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弹性 轮胎转鼓 试验台 设计 cad 图纸

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SY-025-BY-5毕业设计（论文）中期检查表填表日期2009年 4月28 日迄今已进行 8 周剩余 8 周学生姓名于佳莹系部汽车系专业、班级车辆工程BW05-9指导教师姓名纪峻岭职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称弹性轮胎转鼓试验台设计学生填写毕业设计（论文）工作进度已完成主要内容待完成主要内容存在问题及努力方向学生签字： 指导教师意 见 指导教师签字： 年 月 日教研室意 见教研室主任签字： 年 月 日SY-025-BY-2毕业设计（论文）任务书学生姓名于佳莹系部汽车系专业、班级车辆工程BW05-9指导教师姓名纪峻岭职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称弹性轮胎转鼓试验台设计一、设计（论文）目的、意义设计目的：为模拟车辆实际行驶状态，准确测定车辆滚动阻力系数，为确定滚动阻力系数的大小、分析滚动阻力系数的影响因素提供参考。设计意义：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一种，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的测定具有十分重要的意义。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）1、主要设计内容根据车轮的实际工作状态，开发可以模拟汽车实际使用状态的摩擦系数测定系统，要求设计的系统采用测功机输入动力，制动系消耗功率，并能准确测量输入和输出的转矩参数，进而通过运算得到滚动阻力系数的准确值。具体设计内容包括：滚动阻力系数测试系统的总体方案，驱动电机和制动电机的选择，加载机构和传动机构的设计，运动关系的分析及试验结果的运算和处理。2、主要技术指标、要求1）确定汽车驱动车轮的输入功率；2）确定汽车驱动车轮的输出功率；3）驱动车轮的加载情况； 4）测试结果及数据分析的准确性。三、设计（论文）完成后应提交的成果1、设计说明书一份，1.5万字以上；2、试验台图纸一套。3、设计的电子稿件一份。四、设计（论文）进度安排1、进行文献检索查，查看相关资料。 第1-2周（3月23月13）2、初步确定设计的总体方案，对系统进行初步设计。 第3-6周（3月164月10）3、提交设计草稿，进行讨论，修定。 第7周（4月134月17）4、对电机进行选取，对传动系统进行设计，绘制图纸。 第8-12周（4月205月22）5、提交设计，教师审核。 第13-14周（5月256月5）6、设计修改。 第15周（6月86月12）7、装订设计，准备答辩。 第16周（6月156月19） 8、设计答辩。 第17周（6月226月26）五、主要参考资料1张利平.测功机原理.北京：化学工业出版社，20052黄纬纲，王旭永，王显正等.摩擦系数产生的机理研究.上海交通大学学报，1998,(12)3付百学.汽车试验学.北京；机械工业出版社，20084冯晋祥.机械设计.北京：人民交通出版社，5汽车工程手册编委会.汽车工程手册.北京：人民交通出版社，20016黄声显.汽车试验与检测技术。北京：人民交通出版社，20057谢金元.轮胎摩擦理论的研究.，北京；机械工业出版社，2006（4）六、备注指导教师签字：年 月 日教研室主任签字： 年 月 日SY-025-BY-1毕业设计（论文）题目审定表指导教师姓名于佳莹职称汽车系从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称弹性轮胎转鼓试验台设计课题适用专业车辆工程课题类型Z 课题简介：（主要内容、意义、现有条件、预期成果及表现形式。）主要内容：根据车轮的实际工作状态，开发可以模拟汽车实际使用状态的摩擦系数测定系统，要求设计的系统采用测功机输入动力，制动系消耗功率，并能准确测量输入和输出的转矩参数，进而通过计算得到滚动阻力系数的准确值。为研制开发滚动阻力系数试验装置提供理论参考。意义：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汽车的使用性能，滚动阻力是汽车行驶阻力中的常有阻力之一，其大小与滚动阻力系数有很大的关系，而滚动阻力系数的大小受轮胎和道路的影响较大，因此对滚动阻力系数的测定具有十分重要的意义。现有条件：图书资料及网络资源。预期成果：完成弹性轮胎转鼓试验台的设计。表现形式：设计计算过程说明书及完整的设计图纸。 指导教师签字： 年 月 日教研室意见1选题与专业培养目标的符合度好较好一般较差2对学生能力培养及全面训练的程度好较好一般较差3选题与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度好较好一般较差4论文选题的理论意义或实际价值好较好一般较差5课题预计工作量较大适中较小6课题预计难易程度较难一般较易 教研室主任签字： 年 月 日系（部）教学指导委员会意见： 负责人签字： 年 月 日注：课题类型填写 W.科研项目；X.生产（社会）实际；Y.实验室建设；Z.其它。SY-025-BY-3 毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车系专业、 班 级车辆工程BW05-9指导教师姓名职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称 弹性轮胎转鼓试验台设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、研究现状汽车轮胎在滚动过程中，其滚动阻力约占汽车总阻力的20%，如果按照每减少10%的轮胎滚动阻力，降低2%-3%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一个关键问题。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。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一，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。本文介绍我们在转鼓试验台开发研究中所做的一些工作，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。2、目的、依据和意义 采用本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一种，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的测定具有十分重要的意义。根据车轮的实际工作状态，开发可以模拟汽车实际使用状态的摩擦系数测定系统，要求设计的系统采用测功机输入动力，制动系消耗功率，并能准确测量输入和输出的转矩参数，进而通过运算得到滚动阻力系数的准确值。为研制开发滚动阻力系数试验装置提供理论参考。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1、研究的基本内容（1）滚动阻力系数测试系统的总体方案；（2）驱动电机和制动电机的选择；（3）加载机构和传动机构的设计；（4）运动关系的分析及试验结果的运算和处理。2、拟解决的主要问题（1）确定合适的汽车驱动车轮的输入功率；（2）确定合适的汽车驱动车轮的输出功率；（3）驱动车轮的加载情况；（4）测试结果及数据分析的准确性。三、技术路线（研究方法）四、进度安排1、进行文献检索查，查看相关资料。 第1-2周（3月23月13）2、初步确定设计的总体方案，对系统进行初步设计。 第3-6周（3月164月10）3、提交设计草稿，进行讨论，修定。 第7周（4月134月17）4、对电机进行选取，对传动系统进行设计，绘制图纸。 第8-12周（4月205月22）5、提交设计，教师审核。 第13-14周（5月256月5）6、设计修改。 第15周（6月86月12）7、装订设计，准备答辩。 第16周（6月156月19）8、设计答辩。 第17周（6月226月26）五、参考文献1张利平.测功机原理.北京：化学工业出版社，2005年3月 2王昆，何小柏，汪信远.机械设计基础课程设计.高等教育出版社，1995年12月第一版； 3成大先.机械设计手册.化学工业出版社，1994年4月第三版4冯晋祥.机械设计.北京：人民交通出版社，2006年7月5黄声显.汽车试验与检测技术.北京：人民交通出版社，2005年10月6谢金元.轮胎摩擦理论的研究.北京：机械工业出版社，2006年4月 7喻凡，林逸.汽车系统动力学.北京：机械工业出版社，2005年7月8郭应时，袁伟.汽车试验学.北京：人民交通出版社，2006年6月9庄继德.汽车轮胎学.北京：北京理工大学出版社，1995年6月11冯健璋.汽车发动机原理与汽车理论.北京机械工业出版社，2005月1日六、备注指导教师意见： 签字： 年 月 日本科学生毕业设计弹性轮胎转鼓试验台设计 系部名称： 汽车工程系 专业班级： 车辆工程 BW05-9班 学生姓名： 指导教师： 职 称： 副教授 黑 龙 江 工 程 学 院二九年六月黑龙江工程学院本科生毕业设计摘 要汽车的动力性能是汽车的主要性能之一,是指汽车在驱动力作用下,克服各种阻力前进的能力。许多汽车性能试验均在底盘测功机上进行，而轮胎滚动阻力是影响准确测试精度的重要原因。轮胎测功机是检测汽车动力性能的重要设备。本设计根据车轮的实际工作状态，开发可以模拟汽车实际使用状态的摩擦系数测定系统，探讨了转鼓试验台的结构特点，建立了车辆行驶阻力在道路上和转鼓试验台上等值转换的试验方法，阐述了底盘测功机的总体设计，系统采用测功机输入动力，制动系消耗功率，并能准确测量输入和输出的转矩参数，进而通过运算得到滚动阻力系数的准确值。为研制开发滚动阻力系数试验装置提供理论参考。关键词：转鼓试验台；测功机；轮胎；滚动阻力；功率 ABSTRACTAutomobiles power function is one of important function of automobile. Its main automobile on the drive force role, overcome different kinds of resistance to go forwards capacity. Most of automobile function tab all carryout on the tyre measure power machine, however, tyre roll resistance is important reason of affect accuracy test precision. Chassis measure power machine is important equipment of automobile power function coefficient test system , go deeper into turn tyre testers structure feature, set up vehicle drive resistances equivalence chance test way on the road and the turn tyre tester, introduce totality plan of chassis measure power machine. The system adopt measure power machine come into power, brake system use up power, and can accurate measure revolution parameter of come into and output, and put through operation obtain the accurate numerical value of roll resistance coefficient. Its supply theory parameter with develop roll resistance coefficient test installation.Keywords：Turn Roller Tester；Measure Power Machin；Tyre；Roll Resistance；Power I目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1课题的目的和意义11.2轮胎转鼓试验台的功用11.3轮胎转鼓试验台的发展情况21.4研究内容2第2章 总体方案的确定42.1转鼓试验台的确定42.1.2轮胎滚动阻力力学特性42.1.2滚动阻力系数的测定方法52.1.3轮胎转鼓试验台的类型选择62.1.4滚动阻力系数的测量与计算72.2 试验设备及技术条件82.2.1转鼓技术条件82.2.2试验步骤92.3滚动阻力对汽车底盘输出功率测定值的影响分析102.4本章小结11第3章 电机的选择123.1电力测功机的功用123.1.1电力测功机的应用情况123.1.2电力测功机的结构原理123.2选择电动机133.2.1驱动电机的选择133.2.2制动电机的选择153.3传感器的选择163.4本章小结17第4章 加载机构设计184.1结构及工作原理184.2步进电机的选用184.3液压传动概论204.4液压缸的类型及其特点和应用214.5液压缸的设计计算224.5.1液压缸主要尺寸的确定224.5.2单杆活塞缸原理及计算244.5.3液压缸的材料及技术条件274.6蜗轮蜗杆的设计计算304.6.1蜗杆传动的特性304.6.2选择蜗轮蜗杆材料314.6.3确定蜗杆头数Z1及蜗轮齿数Z2314.6.4确定模数m、蜗杆分度圆直径d1和直径系数q324.6.5通圆柱蜗杆传动的主要几何尺寸计算324.7滚动轴承的选择及校核计算344.8本章小结34第5章 传动机构设计355.1轴的设计计算355.1.1选择轴的材料355.1.2轴的结构设计355.1.3轴的校核计算355.2滚动轴承的选择及校核计算385.3键联接的选择及校核计算395.4联轴器的选择395.5本章小结40第6章 运动关系的分析与运算416.1轮胎在转鼓试验台上运转时的力学分析416.2试验结果与数据分析426.3本章小结44结论45参考文献46致谢47附录48第1章 绪 论1.1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20%，如果按照每减少10%的轮胎滚动阻力，降低2%-3%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一个关键问题。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10%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。1.2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一，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一些工作，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。底盘测功机是一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(1500-2500mm），制造和安装费用大，但其测试精度高，一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(180-500mm），设备成本低，使用方便，但测试精度较差，一般用于汽车使用、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。1.3轮胎转鼓试验台的发展情况80年代中期起，随着我国加速发展子午线轮胎的需要，少数轮胎生产企业从美国、日本和德国引进了带有滚动阻力试验工位的转鼓式轮胎试验机，结合开发新型子午线轮胎和剖析外国轮胎样品进行了一些轮胎滚动阻力试验。20世纪70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1.7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4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，已形成了一套确保试验数据可重复性所必需的设备精度要求。1.4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一种，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的测定具有十分重要的意义。根据车轮的实际工作状态，开发可以模拟汽车实际使用状态的摩擦系数测定系统，要求设计的系统采用测功机输入动力，制动系消耗功率，并能准确测量输入和输出的转矩参数，进而通过运算得到滚动阻力系数的准确值。为研制开发滚动阻力系数试验装置提供理论参考。设计的主要具体内容包括：（1）滚动阻力系数测试系统的总体方案确定；（2）对驱动电机和制动电机的选择；（3）加载机构和传动机构的设计；（4）运动关系的分析及试验结果的运算和处理。第2章 总体方案的确定2.1转鼓试验台的确定 2.1.2轮胎滚动阻力力学特性 滚动车轮产生的所有阻力被定义为车轮滚动阻力，主要包括轮胎滚动阻力分量、道路阻力分量和轮胎侧偏阻力分量。其中，轮胎侧偏阻力分量是由轮胎的侧向载荷使轮胎侧偏而产生的附加轮胎纵向阻力。由不平路面、塑性路面和湿路面等道路情况引起的附加阻力称为道路阻力分量。此外，除了由轴承摩擦和轮胎与地面相对滑动造成的摩擦阻力外，胎内气流流动以及转动的轮胎对外部空气造成的风扇效应都会引起轮胎的滚动阻力，但均为次要影响因素，因此通常它们包含于车轮阻力中，并不单独列出。 当充气轮胎在理想路面（通常指平坦的干、硬路面）上直线滚动时，其外缘中心对称面与轮胎滚动方向一致，所受到的与滚动方向相反的阻力即为本设计中所说的轮胎滚动阻力。 根据作用机理的不同，轮胎滚动阻力还可以进一步分解为弹性迟滞阻力、摩擦阻力和风扇效应阻力，分别介绍如下。1弹性迟滞阻力 胎体变形所引起的轮胎材料迟滞作用是造成轮胎滚动阻力的主要原因。实际中充气轮胎在静态压缩作用下会产生变形并且回弹，并由于其内部的摩擦作用而引起能量损失。当车轮在力或力矩作用下滚动时，对轮胎胎面上的每一单元而言，其压缩与回弹的过程将重复不断地进行。对这样一个过程，可用图2.1所示的轮胎等效系统模型来加以解释。在轮胎等效系统模型中，假定车轮的外圆周与轮辋之间由一些径向布置的线性弹簧和阻尼单元支撑；此外，车轮胎面也假定由一系列切向排列的弹簧和阻尼单元就能充分作用，因而就生成附加的摩擦效应，将它称之为弹性迟滞阻力。轮胎胎面的弹簧和阻尼特性对路面附着力也有影响，选用低阻尼的胎面材料会导致附着摩擦力降低。当轮胎等效系统滚动时，对应的“弹簧-阻尼单元”便开始做功，并将其转化为热，所产生的弹性迟滞阻力等于消耗的阻尼与行驶距离之比。2摩擦阻力 在图2.1所示的轮胎等效系统模型中，由一系列弹簧-阻尼组成的单元连续滚动进入轮胎接触印迹区，由此相应的轮胎外圆圆弧就被压成对应的弦长，即“轮胎接地长度” 。在轮胎接触印迹内，路面与滚动单元带之间在哪纵向及横向将产生相对运动，即所谓的“部分滑动”。由于部分滑动引起轮胎磨损，其能量被转换成热，由此产生了车辆动力传动系统不得不克服的附加阻力。 图2.1 轮胎等效系统模型3.风扇效应阻力 像风扇一样，轮胎的旋转运动会导致气流损失，但可将其看做是对整个车辆气流影响的一部分。因此，通常将风扇效应阻力加到总的车辆空气阻力中。4.滚动阻力系数 综上所述，车轮在干、硬的平路面行驶，其滚动阻力包括弹性迟滞阻力、摩擦阻力和风扇阻力三部分，即： （2.1） 试验表明，在128-152km/h速度范围内，90%-95%轮胎的破坏是由内部迟滞作用引起的，而2%-10%则归咎于轮胎与地面的摩擦，仅有1.5%-3.5%归咎于空气阻力。因此，轮胎在硬路面上的滚动阻力主要由胎体变形所引起的轮胎材料迟滞作用造成。实际上，式（2-1）表达的各个分量（如弹性分量与摩擦分量）均无法单独分开测量，因此有用的还是综合表达式。2.1.2滚动阻力系数的测定方法 一般可采用两种不同的方法测量轮胎的总滚动阻力，即整车道路测试和室内台架测试。整车道路测试的优点是：道路状况和基本条件是真实的，但由于轮胎重复试验所必要的外部环境，如天气、道路及交通条件等外在因素的干扰和不定性，测试中很难保证指定的试验参数。而以上问题在室内固定轮胎试验台测试中可以避免。在室内试验条件下，装有试验轮胎的车轮被放在可以动的滚动表面上，试验数据可由车轮连接杆系上的力传感器获得。2.1.3轮胎转鼓试验台的类型选择 根据滚动面情况的不同，轮胎试验台基本上可分为三种类型（见表2.1的说明）：（1）外支撑试验台； （2）内支撑试验台；（3）平板试验台。表2.1 轮胎试验台的类型及特点试验类型简图优点缺点外支撑试验台空间足够大，轮胎易于安装很难实现湿路面测量内支撑试验台 胎面可换，能实现湿路面测量空间有限，轮胎不易安装平板试验台 底座平坦，与实际情况更吻合导向困难，振动引起腐蚀最常用的是外支撑试验台，外支撑试验台的优点是成本相对较低，承载能力高，且结构紧凑，车轮周围留有较大的空间，不但可容纳各种不同的车轮导向元件，以保证车轮定位，而且还可方便车轮的安装。但由于离心力的作用，很难在外转鼓上设置不同的道路条。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，可在一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。2.1.4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2.2所示。图2.2 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 （2.2）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2.2 试验设备及技术条件2.2.1转鼓技术条件1.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1.2m、1.6m、1.7m、2m、2.1m、3m等。ISO18164在考虑到各国设备情况和鼓面曲率对试验结果的影响后，一方面作出了转鼓直径应在1.53m之间的规定；另一方面指出，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。但是该公式系一近似计算公式，轮胎与转鼓接触面上的力分布的改变并非一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1.6m的转鼓。2.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一个摩擦过程，总摩擦力由若干分力组成，如： （2.3）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，一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一层橡胶膜，降低了附着系数。(3)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0.76m，宽为0.24m，所以转鼓宽度选为0.6m。3温度环境(1)标准条件 标准室温是指在距轮胎侧1m处的轮胎旋转轴上测得的温度，应为25C。(2)转鼓表面温度 注意确保测量开始时转鼓表面的温度与室温大致相同。4试验条件 本项试验的内容为在一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）。5试验速度（1）载荷指数不小于122的试验速度 速度级在K到M之间的轮胎转鼓速度为80km/h，速度级在F到J之间的轮胎转鼓速度为60 km/h。（2）载荷指数小于122的试验速度 转鼓速度为80km/h，如有需要，可采用120km/h的转鼓速度。2.2.2试验步骤（1）磨合 为了保证测量结果的重复性，早开始试验之前，应使轮胎有一个初始的磨合过程，然后再使之冷却。（2）温度调节 充气轮胎在试验场所的温度环境中放置一定时间，以便达到热平衡，通常在6h后温度达到平衡。（3）压力调整 温度调节结束后，将充气压力调整到试验压力，10min后再检查一遍。（4）初步确定试验方案 测量并记录的内容包括：1）试验转鼓速度 v（km/h）；2）垂直于转鼓表面的轮胎载荷W；3）充气压力；4）驱动轮胎的转矩，作用于转鼓的制动力矩；5）试验转鼓半径R（m）；6）选择的试验方法。2.3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： 1.钢制光滚筒对滚动阻力系数的影响 (1)若滚筒的半径r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。 (2)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，当车速一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。 (3)目前我国在用的底盘测功机滚筒表面有两种，一种是常见的光滚筒即表面未经处理的滚筒，另一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0.5，试验用的东风车在50km/h工况下检测最大底盘输出功率时，其滑移率约为8%，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0.8左右，接近于一般水泥路面的附着系数，则可避免滑拖现象。 (4)滚筒中心距L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，所以同一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。 2.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。2.4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。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3章 电机的选择3.1电力测功机的功用 3.1.1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一个分支。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，是一种全功能（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，很大一部分是针对电机的。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一。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。3.1.2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，它可以在某一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。这就是测功机一名的由来。本文采用的就是直流测功机。3.2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。3.2.1驱动电机的选择1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12-1所列Y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、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YZ型（笼型）或YZR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。同一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Y（IP44）系列的电动机。发动机转矩，转速=3500r/min。2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。（1）工作机所需功率 式中：工作机所需输入功率，kw； 工作机的阻力钜，Nm； 工作机的效率；工作机的转速。（2）电动机的输出功率 （3.1）式（3.1）中，总效率按下式计算：其中、分别为传动装置中每一传动副（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1-7。选用此表数值时，一般取中间值，如工作条件差，润滑维护不良时应取低值，反之取高值。式中：Pd工作机实际需要的电动机输出功率，kw； 总电动机至工作机之间传动装置的总效率。3确定电动机转速 同一类型的电动机，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 r/min式中：nd电动机可选转速范围，r/min；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1-8或表13-2）对Y系列电动机，通常多选用同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机，如无特殊需要，不选用低于750r/min的电动机。这里初选同步转速为1500r/min的电动机。4电动机型号的确定 由表121查出电动机型号为Y250M-4 ,其额定功率为 55 kW，满载转速为1480r/min，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12-1和表12-11查出电动机型号，并记录其型号、额定功率、满载转速，见表3.1，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3.1为Y250M-4型号的电动机安装及外形尺寸。表3.1 电动机的技术数据电动机型号额定功率kW满载转速r/min堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩质量kgY250M-45514802.02.2427图3.1 Y250M-4电动机安装及外形尺寸下表3.1为Y250M-4电动机的外形尺寸参数。表3.1 Y250M-4电动机的外形尺寸参数型号ABCDEFGHKABACADHDBBLY250M-4406349169651401858250244904953855754559303.2.2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Y250M-4。3.3传感器的选择根据试验的条件这里选择CYB-803S转矩转速传感器。CYB-803S用于测量旋转转矩值，由于输出为方波频率信号或4-20mA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。CYB-803S转矩转速传感器的选型对照表和外形尺寸如表3.1和图3.1所示。 表3.1 CYB-803S转矩转速传感器的选型对照表NmDdLEHhBGF键（长宽深）键重量5-100921818830128576588792066单键6kg200-500963322947133606587930108单键7.5kg700-300012445306701688565810036149单键16kg2000-300012445300701688565810036149单键16kg4000-6000160703549021210010011120702012单键26kg7000-10000160703959821210010011120702012单键27kg 这里选择范围为5-100Nm的尺寸。图3.1 CYB-803S转矩转速传感器的外形尺寸1测试传动轴；2扭矩仪壳体；3电器盒；4底座；5调整螺孔3.4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，并选择了一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4章 加载机构设计4.1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，只能提供一种恒定的油压，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4.1，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5转动，轴5通过花键带动轴3转动。由于轴3和盖4之间是螺纹连接，轴3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。4.2步进电机的选用步进电机是一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。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。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。步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，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。广泛应用于机电一体化产品中，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一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。一般地说最大静力矩Mjmax大的电机，负载力矩大。选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，一是可以改变丝杆的导程，二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率，不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。 选择功率步进电机时，应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率，使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量，使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。图4.1 加载装置1缸体；2活塞；3轴；4盖；5轴；6蜗轮蜗杆；7步进电机；8压力变送器总的来说，选择步进电机应该按照以下步骤进行，如图4.2所示。 图4.2 选择步进电机步骤选择步进电机需要进行以下计算：加载力轴和盖间为M16螺纹，其中径，螺距L=2mm，牙形斜角=30，中径处螺旋升角，若取摩擦系数，当量摩擦系数为，则当量摩擦角为，根据系统所需最高油压，算得活塞的最大推力为，则蜗轮轴所需最大扭矩为，蜗轮蜗杆传动比设为，取蜗轮蜗杆传动效率，取轴承效率，则蜗杆轴所需最大扭矩为，VRDM368型步进电机额定扭矩为1.5，能满足要求。 4.3液压传动概论 液压传动是利用密闭系统中的受压液体来传递运动和动力的一种传动方式。液压传动与机械传动相比具有许多优点，所以在机械设备中，液压传动是被广泛采用的传动方式之一。 液压传动与机械、电力等传动相比，有以下有点：（1）能方便地进行无级调速，调速范围大。（2）体积小、质量轻、功率大，即功率重量比大。一方面，在相同输出功率前提下，其体积小、重量轻、惯性小、动作灵敏，这对于液压自动控制系统具有重要意义。另一方面，在体积或重量相近的情况下，其输出功率大，能传递较大的扭矩或推力。（3）控制和调节简单、方便、省力，易实现自动化控制和过载保护。（4）因传动介质为油液，故液压元件有自我润滑作用，使寿命长。（5）可实现无间隙传动，运转平稳。（6）液压元件实现了标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和推广使用。（7）可以采用大推力的液压缸和大扭矩的液压马达直接带动负载，从而省去了中间的减速装置，使传动简化。液压传动的主要缺点是：（1）漏。由于作为传动介质的液体是在一定的压力下、有时是在较高的压力下工作的，因此在有相对运动的表面间不可避免地要产生漏油。同时，由于油液并不是绝对不可以压缩的，油管等也会产生弹性变形，所以液压传动不宜用在传动比要求较严格的场合。（2）振。液压传动中的“液压冲击和空穴现象”会产生很大的振动和噪声。（3）热。在能量转换和传递过程中，由于存在机械摩擦、压力损失、泄漏损失，因而易使油液发热，总效率降低，故液压传动不宜用于远距离传动。（4）液压传动性能对温度比较敏感，故不宜在高温或低温下工作。液压传动装置对油液的污染亦较敏感，故要求有良好的过滤设施。（5）液压元件加工精度要求高，一般情况下又要求有独立的能源，这些可能使产品成本提高。（6）液压系统出现故障时不易追查原因，不易迅速排出。综上所述，液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。它的某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21世纪必将获得更快的发展。4.4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一个方向运动，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。对于机床类机械一般采用中低压液压缸，其额定压力为2.56.3MPa；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1016MPa；对于油压机一类机械，大多数采用高压液压缸，其额定压力为2531.5MPa。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360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。4.5液压缸的设计计算4.5.1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。1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F参照表4.1和表4.2确定出缸的工作压力P，再按表4.4确定出比值（），然后根据承载情况按下面的公式计算得出。表4.1 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0.82243581010162032表4.2 液压缸工作压力与负载之间的关系负载551010202030305050工作压力0.81.01.52.02.53.03.04.04.05.0510表4.3 系数的推荐值工作压力5577活塞杆受拉力0.30.45活塞杆受压力0.500.550.60.70.7综合上表选负载F为90，工作压力P为20，活塞杆受压力=0.7。当有杆腔压力油驱动负载时，由于 故 （4.1）当无杆腔压力油驱动负载时，由于 故 （4.2）由式（4.1）、式（4.2）算出的值及选定的值即可求出活塞杆的直径来。、的取值应按标准进行圆整。因为是由有杆枪压力驱动负载，所以由式（4.1）。2液压缸壁厚 在中低压系统中，液压缸壁厚根据结构和工艺上的需要确定，一般不进行计算。当液压缸工作压力较高或直径较大时，才有必要对其最薄弱部位的壁厚进行强度校核。 当时，按以下薄壁筒公式校核 （4.3） 当时，按以下厚壁筒公式校核 （4.4）式中：缸筒壁厚； 缸筒直径；试验压力，当液压缸的的额定压力时，；当额定压力时，； 缸筒材料的许用应力。，为抗拉强度，为安全系数，一般取。因为所以按公式（4.4）进行校核，结果符合要求。3液压缸其它尺寸的确定 液压缸的长度按其最大行程确定，一般不大于（2030）。活塞的宽宁国市度按缸的工作压力和活塞的密封方式确定，一般为（0.61）。导向套滑动面的长度，当80mm时，取（0.61）；当时,取（0.61）。活塞杆的长度按缸的长度、活塞的宽度、导向套的长度、端盖的有关尺寸及它与工作台连接方式确定。对长度与直径之比大于15的受压活塞杆，应按材料力学公式进行稳定性校核计算。当压力不高时，端盖的尺寸、紧固螺钉的个数和尺寸可由结构决定；高压系统则必须进行螺钉强度的校核。4.5.2单杆活塞缸原理及计算 图4.3为单杆活塞缸原理图。其活塞的一侧有伸出杆，两腔的有效工作面积不相等。当向缸两腔分别供油，且供油压力和流量相同时，活塞（或缸体）在两个方向的推力和运动速度不相等。当无杆腔进压力油，有杆腔回油（图4.3a）时，活塞推力和运动速度分别为 （4.5） （4.6） （a） （b）图4.3单杆活塞缸当杆腔进压力油，无杆腔回油（图4.3b）时，活塞推力和运动速度分别为 （4.7） （4.8）式中： 缸无杆腔有效工作面积；缸无杆腔有效工作面积；进油压力；进入液压缸的流量表；液压缸内径；活塞杆直径； 比较上面公式可知：，。即无杆腔进压力油工作时，推力大，速度低；有杆腔进压力油工作时，推力小，速度高。因此，单杆活塞缸常用于一个方向有较大负载但运行速度较低，另一个方向为空载快速退回运动的设备。例如，各种金属切削机床、压力机、注射机、起重机的液压系统即常用单杆活塞缸。单杆活塞缸两腔同时通入压力油时，如图4.4所示，由于无杆腔工作面积大，活塞像右的推力大于向左的推力，故其向右移动。液压缸的这种连接称为差动连接。 差动连接时，活塞的推力为 （4.9） 若活塞的速度为，则无杆腔的进油量为，有杆腔的出油量为，因而有下式 （4.10） 图4.4 单杆活塞缸的差动连接比较（4.6）和（4.10）式可知，；比较（4.5）和（4.9）式可知，。这说明单杆活塞缸差动连接时，能使运动部件获得较高的速度和较小的推力。因此，单杆活塞缸还常用在需要实现“快进（差动连接）工进（无杆腔进压力油）快退（有杆腔进压力油）”工作循环的组合机床等设备的液压系统中。这时，通常要求“快进”和“快退”的速度相等，即。由式（4.10）、式（4.8）、知，即（或）。单杆活塞缸不论是缸体固定，还是活塞杆固定，工作台的活动范围都略大于缸有效行程的两倍。4.5.3液压缸的材料及技术条件1.缸筒(1) 缸筒材料（如图4.5所示） 工程机械、锻压机械等工作压力较高的场合，常用20、35、45号钢的无缝钢管。其中，20号钢用得较少，因其较软，机械强度也低，加工粗糙度不易保证。须与缸盖、管接头、耳轴等零件焊接的缸筒用35号钢，并在粗加工后调质。不与其它零件焊接的缸筒，常用45号钢调质，调制处理的目的是保证强度高、加工性好，一般调质到HB241285。 图4.5 缸筒（2）技术条件1)缸筒内径孔采用H9配合。内孔表面的粗糙度：当活塞采用橡胶密封圈时，取；当活塞用活塞环密封时，取，且均需要研磨或衍磨。比较加工方法是在镗孔之后进行滚压。这样既可降低表面粗糙度，又可提高表面硬度（表面硬度可达HRC3540）。2)内控表面的圆柱度公差为内径公差之半。3)孔轴心线的直线度公差在500mm长度上为0.03。4)端面对轴心线的垂直度公差在直径100mm上为0.04mm。5)当缸筒与端盖用螺纹联接时，螺纹采用6g级精度的工制螺纹。6)为了防止缸筒腐蚀和提高其寿命，可以在缸筒内表面镀0.030.05mm厚的硬铬，再进行研磨抛光，缸筒外表面涂耐油油漆。2.活塞(如图4.6所示)（1）活塞材料活塞材料常用耐磨铸铁、铝合金或钢外面覆盖一层青铜、黄铜和尼龙等耐磨套。（2）技术条件1)外径对的径向跳动公差为公差之半。2)端面对活塞轴线的垂直度公差在直径100mm直径上的公差为0.04mm。3)外径的 圆柱度公差为外径公差之半。 图4.6 活塞3.缸盖(如图4.7所示)（1）缸盖材料 缸盖采用35号钢或45号钢锻件，或ZG35、ZG45铸钢及HT25-47、HT30-54、HT35-61灰口铸铁。活塞杆导套可以是缸盖本身，但最好在内表面堆焊黄铜、青铜或其它耐磨材料。活塞杆导套也可另外压入，采用铸铁、黄铜、青铜或尼龙。 图4.7 缸盖（2）技术条件1)直径（钢筒内径）、（导向孔）和（活塞杆密封圈外径）的圆柱度公差为相应直径公差之半。2)、的同心度公差为0.03mm。3)A、B两端面对轴线的垂直度在直径100mm直径上的公差为0.04mm，粗糙度不高于。4)活塞杆的导向孔（或导向套的孔）的表面粗糙度不高于。4.活塞杆(如图4.8所示)(1)活塞杆材料 活塞杆有实心图4.8（a）和空心图4.8（b）两种。实心的用35号或45好钢，要求高的可用40Cr钢；空心的用35号、45号无缝钢管，并要求活塞杆的一端留出焊接和热处理的通气孔。 (a)(b)图4.8 活塞杆（2）技术条件1)粗加工后要调质处理，硬度HB230285；最后要表面高频淬火，HRC4555。2)直径（与活塞内孔配合的直径）、（与缸盖孔或导套配合的直径）的圆柱度公差为相应直径公差之半。对轴心线的径向圆跳动公差为0.01mm，表面粗糙度为。3)活塞杆工作表面母线的直线度公差在500mm长度上为0.03mm。4)端面（与活塞端面相配合的面）对直径轴心线的垂直度公差在100mm的直径上为0.04mm。5)活塞杆的摩擦密封面一般镀铬，并抛光，镀铬层厚0.030.05mm。6)活塞杆的螺纹，一般按6h（或6g）和8h级精度制造。应当指出的是，不同用途、不同压力、不同结构的液压缸，其技术条件有所不同，故在实际中可参考类似的液压缸，来适当决定所设计液压缸的技术条件。4.6蜗轮蜗杆的设计计算4.6.1蜗杆传动的特性蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动机构，两轴线间的夹角可为任意值，常用的为90。这种传动由于具有结构紧凑、传动比大、传动平稳以及在一定的条件下具有可靠的自锁性等优点，它广泛应用在机床、汽车、仪器、起重运输机械、冶金机械及其它机器或设备中。蜗杆蜗轮传动是由交错轴斜齿圆柱齿轮传动演变而来的。小齿轮的轮齿分度圆柱面上缠绕一周以上，这样的小齿轮外形像一根螺杆，称为蜗杆。大齿轮称为蜗轮。为 了改善啮合状况，将蜗轮分度圆柱面的母线改为圆弧形，使之将蜗杆部分地包住，并用与蜗杆形状和参数相同的滚刀范成加工蜗轮，这样齿廓间为线接触，可传递较大的动力。蜗杆传动具有下述一些特点：（1）当使用单头蜗杆时，蜗杆旋转一周，涡轮只转过一个齿距，因而能实现大的传动比。在动力传动中，一般传动比为i=580；在分度机构或手机机构的传动中，传动比可达300；若只传递运动，传动比可达1000。由于传动比大，零件数目又少，因而结构紧凑。（2）蜗杆传动中，由于蜗杆齿是连续不断的螺旋齿，它和蜗轮齿是逐渐进入啮合又逐渐退出啮合，同时啮合的齿对又较多，故冲击载荷小，传动平稳，噪声小。（3）当蜗杆的螺旋升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆传动便具有自锁性。（4）蜗杆传动与螺旋齿轮传动相似，在啮合处有相对滑动。因此，蜗杆传动摩擦损失较大，发热量大，效率低。当传动具有自锁性时，效率仅为40%左右。由于摩擦与磨损严重，常需用有色金属制造蜗轮，以便与钢制蜗杆配对组成减摩性良好的滑动摩擦副，但成本较高。4.6.2选择蜗轮蜗杆材料由蜗杆传动的失效形式可知，蜗杆、蜗轮的材料不仅要求具有足够的强度，更重要的是要具有良好的磨合和耐磨性。蜗杆一般是用碳钢或合金钢制成。蜗杆材料用Q235钢，轮齿表面经渗碳淬火，硬度45HRC。蜗轮材料用，砂型铸造，根据机械设计基础表6-5查得H=160MPa。4.6.3确定蜗杆头数Z1及蜗轮齿数Z2蜗杆头数可根据要求的传动比和效率来选择，一般取z11-10，推荐 z11，2，4，6。选择的原则是：当要求传动比较大，或要求传递大的转矩时，则z1取小值；要求传动自锁时取z11；要求具有高的传动效率，或高速传动时，则z1取较大值。蜗轮齿数的多少，影响运转的平稳性，并受到两个限制：最少齿数应避免发生根切与干涉，理论上应使z2min17，但z226时，啮合区显著减小，影响平稳性，而在z230时，则可始终保持有两对齿以上啮合，因之通常规定z228。另一方面z2也不能过多，当z280时(对于动力传动)，蜗轮直径将增大过多，在结构上相应就须增大蜗杆两支承点间的跨距，影响蜗杆轴的刚度和啮合精度；对一定直径的蜗轮，如z2取得过多，模数m就减小甚多，将影响轮齿的弯曲强度；故对于动力传动，常用的范围为z228-70。 对于传递运动的传动，z2可达200、300，甚至可到1000。z1和z2的推荐值见下表4.1选取。表4.1 z1和z2的推荐值i=z2/z1z1z256293171542961143022961298212982 选，4.6.4确定模数m、蜗杆分度圆直径d1和直径系数q为了保证蜗杆与蜗轮的正确啮合，要用与蜗杆尺寸相同的蜗杆滚刀来加工蜗轮。由于相同的模数，可以有许多不同的蜗杆直径，这样就造成要配备很多的蜗轮滚刀，以适应不同的蜗杆直径。显然，这样很不经济。为了减少蜗轮滚刀的个数和便于滚刀的标准化，就对每一标准的模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d1，而把及分度圆直径和模数的比称为蜗杆直径系数q。因载荷平稳，取载荷系数K=1.1。由机械设计基础P123按式（6.7）可得，查表6-1得：模数，直径系数。 蜗杆分度圆直径为：。4.6.5通圆柱蜗杆传动的主要几何尺寸计算如图4.9所示为阿基米德蜗杆传动。通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面成为中间平面。在中间平面内，蜗杆与蜗轮的啮合相当于齿条与渐开线齿轮的啮合。因此在蜗杆传动设计中，均取中间平面内的参数为标准值，并沿用齿轮传动的计算关系。图4.9 阿基米德蜗杆传动标准蜗杆传动的主要几何尺寸计算见表4.2。表4.2 圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算名称符号蜗杆蜗轮分度圆半径齿顶高齿根高齿顶圆半径齿根圆半径中心距顶隙蜗轮咽喉母圆半径4.7滚动轴承的选择及校核计算因为加载装置中间两轴的直径分别为50mm和100mm，试选深沟球轴承，由轴径的相应段根据机械设计课程设计手册表6-1，选择(0)2尺寸系列，轴承代号为6310和6319。滚动轴承的当量载荷为：0 X=1 Y=0则轴承的寿命完全符合要求。4.8本章小结 由于轮胎上需要加载垂直载荷，本章设计了符合试验台的加载机构装置，这种加载机构是对传统加载装置的优化，克服了传统加载装置的种种缺点，采用步进电机驱动，使用方便。本章主要的内容是对液压缸的设计计算，对液压缸内主要的尺寸进行了确定以及讲述了其材料及技术条件，还探讨了蜗轮蜗杆的应用及特点，并对蜗轮蜗杆传动进行了设计计算。第5章 传动机构设计5.1轴的设计计算因为，所以=337889.38 r/min， ，因此不用设计减速机构。5.1.1选择轴的材料 轴材料选择的好坏，对其使用性能影响很大，因此合理选材非常重要。在选用轴的材料时，应从多方面考虑。轴的材料 ，主要是碳素钢及合金钢。 本设计的轴选用45号钢，正火处理，由机械设计基础P212表11-1查得b=600MPa。 5.1.2轴的结构设计根据轮胎和转鼓的直径、宽度，电动机和传感器的尺寸参数等条件，估算轴的直径和轴径尺寸如下：（1） 确定各轴段直径一轴：95 110 85 70 56 45 45 56 110 100二轴：180 130 85 70 56 45 45 56 110 100（2） 确定各轴段长度一轴：676.2 120 80 80 120 100 100 140 180 260 二轴：1300 300 120 80 80 120 100 100 140 180 2605.1.3轴的校核计算轴的强度计算，尤其是转轴和心轴的强度计算，通常是在轴的结构设计初步完成之后进行的。转轴和心轴的强度设计，一般是先按轴所传递的转矩，按照扭转强度条件估算出轴上受扭转轴段的最小直径，并以其作为基本参考尺寸进行轴的结构设计。结构设计完成以后，再按照实际载荷情况对设计结果进行校核。传动轴的强度设计只需按照扭转强度条件进行计算。图5-1为轴的强度计算，根据下图对轴进行校核。图5-1 轴的强度计算1求轴传递的转矩2求轴上的作用力（1）轮胎上的切向力（2）轮胎上的径向力（3）轮胎上的轴向力3确定轴的跨距 参看图机械设计基础P219图11-12，由机械设计课程设计手册表6-1查得6220型轴承的a值为17mm，故左、右轴承的支反力作用点至轮胎力作用点的间距皆为 传感器力作用点与右端轴承支反力作用点的间距为4按当量弯矩校核轴的强度（1）作轴的空间受力简图（见图5-1b）（2）作水平面受力图及弯矩图（见图5-1c）（3）作垂直面受力图及弯矩图（图5-1d）（4）作合成弯矩M图（见图5-1e）（5）作转矩T图（见图5-1f）（6）按当量弯矩校核轴的强度由图5-1a、e、f可见，截面B的弯矩、转矩皆为最大，且相对尺寸较小，所以是危险截面，应予校核。截面B的当量弯矩为由机械设计基础表11-4查得，对于45号钢， ，其中，故按机械设计基础P217式（11.3）因此，轴的强度足够。5.2滚动轴承的选择及校核计算根据试验条件：载荷平稳，试选择深沟球轴承。由轴径的相应段根据机械设计课程设计手册表6-1，选择(0)2尺寸系列，轴承代号为6220。滚动轴承的当量载荷为：0X=1 Y=0则轴承的寿命完全符合要求。5.3键联接的选择及校核计算1根据轴径的尺寸，由机械设计课程设计手册表4-1得轴与轮胎连接的键为：键C2514 GB1096-79轴与转鼓连接的键为：键C2816 GB1096-792键的强度校核轮胎与轴上的键 ：键C2514 GB1096-79bh=2514,L=32,则Ls=L-b=20mm圆周力：挤压强度：因此挤压强度足够剪切强度：=82.3120MPa=因此剪切强度足够5.4联轴器的选择由于装置用于测量转矩，原动机为电动机，考虑选用凸缘联轴器，又由于联轴器一端与电动机相连，其孔径受电动机外伸轴径限制，根据轴径的和机械设计课程设计手册表8-2选联轴器的型号GB3852-83 YL10 J一对组合和YLD14 J一对组合。5.5本章小结本章介绍了对传动机构的设计，轴是组成机器的重要零件之一。轴的主要功用是支撑机器中的旋转零件，所以本章主要设计了传动轴，确定了轴承、联轴器和键联接的型号，并对它们进行了校核计算，校核结果符合设计要求。第6章 运动关系的分析与运算6.1轮胎在转鼓试验台上运转时的力学分析由力学分析可知，滚动半径为r的轮胎在平面道路上滚动时，由于弹性迟滞损失存在滚动阻力偶矩，并对车辆产生滚动阻力，车辆驱动轮在单转鼓底盘测功机上运转如图6.1所示。图6.1 车辆驱动轮在单转鼓底盘测功机上运转匀速行驶时车辆驱动轮和转鼓力矩平衡 (6.1) (6.2)式中：驱动轮滚动阻力偶矩 驱动轮力矩 驱动轮力矩引起的转鼓对驱动轮的切向反作用力 转鼓制动力矩由（6.1）（6.2）得 (6.3)(6.3)两边同除以r为：式中：驱动轮输出的驱动力 转鼓切向阻力（由转鼓机械摩擦阻力和测功制动力组成， ） 轮胎在平面道路上的滚动阻力 （6.4）通过以上分析得出：（1）只要车轮在转鼓上转动，转鼓与轮胎相对滚动必定会产生滚动阻力；（2）轮胎滚动阻力系数的大小与轮胎半径、转鼓半径、作用于轮胎上的垂直载荷和驱动轮胎的转矩与转鼓的制动力矩有直接的关系。6.2试验结果与数据分析图6.2为滚动阻力系数与行驶速度关系的试验曲线，两条曲线来自不同的厂家。理论与试验均表明，在很大区域内滚动阻力受速度影响很小，说明低速行驶时从“弹簧-阻尼”轮胎模型得到的结果还是比较精确的。高速行驶时滚动阻力随行驶速度上升很快，导致轮胎变热直至其强度降低，造成所谓“轮胎驻波现象”。这种现象不能用“弹簧-阻尼”轮胎模型来解释。同一种轮胎，当充气压力和负载不同时，其滚动阻力系数亦有较大变化。某轻型车道路滑行试验测得的滚动阻力系数与轮胎气压，滚动阻力系数与整车重量之间的关系如图6.3、图6.4所示。 行驶速度（km/h）图6.2 滚动阻力系数/行驶速度试验曲线 图6.3 关系曲线A:G=2905kg B:G=3740kg C:G=4650kg D:G=5650kg道路试验汽车滚动阻力系数与整车重量之间存在近似线性关系。在规定的轮胎充气压力条件下，滚动阻力系数的变化较小，可视为定值；当轮胎充气压力偏低时，其变化较大。同样负载条件下，曲线随轮胎充气压力的增大渐趋平缓；充气压力较低时，曲线较陡。上述结果表明，试验台上汽车轮胎滚动阻力系数随轮胎充气压力、载荷的变化情况与道路环境相似。但轮胎充气压力较高、负载较低时增大比较明显，主要原因是转鼓上轮胎气压高、负载小，车轮相对于转鼓存在较大的滑转率。 图6.4 关系曲线A:P=0.38MPa B:P=0.43MPa C:P=0.47MPa D:P=0.54MPa通常，车轮在转鼓上的附着系数较道路试验小，对于制动试验，台试制动距离比道路道路试验长。为了提高车轮与转鼓之间的附着性能，使模拟路面附着系数接近路试情况，可采取如下措施。（1）在转鼓表面火焰喷涂0.1-0.15mm厚度的含镍碳化钨和镍铬铝合金；（2）转鼓表面开槽；（3）施加试验轴荷增加轮胎增加轮胎对转鼓的正压力，同时，也使试验时的轮胎受力更接近整车道路行驶工况。这些措施可使车轮与转鼓间的附着系数，以满足模拟试验与检测的要求。6.3本章小结 本设计需要测试的是轮胎滚动阻力系数，轮胎半径和转鼓半径的参数已在第二章中选出，作用于轮胎上的垂直载荷的数值也在第四章中计算出，试验中需要通过传感器测出驱动轮胎的转矩和作用于转鼓的制动力矩，然后由式（6-4）就可以计算出轮胎滚动阻力的准确值了。本章依据试验数据及结果得出试验台上汽车轮胎滚动阻力系数随轮胎充气压力、载荷的变化情况与道路环境相似，但轮胎充气压力较高、负载较低时增大比较明显。结 论汽车动力性是汽车技术状况的一项重要性能指标，而滚动阻力是汽车动力性中常有阻力的一种，其大小主要取决于滚动阻力系数，本设计完成了测试轮胎滚动阻力系数方法，较系统地分析了转鼓试验台的结构特点、模拟原理和试验方法，设计了弹性轮胎转鼓试验台。试验台的设计内容包括：（1）试验台总体方案的确定；（2）对驱动电机和制动电机的选择，根据计算确定电动机的型号为Y250M-4；（3）对汽车轮胎和滚筒装置的选择，确定它们的试验条件及试验步骤；（4）对加载机构的设计：加载机构的设计有蜗轮蜗杆，液压系统等，以及液压系统的附件缸筒、活塞杆等的设计计算；（5）传动机构的设计：传动机构为传递动力的轴，以及对其附件连轴器、轴承、键联接的计算与校核；（6）对测量车轮扭矩的传感器的选择，选择的传感器为CYB-803S转矩转速传感器。本设计阐述了在滚筒上测试轮胎滚动阻力和阻力系数的原理、轮胎滚动阻力测试系统的构成。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，由公式（6.4）困扰求出滚动阻力系数。 低汽车轮胎滚动阻力能明显节约资源，保护环境，具有客观的经济效益和社会效益。各种典型使用条件下的轮胎滚动阻力与汽车耗油量之间的关系，态条件与非稳态条件的对比，用扭矩法、功率法和减速度法测量轮胎滚动阻力的差异将成为我们下一步的研究目标。由于时间仓促，本设计还有很多漏洞和问题没有解决，对此，我感到很遗憾，因此，针对这些问题，接下来，我将继续把这一课题深入进行设计分析，力求做到更加完善。参考文献1喻凡，林逸.汽车系统动力学.北京：机械工业出版社，2005.2庄继德.汽车轮胎学.北京：北京理工大学出版社，1995.3冯健璋.汽车发动机原理与汽车理论.北京机械工业出版社，2005.4郭应时，袁伟.汽车试验学.北京：人民交通出版社，2006.5谢金元.轮胎摩擦理论的研究.北京：机械工业出版社，2006.6黄声显.汽车试验与检测技术.北京：人民交通出版社，2005.7张利平.测功机原理.北京：化学工业出版社，2005. 8王昆，何小柏，汪信远.机械设计基础课程设计.高等教育出版社，1995. 9李芝.液压传动.北京：机械工业出版社，2001.10贾铭新.液压传动与控制.北京：国防工业出版社，2001.11成大先.机械设计手册.化学工业出版社，1994. 12庞振基，黄其圣.精密机械设计.机械工业出版社，2005. 13冯晋祥.机械设计.北京：人民交通出版社，2006.14（德）威鲁麦特.车辆动力学模拟及其方法.北京：北京理工大学出版社，1998.15Clark S K. Mechanics of Pneumatic Tires.new edition.Washington D C:DOT HS 805 952.NHTAS.1981.16International Organization for Standardization.Passenger Car Tyres-Rolling Resistance Measurement.Draft International Standard ISO/DIS 8767.1989.17Grover P S.Bordelon S H.New Parameters for Comparing Tire Rolling Resistance.SAE Paper 1999.致 谢到现在，毕业设计也接近尾声了，在本文完成之际，我要感谢给予我帮助和支持的所有人，特别是我最尊敬的导师纪峻岭老师，我要向她致以最诚挚的敬意和最衷心的感谢。在这期间，纪老师悉心地指导和精心的点拨，使我在做毕业设计的过程中少走了很多弯路，从课题方案的选择到设计的最终完成，纪老师始终都给予我细心的指导和不懈的支持。几个月以来，她不遗余力地对我的设计进行了指导。在我毕业设计这段时间，无论是在学习还是在生活上，恩师都给予了我无微不至的关怀。纪老师平易近人，学识渊博，治学严谨，处理问题认真求实的作风一直影响着我，她必是我一生的楷模，对我的帮助和教导我将谨记一生！再过一个月我们就要离开这个学习、生活了四年的校园了，同时自已也将告别学生时代。毕业设计可以说是我最后一次向老师们学习的机会了，也正是因为老师的教导，设计才得以完成。毕业设计虽已完成了，但由于知识水平的局限，实际经验缺乏，设计还存在许多不足，有很多地方需要改进。对于这些不足，我会在今后的工作、生活中努力去改正，并利用自已所学到的知识，为社会作更多的贡献，成为一个对社会有用的人。此外还要感谢那些给予过我关心、帮助的老师和同学，正是有了大家的关怀、鼓励和我自己的努力，此设计才得以顺利完成。最后预祝黑龙江工程学院发展越来越好，前程似锦！附 录 Human activities on the ecological damage to the environment has become a global problem, to reduce fuel consumption, reduce automobile exhaust emissions is energy conservation, prevention of air pollution in an important measure. Vehicle energy consumption is closely related with the tire rolling resistance. On cars or light trucks, the 3.4% 6.6% of fuel consumption used to overcome rolling resistance tires; of loaded radial truck tire with the car example, 12.4% 14.5% of fuel consumption to overcome the rolling resistance tires . Tire rolling resistance by 10%, fuel-efficient cars will be 1.2 percent, 4 percent savings trucks. To this end,the tire manufacturers have at home and abroad to develop new low-power tires to reduce rolling resistance, saving fuel.Automobile tires in the rolling process, the total vehicle rolling resistance accounts for about 20% of the resistance, if reduced by 10% per tire rolling resistance, lower 2% 3% of fuel, then rolling resistance tires to enhance the level of control of vehicle contribution to fuel economy will be significant, but also in a wide range can be achieved. Therefore, how to effectively control the tires rolling resistance is the industry facing a key issue. This article will explore the various angles and analysis as well as tire rolling resistance testing technology.I. Summary In the tire rolling process, the cycle of changes in the stress and strain lead to energy loss, the formation of tire rolling resistance, also known as the tire hysteresis energy loss. Studies have shown that to overcome tire rolling resistance on fuel consumption of the general accounting for the total fuel consumption of motor vehicles more than 10%. Reduce rolling resistance tires can reduce vehicle energy consumption, so that the car farther away from efficient. Tire rolling resistance is the overall energy consumption of material, equivalent to the tire rolling units of energy loss from the rolling units in addition to its distance, the dimensionless N m / m, although its equivalent to the dimensionless force, but from the point of view of energy analysis and understanding more convenient and reasonable.Through the measurement of rolling resistance tires can study the best section. However, the results of lab experiments can only make a comparison, the final road test should be used as the basis of the results.Second, research the history of As early as age 60 in the 20th century, Beijing Research and Design Institute of Rubber Industry in turn on the drum machine and measured the wire cotton tire cord tire power loss, also measured on the road when the vehicle speed steady traction resistance. At that time, due to restrictions on the use of equipment, the pilot is in its early exploratory phase of long-term. Since the mid-80s, with the accelerated development of Chinas tire needs, a small number of tire manufacturers from the United States, Japan and Germany with the introduction of the rolling resistance of the switch position test tire drum testing machine, combined with the development of a new type of radial tire and the analysis of foreign samples a number of tire rolling resistance tires test.Inspection. 70s from the 20th century in the United States, Japan and Europe, such as the economically developed countries, in order to solve energy shortages and the deterioration of environmental quality issues and the rolling resistance tires for a large number of experiments and research work. At the same time, tire rolling resistance testing technologies have also made remarkable progress. Beginning in 2004, the U.S. National Research Center on the control of rolling resistance tires to start a new round of extensive research. In 2007, the European Rubber Manufacturers Association also made to the EU to control the level of rolling resistance of the recommendations. Therefore, China will also face the control of rolling resistance.Third, testing technology At present, China has established a laboratory test-based, supplemented by the direction of the outdoor experiment. Steady-state conditions in the interior that is a constant load and speed, the tires when driving to reach thermal equilibrium Tire rolling resistance measurement method of standardization has been achieved. Preliminary results show that the simulation of the city of tire rolling resistance condition than under the conditions of steady-state rolling resistance by 26% 47% of the difference between the two aroused peoples interest in the emergence of a simulation of various operating conditions of automobile tires non-steady-state test. But so far did not see a unified standard test methods or test protocols. Carried out in the outdoor tire rolling resistance test methods are mainly trailer Act, taxiways and three kinds of torque method, in which a wider application of the trailer Act.Fourth, laboratory equipment Laboratory test equipment, through decades of effort, has appeared in various types of tire rolling resistance testing machine. Their roads in accordance with the form of simulation points, and to have a steel drum two broad categories. Strip-type test machine to simulate the continuous flat surface, is very expensive test equipment tires. At present, it is the most widely to drum testing machine, in particular, a diameter of 1.7 meters to the drum. These test equipment measuring tire rolling resistance by way of points, and measuring method, torque law, power law and reduce the rate of four kinds of law. The use of existing equipment to load and torque of law are most welcome. In the past two decades, the accuracy of test equipment greatly enhanced to reduce the double measurement error, and has formed a set of test data to ensure the repeatability of the equipment necessary for accuracy. Has the full realization of Chinas current industrial production equipment is Jiurong Tianjin rolling resistance testing machine, is divided into car and truck tire with two types of tires, and its accuracy in line with the requirements of ISO. As the outdoor test line tire rolling resistance of non-standard test, the test equipment they use is not changed. Association for the Study of the British automobile industry with the use of the pilot housing trailers, all kinds of tires for air resistance in the same test under the conditions created.V. Test Methods 1. Indoor and outdoor test test Indoor and outdoor test test test is based on the distinction between the two types of tire place test method. Indoor test of tire rolling resistance testing machine were conducted, and its experimental conditions, although the Department of simulated conditions of use but can be under control, so that good reproducibility of experimental data. Outdoor test rolling resistance tires are used on test vehicles on the road completed, it is true although the experimental conditions, but susceptible to external factors, pilot error, and therefore tire rolling resistance test to test the main indoor and outdoor test Des. 2. Steady-state conditions and non-steady-state conditions Steady-state conditions in the constant refers to the tire load and speed, and traveling in the tire to reach thermal equilibrium when measuring rolling resistance; non-steady-state conditions, it means the tire change with time in the load and speed, and tire temperature in the process of moving measuring rolling resistance. Of course, the tires in the car on the non-steady-state condition is varied. To the total points, tire condition of the car has the city, the suburbs of the car and coach on. However, a breakdown, and another empty, heavy vehicles, drive, driven, acceleration, deceleration, taxiways, brake, turn, etc. and combinations there of. Typical working condition of the tires as the standard test of non-steady-state conditions, needs to be done to investigate and test a large number of research work. So whether it is the latest ISO 18164 or the existing SAEJ 1269, they were under steady-state conditions. In addition, SAEJ 2452 slowdown is a complex experiment, the experimental conditions than under the uniform steady-state movement is much more complicated, but it is not completely under non-steady-state experiment. As can accurately predict tire rolling resistance is uniform or slowdown, more tests need to be verified, such comparison tests being investigated. However, the tire manufacturers tire rolling resistance testing machine mostly for the use of steady-state conditions, if used for non-steady-state conditions by the test needs Plus many new features, testing may be a substantial increase in cost.First of all, to deal with the choice of tires to test full consideration, such as the representativeness of the sample, the tire size, type, rated speed, the original production equipment and the type of wheel rim, as well as the technological level of producers and industry status. Secondly, the performance evaluation of the establishment of test methods. Is not any test method can be used to evaluate the performance level, especially the study of test methods, and therefore take into account the actual tire, the combination of existing technology and the means test, set up in line with the experimental detection conditions. Third, laboratory equipment to ensure precision and accuracy of the equipment of the establishment of standards to ensure that test reproducibility and repeatability, such as samples of the same specifications of the rolling resistance tires are consistent and repeatable, with the control tire for the different experiments comparison. Fourth, the establishment of quality control procedures to ensure that the different rolling resistance testing machine test results are consistent and repeatable, the data in these experiments should also include information such as equipment. Fifth, repeat the same tire test, test results are consistent and repeatable. Sixth, tire prices and the relationship between the dynamic resistance. Seventh, most importantly, in the protection of national ind