1、乘用車 1/4 懸架試驗臺設計摘要 : 汽車懸架是乘用車必不可少的機構，不論是乘用車還是商用車，都離不開懸架機構，它關系到乘用車的乘坐平順性，減緩乘用車車身和車橋的振動，當乘用車受到來自地面的沖擊時，或者其他外界的激勵，緩和這些外界激勵造成的沖擊作用，此外還關系到駕駛人員和乘坐人員的安全性與否。鑒于懸架裝置的重要性，此次設計的共振式汽車減振試驗臺來檢測其性能。首先分析了減振試驗臺的工作原理，說明了減振試驗臺的設計要求，再對減振試驗臺的零部件進行設計分析，然后進行相應的強度校核，并作了技術經(jīng)濟性分析，表明設計的減振試驗臺符合設計要求。這種方法的優(yōu)點在于試驗臺性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可靠性好，但缺點是檢測參

2、數(shù)單一，對懸架裝置不能形成全面的分析與故障診斷，無法全面反映懸架裝置的技術狀況。關鍵詞： 減振器；諧振式試驗臺；諧振頻率；諧振振幅5The design of passengecr ar s suspension -tebsetdAbstract: Car suspension is essential for passenger cars, whether passengercars or commercial vehicles, are inseparable from the suspension mechanism, it is related to the passenger rid

3、e ride comfort, slow down the car body and axle Vibration, when the passenger car from the impact of the ground, or other external incentives to ease the impact of these external incentives, but also related to the safety of drivers and passengers or not.In view of the importance of suspension devic

4、es, the design resonant vehicle vibration reduction test bed to detect its performance. First analyzes the working principle of vibration test rig, vibration test rig is described in the design requirements, and design analysis was carried out on the vibration test rig parts, then the corresponding

5、intensity, and the technical economy analysis, shows that the design of vibration test rig conform to the design requirements. This method is to test the advantagesof stable performance, good reliability data, but the disadvantage is that single detection parameters, the suspension could not form a

6、comprehensive analysis and fault diagnosis, can not fully reflect the technical condition of the suspension.Keywords: Suspension resonan； t Test stand； Resonant frequency； Resonant amplitude摘要 IAbstract I.I.1 緒論 1 1.1 國外汽車檢測技術發(fā)展狀況1.1.2 中國汽車維修行業(yè)的基本情況1.1.2.1 汽車維修行業(yè)存在的基本問題1.1.2.2 汽車維修行業(yè)面臨的新形勢2.1.2.3 汽車

7、維修行業(yè)的發(fā)展趨勢3.1.3 汽車懸架性能試驗技術的發(fā)展狀況3.2 汽車減振試驗臺的設計7.2.1 汽車減振器工作原理7.2.2 試驗臺的設計72.3 檢測臺設計注意事項8.3 零部件設計93.1 電機的設計93.1.1 計算電機的平均轉矩9.3.1.2 電機的過載能力校驗1.0.3.2 偏心軸的設計1.0.3.2.1 軸的受力分析1.0.3.2.2 確定軸頸參數(shù)1.1.3.2.3 軸的疲勞強度校核1.2.3.2.4 軸的撓度校核1.2.3.3 軸上鍵的強度校核1.3.3.4 聯(lián)軸器的設計1.3.3.5 偏心軸軸承的設計1.4.3.6 軸承座的設計1.4.3.7 飛輪的設計1.4.3.8 滾動

8、導向柱的設計1.5.3.9 彈簧的設計1.6.3.9.1 選擇初始數(shù)據(jù)1.6.3.9.2 彈簧的校核163.10 傳感器的設計1.7.3.11 振動板的設計1.8.3.12 蓋板設計1.9.3.12.1 校核蓋板的剛度1.9.3.12.2 計算蓋板的質量1.9.3.13 驅動蓋板的電動機設計1.9.3.14 減速器的設計2.0.3.15 齒輪齒條的設計2.0.3.15.1 齒輪初步設計2.0.3.15.2 齒條的設計2.1.4 技術經(jīng)濟性分析2.2.5 總結與體會2.3.參考文獻2.4.致謝 2.5.1 緒論1.1 國外汽車檢測技術發(fā)展狀況A 制度化德國的汽車工業(yè)走在世界前列，汽車檢測技術同樣

9、實力強勁，這得益于汽車檢測各項技術的制度化，對汽車安全性以及環(huán)保性檢測有一套行之有效的標準規(guī)范，各個汽車檢測場都必須遵守這些標準規(guī)范以及規(guī)章制度，否則會受到嚴厲的處罰。在日本，汽車的檢測工作由運輸省統(tǒng)一領導1。汽車檢測各項工作由運輸省負責，相當于我國的交通運輸部，下轄國有的檢測場以及民營的檢測場，民營檢測場負責協(xié)助國有檢測場的檢測維修工作。B 標準化工業(yè)發(fā)達國家的汽車檢測有一整套的標準2。比如德國和美國，汽車檢測的周期以及檢測步驟都有非常嚴苛的標準，如果違背了安全性以及環(huán)保性檢測，汽車必須在修理站維修合格后方可再次進行檢測。C.智能化、自動化檢測隨著計算機技術在汽車維修行業(yè)中的應用。汽車檢測儀

10、采用智能化檢測3。取代人工的檢測方法，自動的檢測各種測量參數(shù)，準確并快速的測量所需參數(shù)，并且能夠打印出測量結果。1.2 中國汽車維修行業(yè)的基本情況上世紀八十年代，由于汽車保有量較少，維修業(yè)發(fā)展受到了影響，汽車維修的廠家數(shù)量較少，維修的價格昂貴。到1989年，汽車維修的廠家數(shù)量已達到10萬多家 4。主要以大型的汽車維修服務站為主，小型的汽車維修服務站較少。到了九十年代，汽車維修廠家以及從業(yè)人員開始大幅增加，汽車購車的費用以及維修的費用依然很高。2004年， 全國共有機動車維修廠家高達36 萬戶之多 5。 維修的車輛數(shù)目由原來的幾十萬輛突破到一億多輛，維修總產(chǎn)值從原來的幾千萬突破到幾十億元，在此期

11、間，我國制定了相對嚴格的汽車檢測維修技術規(guī)范，建立了汽車檢測站，對汽車的安全性和環(huán)保性進行嚴格的檢測。1.2.1 汽車維修行業(yè)存在的基本問題雖然國內(nèi)的汽車工業(yè)以及檢測維修業(yè)發(fā)展迅速，檢測站和維修站的數(shù)量和質量都有提高，維修的質量有原來的依靠人力到現(xiàn)在的智能化和自動化的檢測維修，但是問題依然存在，總結如下：1）服務的水平和質量有待進一步提高乘用車的目前已走進千家萬戶，汽車維修廠家的數(shù)量有原來的較少數(shù)量到現(xiàn)在的過量，服務的水平卻并沒有大幅提高。服務質量也參差不齊6。這就需要進一步提高汽車檢測維修的水平和質量。2）市場秩序有待進一步規(guī)范由于執(zhí)法監(jiān)督不到位，很多汽修店沒有維修許可證，維修設施不夠全面。

12、維修店內(nèi)部的設備擺放混亂7。3）維修質量得不到保證，行業(yè)的信譽度較低很多汽修廠的維修質量不過關，主要是維修所使用的配件質量較差，許諾的維修保修期可能達不到。行業(yè)的信譽度較低8。用戶對維修的過程和結果不滿意的現(xiàn)象較多。4）亂收費問題存在在維修過程中，增加維修的項目，延長維修的工時，多收零部件的費用，收費不夠公開透明等問題依然存在。5）從業(yè)人員素質低，技術水平低根據(jù)中國汽車維修行業(yè)協(xié)會的分析統(tǒng)計9。對980 戶汽車維修企業(yè)從業(yè)人員的素質進行調查研究，這980 戶汽車維修企業(yè)包括48907名維修從業(yè)人員，從事技術及管理工作的有10699 人，占26.2%；具有高中文化程度者占51.5%；具有大專及以

13、上文化程度的僅占10% 。1.2.2 汽車維修行業(yè)面臨的新形勢1）汽車維修需求量大目前我國汽車的生產(chǎn)量和銷售量已經(jīng)雙雙突破2000 萬輛 10。汽車的很多易耗件需要保養(yǎng)和維修，這對維修廠的數(shù)量和維修質量需求旺盛。2004年， 中國私人汽車保有量已經(jīng)達到1365 萬輛11。這其中乘用車的數(shù)量要占到一半以上。2）對汽車維修人員的素質要求更高隨著汽車電子化和智能化的發(fā)展，很多汽車功能的發(fā)揮，汽車檢測維修儀器的使用，都必須能夠熟練的掌握一門到兩門的外語，并要求能夠看懂電路圖，傳統(tǒng)的機械修理已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在對維系人員素質的要求。3）主管部門應該加大監(jiān)管和管理力度國務院頒布的條例和規(guī)定的正式施行12。嚴格

14、了管理秩序，提高了監(jiān)管的水平，對汽修行業(yè)人員有了詳細的規(guī)定，并強化法制觀念，守法經(jīng)營。4）加大對從業(yè)人員中技術人員的管理和要求機動車維修管理規(guī)定第十一條中，對汽車維修廠應該具備的資質，維修廠應該配備的人員做了較為詳細的規(guī)定，從事汽車維修業(yè)務的企業(yè)分為一類、二類、三類，一類和二類的要求和標準更為嚴格，必須有至少1 名的技術人員或者質量檢驗人員，技術人員負責指導汽車維修的全過程，質量檢驗人員負責對維修之后的檢驗審核，另外，有條件的還需要配備汽車電器、鈑金噴漆的維修服務人員，這些技術人員總數(shù)的40%應當經(jīng)全國統(tǒng)一考試合格。從事三類維修業(yè)務的，人員有詳細的分類以及分工，各個工種從事的工作各不相同，按照

15、其經(jīng)營項目分別配備相應的機修、電器、鈑金、涂漆的維修技術人員；技術負責人員、質量檢驗人員。5）加入世界經(jīng)濟貿(mào)易組織市場全面開放后面臨激烈的競爭由于汽車市場在加入世貿(mào)五年后需要對外開放13。 汽車維修業(yè)很多大型跨國連鎖店來到國內(nèi)建立連鎖店，這些連鎖經(jīng)營店資金實力雄厚，維修服務質量較高，對國內(nèi)汽車維修也得競爭壓力很大。1.2.3 汽車維修行業(yè)的發(fā)展趨勢交通部發(fā)文指出，先發(fā)展一批實力雄厚的汽車維修企業(yè)，讓這些企業(yè)做大做強，在統(tǒng)一汽車維修服務質量標準的前提下，采取異地設點或聯(lián)營等形式，服務標準和質量保持一致。發(fā)展連鎖經(jīng)營具有很多好處。借鑒國外汽車檢測維修行業(yè)的先進發(fā)展經(jīng)驗14。優(yōu)化重組小型的汽車檢測維

16、修服務站，制定嚴苛的檢測維修服務標準和規(guī)范，連鎖經(jīng)營店的規(guī)模和檢修人員要嚴格規(guī)范和考核，統(tǒng)一化管理各個檢修連鎖店。1.3 汽車懸架性能試驗技術的發(fā)展狀況汽車懸架是乘用車必不可少的機構，不論是乘用車還是商用車，都離不開懸架機構，它關系到乘用車的乘坐平順性，減緩乘用車車身和車橋的振動，當乘用車受到來自地面的沖擊時，或者其他外界的激勵，緩和這些外界激勵造成的沖擊作用，此外還關系到駕駛人員和乘坐人員的安全性與否。所以，設計開發(fā)出檢測懸架裝置的工作性能試驗臺是十分重要的。汽車懸架裝置檢測方法有三種，包括經(jīng)驗法、按壓車體法和試驗臺檢測法。經(jīng)驗法是通過眼睛觀察，聽取汽車工作時的異響，感知汽車工作時的溫度等方

17、法， 判斷懸架裝置的工作情況是否正常。按壓車體法的細分較多，可以用不同的方法來按壓 車體，產(chǎn)生的外在激勵不是相同的，可以是檢測維修人員按壓車體，也可以通過儀器設 備來按壓，儀器設備可以是試驗臺，也可以是其他專用設備。檢測試驗臺法是另外一種 比較先進的方法，可以快速準確的檢測出懸架的工作性能，由于外在激勵不同，檢測的 參數(shù)和結果也不同。根據(jù)外在激勵不同，檢測試驗臺法有測力式和測位移式兩種類型。 (一)懸架檢測臺的結構與檢測方法1 .懸架裝置檢測臺的工作原理跌落式懸架裝置檢測臺這種檢測方法較為常見，首先需要把汽車行駛到懸架檢測臺上，使車輪處于檢測臺 的中央表面上，采用動力提升汽車，車輪也隨之上升，

18、然后斷開動力，汽車會跌落下來, 由于跌落之后會產(chǎn)生振幅，可以使用壓力傳感器來檢測振幅信號，傳輸給控制系統(tǒng)，經(jīng) 過分析處理，顯示輸出結果共檢修人員使用。(2)共振式懸架裝置檢測臺如圖1-1所示，通過試驗臺的電動機、偏心輪、蓄能飛輪和彈簧組成的激振器, 通過控制電源系統(tǒng)的通斷，汽車在檢測臺上下震動，檢測汽車懸架裝置產(chǎn)生的振動。圖1-1共振式懸架試驗臺1-蓄能飛輪；2-電動機；3-偏心輪；4-激振彈簧；5-臺面；6-測量裝置測力式懸架裝置檢測臺和測位移式懸架裝置檢測臺，它們的結構如圖1-2所示。由于共振式懸架裝置檢測臺性能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠，因此應用廣泛。圖1-2測力式和測位移式懸架試驗臺結構a)測位移

19、式；b)測力式1、6-車輪；2-位移傳感器；3-偏心輪；4-力傳感器；5-偏心軸2 .共振式懸架裝置檢測臺的結構(1)機械部分機械部分是該懸架試驗臺的硬件部分150關系到試驗臺工作測量數(shù)據(jù)的準確可靠性, 包括箱體部分，給其他機械部分提供支撐和約束作用，包括兩套振動系統(tǒng)，振動系統(tǒng)的 結構較為復雜，里面是懸架試驗臺的核心部件，結構如圖1-3所示。由偏心軸、激振板、 支承臺面、激振彈簧、驅動電機、蓄能飛輪和傳感器等構成。(2)電子電器控制部分這部分是懸架試驗臺的重要集成部分，相當于人體的大腦，主要由微機、傳感器、 A/D轉換器、電磁繼電器及控制軟件等組成。控制軟件起到橋梁作用，它可以有效連接 懸架裝

20、置試驗臺電子電器控制部分與機械部分，它的工作流程如1-4所示。圖1- 4軟件工作流程圖（二）懸架裝置工作性能的診斷標準根據(jù)國家標準以及行業(yè)標準規(guī)定：對于最大設計車速100km/h、軸載質量0 1500kg 的載客汽車，應用懸架檢測臺按規(guī)定的方法進行檢測懸架特性，受檢車輛的車輪在受外界激勵振動下測得的吸收率，即被測汽車共振時的最小動態(tài)車輪垂直載荷Fmin與靜態(tài)車輪垂直載荷W的百分比值A（又稱車輪接地性指數(shù)），不應小于40%,同軸左右輪吸收率 之差不得大于15%o表1-1車輪接地性指數(shù)參考標準車輪接地性指數(shù)（%）車輪接地狀態(tài)車輪接地性指數(shù)（）車輪接地狀態(tài)60 100優(yōu)秀20 30差45 60良好1

21、 20很差30 450車輪與地面脫離2汽車減振試驗臺的設計2.1 汽車減振器工作原理該減振器的結構如圖2-1所示，由于各個物體都有自身的固有頻率，這是物體的固 有屬性，電機的頻率和車輪的頻率不同，電機是主動件，車輪是從動件，電機的頻率高 于車輪，所以飛輪掃頻激振過程，頻率逐漸減小，可以掃到車輪的頻率，由此產(chǎn)生共振測量此時的振動頻率、振幅、輸出振動波形曲線16。以此評價汽車懸架減振器性能。圖2-1試驗臺示意圖止匕外，考慮到試驗臺的安全性，設計一個小型電機通過齒輪齒條帶動蓋板在鋼架上 滑動。而蓋板滑動的距離同樣是由傳感器把信號傳給電腦，再由電腦控制電機停止轉動。2.2 試驗臺的設計通過查閱國家標準

22、以及行業(yè)標準，該檢測對象是乘用車，要求懸架試驗臺每根軸承 載質量在1t,不能超過最大檢測質量1.5t,試驗臺擬由兩臺Y100L系列電機帶動。合適 的選擇電機的滿載轉速以及額定功率17。該電機的滿載轉速為1420r/min,額定功率為 3kw。此檢測臺由電機帶動的偏心機構產(chǎn)生振動18 0此部分由同相位偏心軸外套圓柱滾動 軸承組成。直線滾動導向柱由直線導軌和直線滾動軸承、法蘭及密封氈組成，該裝置把 振動現(xiàn)狀與豎直方向。其他起穩(wěn)定保持作用的裝置有帶立式座的球軸承起支撐作用，并 保持軸的穩(wěn)定。飛輪儲存電機的能量并產(chǎn)生掃頻激震。2.3 檢測臺設計注意事項1）此檢測臺只用于轎車懸架系統(tǒng)的檢測，所以振動板的

23、長度應該滿足各種輪距的 轎車。2）該試驗臺應用于轎車的檢測，但必須使其他車輛（卡車、貨車、農(nóng)用車等）能 順利通過，所以在振動板上應該設置一個蓋板。在蓋板的設計時應該考慮滿足 小車（輪距750mm）,大車（輪距2500mm）能順利通過。3）考慮到汽車振動時可能脫離檢測臺，為了安全，使蓋板在移開時至少有200mm83零部件設計3.1 電機的設計已知實驗臺要求頻率為23Hz,故所選用的電機轉速為 n=1440 r/min。選用Y系列 三相異步電機，該系列電動機使用轉差率無特殊要求的機械拖動上，也可以用于啟動靜 止和慣性負載比較大的機械上。采用新型電磁材料及優(yōu)質絕緣材料，因而體積小，重量 輕，性能好，

24、結構牢靠，維修方便，運行可靠。3.1.1 計算電機的平均轉矩偏心軸的平土偏心距離：偏心軸在轉動過程中的位移是：S = 5(1cos日)故對S進行積分可得偏心軸的平均位移，即：_2 二S= 0 5(1-cosi)di/2 :=5mm(3-1)在對s進行求導，可得偏心軸的速度函數(shù)，即：ds ds d. d 二v = = 0.005sin = 0.005sin 二dt dt dtdt=2 二 230.005 sin 1-0.7222sin u(3-2)速度曲線如圖3-2所示:26圖3-2速度曲線示意圖對速度函數(shù)進行積分，可得偏心軸的平均速度，即：一2 二v =0.7222sin 口 d 1 / 2

25、1 =0 .552m/ s-0T Dn d平均功率:9550(3-3)故此電機的功率為：P/2=2.8kw綜上所述：選Y100L2 4繞線型三相異步發(fā)動機。電壓 380V。參數(shù)如下:額定功率：3 Kw額定電流：6.8 A轉速：1420 r/min效率：82%功率因數(shù)：0.82震動速度：1.8mm/s3.1.2電機的過載能力校驗T max =2.3 T N =89.7 2 .2T =K K u T T n = 0.90.854I max 、|T n = 2.6 Tn(3-4)經(jīng)過校驗，證明此電機殼承受未過載。備注：（電機選取雙外延軸型，一面與連軸器連接,另一面與儲能飛輪連接。）3.2 偏心軸的設

26、計軸的材料選45鋼, 強度極限 屈服極限 彎曲極限查表得材料機械性能數(shù)據(jù)為:二 b = 650 MPa二 s=355MPa:-1 =275MPa調質處理：剪切疲勞極限：T工許用應力：彈性模量：二二二 155MPa=60MPa5_ _E =2.15 10 MPa1.1.1 軸的受力分析 受力圖:圖3-3 軸的受力圖彎矩圖:圖3-4軸的彎矩圖扭矩圖：圖3-5軸的扭矩圖1.1.2 確定軸頸參數(shù)軸同時受彎矩和扭矩的作用，產(chǎn)生彎矩和扭矩變形，且彎曲變形較大，所以按扭矩組合變形來來初步估算軸頸。彎矩為： M =mgc/ 2 =1500 9.8 0.05 / 2 = 367.5N *M扭矩為： T=9549

27、 P/N=95493/1440 =19.894N ，M ： 20N *M則實際扭矩：t=K *T =1.3 20 =26N *M有第三強度理論得出：二丫 =1/ W M 2 T2 - a其中彎矩模量：W =訛3/32貝U： d 3 32 /二二M 2 T2 45mm軸上有鍵槽，所以軸頸應以一定比例放大，且為保證偏心距為5mm,階梯軸為45mm, 即：d 1 = 1 - 5 % d =11 - 5 %45 = 47 . 25 m m將其值取為55mm。d2 = d1 2a = 60mm其中：a 一 0.07 -0.1 d1.1.3 軸的疲勞強度校核C處為危險截面,綜合考慮載荷與軸頸的影響，可以看

28、出 C受力最大，所以確定 只要保證其強度即可保證整個軸的使用要求，則對危險截面進行校核： 計算安全系數(shù)：截面上的抗彎摩量： W -0.1 453 -9112.5mm3截面上的抗扭摩量：Wt = 0.2 45 3 =18225 mm 3作用在截面上的彎矩：M =367500Nmm截面上的彎曲應力為:作用在截面上的扭矩為：T -26000N .mm0b =M/ W =367500/ 9112.5 = 40.3N/ mm截面上的扭轉剪切力為:, t T /Wt =26000 /18225 =1.4 N /mm有效應力集中系數(shù):由機械設計手冊查得:K =1.85 K.=1.58尺寸因數(shù):O0.84.=

29、0.78V表面質量因數(shù):帶入公式得:帶入公式得:二 127510.84max1.854.33.1(3-5)二二 ) max=109.3(3-6)綜合以上兩種因素總安全系數(shù)得:)n27 + n2= 3.098 *n(3-7)所以該軸滿足疲勞強度的要求。3.2.4軸的撓度校核該軸的撓度曲線如圖3-6所示為:由撓曲線可以看出軸的中心處撓度最大:f maxPL2L18EJPL2 fc ufd V 1 c3EJE=2.15105Mp P=mg/2(3-8)J = 一： d4 / 64經(jīng)計算得f c = fd = 0.045mmf max = 0.103mm 二f = 0.5mm max所以該軸滿足變形要

30、求。3.3 軸上鍵的強度校核軸與聯(lián)軸器之間選用GB1096-1979普通半圓頭平鍵。尺寸為：b=10mm,h=8mm,l=50mm。鍵在工作的工程中，需要考慮需用壓應力的大小，不能超過最大值。查手冊得許用壓應力=100120MPa。普通平鍵連接的強度條件為:2T 103kld三二PMPa32 26 100.5 8 45 35= 8.254MPa-二P =100MPa所以該鍵滿足許用擠壓強度，設計合理。3.4 聯(lián)軸器的設計本設計實驗臺選用滾子聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器優(yōu)點很多，用于傳遞兩軸之間有一定角度的動力，有一定的位移補償能力，允許兩軸的角度可達1度，徑向位移一般在0.21mm 范圍內(nèi)，其大小取決與

31、聯(lián)軸器的尺寸和鏈的節(jié)距。 該聯(lián)軸器的型號為：GB6069-85GL5, 許用轉矩為：T=250Nm ,許用轉速為：n=3150r/min,該實驗臺的實際轉矩為： Tmax =26Nm 106屬I類初算彈簧剛度：P = (Pmax-Pmin) / h = 62.6N / m查設計手冊：取 d=5,D=25P max =822.78 0.875=719.9N/mGdn=8D 3P一 一 _ 478450 53 =6.278 253 62.6(3-12)取 n=7,實際剛度 P=62.6 父 6.26 /7=56.0N/m選初拉力Po =231Ni=r r 4r、 i r *一 .、. ，i-r,/

32、、,取小載何下的變形：F1 = (Pmin-P。)/ P =(366 -231)/56.0 =2.41mm最大載荷下的變形F2 =2.41+5=7.41mm彈簧外徑： D2 = D+d = 30mm彈簧內(nèi)徑：D1 = D-d =20mm自由長度： Ho =(n+1) h+2d1 =76.35mm最小載荷下的長度：Hi =Ho Fi =76.35 - 2.41=78.76mm最大載荷下的長度：H2 =Ho F2 =76.35 7.41=83.76mm展開長度：L=：Dn 2二 D = 785.4mm3.9.2 彈簧的校核1.驗算疲勞強度及靜強度安全系數(shù)因為彈簧要承受大于106次循環(huán)載荷，故為I類

33、載荷，需要進行疲勞強度驗算。查得當 C=25/5=5 時,K=1.3113max 二8卜口2/二d =359.64MPamin =359.64 366/679 = 193.86MPa安全系數(shù)：取.p =0.33：. bsu05 b ；=b=1765MPapbs b b(3-13)S=(0 0.75 min)/ max K0.33 1765 0.75 193.867359.64 2.02 . S* _ _ _ _ S=0.5 1765/359.64=2.46 S故疲勞強度足夠。1.1 振驗算f =& fp-g- 0.5f rw(3-14)H9G即 f=0.025 5000(50DVC)防護等級I

34、P67零點輸出%F.S 1.53.11 振動板的設計振動板直接與車輪接觸，承受汽車的總質量。因此，振動板需要能夠承受一定的彎矩，有一定的剛度。此外，蓋板與稱重傳感器相連，為了減小傳感器的規(guī)格，選取帶有加強筋的鋁合金板，即滿足強度要求，又減輕了質量。初步取振動板長 L=685mm,寬B=265mm,高H=35mm。因為振動板與傳感器相連接，振動板的變形對傳感器的影響很大，所以應該根據(jù)振動板的剛度要求(f 0.3mm)來設計振動板的受力形式相當于簡支梁，且力作用于中心位置，所以在中心處的撓度最大， 校驗此處的撓度即可。對振動板進行簡化模型，則計算如下：fmax =PL3/48EJ(3-15)其中J

35、分為兩部分，一部分是：J1 = b1h3/12另一部分肋板是：Ji = b2h3 /12fmax = 0.243mm0.3mm所以振動板滿足設計要求的剛度。3.12 蓋板設計蓋板的作用是防止大車經(jīng)過實驗臺時壓壞實驗臺，要承受大車的質量的蓋板必須有 一定的強度，同時應該盡量減小蓋板的質量，來減小驅動電機的功率，因此考慮以上兩 個因素將蓋板設計成三角筒型，在中間加若干筋。初步確定蓋板的總長為1000mm，總寬為450mm,總高為60mm,筋的厚度為2mm,筋與筋之間的距離為60mm。3.12.1 校核蓋板的剛度對蓋板進行分析，可以簡化成間支梁，進行強度計算為：fmax =PL3/48EJJ=bh3

36、/12其中P為汽車的重力，L為蓋板的寬度，b為蓋板的理論長度，h為蓋板的高度fmax =1500 9.8 0.4503 1248 2.10 1011 18 4 10-3 0.063=0.41mmf=0.5mm所以蓋板滿足剛度要求。3.12.2 計算蓋板的質量(3-16)M= ：v=2 0.233 1 0.002 (0.06 0.45 0.06 0.45/ 2)0.002 18 7.8=37.3kg考慮焊接等因素蓋板的總質量達到45kg3.13 驅動蓋板的電動機設計已知蓋板的運動速度為4m/min?？紤]到各種因素，蓋板的質量為 50kg。根據(jù)這些 已知條件，由公式p=Fv計算電機的功率： P=F

37、V =Mgfv =50 9.8 0.18 4-：60=5.88W取與減速器匹配的120W電動機。Y系列（IP44）三相異步電動機，同步轉速為1500r/min。 3.14 減速器的設計此實驗臺選擇單級蝸輪蝸桿減速器，由于渦輪蝸桿機構的傳動比可在10 80范圍內(nèi)變化。且蝸輪蝸桿減速器傳動比大，結構緊湊，傳動平穩(wěn)，考慮到電機法蘭的影響， 減速器輸出軸的齒輪不能太大，所以取減速器傳動比為65。3.15 齒輪齒條的設計該齒輪設計成標準直齒圓柱齒輪，壓力角c（為20度，模數(shù)m取2.5mm。材料選擇為40Cr。3.15.1 齒輪初步設計所選用的為標準直齒圓柱齒輪，正常齒制：ha=1, c =0.25減速器

38、輸出軸的轉速為：n =N /65 =1440 /65 =22.15r / min角速度為： W=2 二 n=44.3 二/60 rad / s分度圓半徑： R=V/W= 4/ 60=0.0287m=28.7mm44.3 二/ 60齒頂高：ha =h；m =1 2.5 = 2.5mm齒根高：hf =（h；+c ）m = 3.125mm齒全高：h=ha hf = 5.625mm *頂隙：c=c m=0.625mm齒頂圓直徑：da =d 2h a = 62.4mm齒根圓直徑： df =d-2hf = 51.15mm節(jié)圓直徑： d=57.4mm齒總巨： p=r:m=7.85mm分度圓齒厚：s=二m/

39、2=3.9mm分度圓齒間距： e= m/ 2=3.9mm齒寬：B = K c M n其中：Kc為齒寬系數(shù)：一般情況下，直齒輪取為：4.47在此取值為6Mn為法向模數(shù)則：B =2.5 6 =15mm 齒數(shù) Z 為：Z =d/m =22.96 比 233.15.2 齒條的設計齒條齒廓曲線是直線，所以齒廓上各點的法線是平行的，齒條做平動，齒條齒廓上 各點的壓力角均相等，等于齒條齒廓的傾斜角，均為標準值20度，齒距大小均為:p = nm = 7.85mm。4 技術經(jīng)濟性分析產(chǎn)品設計不能單單強調是否能實現(xiàn)功能，現(xiàn)在的市場是消費者為主體的市場，市場競爭異常激烈。盈利是每個企業(yè)生產(chǎn)的命脈，產(chǎn)品設計成敗,最終

40、由消費者來裁判。技術經(jīng)濟分析就尤為重要。對于汽車減振試驗臺來說，可以降低其生產(chǎn)成本，提高其耐久性能，從而提高產(chǎn)品的使用價值。在本次汽車減振試驗臺設中，本著上述原則，我考慮了許多因素之后，選擇了諧振式振動機構，這也是為市場需求考慮的，現(xiàn)在市場上汽車減振試驗臺分為跌落法試驗臺和共振式試驗臺兩種，共振式因為其穩(wěn)定性好，精度高，試驗準確，操作方便等諸多優(yōu)點已被大家所認可，另外我也參考了許多文獻，力爭我的設計能有所創(chuàng)新，故本次設計我采用當今比較先進的試驗系統(tǒng)，設計的激振機構更加緊湊，在運動和力的傳遞上更加精確，從而系統(tǒng)的運動靈敏度得到提高。這也是我本設計的亮點之處，因為設計不能一直仿造以前現(xiàn)成的東西，更

41、需要創(chuàng)新，這也是一個設計人員要考慮的。在本設計中，主要考慮到用于轎車日常檢測，其價格必須低廉，而且具有一定的性價比。因此，在材料的選擇上，箱體選擇標準槽鋼作為其試驗臺架，軸承選用常用標準滾動軸承。這些材料和標準件可在達到設計要求的前提下價格相對便宜。另外，從零件選擇上，多選用標準件，少選用特別加工的零件。這樣可節(jié)省成本。另外，從工藝看，在達到設計要求前提下，盡量簡化結構，使加工省時，這樣生產(chǎn)效率就會提高。零件選用時盡量使用標準件，提高了系統(tǒng)的標準化程度，大大降低了產(chǎn)品的造價。由于本次設計中，時間緊，工作量大，經(jīng)驗少，知識也有一定的局限，會存在一定不足之處，所以需不斷試驗以應用于生產(chǎn)。5 總結與

42、體會此論文對汽車減振試驗臺的設計進行了充分說明，從理論上驗證了這種試驗臺設計的可行性。本設計的主要工作：1 開始設計前，對該類試驗臺進行了查閱資料，分析市場類似產(chǎn)品。2 查閱了相關各類資料、書籍，機械手冊。3 了解汽車懸架系統(tǒng)的作用和工作原理。4 完成相關設計，計算和校核。5 繪制汽車減振試驗臺相關圖紙。在這半年的畢業(yè)設計中，我學到了很多東西，鍛煉了我獨立思考的能力。在朱老師的幫助下，我能及時發(fā)現(xiàn)設計中的錯誤，并進行了修改，使我的畢業(yè)設計能夠不斷完善。本畢業(yè)設計論文所有內(nèi)容主要是減振試驗臺的設計的整個過程，利用對零部進行工藝性分析，設計出適合本試驗臺的激振和傳動裝置，以達到使用要求，提高使用性。在設計過程中，真正地體現(xiàn)了自我動手、自主設計，查閱相關文獻，翻閱了大量相關專業(yè)書籍，提高了動腦、動手的能力。但是本設計還有些地方還需要改進。1 應對減振試驗臺做進一步的研究，尋求不同的檢測參數(shù)，從而更加精確地確定各種因素。2 車型選擇比較單一，應該擴大車型的實驗范圍?？傊?，隨著汽車檢測技術的日新月異，科學技術的不斷進步，汽車減振試驗技術將會上一個新的臺階。參考文獻1 Courtly R.Invitation