侧滑检测台设计(毕业论文+全套CAD图纸)(答辩通过)

下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 摘 要 随着我国交通运输业的迅猛发展， 汽车 的增多 ， 汽车的使用越来越普遍 。 汽车在高速行驶时，其稳定性受前轮定位参数影响较大，其中，以车轮外倾和前束两参数的影响为最大。当车轮前束值和车轮外倾角配合不当时，会引起车轮承受侧向力而产生侧向滑移现象，这将破坏车轮的附着条件，丧失定向行驶的能力，引发交通事故并导致轮胎的异常磨损。 在汽车行驶时前轮侧滑量直接反映了前轮定位参数调整的准确与否，汽车侧滑检测台用来检查车轮侧滑量的大小与方向，从而确认车轮前束与车轮外倾角的配合是否恰当。汽车前轮通过侧滑台滑板时 ，由于滑板的侧向移动仅受滑板与支撑滚轮间的摩擦力和滑板的回位弹簧拉力的约束，同时轮胎与滑板间有足够的侧向位移。这样，在前束和外倾的综合作用下，若前轮的自由滚动方向偏离实际行驶方向，只要所产生的侧向力大于滑板与滚轮间摩擦力和弹簧弹性恢复力之和，前轮向前滚动的同时便会带动滑板侧滑。这设计包括侧滑板，钢板，直线位移传感器，钢槽，导轨， 底座等等。 关键词 ：汽车；侧滑；检测；位移传感器；导轨 下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 ABSTRACT With rapidly developing of traffic and transport as well as rising of vehicles in our country, The number of double-front-axle steering automobile is also increasing. When the car is driving at high speed, its stability is deeply effected by front wheel alignment parameters. Among them, the toe-in value and camber value have the largest effection. When the toe-in value cannt match the camber angle, it will induce the wheel supporting side direction force, consequently come into being slid phenomenon. Itll induce traffic accidents and cause tires abnormal wearing. During the automobiles driving period, front-wheel slid value impact directly to the correction or not of front wheel alignment parameters adjustment. Car slid tester is used to check the amount and direction of wheels slid value. To ensure the correct matching between wheel toe-in and wheel camber angle. Auto front through the sideslip tester, because the board by moving subject only to the skateboard wheel and support the friction between the return of spring tension and skateboard, while the constraints between tires and skateboarding has enough lateral displacement. So, before the comprehensive function outward exert bundles and, if the freedom front wheel rolling direction deviating from the practice driving direction, as long as the lateral force generated more than skateboard and roller of friction and spring between elastic restoring force, the sum of the front wheel rolling forward while will drive skateboarding lateral spreads. This designation introduces Side skateboard steel Linear displacement sensor Steel racks guide base and so on. Key words: Automobile； Slid；Moritering；Ddisplacement sensor；Gui下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 目 录 摘要 . 错误 !未定义书签。 ABSTRACT . II 第 1 章 绪 论 . i 1.1 课题的提出 . iii 1.2 国内外相关技术的现状及发展方向 . iv 1.3 课题的主要研究内容及技术途径 . v 第 2 章 侧滑检测台总体方案的论证 . vii 2.1 侧滑的基础知识 . vii 2.1.1 侧滑的产生原因 . vii 2.1.2 正前束引起正侧滑，正外倾引起负侧滑 . vii 2.1.3 影响侧滑量的因素 . viii 2.1.4 汽车前轮侧滑量对汽车使用性能的影响 . viii 2.2 侧滑试验台的结构与工作原理 . ix 2.2.1 侧滑试验台设计方案的确定 . ix 2.2.2 单板式侧滑台的工作原理 . x 2 3 本章小结 . xii 第 3 章 侧滑检测台设计说明 . xiii 3.1 侧滑检测台机械系统设计说明 . xiii 3.1.1 总体尺寸的确定 . xiii 3.1.2 材料的选择 . xv 3.1.3 侧滑板机械结构设计 . xv 3.1.4 侧滑检测台及各零件尺寸 . xvii 3.2 侧滑检测台控制系统设计说明 . xviii 3.2.1 硬件系统结构及工作原理 . xviii 3.2.2 传感器的选择及其信号处理电路设计 . xviii 3.3 本章小结 . xx 第 4 章 侧滑检测台的技术要求 . xx 下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 4.1 侧滑检测台的使用方法 . xx 4.1.1 检测前的准备 . xx 4.1.2 检测步骤 . xxi 4.1.3 检测时的注意事项 . xxi 4.2 侧滑台的维护 . xxi 4.3 侧滑检测台的检定和调整 . xxii 4.3.1 侧滑检测台的检定 . xxii 4.3.2 侧滑检测台的调整 . xxii 4.4 本章小结 . xxv 结 论 . xxv 参考文献 . xxvi 致 谢 . xxvii 附 录 . 27 下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸，扣扣 414951605 下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 第 1 章 绪 论 1.1 课题的提出 汽车在设计和制造时，为使转向前轮具有转向轻便、准确和行驶稳定等性能，在转向前轮上设有前轮定位， 有些轿车和货车后轮也有定位，即四轮定位。车轮定位包括 主销后倾角、主销内倾角，车轮外倾角和车轮前束等四项参数，车轮定位值就是指把车轮安装成一定的静态几何角度与尺寸的数值， 是前轴技术状况的重要诊断参数。 车轮定位正确与否，将直接影响汽车的操纵稳定性、安全性、燃油经济性、轮胎等汽车的使用性能及相关机件的使用寿命。 车轮定位值在汽车使用过程中，由于车架、车 轴、转向机构的变形与磨损，改变了原有的几何角度与尺寸数值，导致车轮定位失准。此时当汽车行驶时，转向车轮在向前滚动的同时，将会产生横向滑移现象，即车轮侧滑。实践证明，车轮的侧滑量会造成滚动阻力、轮胎磨损、运行油耗等方面的增加，造成转向沉重、行驶方向稳定性变差，增加 驾驶员的劳动强度等 ，极易形成行车事故的潜在危险。因此，对汽车进行 车轮定位的 检验是车辆年检中必不可少的一项。 汽车车轮定位的检测，有静态检测法和动态检测法两种。静态检测法是在汽车停止的状态下，使用测量仪器对车轮定位值进行几何角度的测量；动态检测法是在汽 车以一定车速行驶的状态下，用测量仪器或设备检测车轮定位失准产生的侧向力或由此引起的车轮侧滑量。车辆年检中一般都采用动态检测法测量转向轮的侧滑量，侧向滑移量的大小与方向可用汽车侧滑检测台来检测。机动车运行安全技术条件规定：汽车转向轮的横向滑移量用汽车侧滑检测台检测时，侧滑量应不大于 5m/km。 下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 1.2 国内外相关技术的现状及发展方向 汽车检测技术是伴随着汽车技术的发展而发展的， 国外一些经济技术比较发达的国家早在 40、 50 年代就发展成以故障诊断和性能调试为主的单项检测技术，进入 60年代后获得较大发展。逐渐将 单项检测技术连线建站，在向着即能进行维修检验又能进行安全与环保检测的综合检测的方向发展。 50 年代我国汽车检测行业还主要采取传统的检测方法， 80 年代国内汽车检测技术得到迅速发展。但国外引进的技术和设备占相当比例。 随着社会汽车保有量的不断增多，近几年来，我国汽车综合性能检测站得以迅速发展，目前已建成各类汽车综合性能检测站 1100 多个 ,检测设备也得到迅速发展，产品的品种规格已在两千多种以上，基本满足国内需求。 为了提高检测效率，保证检测数据的公正性、准确性。检测线的自动化是检测线发展的必然趋势。一九九三年清华紫 光电器科技公司依托清华大学率先研制成功全自动机动车安全性能检测系统，此后 ACMLKZQJ-1 等型号的全自动检测线相继研制成功。这些系统的部分功能已达到国际先进水平。 汽车检测技术的发展和提高离不开微电子技术和计算机技术，在各个生产和科学技术领域得到不断的广泛而深入的应用，测控技术及仪器仪表也取得了突飞猛进的发展，随着电子计算机的发展， 70 年代初出现的检测控制自动化、技术数据处理自动化技术等综合检测技术提高了检测的自动化程度和效率，主要表现在精度高、可靠性高。检测技术在小型化、低功耗、抗干扰能力强和多功能等 方面进步显著，随着信息处理技术和微计算机技术在检测技术领域中的应用，创造出许多新型的测量方法和仪器，使检测技术发展为以微计算机为核心的在线测控技术。具有典型意义的测控系统在包括汽车性能检测等各个领域不断被研制和开发出来。目前一些国家的现代汽车检测技术已基本达到广泛应用的阶段，在交通安全环境保护、节约能源、降低运输成本和提高运输能力等方面带来了明显社会效益和经济效益。 汽车侧滑检测台通常以额定承载质量 (设备允许承载的受检车辆轴载质量的载荷 )为主参数划分产品规格。世界上的两大模式中，日本模式的产品系列为 1.5 3.0 6.010.0(t)；欧洲模式 (以德国为例 )的产品系列为 0.5 2.5(3.5) 13.0 16.0(15.0)(t)。而我国产品系列的模式可以说是综合二者模式为 3.0 10.0 15.0(t)，并以 10t 级产品作为产量最大的基本型产品。 侧滑检测台还可以按其他参数分类： （ 1） 根据滑动板数的不同，有单板式和双板式两种； （ 2） 根据滑动板长度不同，有 500mm,800mm,1000mm3 种； （ 3） 根据滑板运动方式的不同，有联动式和分动式两种。 下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 目前在我国应用较广泛的是双板联动式侧滑检测台，但国内 产品和国外相比，还存在以下不少差距：产品可靠性差，性能不稳定，故障率多，精度低，品种少，更新慢，技术含量低等。在今后的研发生产上，应朝着提高可靠性，尤其是使用寿命上发展，进一步提高测量精度，尽量减小误差，使自动化更加完善。 1.3 课题的主要研究内容及技术途径 （ 1）进行调研，收集与侧滑检测台有关的资料；综合分析国内外侧滑检测台设计方面的区别，找出不同之处，并为国内侧滑检测台设计提出相应的改进方法和进行优化设计； （ 2）侧滑检测台机械结构设计 对侧滑检测台机械部分进行设计，机械部分设计包括尺寸确定和详 细设计。详细设计的重点内容是盖板和底板的连接以及传感器的安装，用 CAD 绘制零件图及装配图。 图 1.1 汽车左前轮通过单板式侧滑检测台 图 1.1 是汽车通过侧滑板时的状态 ,利用单板可以完成侧滑的检测 ,节省了空间和材料的需求。 下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 图 1.2 单板式侧滑检测台 图 1.2 是侧滑板的实物图其技术参数如下： 1、滑板行程： 向内 5mm， 向外 5mm 2、测量范围： 向内 0-9m/km，向外 0-9m/km 3、滑板移动力：滑板移动 0.1mm时 30N 滑板移动 2.5mm时 70N 4、分 辨 率： 0.1m/km 5、显示方式：指针显示 6、显示误差： 0.2m/km 7、判定误差： 0.2m/km 8、工作环境温度： -10 45 9、相对湿度： 85% 10、最大轴重： 6 吨 11、外型尺寸： 1270X500X42（ mm） 12、 主板尺寸： 500X500X42（ mm） 图 1.2 DHB-2 型单滑板侧滑试验 台，是汽车前轮定位的动态检测设备，主要用于汽车前轮（转向轮）定位综合检测。当汽车低俗驶过试验台时，通过测定车轮作用在侧滑试验台上的位移量判定前轮定位是否正确。侧滑量以轮胎每公里的侧滑米数来表示。 该设备是为汽车维护、修理部门专门设计的，能满足他们对汽车侧滑量的需要，尤其适用于流动检测部门，且结构紧凑、操作简单、价格低廉，是汽车维护、维修行业理想的检测设备。 下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 第 2 章 侧滑检测台总体方案的论证 2.1 侧滑的基础知识 2.1.1 侧滑的产生原因 为保证汽车转向车轮无横向滑移的 直线滚动，要求车轮外倾角和车轮前束有适当配合，当车轮前束值与车轮外倾角匹配不当时，车轮就可能在直线行驶过程中不作纯滚动，产生侧向滑移现象。当这种滑移现象过于严重时，将破坏车轮的附着条件，丧失定向行驶能力，引发交通事故并导致轮胎的异常磨损。侧向滑移量的大小与方向可用汽车车轮侧滑检验台来检测。 侧滑是指由于前束与车轮外倾角配合不当，在汽车行驶过程中，车轮与地面之间产生一种相互作用力，这种作用力垂直于汽车行驶方向，使轮胎处于边滚边滑的状态，它使汽车的操纵稳定性变差，增加油耗和加速轮胎的磨损。 如果让汽车驶过可以在 横向自由滑动的滑板，由于存在上述作用力，将使滑板产生侧向滑动。检验汽车的侧滑量，可以判断汽车前轮前束和外倾这两个参数配合是否恰当，而并不测量这两个参数的具体数值。 1 2.1.2 正前束引起正侧滑，正外倾引起负侧滑 转向轮正前束的作用正好与正外倾的作用相反。当转向轮具有正前束，汽车向前行进时，两前轮具有向内收缩靠拢的趋势；转向轮具有正外倾，轮胎相当于圆锥的一下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 部分，向前滚动时将有向外张开的趋势。理想的情况是转向轮向外的张力与向内收拢的作用力互相抵消，保持车轮直线行驶。假定将两个只有前束而没有外倾的车轮用一根 可以自由伸缩的轴连接起来，车轮向前滚动一段距离以后，由于前束的作用，两只车轮将向里收拢，互相靠近。但实际上汽车的前轴是不可能缩短的。如果将两前轮放在可以横向自由滑动的滑板上，由于作与反作用的原理，滑板将会向外滑动。在侧滑试验台上，滑板向外滑动的数值记为 “+”(进口设备记为 “IN”)，向内滑动记为 “-”(进口设备记为 “OUT”)。我们说 “正前束引起正侧滑 ”的意思是，当前束的作用大于车轮外倾的作用时，产生的作用力使滑板向外滑动，仪表显示数值的符号为 “十 ”当车轮外倾的作用大于前束的作用时，滑板向内滑动，显示数值的 符号为 “-”。记住这句话，根据仪表上显示数值的正负号，即可知道如何调整前束。侧滑是两个参数匹配的结果，因而两参数都合格时，侧滑合格；但反之，当侧滑合格时，并不一定能保证两参数是合格的。 5 2.1.3 影响侧滑量的因素 （ 1）当车轮外倾角一定时，改变前束值就会导致侧向力及侧滑量成正比的变化。因此当侧滑量超标时，一般情况下调整前束就能使侧滑量合格。但也有特殊情况，当汽车前部因碰撞变形时，会导致左右轴距不相等或使前轮定位角发生较大的变化，这时会出现这样的现象 :汽车侧滑不合格时，驾驶员感觉转向盘还能掌握；当采用 调整前束的方法使侧滑合格以后，反而觉得汽车的转向盘掌握不了，汽车无法驾驶。遇到这种情况，应首先测量前束值，看是否在原厂规定的范围内，如超出原厂规定的范围较多，应将其调回原厂规定的范围内，再检查左右两侧轴距是否一致、前轮定位的其他三个参数是否符合要求。侧滑不合格不能一味用改变前束的办法去调整。 （ 2）汽车轮毂轴承间隙过大，左右松紧度不一致 ；转向节主销与衬套磨损，或转向节臂松动 ；左右轮胎气压不等，花纹不一致，轮胎磨损过甚以至严重偏磨横、直拉杆球头松旷，左右悬架性能不等，前后轴不平行，都会影响侧滑量。在检验侧滑以 前，应首先消除这些因素。当检验车辆的侧滑不合格时，应注意在这些方面查找原因。 （ 3）汽车通过侧滑板时的速度，规定为 3-5km/h，一般人快步行走的速度可达到 6km/h。 3-5km/h 的速度只相当于一般人中速行走的速度。在检验侧滑时，有的驾驶员不自觉地将车速开快了，由于冲击的作用，滑板产生的侧滑量会显著增加。 （ 4）轮胎气压不符合规定，轮胎上有水、油或花纹中嵌有小石子，都会影响轮胎与滑板之间的作用力，也就影响侧滑量。 2.1.4 汽车前轮侧滑量对汽车使用性能的影响 对汽车行驶阻力、加速性能和燃料经济性的 影响：汽车前轮侧滑量过大会使汽车下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 的行驶阻力增加，对汽车的动力性、燃料经济性及制动性能均有不利影响。由某一车型的试验可知，前轮侧滑量为 5.2m/km 与前轮侧滑量为 0.2m/km 相比，其滚动阻力增加了约 30%，加速性能降低了约 7.5%，等速行驶燃料消耗量增加了 5%左右。对直线行驶性的影响：汽车前轮侧滑量增大，对汽车的直线行驶性干扰很大。以 CA10B 和 EQ1090E 两种车型所做的试验表明，前轮侧滑量每增大 1m/km， CA10B 汽车直线行驶偏移量增加 (34-36)cm/l00m， EQ1090E 汽车增加 (12-23)cm/l00m。对轮胎磨损的影响：汽车前轮侧滑量增大使轮胎磨损加剧，同时还会引起偏磨，导致轮胎使用寿命下降。有资料介绍， EQ1090E 汽车的前轮侧滑量从 1m/km 增加到 5m/km/轮胎磨损增加 140%。另外，前轮侧滑量过大，直接影响汽车的操纵稳定性，表现为高速时方向发抖、发飘。一辆新换轮胎的 TJ6320 汽车，行驶约 400km，前轮就磨出了帘布层，驾驶员反映方向发抖、发飘，且油耗增加了许多。经检查，侧滑量大于 10 m/km，将前轮侧滑调整为 1m/km 后，汽车性能良 好，轮胎磨损正常。 2.2 侧滑试验台的结构与工作原理 2.2.1 侧滑试验台设计方案的确定 目前国内在用的大多数侧滑试验台均是滑板式，检测时使汽车前轮在滑板上通过，用左右方向位移量的方法来检验侧滑量。滑板式侧滑实验台按其结构形式可分为单滑板式和双滑板式两种。还有一种国外进口的检测前轮外倾角和前束配合情况的试验台是滚筒式的。检测时，前轮放在滚筒上，由模拟路面的滚筒来驱动。同时有三个小滚子紧贴轮胎，小滚子可以在互相垂直的两个方向上自由摆动，由小滚子的支座来测量侧向力。这种试验台可以边检测边调整，但结构复杂、造 价高。国内也研制成一种 QCT-1 型从动滚筒检测式前轮侧滑调整台，检测时，也是将两前轮放在四个滚筒上，由电机带动的后滚筒驱动车轮转动，模拟汽车行驶状态。两前滚筒是从动的，而且在横向可以自由滑动，因为支撑两前滚筒的轴承座固定在两块可以左右自由滑动的滑板上，由此可以检测出前轮侧滑量。下面介绍一下课题将要设计的单板式侧滑试验台。 单板式侧滑试验台的结构如图 2.1 所示，机械部分主要包括：侧滑版 、侧滑板钢板、底板、槽钢、水平导轨、传感器 。面板相对于底板可以滑动，底板是固定的钢板，为了保证在侧滑瞬间面板可以灵活运 动，底部的摩擦力应非常小，故在相对运动的接触部分需要润滑。检验台采用双板结构，上层板 (面板 )为承载板，下层板 (底座 )主要用来与地面固定。所有面板均由两层板通过工字钢焊接而成，在焊接时要求采用特殊的工艺，以防止盖板的翘曲和变形，最后在盖板的上面点焊丝网，以增加盖板表面的摩擦力。上下两层板通过导轨相连。由于侧滑速度快，作用于板上的力的时间短，滑动连接部分采用深沟球轴承，即采用滚珠滚动式。导轨均有两部分组合成，一部分下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 与侧滑板固定，一部分与底座固定；这样既可限制侧滑板沿着行车方向的自由度，又可保留侧滑板的侧向自由度 。考虑导轨强度方面的因素，导轨面要求淬火处理，侧滑的测量是通过两侧滑板中间的杠杆机构带动差动变压器式位移传感器内的铁心移动来测定。出于防尘的考虑，我们将检验台的面板设计比底座钢板稍宽，通过上下板咬合遮挡住。 图 2.1 侧滑检测台 在检测控制系统设计中，我们选择传感器对信号进行相应处理后送单片机进行数据采集再串行输入工控机的方式。首先传感器信号由 AD598 进行放大，再进行 V/I、I/V 转换，经 AD202 进行隔离后，送 AD1674 进行模数转换。实际测试时，提示启车上线，使车速限制在 3 5km/h 范围内，由侧滑板下的差动变压器式位移传感器测取前轮侧滑值，经由一系列信号处理后送到单片机处理，然后传送到显示装置和上位机。 2.2.2 单板式侧滑台的工作原理 1、滑动板仅受到车轮外倾角的作用 这里以右前轮为例，先讨论只存在车轮外倾角 (前束为零 )的情况。具有外倾角的车轮，其中心线的延长线必定与地面在一定距离处有一个交点 O，此时的车轮相当于一圆锥体的一部分如图 2.2 所示，在车轮向前或向后运动时，其运动形式均类似于滚锥。 从图 2.2 可以看出，具有外倾的车轮在滑动板上滚动时，车轮有向外侧滚动的趋势，由于 受到车桥的约束，车轮不可能向外移动，从而通过车轮与滑动板间的附着作下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 用带动滑动板向内运动，运动方向如图 2.2 所示。此时滑动板向内移动的位移量记为 Sa(即由外倾角所引起的侧滑分量 )。按照约定，具有外倾的 车轮，由于其类似于滚锥的运动情况，因而无论其前还是后退时所引起的侧滑分 量均为正。反之，内倾车轮引起的侧滑分量为负。 图 2.2 具有外倾角的车轮在滑动板上滚动的情况 2、滑动板仅受到车轮前束的作用 这里仅讨论车轮只存在前束角，而外倾角为零时的情况，前束是为了消除具有外倾角的车轮类似于滚锥运动所带来的 不良后果而设计的。 具有前束的车轮在前进时，由于车轮有向内滚动的趋势，但因受到车桥的约束作用，在实际前进驶过侧滑台时，车轮不可能向内侧滚动，从而会通过车轮与滑动板间的附着作用带动滑动板向外侧运动。此时，车轮在滑动板上做纯滚动，滑动板相对于地面有侧向移动，其运动方向如图 2.3 所示，此时测得的滑动板的横向位移量记为 St（即由前束所引起的侧滑分量）。遵照约定，前进时，由车轮前束引起的侧滑分量 St 小于或等于零。反之，汽车前进时，由车轮前张 (负前束 )引起的侧滑分量 St 大于或等于零。当具有前束的车轮后退时 ，若在无任何约束的情况下，车轮必定向外侧滚动，但因受到车桥的约束作用，虽然其存在着向外滚动的趋势，但不可能向外侧滚动，从而会通过其与滑动板间的附着作用带动滑动板向内侧移动，其运动方向如图 2.3 所示。此时测得滑动板向内的位移量记为 St，遵照约定，仅具有前束角的车轮在后退时，通过侧滑台所引起的侧滑分量 St 大于或等于零。反之，仅具有前张角的车轮在后退时，通过侧滑台所引起的侧滑分量 St 小子或等于零。综上可知，仅具有前束的车轮，在前进时驶过侧滑台时所引起的侧滑分量为负值，在后退时驶过侧滑台所引起的侧滑分下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 量为正值。反之，仅具有前张的车轮，在前进时驶过侧滑台时所引起的侧滑分量为正值，在后退时驶过侧滑台所引起的侧滑分量为负值。 图 2.3 具有前束角的车轮在滑动板上滚动的情况 3、滑动板受到车轮外倾角和前束角的同时作用 汽车转向轮同时具有外倾角和前束角，在前进时由外倾所引起的侧滑分量 Sa 与由前束所引起的侧滑分量 St 的方向相反，因而两者相互抵消。在后退时两者方向相同，两分量相互叠加。在外倾角及前束值不大的情况下，可以认为 Sa 和 St 在前进和后退的过程中，侧滑分量数值不变。设车轮在前进时通过侧 滑台所产生的侧滑量为 A，在后退时的侧滑量为 B，则可得到下述结论 (在遵循上述对侧滑量的符号约定的条件下 )： B 大于或等于零，且 B 大于或等于 A 的绝对值。另外，如果我们假设前进时的侧滑量就是 Sa 和 St 间的简单叠加（或抵消）关系，则还可以得出下列结论： （ 1）若前进时的侧滑量 A 大于一定的正数，后退时的侧滑量 B 大于另一正数，则侧滑量主要是由外倾所引起的。 （ 2）前进时的侧滑量 A 小于一定的负数，后退时的侧滑量 B 大于某一正数，则侧滑量主要由前束所引起。 （ 3）外倾角引起的侧滑量 Sa=（ A+B） /2； 前束所引起的侧滑量 St=（ B-A） /2。 遵循上述分析与讨论的方法，我们可以得到其余三种配合情况下侧滑台板的运动规律，从车轮外倾、车轮内倾、车轮前束和前张四个因素中判断出是哪个因素主要引起车轮侧滑的故障。因此，可有效地指导维修人员调整车轮前束及车轮外倾角 2。 2 3 本章小结 本章首先详细介绍了有关侧滑的基本知识，包括侧滑产生的原因、前轮定位参数对侧滑的影响以及侧滑对汽车使用性能的影响，然后通过分析侧滑检测台的结构和工下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 作原理，从而确定了侧滑检测台的总体设计方案。 第 3 章 侧滑检测台设计说明 3.1 侧滑检测台机械系统设计说明 3.1.1 总体尺寸的确定 1、侧滑板尺寸的确定 侧滑检测台采用单板式测试系统，侧滑检验台的规格不同，滑板的纵向长度有500mm、 800mm 和 1000mm 三种，当仪表显示侧滑量为 5km/h 时，对应于这三种滑板的位移量分别为 2.5mm、 4mm 和 5mm。滑动板越长精度越高。由于侧滑板布置在边下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 框内，所以在布置时必须考虑其尺寸。因侧滑板运动方向是横向，因此纵向上基本不能运动，但不能产生大的摩擦，故上板与底板距距离 2mm,侧滑板的具体尺寸为： 侧滑板长为： 800mm； 侧滑板宽为： 600mm； 侧滑板总体厚为： 75mm 表 3.1 各车型相关数据 车型 车重 轴距 前轮距 后轮距 奥迪 2500 2590 1430 1450 奥拓 1280 2175 1200 1215 宝马 1565 2888 1558 1582 奔驰 1680 2858 1480 1485 菲亚特 1585 2775 1530 1535 风雅 2570 2880 1629 1626 高尔夫 1676 2620 1533 1538 皇冠 1676 2803 1556 1558 依维柯 3120 2819 1716 1685 中华 1454 2803 1498 1500 图 3.2 侧滑检测台 下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 3.1.2 材料的选择 车辆的单轴轴重以较重的 依维柯为准，单轴重 选为 1500Kg，作用力分布不平衡系数为 1.2，所以每块板支撑重应为： 1500/21.2=900Kg。面板和底板对材料的要求限制不大，而且承受的应力不集中，表面直接应用的频率很高，一般可选 Q275 型号普 通的碳素钢，该钢强度足够高，耐磨性好，便于进行各种热处理及机械加工，价格便宜，应用很广。根据选择的板厚为 15mm，查得s=255MPa，b=490 610MPa，s=18%。各支撑轴所受强度大、耐磨要求高，受力大而要求尺寸小，表面粗糙度低，要求精度较高，可选用 45 钢，价格也比较便宜，应用广泛。查得s=355 MPa，b=600MPa，s=16%。中间联动杠杆机构对材料没大的要求 ,用普通窄条薄钢板就可以 ,厚度也选用Q275 号普通碳素钢 。 3.1.3 侧滑板机械结构设计 侧滑板的设计，测滑板的结构也为上下两层板结构，导轨结构为深沟槽球滚动轴承与水平导轨并用，这种样既可以限制住侧滑板沿着行车方向的自由度，又能保留侧滑板的侧向自由度，考虑导轨强度方面的因素，轴承和水平导轨面要求淬火处理。轴承上使用直径为 10mm的钢珠 。 1、 侧滑板强度的校核 侧滑板重 800600207.8=56.16kg 侧滑板总承重 P=(900+56.16)9.8=9370.368N 车的质量加人的质量约为 3600kg 所以单轮质量为 900kg M P aM P aAP o 255375.18600800 8.9900m a x 由此，板的强度足够承受汽车的自身载荷和工作载荷 。 2、滚珠的校核 采用的是 10mm的滚珠，根据制动时产生的作用力校核其强度。汽车制动时，侧滑板不仅要克服汽车车重作用，以防止起翘起，还有水平方向上的制动力作用，滚珠既受到垂直压力还有侧向压力，需要校核两个面上的压应力强度。 M P aM P addPdF 2550852.64548.988.7490045442222 压 F=uN+tmv=0.0129009.8+7.0 1.4900=1905.84 N 下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 M P aM P adFdF 255214.14105484.1905442222 挤 图 3.3 V型导轨 3、长方体滑块校核 由于长方体滑块有一半固定在与底板连接的凸台里，另一半与侧滑板相对滑动，制动时滑块受到侧向压力，同时为了防止板翘起，滑块还受到一定的扭矩作用，所以需要校核起压应力强度。 滑块受力图如 下： 图 3.4 滑块受力图 M P aM P aAPAF 255981.3154048.988.7490042 压 M P aM P aAFAF 25519.11040484.190542 挤 下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 图 3.4 水平导轨 由以上的校核表明此滑块工作是完全可靠的。 3.1.4 侧滑检测台及各零件尺寸 侧滑检测台的 框架 定厚度为 10mm。 钢槽厚度为 6.5mm 侧 滑板钢板厚度为 5mm 弹簧直径为 20mm 弹簧长度为 116.64mm 埋地螺钉为 M8 图 3.5 侧滑板钢板 下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 3.2 侧滑检测台控制系统设计说明 3.2.1 硬件系统结构及工作原理 单板式侧滑试验台硬件系统的结构组成框图如图 3-1 所示，它由传感器、放大单元、 V/I 和 I/V 转换单元、数据采集系统及计算机五大部分 组成，它的工作过程是 :传感器把从试验台上测定的物理量按正比例关系转换成电压信号，然后经放大单元放大、V/I 变换后，通过长线传输到侧滑试验台的主控箱内的 I/V 转换单元，将信号变换为电压信号，送入数据采集系 统转换成数字信号，由计算机对数字信号进行分析处理，最后获得检测结果。以下各节详细介绍硬件系统的各组成部分。 10 3.2.2 传感器的选择及其信号处理电路设计 滑板式侧滑试验台的传感器的工作过程是 :传感器把从试验台上测定的物理量按正比例关系转换成电压信号，然后经放大单元滤波变换后，传输到侧滑试验台的下位机中，由计算机对数字信号进行分析处理，最后获得检测结果。 在选择传感器时，首先要满足其功能要求。其次要保证其性能指标满足测量要求。传感器的性能指标主要包括： （ 1）灵敏度系数：表示在稳定状态下工作时，输出变化与引起此变化的输入变化的比值。一般来说灵敏度系数越大，则允许的测量范围越窄。 （ 2）灵敏度阈值：也称为最小检测量，它是表征传感器能够检测被测量的最低极限量，它通常与传感器的噪声、灵敏度和电源的稳定度等因素有关。 （ 3）线性度：传感器的校准曲线（标定曲线）与其理论拟合直线（刻度直线）之间的偏差，称为线性度，也称为非线性误差。 （ 4）迟滞差：在传感器的输入量连续增加时所对应的输出量和输入量连续减少时对应的输出量不相重合的现象称为迟滞。输入增加到某一值时的输出量 与输入减少到同一值时的输出量的差值，称为迟滞差，迟滞差与输入信号幅度变化的大小有关，即与输入值的大小有关。 （ 5）稳定性：是指在传感器的所有工作条件保持不变的情况下，在规定的时间内其输出保持不变的能力。 侧滑传感器我们采用差动变压器式的位移传感器，其结构和工作原理如图 3.2所示： 差动变压器是将测量信号的变化转化成线性互感系数变化的传感器，它的结构如同一个变压器，由初级线圈、次级线圈、铁芯等几部分组成。在初级线圈接入电源 U后，次级线圈即感应输出电压 U，滑动板移到时引起铁芯的移到，从而引起线圈互感下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 系数的变化， 此时的输出电压随之作相应的变化。它的特点是结构简单、灵敏度高、测量范围大及使用寿 命长。 初级线圈铁心次级线圈图 3.2 差动变压器式的位移传感器 由于 WYDC型直流位移传感器是在 WY位移传感器基础上发展的，它将传感器、振荡器和解调器、滤波器集为一体，只要外供直流稳压电源即可工作，除具有 WY系列位移传感器的特性外，在以下场合更显示出它的优越性： （ 1）位移传感器与控制室相距 100米以上； （ 2）同时 使用多只传感器要求互相之间以及对其它设备仪器不产生干扰； （ 3）需要防爆场合； （ 4）要求便于携带能进行野外使用。 我们选用 WYDC型号的差动变压器式位移传感器规格如表 3.2,结构如图 3.3 表 3.2 位移传感器规格 型号 尺寸 /mm WYDC A B C D 50L/25D（尺寸型号） 210 110 20 5 外壳 导套8- 拉杆 触头图 3.3 位移传感器结构图 主要技术指标参数有： 下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 （ 1）线性行程（满量程）： 25mm 0.5mm （ 2）灵敏度： 0.5 20mV/V/mm （ 3）精度等级： 0.05% （ 4）初级激励电压： 5VrmS(3 8V) （ 5）激励电压频率： 1KHz(1 5KHz) （ 6）动态频率： 0 200Hz(3bd) （ 7）灵敏度漂移：零点 0.01%C；满度 0.025%C （ 8）负载阻抗： 20K （ 9）工作温度： -10C +70C (特殊要求： -25C +125C) （ 10）输出信号： 0 5V或 4 20mA标准信号等 3.3 本章小结 本章主要是在调查研究基础上考核大部分车的重量，确定检测台的结构尺寸，选择传感器，在考虑侧滑机理的前提下完成侧滑检测台机械结构设计，绘制装配图。其中包括侧滑板的设计，导轨的设计，以及各种部件的布置等等 。 第 4 章 侧滑检测台的技术要求 4.1 侧滑检测台的使用方法 不同类型的侧滑检测台，其使用方法也有所不同，须按使用说明书的规定进行。 4.1.1 检测前的准备 检测前的准备工作如下： (1)在不通电的情况下，检查仪表指针是否指在零位上；接通电源，晃动滑动板，待滑动板停止后，查看指针是否仍在零位或数据显示仪表上的侧滑量数值是否为零。如发现失准，对于指针式仪表，可以用零点调整电位计或游丝零点调整钮将仪表校零；对于数显式仪表，可按下校准键，调节调零电阻，使侧滑量显示值为零，或按复位键清零。 (2)检查侧滑台及周围场地有无机油、石子、泥污等杂物，并清除干净。 (3)检查各种导线有无因损伤而造成接触不良的部位，必要时应进行修理或更换。 (4)待检测车轮胎气压应符合各自的规定值 (出厂标准 )。 (5)检查并 清除轮胎上的油污、水渍和嵌入的石子、杂物等。 下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 4.1.2 检测步骤 (1)松开滑动板的锁止于柄，接通电源。 (2)汽车以 3-5km/h 的低速垂直地使被测车轮通过侧滑板。速度过高会因台板的惯性力和仪表的动态响应迟滞而影响测量精度。速度过低也会引起失真误差。在汽车通过侧滑板时严禁转向和制动。 (3)当被测车轮从滑动板上完全通过时，察看指示仪表，读取最大值，注意记下滑动板的运动方向，即区别滑动板是向内还是向外滑动。 (进行记录时，应注意数值的正负号，遵循如下约定 :滑动板向外侧滑动，侧滑量记为负值，表示车轮向内侧滑 动 (即 IN)；滑动板向内侧滑动，侧滑量记为正值，表示车轮向外侧滑动 (即 OUT)。 (4)检测结束后，切断电源。 4.1.3 检测时的注意事项 (1)不允许超过容许吨位的汽车驶入侧滑台，以防压坏或损伤易损机件； (2)不允许汽车在侧滑台上转向或制动，因为会影响测量精度和检验台的使用寿命； (3)前驱动的汽车在测试时，不应该突然加油、收油或踏离合器，这样会改变前轮受力状态和定位角，造成测量误差； (4)不允许在检测台上停放任何车辆； (5)注意经常保持检测台内外的清洁。 2 4.2 侧滑台的维护 (1)检 测台不使用时，一定要锁止滑动板，以防止受到外界因素 (人或汽车等 )引起的经常晃动而损坏测量机件。 (2)保持检测台表面及周围环境清洁，及时清除泥、水和垃圾，以防止它们浸入侧滑台。 (3)侧滑台上不要停放车辆或堆放杂物，防止滑动板及测量机件变形或损坏。 (4)每使用 1 个月，应重点检查测量装置、蜂鸣器或信号灯在侧滑量超过规定值时能否及时报警或给出侧滑量不合格的信息。若蜂鸣器、信号灯或限位开关工作状况不良时，应给予及时调整或更换。 (5)使用 3 个月，除作上述保养作业外，还需检查测量装置的杠杆机构指针和回位装 置及联动装置等动作是否灵便。如动作不灵活或有迟滞，应及时进行清洁和润滑工作，必要时