PAGEII摘要隨著汽車行業(yè)的飛速發(fā)展。汽車的各方面性能得到了全面的檢測。汽車的制動性能也是檢測一個汽車的重要標準。汽車制動試驗臺是目前使用最廣泛的制動性檢測設備。汽車制動試驗臺對汽車制動性檢測的發(fā)展起著重要的作用。本文所選取的設計對象是反力滾筒式制動試驗臺。文章重點突出了制動試驗臺機械系統(tǒng)的設計方案和設計過程。首先對汽車的制動性和制動試驗臺的類型進行介紹。根據(jù)制動試驗臺設計的要求確定試驗臺的整體設計方案及滾筒設計方案。然后對試驗臺的部件電機、軸承進行選取。通過車輪的尺寸和汽車的總重量對滾筒進行結構分析和尺寸計算。最后通過計算校核來證明制動試驗臺機械系統(tǒng)設計是否合格。關鍵詞：汽車制動試驗臺；制動性能；檢測；滾筒；反力式AbstractWiththerapiddevelopmentofautomobileindustry.Allaspectsofautomobileperformancehavebeencomprehensivelytested.Thebrakeperformanceofacarisalsoanimportantstandardfortestingacar.Atpresent,theautomobilebraketest-bedisthemostwidelyusedbraketestingequipment.Automobilebraketest-bedplaysanimportantroleinthedevelopmentofautomobilebrakeperformancetesting.Thedesignobjectofthispaperisthereactiondrumbraketest-bed.Thispaperfocusesonthedesignschemeandprocessofthemechanicalsystemofthebraketest-bed.Firstofall,thebrakeperformanceandthetypeofbraketest-bedareintroduced.Accordingtotherequirementsofbraketest-beddesign,theoveralldesignschemeandrollerdesignschemeofthetest-bedaredetermined.Thenselectthemotorandbearingofthetest-bed.Throughthesizeofthewheelandthetotalweightofthecar,thestructureoftherollerisanalyzedandthesizeiscalculated.Finally,themechanicalsystemdesignofthebraketest-bedisverifiedbycalculation.Keywords：AutomobileBrakeTester；BrakePerformance；Testing；Platen；Reaction目錄摘要………………………ⅠAbstract………………Ⅱ第1章緒論……………11.1課題研究的目的和意義…………11.1.1課題研究的目的…………11.1.2課題研究的意義…………11.2國內外相關領域研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向…………21.2.1平板式制動試驗臺………21.2.2反力滾筒式制動試驗臺…………………31.2.3發(fā)展方向…………………41.3論文主要研究內容及技術途徑…………………41.3.1課題主要研究內容………41.3.2技術途徑與方法…………4第2章反力式滾筒試驗臺與平板式試驗臺對比分析…………52.1反力式滾筒制動性能試驗臺的結構及工作原理………………52.1.1結構……………………52.1.2工作原理…………………52.2平板式制動性能試驗臺的結構及工作原理……62.2.1平板式制動試驗臺結構…………………62.2.2工作原理…………………62.3反力式滾筒試驗臺與平板式試驗臺優(yōu)缺點分析………………72.3.1反力式滾筒試驗臺………72.4本章小結…………8第3章汽車制動試驗臺總體方案…………………93.1引言……………93.2汽車制動試驗臺總體構成………93.3制動試驗臺工作原理……………123.4制動試驗臺力學分析……………143.5影響制動性能檢測的因素分析…………………15本章小結…………16第4章汽車制動試驗臺結構設計………………174.1引言………………174.2設計依據(jù)和要求…………………174.3滾筒設計…………184.4滾筒式制動試驗臺測試能力分析………………214.5制動力測量裝置主要參數(shù)的選擇………………224.6減速箱設計及零件選擇…………244.6.1蝸輪蝸桿的設計…………244.6.2軸的設計…………………27本章小結…………28結論………………………29參考文獻…………………30致謝………………………31附錄………………………32PAGE24第1章緒論1.1課題研究的目的和意義1.1.1課題研究的目的汽車的制動性能是評價一輛汽車的重要標準。制動系統(tǒng)是汽車的一個重要組成部分，對汽車行駛安全起著重要的作用。在汽車的使用中，制動系統(tǒng)各部分零件的磨損、變形斷裂及維護調整不當?shù)?，將會導致制動失靈、制動效率下降、制動跑偏等故障，從而影響行車安全，甚至會造成生命和財產的損失。所以對汽車的制動性能必須進行定期檢測以便發(fā)現(xiàn)問題及時維修。制動性能的檢測方法有臺試法和路試法兩種。所以選用使用廣泛的試驗臺為本文的設計對象。1.1.2課題研究的意義汽車的制動性是指汽車行駛時，能在短距離內停車且維持行駛方向穩(wěn)定和下長坡時能維持較低車速的能力。汽車制動性的評價指標，汽車的制動性能主要用下列三方面的指標來衡量。制動效能：制動效能是指汽車迅速減速至停車的能力。用制動距離、制動減速度或制動力評定。它是汽車制動性能最基本的評價指標。制動效能的恒定性：制動效能的恒定性是指抵抗制動效能的熱衰退和水衰退的能力。制動時的方向穩(wěn)定性：制動時的方向穩(wěn)定性是指制動時汽車按照駕駛員給定方向行駛的能力，即是否會發(fā)生制動跑偏、側滑或失去轉向的能力。制動力學可以分為地面制動力和制動器制動力。地面制動力是汽車制動時地面作用于車輪的切向力。它是使汽車制動而減速行駛的外力。制動器制動力是在輪胎周緣克服制動器摩擦力矩所需的力。在這里還涉及到一個力是附著力，地面制動力、制動器制動力和附著力之間存在一定關系。地面制動力是滑動摩擦約束反作用力，其最大值受附著力的限制。當制動踏板力或制動系統(tǒng)壓力上升到某一值，而地面制動力達到最大值即等于附著力時，車輪將抱死不動而拖滑。踏板力或制動系統(tǒng)壓力再增加，制動器制動力由于制動器摩擦力矩的增長，仍按直線關系繼續(xù)上升，但是地面制動力達到附著力的值后就不在增加了[1]。汽車的制動力首先取決于制動器制動力，但同時又受輪胎與道路附著條件的限制。所以，只有當汽車具有足夠的制動器制動力也就是說擁有足夠的制動器摩擦力矩，同時輪胎與道路又能提供足夠的附著力時，汽車才有足夠的地面制動力而獲得良好的制動性。制動試驗臺根據(jù)不同分類方法有多種類型：按試驗臺測量原理不同，可分為反作用力式和慣性式兩類；按試驗臺支撐車輪形式不同，可分為滾筒式和平板式兩類；按試驗臺檢測參數(shù)不同，可分為測制動力式、測制動距離式和多功能綜合式三類[2]；按試驗臺測量裝置至指示裝置傳遞信號方式不同，可分為機械式、液壓式和電氣式三類；按試驗臺同時能測車軸數(shù)不同，又可分為單軸式、雙軸式和多軸式三類。1.2國內外相關領域研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向車輛的各個方面的性能如今都可以得到一個良好的檢測，并且擁有各式各樣的先進的檢測設備，當一個車輛需要檢測制動性能的好壞時，需要用到的是反力滾筒式制動試驗臺檢測設備，通常還有其他的檢測設備可以使用，平板式制動試驗臺也是一種檢測車輛制動性能的設備。在檢測車輛制動性能的過程中，二者都可以采用，但是二者的結構和檢測的方式是不相同的。平板式在檢測的過程中車輛可以看做是正常行駛的狀態(tài)，是一種動態(tài)檢測。而反力式在工作的過程中，是利用制動的反力來體現(xiàn)制動力的大小，從而得到制動性能的好壞，這是一種穩(wěn)態(tài)檢測方式[2]。1.2.1平板式制動試驗臺平板式制動試驗臺由測試平板、測量顯示系統(tǒng)和踏板壓力計組成，一般測試平板共四塊，且相互獨立。此試驗臺可以測試平板、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等，通過它就可以檢測出車輛的制動性能又可以檢測、懸架效能、側滑、軸中、是一個綜合一體的汽車檢測設備。測試的平板總共四塊：在前面兩塊，這兩塊可以測量汽車在行駛方向的制動力；后端兩塊分別為側滑板和空板。側滑板的作用是測量車輛的側滑，而空板不起到測量的作用。汽車在行駛制動狀態(tài)下就可以進行檢測，汽車以5~10km/h的速度開上測試平板，根據(jù)信號試驗員踩下制動踏板，車輛開始在測試平板上制動直至停車。數(shù)據(jù)采集也依然在此時間段進行著，通過數(shù)據(jù)的分析，推測出最終的結果。它的缺點是：測量重復性差且重復試驗較麻煩、占地面積大需要助跑車道、不利于流水作業(yè)和不安全等，因此其應用不如反作用式滾筒制動。試驗臺應用的廣泛。]。1.2.2反力滾筒式制動試驗臺檢測設備中最普通的試驗臺就是滾筒反力式的設計[5]，是所有種類的試驗臺中使用最多的。目前我國有兩種滾筒反力式試驗臺在我國廣泛的使用。一種是從日本彌榮公司、日產公司引進過來的；另一種是西歐國家生產的。它們的工作原理都很相似，由電機來帶動滾筒，滾筒也就帶動了汽車的車輪。當車輛在制動的時，測力傳感器收到了制動力的作用。在普通的測試中簡易的檢測設備不可能全部模擬實際生活中的路況信息，因此要盡可能的增大車輪與滾筒間的附著系數(shù)，在滾筒表面上粘砂在滾筒表面上刻槽的方法。由于汽車的轉速較低，由于滾筒表面的線速度在5km/h左右，所以當車輛在上高速時則沒有方法檢測。所以只能通過試驗臺最大限度的模擬真實的行駛路況。當附著系數(shù)達到了最大值的時候，所以在這時汽車的制動力最大制動效果達到了最佳狀態(tài)，實現(xiàn)最佳的制動效果擁有最大的制動效能。試驗臺的工作即通過這個原理來實現(xiàn)制動力最大制動效果達到了最佳狀態(tài)。所以只能通過試驗臺最大限度的模擬真實的行駛路況。這種情況可以模擬車輛的真實的行駛情況，通過試驗的方法來得到正式的結果是簡單安全可靠的方法。1.2.3發(fā)展方向汽車的重要指標就是乘客的安全性。乘客的安全性是評價車輛是否安全的最高標準。汽車的安全性可以通過檢測設備檢測出來，因此車輛安全檢測設備得到大力的發(fā)展和應用。制動性試驗臺是常用的制動性檢測設備?？梢灾苯拥臋z測出制動性能。通過制動試驗臺檢測車輛的制動力從而評價車輛的制動性。試驗臺的結構不同檢測方式也就不同，不同結構的試驗臺就分出了試驗臺的設計方向。1.3論文主要研究內容及技術途徑1.3.1課題主要研究內容在制動試驗臺設計的過程中，要對設計的內容進行總結和分析，首先在設計的過程中，要對試驗臺進行力學的分析，作為檢驗是否合格的標準，還需要進行運動學分析，從此可以得到試驗臺最大的檢測制動力的極限值，得到滾筒的最大支撐力。其次要對試驗臺的整體的設計方案進行確定；最后進行各個零部件的設計，包括機械系統(tǒng)和控制的硬件系統(tǒng)。。1.3.2技術途徑與方法1.在工作人員設計試驗臺時，首先就要對車輛的制動進行檢測，而檢測的方法則是通過汽車的機械部位。2.得出汽車的實際重量之后，工作人員開始模擬這一批質量范圍的汽車轉動慣量；3.要有充足的強度和剛度，通過滾筒測量待檢車輛達到檢測速度，對滾筒制動讓汽車通過試驗臺進而達到測量制動力的目的；4.乘客的滿意是第一位的，所以要保證準確的測試，工作標準化，制造成本低，維修簡易，進行調節(jié)的時候人性化[3]。

第2章反力式滾筒實驗臺與平板式試驗臺對比分析2.1反力式滾筒制動性能試驗臺的結構及工作原理2.1.1結構反力式滾筒制動試驗臺是由各個元件各個裝置組成的，在檢測的過程中左右兩套車輪都可以得到檢測，這是兩套檢測裝置共同作用的結果。檢測裝置包括動力裝置，指示裝置和控制裝置。在動力裝置中，又可以將動力裝置分為組成動力裝置的幾個裝置，它包括測試單元由框架、驅動裝置、滾筒組、舉升裝置、測量裝置。具體的結構如圖2.1所示。實驗臺在驅動滾筒轉動的過程中，是由電機提供動力，電機提供動力，通過減速器進行減速，這其中滾筒通過鏈傳動的形式進行動力的傳遞。滾筒是成對出現(xiàn)的，分為主動滾筒和從動滾筒，電動機輸出動力以后，電機產生扭矩并且將扭矩輸出，通過減速器來實現(xiàn)扭矩的變化，在傳動的過程中，減速器的作用是，降速增扭，具體的減速比可以通過電機的轉速和滾筒的轉速來得知。由于在車輛進行檢測的過程中，車輛以較低的車速來進行檢測，因此滾筒的轉速要保持低轉速的狀態(tài)，才可以保證車速的低，滾筒的轉速通常在40～100r/min。所以在減速器減速的過程中，減速器的減速能力要強，要擁有大的減速比，才能保證，較強的減速能力。滾筒的作用起到支撐車輛的作用，還要承受車輛產生的制動力，兩個滾筒可以模擬滾動的路面，模擬汽車真實的行駛狀態(tài)，滾筒通過軸承與試驗臺框架鏈接，構成強度大的整體，保證車輛正常的檢測，車輛行駛的過程中。涉及到附著系數(shù)，為了更好的模擬真實路面的附著系數(shù)，通常對滾筒的表面進行相應的工藝處理。在處理的過程中要保證滾筒表面的當量附著系數(shù)不小于0.75%。試驗臺在檢測的過程中，制動力需要測量裝置來測量制動力的大小，測力杠桿和傳感器共同組成測量裝置。測力杠桿一段連接著傳感器，一端連接著減速器的殼體。通過傳感器的處理，將測力杠桿的力輸入到指示裝置在通過控制裝置的控制實現(xiàn)完整的測量過程。車輛在測量時，通過舉升裝置實現(xiàn)測試的開始和結束。2.1.2工作原理在試驗臺進行檢測制動力的過程中，車輛行駛到試驗臺上。通過舉升裝置。將車輛安置在試驗臺上，然后啟動電機，在電機的帶動下。滾筒可以旋轉，并且?guī)又粰z測的車輪旋轉，當車輪達到一個穩(wěn)定旋轉的狀態(tài)時，這時駕駛員踩下制動踏板，進行剎車。這時滾筒繼續(xù)旋轉，制動器產生的制動力可以通過滾筒得到的反力來得知。通過測力杠桿和傳感器顯示裝置，可以得到測量的過程中的相關的數(shù)據(jù)進。測力杠桿來測量力矩，傳感器經(jīng)過相應的處理，轉換成相應的信號輸入到顯示裝置中，可以得到最大制動力，制動平衡，和協(xié)調時間這些數(shù)據(jù)。1.電動機2.壓力傳感器3.減速箱4.滾筒5.第三滾筒6.電磁傳感器7.鏈傳動8.測量指示儀圖2-1反力式滾筒制動性能試驗臺2.2平板式制動性能試驗臺的結構及工作原理2.2.1平板式制動試驗臺結構平板式制動試驗臺由測試平板、測量顯示系統(tǒng)和踏板壓力計組成，一般測試平板共四塊，且相互獨立。此試驗臺可以測試平板、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等，通過它就可以檢測出車輛的制動性能又可以檢測、懸架效能、側滑、軸中、是一個綜合一體的汽車檢測設備。測試的平板總共四塊：在前面兩塊，這兩塊可以測量汽車在行駛方向的制動力；后端兩塊分別為側滑板和空板。側滑板的作用是測量車輛的側滑，而空板不起到測量的作用。汽車在行駛制動狀態(tài)下就可以進行檢測，汽車以5~10km/h的速度開上測試平板，根據(jù)信號試驗員踩下制動踏板，車輛開始在測試平板上制動直至停車。數(shù)據(jù)采集也依然在此時間段進行著，通過數(shù)據(jù)的分析，推測出最終的結果。2.2.2工作原理在檢測車輛制動性能的裝置中，平板式制動試驗臺是經(jīng)常用到的檢測設備，在車輛以低速的狀態(tài)下行駛時，它可以實現(xiàn)動態(tài)的檢測，在檢測的過程中，運用的物理知識和基本原理是牛頓第二定律，所以在檢測的過稱中，根據(jù)牛頓第二定律，只要得知制動減速度，就可以得知制動力。在檢測的過程中，車速需要保持在2km/h～10km/h的車速，這時車輛駛向試驗臺的平板，這時的車輛檔位要處于空擋的位置，傳感器和測量裝置可以得知車輛的滑行阻力和車重。當開始制動的過程中，駕駛員迅速的踩下制動踏板。由于車輛具有慣性，會繼續(xù)的在平板上制動狀態(tài)下的滑行，這時平板受車輪附加力的作用，制動力的大小是等大反向的力。這是力的相互作用的結果。制動的過程中，直至車輛停止為止，通過測量裝置和數(shù)據(jù)的處理，最終的測試結果通過顯示裝置可以顯示出來。這是模擬動態(tài)的測試方法，能最大限度的模擬車輛真實的行駛狀態(tài)。制動力的檢測準確性良好。還可以得知制動效果在軸荷分配的影響下的結果。具體的結構原理如圖2.2所示。圖2-2平板式制動試驗臺原理2.3反力式滾筒試驗臺與同類型試驗臺優(yōu)缺點分析2.3.1反力式滾筒試驗臺反力式滾筒制動試驗臺的優(yōu)點在于安全性好，對于人檢測操作人員的保護到位，操作的過程中可以控制開始和結束，當被檢測的車輪同時把第三滾筒壓下，檢測才能夠開始，避免造成人員的不正當操作的傷害；可以提供制動力的實時變化的數(shù)據(jù)，可以得知其他的制動力以外的分析數(shù)據(jù)；穩(wěn)定性好，重復性好。反力式滾筒制動試驗臺的缺點在于測得的制動力與實際行駛時的制動力誤差較大，而且制動力的最大值不能準確的檢測出來；懸架的影響不能準確的得出，在車輛的穩(wěn)定性方面不能良好的控制。測試效率比較低。平板制動試驗臺的優(yōu)點在于，能耗小，結構組成簡單；操作方式簡單，好上手；在測試的過程中，能以較高的車速進行測量，更好的實現(xiàn)動態(tài)檢測；檢測的時間短，節(jié)省測試的時間消耗；試驗臺結構組成簡單，復雜元件少，成本低。平板制動試驗臺的缺點在于，在測量的過程中，車輪的阻滯力不能準確的測量出來；不能單純的測量一個軸的制動力，是整體的檢測過程；重復性差，數(shù)據(jù)的采集受外界的因素影響大，數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。很難保證一致，所以每次測得的制動力會有較大的差異。本章小結車輛的制動性能是車輛安全的重要的因素，在對車輛制動性能的檢測的過程中，不同的檢測裝置擁有著不同的結構和不同的檢測原理。本章主要就是對不同的制動力檢測試驗臺的結構和原理進行詳細的敘述。介紹了滾筒反力式制動試驗臺的工作原理，和優(yōu)缺點。對不同的試驗臺進行不同的分析。還介紹了平板式制動試驗臺的結構和工作原理以及優(yōu)缺點。對后期的具體的設計打下堅實的基礎。

第3章汽車制動試驗臺總體方案3.1引言制動試驗臺根據(jù)不同分類方法有多種類型：按試驗臺測量原理不同，可分為反作用力式和慣性式兩類；按試驗臺支撐車輪形式不同，可分為滾筒式和平板式兩類；按試驗臺檢測參數(shù)不同，可分為測制動力式、測制動距離式和多功能綜合式三類[2]；按試驗臺測量裝置至指示裝置傳遞信號方式不同，可分為機械式、液壓式和電氣式三類；按試驗臺同時能測車軸數(shù)不同，又可分為單軸式、雙軸式和多軸式三類。本設計的制動試驗臺為單軸反力式滾筒制動試驗臺。3.2汽車制動試驗臺總體構成如圖3.1所示。此圖所展示的是滾筒反力式制動試驗臺的結構原理圖，它是由各個部分組成的，結構框架，驅動部分，滾筒部分，測量裝置，第三滾筒起到傳感兼控制的作用，還有指示裝置和控制裝置共同組成試驗臺的整體[12]。1.驅動裝置如圖3.2所示。驅動裝置是驅動滾筒運轉的裝置，由電機，減速器和傳動機構組成。電機輸出的動力經(jīng)過減速器降速增扭，在經(jīng)過傳動機構，使?jié)L筒運轉起來，實現(xiàn)測量的開端。1.電動機2.壓力傳感器3.減速器4.滾筒5.第三滾筒6.轉速傳感器7.鏈傳動8.指示儀表圖3-1汽車制動試驗臺的原理圖1.傳感器2.電動機3.減速器4.測力桿5.鏈傳動6.從動滾筒7.第三滾筒8.主動滾筒9.框架圖3-2車輪制動力測試單元2.滾筒裝置：汽車的四個輪胎都需要滾筒來支撐，所以需要由八個滾筒來支撐。每兩個滾筒支撐汽車的一個輪胎。這八個滾筒的尺寸的選擇是依據(jù)車輛輪胎的大小來進行選擇的。汽車行駛的時候，附著系數(shù)的指標是衡量汽車是否安全的重要標準，所以需要提升汽車輪胎與滾筒之間的附著系數(shù)，一般是根據(jù)滾筒試制動試驗臺的，在冬季的雪路上的公共汽車車站的附近要鋪灑砂子來提高路面附著系數(shù)的手段。滾筒傳動系統(tǒng)和路面等價。因此，采用這種提高表面附著系數(shù)的方法是非常有效的。通過這種方法可得到滾筒的尺寸主要根據(jù)汽車輪胎的尺寸設計。試驗臺的測量結果直接受到結構和參數(shù)的因素影響。試驗臺工作時，滾筒是直接與車輪相接觸的部件，因此滾筒的相關結構參數(shù)與該試驗的準確性有著十分關鍵的關系。滾筒的尺寸和形式可以跟據(jù)汽車車輪的尺寸大小和汽車車身的自身重量來確定，試驗臺的每個部件合理的構造才能使試驗臺工作更具穩(wěn)定性，試驗結果更具準確性。因為滾筒要帶動汽車輪轉動，滾筒的結構要確定的十分恰當，所以滾筒的架構設計要盡量保證輪胎可以隨著滾筒一同轉動，不能有太多的能量損耗只有增加車輪與滾筒的摩擦系數(shù)才能使?jié)L筒和輪胎在轉動時更好的同步工作。通常選擇在滾筒上粘砂或者刻槽的方式增加滾筒與輪胎之間的摩擦系數(shù)。從而也就是增加了滾筒與輪胎之間的附著系數(shù)，從而能更好的模擬真實路面的狀況。滾筒結構能否正確選擇直接對試驗臺的工作效率和性能產生影響，因此對滾筒機構的相關分析及其重要[12]。只有降低滾筒的重量才可以降低滾筒的轉動慣量，減小滾筒的壁厚就能達到此要求。所以選擇采用薄壁筒式結構，采用圓板支撐，這樣就減少了滾筒的轉動慣量。從而減小了試驗臺自身的因素對試驗結果產生的影響。當被檢測的汽車駛入試驗臺時，不同的車輛車輪和滾筒的接觸面積是不相同的，因此車輛的車輪在滾筒上的接觸面積與車輪在地面上的接觸面積是不同的。二者之間的壓力比值相對增大，因其滾動的阻力也會隨之增加，附著系數(shù)也與地面不同。且附著系數(shù)的下降。想要能夠盡可能的模仿汽車在真實路面的行駛情況，那就只有一種方法就是提高車輪與滾筒的附著系數(shù)。由于滾筒表層的結構以及材料是一定的，所以附著系數(shù)的提高也受到限制。當前采取更多的是表面帶有溝槽的鋼制滾筒，它的表面附著系數(shù)在0.6-0.8之間。3.如圖3.3所示。測量裝置是一個單獨的裝置，起到獨立的測量的作用，測力杠桿，傳感器和測力彈簧三部分組成獨立的測量裝置。測力杠桿的一端連接著傳感器，另一端連接著減速器殼，在減速器的連接方式中，可以將其分為兩種連接形式，其中的一種方式是，將測力杠桿的一端，直接連接固定在減速器殼上，另一種形式是通過軸承松套連接。測力彈簧的作用是起到連接測力的作用，有一定的連接距離的情況下，也可以進行力的測量。4.第三滾筒的是傳感滾筒的作用，它安裝的位置在彈簧支撐的浮動臂上，當車輪壓下第三滾筒，測試才可以開始，隨后啟動電機，電機帶動著滾筒轉動，主動滾筒和從動滾筒，與輪胎接觸，在接觸的過程中，會產生滑移率。在制動的過程中，剛開始制動時，滑移率為0.繼續(xù)制動，滑移率增加。當滑移率達到20%時，此時的制動力最大。5.指示與控制裝置起到指示與控制的作用，在裝置中加入計算機的計算，顯示裝置可以分成數(shù)字顯示和指針顯示。一般情況下，如果裝置中含有計算機，則通常采用數(shù)字顯示。在測試的過程中，計算機經(jīng)過計算通過一系列的轉換裝置，最終將結果打印出來。滑移率可以通過裝置測量出來，當滑移率達到20%。試驗臺的計算機發(fā)出指令，停止電動機，得到最大的制動力。1.從動滾筒2.電動機3.齒條4.二級減速主動齒輪5.滾筒6.二級減速從動齒輪7.蝸輪8.減速器課題9.傳力臂刃口10.緩沖器11.測力杠桿12.自整角電機13.小齒輪14.限位桿15.測力彈簧A16.測力彈簧B圖3-3反力式滾筒制動試驗臺的驅動裝置和測量裝置3.3制動試驗臺工作原理試驗臺在進行工作的過程中，車輛按照檢測標準進入試驗臺的檢測區(qū)域，主動滾筒和從動滾筒支撐著車輪，舉升裝置或者第三滾筒的加入，測試才可以正常的開始。電機運行，滾筒轉動，滾筒在減速器的作用下達到規(guī)定的轉速，在測量的具體操作中，車輛行駛，滾筒相當于滾動的路面，當駕駛員迅速的踩下制動踏板，制動系統(tǒng)產生制動力，在這里制動力是由制動的制動摩擦力來提供的，這時車輪的速度應當減慢。但是滾筒繼續(xù)旋轉，帶動著車輪繼續(xù)轉動，這時候的滾筒阻礙車輪的制動力減速，克服制動力的力矩，就是制動器產生的制動力，這就是反力式滾筒試驗臺的工作原理。所測得的制動力是通過測力杠桿，經(jīng)過相應的傳感器，將力轉換成其他的信號，最終經(jīng)過計算機的處理，通過顯示裝置顯示出來，最終的數(shù)據(jù)可以打印出來。當滑移率達到一定的值時，計算機可以得知信號，從而控制測試的結束，通過控制裝置，關閉電動機的運轉。此時等電動機和滾筒。停止平穩(wěn)之后，舉升裝置或者第三滾筒也相應的進行停止，車輛可以駛出試驗臺。某反作用式滾筒制動試驗臺可選擇各輪制動力試驗單元的滾筒轉動方向。兩個測試單元的滾輪可以在同一方向上向前和向后旋轉，以及一個正和一個負。具有這種功能的試驗臺可以檢測多軸車輛和三軸車輛的中軸和后軸等軸的制動力，而沒有軸間差動。當測試使能左，車輪剎車缸的測試電池的正和負的旋轉方向正確，數(shù)據(jù)采集僅當制動力被傳遞，從而使測試階段可以省略，條件是自由輥的裝置。這是因為驅動軸中的車輪之間存在差異。當左右輪以相同速度反向轉動時，差速器箱和主減速器將不轉動。因此，當被檢測軸的車輪由轉鼓驅動時，試驗臺外的另一個驅動軸將不能驅動。對于配備軸間差速器的雙后軸車輛，可在通用反應鼓制動臺上逐一測試各軸的車輪制動力此外，許多制動試驗裝備有支承軸載荷測量設備。根據(jù)工作原理，軸重測量裝置可分為機械式和電子式。機械式稱重是根據(jù)不等臂杠桿平衡原理設計的，由擺錘和齒輪盤驅動。它具有結構簡單、成本低等優(yōu)點，但其工作效率和測量精度不及電子式。適用于各種汽車車軸荷計量。電子計量裝置通常由一個機械軸部（包括載流子的裝置和傳感器裝置）的兩個部分，還有顯示裝置和稱體，還有框架。如圖3.4所示。1.承載面板2.槽鋼3.鋼球蓋4.鋼球5.V形墊塊6.懸臂梁傳感器7.加強版8.臺面限位鋼球圖3-4軸重測量裝置秤體結構簡圖3.4制動試驗臺力學分析在檢測制動力的過程中，測得的制動力與車輛在真實的路面的行駛過程中，還是存在一定的差距的，因此在測量的過程中，測得力是分為以下的幾種情況：車輛剛剛駛入試驗臺，滾筒帶動著車輪一起轉動，這時車輛還沒有發(fā)生制動，所以顯示的力是阻滯力，阻滯力的大小要有一定的要求，一般情況下要小于軸荷的8%；在制動的過程中車輪的狀態(tài)可以多種情況，在車輪抱死的狀態(tài)下，如果表現(xiàn)的制動力很小，則制動力不合格；車輪處于半抱半死的狀態(tài)，這時的制動力是最大值；車輪準備脫離前滾筒，車車輪和滾筒處于打滑的狀態(tài)，這時候測得的制動力要小于最大制動力；車輪開始出現(xiàn)爬輪的狀態(tài)，這時候測得的制動力是小的。會導致出現(xiàn)極大的誤差。導致制動力檢測不合格。制動力在檢測的過程中，不需要考慮滾筒的慣性力矩，也不需要考慮滾動阻力，因為滾筒是低速轉動的，是小線速度的狀態(tài)。具體的力的平衡的方程如下所示。（3-1）（3-2）（3-3）聯(lián)立上式解得：（3-4）（3-5）在制動的過程中，滾筒表面的附著力為：（3-6）式中：——車輪所承受的載荷重；——滾筒直徑；——滾筒中心距；——車輪直徑；、——滾筒法向反力（對于車輪）；——地面車輪對檢測車輪的推力；、——滾筒切向反力（對于車輪）；——安置角；——附著系數(shù)；——制動力矩。所以滾筒的參數(shù)對測量結果是影響的，所以滾筒的參數(shù)決定著整個試驗臺的參數(shù)，包括滾筒直徑的影響和滾筒中心矩的影響。在檢測制動力的過程中，車輪不會在移位后受試者發(fā)生時，鼓和非從屬車輪的附著系數(shù)的水平推力表面是恒定的，所述滾筒和所述中心距離的直徑越小，越大檢測到制動力。3.5影響制動性能檢測的因素分析（1）影響檢測結果的因素包括安置角和車輪半徑，安置角如圖3.5所示。（3-7）（2）表面附著系數(shù)的影響，表面附著系數(shù)可以影響整個試驗臺的能力，表面附著系數(shù)與測量能力是成正比的關系，表面附著系數(shù)越大，試驗臺的測力能力越強。（3）車速對測試結果的影響，不同的車速，對測量的結果是不相同的，車速與滾筒的轉速是息息相關的。圖3-5車輪受力情況本章小結本章主要對試驗臺的整體方案進行設計，詳細的敘述了試驗臺的組成結構，和具體的工作原理，詳細的敘述了，試驗臺試驗臺的檢測方法，分析計算了試驗臺及車輪的受力情況，對影響測量結果的因素做了詳細的分析和介紹。

第4章汽車制動實驗臺結構設計4.1引言 汽車制動性試驗臺是整體檢測試驗臺的一種試驗臺，各個部件和基座構成試驗臺的整體，所以有一個穩(wěn)定的基座是必不可少的，本章試驗臺的基座主要是由矩形框架組成的，將這些零部件統(tǒng)一結合在一起便組成了一個整體的滾筒式檢測試驗臺[17]。因為汽車、滾筒需要在這個試驗臺上完成運轉，并且在正常工作的前提下，為了保證試驗臺的穩(wěn)定性、支撐能力以及剛度達到一定要求，校核是檢驗試驗臺能否達到結構剛度要求的唯一標準。需要嚴格要求試驗臺整體結構設計通過試驗臺各個部件的結構尺寸選擇元器件構成試驗臺的整體。4.2設計依據(jù)和要求1.設計標準（1）GB7258—2004《機動車安全技術運行條件》；（2）GB11798《汽車安全檢測設備檢定技術條件》；（3）GB/T18344《汽車維護、檢測、診斷技術規(guī)范》；（4）GB/T13564《滾筒反力式汽車制動檢驗臺》。2.可檢測的車輛10t機動車。3.功能（1）測量參數(shù)、技術參數(shù)和指標第一：測量參數(shù)：①左右兩側車輪的阻滯力；②測量車輪的最大制動力；③制動平衡；④協(xié)調時間。第二：技術參數(shù)：①允許軸重：10000kg；②滾筒線速度：2.5±10%km/h；③滾筒直徑：245mm；④滾筒中心距：390～400mm；⑤主、從動滾筒高度差：30mm；⑥最大示值：10000N；⑦電動機功率：11kW；⑧傳感器信號：0～12mv；⑨第三滾筒測速脈沖：4p/r。第三：測量范圍：0～30000N。第四：分辨率：10N。（2）工作過程及步驟①左電機正啟動（Y-△起動）；②右電機正啟動（Y-△起動）；③測量滾筒對車輪阻滯力，顯示裝置可以顯示；④測量最大制動力，制動平衡以及協(xié)調時間；⑤滑移率達到一定的數(shù)值時，要停止電機的運轉；⑥電機停止3s后，兩電機開始反轉；⑦3～4s兩個電機徹底的停止。（3）功能要求具有手動檢測和自動檢測兩種檢測模式；要顯示詳細的測試數(shù)據(jù)。4.3滾筒設計1.滾筒直徑的選擇在本制動試驗臺中，要根據(jù)國家試驗臺設計標準，滾筒的中心距離是不可調節(jié)的。因此，減少所述滾筒的直徑，其允許設置在測試臺上車輪的角度增大，從而增加測試床的穩(wěn)定性，提高車輪和滾筒驅動馬達省電之間蹬著力。滾筒直徑為245mm。2.滾筒長度的選擇滾筒長度為l000mm。3.滾筒轉速的選擇滾筒轉速選取54rpm。4.車輪與滾筒間附著系數(shù)的選擇只有增加車輪與滾筒的摩擦系數(shù)才能使?jié)L筒和輪胎在轉動時更好的同步工作。通常選擇在滾筒上粘砂或者刻槽的方式增加滾筒與輪胎之間的摩擦系數(shù)。從而也就是增加了滾筒與輪胎之間的附著系數(shù)，從而能更好的模擬真實路面的狀況。附著系數(shù)0.85以上，使用壽命要長久。為了防止車輪的脫落，試驗臺的主動滾筒和從動滾筒要相差52mm，保持后滾筒高。5.最佳安置角的選擇（1）安置角對測試車輪穩(wěn)定性的影響試驗臺工作時，車輪被滾筒承接測試中的車輪的受到如圖3-2所示的力，試驗中，非測試車輪的約束反力會對測量結果產生影響，往往在分析時這個因素被忽略。我們把車輪當作一個剛性體，在車輪發(fā)生制動的過程中，制動器產生制動力作用在車輪上，產生制動力矩MT（G為車輪所承受的載荷，N1、N2為前后滾筒對車輪的法向反力）車輪與滾筒之間的相對摩擦產生摩擦力，因此摩擦力即為制動力與。若車輪在滾筒上的安置角改變時，車輪和滾筒之間的位置也會相應的移動，產生沿前后滾筒相對滑動的現(xiàn)象，這時候的車輪處于抱死狀態(tài)。會隨著制動力矩Mt的增加而增大，車輪抱死的時候就是最大制動力的時候，這時候的車輪處于一個臨界狀態(tài)，此時前輪剛剛離開前滾筒（N1=0）未發(fā)生滑移的現(xiàn)象。此情況為上述第四種情況是制動力最大的情況，有：（4-1）（4-2）由（4.1）式解得：（4-3）（2）最佳安置角的選擇車輪與滾筒之間的附著系數(shù)可以通過間接的方式計算出來，通過車輪與滾筒之間的最大制動力與滾筒對車輪的法向反力之比可以得知車輪與滾筒間的附著系數(shù)φ，故φ=。當附著系數(shù)在0.6-0.8之間時車輪與滾筒之間的附著力最佳，所以最佳的安置角在~，因此得出最佳安置角的范圍在31°~38.6°之間。有：（4-4）=，為摩擦角所以：（4-5）將式（4.5）代入（4.1），（4.2）式解得。再將（4.4）式和代入（4.5）式中有60%G=。當時所以理想安置角。6.滾筒中心距L的選擇因為，在確定了滾筒的直徑之后，隨之可以得知車輪的最佳安置角，方可依據(jù)最佳安置角的大小適當選擇滾筒之間的距離，在最佳安置角區(qū)域內，選擇此設計結構尺寸是最為合理的，會嚴重影響汽車的檢測情況。因此需要根據(jù)制動力最大的情況設計滾筒，將制動力的極限值情況考慮在合理的范圍內，設計滾筒的尺寸可以保證試驗臺，既能夠擁有準確性又能夠正常安全的運轉。滾筒上安置角的關系由圖4.1確定。即L=2（R-r）（4-6）4.4滾筒式制動試驗臺測試能力分析1.試驗臺所能測得的最大制動力為試驗臺檢測測量車輛制動性能是否合格的標準。如圖4.1所示，車軸阻礙車輪后移約束力時有：（4-7）（4-8）由（4.7），（4.8）式解得：（4-9）會受到?jīng)]有測量的車輪的附著力的限制，在的范圍內即可，——附著系數(shù)；安置角為。則：（4-10）（4-11）空載前后輪輪荷為、。在測試的過程中，如果滾筒和車輪之間沒有相對的滑動，這時可以根據(jù)，的數(shù)據(jù)來得知制動性能是否合格，按照GB/T7258的要求就可判斷出被檢車輛的制動性能是否合格。如果在測試的過程中出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，則需要從新測量或者切換測量的方式。2.滾筒承受的最大扭矩在試驗臺的使用中，滾筒能成受的扭矩是有限的，存在滾筒的最大扭矩，最大扭矩是由最大制動力決定的。得知最大制動力為：（4-12）（4-13）F前max、F后max較大的數(shù)值作為滾筒最大扭矩的計算依據(jù)：=d（4-14）式中：——滾筒直徑。4.5制動力測量裝置主要參數(shù)的選擇1.電機的選擇（1）滾筒所傳遞的功率為選擇電機的參數(shù)。根據(jù)=9550，N=。（2）估算減速箱傳動效率估算減速箱的傳動效率為各級傳動及軸承效率的連乘積。（3）確定所需電機功率選擇電機電機是間歇性工作的，工作的過程中存在沖擊載荷，載荷系數(shù)在1-1.3之間，所以電機的功率是=。選電機功率為Y系列三相籠式異步交流電動機Y160M-4，=11kw，滿載轉速為1460r/min。2.減速箱傳動比i及傳動比分配的確定i===27.04（4-15）根據(jù)i的大小確定減速箱的傳動方案，并分配傳動比。I為各級傳動傳動比的連乘積。3.計算各軸的運動和動力參數(shù)軸與軸之間存在相互的運動，相關的動力可以根據(jù)已知的電機的功率和傳動比得出。4.第三滾筒的設計第三滾筒的作用是不可忽視的，它是傳感滾筒，起到控制的作用，雖然不能旋轉，但是可以保證實驗的安全性。試驗臺主要技術參數(shù)如表4.1所示。制動試驗臺總體結構如圖4.2所示。表4-1汽車制動試驗臺主要技術參數(shù)序號技術參數(shù)參數(shù)值1允許最大軸載質量Kg100002測量范圍N0-300003分辨率N104滾筒直徑mm2455滾筒長度mm10006滾筒中心距4507滾筒轉速r/min548電動機功率Kw119最大外形尺寸（長×寬×高）mm1150×950×72010示值誤差%±54.6減速箱設計及零件選擇4.6.1蝸輪蝸桿的設計1.蝸桿的材料選用45號鋼，加工工藝為表面淬火，硬度為45～55HRC，蝸輪的材料選用鑄錫青銅ZcuSn10P1，加工工藝為砂模鑄造。許用接觸應力[]=200M，許用彎曲應力[]=50M。2.由已知條件，通過查閱資料得，=2，則==54；根據(jù)=2，所以查得傳動效率=0.8。3.蝸桿轉矩=9.55Nmm式中：——高速軸功率，Kw；