轮胎动态试验台旋转轮胎从动和制动装置设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 随着汽车行驶速度越来越快，轮胎设计者在考虑轮胎翻新的同时，也在不断设法延长新胎的使用寿命和增强轮胎的安全性，因此轮胎研究必须加大轮胎安全性能因素的试验研究力度。在室内试验方面，平带式试验机将得到更广泛的应用。 汽车轮胎在使用过程中受到重力、驱动力、冲击力、侧向力、制动力和侧偏力等作用，产生径向、周向和侧向变形，并在轮胎内部产生热量，工况十分复杂，对汽车的行驶安全影响极大，是汽车部件中极为重要的部件之一。因此，在轮胎试验台中必须能够完全模拟出轮胎在各种工况下的各种运动姿态及受力形式。 轮胎动态试验台由加载装置、驱动装置、从动及制动装置三部分组成。轮胎的垂直运动、侧偏运动由加载油缸和侧偏油缸共同作用；轮胎的驱动主要由发动机、变速器等组成；试验台的从动及制动装置主要采用双滚多链结构，以多链构成从动平面，从动链轮连接制动盘，液压制动，液压缸举升，轮胎最高线速度 200km/h。 关键字 ：轮胎 ； 试验 ； 制动 ； 液压 ；从动 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 to at to of of so is to of of In be in of by of in in on a on is in of As a be to in a of of of by is of to of of by 00 h. 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘要 . I . 1 章 绪论 . 1 胎动态试验台的研究的目的意义 . 1 胎动态试验台的发展分析 . 1 胎动态试验台的设计内容 . 2 第 2 章 整体结构设计 . 3 验台从动和制动装置的设计要求 . 3 体结构设计 . 3 验台从动和制动装置工作原理 . 4 章小结 . 4 第 3 章 轮胎从动轮及支撑机构设计 . 5 子链传动的主要失效形式 . 5 子链传动的设计步骤和传动参数选择 . 5 动比 . 5 轮齿数 . 5 速和链轮的极限转速 . 6 节距 . 6 的长度和中心距 . 7 轮主要尺寸 . 7 平面及底座的校核 . 8 平面的校核 . 8 动轮载板校核 . 9 条的表面处理 . 12 传动的润滑 . 12 章小结 . 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 4 章 从动轮制动机构的设计计算 . 13 动器形式方案分析 . 13 动系统主要参数数值 . 15 动器的结构参数与摩擦系数的选取 . 17 动鼓直径 D . 17 动蹄摩擦衬片的包角和宽度 b . 17 擦衬片初始角的选取 . 17 动器主要零部件的结构设计 . 18 动盘 . 18 块 . 18 擦材料 . 18 动鼓 . 18 动蹄 . 19 动底板 . 19 动器液压驱动机构计算 . 19 动性能分析 . 22 章小结 . 错误 !未定义书签。 第 5 章 从动轮高度调整液压装置设计 . 错误 !未定义书签。 验台高度调整液压系统设计 要求 . 错误 !未定义书签。 压系统液压回路的设计 . 错误 !未定义书签。 降回路 . 错误 !未定义书签。 油回路 . 错误 !未定义书签。 压缸的设计计算 . 错误 !未定义书签。 压系统组成 . 错误 !未定义书签。 压系统组成 . 错误 !未定义书签。 压缸的组成 . 错误 !未定义书签。 轮泵 . 错误 !未定义书签。 向阀 . 错误 !未定义书签。 流阀 . 错误 !未定义书签。 油器 . 错误 !未定义书签。 流阀 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 箱 . 错误 !未定义书签。 缸的计算与选型 . 错误 !未定义书签。 升液压缸推力及行程的确定 . 错误 !未定义书签。 缸直径及行程的确定 . 错误 !未定义书签。 升机构油缸直径与行程的计算 . 错误 !未定义书签。 缸的选型 . 错误 !未定义书签。 泵的计算与选型 . 错误 !未定义书签。 泵工作压力的计算 . 错误 !未定义书签。 泵理论流量的计算 . 错误 !未定义书签。 泵排量的计算 . 错误 !未定义书签。 泵功率的计算 . 错误 !未定义书签。 泵的选型 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 结论 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !未定义书签。 附录 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 绪 论 经过几十年的发展，我国的汽车工业以形成了较完整的工业体系。汽车工业的发展极大的推进了轮胎工业的技术进步。 在轮胎行业中，轮胎实验机正在变得越来越重要。现如今，新型汽车的发展时间还不到两年。四轮驱动的跑车和越野车的数量在不断的增加，这就要求汽车的轮胎不仅要适合混凝土路面而且还要适合越野路况的行驶。现在轻型卡车和运输商务车都在挑战更快的速度，这就要求它们的轮胎能够适应这些不断变化的条件。在轮胎翻新行业中，卡车轮胎的市场份额也在逐步地扩大。因此，汽车轮 胎静态加载变形测试装置的设计是十分必要的，在当代汽车轮胎生产和服务行业中也有很重要的现实意义。 胎动态试验台的研究 的目的意义 轮胎是汽车行驶系的重要部件。其主要作用是：支承整车；缓和由路面传来的冲击力；保持轮胎同路面间良好的附着作用，提高汽车的动力性、制动性和通过性；传递汽车与路面间的各种力和力矩。轮胎的几何结构和受力状况复杂，材料分布不均匀，在使用中，轮胎要承受内压、离心载荷、轮胎与轮辋和地面间的摩擦力以及周期性变化的非对称负荷，因此它必须具备适宜的弹性、承受载荷能力和良好的散热性。对其进行动态 加载试验，分析其工作特性，是进行轮胎各项研究的基础，也是各种仿真分析的前提，具有重要意义。 胎动态试验台的发展分析 经过几十年的发展，我国的汽车工业以形成了较完整的工业体系。汽车工业的发展极大的 推进 了轮胎工业的技术进步。轮胎新产品的不断涌现，基本满足了汽车工业的发展需求。 在轮胎行业中，轮胎实验机正在变得越来越重要。汽车轮胎静态加载变形测试装置是一种检测轮胎的装置，就产品本身的测量准确性来说，需要科学技术、生产工艺和严格的管理来保证。目前我国的轮胎实验台市场上有很多的生产厂家，这些生产厂家的产品可 以说良莠不齐，一些企业有强有力的技术队伍和设计计算能力，严格工艺、严格管理，产品质量达到行业标准要求甚至达到国际标准要求。 随着经济的发展和技术的进步，以及对提高实验效率的要求日益增高，作为试验装置大家族中一个分支的轮胎静态加载变形测试装置 ，陆续出现了多种多样的型式；随着中国汽车行业的飞速发展，就应该有大批量的轮胎加以供应。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 现如今，新型汽车的发展时间还不到两年。四轮驱动的跑车和越野车的数量在不断的增加，这就要求汽车的轮胎不仅要适合混凝土路面而且还要适合越野路况的行驶。现在轻型卡车和运输商务车都在挑战更快的速 度，这就要求它们的轮胎能够适应这些不断变化的条件。在轮胎翻新行业中，卡车轮胎的市场份额也在逐步地扩大。因此，汽车轮胎静态加载变形测试装置的设计是十分必要的，在当代汽车轮胎生产和服务行业中也有很重要的现实意义。 胎动态试验台的设计内容 轮胎动态试验台旋转轮胎从动和制动装置主要偏重于对其双滚多链结构的设计，并且与 汽车轮胎试验驱动系统和框架式液压加载系统相配套，另外考虑 必要的强度校核、主要参数数据齐备、框架的固定、滚轮的举升和横移等问题。最后通过正确的计算，完成部部件设计选型，达到工艺合理、小批量加工 容易、成本低、可靠性高的设计要求，并附之以总装配图，清楚表达设计。 这次设计主要解决的问题有以下几个方面 （ 1） 与汽车轮胎试验驱动系统和框架式液压加载系统相配套； （ 2） 采用双滚多链结构，以多链构成从动平面； （ 3） 从动链轮连接制动盘，液压制动； （ 4） 按加载力 24 吨计算链轮和链节强度； （ 5） 轮胎线速度最高 200km/h。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 第 2 章 整体结构设计 验台 从动和制动装置的设计要求 轮胎动态试验台旋转轮胎从动和制动装置主要偏重于对其双滚多链结构的设计，并且与 汽车轮胎试验驱动系统 和框架式液压加载系统相配套，另外考虑 必要的强度校核、主要参数数据齐备、框架的固定、滚轮的举升和横移等问题。最后通过正确的计算，完成部部件设计 选型，达到工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高的设计要求。 设计 中 主要有以下几个方面 要求： 1、以 275/ 142/138G 轮胎为设计基础； 2、采用框架结构，并与驱动系统和框架式液压加载系统方便连接； 3、多链构成从动平面高度可调；轮胎定位合理、可靠； 4、进行液压制动系统设计，制动力适应制动要求可调； 5、系统安装固定牢固，安全可靠。 结构设计 根据试验台从动和制动装置的设计要求对实验台设计草图 如 图 图 验台设计草图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 验台从动和制动装置工作原理 采用双滚多链结构，以多链构成从动平面 模拟路面，轮胎通过加载装置和驱动装置的作用在链平面上进行运动，轮胎和链平面摩擦带动链轮转动。由于轮胎的型号不是固定的，所以要求 从动轮高度可调，在轮胎停止运动后从动轮应当快速停止运动，所以应采用制动器使从动轮快速停止运动。 章小结 本章主要对试验台的整体结构设计方案进行确定。在本章设计中我阅读设计的任务书并查找大量 书籍，最终确定本章所述设计方案。 在设计的过程中我比较了几种不同的机构设计方案，并对这几种方案进行对比分析，最后将选定该机构方案为最优方案 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第 3 章 轮胎从动轮及支撑机构设计 子链传动的主要失效形式 链传动的主要失效形式有以下几种： （ 1） 链板疲劳破坏 链在松边拉力和紧边拉力的反复作用下，经过一定的循环次数，链板会发生疲劳破坏。正常润滑条件下，疲劳强度是限定链传动承载能力的主要因素。 （ 2）滚子套筒的冲击疲劳破坏 链传动的啮入冲击首先由滚子和套筒承受。在反复多次 的冲击下，经过一定的循环次数，滚子、套筒会发生冲击疲劳破坏。这种失效形式多发生于中、高速闭式链传动中。 （ 3）销轴与套筒的胶合 润滑不当或速度过高时，销轴和套筒的工作表面会发生胶合。胶合限定了链传动的极限转速。 （ 4）链条铰链磨损 铰链磨损后链节变长，容易引起跳齿或脱链。开式传动、环境条件恶劣或润滑密封不良时，极易引起铰链磨损，从而急剧降低链条的使用寿命。 （ 5）过载拉断 这种拉断常发生于低速重载或严重过载的传动中。 子链传动的设计步骤和传动参数选择 动比 链的传动比一 般 8，在低速和外廓尺寸不受限制的地方允许到 10。如传比过大，则链包在小链轮上的包角过小，啮合的齿数太少，这将加速轮齿的磨损，容易出现跳齿，破坏正常啮合。通常包角最好不小于 120，推荐传动比 i=2 轮齿数 1Z 和 2Z 首先应合理选择小链轮齿数。小链轮齿数不宜过少，过少时，传动不平稳、动载荷及链条磨损加剧，摩擦消耗功率增大，铰链的比压加大及链的工作拉力增大。但是 1太大，因为 1Z 大， 2Z 更大，不仅增大传动尺寸，而且铰链磨损后容易引起脱链，将缩短链的使用寿命。因为若链条的铰链发生磨损，将使链条节距变长、链轮节圆 d向齿顶移动。 节距增长量 p 与节圆外移量 d的关系 如下。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 ,01180s 由此可知 p 一定时，齿数越多节圆外移量 d就越大，也越容易发生跳齿 和 脱链现象 。 滚子链的小链轮齿数按 表 荐范围选择。 表 动比 12 34 56 6 1Z 3127 2523 2117 17 大链轮齿数 2Z 按 2Z =i 1Z 确定，一般应使 2Z 120。 在选取链轮齿数时，应同时考虑到均匀磨损的问题。由于链节数最好选用偶数，所以链轮齿数最好选质数或不能整除链节数的数。 由上表选取 为： 1Z =30 按 2Z =i 1Z 得 2Z =30 实际传动比 为 : i= 1n / 2n = 2Z / 1Z =30/30=1 误差远小于 5%故允许。 速和链轮的极限转速 链速的提高受到动载荷的限制，所以一般最好 不 超过 12m/s。链 轮的最佳转速和极限转速接近于最大许用传动功率时的转速为最佳转速，功率曲线右侧竖线为极限转速。 按设计要求 v=200km/h=s 节距 链节距愈大，链和链轮齿各部尺寸也愈大，链的拉曳能力也愈大，但传动的 速度不均匀性、动载荷、噪声等都将增加。因此设计时，在承载能力足够的条件下，应选取较小节距的单排链，高速重载时，可选用小节距的多排链。 查教材 本设计 轮宽为 275以 应采用小节距的多排 16A 链条 。 则节距 ： P = 排距 子外径 ： 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 单排极限载荷 ： Q=86700N 每米长质量 ： q(单排 )=m 经计算链拍排数取 ： 排数 =14 总宽 ： 30 链的长度和中心距 若链传动中心距过小，则小链轮上的包角也小，同 时啮合的链轮齿数也减 若 中心距过大，则易使链条抖动。一般可取中心距 a=(3050)p，最大中心矩 0p 。 初选中心距 a=80p。 链的长度常用链节数 按带传动求带长的公式可导出 21 2 1 2222Pz z z (2*80p/p+(30+30)/2+p/a*(302*p=49 节 式中 由此算出的链的节数，必须圆整为整数，且最好为偶数。然后根据圆整后的链节数用下式计算实际中心矩： 221 2 1 2 1 284 2 2 2z z z z L (223 1 . 7 5 3 0 3 0 3 0 3 0 3 0 3 04 9 4 9 8 *4 2 2 2a =1001了便于安装链条和调节链的张紧程度， 将 中心距设计成可以 调节 的 。 轮主要尺寸 分度圆直径 d=p/80/z)=顶园直径 d+33mm d+(1)根圆直径 df=滚子 直径 ) 齿形用标准刀具加工时，在链轮端面图上不必绘制端面齿形，但需绘出链轮轴面齿形，以便车削链轮毛胚。轴面齿形的具体尺寸详见机械设计手册。 链轮齿应有足够的接触强度和耐磨性，故齿面需经热处理。常用材料有碳素钢（如45、 ），重要链轮可采用合金钢。本设计采用 40体买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 热处理后 0，齿形部分表面淬火，硬度 平面及底座的 校核 平面的校核 链条材料采用 45 钢 ， 下面进行校核。 1、 做弯矩图 下图将载荷分解为均匀的分布载荷 F。链受 均布载荷 F 作用 。 图 矩图 2、 确定中性轴位置 因为此截面为对称截面，所以中性轴 为中点位置 。 c = 1001/2 = 过截面形心与纵向对称轴垂直的形心主轴即为中性轴 。 3、 截面对中性轴的惯矩 计算危险截面处 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 433 4、 校核强度 因为 许用拉、压应力不同，而且梁的截面形状对中性轴不对称，所以，必须校核梁的最大正弯矩截面和最大负弯矩截面的强度。 截面强度校核 正负弯矩相等固最大拉应力与最大压应力相等。 66 M p 7 2 0 1 9 0 1m m a x 5、 挠度的校核 应用的挠曲线方程 : 26 0 (62 (25 6 3134 0 0 0 0 1 0 0 11 6 2 . 1 1 1 0 9 . 4 1 00 . 8 1 6 1 0M p a m m 83 (35 6 324 0 0 0 0 1 0 0 14 8 2 . 1 1 1 0 9 . 4 1 07 . 2 3 1 0p a m m 链平面刚度满足 ： 动轮载板校核 1、 做 弯矩图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 图 矩图 2、 确定中性轴位置 截面形心距底边为 : 过截面形心与纵向对称轴垂直的形心主轴即为中性轴 。 3、 截面对中性轴的惯矩 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 23 23 0 9 23 0 9 0 = 0 m 因为梁的许用拉、压应力不同，而且梁的截面形状对中性轴不对称，所以，必须校核梁的最大正弯矩截面和最大负弯矩截面的强度。 截面强度校核 最大拉应力与最大压应力。 梁的下截面承受拉应力 为： t= 的上截面承受压应力 为： t= 图 挠度校核 图 应用的挠曲线方程 为： 06a (买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 564 0 0 0 0 1 0 0 16 2 . 1 1 1 0 1 2 . 9 9 1 0 (= 0 5 03a (564 0 0 0 0 1 0 0 13 2 . 1 1 1 0 1 2 . 9 9 1 0 = 0 当 ab 时变形量在322 处 ： 20m a 0 0 0 1 0 0 19 3 1 2 . 9 9 1 0 2 . 1 1 1 0 = 条的表面处理 为了更好的模拟路面情况，以便取得更准确的试验数据，所以对链条的每一节都进行包铁，并对包铁表面进行特氟隆漆喷涂处理，从而增加链条的表面粗糙度，以便增加链条的表面粗糙度模拟路面情况。 传动的润滑 链传动的润滑至关重要。适宜的润滑能显著降低链条铰链的磨损，延长使用寿命。采用何种润滑方式由链号、链速决定。链传动的润滑方式有四种： 1、人工定期用人或油刷润滑； 2、用油杯通过油管向松边内外板间隙处滴油； 3、油浴润滑或用甩油盘将油甩起以进行飞溅润滑； 4、用油泵经 油管向链条连续供油，循环油可起润滑和冷却作用。本设计根据实际情况采用人工定期用油壶或油刷给油的润滑方式润滑 。 章小结 本章主要进行链传动的设计计算。 进行链传动的参数选择时先确定链传动的传动比和链轮的齿数，然后根据链轮转速确定链条的选择，进而确定链轮的主要尺寸。由于链平面构成本试验台的从动平面，因此还要对链平面的刚度进行校核。通过本章的设计使我对链传动的掌握更透彻。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 第 4 章 从动轮制动机构的 设计计算 动器形式方案分析 汽车制动器几乎均为机械摩擦式，即利用旋转元件与固定元件两 工作表面间的摩擦产生的制动力矩使汽车减速或停车。一般摩擦式制动器按其旋转元件的形状分为鼓式和盘式两大类。 鼓式制动器 ： 鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛用干各类汽车上。鼓式制动器又分为内张型鼓式制动器和外束型鼓式制动器两种结构型式。内张型鼓式制动器的摩擦元件是一对带有圆弧形摩擦蹄片的制动蹄，后者则安装在制动底板上，而制动底板则紧固在前桥的前梁或后桥桥壳半袖套管的凸缘上，其旋转的摩擦元件为制动鼓。车轮制动器的制动鼓均固定在轮鼓上。制动时，利用制动鼓的圆柱内表面与制动蹄摩擦 路片的外表面作为一对摩擦表面在制动鼓上产生摩擦力矩，故又称为蹄式制动器。外束型鼓式制动器的固定摩擦元件是带有摩擦片且刚度较小的制动带，其旋转摩擦元件为制动鼓，并利用制动鼓的外因柱表面与制动带摩擦片的内圆弧面作为一对摩擦表面，产生摩擦力矩作用于制动鼓，故又称为带式制动器。在汽车制动系中，带式制动器曾仅用作一些汽车的中央制动器，但现代汽车已很少采用。所以内张型鼓式制动器通常简称为鼓式制动器，通常所说的鼓式制动器就是指这种内张型鼓式结构。 盘式制动器 ： 盘式制动器按摩擦副中定位原件的结构不同可分为钳盘式和全盘式两 大类。 （ 1）钳盘式 钳盘式制动器按制动钳的结构型式又可分为定钳盘式制动器、浮钳盘式制动器等。 1、 定钳盘式制动器 ：这种制动器中的制动钳固定不动，制动盘与车轮相联并在制动钳体开口槽中旋转。具有下列优点：除活塞和制动块外无其他滑动件，易于保证制动钳的刚度；结构及制造工艺与一般鼓式制动器相差不多，容易实现从鼓式制动器到盘式制动器的改革；能很好地适应多回路制动系的要求。 2、 浮动盘式制动器 ：这种制动器具有以下优点：仅在盘的内侧有液压缸，故轴向尺寸小，制动器能进一步靠近轮毂；没有跨越制动盘的油道或油管加之液压缸冷 却条件好，所以制动液汽化的可能性小；成本低；浮动钳的制动块可兼用于驻车制动。 （ 2）全盘式 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 在全盘式制动器中，摩擦副的旋转元件及固定元件均为圆形盘，制动时各盘摩擦表面全部接触，其作用原理与摩擦式离合器相同。由于这种制动器散热条件较差，其应用远没有浮钳盘式制动器广泛。 通过对盘式、鼓式制动器的分析比较可以得出盘式制动器与鼓式制动器比较有如下均一些突出优点 : 1、 制动稳定性好 线变化平衡，所以对摩擦系数的要求可以放宽，因而对制动时摩擦面间为温度、水的影响敏感度就低。所以在汽车 高速行驶时均能保证制动的稳定性和可靠性。 2、 盘式制动器制动时，汽车减速度与制动管路压力是线性关系，而鼓式制动器却是非线性关系。 3、 输出力矩平衡 4、 制动盘的通风冷却较好，带通风孔的制动盘的散热效果尤佳，故热稳定性好，制动时所需踏板力也较小。 5、 车速对踏板力的影响较小。 综合以上优缺点最终确定本次设计采用 鼓 式制动器。 制动驱动机构的结构形式选择 。 根据制动力原的不同，制动驱动机构可分为简单制动、动力制动以及伺服制动三大类型。而力的传递方式又有机械式、液压式、气压式和气压 简单制动系 ： 简单制动系即人力制动系，是靠司机作用