汽車車速表試驗臺設計目錄TOC\o"1-2"\h\u6722第一章緒論 225488第一節課題研究背景 220930第二節汽車檢測與診斷技術發展概述 2330一、國外汽車檢測與診斷技術發展概述 315114二、國內汽車檢測與診斷技術發展概述 320662第二章標準型車速表試驗臺 413082第一節試驗臺的檢測方式 47462第二節試驗臺的類型及檢測原理 430986一、標準型車速表試驗臺 528213二、驅動型車速表試驗臺 512132第三節車速表的類別與其工作原理 66197一、磁感式車速里程表 627993二、電感式車速里程表 716661第四節車速表誤差的形成和檢測標準 71686一、車速表誤差的形成 71378二、車速表誤差檢測標準 79923第五節本章小結 81609第三章標準型試驗臺部件設計 91517第一節設計試驗臺的部件 912493第二節試驗臺軸的設計和校驗 1225974第三節軸承和軸承座的選型 1820366第四節聯軸器的選取 2116698第五節試驗臺機架和滾筒的設計 2217357第六節鎖止裝置的設計 2616127第七節舉升機構的選型 2626518第八節測速傳感器的選擇 2630333第九節本章小結 2727190第四章試驗臺操作說明 2815989第一節試驗臺檢測方法 2816742第二節本章小結 2823767結束語 29第一章緒論第一節課題研究背景如今的社會，經濟和科技都跟隨著時代的步伐不斷地發展，汽車也是在不斷的完善改進。目前我國汽車保有量截止2020年已達到了2.81億輛，汽車已經成為我們出門的首選交通工具之一，給我們提供方便的同時，也帶來了許多安全隱患。從一些權威的數據和新聞報道中，我們可得知，在一些重大的交通事故里，可以說有40%的事故，是因為駕駛員超速行駛所致。這也是給我們一個警醒。從事故中，我們不難發現，超速行駛、酒駕、醉駕已經是當下社會最關心的問題。因為當汽車行駛速度越快，制動距離就越長，駕駛員就不能及時掌控汽車減速，很容易引發交通事故，從而造成各方面損失。根據我國統計局統計出來的數據所示，2019年我國發生過24.76萬次交通事故，有62763人在事故中失去生命，有24.49萬人在交通事故受傷。這些數據足以引起我們對汽車的安全性引起重視，如何預防和改善交通事故的發生，這就需要我們對汽車的安全性進行更深入的研究。因此，國家就頒布實行了相關的道路安全法律法規，主要就是為了減少事故，減少人員傷亡。駕駛員是依靠我們儀表盤上的車速表來正確掌握車輛行駛速度。然而當我們的車速表使用時間久了之后，車速表因自身內部和外部原因，都會造成車速表的誤差增大，當這個誤差超出我們的安全范圍值時，而駕駛員又不知道，就會一直根據儀表盤上的車速表來駕駛車輛，加上長期駕駛汽車人的心態更容易發生變化，導致交通事故發生。所以為了得到一個準確的誤差，這就需要進行我們定期對汽車車速表誤差進行相關的檢測。第二節汽車檢測與診斷技術發展概述隨著時代步伐的不斷前進，汽車技術和計算機信息技術，也是緊著時代的步伐往更好的方向前進，汽車質量的檢測和診斷技術也越來越不甘落后，也在朝更高的標準去發展。現在的檢測的儀器設備也越來越先進，向網絡化發展，而有些發達國家早已實現了自動化檢測。為什么我們要研究和發展一種更先進的汽車檢測與診斷技術？因為無論是什么樣的汽車，當使用一定的時間后，其零部件都會出現相應的毛病，導致我們汽車使用的性能下降。所以為了提高汽車的使用性能和檢查存在的隱患，檢測站都會使用專業的儀器設備去檢測汽車，并診斷可能出現的故障問題。所以定期對汽車進行檢測和診斷就是及時發現汽車存在的安全隱患，去修復或更換，保證汽車的使用性能處于良好的狀態，延長其使用壽命，也是對駕駛員和駕乘人的一個安全保證。一、國外汽車檢測與診斷技術發展概述在20世紀60年代，國外汽車技術的飛速發展，隨之體現出的是如何讓汽車使用性能延長。在此期間國外各大汽車公司便大規模投資和開發出符合行業發展要求的檢驗儀器設備，涌現出光機電等一系列的檢測技術手段。國外汽車制造技術和計算機技術的迅猛發展，汽車保量也是在增長的狀態。到了70年代后,汽車檢測設備也從普通的光機電技術手段逐步往智能化檢測手段方向發展。因而有些發達國家，為了使汽車的使用壽命提高，研發人員根據這個發展趨勢，經過反復的研發，最終研發出了能檢測汽車綜合性能的技術設備。這些檢測技術和設備就包含了汽車檢測診斷、儀器設備使用偏向自動化、數據采集過程也是通過計算機技術實現自動化、檢測的結果可以直接打印等功能。這些檢測技術和設備的成功研發，也引起各發達國家的關注，隨之也建立了許多的汽車檢測站和檢測線，其使用的儀器設備偏向自動化，提高了檢測的準確性，同時有些發達國家還規定定期或不定期對汽車進行檢測，很大程度上實現了“制度化”。總體來說，汽車檢測與診斷技術手段，按照這個發展趨勢，國外發達的檢測標準要求和儀器設備將會越來高級化。二、國內汽車檢測與診斷技術發展概述在我國汽車檢測與診斷技術發展是很慢的，因為在上世紀60年代，汽車的保有量是很少的，這也是由于那時候我國的科技和經濟的發展起步慢。我國在不斷地發展經濟的時候，道路交通運輸行業和汽車制造業就在不斷的往更好的方向發展，這時就需要大量的汽車檢測儀器設備對汽車進行相關檢測，檢測技術設備的研發、生產也在逐步的增多。越來越多人使用汽車，安全和環保問題成了國民關心的一部分。這更是促進了汽車檢測與診斷技術的發展。隨之我國也是發布并實施了有關汽車檢測國家標準和行業、企業標準。據1990年底統計，我國已經建立了600多個檢測站，這時候也說明著全國汽車檢測網初步形成了。到現在2021年的12萬多家汽車檢測相關企業，這個數據也是說明著我國的檢測手段技術發展飛快。據現在為止，我國已建立有八個國家級的汽車檢測中心，規模龐大，檢測手段相比初步發展的望、聞、摸、切更加可靠和安全，至今基本形成了制度化。我國汽車檢測站也是不斷的引進國外技術和自主研發，診斷技術也在不斷提高，從以前的人工檢測手段到現在先進儀器設備進行自動化檢測，已具備自主生產全套汽車檢測設備的能力，雖然和世界先進水平相比，我們還有很大的進步空間。依照人們對汽車安全性能、環保等問題的關注，我國汽車檢測行業未來的發展趨勢，肯定是隨著經濟和科技的發展，不斷往智能化、網絡化發展，也就是說檢測手段更加方便快捷，檢測結果也是從紙質檔轉化為電子檔，不易丟失。第二章標準型車速表試驗臺第一節試驗臺的檢測方式在檢查車速表的方式有兩種：道路試驗法和室內設有檢測儀器的室內檢測法。通過原地試驗，汽車在平坦、硬實、干凈的水泥路面上進行不同速度的行駛，計算實際車速，并和駕駛室內的指示值進行對比，就是道路實驗法。由于目前我國汽車檢測站中難以利用這種道路試驗法進行檢測，主要是因為它的試驗要求高，效率較低，占地面積還大，而且加上目前汽車保有量的持續增加，道路試驗法就不太符合目前使用的檢測方法。因而室內試驗法更是我們大力發展的檢測方法，主要是它便于在城市建立，且檢測效率更高、更快速。車速表試驗臺的操作方法如圖2-1所示。圖2-1車速表試驗臺的操作方法1．擋塊2.滾筒3.舉升器第二節試驗臺的類型及檢測原理試驗臺的類型，我所知道的有三種：標準型車速表試驗臺，電機驅動型試驗臺，綜合型車速表試驗臺。下面的就是介紹標準型試驗臺和驅動型試驗臺的。一、標準型車速表試驗臺這個試驗臺的工作狀態是啟動汽車，由被測汽車的車輪去帶動滾筒旋轉。它的基本結構主要是由主副滾筒、聯軸器、測速傳感器、舉升器和速度指示儀等幾個重要部分組成。主副滾筒分別裝在試驗臺內，用于支撐汽車驅動輪，主滾筒是用聯軸連接在一起的。在主副滾筒之間裝有舉升器，以便汽車檢測時自由進出試驗臺，當舉升器升起時，滾筒就不會旋轉。如圖2-2是標準型車速表試驗臺的結構。圖2-2標準型車速表試驗臺二、驅動型車速表試驗臺驅動型車速表試驗臺是用來檢測后輪驅動汽車的，它的結構與標準型車速表試驗臺是差不多的。兩者的不同之處就在于，驅動型試驗臺的主滾筒一端是裝有電機。當試驗臺對汽車進行檢測時，把離合器踩下，使中間聯軸器連接兩邊滾筒而同時旋轉。檢測前，把離合器分離時，該試驗臺又可以以標準型車速表試驗臺使用。結構如圖2-3所示。圖2-3驅動型車速表試驗臺三、車速表誤差測量原理汽車車速表誤差的測量原理：把需要檢測的汽車車輪放置在滾筒上,啟動汽車，放置在試驗臺上的車輪旋轉，滾筒被車輪帶動也跟著旋轉。試驗臺就是把滾筒當成一個自由移動的路面，來模擬汽車在道路上行駛的實際狀態，從而進行檢測。由于我們的試驗臺上安裝有測速傳感器，經過測速之后，傳給速度顯示儀，我們就把測出的速度與車速表指示值相比較,就可得出被測汽車車速表的指示誤差。如圖2-4所示。在試驗臺檢測中，因為放置在滾筒上的車輪與滾筒是沒有相互移動的，所以滾筒和車輪兩者的線速度是相等的,因而可有公式：V=L×n×60×10式中V——滾筒的線速度，km/h；L——滾筒的圓周長,mm；n——滾筒的轉速；r/min。由上式中可知，被測車輛實際車速和滾筒的轉速是必成正比關系的。我們要想知道滾筒的轉速，可以用試驗臺的速度傳感器來轉換，對其進行相應的測量電路處理，就可以得到實際車速，然后輸送到檢測該車試驗臺上的車速指示儀。圖2-4車速表試驗臺誤差原理圖第三節車速表的類別與其工作原理車速表設計就是通過儀表盤展示速度的，從而駕駛員能從顯示儀表知道汽車行駛車速。它可以讓駕駛員掌握正確車速，保證汽車安全駕駛。它一般和里程表相互配合組成我們所稱的車速里程表，它們的組合，給我們的駕駛員提供了車速和總里程。車速表的類別有兩種。在我們汽車上常用的有磁感式、電感式這兩種，以下內容就是對這兩種車速里程表進行簡單介紹。一、磁感式車速里程表圖2-5磁感式里程車速表的結構磁感式車速里程表的工作原理就是：汽車在行駛的過程中，動力會通過變速器上的蝸桿去帶動軟軸旋轉，從而在帶動主軸旋轉，因為轉速相同，磁場在兩者的相互作用下產生轉矩，最終在游絲的反作用轉矩下，使指針達到平衡，從而達到儀表顯示汽車的行駛速度。結構如上圖2-5所示。二、電感式車速里程表電感式車速里程表是如何顯示汽車行駛速度？它的主要工作原理就是，通過在輸出軸上安裝一個脈沖傳感器。當汽車行駛時，傳感器就輸出N個脈沖信號，通過連接的線束傳送到車速里程表，內部作相應的處理后，在顯示儀上顯示出相應的速度。第四節車速表誤差的形成和檢測標準一、車速表誤差的形成由于汽車使用時間不斷增加，車速表的指示誤差也在不斷增大。而造成其誤差一方面原因是由車速表自身原因，當我們的汽車長期處于使用的狀態中，車速表內部的零件就會出現相應的變形磨損、磁性元件退磁變化；另一方面原因是車輪滾動半徑和輪胎氣壓有關，當汽車在行駛過程中，輪胎會逐漸磨損而導致滾動半徑減小，輪胎本是彈性體，當輪胎氣壓不足時，都會造成車速表出現指示誤差。這就需要我們對車速表進行檢測、校正。二、車速表誤差檢測標準目前我國的國家標準GB7258?2012《機動車運行安全技術條件》中明確規定的：車速表指示值Vb與試驗臺指示值Vs應滿足：0≤V在被測車輛車速表指示值Vb為40km/?時，車速表試驗臺速度指示值Vs在32.8～40km/h范圍內為合格;或當車速表試驗臺速度指示值Vs為40km/?時，車輛車速表指示值Vb在40～48km/h范圍內為合格。如果超出標準的范圍內，就是判為不合格。所以，我們會對汽車進行，然后根據試驗臺測試出的結果進行對比，去發現導致車速不合格的原因，去修理或更換向對應的零件，來加強我們行駛安全。第五節本章小結本章內容主要是對介紹了檢測方法有兩種，車速表誤差的形成，檢測原理、檢測的國家標準要求和標準型汽車車速表試驗臺這些方面做了介紹，目的是進一步了解這次設計試驗臺的原理和結構組成，從而方便下一章對試驗臺各組成部分的選擇。

第三章標準型試驗臺部件設計在這次試驗臺設計中，選用設計的是車輛允許最大軸荷為3t的標準型試驗臺。按照設計的標準是目前承受軸荷較小汽車的標準型車速表試驗臺。首先在設計部件參數方面，要考慮其設計的零件是不是合適被測車輛的性能參數，最后還要符合被測車輛的安全性，測試車輛試驗臺的實用性。第一節設計試驗臺的部件一、確定滾筒的直徑依照自身了解到的知識點，還有按照我國使用最多的試驗臺，知道它的中心距是不可以調試的。并且試驗臺很多采用的方式都是雙滾筒的，它滾筒直徑通常選擇在185-400之內。因為滾筒的直徑大小，會直接影響到試驗臺的安置角大小，所以要考慮這個問題，我們要適當縮短滾筒的直徑，來達到對實驗臺穩定性提高的目的。所以這次試驗臺從合理的角度出發設計，最后來確定滾筒的直徑，并設計的直徑是D=260mm。二、確定滾筒的長度設計滾筒的長度，要取決于我們設計試驗臺的承受載荷。然后我設計的試驗臺是承受載荷3t左右的汽車，綜合考慮到它的通用性。加上目前各大品牌汽車和道路上行駛的車子輪距，一般都是在1000~1700mm這個輪距之間，所以試驗臺滾筒長度的設計，取值都是在700~1000mm之間。確定滾筒長度，還要考慮到試驗臺的整體，如果測量的汽車輪距不大，那就選取滾筒長度合適的。如果選擇長度過長的滾筒，那整個結構占地面積就很大，這樣就會導致實用性和經濟性都不高。又加上考慮到車輛輪距問題，所以綜合考慮下，最終確定滾筒其長度L=820mm。三、試驗臺滾筒附著系數的選取試驗臺上放置被檢測車輛的車輪時，在檢測中車輪和滾筒接觸會發生相應的轉動，這種檢測狀態就好比汽車在實際道路上行駛。但卻會讓車輪與滾筒之間的接觸面積相比于路面就小很多，所造成了比壓變大，導致滾動阻力變大。為了確保車輪能在滾筒上，接近模擬在道路上的制動情況。提高附著系數就是以保試驗臺在測試中的數據穩定和操作安全。然后我們知道其附著系數在0.6~0.8范圍選取，因而最終確定附著系數φ=0.7。四、確定滾筒的最佳安置角試驗臺檢測時，車輪在滾筒上的受力，如圖3-1所示。在標準型試驗臺檢測時，將汽車啟動，確認車輪在滾筒上，并帶動滾筒運轉，來模擬車輪在路面上實際路況，此時車輛有向前運動的趨勢。如果車輪與主副滾筒之間的安置角α0過小，那么隨著車速的增加，車輪會在汽車運轉一定的速度后偏離滾筒，影響檢測，所以此時的安置角取值不能過大，也不能過小，不然由于車滾與滾筒角度接觸過于近，導致車輪偏離滾筒。鑒于車輪和滾筒的最大作用力和滾筒對車輪的法向反力之比等于車輪和滾筒間的附著系數φ，tan圖3-1穩態下被測車輪的受力根據力平衡條件，知道：X=0；N2Y=0;N1Mt?式中：MtN1、NF1、F2——Gkrkα0如果兩個滾筒的表面附著系數?取值一樣，而且車輪和滾筒間的附著質量又得到充分利用，那兩者的F1F1=N式中：φ——滾筒和車輪的附著系數；依據上面的每條公式組合之后，得：N1=GN2=G因得滾筒受最大的力是：Fmax=N1從上面的公式可知道，其車輪的負荷Gk、安置角α0和附著系數φ，會影響滾筒上受到最大的力我們依據圖3-1可得出，車輪將有和副滾筒脫軌的趨向，主要是因為F1、F2、N1、N2與Gk合力的作用下，將會把車輪偏向主滾筒的趨向。被測車輪所受的力矩Mt的愈大、N1將逐步變大，F1cosαF1sinαF1=NN1max=G結合上面的情況，考慮到處于工作狀態下，測出車輪和滾筒的最大作用力是：F=Gkφ從(3-11)公式中悉知，其Fmax的分母值始終>1。當車輪有與副滾筒脫軌的剎那間，這時候測得的作用力終究<1。所以為了預防車輪有偏離滾筒的趨向，增加試驗臺的穩定性和測試車輛的安全性，要符合N2>0這條件，依據上述所說的因素來選取安置角α0，查閱大量資料，悉知這次試驗臺檢測車輛輪胎的直徑在450?700mm從α0=arctan?α0=arcsinL式中：D——兩滾筒的直徑；L——兩滾筒中心距；由上述公式可求，L=552mm；暫時確定L=560mm依據暫定的中心距代入上式，故α0=35.66°>35.2°，符合條件。五、確定滾筒的中心距從圖3-1受力分析悉知，兩滾筒的中心距，因有：L=2(R+r)sinα0式中：r——測試輪胎的半徑；L——兩滾筒的中心距;α0這次試驗臺的設計是它可以承載檢測3t左右的汽車，然后我選用了2.788t左右的汽車，它的輪胎直徑是457mm（2018款日產途樂）。因為每輛汽車的輪胎直徑都是不同的，查了很多資料，了解3t左右的汽車輪胎直徑都是在450?700mm之間，所以選取的中心距要符合檢測大部分汽車的車輪。綜合各方面因素考慮下，最終取420mm作為滾筒的中心距。六、滾筒與軸的銜接為了滾筒和軸之間的轉動，在這次設計過程中，為了保證軸的傳動，可以在滾筒兩側加裝法蘭盤，通過焊接技術和軸銜接。滾筒主要視圖如圖3-2由機械設計手冊查得，并考慮到滾筒的安裝設計：于是對滾筒內徑為200mm的部分，是法蘭盤形式，在半徑為260mm的部分打8個直徑是16mm的孔，用于安裝螺栓與滾筒豎板銜接。圖3-2滾筒主要視圖第二節試驗臺軸的設計和校驗一、主滾筒軸的設計（一）初步預估軸的直徑采取材料45鋼的軸，正火處理，初步確認直徑d<100mm范圍內的，由機械設計基礎書了解到，軸的強度極限σb=600MPa，C是軸的材料和承受載荷的一個常數，所以C的取值為106試驗臺設計承受最大的軸載荷是3t的汽車，所以我選用的汽車是2018款標準型日產途樂，其整車質量：2.788t，最大功率為293kw，最大功率對應的最大轉速是5800r/mind≥C3所求d=39.18mm為最小直徑，為了連接安全和穩定所以在本軸上設計一個鍵槽。又因為試驗臺每天工作時間還是總工作時間都是比較長，出于保護被測車輛以及檢測人員的生命財產安全考慮，把該段軸增大2%，d=39.18×1.02mm=39.96mm。最終軸的直徑確定，是按照軸的標準尺寸來確定d=40mm。（二）軸在滾筒上的設計確定1.主滾筒軸數據的確定，見表3-1。2.每段軸的長度是參照機械設計基礎的原則來確定的。如表3-2每段軸的長度選擇是按照原先選擇的軸承來確定的。表3-1主滾筒軸的每段直徑每個軸段的位置軸直徑/mm注明鍵槽40由上式并確定的標準軸油封44軸承安裝處45依據軸的受力綜合考慮下，暫選NU209軸承兩邊軸肩50考慮到固定軸承的因素，而且左右一致。H=(0.01~0.1)d+d表3-2主滾筒軸每段軸的長度位置軸段長度/mm注明鍵槽50兩邊油封19軸承19采用和軸承NU209相同的19mm寬度兩邊軸肩24圖3-3滾筒結構簡圖3.兩滾筒軸的周向固定聯軸器以及軸使用A型普通平鍵，鍵為A10×8×36GB/T1096-2003。如上圖3-3所示。二、副滾筒軸的設計前面已經設計和確定了主滾筒的參數，所以由主滾筒的參數，我們可以確定副滾筒的每段軸的參數。如表3-3表3-3副滾筒軸每段軸的直徑與長度位置每段長度/mm軸段直徑/mm鍵槽5040油封1944兩邊軸承1945兩邊軸肩2450三、滾筒軸承受車重的校驗滾筒軸受力分析，如圖3-4所示：圖3-4滾筒受力分析圖m為被測汽車的整體重量，考慮到對于滾筒的受力，我們計算受力是，只采用60%的車重，計算其重力可得出：：G=60%mg=60%×2788×9.8=16393F=Gφ=16393×0.7=11475NFa=G上面公式中：F—滾筒承受車重的徑向載荷力；Fa—滾筒承受車重的（一）滾筒承受的徑向載荷1.滾筒受車重的垂直平面受力，如圖3-5：圖3-5滾筒徑向受力圖Fr1?=Fr2?=G?Fr1?=16393?6788.3=9604.7滾筒上所承受的彎矩是：Mr1Mr2=根據上式算得結果，可得出滾筒的徑向彎矩圖，如圖3-6所示：.4.4×.3.1×10圖3-6滾筒徑向彎矩圖2．滾筒所承受車重的水平方向受力，如圖3-7所示：圖3-7滾筒水平受力圖Fr1v=Fr2v因為滾筒承受車重的水平方向力后，滾筒的彎矩為M如圖3-8所示彎矩圖：2.6×1圖3?8滾筒水平彎矩圖滾筒承受車重的兩個力，得出最大的F點最大的彎矩，其值為REF_Ref71742463\r\hM另一極值M'=M從上面公式疊加，得出滾筒的合成彎矩，見圖3-9，..5.1×104.0×10圖3.9滾筒合成彎矩圖輸出軸傳遞的轉矩是T=9.55×106P如圖3-10所示扭矩圖：4.8×10 圖3-10滾筒扭矩圖從彎矩，校驗軸的強度由上式分析出M=5.1×106N·mm如圖3-11：5.1×103-11當量彎矩圖由機械手冊知對于45鋼，強度極限σB=600MPa，許用彎曲應力σ(1)彎矩的計算P=60%mg=16393N(3-29)L=820mm(3-30)Mc=PL4式中：P——滾筒上承受的集合載荷NMcL——如圖3-12所示.圖3-12主滾筒的受力圖(2)計算其W從圖3-12主滾筒的受力圖上，知C點為主滾筒的中心點，以圖3-13在C點上的橫截面為以空心圓環，其外圓直徑D=260mm，內圓直徑d=200mWx=π（符號代表的意義及單位：Wx——抗彎截面模數D——d——圖3-13C點橫截面3.計算滾筒上承受最大的應力（σmax）c=M從上面公式計算和檢驗，可知道，對于這次滾筒的設計，是滿足了要求的。第三節軸承和軸承座的選型試驗臺的滾筒上設計有軸，因為需要兩個滾筒旋轉，那必須考慮到兩個滾筒的運轉問題。所以設計有軸，那肯定少不了軸承和它搭檔。軸承的作用就是用于支撐軸并讓軸沿圓周運轉的。而且有軸的地方肯定少不了軸承的蹤影，正是軸承與軸的配合，保證了軸的旋轉精度和減少軸在工作中產生的磨損。我們常見軸承一般有滾動軸承和滑動軸承，下面主要就是對這兩種軸承的優缺點進行概括。一、滾動軸承滾動軸承優點：在工作摩擦中，阻力比較小，工作效率高，且可以保持較高的運轉精度，結構簡單，維護起來比較方便，應用廣泛，制造成本低，適合大批量生產。缺點：減振能力比較差，當高速運轉工作時，噪聲會比較大,導致它的壽命低,且徑向尺寸比滑動軸承尺寸要大。二、滑動軸承滑動軸承優點：徑向尺寸小，結構設計簡單，成本廉價，高速運轉時的使用壽命比滾動軸承長，承載能力比較強。缺點：該軸承摩擦磨損比較大，維護起來較復雜，且潤滑要求比較高。比較適用于重載和高速運轉、高精度的機器中。綜合上述，考慮到試驗臺的設計，所以我采用的是滾動軸承，型號是NU209。三、軸承的校驗如果依據我們試驗臺使用狀態進行對軸承的校驗，試驗臺不可能每天24小時處于工作狀態。所以我們依據它的工作情況，來預設軸承的工作時間，假如軸承每天工作8小時，一年工作天數300天，也就是說，試驗臺一年要工作2400小時。使用壽命期望可以用5年，那軸承壽命最少可以達到12000小時。試驗臺檢測時，當車速達到2km/?，可計算出其對應的轉速：n=VπD(3-式中：V——被測車速（km/h）；n——滾筒的轉速（r/min）；D——滾筒直徑（m）；n=VπD=2×因為G=60%FrFa式中Fr——為徑向力Fa——為軸向力（一）徑向載荷1.垂直平面的受力如圖3-14：圖3-14滾筒徑向受力圖Fr1Fr2.水平方向受力如圖3?15：圖3-15滾筒水平方向受力圖Fr1Fr2v因此軸承受滾筒的徑向力：Fr1=Fr2=試驗臺采用的是NU209圓柱滾子軸承，即徑向當量動載荷和軸徑向載荷相同，得P即PNU209的額定動載荷C核算軸承的壽命L10?=所以壽命滿足要求。四、軸承座的設計圖3-15二螺柱孔式軸承座模型軸承座是用于支撐軸承，而軸承又是用于支撐軸的，所以軸承與軸承座是相互配合的搭檔，二者缺一不可。軸承座是固定軸承的外圈，這兩者的密切配合下，才能保證滾筒快速滾動。因此為了保護軸承的正常使用，增加試驗臺的使用壽命，就要相對的選取合適軸承座。本次試驗臺設計采用的NU209軸承，由機械設計手冊查得與之對應的軸承座為SN209型。如圖3-15所示。第四節聯軸器的選取為了方便兩個滾筒同軸轉動需要用到聯軸器作為輔助工具，把兩根軸連接在一起。這樣就可以避免左右車輛驅動輪受到不一樣力，驅動時差速器工作導致兩車輪轉速不一樣，影響試驗臺對汽車車速表誤差的測試過程發生不正常的轉動，影響到最終誤差測出結果。因而需要使用聯軸器連接：計算轉矩Tc=T=4.8×10Tc=其中KA應使T綜合滾筒軸的設計，考慮到軸和聯軸器的連接，由算出的公稱扭矩，和選用聯軸器進行對比，最終此次試驗臺采用的是對中榫型聯軸器?GYS6型號的公稱扭矩900N（如圖3-16所示），可以符合試驗臺和軸連接的要求。圖3-16GYS6聯軸器圖第五節試驗臺機架和滾筒的設計圖3-17試驗臺的總體結構圖我們所見的試驗臺內部主要是以滾筒組、機架、舉升裝置和聯軸器等機械部分構成一個整體（如圖3-17所示）。整個滾筒組由4個滾筒組成，聯軸器連接的是主滾筒，其目的是讓其同步運轉，它們是由汽車啟動后車輪帶動滾筒而旋轉。其他兩個可以自由滾動的是副滾筒，主要作用是支撐車輪。試驗臺框架是由2根縱向槽鋼和4根橫向槽鋼組成。4根橫梁是焊接在縱梁上的，而縱向槽鋼是通過地腳螺栓固定的。為了保證在檢測過程中的工作環境安全性質，框架還支撐著車重、主、副滾筒、軸承座等重力及受力，因而設計框架還要考慮到它的強度是否符合要求。兩個滾筒是由軸承座支撐并固定在橫向槽鋼機架上，組裝過程中始終保持兩個滾筒軸線的平行。這樣就形成了一個活動的路面，除了用于承載被測汽車的軸荷，還會傳給其部件相應的動力。鑒于試驗臺的制動力，是跟車輪和滾筒這兩者間的附著系數有關，為了讓試驗臺和道路測試的狀態更接近。我們設計過程中會適當提高車輪和滾筒接觸的附著系數，如何提高其表面系數？我們可以在滾筒表面做特殊加工處理。這樣就能確保滾筒表面無論是處于干、濕的狀態，其附著系數都可以達到0.7。為防止汽車在檢測的過程中，差速器起作用，而導致我們被測汽車左右驅動輪轉速不相同，因此在設計過程中會采用聯軸器連接兩個主滾筒，使其同時旋轉，保證轉速相同。綜合上面的設計數據選取，可得出，這次標準型車速表試驗臺滾筒設計的直徑是260mm，中心距是420mm，滾筒長度的設計是820mm，滾筒和車輪的附著系數是0.7，其形位誤差：滾筒的平行度不大于1mm/m。所以試驗臺的整體尺寸：總長度(l)是2646mm，寬(b)是906mm，高（h）是320mm（2646mm×906mm×320mm圖3-18滾筒結構圖一、橫向槽鋼支撐軸承座的校驗圖3-19機架結構圖（一）計算橫向槽鋼允許承受的最大彎矩圖3-20橫向槽鋼支撐軸承座的示意圖P=Mmax圖3-21橫向槽鋼支撐軸承座C點受力圖式中符號注明：l——橫向鋼長度（二）確定橫向槽鋼的最大靜應力這次試驗臺框架設計需選用的是，10號標準槽鋼，其尺寸規格是100mm×48mm×5.3mm，抗彎截面系數WX=39.7cm3δmax=M由上面結果所示，10號槽鋼符合強度條件。二、總支撐縱向鋼的選取和校驗這次此試驗臺設計的框架（縱向槽鋼）32a槽鋼，選擇的依據是查資料和考慮到支撐強度的條件，最終可知選用的槽鋼h=320mm，b=88mm,d=8mm圖3-22框架總支撐鋼示意圖計算縱向槽鋼承受的最大彎矩Mmax=?2圖3-23縱向總支撐鋼C點受力圖QUOTEMc——C點彎矩，使截面上部受壓，下部受壓者為正N·m，式中符號注明：McP——所承載軸承的載荷(N)a、b——如圖所示(m)l——長度（2）確定縱向槽鋼的最大應力選擇的材料和橫向槽鋼一樣，許用彎曲應力δ=158δmaxc=M由上述計算結果所示，選用的32a槽鋼符合強度條件。第六節鎖止裝置的設計圖3-24自鎖裝置結構簡圖當被檢車輛即將進行檢測時，為了保證車輛能夠安全駛入試驗臺和脫離試驗臺。所以試驗臺要設計自鎖裝置，綜合考慮到自鎖問題，因而在滾筒上直徑最小的軸上，設定一個鍵槽，安裝鍵使鍵和自鎖裝置接觸連接起來，從而達到車輛進出試驗臺完成自鎖的目的。自鎖裝置結構簡圖如圖3-24所示。第七節舉升機構的選型圖3-25舉升機構在滾筒間設計舉升器的目的，就是由于在被測汽車駛入試驗臺或者脫離試驗臺時，為了能夠使車輪給主、副滾筒施加比較小的載荷力，所以在滾筒的軸間距引入舉升裝置。該裝置上圖3-25所示。這次設計試驗臺采用GQS系列的氣缸組成的舉升機構。該舉升機構結構簡單，安裝方便，維護容易。其使用方式，在車輛進行車速表檢測時，舉升器的橫板下降，不妨礙車輛檢測。當檢測完成，車輛要駛出試驗臺時，舉升器的橫板托起車輪，使車輪比較容易脫離滾筒的束縛。第八節測速傳感器的選擇當被測汽車啟動時，驅動輪帶動滾筒旋轉，模擬汽車在道路行駛，這時試驗臺就通過測速傳感器把相應的數據傳給速度顯示儀，從而得到相應的車速。我們在生活中常見的汽車測速傳感器有磁電式傳感器、光電式轉速傳感器和霍爾式傳感器等。用磁電感應作為測量轉速原理的是磁電式傳感器。其特點：有較強的抗干擾性，即便是在有煙霧、水汽、油氣的環境下都能正常進行工作；輸出的信號強。除了可以測量曲軸、輪輻等部件，還可用以測量表面有縫隙的轉動體，測量范圍相比其他傳感器來說，就比較廣；維護成本低，工作過程中不需要提供電，體積小巧，結構簡單，安裝使用比較方便。綜合考慮下，此次試驗臺選取的是：磁電式傳感器，如圖3-26所示。圖3-26磁電式傳感器第九節本章小結此章設計和校驗的內容，是對于標