压传动由于其优点比较突出，故在工农业各个部门获得广泛应用。它的些缺点随着生产技术的不断发展提高，正在逐步得到克服。为了迅速赶超世界先进水平，我国已瞄准世界发展主流的液压元件系列型谱，有计划地引进消化吸收国外最先进的液压技术和产品，并对我国现正生产的液压产品进行整顿，合理调整产品结构，大力开展产品国产化工作。可以预见，我国的液压技术在世纪必将获得更快的发展。.液压缸的类型及其特点和应用液压缸是把液体的压力能转换成直线式机械能的能量转换装置执行元件。液压缸输出的是力和位移。液压缸结构简单工作可靠，广泛地应用于工业生产各个部门。液压缸按其作用方式，分为单作用式和双作用式两大类。单作用式液压缸只利用液压力推动活塞向着个方向运动，而反向运动则依靠重力或弹簧力等实现。双作用式液压缸，其正反两个方向的运动都依靠液压力来实现。本设计选用的是双作用式液压缸。液压缸按不同的使用压力，又可分为中低压，中高压和高压液压缸。对于机床类机械般采用中低压液压缸，其额定压力为对于要求体积小重量轻出力大的建筑车辆和飞机用液压缸缸多采用中高压液压缸，其额定压力为对于油压机类机械，大多数采用高压液压缸，其额定压力为.。液压缸按结构型式的不同，又有活塞式柱塞式摆动式伸缩式等形式，其中以活塞式液压缸应用最多。活塞缸和柱塞缸用以实现直线运动，输出推力和速度摆动缸用以实现小于的转动，输出转矩和角速度。本设计选用的是活塞式液压缸。活塞液压缸有双杆活塞缸和单杆活塞缸两种，本设计选用的是单杆活塞缸。.液压缸的设计计算液压缸主要尺寸的确定液压缸主要尺寸包括缸的内径长度活塞杆的直径及长度。确定上述尺寸的原始依据是液压缸的负载运动速度行程长度和结构形式等。通常，液压缸需要自行设计。．液压缸内径和活塞杆直径动力较大的设备如拉床刨床车床组合机床液压压力机等液压缸的内径通常是先根据设备类型及缸所受负载参照表.和表.确定出缸的工作压力，再按表.确定出比值，然后根据承载情况按下面的公式计算得出。表.各类液压设备常用工作压力设备类型磨床车床铣床钻床镗床组合机床龙门刨床拉床注塑机农业机械小工程机械液压压力机重型机械起重运输机工作压力.表.液压缸工作压力与负载之间的关系负载工作压力表.系数的推荐值工作压力活塞杆受拉力活塞杆受压力.综合.传感器的选择根据试验的条件这里选择转矩转速传感器。用于测量旋转转矩值，由于输出为方波频率信号或电流信号，抗干扰能力强，使用方便。转矩转速传感器由于是变压器感应供电，可以长期工作，广泛应用于电机发电机减速机柴油机的转矩转速和功率的检测。转矩转速传感器的选型对照表和外形尺寸如表.和图.所示。表.转矩转速传感器的选型对照表键长宽深键重量单键单键.单键单键单键单键这里选择范围为的尺寸。图.转矩转速传感器的外形尺寸测试传动轴扭矩仪壳体电器盒底座调整螺孔.本章小结本章介绍了电力测功机的组成原理及应用，然后通过运算对电动机的类型容量转速进行了确定，从而确定了电动机的型号，并选择了个合适的传感器用来测驱动轮胎的转矩和作用于转鼓的制动力矩。第章加载机构设计.结构及工作原理传统轴承试验机所使用的加载装置均为手动加载，只能提供种恒定的油压，使试验轴承只能获得恒定的压力。虽然可以由液压系统来实现压力的变化，但液压系统体积大造价高耗能大。基于以上原因，设计了以下加载装置。加载装置结构如图.，主要由步进电机压力变送器液压系统及蜗轮蜗杆组成。加载装置工作时，缸体下部预先充入液压油，步进电机进给，通过蜗杆蜗轮带动轴转动，轴通过花键带动轴转动。由于轴和盖之间是螺纹连接，轴在转动的过程中下移，从而推动活塞下移，使液压油进入试验机加载油缸。压力变送器能测得系统油压，并把它变为电信号反馈给控制系统，控制系统根据试验机所需油压控制步进电机进或退，以达到试验机所需油压。.步进电机的选用步进电机是种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每输入个脉冲电机转轴步进个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。步进电机是机电体化产品中关键部件之，通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低定位精度高无累积误差控制简单等特点。广泛应用于机电体化产品中，如数控机床包装机械计算机外围设备复印机传真机等。选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。般地说最大静力矩大的电机同时也分析了滚动阻力对汽车底盘输出功率测定值的影响。第章电机的选择.电力测功机的功用电力测功机的应用情况电力测功机是测功机家族中比较有发展潜力的个分支。电力测功机就是利用直流电机或者交流电机作为转换元件，将电能转换成电机转子的机械能，以转矩形式为轴承电机加载并通过对输出功率的测试，是种全功能有电动工况又有发电工况高性能的重要检测设备。在这些功能中，很大部分是针对电机的。它是被测电机的加载设备，是电机制造和产品研发过程中重要的性能测试和检测设备之。它通过轴连接器与被测电机同轴对接，用于模拟和控制被测电机的负载，以测量电机的转矩转速电流电压功率效率等参数，以及其他特殊的动力试验测试项目，如安全性试验动平衡试验等。国内通常把直流测功机和交流测功机统称为电力测功机。电力测功机目前大都采用直流测功机，这是因为直流电机的调速性能好，控制简单。但直流电机由于换向器的影响，不能适用于高速运行，因此在转速很高的情况下，往往采用机械减速装置。电力测功机的结构原理电力测功机利用电机测量各种动力机械轴上输出的转矩，并结合转速以确定功率的设备。因为被测量的动力机械可能有不同转速，所以用作电力测功机的电机必须是可以平滑调速的电机。目前用得较多的是直流测功机交流测功机和涡流测功机。直流测功机由直流电机测力计和测速发电机组合而成。直流电机的定子由独立的轴承座支承，它可以在角度范围内自由摆动。机壳上带有测力臂，它与测力计配合，可以检测定子所受到的转矩。根据直流电机原理，电机的电磁转矩同时施加于定子和转子。定子所受到的转矩与转子所受到的转矩大小相等，方向相反，所以转轴上的转矩可以由定子上量测。运行中轴承电刷和风致摩擦等引起的机械转矩，会使定子和转子所受的转矩不完全相等，这给测量所带来的误差需要加以考虑。直流测功机可作为直流发电机运行，作为被测动力机械的负载，以测量被测机械的轴上输出转矩也可以作直流发电机运行，拖动其他机械，以测量其轴上输入转矩。转矩与测速发电机测得的转速之积即轴功率。这就是测功机名的由来。本文采用的就是直流测功机。.选择电动机选择电动机的内容包括电动机类型结构型式容量和转速，要确定电动机具体型号。驱动电机的选择．选择电动机类型和结构型式电动机类型和结构型式要根据电源交流和直流工作条件温度环境空间尺寸等和载荷特点性质大小启动性能和过载情况来选择。没有特殊要求时均应选用交流电动机，其中以三相鼠笼式异步电动机用得最多。机械设计课程设计手册表所列系列电动机为我国推广采用的新设计产品，适用于不易燃不易爆无腐蚀性气体的场合，以及要求具有较好启动性能的机械。在经常启动对内支撑试验台而言，离心力的作用可使车轮胎面很容易地固定于试验台面。因此，内支撑试验台特别适合于进行不同类型路面的试验，比如确定轮胎湿胎面的滚动特性。然而，车轮上的有限空间不利于车轮的安装和控制。由于弧形支撑面的影响，所有的支撑试验台基本上都存在测量误差。与平板试验台相比，在车轮载荷相同的情况下，内支撑试验台使轮胎接触印迹和变形量增大，从而摩擦阻力和弹性迟滞阻力也相应增加。如果滚动卷筒半径与车轮半径相比较大，其测量误差就可控制在较小范围内。必要时可引入校正因子，以保证其测量结果与平面测量结果相吻合。平板试验台在最大程度上保证了轮胎的滚动表面，为车轮控制和车轮运动提供了宽阔的空间，同时也方便了轮胎的安装。通过变换不同滚板，可在定条件下实现道路条件的改变，同样也适用于湿道路条件，但由于支撑面振动可能会产生测量误差。为解决滚板的导向问题，需要的技术成本较高，另外，滚板的磨损也增加了运行成本。本设计选用的就是外支撑试验台。滚动阻力系数的测量与计算在轮胎试验台上测量轮胎的滚动阻力系数的方法，是用转鼓轮胎试验台，如图.所示。图.转鼓轮胎试验台工作原理是由电力测功机驱动的试验轮胎放在转鼓上，轮胎上加载垂直载荷，转鼓轴连接着作为制动装置的测功器。实验中测出驱动轮胎的转矩和作用于转鼓的制动力矩，则滚动阻力系数为.式中驱动轮胎的转矩转鼓的制动力矩转鼓的半径轮胎的动力半径作用于轮胎上的垂直载荷.试验设备及技术条件转鼓技术条件.转鼓直径由于钢带式试验机价格昂贵，目前在室内进行轮胎滚动阻力试验的设备仍以转鼓式试验机为主。但是现用设备的转鼓直径不尽相同，有等。在考虑到各国设备情况和鼓面曲率对试验结果的影响后，方面作出了转鼓直径应在.之间的规定另方面指出，在不同直径的转鼓上测得的轮胎滚动阻力值也不同，并给与了校正公式。但是该公式系近似计算公式，轮胎与转鼓接触面上的力分布的改变并非简单的几何形状的改变，还与轮胎各部件刚度等诸多因素有关。这里选择直径为.的转鼓。.转鼓表面转鼓表面应为光滑的钢制表面或有纹理的表面，转鼓表面应保持清洁。汽车在干燥滚筒上的驱动过程是个摩擦过程，总摩擦力由若干分力组成，如.式中接触面间的附着力轮胎在滚筒上滚动变形时，由于压缩与伸张作用之间能量的差别而消耗的能量，进而转化为阻止车轮滚动的作用力该两项分力取决于轮胎材料结构和温度。附着系数随速度增加而下降的原因较为复杂，方面是由于滚筒圆周速度提高，接触面的温升加快，很快在滚筒表面形成了层橡胶膜，降低了附着系数。转鼓宽度转鼓测试面宽度应大于轮胎胎面的宽度，轮胎直径为.，宽为.，所以转鼓宽度选为.。．温度环境标准条件标准室温是指在距轮胎侧处的轮胎旋转轴上测得的温度，应为。转鼓表面温度注意确保测量阻力试验。世纪年代起，在美国日本和欧洲等经济发达国家，为了解决能源短缺和环境质量恶化问题，对汽车轮胎滚动阻力进行了大量的实验和研究工作。与此同时，轮胎滚动阻力的测试技术也取得了长足的进步。目前我国建立了以室内试验为主，室外试验为辅的方向。在室内稳态条件即恒定的负荷和速度下，轮胎行驶达到热平衡时测量汽车轮胎滚动阻力的方法，已实现了标准化。室内试验设备方面，经过几十年的努力，先后出现了多种类型的轮胎滚动阻力测试机。我们按照模拟路面的形式来分，有钢带式和转鼓式两大类。钢带式试验机模拟了平的连续路面，是目前价格昂贵的轮胎试验设备。目前应用最广的是转鼓式试验机，尤其是直径为.米的转鼓式。这些设备按测量轮胎滚动阻力的方法来分，又有测力法扭矩法功率法和减速度法种。现有的设备以采用测力法和扭矩法者居多。在近二十年内，试验设备的精度大大提高，测量误差成倍减少，已形成了套确保试验数据可重复性所必需的设备精度要求。.研究内容本设计采用的是单滚筒底盘测功机，采用这个方法可以对新胎的滚动阻力进行比较，测试时轮胎垂直于转鼓外表面且以稳定的状态向前自由滚动。测量轮胎滚动阻力时，还必须测量在存在大得多的作用力下的各种小作用力。这就要求设备和仪表有很高的精度。汽车行驶阻力直接影响汽车的动力性经济性和操纵稳定性等几大使用性能，而滚动阻力是汽车行驶阻力中的常有阻力的种，其大小主要取决于滚动阻力系数，而滚动阻力的大小与轮胎和道路有较大的关系，因此对与道路有密切关系的滚动阻力系数