一种多轴外转毂式车轮径向疲劳全路况仿真试验机的制作方法

本实用新型涉及一种车轮疲劳仿真试验机，尤其是一种外转毂式车轮径向疲劳全路况仿真试验机。

背景技术：

车轮是车辆行驶部分的主要承载件，是整车性能的最重要的安全部件之一。

作为汽车结构件的车轮，具有比较复杂的装配关系，在实现汽车的功能中起到很重要的作用，为了满足可靠性和耐久的要求，必须具有足够的强度，但由于产品成本的要求，又把材料用的最省，车轮设计的目标就是要这两个相矛盾的要求之间找到一个平衡点，在达到轻量化的同时，满足其强度的要求。

车轮在整个使用过程中，会受到各种各样的载荷，其表现形式也多种多样，除了承受垂直力外，还有因车辆启动、制动时扭矩的作用，行驶过程中转弯、冲击等来自不同方向的不规则受力，这些受力往往是同时发生的，而以前的设计经验以传统径向疲劳和弯曲疲劳试验为基础，每次仅模拟车轮单一方面的承载情况，有很多不合理的地方，所以以前的传统疲劳试验原理由很大的局限性，把它的结果作为设计和开发车轮的依据就很难得到令人满意的方案。

为此，需要开发一种新型的仿真实验机。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能仿真各种各样的载荷的外转毂式车轮径向疲劳全路况仿真试验机。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种多轴外转毂式车轮径向疲劳全路况仿真试验机，包括机架，其特征是，所述机架上设置有可相对机架自转动的大轮毂和用于驱动大轮毂转动的轮毂动力装置；所述大轮毂的旁侧设置有与机架转动连接的摆臂架和用于驱动摆臂架转动的摆臂动力装置，所述摆臂架内形成有朝向大轮毂一侧的开口且所述摆臂架的转动轴线垂直于大轮毂的自转动轴线；所述摆臂架内设置有伸缩装置，所述伸缩装置包括位于摆臂架的开口内并可往复靠近大轮毂的伸缩件，所述伸缩件的行进路径垂直于大轮毂的自转动轴线并垂直于摆臂架的转动轴线；所述伸缩件上连接有装胎座，所述装胎座上设置有用于安装待试验轮胎的装胎转轴；所述伸缩装置上还设置有用于驱动伸缩件相对大轮毂自转动的旋转动力装置。

本实用新型的原理如下：

大轮毂在轮毂动力装置的驱动下，同时，待测试轮胎安装在装胎座的装胎转轴上，在伸缩装置的推动下，测试轮胎与大轮毂接触；当大轮毂转动时，大轮毂可带动测试轮胎转动，从而模拟车轮在路面行驶的状态，伸缩装置加载车轮径向负载，模拟车轮在车辆中的垂直作用力；摆臂架在摆臂动力装置的带动下，摆臂架绕转轴的中轴线运动，模拟在车辆在行驶过程中车轮的倾斜情况；伸缩件的一端连接的旋转动力装置，伸缩装置的缸体带动伸缩件，驱使装胎座上的测试轮胎绕车轮经向方向倾斜，即模拟车轮左右转向效果。位于装胎座上的传感系统测出车轮在各种负载状态的测试值传回主机工控电脑，通过测控控制软件进行分类分析，从而实现对车轮的全路况径向疲劳测试。

为了限制摆臂架的转动幅度，避免摆臂架摆幅过大，同时，限位槽可以配合传感器使用, 优选的是，所述机架上形成有与所述大轮毂的自转动轴线相平行的安装基面；所述安装基面上设置有用于限制所述摆臂架转动幅度的限位槽；所述摆臂架通过转轴与机架转动连接于安装基面上，且该转轴垂直于安装基面；所述摆臂架上设置有嵌入所述限位槽内的限位块。

为了确保大轮毂与轮胎同心，保证试验效果，优选的是，所述机架上至少设置有两个轮毂轴承座，两轮毂轴承座之间转动连接有与安装基面相平行的轮毂转轴；所述大轮毂设置在所述轮毂转轴上，且所述轮毂转轴至安装基面的最短垂直距离与所述装胎转轴至安装基面的最短垂直距离相等。

为了简化旋转动力装置的安装，优选的是，所述伸缩装置还包括设置在摆臂架上的缸体件；所述伸缩件位于缸体件内，伸缩件的一端伸入摆臂架的开口内，另一端伸出至摆臂架外；所述旋转动力装置设置在摆臂架上并与伸缩件伸出至摆臂架外的端侧相连。

为了起防护效果，避免工人被高速旋转的轮胎打伤，优选的是，所述装胎座的外轮廓呈 L字型，所述装胎转轴设置在装胎座的开口内。

为了能使测试轮胎远离大轮毂，方便拆装并避免工人被高速旋转的轮胎打伤，优选的是，所述机架上设置有滑轨，所述滑轨上滑动连接有滑块；所述装胎座通过万向联轴器与所述滑块相连。

为了保证传感系统测出车轮在各种负载状态的测试值传回主机工控电脑和实现机械动作，优选的是，还包括控制系统；所述控制系统包括用于监测大轮毂转速的第一传感器、用于监测摆臂架转动幅度和转动频率的第二传感器、用于监测伸缩件转速的第三传感器、用于监测伸缩件行程的第四传感器以及用于进行信息分析处理的数据处理模块；所述第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器均与数据处理模块通信连接；所述数据处理模块与轮毂动力装置通信连接；所述数据处理模块与摆臂动力装置通信连接；所述数据处理模块与旋转动力装置通信连接。

该实用新型具有自动化程度高、测试高效和能仿真各种各样的载荷且的优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例中仿真试验机的主视图；

图2是本实用新型实施例中仿真试验机的俯视图。

附图标记说明：1-机架；2-大轮毂；3-摆臂架；4-第一倾角马达；5-伸缩件；6-装胎座；7- 装胎转轴；8-安装基面；9-转轴；10-轴承座；11-轮毂轴承；12-加载油缸；13-第二倾角马达；14-待测轮胎。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步说明。

如图1-2所示的一种多轴外转毂式车轮径向疲劳全路况仿真试验机，机架1上设置有可相对机架1自转动的大轮毂2和用于驱动大轮毂2转动的轮毂动力装置；大轮毂2的旁侧设置有与机架1转动连接的摆臂架3和用于驱动摆臂架3转动的摆臂动力装置，即第一倾角马达4；摆臂架3内形成有朝向大轮毂2一侧的开口且摆臂架3的转动轴线垂直于大轮毂2的自转动轴线；摆臂架3内设置有伸缩装置，伸缩装置包括位于摆臂架3的开口内并可往复靠近大轮毂2的伸缩件5，伸缩件5的行进路径垂直于大轮毂2的自转动轴线并垂直于摆臂架3 的转动轴线；伸缩件5上连接有装胎座6，装胎座6上设置有用于安装待试验轮胎的装胎转轴7；伸缩装置上还设置有用于驱动伸缩件5相对大轮毂2自转动的旋转动力装置，即第二倾角马达13。

机架1上形成有与大轮毂2的自转动轴线相平行的安装基面8；安装基面8上设置有用于限制所述摆臂架3转动幅度的限位槽；摆臂架3通过转轴9与机架1转动连接于安装基面 8上，且该转轴9垂直于安装基面8；摆臂架3上设置有嵌入限位槽内的限位块。从而限制摆臂架的转动幅度，避免摆臂架摆幅过大。同时，限位槽可以配合传感器使用。

机架1上设置有两个轮毂轴承座10，两轮毂轴承座10之间转动连接有与安装基面8相平行的轮毂转轴11；大轮毂2设置在轮毂转轴11上，且轮毂转轴11至安装基面8的最短垂直距离与装胎转轴7至安装基面8的最短垂直距离相等。

伸缩装置还包括设置在摆臂架3上的缸体件，即加载油缸12；伸缩件5位于加载油缸12 内，伸缩件5的一端伸入摆臂架3的开口内，另一端伸出至摆臂架3外；旋转动力装置，即第二倾角马达13设置在摆臂架3上并与伸缩件5伸出至摆臂架3外的端侧相连。

装胎座6的外轮廓呈L字型，装胎转轴7设置在装胎座6的开口内。机架1上设置有滑轨，滑轨上滑动连接有滑块；装胎座6通过万向联轴器与滑块相连。以达到方便拆装并避免工人被高速旋转的轮胎打伤的目的。

控制系统的应用来确保测试出来的各种负载状态的相关数据准确的传给主机工控电脑和控制改实用新型完成一系列的机械动作。控制系统包括用于监测大轮毂2转速的第一传感器、用于监测摆臂架3转动幅度和转动频率的第二传感器、用于监测伸缩件5转速的第三传感器、用于监测伸缩件5行程的第四传感器以及用于进行信息分析处理的数据处理模块；第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器均与数据处理模块通信连接；数据处理模块与轮毂动力装置通信连接；数据处理模块与第一倾角马达4通信连接；数据处理模块第二倾角马达13通信连接。

大轮毂2在轮毂动力装置的驱动下，同时，待测试轮胎14安装在装胎座6的装胎转轴7 上，并在加载油缸12的推动下，与大轮毂2接触；当大轮毂2转动时，大轮毂2可带动测试轮胎14转动，从而模拟车轮在路面行驶的状态，伸缩装置加载车轮径向负载，模拟车轮在车辆中的垂直作用力；摆臂架3在第二倾角马达13带动下，摆臂架3绕转轴9的中轴线运动，模拟在车辆在行驶过程中车轮的倾斜情况；加载油缸12一端连接的第一倾角马达4，第一倾角马达4带动伸缩件5，驱使装胎座6上的测试轮胎14绕车轮经向方向倾斜，即模拟车轮左右转向效果。位于装胎座6上的传感系统测出车轮在各种负载状态的测试值传回主机工控电脑，通过测控控制软件进行分类分析，从而实现对车轮的全路况径向疲劳测试。

虽然本实用新型是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实用新型进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或应用，可以对本实用新型做各种修改，而不脱离本实用新型的范围。因此，本实用新型不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本实用新型权利要求范围内的全部实施方式。