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弹性 轮胎 试验台 设计 cad 图纸 以及 说明书 仿单

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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 较易教研室意见教研室主任签字： 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-1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已完成主要内容 待完成主要内容毕业设计（论文）工作进度学生填写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-5毕业设计指导教师评分表学生姓名 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序号 评 价 项 目 满分 得分1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 102 题目工作量；题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度 103 综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力 154 设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力 205 计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力） 106 插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性 207 设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI 制的使用等） 58 科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度 10得 分 X=评 语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）指导教师签字： 年 月 日SY-025-BY-6毕业设计评阅人评分表学生姓名 于佳莹专业班级车辆工程 BW05-9指导教师姓名 纪峻岭 职称 副教授题目 弹性轮胎转鼓试验台设计序号 评 价 项 目 满分 得分1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 102 题目工作量；题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度 103 综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力 154 设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力 255 计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力） 156 插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性 207 设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI 制的使用等） 5得 分 Y=评 语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）评阅人签字 ： 年 月 日SY-025-BY-7毕业设计答辩评分表学生姓名 于佳莹专业班级 车辆工程指导教师 纪峻岭 职 称 副教授题目 弹性轮胎转鼓试验台设计 答辩时间 月 日 时答辩组成员姓名出席人数序号 评 审 指 标满分得分1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、与实际的结合程度 102 设计（实验）能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力 103 应用文献资料、计算机、外文的能力 104 设计说明书撰写水平、图纸质量，设计的规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）、实用性、科学性和创新性 155 毕业设计答辩准备情况 56 毕业设计自述情况 207 毕业设计答辩回答问题情况 30总 分 Z=答辩过程记录、评语：答辩组长签字： 年 月 日SY-025-BY-8毕业设计（论文）成绩评定表学生姓名 于佳莹 性别 女 系部 汽车系专业 车辆工程 班级 车辆工程 BW05-9设计（论文）题目 弹性轮胎转鼓试验台设计指导教师姓名 纪峻岭 职称 副教授 指导教师评分（X）评阅教师姓名 职称 评阅教师评分（Y）答辩组组长 职称 答辩组评分（Z）百分制毕业设计（论文）成绩五级分制答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）： 系部公章： 年 月 日注：1、指导教师、评阅教师、答辩组评分按百分制填写，毕业设计（论文）成绩百分制=0.3X+0.2Y+0.5Z2、评语中应当包括学生毕业设计（论文）选题质量、能力水平、设计（论文）水平、设计（论文）撰写质量、学生在毕业设计（论文）实施或写作过程中的学习态度及学生答辩情况等内容的评价。SY-025-BY-9优秀毕业设计（论文）推荐表题 目 弹性轮胎转鼓试验台设计 类别 设计学生姓名 于佳莹 系、专业、班级 汽车系车辆工程 BW05-9指导教师 纪峻岭 职 称 副教授设计成果明细：答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）： 系部公章： 年 月 日备 注： 注：“类别”栏填写毕业论文或毕业设计SY-025-BY-10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。SY-025-BY-2四、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 毕业设计（论文）开题报告学生姓名 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SY-025-BY-3一、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： 于佳莹 指导教师： 纪峻岭 职 称： 副教授 黑 龙 江 工 程 学 院二九年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeElasticity Tyre Rotary Drum Design on The TestbedCandidate：Yu JiayingSpecialty：Vehicle EngingeeringClass：BW05-9Supervisor：Associate Prof. Ji JunlingHeilongjiang Institute of Technology2009-06Harbin黑龙江工程学院本科生毕业设计I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 黑龙江工程学院本科生毕业设计IIABSTRACTAutomobiles 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 黑龙江工程学院本科生毕业设计目 录摘要 .IAbstract .II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 .16黑龙江工程学院本科生毕业设计3.4 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 Z2 .314.6.4 确定模数 m、蜗杆分度圆直径 d1 和直径系数 q.324.6.5 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黑龙江工程学院本科生毕业设计结论 .45参考文献.46致谢 .47附录 .48黑龙江工程学院本科生毕业设计1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，黑龙江工程学院本科生毕业设计2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。黑龙江工程学院本科生毕业设计3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。黑龙江工程学院本科生毕业设计4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。 11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摩擦阻力黑龙江工程学院本科生毕业设计5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RF、摩擦阻力 和风扇阻力 三部分，即：弹 性 迟 滞,RF摩 擦,RF， 风 扇RF， 风 扇摩 擦弹 性 迟 滞 R,（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。黑龙江工程学院本科生毕业设计62.1.2 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）2：（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，黑龙江工程学院本科生毕业设计7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。 3黑龙江工程学院本科生毕业设计8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 ，W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tT制动力矩 ，则滚动阻力系数 为dTf)(rRWfdt（2.2）式中： 驱动轮胎的转矩tT转鼓的制动力矩d转鼓的半径R轮胎的动力半径r作用于轮胎上的垂直载荷W黑龙江工程学院本科生毕业设计92.2 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。42.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：5阻 滞附 着总 F（2.3）式中： 接触面间的附着力；附 着F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阻 滞耗的能量，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。黑龙江工程学院本科生毕业设计104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 ；tTdT5）试验转鼓半径 R（m） ；6）选择的试验方法。 62.3 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、帘线黑龙江工程学院本科生毕业设计11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。 72.4 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。黑龙江工程学院本科生毕业设计12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 电黑龙江工程学院本科生毕业设计13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