雙前軸轉(zhuǎn)向汽車輪間和軸間側(cè)滑量檢驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)【5張CAD圖紙+PDF圖】

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目錄 1 緒 論 .1 1.1 汽車性能檢測(cè)的意義及發(fā)展?fàn)顩r .1 1.2 車輪側(cè)滑檢測(cè)的重要意義 .2 1.3 車輪側(cè)滑性能檢測(cè)的規(guī)定 .3 1.4 本設(shè)計(jì)的重要意義 .3 1.5 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容 .4 2 車輪側(cè)滑檢測(cè)原理與方法 .5 2.1 輪間側(cè)滑檢測(cè)方法 .5 2.2 軸間側(cè)滑檢測(cè)方法 .6 2.2.1 雙板分動(dòng)式側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)軸間側(cè)滑量 .6 2.2.2 輪間-軸間側(cè)滑檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)軸間側(cè)滑 .7 3 輪間-軸間側(cè)滑檢測(cè)系統(tǒng)機(jī)械部份設(shè)計(jì) .10 3.1 放松板和滑板 .11 3.2 等搖臂杠桿機(jī)構(gòu) .12 3.3 等搖臂軸平移機(jī)構(gòu) .13 3.4 回位裝置 .13 3.5 導(dǎo)向裝置 .14 3.6 鎖定裝置 .15 3.7 滑動(dòng)機(jī)構(gòu) .16 3.8 測(cè)量裝置 .16 3.9 輪間-軸間側(cè)滑檢測(cè)臺(tái)機(jī)械總成和特點(diǎn) .17 4 部分零件的選擇與校核 .18 4.1 連桿軸的計(jì)算與校核 .18 4.2 軸承的選擇與計(jì)算 .19 4.2.1 軸承的選擇 .19 4.2.2 軸承的壽命計(jì)算 .20 4.3 槽鋼的計(jì)算與校核 .20 4.4 位移傳感器的選型 .21 5 應(yīng)用可行性效果分析 .23 6 總 結(jié) .24 參考文獻(xiàn) .25 致 謝 .26 1 摘 要 隨著我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的迅猛發(fā)展，建設(shè)項(xiàng)目的增多，雙前軸轉(zhuǎn)向汽車的使用越 來(lái)越普遍。而車輪側(cè)滑引起輪胎異常磨損是雙前轉(zhuǎn)向汽車普遍存在的問(wèn)題，因此通 過(guò)檢測(cè)車輪側(cè)滑量的大小可以間接評(píng)價(jià)輪胎磨損。雙前軸轉(zhuǎn)向汽車車輪側(cè)滑檢測(cè)包 括輪間和軸間側(cè)滑檢測(cè)。為了達(dá)到準(zhǔn)確、快速、自動(dòng)化檢測(cè)的目的，本文探討了一 種新的檢測(cè)方法。這種檢測(cè)方法可直接檢測(cè)出輪間和軸間側(cè)滑量，其機(jī)械系統(tǒng)建立 在原有雙板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑臺(tái)的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加等搖臂軸平移機(jī)構(gòu)，加裝兩支位移傳 感器。通過(guò)對(duì)輪間-軸間側(cè)滑檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的研究和設(shè)計(jì)，目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)輪間 側(cè)滑量和軸間側(cè)滑量的一體化檢測(cè)。本設(shè)計(jì)主要是輪間軸間側(cè)滑臺(tái)機(jī)械組成部分， 包括框架、滑板裝置、等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)、等搖臂軸平移機(jī)構(gòu)、鎖定裝置等。 關(guān)鍵詞：雙前軸轉(zhuǎn)向； 車輪定位； 車輪側(cè)滑; 輪間側(cè)滑； 軸間側(cè)滑 2 ABSTRACT With rapidly developing of traffic and transport as well as rising of constructing item in our country, the number of double-front-axle steering automobile is also increasing.But the unusual tyre abrasion by wheel sideslip is the most prominent prolem about double- front-axle steering automobile,so by detection of wheel sideslip can estimate the tyre abrasion. Detection of double-front-axle steering automobiles wheel sideslip includes detection of sideslip between wheels and detection of sideslip between axles. The paper discusses a new detection method which achieves aim of accurate and fast detection. The detection method which bases on double-board- linkage sideslip tester by adding a equal-rocker-axle shift machine and two lining sensors can detect sideslip between wheels and sideslip between axles directly. By researching and designing detection system of wheel sideslip in detail, aim of which is to realize integrative detection for sideslip between wheels and sideslip between axles. Designation of mechanism involves frame, release device,slip-board device, equal-rocker-leverage machine, equal-rocker-axle shift machine, comeback device, oriented device, locked device and so on. Keywords: double-front-axle steering ; wheel location ; wheel sideslip ; sideslip between wheels ; sideslip between axles 3 1 緒 論 汽車是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)大大地方便了人們的日常生活。隨著科 學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車的結(jié)構(gòu)不斷完善，性能也不斷提高。特別是隨著電子技術(shù) 在汽車上的廣泛應(yīng)用，汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性和舒適性大大改善，其使用 性能日益滿足了人們的需要。汽車在滿足人們需要的同時(shí)，卻因其結(jié)構(gòu)和裝備可復(fù) 雜化，給維修和檢測(cè)行業(yè)提出了更高的要求。為了能夠快速、準(zhǔn)確、方便地診斷汽 車運(yùn)行故障和檢測(cè)汽車的使用性能，必須大力發(fā)展汽車的檢測(cè)技術(shù)和檢測(cè)設(shè)備 1。 1.1 汽車性能檢測(cè)的意義及發(fā)展?fàn)顩r 汽車在行駛過(guò)程中，其技術(shù)狀況和使用性能將隨著里程數(shù)的增加而逐漸變壞， 出現(xiàn)動(dòng)力性下降、經(jīng)濟(jì)性變差、安全可靠性降低，嚴(yán)重影響汽車經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)輸效 率的發(fā)揮，甚至威脅到生命安全。這就要求預(yù)先對(duì)故障加以查明和消除。在汽車使 用過(guò)程中，對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)做出判斷，并采取相應(yīng)的對(duì)策，可以大大提高汽車的使用 可靠性，充分發(fā)揮汽車的效能，減少維修費(fèi)用，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。所以，發(fā)展 汽車檢測(cè)與診斷技術(shù)具有重要的意義 1。 近些年發(fā)展起來(lái)的汽車檢測(cè)技術(shù)就是以研究汽車技術(shù)狀況變化規(guī)律為基礎(chǔ)，合 理制定檢測(cè)規(guī)范、檢測(cè)參數(shù)和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，充分利用現(xiàn)代化檢測(cè)手段，在汽車不解體 的條件下迅速準(zhǔn)確地反映汽車各機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)、零部件的技術(shù)狀況和使用性能，查找 故障或隱患所在，采取相應(yīng)的預(yù)防保修措施，以確保車輛在良好的技術(shù)狀況下運(yùn)行， 從而延長(zhǎng)汽車的使用壽命，提高運(yùn)輸能力，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約能源，減少對(duì)環(huán)境 的污染，保證車輛安全行駛 2。 可見(jiàn)，用現(xiàn)代化的手段對(duì)車輛性能進(jìn)行定期和不定期的檢測(cè)，這對(duì)提高汽車維 修質(zhì)量、保證車輛技術(shù)狀況和安全性能，提高運(yùn)輸效率、降低運(yùn)行消耗、減少環(huán)境 污染等方面有著顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，對(duì)促進(jìn)道路運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展起到了積極 的推動(dòng)作用。 汽車檢測(cè)技術(shù)是學(xué)習(xí)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的。早在4050 年代就已有了 以故障診斷性能調(diào)試為主要目的的單項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)。60 年代后檢測(cè)技術(shù)獲得較大發(fā)展， 逐漸將單項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)聯(lián)線建站，成為既能進(jìn)行維修檢驗(yàn)，又能進(jìn)行安全與環(huán)保監(jiān)測(cè) 的檢測(cè)技術(shù)。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，70 年代初期出現(xiàn)了檢測(cè)控制、數(shù)據(jù)處理 和報(bào)告檢測(cè)結(jié)果高度自動(dòng)化的綜合性能檢測(cè)技術(shù)，其檢測(cè)效率極高。目前，工業(yè)發(fā) 達(dá)國(guó)家的現(xiàn)代化汽車檢測(cè)技術(shù)已達(dá)到廣泛應(yīng)用的階段，在交通安全、環(huán)境保護(hù)、節(jié) 約能源、降低運(yùn)輸成本和提高運(yùn)力等方面，帶來(lái)了明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 我國(guó)的汽車檢測(cè)技術(shù)起步較晚，發(fā)展緩慢。60 年代開(kāi)始研究汽車的診斷、檢測(cè) 4 技術(shù)，70 年代末列為國(guó)家項(xiàng)目開(kāi)展了較為全面的研究，重點(diǎn)是檢測(cè)設(shè)備，并著手籌 建檢測(cè)站。80 年代得到迅速發(fā)展，以引進(jìn)國(guó)外的汽車檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備為主導(dǎo)，同時(shí) 自己也生產(chǎn)了許多檢測(cè)設(shè)備。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到1998 年上半年，全國(guó)已建立了800 多個(gè)汽車檢測(cè)站，1000 余條檢測(cè)線，檢測(cè)站在大中城市已普遍使用。在這一領(lǐng)域我 國(guó)與國(guó)外的差距正在縮小。目前我國(guó)生產(chǎn)的汽車檢測(cè)與維修設(shè)備技術(shù)水平與國(guó)外發(fā) 達(dá)國(guó)家相比，主要差距是： 1. 產(chǎn)品可靠性差 國(guó)外同類產(chǎn)品的使用壽命較長(zhǎng)，一般35 年不更換易損件。而國(guó)內(nèi)產(chǎn)品性能不 夠穩(wěn)定，故障率多，外觀質(zhì)量差。 2. 自動(dòng)化水平低。 3. 國(guó)內(nèi)大多數(shù)維修設(shè)備為機(jī)械式或半機(jī)械式，而國(guó)外大都采用微機(jī)控制、數(shù) 字顯示或彩色屏幕顯示，精度高，檢測(cè)效果好。 4. 品種不全，更新幔，技術(shù)含量低，附加價(jià)值率低。 5. 有些檢測(cè)設(shè)備還屬空白。如全電腦四輪定位儀，自動(dòng)電腦解碼器，電腦控 制車身大梁矯正度量系統(tǒng)等檢測(cè)設(shè)備，國(guó)外已形成了系列化，標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，而國(guó)內(nèi) 則剛剛著手研究開(kāi)發(fā) 2。 1.2 車輪側(cè)滑檢測(cè)的重要意義 傳統(tǒng)意義上的車輪側(cè)滑是指由于車輪前束角與外傾角配合不當(dāng)，在汽車行駛過(guò) 程中，車輪與地面之間產(chǎn)生一種相互作用力，這種作用力垂直于汽車行駛方向，使 輪胎處于邊滾邊滑的狀態(tài) 4。本文所涉及的車輪側(cè)滑的概念還包括另一種原因引起 的車輪側(cè)滑，即由于雙前軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的前、后轉(zhuǎn)向軸引導(dǎo)汽車轉(zhuǎn)向方向不一致而引 起的車輪側(cè)滑。為了本文的敘述方便，把由于車輪前束角與外傾角配合不當(dāng)而引起 的車輪側(cè)滑稱為“輪間側(cè)滑”，相應(yīng)的側(cè)滑大小稱為“輪間側(cè)滑量”；把由于雙前 軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)前、后轉(zhuǎn)向軸引導(dǎo)汽車轉(zhuǎn)向方向不一致而引起的車輪側(cè)滑稱為“軸間側(cè) 滑”，相應(yīng)的側(cè)滑大小稱為“軸間側(cè)滑量”。車輪側(cè)滑使汽車的操縱穩(wěn)定性變差， 增加油耗和加速輪胎的磨損。 汽車車輪側(cè)滑對(duì)汽車使用性能的影響主要有以下幾個(gè)方面： 1. 汽車車輪側(cè)滑量過(guò)大會(huì)使汽車的行駛阻力增加,對(duì)汽車的動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì)性及 制動(dòng)性能均有不利影響。由某一車型的試驗(yàn)可知,前輪側(cè)滑量為5.2m/km 與前輪側(cè)滑 量為0.2m/km 相比,其滾動(dòng)阻力增加了約30%,加速性能降低了約7.5%,等速行駛?cè)剂?消耗量增加了5%左右。 2. 汽車車輪側(cè)滑量增大,對(duì)汽車的直線行駛性干擾很大。 3. 汽車車輪側(cè)滑量增大使輪胎磨損加劇,同時(shí)還會(huì)引起偏磨損,導(dǎo)致輪胎使用壽命 5 下降 4。 1.3 車輪側(cè)滑性能檢測(cè)的規(guī)定 對(duì)由于車輪前束角與外傾角配合不當(dāng)而引起的車輪側(cè)量滑即輪間側(cè)滑量，機(jī) 動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件中有詳細(xì)的規(guī)定。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7258-1997機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件中明確規(guī)定：機(jī)動(dòng)車(摩托 車、輕便摩托車和三輪農(nóng)用車除外)轉(zhuǎn)向輪的橫向側(cè)滑量，用側(cè)滑儀(包括雙板和單 板側(cè)滑儀)檢測(cè)時(shí)側(cè)滑量值應(yīng)不大于5m/km。 其檢驗(yàn)方法是： 1. 將車輛對(duì)正側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)(對(duì)于單板式側(cè)滑儀，將車輛的一側(cè)對(duì)正側(cè)滑板)，并使 轉(zhuǎn)向盤處于正中位置； 2. 使車輛沿臺(tái)板上的指示線以3km/h5km/h 車速平穩(wěn)前進(jìn)，在行駛過(guò)程中，不得 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤； 3. 轉(zhuǎn)向輪通過(guò)臺(tái)板時(shí)，測(cè)取橫向側(cè)滑量。 最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7258-2004機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件中明確規(guī)定：汽車 （三輪汽車除外）的車輪定位應(yīng)符合該車有關(guān)技術(shù)條件，車輪定位值應(yīng)在產(chǎn)品使用 說(shuō)明書中標(biāo)明。對(duì)前軸采用非獨(dú)立懸架的汽車，其轉(zhuǎn)向輪的橫向側(cè)滑量，用側(cè)滑臺(tái) 檢驗(yàn)時(shí)側(cè)滑量值應(yīng)在5 m/km 之間。 檢驗(yàn)方法是： 1. 轉(zhuǎn)向輪橫向側(cè)滑量的檢驗(yàn)應(yīng)在側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行。 2. 將汽車對(duì)正側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)，并使方向盤處于正中位置。 3. 使汽車沿臺(tái)板上的指示線以3 km/h5 km/h 車速平穩(wěn)前行，在行進(jìn)過(guò)程中，不 允許轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤。 4. 轉(zhuǎn)向輪通過(guò)臺(tái)板時(shí)，測(cè)取橫向側(cè)滑量 5。 因?yàn)殡p前軸轉(zhuǎn)向汽車在我國(guó)工程建設(shè)中大量應(yīng)用的時(shí)間并不是很長(zhǎng)，所以國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)軸間側(cè)滑量限值還沒(méi)有做出相關(guān)規(guī)定。 1.4 本設(shè)計(jì)的重要意義 隨著我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的迅猛發(fā)展，建設(shè)項(xiàng)目的增多，長(zhǎng)距離大噸位車輛的保有 量也大幅度增加。對(duì)于超重型汽車，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮其軸荷限制，使其在結(jié)構(gòu)上可 行，又符合道路交通法規(guī)的要求，簡(jiǎn)便易行的方法即增加軸數(shù)，把前軸由單軸改為 雙前軸。因此，雙前軸轉(zhuǎn)向汽車的產(chǎn)量與銷售量開(kāi)始大幅度增加。由于這種汽車轉(zhuǎn) 向軸數(shù)增加，給轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的安裝、調(diào)整以及維修工作帶來(lái)巨大的困難，同時(shí)使用中 出現(xiàn)的問(wèn)題也相應(yīng)的增多。汽車在長(zhǎng)時(shí)間的使用之后，由于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中各配合件之 6 間的磨損、彎曲變形和螺絲的松動(dòng)，使得前、后轉(zhuǎn)向軸引導(dǎo)汽車轉(zhuǎn)向方向不一致， 車輪在地面上滾動(dòng)時(shí)就會(huì)受到地面所給的垂直于汽車行駛方向的橫向力作用，輪胎 的異常磨損加劇，新車出廠時(shí)也可能由于安裝不當(dāng)而引起上述問(wèn)題。然而，目前為 止，還沒(méi)有相應(yīng)的能檢測(cè)其安裝、調(diào)整以及維修工作是否正確的設(shè)備，嚴(yán)重地影響 了汽車制造和維修工作，這一問(wèn)題已成為了亟待解決的重要問(wèn)題。 對(duì)于雙前軸轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和研究，國(guó)內(nèi)外在理論分析和實(shí)踐上做了很多工作。 然而，對(duì)雙前軸轉(zhuǎn)向汽車軸間側(cè)滑檢測(cè)理論的研究很少，就更不用說(shuō)實(shí)際的檢測(cè)手 段了。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于雙前軸轉(zhuǎn)向汽車軸間側(cè)滑的檢測(cè)還停留在簡(jiǎn)單的人工測(cè)量的 方法，即檢測(cè)人員用肉眼觀察轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中各零件是否磨損嚴(yán)重和螺絲是否松動(dòng)，用 米尺來(lái)測(cè)量各零件間的配合尺寸，再通過(guò)路試的方法來(lái)判斷是否合格。這種方法效 率低，投入的人員多，檢測(cè)結(jié)果誤差大。 因此，為實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)出汽車的功能故障，確保行車安全，研制開(kāi)發(fā) 價(jià)格低廉、能同時(shí)檢測(cè)雙前軸轉(zhuǎn)向汽車輪間、軸間側(cè)滑量的檢測(cè)系統(tǒng)，已是一項(xiàng)迫 在眉睫的任務(wù)。 本設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的輪間-軸間側(cè)滑檢測(cè)系統(tǒng)能夠快速、有效而準(zhǔn)確地檢測(cè)輪間側(cè)滑量 和雙前軸轉(zhuǎn)向汽車的軸間側(cè)滑量，取代了傳統(tǒng)笨拙的檢測(cè)軸間側(cè)滑的方法。實(shí)現(xiàn)了 軸間側(cè)滑的智能化檢測(cè)和檢驗(yàn)臺(tái)的多功能化，降低檢測(cè)設(shè)備的成本，提高了檢測(cè)的 效率。使用檢驗(yàn)臺(tái)檢調(diào)車輛，可保證車輛具有最佳的操縱穩(wěn)定性，保證行車安全， 減少由于車輪定位狀態(tài)不佳所發(fā)生的交通事故。并能極大地減少輪胎異常磨損減 少車輛用戶的經(jīng)濟(jì)損失，其間接經(jīng)濟(jì)效益十分可觀，對(duì)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常有利。 1.5 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容 本設(shè)計(jì)內(nèi)容: 首先研究汽車車輪軸間側(cè)滑量檢測(cè)的方法，開(kāi)發(fā)雙前軸轉(zhuǎn)向汽車輪間-軸間側(cè)滑 量一體化檢測(cè)系統(tǒng)；然后對(duì)雙前軸轉(zhuǎn)向汽車輪間-軸間側(cè)滑量臺(tái)各機(jī)械組成部分設(shè)計(jì)。 7 2 車輪側(cè)滑檢測(cè)原理與方法 2.1 輪間側(cè)滑檢測(cè)方法 檢測(cè)輪間側(cè)滑量使用側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)，目前國(guó)內(nèi)在用的大多數(shù)側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)均是滑板 式，并且都只能檢測(cè)輪間側(cè)滑量。檢測(cè)時(shí)使汽車前輪在滑板上通過(guò)，在通過(guò)檢測(cè)滑 板左右方向位移量的方法來(lái)檢驗(yàn)側(cè)滑量?；迨絺?cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)按其結(jié)構(gòu)形式可分為單 滑板式和雙板聯(lián)動(dòng)、雙板分動(dòng)三種。還有一種國(guó)外進(jìn)口的檢測(cè)前輪外傾角和前束配 合情況的試驗(yàn)臺(tái)是滾筒式的。檢測(cè)時(shí)，前輪放在滾筒上，由模擬路面的滾筒來(lái)驅(qū)動(dòng)。 同時(shí)有三個(gè)小滾子緊貼輪胎，小滾子可以在互相垂直的兩個(gè)方向上自由擺動(dòng)，由小 滾子的支座來(lái)測(cè)量側(cè)向力。這種試驗(yàn)臺(tái)可以邊檢測(cè)邊調(diào)整，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高。 國(guó)內(nèi)也研制成一種 QCT-1 型從動(dòng)滾筒檢測(cè)式前輪側(cè)滑調(diào)整臺(tái)，檢測(cè)時(shí)，也是將兩前 輪放在四個(gè)滾筒上，由電機(jī)帶動(dòng)的后滾筒驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，模擬汽車行駛狀態(tài)。兩前 滾筒是從動(dòng)的，而且在橫向可以自由滑動(dòng)，因?yàn)橹蝺汕皾L筒的軸承座固定在兩塊 可以左右自由滑動(dòng)的滑板上，由此可以檢測(cè)出前輪側(cè)滑量。這里只重點(diǎn)介紹一下雙 板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)。 雙板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示，由機(jī)械部分、側(cè)滑量檢測(cè)裝置、側(cè)滑 量定量指示裝置等幾部分組成。 圖 2-1 雙板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑臺(tái) 1.側(cè)滑臺(tái)儀表 2.傳感器 3.回位機(jī)構(gòu) 4.限位裝置 5.右滑板 6.所定裝置 7.等搖臂杠桿機(jī)構(gòu) 8.滾輪 9.導(dǎo)軌 10.左滑板 11.導(dǎo)向裝置 12.框架 機(jī)械部分包括：左右滑板、雙搖臂杠桿機(jī)構(gòu)、回位裝置、導(dǎo)向和限位裝置等。 雙滑板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)左右兩塊滑板的移動(dòng)量是相等的，同時(shí)向外或同時(shí)向內(nèi)。 8 在其中一塊滑板上裝有位移傳感器，將位移量變成電信號(hào)送給側(cè)滑量顯示裝置。 側(cè)滑檢測(cè)裝置由左右兩塊滑板、杠桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)和位移傳感器等組成。該裝置把 車輪的側(cè)滑量檢測(cè)出來(lái)，并傳遞給側(cè)滑量指示裝置。 側(cè)滑板表面做成凸凹不平的花紋形狀，以增大附著力，減少車輪與滑板之間可 能產(chǎn)生的滑移?；逑旅嬗袧L輪，滾輪在滑道中可以左右自由滑動(dòng)。滾輪和滑道應(yīng) 定期進(jìn)行潤(rùn)滑和保養(yǎng)，以減少滑板運(yùn)動(dòng)的阻力，提高檢測(cè)精度。當(dāng)車輪駛離滑板后， 滑板在回位彈簧的作用下恢復(fù)到原來(lái)的位置。 以前生產(chǎn)的側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)的指示裝置有指針式的。目前，國(guó)產(chǎn)的側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)全部 用數(shù)碼管顯示或液晶顯示，并有峰值保留功能。數(shù)字式側(cè)滑儀用數(shù)字顯示側(cè)滑量值， 用“+”、“-”號(hào)表示側(cè)滑方向 7。 2.2 軸間側(cè)滑檢測(cè)方法 現(xiàn)有的側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)中，雙板分動(dòng)式側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)大概能夠滿足軸間側(cè)滑檢測(cè)的需 要。下面分別論述雙板分動(dòng)式側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)和本設(shè)計(jì)所研究的輪間-軸間側(cè)滑檢測(cè)系統(tǒng) 檢測(cè)車輪的軸間側(cè)滑量。 2.2.1 雙板分動(dòng)式側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)軸間側(cè)滑量 雙板分動(dòng)式側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)的工作原理很簡(jiǎn)單，它有兩個(gè)獨(dú)立的可以橫向滑動(dòng)的浮 動(dòng)滑板。檢測(cè)汽車的輪間側(cè)滑量時(shí)，汽車慢速通過(guò)側(cè)滑臺(tái)，兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪就會(huì)帶動(dòng)滑 板移動(dòng)，滑板的位移量就是輪間側(cè)滑量 8?，F(xiàn)在要使用雙板分動(dòng)式側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)測(cè)量 雙前軸轉(zhuǎn)向汽車的輪間和軸間側(cè)滑量。因?yàn)槠囋谕ㄟ^(guò)側(cè)滑臺(tái)臺(tái)板的時(shí)候，輪間側(cè) 滑和軸間側(cè)滑最終都反應(yīng)在車輪的側(cè)滑上，所以側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)兩個(gè)臺(tái)板的位移量是輪 間側(cè)滑和軸 9 圖2-2 雙板分動(dòng)式側(cè)滑臺(tái)檢測(cè)軸間側(cè)滑量示意圖 間側(cè)滑共同作用的結(jié)果。那么，關(guān)鍵問(wèn)題就是把兩個(gè)側(cè)滑量分離出來(lái)。 假設(shè)滑板向外滑動(dòng)的位移記為“+”， 向內(nèi)滑動(dòng)的位移記為“”。輪間側(cè)滑引 起的左右臺(tái)板位移分別記為A 1，A 2 ，根據(jù)外傾角和前束角引起車輪側(cè)滑的特點(diǎn)可 知：A 1 A2 0；軸間側(cè)滑引起的左右臺(tái)板位移分別記為 B 1,B2 ，通過(guò)前面對(duì)軸 間側(cè)滑檢測(cè)原理的分析可知： B1 B2 0 。左右滑板的最終的位移分別記為 S 1 和 S 2 ，如圖2-2 所示。 則有如下方程組成立： S1= A1 + B1 (2- 1) S2= A2 + B2 (2- 2) S1 和 S 2 可以通過(guò)位移傳感器直接測(cè)得，作為已知量。方程組只有兩個(gè)方程，卻 有四個(gè)未知量，所以還要找出兩個(gè)方程。B 1 和B 2 事實(shí)上是同一個(gè)量，只是同一個(gè) 轉(zhuǎn)向軸的軸間側(cè)滑量分別通過(guò)左右車輪反應(yīng)為兩個(gè)滑板的位移量，因此 B 1 = B2 。再看看A 1 和A 2 是一個(gè)什么樣的關(guān)系，在用雙板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)輪間側(cè)滑 量時(shí)，等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)保證了關(guān)系式 A 1= A2 ，而雙板分動(dòng)式側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)無(wú)法滿足 這個(gè)要求，這也是設(shè)計(jì)的輪間-軸間側(cè)滑檢測(cè)系統(tǒng)采用等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)的原因。為了 能夠使用雙板分動(dòng)式側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)軸間側(cè)滑量，只能做這樣的假設(shè)，即：A 1 = A2 。至此，方程組有四個(gè)方程，能夠求得四個(gè)未知量。 將 A 1 = A2 ，B 1 = B2 帶入 S 1 A 1 + B1 可得： S1 A 2B 2 把 S 2 A 2 B 2 和 S 1A 2B 2 兩邊相加： S2 S 1 2 A 2 A2 (S 1 + S2)/2 把 S 2 A 2 B 2 和 S 1A 2B 2 兩邊相減： S2 S 1 2 B 2 B2 (S 2 S 1)/2 通過(guò)以上推導(dǎo)最終求得輪間側(cè)滑量和軸間側(cè)滑量的大小。 但雙板分動(dòng)式側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)車輛側(cè)滑時(shí)有很大的缺點(diǎn)：車輛剛駛上板面時(shí)由 于受側(cè)向力大的一側(cè)板的移動(dòng)量大于受側(cè)向力小的一側(cè)板，車頭將隨受側(cè)向力大的 一側(cè)板的受力方向擺動(dòng)，行車狀態(tài)不穩(wěn)定，更重要的是測(cè)量結(jié)果重復(fù)性差、失真較 大。 10 2.2.2 輪間-軸間側(cè)滑檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)軸間側(cè)滑 因?yàn)殡p板分動(dòng)式側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)在檢測(cè)車輪的輪間側(cè)滑量和軸間側(cè)滑量時(shí)，要做出 一定的假設(shè)，因此測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)離散性很大，重復(fù)性不好。因此，就有必要開(kāi)發(fā) 本論文所討論的輪間-軸間側(cè)滑檢測(cè)系統(tǒng)，以保證行車狀態(tài)穩(wěn)定，檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、重 復(fù)性好。 本檢驗(yàn)臺(tái)在原有雙板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)上，增加等搖臂軸平移機(jī)構(gòu)和測(cè) 量系統(tǒng)，在測(cè)量輪間側(cè)滑量的同時(shí)，測(cè)量軸間側(cè)滑量。 等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)能夠保證左右滑板同時(shí)向內(nèi)或向外移動(dòng)相同的位移，即保證了 關(guān)系式 A 1 = A2 ,所以是必不可少的機(jī)構(gòu)。為了能夠檢測(cè)軸間側(cè)滑量，還必須要滿 足左右臺(tái)板同時(shí)向一側(cè)移動(dòng)的要求，為此增加了一個(gè)等搖臂軸平移機(jī)構(gòu)。實(shí)質(zhì)上就 是把原本固定的等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)的中心軸安裝在可以橫向自由移動(dòng)的浮動(dòng)板上。當(dāng) 同時(shí)存在輪間側(cè)滑和軸間側(cè)滑的汽車駛上臺(tái)板時(shí)，兩個(gè)臺(tái)板會(huì)因?yàn)檩嗛g側(cè)滑的存在 而通過(guò)等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)同時(shí)向內(nèi)側(cè)或外側(cè)移動(dòng)，又會(huì)因?yàn)檩S間側(cè)滑的存在而通過(guò)等 搖臂軸平移機(jī)構(gòu)而向同一側(cè)移動(dòng)。所以每一個(gè)臺(tái)板的運(yùn)動(dòng)都是兩種運(yùn)動(dòng)的合成，即 輪間側(cè)滑和軸間側(cè)滑引起的運(yùn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)。 如果按照使用雙板分動(dòng)式側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)車輪側(cè)滑的方式布置傳感器，就可以 通過(guò)公式推導(dǎo)求出輪間側(cè)滑量和軸間側(cè)滑量，而且無(wú)需再做任何假設(shè)，所以一定會(huì) 比使用雙板分動(dòng)式側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。 圖2-3 傳感器布置方式 但是，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，本檢測(cè)系統(tǒng)選擇了更加可靠的安裝方式，不但保證了能 夠同時(shí)檢測(cè)輪間側(cè)滑量和軸間側(cè)滑量，而且不需要公式的推導(dǎo)，便可以通過(guò)位移傳 感器直接測(cè)量出輪間側(cè)滑量和軸間側(cè)滑量的大小。如圖2-3 所示：把測(cè)量輪間側(cè)滑 量的位移傳感器安裝在等搖臂軸滑板平移機(jī)構(gòu)的差動(dòng)板上，測(cè)量頭和左臺(tái)板或右臺(tái) 11 板接觸。因?yàn)閭鞲衅飨鄬?duì)于滑板平移機(jī)構(gòu)是靜止的，所以相當(dāng)于屏蔽了軸間側(cè)滑對(duì) 位移傳感器的影響，此時(shí)測(cè)量出來(lái)的臺(tái)板位移量就是汽車的輪間側(cè)滑量；把測(cè)量軸 間側(cè)滑量的位移傳感器也安裝在等搖臂軸滑板平移機(jī)構(gòu)的差動(dòng)板上，但測(cè)量頭和固 定的臺(tái)架邊框槽鋼相接觸，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，所以此時(shí)傳感器測(cè)量出來(lái)的就是滑 板的位移大小，也就是軸間側(cè)滑量的大小。本系統(tǒng)所測(cè)數(shù)據(jù)作了如下規(guī)定：對(duì)于輪 間側(cè)滑量，滑板向外滑動(dòng)，側(cè)滑量記為正，滑板向內(nèi)滑動(dòng)，側(cè)滑量記為負(fù)；對(duì)于軸 間側(cè)滑量，滑板或差動(dòng)板向左滑動(dòng)，側(cè)滑量記為正，滑板向右滑動(dòng)，側(cè)滑量記為負(fù)。 12 3 輪間-軸間側(cè)滑檢測(cè)系統(tǒng)機(jī)械部份設(shè)計(jì) 機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要作用是承受車輪的作用力，保持滑板能平穩(wěn)、輕松自如的橫向 移動(dòng)，并且在車輛通過(guò)后能夠退回到初始位置。同時(shí)承受車輪給予的垂直載荷和側(cè) 向推力。 圖3-1 1.滑板 2.放松板 3.等搖臂軸平移機(jī)構(gòu) 4.等搖臂杠桿機(jī)構(gòu) 5.位移傳感器 6.鎖定裝置 7.回位裝置 13 圖3-2 框架 圖3-1 是機(jī)械結(jié)構(gòu)的整體布置圖，右圖是左圖兩滑板中間部分的放大圖。 本系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)是在原有雙板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑量檢測(cè)臺(tái)的基礎(chǔ)上，增加了等搖臂 軸平移機(jī)構(gòu)。使用兩只位移傳感器，在測(cè)量輪間側(cè)滑量的同時(shí)，測(cè)量軸間側(cè)滑量。 機(jī)械結(jié)構(gòu)部分制造的關(guān)鍵難點(diǎn)是等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)的精度、等搖臂軸平移機(jī)構(gòu)的精度、 滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的耐磨性及使用壽命。 框架由兩個(gè)長(zhǎng)槽鋼和四個(gè)短槽鋼組成，總長(zhǎng)2930mm，總寬1489mm。如圖3-2. 3.1 放松板和滑板 圖3-3 放松板 14 圖3-4 滑板 放松板的作用是保證車輪通過(guò)滑板時(shí)能得以準(zhǔn)確測(cè)量。車輪在駛?cè)雮?cè)滑臺(tái)前， 由于車輪側(cè)滑量的作用，車輪與地面間接觸產(chǎn)生的橫向應(yīng)力迫使車輪產(chǎn)生變形，在 駛上側(cè)滑板的瞬間將迅速釋放并引起滑板大于實(shí)際值的位移。如圖3-3。 放松板的設(shè)計(jì)主要就是從強(qiáng)度方面進(jìn)行考慮。放松板的強(qiáng)度決定了其承載能力， 也就是能夠承受所檢測(cè)車輛的最大軸重，一般應(yīng)能夠承受軸重10t 的車輛可以安全 通過(guò)而不變形。為此，放松板的骨架采用了熱軋輕型槽鋼，型號(hào)是14Q。 滑板布置在放松板之后，左右兩塊滑板通過(guò)等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)連接在一起?；?的作用就是支撐車輪并保證可以橫向自由移動(dòng)?；宓脑O(shè)計(jì)不但要考慮承載能力， 還要有足夠大的表面附著系數(shù)。承載能力的設(shè)計(jì)和放松板一樣，骨架也是采用的14Q 熱軋輕型槽鋼。表面采用花紋鋼板以增加附著力，保證車輪通過(guò)時(shí)車輪與板面間不 產(chǎn)生滑動(dòng)?；宓目v向和橫向長(zhǎng)度都是1000mm。如圖3-4。 3.2 等搖臂杠桿機(jī)構(gòu) 等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)是雙板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑臺(tái)普遍采用的機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是能保證左 右滑板只能同時(shí)向內(nèi)或向外移動(dòng)相同的位移，應(yīng)用這種機(jī)構(gòu)測(cè)量出來(lái)的輪間側(cè)滑量 值，是同一軸上左右輪側(cè)滑量的平均值。等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)由等搖臂軸、兩個(gè)全等的 搖臂、旋轉(zhuǎn)桿和固定桿組成。旋轉(zhuǎn)桿通過(guò)軸承和雙搖臂軸連在一起，可以在水平面 內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。固定桿一端用螺栓固定在滑板上，另一端和搖臂鉸接相連，搖臂和旋 轉(zhuǎn)桿鉸接如圖3-5。 15 圖3-5 1.等搖臂軸 2.旋轉(zhuǎn)桿 3. 等搖臂桿 4. 固定桿 檢測(cè)臺(tái)的等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)精度要求都是很高的，在加工過(guò)程中是很難控制的。 例如GB11798.1-2001滑板式汽車側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)檢定技術(shù)條件中對(duì)雙滑板側(cè)滑試驗(yàn) 臺(tái)左、右滑板位移同步性有嚴(yán)格的要求，等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)的工藝精度就是左、右滑 板同步性的保證。理論設(shè)計(jì)上，兩個(gè)搖臂的長(zhǎng)度應(yīng)該是相等的，這樣才能保證兩滑 板在輪間側(cè)滑作用后能夠相向或反向運(yùn)動(dòng)相同的位移，即滿足同步性的要求；還有 等搖臂軸是否等分旋轉(zhuǎn)桿對(duì)左右滑板的同步性也有著很大的影響。 3.3 等搖臂軸平移機(jī)構(gòu) 等搖臂軸平移機(jī)構(gòu)是本機(jī)械結(jié)構(gòu)重點(diǎn)設(shè)計(jì)的部分，正是因?yàn)樵黾恿诉@樣的一個(gè) 機(jī)構(gòu)，才使得原本只能對(duì)輪間側(cè)滑量進(jìn)行檢測(cè)的雙板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑臺(tái)可以同時(shí)對(duì)軸間 側(cè)滑量進(jìn)行檢測(cè)。等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)只能實(shí)現(xiàn)左右滑板同時(shí)向內(nèi)或同時(shí)向外的運(yùn)動(dòng)， 無(wú)法檢測(cè)軸間側(cè)滑量。等搖臂軸平移機(jī)構(gòu)就是要實(shí)現(xiàn)左右滑板可以同時(shí)向左或向右 滑動(dòng)，完成對(duì)軸間側(cè)滑量的檢測(cè)。等搖臂軸平移機(jī)構(gòu)的難點(diǎn)在于其滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)， 既要能夠保證等搖臂軸在差動(dòng)板的帶動(dòng)下輕松自如的橫向滑動(dòng)，又要能夠?qū)崿F(xiàn)精確 的導(dǎo)向。 圖3-6 等搖臂軸平移機(jī)構(gòu) 1. 導(dǎo)軌架 2.導(dǎo)軌 3.浮動(dòng)板 4.直線軸承 如圖3-6 所示，等搖臂軸平移機(jī)構(gòu)由直線導(dǎo)軌、導(dǎo)軌支撐套、導(dǎo)軌架、直線軸 16 承和支撐等搖臂軸平移機(jī)構(gòu)的浮動(dòng)板組成，直線軸承為四個(gè)，通過(guò)螺栓連接在支撐 等搖臂軸平移機(jī)構(gòu)的浮動(dòng)板上，其中兩個(gè)為一組共用一個(gè)直線導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌通過(guò) 導(dǎo)軌支撐套安裝在導(dǎo)軌架上。這樣，等搖臂軸、浮動(dòng)板和直線軸承就連為一體，等 搖臂軸就可以通過(guò)直線軸承輕松的完成橫向的滑移運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)軸間側(cè)滑量的檢 測(cè)。本次設(shè)計(jì)巧妙的利用了直線軸承的精確導(dǎo)向功能使用了四個(gè)直線軸承，兩個(gè)為 一組共用一個(gè)直線導(dǎo)軌，四個(gè)直線軸承通過(guò)螺栓連接在支撐等雙搖臂軸的差動(dòng)板上。 3.4 回位裝置 本機(jī)械機(jī)構(gòu)的回位包括等搖臂杠桿的回位和雙搖臂軸差動(dòng)板的回位。由于輪間 側(cè)滑量的存在，車輪在滾上滑板時(shí)要帶動(dòng)左右滑板相向或相離運(yùn)動(dòng)，滑板帶動(dòng)固定 桿運(yùn)動(dòng)，滑板的相向或相離運(yùn)動(dòng)使等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)的初始狀態(tài)改變，在車輛離開(kāi)后 要進(jìn)行回位。由于軸間側(cè)滑量的存在，車輪在滾上滑板時(shí)要帶動(dòng)左右滑板同向運(yùn)動(dòng)， 此時(shí)等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)狀態(tài)不發(fā)生改變，相當(dāng)于一個(gè)剛體，那么等搖臂軸就要隨著滑 板一起橫向移動(dòng)，帶動(dòng)差動(dòng)板移動(dòng)，在車輛離開(kāi)后也要進(jìn)行回位。 圖3-7 等搖臂杠桿回位機(jī)構(gòu) 圖3-8 差動(dòng)板回位機(jī)構(gòu) 1.回位彈簧 2.預(yù)緊裝置 3.撥桿 4.拉桿 1.預(yù)緊裝置 2.撥桿 3.底板 4.拉桿 5.回位彈簧 兩個(gè)回位裝置的原理是一樣的，并且也很簡(jiǎn)單，如圖3-7 和3-8 所示。所說(shuō)的 等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)的回位裝置由回位彈簧 1、彈簧預(yù)緊裝置 2、撥桿 3、拉桿 4、和 拉桿軸固定在浮動(dòng)板上，拉桿通過(guò)軸承與拉桿軸連接在一起，可以在水平面內(nèi)自由 旋轉(zhuǎn)，回位彈簧的一端通過(guò)回位彈簧預(yù)緊裝置固定在浮動(dòng)板上，另一端與拉桿相連 接。當(dāng)滑板運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)撥桿一起運(yùn)動(dòng)，撥桿推動(dòng)拉桿繞著拉桿軸旋轉(zhuǎn)，拉桿的旋轉(zhuǎn) 推動(dòng)回位彈簧收縮，當(dāng)車輛駛出側(cè)滑臺(tái)后，彈簧將伸長(zhǎng)到原來(lái)的長(zhǎng)度，這樣又通過(guò) 反向的傳動(dòng)，使等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。 所說(shuō)的浮動(dòng)板的回位裝置由撥桿、拉桿、回位底板、預(yù)緊裝置、回位彈簧和拉 17 桿軸組成。它與等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)的回位裝置類似，只是安裝、固定的方式有所不同。 其撥桿和浮動(dòng)板剛性連接，彈簧預(yù)緊裝置連接在框架槽鋼上，拉桿通過(guò)軸承與拉桿 軸連接在一起，拉桿軸固定在回位底板上。 3.5 導(dǎo)向裝置 這里的導(dǎo)向指的是滑板的導(dǎo)向。為了保證側(cè)滑量檢測(cè)的準(zhǔn)確性，要求滑板只能 橫向滑移，不允許在車輛前進(jìn)方向上有竄動(dòng)，因此要對(duì)滑板進(jìn)行嚴(yán)格導(dǎo)向。如圖3-9 所示：導(dǎo)向裝置主要由導(dǎo)向板、兩個(gè)導(dǎo)向軸承、導(dǎo)向軸、底板組成。導(dǎo)向板和滑板 進(jìn)行剛性連接，底板通過(guò)螺栓固定在底座槽鋼上。如圖所示，滑板移動(dòng)帶動(dòng)導(dǎo)向板， 導(dǎo)向板只能沿著和兩個(gè)導(dǎo)向軸承相切的方向進(jìn)行移動(dòng)，這樣就限制了滑板的運(yùn)動(dòng)方 向。 3.6 鎖定裝置 鎖定裝置的作用主要有兩個(gè)。一個(gè)是在檢測(cè)系統(tǒng)不工作時(shí)，要求滑板能夠被固 定不動(dòng)，方便人車通過(guò)，同時(shí)也能夠避免滑動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行不必要的磨損，延長(zhǎng)機(jī)械系 統(tǒng)的使用壽命。另外，在只檢測(cè)單軸轉(zhuǎn)向汽車的輪間側(cè)滑量時(shí)，要求差動(dòng)板能夠被 固定不動(dòng)，這樣就相當(dāng)于一個(gè)普通的雙板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑臺(tái)在工作。因此要求鎖定裝置 有三種工作狀態(tài)：鎖定滑板、鎖定差動(dòng)板和放開(kāi)狀態(tài)。在放開(kāi)狀態(tài)下，滑板和差動(dòng) 板都可以自由橫向移動(dòng)，此時(shí)就可以對(duì)雙前軸轉(zhuǎn)向汽車的輪間側(cè)滑量和軸間側(cè)滑量 進(jìn)行檢測(cè)。 圖3-9 導(dǎo)向裝置 1.導(dǎo)向板 2.底座 3.導(dǎo)向軸 4.導(dǎo)向軸承 18 圖 310 鎖定裝置 如圖 310 所示。 3.7 滑動(dòng)機(jī)構(gòu) 滑動(dòng)機(jī)構(gòu)使滑板能夠輕松的橫向移動(dòng)的保證?；瑒?dòng)機(jī)構(gòu)主要是由滾輪和滑道組 成，如圖311?；逑旅嬗袧L輪，滾輪在滑道中可以左右自由滑動(dòng)。滾輪和滑道應(yīng) 定期進(jìn)行潤(rùn)滑和保養(yǎng)，以減少滑板運(yùn)動(dòng)的阻力，提高檢測(cè)精度 11 12。 圖 311 磙盒 19 3.8 測(cè)量裝置 測(cè)量系統(tǒng)包括檢測(cè)軸間側(cè)滑量的光柵式位移傳感器和檢測(cè)輪間側(cè)滑量的光柵式 位移傳感器，它們均設(shè)置在浮動(dòng)板上。如圖 312。 圖 312 測(cè)量裝置 1.頂板 2.軸間位移傳感器 3.輪間位移傳感器 4.頂板 測(cè)量輪間側(cè)滑量的光棚式位移傳感器安裝在等搖臂平移機(jī)構(gòu)的浮動(dòng)板上，測(cè)量 頭通過(guò)頂板和左臺(tái)板或右臺(tái)板接觸。因?yàn)閭鞲衅飨鄬?duì)于滑板平移機(jī)構(gòu)是靜止的，所 以相當(dāng)于屏蔽了軸間側(cè)滑對(duì)光柵式位移傳感器的影響，此時(shí)測(cè)量出來(lái)的臺(tái)板位移量 說(shuō)是汽車的輪間側(cè)滑量；把測(cè)量軸間側(cè)滑量的光柵式位移傳感器也安裝在等搖臂軸 平移機(jī)構(gòu)的浮動(dòng)板上，但測(cè)量頭通過(guò)頂板和固定的臺(tái)架邊框槽鋼相接觸，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng) 是相對(duì)的，所以此時(shí)傳感器測(cè)量出來(lái)的就是滑板的位移大小，也就是軸間側(cè)滑量的 大小。 20 3.9 輪間-軸間側(cè)滑檢測(cè)臺(tái)機(jī)械總成和特點(diǎn) 圖313 側(cè)滑檢測(cè)臺(tái) 如圖3-13 所示輪間-軸間側(cè)滑檢測(cè)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)部分總成，包括框架、放松裝 置、滑板裝置、等搖臂杠桿機(jī)構(gòu)、等搖臂軸平移機(jī)構(gòu)、回位裝置、導(dǎo)向裝置、鎖定 裝置等。 本檢測(cè)臺(tái)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：本汽車輪間軸間側(cè)滑量檢測(cè)臺(tái)是在雙板聯(lián)動(dòng)式輪間側(cè)滑 量檢測(cè)臺(tái)的框架基礎(chǔ)上，通過(guò)增加等搖臂軸平移機(jī)構(gòu)，使檢測(cè)系統(tǒng)不僅可以檢測(cè)汽 車的輪間側(cè)滑量，還可以檢測(cè)雙前軸轉(zhuǎn)向汽車的軸間側(cè)滑量。在檢測(cè)系統(tǒng)不工作時(shí)， 可通過(guò)鎖定裝置使放松板和滑板被固定不動(dòng)，方便人車通過(guò)，同時(shí)也能夠避免滑動(dòng) 機(jī)構(gòu)進(jìn)行不必要的磨損，延長(zhǎng)機(jī)械系統(tǒng)的使用壽命；在只檢測(cè)單軸轉(zhuǎn)向汽車的輪間 側(cè)滑量時(shí)，也可通過(guò)鎖定機(jī)構(gòu)使差動(dòng)板被固定不動(dòng)，這樣就相當(dāng)于一個(gè)普通的雙板 聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑臺(tái)在工作；在需要同時(shí)檢測(cè)雙前軸轉(zhuǎn)向汽車的輪間和軸間側(cè)滑量時(shí)，可 通過(guò)解除鎖定，即在放開(kāi)狀態(tài)下，使滑板和差動(dòng)板都可以自由橫向移動(dòng)，此時(shí)就可 以對(duì)雙前軸轉(zhuǎn)向汽車的輪間側(cè)滑量和軸間側(cè)滑量進(jìn)行檢測(cè)了。 21 4 部分零件的選擇與校核 4.1 連桿軸的計(jì)算與校核 選取連桿軸的材料為 45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。取 ，于是得01A=mnpAd60172330min 式中：P當(dāng)量動(dòng)載荷（N）; n軸承轉(zhuǎn)速（r/min）; 由于考慮到過(guò)定位及測(cè)試的精度，必須安裝在一根軸上，因此要采用通鍵 槽的等徑軸，軸徑要相應(yīng)擴(kuò)大，再結(jié)合軸承和螺紋線的標(biāo)準(zhǔn)。取 d1=12mm，d 2=20mm 根據(jù)所選各零件的軸向尺寸，計(jì)算得軸的軸的長(zhǎng)度為 65mm 圖 41 連桿軸 軸的周向定位采用螺紋緊固。 軸的校核： （1）求軸上的抗扭截面系數(shù) 316804.3)(mWpAB 25C （2）進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩的截面的強(qiáng)度。軸上的彎矩圖： 22 則由式 23max /54.981.0426mNWMSc 前已選定軸的材料為 45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表查得 ，因?yàn)镸PaS601 49.55N/mm ,故安全。casP01 4.2 軸承的選擇與計(jì)算 4.2.1 軸承的選擇 （1）軸承的類型：由于球軸承是點(diǎn)接觸，承載能力小，適用于中輕等載荷。純徑 向力作用時(shí)，宜選用深溝球軸承。球軸承比滾子軸承有較高的極限轉(zhuǎn)速，故高速時(shí) 應(yīng)優(yōu)先考慮選用球軸承。因此應(yīng)選用深溝球軸承。 （2）軸承的尺寸：由于軸承與軸承套連接，軸承選取的尺寸要與軸承套匹配，基 本尺寸如下： 軸承代號(hào)基本尺寸/mm 基本額定載荷/KN 軸承與軸承套的裝配圖如圖 42 所示： 軸承代 號(hào) 基本尺寸 /mm 基本額定載荷 /KN 極限轉(zhuǎn)速 /（r/min ） 重量 kg d D B rCcrC脂 油 w 629 9 26 8 4.58 1.98 20000 28000 0.019 61804 20 32 9 5.58 2.85 18000 24000 0.031 6201 12 32 14 12.8 6.65 14000 18000 0.103 6304 20 52 15 15.8 7.88 13000 17000 0.142 4.2.2 軸承的壽命計(jì)算 （1）先計(jì)算連桿軸承的壽命，求得兩軸承的支反力分別為：R 1=R2=5888N 由于兩軸承所受徑向力相等，只需算一個(gè)的壽命就可以。 用工作小時(shí)數(shù)表示軸承壽命 h 610()hCLnPe= 23 式中：P當(dāng)量動(dòng)載荷（N）; 壽命指數(shù) ，球軸承 3；ee n軸承轉(zhuǎn)速（r/min）; C基本額定動(dòng)載荷（N）; 對(duì)只能承受純徑向載荷的載荷，當(dāng)量動(dòng)載荷為 pPfR= 載荷系數(shù)；由于軸承只受輕微沖擊，所以 1.0pf 1.058885888NpPfR= = 610()hLne h953.258107236 所以該軸承的壽命為 25，953h. （2）計(jì)算導(dǎo)向軸承的壽命 支反力 R1=R2=2944N; =2944NpPfR= = 60()hCLne h624.07294817036 支反力 R1=R2=1472N, =1472Npf = 610()hnPe h92.16047281036 24 圖 43 槽鋼受力及彎矩圖 4.3 槽鋼的計(jì)算與校核 側(cè)滑板內(nèi)側(cè)槽鋼所受載荷大,保證該槽鋼強(qiáng)度就可保證所有的側(cè)滑板中所有槽鋼 都能承受車重,所以對(duì)其校核.該槽鋼所受外力及力矩如圖 43 所示: 經(jīng)計(jì)算可得:N 1=N2=49000N M= 3805455Nmm 進(jìn)行校核時(shí),只需校核中間截面的強(qiáng)度. 已知所選橫梁為 C型槽鋼型號(hào)為 14Q 14060, M=66.3 .由公式得:3cm 1V ，2V（供電電壓10V 時(shí)） 標(biāo)定負(fù)載：20K 5 應(yīng)用可行性效果分析 本實(shí)用新型屬于汽車性能檢測(cè)設(shè)備，特別涉及一種雙前軸轉(zhuǎn)向汽車輪間與軸間 側(cè)滑量一體化檢測(cè)裝置。所說(shuō)的雙前軸轉(zhuǎn)向汽車輪間與軸間側(cè)滑量一體化檢測(cè)裝置 即不僅可以檢測(cè)汽車的輪間側(cè)滑量，同時(shí)還可以檢測(cè)雙前軸轉(zhuǎn)向汽車的軸間側(cè)滑量。 我國(guó)對(duì)由于雙前軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的兩個(gè)轉(zhuǎn)向軸因未能協(xié)調(diào)工作而引起的車輪側(cè)滑量即軸 間側(cè)滑量還沒(méi)有作出相關(guān)規(guī)定，對(duì)由于車輪前束角與外傾角配合不當(dāng)而引起的車輪 側(cè)滑即輪間側(cè)滑，機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件有詳細(xì)的規(guī)定。 對(duì)于雙前軸轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和研究，國(guó)內(nèi)外在理論分析和實(shí)踐上做了很多工作。 然而，對(duì)雙前軸轉(zhuǎn)向汽車軸間側(cè)滑檢測(cè)理論的研究很少，就更不用說(shuō)實(shí)際的檢測(cè)手 段了。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于雙前軸轉(zhuǎn)向汽車軸間側(cè)滑的檢測(cè)還停留在簡(jiǎn)單的人工測(cè)量的 方法，即檢測(cè)人員用肉眼觀察轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中各零件是否磨損嚴(yán)重和螺絲是否松動(dòng)，用 米尺來(lái)測(cè)量各零件間的配合尺寸，再通過(guò)路試的方法來(lái)判斷是否合格。這種方法效 率低，投入的人員多，檢測(cè)結(jié)果誤差大。因此，為實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)出汽車的 功能故障，確保行車安全，研制開(kāi)發(fā)價(jià)格低廉、能同時(shí)檢測(cè)雙前軸轉(zhuǎn)向汽車輪間、 軸間側(cè)滑量的檢測(cè)系統(tǒng)，已是一項(xiàng)迫在眉睫的任務(wù)。 本文開(kāi)發(fā)的輪間-軸間側(cè)滑檢測(cè)系統(tǒng)能夠快速、有效而準(zhǔn)確地檢測(cè)輪間側(cè)滑量和 雙前軸轉(zhuǎn)向汽車的軸間側(cè)滑量，取代了傳統(tǒng)笨拙的檢測(cè)軸間側(cè)滑的方法。實(shí)現(xiàn)了軸 間側(cè)滑的智能化檢測(cè)和檢驗(yàn)臺(tái)的多功能化，降低檢測(cè)設(shè)備的成本，提高了檢測(cè)的效 率。使用檢驗(yàn)臺(tái)檢調(diào)車輛，可保證車輛具有最佳的操縱穩(wěn)定性，保證行車安全，減 少由于車輪定位狀態(tài)不佳所發(fā)生的交通事故。并能極大地減少輪胎異常磨損減少 車輛用戶的經(jīng)濟(jì)損失，其間接經(jīng)濟(jì)效益十分可觀，對(duì)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常有利。 設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的目的是要實(shí)現(xiàn)對(duì)輪間側(cè)滑量和軸間側(cè)滑量的一體化檢測(cè)，最終將 本檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于現(xiàn)代的汽車綜合性能檢測(cè)線上，實(shí)現(xiàn)快速聯(lián)網(wǎng)檢測(cè)。運(yùn)用本系統(tǒng) 檢測(cè)的雙前軸轉(zhuǎn)向汽車輪間側(cè)滑量要求范圍是10mm之間，軸間側(cè)滑量要求范圍是 20 mm之間，本系統(tǒng)檢測(cè)雙前軸轉(zhuǎn)向汽車時(shí)的環(huán)境溫度應(yīng)在040之間。 26 6 總 結(jié) 雙前軸轉(zhuǎn)向汽車的推廣應(yīng)用給汽車檢測(cè)行業(yè)提出了新的問(wèn)題，據(jù)了解，對(duì)雙前 軸轉(zhuǎn)向汽車軸間側(cè)滑檢測(cè)理論的研究很少，就更不用說(shuō)實(shí)際的檢測(cè)手段了。針對(duì)此 種情況，本設(shè)計(jì)對(duì)雙前軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輪間與軸間檢測(cè)方法及原理等進(jìn)行了一系列的分 析，最后研究并開(kāi)發(fā)了輪間-軸間側(cè)滑檢測(cè)系統(tǒng)，有效的完成輪間側(cè)滑量和軸間側(cè)滑 量的一體化檢測(cè)。 本設(shè)計(jì)所做的主要工作與結(jié)論歸納如下： 1. 基于對(duì)汽車對(duì)輪間、軸間側(cè)滑量檢測(cè)的原理進(jìn)行研究，為側(cè)滑量的檢測(cè)提供 了理論依據(jù)。同時(shí)，通過(guò)進(jìn)一步的分析，建立雙前軸轉(zhuǎn)向汽車的檢測(cè)模型， 利用其檢測(cè)得到的軸間側(cè)滑量。 2. 討論了軸間側(cè)滑量的兩種檢測(cè)方法。一是利用雙板分動(dòng)式側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)軸 間側(cè)滑量，實(shí)驗(yàn)表明這種方法檢測(cè)車輪側(cè)滑量時(shí)，行車狀態(tài)不穩(wěn)定，更重要 的是檢測(cè)結(jié)果重復(fù)性差、失真較大。因此，開(kāi)發(fā)了輪間-軸間側(cè)滑檢測(cè)系統(tǒng)。 本系統(tǒng)在原有雙板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)上，增加等搖臂軸平移機(jī)構(gòu)和測(cè) 量系統(tǒng)，在測(cè)量輪間側(cè)滑量的同時(shí)，測(cè)量軸間側(cè)滑量。 本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的外觀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均采用 solidworks制作而成，由于初次接觸此制圖 軟件，故對(duì)軟件的一些功能掌握的還不夠全面，如動(dòng)態(tài)模擬，動(dòng)畫制作，3D 曲面的 繪制。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，不僅對(duì)雙前軸轉(zhuǎn)向汽車輪間與軸間側(cè)滑量檢側(cè)臺(tái)結(jié)構(gòu)，功能 及原理等方面有了一定了解，還掌握了一款繪制立體圖的機(jī)械軟件。 27 參考文獻(xiàn) 1 陳煥江，汽車檢測(cè)與診斷，機(jī)械工業(yè)出版社，2007 2 鄭健羿，談側(cè)滑檢測(cè)的重要性，駕駛維修，2001 年第11 期 3 陳家瑞，汽車構(gòu)造（下冊(cè)），機(jī)械工業(yè)出版社，2004 4 余志生，汽車?yán)碚?，機(jī)械工業(yè)出版社，2007 5 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感慨萬(wàn)千。在這里，我要感謝這四年來(lái)所有關(guān)心和幫助過(guò)我的老師、同學(xué)和朋友！ 首先我要感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師張玉書老師，是他的認(rèn)真指導(dǎo)和嚴(yán)格 要求使得這份畢業(yè)設(shè)計(jì)能圓滿完成。本設(shè)計(jì)從選題、研究到最后定稿，都是在張老 師的悉心指導(dǎo)下完成的。張老師無(wú)論在學(xué)術(shù)上還是在生活上都以崇高的品質(zhì)影響著 我，使我終生受益。能成為您的學(xué)生我感到無(wú)比幸運(yùn)和自豪！ 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使用的 SolidWorks軟件是我第一次接觸的新知識(shí)，在學(xué)習(xí)和使用 過(guò)程中受益頗豐。在此我也要感謝在我畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中給予指導(dǎo)的師兄，是你們的 幫助和鼓勵(lì)使我在有限的時(shí)間里順利地完成了這份設(shè)計(jì)工作。 感謝我的父母，是你們的含辛茹苦讓我有了這樣學(xué)習(xí)和深造的機(jī)會(huì)！ 感謝 0402班的全體同學(xué)，你們的每一份關(guān)愛(ài)都是我人生路上前進(jìn)的動(dòng)力和財(cái)富！ 感謝專家組的各位老師在繁忙的工作中抽出時(shí)間參加我的答辯！ 最后，向本設(shè)計(jì)中所參考和引用到的書籍和資料的作者表示衷心的感謝！ 29