（图纸+论文）弹性轮胎转鼓试验台设计（全套完整）

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制动和反转的场合如起重机，要求电动机具有转动惯量小和过载能力大，则应选用起重及冶金用三相异步电动机型笼型或型绕线型。

电动机结构有开启式防护式封闭式和防爆式等，可根据防护要求选择。

同类型的电动机又具有几种安装型式，应根据安装条件确定。

因为本传动的工作状况是载荷平稳单向旋转，所以选用常用的封闭式系列的电动机。

发动机转矩，转速。

．选择电动机容量标准电动机的容量由额定功率表示，所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作要求的功率，容量小于工作要求，则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏，容量过大，则增加成本，并且由于功率和功率因数而造成浪费。

电动机的容量主要由运动时发热条件限定，再不变或变化很小的载荷下长期连续运动的机械，只要其电动机的载荷不超过额定值，电动机便不会过热，通常不必校验发热和启动力矩。

工作机所需功率式中工作机所需输入功率，工作机的阻力钜，•工作机的效率工作机的转速。

电动机的输出功率.式.中，总效率按下式计算其中分别为传动装置中每传动副齿轮蜗杆带或链每对轴承每个联轴器的效率，其概略值见机械设计课程设计手册表。

选用此表数值时，般取中间值，如工作条件差，润滑维护不良时应取低值，反之取高值。

式中工作机实际需要的电动机输出功率，η总电动机至工作机之间传动装置的总效率。

．确定电动机转速同类型的电动机，相同的额定功率有多种转速可供选用。

如选用低转速电动机，因极数较多而外廓尺寸及重量较大，故价格较高，但可使传动装置总传动比及尺寸减小。

选用高转速电动机则相反。

因此应全面分析比较其利弊来选定电动机转速。

按照工作机转速要求和传动机构的合理传动比范围，可以推算电动机转速的可选范围，如式中电动机可选转速范围，各级传动机构的合理传动比范围见机械设计课程设计手册表或表对系列电动机，通常多选用同步转速为或的电动机，如无特殊需要，不选用低于的电动机。

这里初选同步转速为的电动机。

．电动机型号的确定由表查出电动机型号为，其额定功率为，满载转速为，基本符合题目所需的要求。

根据选定的电动机类型结构容量和转速，由机械设计课程设计手册表和表查出电动机型号，并记录其型号额定功率满载转速，见表.，以及电动机的外形尺寸中心高轴伸尺寸链连接尺寸地脚尺寸等参数备用，如图.为型号的电动机安装及外形尺寸。

表.电动机的技术数据电动机型号额定功率满载转速堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩质量图.电动机安装及外形尺寸下表.为电动机的外形尺寸参数。

表.电动机的外形尺寸参数型号制动电机的选择因为输出和输入功率相差不大，所以制动电机应选用跟驱动电机型号相同的电机，因此制动电机的型号为。

开始时转鼓表面的温度与室温大致相同。

．试验条件本项试验的内容为在定的轮胎充气压力下测量轮胎的滚动阻力，在试验过程中，允许轮胎气压有所增大封闭式气压。

．试验速度载荷指数不小于的试验速度速度级在到之间的轮胎转鼓速度为，速度级在到之间的轮胎转鼓速度为。

载荷指数小于的试验速度转鼓速度为，如有需要，可采用的转鼓速度。

试验步骤磨合为了保证测量结果的重复性，早开始试验之前，应使轮胎有个初始的磨合过程，然后再使之冷却。

温度调节充气轮胎在试验场所的温度环境中放置定时间，以便达到热平衡，通常在后温度达到平衡。

压力调整温度调节结束后，将充气压力调整到试验压力，后再检查遍。

初步确定试验方案测量并记录的内容包括试验转鼓速度垂直于转鼓表面的轮胎载荷充气压力驱动轮胎的转矩，作用于转鼓的制动力矩试验转鼓半径选择的试验方法。

.滚动阻力对汽车底盘输出功率测定值的影响分析车轮滚动时，轮胎与路面的接触区域产生法向切向的相互作用力以及相应的轮胎和支承路面的相对刚度决定了变形的特点。

当弹性轮胎在硬质的钢制光滚筒上滚动时，轮胎的变形是主要的，此时由于轮胎内部摩擦产生弹性迟滞损失，使轮胎变形时对它做的功不能全部收回，此能量消耗在轮胎各组成分相互间的摩擦以及橡胶帘线等物质的分子间的摩擦，最后转化为热能而消失在大气中。

这种损失即为弹性物质的迟滞损失。

因为滚动阻力系数与模拟路面的滚筒种类行驶车速以及轮胎的构造材料气压等有关，所以，对其影响因素分析是非常必要的，具体分析如下.钢制光滚筒对滚动阻力系数的影响若滚筒的半径越大，在车轮滚动时轮胎的变形量就越小，也就是说弹性迟滞损失就越小，故滚动阻力系数随滚筒半径的增大而减小。

在加工过程中滚筒的椭圆度同轴度越小，轮胎在滚筒上的运转就越平稳，当车速定时滚动阻力系数的波动范围就越小，所以说，滚动阻力系数随滚筒加工精度的提高而减小。

目前我国在用的底盘测功机滚筒表面有两种，种是常见的光滚筒即表面未经处理的滚筒，另种是滚筒表面喷涂有耐磨硬质合金，前者由于滚筒表面较光滑，其附着系数约为.，试验用的东风车在工况下检测最大底盘输出功率时，其滑移率约为，也就是说，汽车车轮在行走时，除滚动阻力外还有滑拖，致使被检测车轮发热，增大了滚动阻力损失，同时由于速度的误差，引起了所测功率的误差。

后者采用表面喷涂技术，将滚筒表面的附着系数提高到.左右，接近于般水泥路面的附着系数，则可避免滑拖现象。

滚筒中心距是指底盘测功机前后两排滚筒支承轴线之间的距离，随着滚筒中心距的增加，汽车车轮的安置角随之增大，前后滚筒对车轮支承力也随之增大，这样将导致车辆在测功机台架上的运行滚动阻力增加。

综上所述滚筒直径安置角滚筒表面质量滚筒中心距对滚动阻力有很大的影响，由于部分底盘测功机仅显示功率吸收装置的吸收功率，所以同辆车在不同台架上测得的数值不同。

因此如果以底盘测功机作为法定计量设备，其滚简直径中心距表面处理以及加载方式必须标准化。

.轮胎气压对滚动阻系数的影响轮胎气压对滚动阻力系数影响很大，气压低时在硬路面上轮胎变形大，滚动时迟滞损失增加，为了减少该项所引起的检测误差，要求在动力性检测前必须将轮胎气压充至标准气压。

.本章小结本章主要确定了转鼓试验台的总体设计方案的目的和测量方法，详述了轮胎滚动阻力的力学特性，并对滚筒装置和轮胎的尺寸参数进行了选择，探讨了试验设备以及技术条件。

弹性，轮胎，试验台，设计，毕业设计，全套，图纸摘要第章绪论.课题的目的和意义.轮胎转鼓试验台的功用.轮胎转鼓试验台的发展情况.研究内容第章总体方案的确定.转鼓试验台的确定轮胎滚动阻力力学特性滚动阻力系数的测定方法轮胎转鼓试验台的类型选择滚动阻力系数的测量与计算.试验设备及技术条件转鼓技术条件试验步骤.滚动阻力对汽车底盘输出功率测定值的影响分析.本章小结第章电机的选择.电力测功机的功用电力测功机的应用情况电力测功机的结构原理.选择电动机驱动电机的选择制动电机的选择.传感器的选择.本章小结第章加载机构设计.结构及工作原理.步进电机的选用.液压传动概论.液压缸的类型及其特点和应用.液压缸的设计计算液压缸主要尺寸的确定单杆活塞缸原理及计算液压缸的材料及技术条件.蜗轮蜗杆的设计计算蜗杆传动的特性选择蜗轮蜗杆材料确定蜗杆头数及蜗轮齿数确定模数蜗杆分度圆直径和直径系数通圆柱蜗杆传动的主要几何尺寸计算.滚动轴承的选择及校核计算.本章小结第章传动机构设计.轴的设计计算选择轴的材料轴的结构设计轴的校核计算.滚动轴承的选择及校核计算.键联接的选择及校核计算.联轴器的选择.本章小结第章运动关系的分析与运算.轮胎在转鼓试验台上运转时的力学分析.试验结果与数据分析.本章小结结论参考文献致谢附录第章绪论.课题的目的和意义汽车轮胎在滚动过程中，其滚动阻力约占汽车总阻力的，如果按照每减少的轮胎滚动阻力，降低燃油的话，加强对轮胎滚动阻力水平的控制，对汽车燃油经济性的贡献将是显著的，而且可以在较大范围内得以实现。

因此，如何有效地控制轮胎的滚动阻力是行业面临的个关键问题。

本文将从多个角度探讨和分析汽车轮胎滚动阻力以及测试技术。

在轮胎滚动过程中，循环变化的应力应变导致能量损耗，形成轮胎滚动阻力，也称为轮胎滞后能量损耗。

研究表明，克服轮胎滚动阻力消耗燃油占普通汽车总油耗的以上，减小轮胎滚动阻力可以降低汽车能耗，使汽车行驶的距离更远，效率更高。

随着人们对环境保护的需要，轮胎滚动阻力的控制逐渐进入人们的研究范围。

.轮胎转鼓试验台的功用转鼓试验台也称底盘测功机，是车辆整车室内试验的大型关键设备之，它主要用于车辆行驶阻力的模拟，以便用室内试验代替部分道路试验，因此被广泛地用于汽车农用运输车的整车性能试验法规检测装配下线调整新产品开发研究等领域。

本设计研究了我们在转鼓试验台开发研究中所做的些工作，主要是车辆在转鼓试验台上行驶时力学特性的研究，以及控制系统的开发。

底盘测功机是种不解体检验汽车性能的检测设备，它是通过在室内台架上汽车模拟道路行驶工况的方法来检测汽车的动力性，而且还可以测量多工况排放指标及油耗。

同时能方便地进行汽车的加载调试和诊断汽车在负载条件下出现的故障等。

由于汽车底盘测功机在试验时能通过控制试验条件，使周围环境影响减至最小，同时通过功率吸收加载装置来模拟道路行驶阻力，控制行驶状况，故能进行符合实际的复杂循环试验，因而得到广泛应用。

底盘测功机分为两类，单滚筒底盘测功机，其滚筒直径大，制造和安装费用大，但其测试精度高，般用于制造厂和科研单位双滚筒式底盘测功机的滚筒直径小，设备成本低，使用方便，但测试精度较差，般用于汽车使用维修行业及汽车检测线站。

近年来因电子计算机技术的高度发展，为数据的采集处理及试验数据分析提供了有效的手段，同时为模拟道路状态准备了条件，加速了底盘测功机的发展，加之各类专用软件的开发和应用，使汽车底盘测功机得到了广泛的推广。

.轮胎转鼓试验台的发展情况年代中期起，随着我国加速发展子午线轮胎的需要