汽车纵横双向驻车坡度角检测试验台的研制-单缸串联驱动试验台设计(附件)
本文对机动车辆驻车制动性能进行研究，设计了一种驻车坡度角检测装置，使得坡度角检测能够在室内进行并且平台可以模拟螺旋车道驻车状况，从而提高车辆室外驻车安全性能。该装置采用液压缸和电机相结合的方法，可以旋转出纵向角度，横向角度和纵横双向角度来模拟各种情况下的车道。该装置具有操作简单、安装方便、精确度高，制作成本低等特点，适用于二手车市场，机动车检测站、汽车修理厂、事故车辆检验等场合。
关键词 驻车坡度角，试验台，纵向，横向，纵横双向，设计图
目 录
1 引言 1
1.1 课题的背景与意义 1
1.2 国内外坡度角检测实验台的研究概况 1
1.3 常规方法检测汽车制动力易出现的问题 2
1.4 解决问题建议 3
1.5 本文主要研究内容 3
1.6 装置创新点 3
2 汽车纵横双向驻车坡度角检测单缸串联驱动试验台的总体设计 3
2.1 试验台工作原理 3
2.2 试验台应达到的技术要求 4
3 试验台设计计算 4
3.1 基本参数的设计计算 4
3.2 液压缸缸筒的计算 5
3.3 电动机的选择及蜗轮蜗杆减速机构计算 6
4 汽车纵横双向驻车坡度角检测单缸串联驱动试验台结构设计 12
4.1 坡度角检测试验台的设计 12
4.2 旋转平台结构的设计 14
4.3 支撑架的设计 15
4.4 液压缸的结构设计 16
4.5 铰链的设计 19
4.6 蜗轮蜗杆减速机构的设计 20
4.7 安全装置 21
4.8 材料选择 21 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
4 角度测量原理 22
5 汽车纵横双向驻车坡度角检测试验台的制作 23
结 论 25
致 谢 26
参 考 文 献 27
附 录 28
1 引言
随着汽车的普及，必定会涉及到驻车问题，在目前的驻车检测试验中，工作人员往往要花费太多的人力和物力将汽车开到室外的坡道上进行纵向驻车坡度角检测，且此试验却只能间接地检测出汽车纵向驻车的坡度角（坡度角不可变）。针对山区道路运输条件恶劣，尤其是我国南方地区，坡道多、道路条件差，研究汽车在野外山区坡道上的最大驻车角是十分必要的。利用新型的汽车纵横向驻车坡度检测装置可以在室内进行纵向或横向或纵横双向驻车坡度角检测，提高汽车安全性能。
1．1 课题的背景与意义
并且随着城市化进程，以往偏远山区也通上了道路，因此汽车在坡道上驻车的次数增多，所以驻车性能越来越受到人们的重视，成为汽车安全性能的一项重要指标。目前国家规定的驻车坡度角检测是室外试验台的角度是15%和20%，其费用高，精度低，坡道占地面积大，尤其是对大轴距、超长车辆的检验必需增设足够长的过渡坡道以防止车辆“拖底”的现象造成测试成本进一步上升，更重要的是测试坡道的角度是不可变的。
本课题的意义在于解决在螺旋弯道上的汽车的驻车坡度角的问题。当房车、救护车、仪器和火箭炮等各种汽车行驶在各种山路、斜坡路等陡峭山路时，会产生侧翻、侧滑等安全隐患。我们可以通过驻车坡度角测试台对汽车在各种路面上的极限坡度角进行检测，测出最大坡度角，从而测量出汽车行车中的安全坡度角，可以大大减少侧翻、侧滑等安全隐患。并为根据设计图制作实物做好理论准备。
1.2 国内外坡度角检测实验台的研究概况
1.2.1 单轴反力式制动试验台
进行车轮制动力检测时，被检汽车驶上制动试验台，遮挡制动试验台光电开关，光电开关产生到位信号后输入计算机。此时车轮置于主、从动滚筒之间，压下第三滚筒，装在第三滚筒支架下的行程开关被接通，通过延时电路启动电动机，经减速器、链传动和主从动滚筒带动车轮低速旋转，待车轮转速稳定后驾驶员踩下制动踏板，车轮在车轮制动器的摩擦力矩作用下开始减速旋转。此时电动机驱动的滚筒对车轮轮胎周缘的切线方向作用制动力以克服制动器摩擦力矩，维持车轮继续旋转。与此同时车轮轮胎对滚筒表面切线方向附加一个与制动力方向相反的等值反作用力，在该反作用力形成的反作用力矩作用下，减速器壳体与测力杠杆一起向滚筒转动相反方向摆动，测力杠杆一端的力或位移经传感器转换成与制动力大小成比例的电信号。从测力传感器送来的电信号经传输调理及放大滤波后，送往A/D转换器转换成相应的数字量，经计算机采集、存储和处理后，检测结果由数码管显示或由打印机打印出来。在制动过程中，当左、右车轮制动力和的值大于某一值时，计算机即开始采集数据，采集过程所经历时间是一定的。经历了规定的采集时间后，计算机发出指令使电动机停转，以防止轮胎被剥伤。在制动过程中，第三滚筒的转速信号由传感器转变成脉冲信号后输入控制装置，计算车轮与滚筒之间的滑移率。当滑移率达到一定值时，计算机发出指令使电动机停转。如车轮不驶离制动台，延时电路将电动机关闭3-5s?后又自动起动。检测过程结束，车辆即可驶出制动试验台。
1.2.2 拖拽方式检测驻车制动力
利用拖拽方式检测驻车制动力的试验不需要坡道，在平地上就可以断检测。汽车或汽车列车停放在水平道路上时因为汽车重力作用线与路面支撑反力作用线都平行且竖直，重力在路面上的投影分力为零即没有促使车辆运动的水平分力，车辆保持稳定不动。当坡道倾角为0时。下坡力也为0，车辆水平路上静止不动。随着坡道倾角增大，下坡力也随之增加，与之同时驻车力也增加。当车辆所提供的驻车力大于或 等于下坡力时，车辆保持静止不动。当车辆所提供的驻车力小于下坡力时，车辆向坡下运动。由以上分析可以得到如下结论：只要在水平停放的车辆上模拟施加一个下坡力，就可以创造出检测驻车制动力性能的条件，并可根据拖拽的最大数值反演推算出车辆安全稳定停放的坡道角度。
1.3 常规方法检测汽车制动力易出现的问题
（1）由于车轮轮荷 、地面附着系数、被测车轮安置角等因素的影响 ,所以很难测得车辆的最大制动力。
（2）因为滚筒式测试台无法显示车辆左、右轮制动力增长全过程随采样时间的变化情况,故不能准确指明左、右轮制动力不平衡最大值在制动力增长过程中的具体位置 , 无法分析判断引起 制动力平衡差超标的根本原因 。
（3）在检测制动力时，待测车辆停在指定位置后，检测装置降下、升起举升器，这个过程需要比较多的时间，并且在测量汽车轴重和制动力是分别进行的，所以检测不是连续进行，检测中需要间隔，因此车辆的测试效率降低了。
（4） 这类试验台由于条件限制，不能对超重，超长，超宽的车辆进行检测。
1.4 解决问题建议
（1）正确选取两组滚筒大小和安装相对位置 ,确定合理的车轮与滚筒间的安置角 。
（2）当待测车辆空载测试时，可以适当增加一定的附加质量，以保证其监测数据能够达到国家标准。也可以通过增加被测车辆在轮胎与测试滚筒之间的作用力来提高待测车辆的制动力。
（3）通过在测试滚筒表面喷砂，或者打毛制动试验台的底面，从而将待测车辆的车轮轮胎和试验台滚筒之间的附着系数提高，提高了试验台测试制动力的能力。
1.5 本文主要研究内容
1、检测装置的总体结构设计；2、检测装置的设计计算；3、液压缸的设计计算；4、蜗轮蜗杆减速机构的设计计算；5、汽车纵横双向坡度角检测装置装配图零件图的绘制。
1 引言 1
1.1 课题的背景与意义 1
1.2 国内外坡度角检测实验台的研究概况 1
1.3 常规方法检测汽车制动力易出现的问题 2
1.4 解决问题建议 3
1.5 本文主要研究内容 3
1.6 装置创新点 3
2 汽车纵横双向驻车坡度角检测单缸串联驱动试验台的总体设计 3
2.1 试验台工作原理 3
2.2 试验台应达到的技术要求 4
3 试验台设计计算 4
3.1 基本参数的设计计算 4
3.2 液压缸缸筒的计算 5
3.3 电动机的选择及蜗轮蜗杆减速机构计算 6
4 汽车纵横双向驻车坡度角检测单缸串联驱动试验台结构设计 12
4.1 坡度角检测试验台的设计 12
4.2 旋转平台结构的设计 14
4.3 支撑架的设计 15
4.4 液压缸的结构设计 16
4.5 铰链的设计 19
4.6 蜗轮蜗杆减速机构的设计 20
4.7 安全装置 21
4.8 材料选择 21 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
4 角度测量原理 22
5 汽车纵横双向驻车坡度角检测试验台的制作 23
结 论 25
致 谢 26
参 考 文 献 27
附 录 28
1 引言
随着汽车的普及，必定会涉及到驻车问题，在目前的驻车检测试验中，工作人员往往要花费太多的人力和物力将汽车开到室外的坡道上进行纵向驻车坡度角检测，且此试验却只能间接地检测出汽车纵向驻车的坡度角（坡度角不可变）。针对山区道路运输条件恶劣，尤其是我国南方地区，坡道多、道路条件差，研究汽车在野外山区坡道上的最大驻车角是十分必要的。利用新型的汽车纵横向驻车坡度检测装置可以在室内进行纵向或横向或纵横双向驻车坡度角检测，提高汽车安全性能。
1．1 课题的背景与意义
并且随着城市化进程，以往偏远山区也通上了道路，因此汽车在坡道上驻车的次数增多，所以驻车性能越来越受到人们的重视，成为汽车安全性能的一项重要指标。目前国家规定的驻车坡度角检测是室外试验台的角度是15%和20%，其费用高，精度低，坡道占地面积大，尤其是对大轴距、超长车辆的检验必需增设足够长的过渡坡道以防止车辆“拖底”的现象造成测试成本进一步上升，更重要的是测试坡道的角度是不可变的。
本课题的意义在于解决在螺旋弯道上的汽车的驻车坡度角的问题。当房车、救护车、仪器和火箭炮等各种汽车行驶在各种山路、斜坡路等陡峭山路时，会产生侧翻、侧滑等安全隐患。我们可以通过驻车坡度角测试台对汽车在各种路面上的极限坡度角进行检测，测出最大坡度角，从而测量出汽车行车中的安全坡度角，可以大大减少侧翻、侧滑等安全隐患。并为根据设计图制作实物做好理论准备。
1.2 国内外坡度角检测实验台的研究概况
1.2.1 单轴反力式制动试验台
进行车轮制动力检测时，被检汽车驶上制动试验台，遮挡制动试验台光电开关，光电开关产生到位信号后输入计算机。此时车轮置于主、从动滚筒之间，压下第三滚筒，装在第三滚筒支架下的行程开关被接通，通过延时电路启动电动机，经减速器、链传动和主从动滚筒带动车轮低速旋转，待车轮转速稳定后驾驶员踩下制动踏板，车轮在车轮制动器的摩擦力矩作用下开始减速旋转。此时电动机驱动的滚筒对车轮轮胎周缘的切线方向作用制动力以克服制动器摩擦力矩，维持车轮继续旋转。与此同时车轮轮胎对滚筒表面切线方向附加一个与制动力方向相反的等值反作用力，在该反作用力形成的反作用力矩作用下，减速器壳体与测力杠杆一起向滚筒转动相反方向摆动，测力杠杆一端的力或位移经传感器转换成与制动力大小成比例的电信号。从测力传感器送来的电信号经传输调理及放大滤波后，送往A/D转换器转换成相应的数字量，经计算机采集、存储和处理后，检测结果由数码管显示或由打印机打印出来。在制动过程中，当左、右车轮制动力和的值大于某一值时，计算机即开始采集数据，采集过程所经历时间是一定的。经历了规定的采集时间后，计算机发出指令使电动机停转，以防止轮胎被剥伤。在制动过程中，第三滚筒的转速信号由传感器转变成脉冲信号后输入控制装置，计算车轮与滚筒之间的滑移率。当滑移率达到一定值时，计算机发出指令使电动机停转。如车轮不驶离制动台，延时电路将电动机关闭3-5s?后又自动起动。检测过程结束，车辆即可驶出制动试验台。
1.2.2 拖拽方式检测驻车制动力
利用拖拽方式检测驻车制动力的试验不需要坡道，在平地上就可以断检测。汽车或汽车列车停放在水平道路上时因为汽车重力作用线与路面支撑反力作用线都平行且竖直，重力在路面上的投影分力为零即没有促使车辆运动的水平分力，车辆保持稳定不动。当坡道倾角为0时。下坡力也为0，车辆水平路上静止不动。随着坡道倾角增大，下坡力也随之增加，与之同时驻车力也增加。当车辆所提供的驻车力大于或 等于下坡力时，车辆保持静止不动。当车辆所提供的驻车力小于下坡力时，车辆向坡下运动。由以上分析可以得到如下结论：只要在水平停放的车辆上模拟施加一个下坡力，就可以创造出检测驻车制动力性能的条件，并可根据拖拽的最大数值反演推算出车辆安全稳定停放的坡道角度。
1.3 常规方法检测汽车制动力易出现的问题
（1）由于车轮轮荷 、地面附着系数、被测车轮安置角等因素的影响 ,所以很难测得车辆的最大制动力。
（2）因为滚筒式测试台无法显示车辆左、右轮制动力增长全过程随采样时间的变化情况,故不能准确指明左、右轮制动力不平衡最大值在制动力增长过程中的具体位置 , 无法分析判断引起 制动力平衡差超标的根本原因 。
（3）在检测制动力时，待测车辆停在指定位置后，检测装置降下、升起举升器，这个过程需要比较多的时间，并且在测量汽车轴重和制动力是分别进行的，所以检测不是连续进行，检测中需要间隔，因此车辆的测试效率降低了。
（4） 这类试验台由于条件限制，不能对超重，超长，超宽的车辆进行检测。
1.4 解决问题建议
（1）正确选取两组滚筒大小和安装相对位置 ,确定合理的车轮与滚筒间的安置角 。
（2）当待测车辆空载测试时，可以适当增加一定的附加质量，以保证其监测数据能够达到国家标准。也可以通过增加被测车辆在轮胎与测试滚筒之间的作用力来提高待测车辆的制动力。
（3）通过在测试滚筒表面喷砂，或者打毛制动试验台的底面，从而将待测车辆的车轮轮胎和试验台滚筒之间的附着系数提高，提高了试验台测试制动力的能力。
1.5 本文主要研究内容
1、检测装置的总体结构设计；2、检测装置的设计计算；3、液压缸的设计计算；4、蜗轮蜗杆减速机构的设计计算；5、汽车纵横双向坡度角检测装置装配图零件图的绘制。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/qcgc/1677.html
