振幅可调的行驶状态下汽车轮胎激振装置及方法与流程

本发明属于振动控制技术领域，具体涉及一种振幅可调的行驶状态下汽车轮胎激振装置及方法。

背景技术：

随着汽车产业的迅猛发展，汽车可靠性方面的研究愈来愈显得尤为关键。传统的汽车零部件的静载实验已经不能满足汽车实验的要求。汽车是一种高速的交通工具，自身的零部件在各种工况下受到的载荷也不同，在长期的负荷下有的零部件会发生疲劳损伤，汽车的使用寿命由其零部件的疲劳寿命决定。为了保证汽车的可靠性，近年来,除了在公路或专用车道上进行试车以外,已有可能在实验室里应用汽车道路模拟试验装置模拟汽车在行驶中产生的振动。用这种装置可以在接近实际行驶的条件下,对汽车部件(如变速箱、传动轴、离合器、车架、驾驶室、车身、车轴)以及整个汽车进行试验。在实验室内进行汽车道路模拟试验，运用可靠性试验技术能够克服传统汽车测试的缺点，提高汽车测试的效率。但是目前的设备效果均不理想。

技术实现要素：

发明目的：

本发明提供一种振幅可调的行驶状态下汽车轮胎激振装置及方法，其目的是解决以往所存在的问题。

技术方案：

一种振幅可调的行驶状态下汽车轮胎激振装置,其特征在于：该装置包括激振装置、传动机构和张紧机构；激振装置包括曲轴、上推杆、下推杆和载物台，曲轴安装在下箱体的内部，曲轴为能转动的结构；曲轴的一侧通过键连接与低速轴相连，另一侧通过轴承设置在下箱体上，下推杆设置在曲轴上,上推杆为能相对于上推杆滑动的结构并在需要时通过销与下推杆临时固定连接；曲轴由两组不同轴段构成，其分别为低幅度轴段和高幅度轴段，两组不同轴段有两组不同的偏心距，低幅度轴段的偏心距比高幅度轴段的偏心距小，每段轴段均连接一个下推杆，每个下推杆均对应一个上推杆，上推杆连接载物台；

传动机构包括驱动机、大V带轮、小V带轮、离合器轴、离合器、齿轮轴、大齿轮和低速轴；大V带轮连接驱动机，大V带轮通过V带连接小V带轮，小V带轮设置在离合器轴上；离合器轴通过离合器连接齿轮轴，齿轮轴与大齿轮啮合，大齿轮设置在低速轴上；离合器分为两个半离合器，其中一个半离合器固定在离合器轴上，另一个半离合器设置在齿轮轴上，设置在齿轮轴上半离合器为能沿齿轮轴移动的结构并在需要固定时通过键连接固定在齿轮轴上；

张紧机构包括升降台和底座，升降台为能上下升降的结构，驱动机固定在升降台上，内置曲轴的下箱体设置在底座上方并能相对于底座做相对移动。

载物台与下箱体之间设置有立柱，立柱的下端固定在下箱体箱盖上上端穿过载物台的限位孔，使得载物台能沿立柱做上下移动，在立柱上载物台与下箱体之间的位置套有弹簧。

驱动机为电动机。

离合器轴和齿轮轴与曲轴一起设置在下箱体内，离合器轴穿过下箱体侧壁与小V带轮连接。

在底座上设置有丝杠和导轨，丝杠通过轴肩设置在轴承座上，轴承座设置在底座上，丝杠为能在轴承座上以自身的轴为轴心转轴的结构，在丝杠上套有螺母副，螺母副与丝杠螺纹配合使其能在丝杠上沿丝杠轴向移动，螺母副与下箱体连接，导轨为梯形槽结构，在下箱体的底部设置有能伸进该梯形槽内的限位结构，随着丝杠的旋转下箱体沿导轨移动。

在载物台内设置有使用时用于承托和限位轮胎的两根横轴。

每个下箱体对应一个载物台，每个下箱体及其对应的载物台以及相应的上推杆、下推杆和小V带轮形成一个激振台，需要对应车辆的四个轮胎设置四个激振台，每个激振台的小V带轮均通过V带与大V带轮连接；在每个下箱体内均设置有离合器轴、齿轮轴、曲轴及大齿轮。

利用上述的振幅可调的行驶状态下汽车轮胎激振装置所实施的激励汽车轮胎的方法，包括以下步骤：

步骤一、将汽车停放在汽车轮胎激振平台上，每个轮胎放在两根横轴之间，这种状态下开始进行振动；

步骤二、接通电机，电动机带动四个振动台同时开始振动，振动台带动汽车振动；

步骤三、改变振动台振幅时，断开电动机，如果想要振动台实现高幅度振动，则在高幅度推杆上的孔内插入销，使上下杆连接，此时高幅度推杆处于工作状态，低幅度推杆处于空程状态。低幅度振动则与之相反，在低幅度推杆上的孔内插入销，使上下杆连接，此时低幅度推杆处于工作状态，高幅度推杆处于空程状态。重新接通电动机；

步骤四、改变振动台的通断时，断开电动机，断开离合器，重新接通电动机；

步骤五、振动试验中需要不停的改变每个振动台的振幅，这是重复步骤三；当需要改变振动台的通断状态时重复步骤四；

步骤六、振动试验完成时断开电动机。

优点及效果：

本发明提供了一种振幅可调的行驶状态下汽车轮胎激振装置及方法，适用于汽车道路模拟试验中模拟汽车在行驶中产生的振动。用这种装置可以在接近实际行驶的条件下,对汽车部件(如变速箱、传动轴、离合器、车架、驾驶室、车身、车轴)以及整个汽车进行试验。激振装置采用类似曲柄滑块机构的曲轴推杆机构，通过该机构将曲轴的转动转化为推杆的上下移动，推杆与载物台相连，带动载物台实现振动。如果想要振动台实现高幅度振动，则在高幅度推杆上的孔内插入销，使上下杆连接，此时高幅度推杆处于工作状态，低幅度推杆处于空程状态。低幅度振动则与之相反，在低幅度推杆上的孔内插入销，使上下杆连接，此时低幅度推杆处于工作状态，高幅度推杆处于空程状态。汽车轮胎激振装置不仅能够同时激励四个轮胎，有时需要对某一个，或者某几个轮胎进行激励，需要离合器来控制振动台与电机的通断。因此在高速轴上安装离合器，当需要该振动台运转时，接通离合器，不需要时则断开。为了实现一台多用，即一种轮胎激振装置能够激励不同种类的汽车，可以移动汽车激振台，改变两个振动台之间的距离。为了移动振动台可以在每个单独的振动台下加上丝杠导轨机构，通过转动丝杠改变振动台之间的距离。电动机与振动台间通过带传动连接，当两个振动台距离变短后带传动会变松发生打滑现象。为了避免这一现象的发生，使传送带重新张紧，可以将电动机安装在升降台上，通过改变电动机的高度拉伸传送带，使传送带重新张紧，让汽车轮胎激振装置能够正常运行。

附图说明：

图1是本发明中单个激振台装配图俯视图；

图2是本发明中单个激振台装配图主视图；

图3是本发明中单个激振台装配图左视图；

图4是本发明中轮胎激振平台装配图主视图；

图5是本发明中轮胎激振平台装配图左视图；

图6是本发明中轮胎激振平台装配图俯视图；

图7为显示曲轴偏心距的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

一种振幅可调的行驶状态下汽车轮胎激振装置,该装置包括激振装置、传动机构和张紧机构；激振装置包括曲轴60、上推杆21、下推杆22和载物台10，曲轴60安装在下箱体的内部，曲轴60为能转动的结构；曲轴60的一侧通过键连接与低速轴59相连，另一侧通过轴承设置在下箱体上，下推杆22穿过下箱体固定在曲轴60上,上推杆21为能相对于上推杆21滑动的结构并在需要时通过销与下推杆22临时固定连接；曲轴60由两组不同轴段构成，其分别为低幅度轴段和高幅度轴段，两组不同轴段有两组不同的偏心距，低幅度轴段的偏心距L比高幅度轴段的偏心距H小，每段轴段均连接一个下推杆22，每个下推杆22均对应一个上推杆21，上推杆21连接载物台10；

传动机构包括驱动机79、大V带轮75、小V带轮84、离合器轴53、离合器52、齿轮轴50、大齿轮49和低速轴59；大V带轮75连接驱动机79，大V带轮75通过V带76连接小V带轮84，小V带轮84设置在离合器轴53上；离合器轴53通过离合器52连接齿轮轴50，齿轮轴50与大齿轮49啮合，大齿轮49设置在低速轴59上；离合器52分为两个半离合器，其中一个半离合器固定在离合器轴53上，另一个半离合器设置在齿轮轴50上，设置在齿轮轴50上半离合器为能沿齿轮轴50移动的结构并在需要固定时通过键连接固定在齿轮轴50上；

张紧机构包括升降台77和底座68，升降台77为能上下升降的结构，驱动机79固定在升降台77上，内置曲轴60的下箱体设置在底座68上方并能相对于底座68做相对移动。

载物台10与下箱体之间设置有立柱9，立柱9的下端固定在下箱体箱盖上上端穿过载物台10的限位孔，使得载物台10能沿立柱9做上下移动，在立柱9上载物台10与下箱体之间的位置套有弹簧26。

驱动机79为电动机。

离合器轴53和齿轮轴50与曲轴60一起设置在下箱体内，离合器轴53穿过下箱体侧壁与小V带轮84连接。

在底座68上设置有丝杠66和导轨63，丝杠66通过轴肩设置在轴承座64上，轴承座64设置在底座68上，丝杠66为能在轴承座64上以自身的轴为轴心转轴的结构，在丝杠66上套有螺母副，螺母副与丝杠66螺纹配合使其能在丝杠66上沿丝杠轴向移动，螺母副与下箱体连接，导轨63为梯形槽结构，在下箱体的底部设置有能伸进该梯形槽内的限位结构，随着丝杠66的旋转下箱体沿导轨63移动。

在载物台10内设置有使用时用于承托和限位轮胎的两根横轴15。

激励汽车轮胎的方法，包括以下步骤：

步骤一、将汽车停放在汽车轮胎激振平台上，每个轮胎放在两根横轴之间，这种状态下开始进行振动；

步骤二、接通电机，电动机带动四个振动台同时开始振动，振动台带动汽车振动；

步骤三、改变振动台振幅时，断开电动机，如果想要振动台实现高幅度振动，则在高幅度推杆上的孔内插入销，使上下杆连接，此时高幅度推杆处于工作状态，低幅度推杆处于空程状态。低幅度振动则与之相反，在低幅度推杆上的孔内插入销，使上下杆连接，此时低幅度推杆处于工作状态，高幅度推杆处于空程状态。重新接通电动机；

步骤四、改变振动台的通断时，断开电动机，断开离合器，重新接通电动机；

步骤五、振动试验中需要不停的改变每个振动台的振幅，这是重复步骤三；当需要改变振动台的通断状态时重复步骤四；

步骤六、振动试验完成时断开电动机。

下面结合工作古城对本发明进行具体的说明：

曲轴60安装在下箱体的内部，一侧通过键连接与低速轴相连，另一侧通过轴承这只在箱体上，曲轴60可以转动；下推杆22固定在曲轴60上，上推杆21可以在下推杆22内滑动也可以是在旁边滑动，上推杆21通过销连接可以与下推杆22固定；曲轴60的不同轴段有两组不同的中心距，两组不同的推杆均匀对称的分布在曲轴60的整个轴段上，其中低幅度推杆所在轴段偏心距较小，当这两根推杆工作时振动台在低振幅振动。高幅度推杆所在轴段偏心距较大，当这两根推杆工作时振动台在高振幅振动。如果想要振动台实现高幅度振动，则在高幅度推杆上的孔内插入销，使上下杆连接，此时高幅度推杆处于工作状态，低幅度推杆处于空程状态。低幅度振动则与之相反，在低幅度推杆上的孔内插入销，使上下杆连接，此时低幅度推杆处于工作状态，高幅度推杆处于空程状态。通过在不同的推杆上插入销来改变推杆的工作状态，以此来改变振动台的工作状态，实现振动台的调幅；上推杆21通过连接轴20与载物台10相连；横轴15安装在载物台10上，工作时汽车轮胎就放在两根横轴15上；载物台10下部有四个孔，安装在立柱9上，可以沿立柱9上下移动；立柱9固定在上箱体箱盖上；立柱9和载物台10之间装有弹簧26，起到减震的作用。

大V带轮75通过键连接以及轴肩和挡圈固定在电动机轴上；小V带轮84通过键连接以及轴肩和挡圈固定在离合器轴53上；离合器轴安装在下箱体内；一个半离合器通过键连接以及定位销固定在离合器轴53上；另一个半离合器通过键连接固定在齿轮轴50上，可以沿齿轮轴50移动，当两个半离合器相连时离合器轴53与齿轮轴50连接并联动；齿轮轴50固定在下箱体内，可以转动；大齿轮通过键连接以及轴肩和挡油盘固定在低速轴59上；低速轴59通过键与曲轴60相连。

升降台77可以调节上下高度；由下箱体构成的振动台通过地脚螺栓固定在底座68上；底座68上装有螺母副，螺母副与丝杠66相连，可沿丝杠66前后移动；丝杠66通过轴肩固定在轴承座64上，可以转动；轴承座64通过螺钉固定在底座68上，导轨63上有梯形槽，底座可以沿梯形槽在导轨63上移动。不同型号的汽车车身大小不一，汽车的前后车轮轴距也不相同。

为了更好的实现本发明的目的，每个下箱体及其对应的载物台10及其相应的上推杆21、下推杆22和小V带轮84等构件形成一个激振台，需要对应车辆的四个轮胎设置四个激振台，每个激振台的小V带轮84均通过V带76与大V带轮75连接。在每个下箱体内均设置有离合器轴53、齿轮轴50、曲轴60及大齿轮49。为了实现能够在一组装置中激励不同车型的汽车， 需要改变前后两个激振台之间的距离。通过丝杠导轨机构可以改变两个激振台的距离；当改变汽车前后轮两个激振台的位置后，它们的距离就会变短。电机与小V带轮84之间采用带传动连接，此时带传动会发生打滑现象。为了防止这种现象的发生，可以改变电动机的高度，通过改变电动机的高度来就能现传送带的张紧。为了改变电动机的高度，可以将电动机安装在升降台上。