专利名称：弧形导轨侧偏侧倾高速轮胎试验机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种室内轮胎力学特性试验装置，具体的说是一种通过弧形导轨机构实现轮胎侧偏及侧倾运动定位的试验机，它能测定轮胎高速运行工况下的力学特性。
背景技术：
轮胎力学特性是汽车性能分析与设计的基础，并且对汽车的安全性、操纵稳定性、 平顺性及NVH等性能有着重要的影响。轮胎力学特性试验机是轮胎特性建模以及整车性能集成、调校与开发的关键测试设备之一，它可实现轮胎的各种运行工况，并测定六个自由度的运动参数及其与地面六分力的关系，它是汽车动力学仿真设计关键数据的来源。拖车式的室外轮胎试验机可以模仿多种路况的轮胎运行，但是由于室外环境的随机性，以及路面的不平整等因素的影响，得到的试验数据并不准确，离散性较大。而室内轮胎试验机则消除了室外环境对轮胎试验数据的影响，这种试验机除了模仿路面与车轮的相对运动外，通常能实现轮胎侧偏与侧倾运动，但因机构原理不完善普遍存在侧倾侧偏运动时轮胎印迹中心移动的问题，引发不能消除的侧偏侧倾运动耦合边际效应，如被广泛使用的美国MTS公司生产的所有平带式高速轮胎力学特性试验机就存在这种问题，导致测试轮胎的运动输入参数难以控制，以致测试数据不准确。此外，目前可实现轮胎复合工况特性测试的试验机，结构复杂，庞大，造价昂贵。
发明内容本实用新型的目的是要提供一种结构简单合理、价格低廉、能够实现轮胎各种运行工况，在复合工况下轮胎印迹中心不变，并且能够精确控制轮胎六个自由度运动参数，实现轮胎六分力特性精确测量的弧形导轨侧偏侧倾定位的高速轮胎试验机。本实用新型的目的是这样实现的，该试验机包括弧形导轨侧偏定位机构，弧形导轨侧倾定位机构，双导轨垂直加载定位机构，六分力传感器及驱动制动总成，试验转鼓；①、所述的弧形导轨侧偏定位机构包括侧偏电机、侧偏蜗杆、侧偏弧形蜗轮、弧形底座、侧偏弧形导轨、基座，其中侧偏弧形导轨固定在弧形底座上，基座设置在侧偏弧形导轨上，在基座的中间下部固定有侧偏弧形蜗轮，侧偏蜗杆装配在侧偏电机上，由侧偏蜗杆和侧偏电机构成的机构设置在侧偏弧形蜗轮的正下方，并使侧偏蜗杆与侧偏弧形蜗轮相啮合；②、所述的弧形导轨侧倾定位机构设置在基座上，它包括侧倾弧形导轨，支架，侧倾电机，侧倾齿轮，侧倾弧形齿条，机械传动机构；所述的侧倾弧形导轨和侧倾弧形齿条分别固定在基座上方，支架设置在侧倾弧形导轨上，支架下端固定有侧倾电机和机械传动机构，侧倾齿轮与机械传动机构相连，并与侧倾弧形齿条啮合；③、所述的双导轨垂直加载定位机构设置在支架上、包括垂直加载电机、垂直加载齿轮轴、机械传动机构、平行导轨、平行齿条、滑板，所述的垂直加载电机连接有垂直加载齿轮轴，垂直加载齿轮轴连接有两个机械传动机构，平行齿条设置在两个机械传动机构上，平行导轨固定在支架上，滑板设置在平行导轨上，并通过铰接支座与平行齿条固连；④、所述的六分力传感器及驱动制动装置总成包括轮辋适配器、六分力传感器、法兰盘、驱动制动装置固定罩、端盖、驱动制动装置、皮带及皮带轮，其中六分力传感器前端设置有与轮胎连接的轮辋适配器，六分力传感器固定在法兰盘上，驱动制动装置与六分力传感器同轴相连，并通过驱动制动装置固定罩和端盖固定，六分力传感器转动轴外接皮带及皮带轮，皮带轮外接角位移传感器。本实用新型有以下优点和有益效果1.本实用新型采用上述结构，轮胎侧偏及侧倾运动只采用弧形导轨机构，结构简单合理，易于制造。2.能够进行六分力测定，获取全面的力学特性。3.具有侧偏、侧倾、纵滑及垂直载荷的稳态与非稳态输入，可进行高速运动下的各种工况的试验。4.能够保持轮胎接地印迹中心的恒定，保证试验结果的精确性。
图1是弧形导轨侧偏侧倾高速轮胎试验机的整体结构示意图。图2是本实用新型定位机构的A向投影示意图。图3是本实用新型定位机构的B向投影示意图。图4是本实用新型弧形导轨侧偏定位机构的示意图。图5是本实用新型弧形导轨侧倾定位机构的示意图。图6是本实用新型双导轨垂直加载定位机构的示意图。图7是本实用新型六分力传感器及驱动制动总成结构示意图。图8是本实用新型涉及到的轴线与平面的示意图。
具体实施方式
由附图1、2、3所示该试验机包括弧形导轨侧偏定位机构(见图4)，弧形导轨侧倾定位机构(见图5)，双导轨垂直加载定位机构(见图6)，六分力传感器及驱动制动总成(见图7)，试验转鼓22。所述的弧形导轨侧偏定位机构(见图4)包括侧偏电机1，侧偏蜗杆2，侧偏弧形涡轮8，弧形底座3、5，侧偏弧形导轨4、6，基座7，其中侧偏弧形导轨4、6固定在弧形底座3、5 上，基座7设置在侧偏弧形导轨4、6上，在基座7的中间下部固定有侧偏弧形涡轮8，侧偏蜗杆2装配在侧偏电机1上，由侧偏蜗杆2和侧偏电机1构成的机构设置在侧偏弧形齿条 8的正下方，并使侧偏蜗杆2与侧偏弧形涡轮8相啮合。侧偏电机1，侧偏蜗杆2和侧偏弧形涡轮8构成蜗轮蜗杆机构，侧偏电机1转动带动侧偏蜗杆2转动，侧偏蜗杆2与侧偏弧形涡轮8啮合，从而侧偏蜗杆2转动使侧偏弧形涡轮8及基座7绕轮胎侧偏轴线X做转动，实现轮胎21的侧偏运动。所述的弧形导轨侧倾定位机构(见图5)设置在基座7上，它包括侧倾弧形导轨11、 20，支架9，侧倾电机18，侧倾齿轮13，侧倾弧形齿条17，机械传动机构19 ；所述的侧倾弧形导轨11、20和侧倾弧形齿条17分别固定在基座7上方，支架9设置在侧倾弧形导轨11、20 上，支架9下端固定有侧倾电机18和机械传动机构19，侧倾齿轮13与机械传动机构19相连，并与侧倾弧形齿条17啮合。所述的侧倾电机18，侧倾齿轮13，侧倾弧形齿条17，机械传动机构19构成一个齿轮传动机构，侧倾电机18转动将力矩传递给机械传动机构19，机械传动机构19再将力矩传递给侧倾齿轮13，使侧倾齿轮13转动，侧倾齿轮13与侧倾弧形齿条17相啮合，从而侧倾齿轮13转动带动支架9及轮胎21做绕侧倾运动轴线X的转动，实现轮胎21的侧倾运动。所述的双导轨垂直加载定位机构(见图6)设置在支架9上，包括垂直加载电机12， 垂直加载齿轮轴26，机械传动机构14、15，平行导轨16，平行齿条25，滑板10。所述的垂直加载电机12连接有垂直加载齿轮轴沈，垂直加载齿轮轴沈连接有两个机械传动机构14、15，平行齿条％设置在两个机械传动机构14、15上。平行导轨16固定在支架9上，滑板10设置在平行导轨16上，并通过铰接支座与平行齿条25固连。垂直加载电机12转动时通过垂直加载齿轮轴沈转动将力矩传递给两个机械传动机构14、15，两个机械传动机构14、15再将力矩传递给平行齿条25，使平行齿条25做直线往复运动，带动滑板10和轮胎21做垂直加载运动，实现轮胎21的垂直加载。由附图7所示所述的六分力传感器及驱动制动装置总成包括轮辋适配器27、六分力传感器观、法兰盘四、驱动制动装置固定罩30、端盖31、驱动制动装置32、皮带及皮带轮33，其中六分力传感器观前端设置有与轮胎21连接的轮辋适配器27，六分力传感器观固定在法兰盘四上，驱动制动装置30与六分力传感器观同轴相连，并通过驱动制动装置固定罩30和端盖31固定，六分力传感器观转动轴外接皮带及皮带轮33，皮带轮外接角位移传感器。所述驱动制动装置32通过正向旋转实现轮胎21的驱动，通过反向旋转可以实现轮胎21的制动，从而实现轮胎21的驱动和制动控制。由附图8所示弧形导轨侧偏定位机构确定的轮胎侧偏运动轴线X与弧形导轨侧偏定位机构确定的轮胎侧倾运动轴线Z交于一点P，试验转鼓确定的路面切平面α经过点 P，试验轮胎通过轮辋适配器27厚度的调节保证胎宽方向的轮辋中分面β也经过点P，使点 P与测试轮胎的印迹中心重合，保证在轮胎侧偏侧倾复合运动测试时印迹中心P不变动。
权利要求1.一种弧形导轨侧偏侧倾高速轮胎试验机，其特征在于该试验机包括弧形导轨侧偏定位机构，弧形导轨侧倾定位机构，双导轨垂直加载定位机构，六分力传感器及驱动制动总成，试验转鼓；①、所述的弧形导轨侧偏定位机构包括侧偏电机、侧偏蜗杆、侧偏弧形涡轮、弧形底座、 侧偏弧形导轨、基座，其中侧偏弧形导轨固定在弧形底座上，基座设置在侧偏弧形导轨上， 在基座的中间下部固定有侧偏弧形涡轮，侧偏蜗杆装配在侧偏电机上，由侧偏蜗杆和侧偏电机构成的机构设置在侧偏弧形涡轮的正下方，并使侧偏蜗杆与侧偏弧形涡轮相啮合；②、所述的弧形导轨侧倾定位机构设置在基座上，它包括侧倾弧形导轨，支架，侧倾电机，侧倾齿轮，侧倾弧形齿条，机械传动机构；所述的侧倾弧形导轨和侧倾弧形齿条分别固定在基座上方，支架设置在侧倾弧形导轨上，支架下端固定有侧倾电机和机械传动机构，侧倾齿轮与机械传动机构相连，并与侧倾弧形齿条啮合；③、所述的双导轨垂直加载定位机构设置在支架上、包括垂直加载电机、垂直加载齿轮轴、机械传动机构、平行导轨、平行齿条、滑板，所述的垂直加载电机连接有垂直加载齿轮轴，垂直加载齿轮轴连接有两个机械传动机构，平行齿条设置在两个机械传动机构上，平行导轨固定在支架上，滑板设置在平行导轨上，并通过铰接支座与平行齿条固连；④、所述的六分力传感器及驱动制动装置总成包括轮辋适配器、六分力传感器、法兰盘、驱动制动装置固定罩、端盖、驱动制动装置、皮带及皮带轮，其中六分力传感器前端设置有与轮胎固定的轮辋适配器，六分力传感器固定在法兰盘上，驱动制动装置与六分力传感器同轴相连，并通过驱动制动装置固定罩和端盖固定，六分力传感器后轴外接皮带及皮带轮，皮带轮外接角位移传感器。
2.根据权利要求1所述的一种弧形导轨侧偏侧倾高速轮胎试验机，其特征在于所示的弧形导轨侧偏定位机构确定的轮胎侧偏运动轴线X与弧形导轨侧偏定位机构确定的轮胎侧倾运动轴线Z交于一点P，试验转鼓确定的路面切平面α经过点P，试验轮胎通过轮辋适配器厚度的调节保证胎宽方向的轮辋中分面β也经过点P，使点P与测试轮胎的印迹中心重合，保证在轮胎侧偏侧倾复合运动测试时印迹中心P不变动。
专利摘要本实用新型涉及一种弧形导轨侧偏侧倾高速轮胎试验机，该试验机包括弧形导轨侧偏定位机构，弧形导轨侧倾定位机构，双导轨垂直加载定位机构，六分力传感器及驱动制动总成，试验转鼓；本实用新型结构简单合理、价格低廉、能够实现轮胎各种运行工况，在复合工况下轮胎印迹中心不变，并且能够精确控制轮胎六个自由度运动参数，实现轮胎六分力特性精确测量。
文档编号G01M17/02GK202171533SQ201120323229
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者卢荡, 潘乙山, 王大伟, 白帆, 郭孔辉, 颜亮 申请人:吉林大学