè)備耗資低，根據(jù)市場(chǎng)需求可實(shí)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。通過(guò)不斷改進(jìn)臺(tái)架設(shè)計(jì)，充分減小臺(tái)架自身不足，可能選用高精度電子測(cè)試器件等措施，可以將臺(tái)架測(cè)試的精度逐步提高。 本課題的研究工作 對(duì)汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的研究主要集中在以下幾方面:(1) 了解汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的用途、功能，并就當(dāng)前汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)現(xiàn)狀以及性能進(jìn)行綜合論述。(3)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究,對(duì)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)動(dòng)力系統(tǒng)方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制零件圖及裝配圖。10第二章 傳動(dòng)方案選擇及論證 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)與論證 傳 動(dòng) 方 案 的 要 求合理的傳動(dòng)方案，首先要滿足工作機(jī)的功能要求，其次還應(yīng)滿足工作可靠、傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、重量輕、成本低廉、工藝性好、使用和維護(hù)方便等要求。對(duì)機(jī)器使用功能方面的要求:實(shí)現(xiàn)預(yù)定的使用功能是機(jī)械設(shè)計(jì)的最基本的要求，好的使用性能指標(biāo)是設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。對(duì)機(jī)器經(jīng)濟(jì)性的要求:機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在設(shè)計(jì)、制造和使用的全過(guò)程中，在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)要全面綜的進(jìn)行考慮。機(jī)械零件是組成機(jī)器的基本單元，對(duì)機(jī)器的設(shè)計(jì)要求最終都是通過(guò)零件的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以設(shè)計(jì)零件時(shí)應(yīng)滿足的要求是從設(shè)計(jì)機(jī)器的要求中引伸出來(lái)的，即也應(yīng)從保證滿足機(jī)器的使用功能要求和經(jīng)濟(jì)性要求兩方面考慮。這就要求零件在預(yù)定的壽命期內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生各種可能的失效，即要求零件在強(qiáng)度、剛度、振動(dòng)穩(wěn)定性、耐磨性和溫升等方面必須滿足必要的條件，這些條件就是判定零件工作能力的準(zhǔn)則。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理地選擇材料和毛坯的形式、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理的零件結(jié)構(gòu)、合理規(guī)定零件加11工的公差等級(jí)以及認(rèn)真考慮零件的加工工藝性和裝配工藝性等。任何一種機(jī)器都有動(dòng)力機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)組成。工作機(jī)是機(jī)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)功能，如機(jī)器人的末端執(zhí)行器就是工作機(jī)。滿足同一工作機(jī)功能要求，往往可采用不同的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，不同的組合和布局，從而可得出不同的傳動(dòng)方案。 傳 動(dòng) 方 案 的 擬 定滿足同一工作機(jī)功能要求，往往可采用不同的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，不同的組合和布局，從而可得出不同的傳動(dòng)方案。由于考慮到電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，還有要實(shí)現(xiàn)不同車速之間的轉(zhuǎn)換問(wèn)題，經(jīng)過(guò)綜合考慮，我選用了齒輪傳動(dòng)，這是根據(jù)它的特點(diǎn)決定的，因?yàn)樗莻鲃?dòng)平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)尺寸較小，傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)。我的設(shè)計(jì)為預(yù)定三種車速，分別為 100km/h,80km/h,60km/h,選定發(fā)動(dòng)機(jī)后，根據(jù)其滿載轉(zhuǎn)速與為達(dá)到所設(shè)三種車速滾筒素虛的轉(zhuǎn)速算出傳動(dòng)比，根據(jù)傳動(dòng)比確定傳動(dòng)類型，經(jīng)過(guò)考慮我選擇的是齒輪傳動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)不同齒輪傳動(dòng)間的速度傳動(dòng)比的切換，我在每個(gè)主動(dòng)齒輪上安裝了電磁離合器，通過(guò)電磁離合器控制齒輪傳動(dòng)，從而把轉(zhuǎn)速降為設(shè)計(jì)要求的轉(zhuǎn)速，并傳給滾筒，帶動(dòng)車輪。其中利用齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)三種要求的車速，利用電磁離合器實(shí)現(xiàn)不同車速之間的轉(zhuǎn)換。不同的轉(zhuǎn)速切換是通過(guò)電磁離合器來(lái)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(guò)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(guò)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)。圖 汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)原理示意圖13第三章 制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 引言：汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)制動(dòng)性能的測(cè)量結(jié)果有著重要關(guān)系。本章將分析汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇方法。 滾筒選擇 滾 筒 直 徑 的 選 擇目前制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)多采用滾筒中心距不可調(diào)式。但隨著測(cè)試車速的提。=2nR確定，本制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)滾筒轉(zhuǎn)速選取了三種轉(zhuǎn)速，分別為100km/h、80km/h、60km/h.14 車輪與滾筒間附著系數(shù)的選擇車輛在試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)試時(shí)，車輪與滾筒的接觸面積小于車輪與地面的接觸面積，且比壓增大，引起滾動(dòng)阻力增加，附著系數(shù)下降。但附著系數(shù)。安置角的大小直接影響到車輪的滾動(dòng)阻力。車輪有向后移動(dòng)的趨勢(shì).若車輪在兩滾筒上的安置角過(guò)小，車輪將離開(kāi)前滾筒沿后滾筒滑移。由以上分析可知，車輪在滾筒上的安置角越小，獲得的測(cè)試能力越大,安置角越大則測(cè)試過(guò)程中的工作穩(wěn)定性越好。但最大測(cè)試能力的獲得是以測(cè)試車輪工作穩(wěn)定為前提的。圖 車輪受力分析15 滾筒中心距 L 的選擇當(dāng)測(cè)試車輪置于前、后兩滾筒間時(shí)。即L=2(R+r)sina。不能保證所有尺寸的車輪到處于測(cè)試的最佳狀態(tài)，從而使許多制動(dòng)力合格的車輛在試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)試時(shí)達(dá)不到規(guī)范要求。 車輪所需轉(zhuǎn)速計(jì)算設(shè)車速為 100km/h，取滾筒的直徑為 420mm，根據(jù)公式 dvn?/?得出要達(dá)到車速為 100km/h，滾筒需要的轉(zhuǎn)速為 n=1264 r/min設(shè)車速為 80km/h，取滾筒的直徑為 420mm，根據(jù)公式 /得出車速為 80km/h，滾筒需要的轉(zhuǎn)速為 n=1011 r/min設(shè)車速為 60km/h，取滾筒的直徑為 420mm，根據(jù)公式 dvn?/?得出車速為 60km/h，滾筒需要的轉(zhuǎn)速為 n=758r/min。 設(shè)整車質(zhì)量為 2022kg，當(dāng)他速度達(dá)到 100km/h 時(shí)，動(dòng)力從電機(jī)傳到滾筒大概需要200s，由此根據(jù)公式 得出整車所需功率為 p=? 考慮到傳遞功率問(wèn)題，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)經(jīng)過(guò)兩次齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)效率查書(shū)得 ，經(jīng)過(guò)一次皮帶輪傳動(dòng)，傳動(dòng)效率查書(shū)得為 ，經(jīng)過(guò)三次軸承傳動(dòng)，傳動(dòng)效率查書(shū)得，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)綜合傳動(dòng)效率為他們的乘積。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇電機(jī)的具體參數(shù)為：電機(jī)名稱 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)類別代號(hào) Y 型號(hào)規(guī)格 Y132M4 防護(hù)等級(jí) IP44 安裝形式 B3 極數(shù) 4 額定功率 （kw） 轉(zhuǎn)速 （r/min） 1440電壓 （V） 380額定電流 （A） 7效率 （%） 87功率因數(shù) （cosφ） .85堵轉(zhuǎn)電流/額定電流 7堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 2最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg齒輪傳動(dòng)在農(nóng)林機(jī)械，建筑機(jī)械，冶煉機(jī)械，挖掘機(jī)械等各個(gè)領(lǐng)域都有著較廣的應(yīng)用。如一級(jí)圓柱齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的效率可達(dá) 99﹪。結(jié)構(gòu)緊湊 在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需空間尺寸一般較小。這對(duì)車輛及在礦井內(nèi)工作的機(jī)器尤為重要。齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)獲得廣泛的應(yīng)用，也就是由于這一特點(diǎn)。因此根據(jù)設(shè)計(jì)需要我們選擇了齒輪傳動(dòng)，主要考慮到傳動(dòng)距離近，傳動(dòng)平穩(wěn)，符合設(shè)計(jì)要求。傳動(dòng)機(jī)為一般工作機(jī)，故選用 7 級(jí)精度材料選擇：選擇齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240HBS，初選小齒輪齒數(shù) Z 為 20。n——齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min?！X輪的工作壽命，單位為 N=60nj =601440830015=hl 910由圖查得接觸疲勞壽命系數(shù) =21 圖 接觸疲勞壽命圖計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1﹪，安全系數(shù) S=1，由公式=H?NimKS S——疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)。HN ——齒輪的疲勞極限。23　 　 KHα 、 KFα 可按下表選?。?KAFt/b ≥100(N/mm) ＜100(N/mm)精度等級(jí) II 組 5 6 7 8 9 5 級(jí)以下KHα經(jīng)表面硬化的直齒輪 KFα KHα經(jīng)表面硬化的斜齒輪 KFα ② ①KHα未經(jīng)表面硬化的直齒輪 KFα KHα未經(jīng)表面硬化的斜齒輪 KFα ①表 2 系數(shù)選擇表①若 ，則取 ②對(duì)修形齒輪，取 KHα ＝ KFα ＝1。25由公式 M≥ ??32FaSdYKTz????????確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值查彎曲疲勞強(qiáng)度 ＝380MpaFE?σ FE的計(jì)算公式為式中 YST為試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)， YST＝。圖 調(diào)質(zhì)鋼（①含碳量＞%）由表查彎曲疲勞壽命系數(shù) ＝26圖 表查彎曲疲勞壽命系數(shù)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S＝，由公式得 ＝ ＝380/＝?NFEKS計(jì)算載荷系數(shù) K＝ ＝1＝??查取齒形系數(shù) ＝查取應(yīng)力校正系數(shù) ＝/ ＝＝?設(shè)計(jì)計(jì)算 ＝???m由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力。就近取整數(shù) m＝3z＝d/m＝大齒輪齒數(shù)為 =*= 取 =342 2z（12）幾何尺寸計(jì)算分度圓直徑 =84mm mzd1?27 102mm?mzd2中心距 =93mm1a?齒輪寬度 b= =25mmd?1 齒輪傳動(dòng)分析 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。通過(guò)電磁離合器的作用，完成不同轉(zhuǎn)速車速之間的切換。因此，三個(gè)齒輪傳動(dòng)中，主動(dòng)滾筒與從動(dòng)滾筒的中心距必須相同，否則設(shè)計(jì)要求無(wú)法實(shí)現(xiàn)。由 公 式 和212iZ?當(dāng)車 速 為 80km/h， 傳 動(dòng) 比 為 時(shí) ， 可算出主 動(dòng) 齒 輪 直 徑 為 從 動(dòng) 齒 輪 直