CN108489739A - 一种车辆轮毂交变切向应力测试机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆轮毂交变切向应力测试机构。本发明包括第一扭力传递摆杆、第二扭力传递摆杆、左压缩弹簧、右压缩弹簧、第一扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座、第二扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座、轮毂扭杆左压缩弹簧座、轮毂扭杆右压缩弹簧座、轮毂扭杆，两个扭力传递摆杆以支点为圆心做摆动，导致前段传递一个交变力给所述压缩弹簧，压缩弹簧将力通过所述轮毂扭杆传递给轮毂，这样就可以模拟出轮毂在车辆起动、运动及刹车时的受交变切向应力的状况。

Description

一种车辆轮毂交变切向应力测试机构

本发明专利申请是分案申请。原案的申请号是：201610600609.1，申请日 是：2016年7月27日，发明名称是：一种车辆轮毂交变切向应力测试设备。

技术领域

本发明涉及一种车辆轮毂受力的测试设备，尤其涉及一种车辆轮毂交变切向 应力测试机构。

背景技术

随着社会发展，车辆已经成为了人们主要出行的工具，车辆的安全性与人们 的人身安全息息相关,而轮毂作为车辆的主要部件，承受了全车的全部重力并且 还有速度不同、路况不同而产生的交变变化的各种的力，这个重力及交变变化的 力会导致轮毂的突然断裂及疲劳断裂，轮毂一旦损坏，车辆就会跌落损毁，人身 就会发生损伤及危及生命。

申请号为201410497095.2的发明专利提供了一种轮毂单元静强度实验仪， 通过模拟可以测试出轮毂单元实际的静载荷承受力。该设备只能测试出静态时轮 毂的承受能力，而对于运动过程中的轮毂的承受能力则无法测试出来。

发明内容

针对现有技术不能模拟测试运动过程中轮毂承受能力的问题，本发明提供一 种车辆轮毂交变切向应力测试机构，该机构是模拟车辆在启动、运动及刹车时轮 毂的受力状态,可以测试出轮毂在启动、运动及刹车时的承受能力。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种车辆轮毂交变切向应力测试机构，包括第一扭力传递摆杆、第二扭力传 递摆杆、第一立柱、第二立柱、左压缩弹簧、右压缩弹簧、第一扭力传递摆杆阻 力端压缩弹簧座、第二扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座、轮毂扭杆左压缩弹簧 座、轮毂扭杆右压缩弹簧座、轮毂扭杆、夹持轮毂爪和安装平台；

所述第二扭力传递摆杆与第一扭力传递摆杆分别设置在轮毂扭杆的左右两 侧；

所述第一扭力传递摆杆与第一立柱转动连接，第一立柱与安装平台固定连 接，第二扭力传递摆杆与第二立柱转动连接，第二立柱与安装平台固定连接；

所述第二扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座、第一扭力传递摆杆阻力端压缩弹 簧座分别设置在轮毂扭杆的左右两侧，第一扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座与第 一扭力传递摆杆转动连接，第二扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座与第二扭力传递 摆杆转动连接；

所述轮毂扭杆左压缩弹簧座、轮毂扭杆右压缩弹簧座分别设置在所述轮毂扭 杆尾端的右左两侧面上；

所述左压缩弹簧同时套设在轮毂扭杆左压缩弹簧座的轴部与第一扭力传递摆 杆阻力端压缩弹簧座的轴部上，右压缩弹簧同时套设在轮毂扭杆右压缩弹簧座的 轴部与第二扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座的轴部上；

所述轮毂扭杆与夹持轮毂爪固定连接；

所述夹持轮毂爪与轮毂辐条牢固相连接。

通过上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、本发明实现全仿真模拟测试，机构运行经久耐用且安全可靠；

2、本发明适用于所有车辆轮毂受力测试，测试范围广；

3、本发明可以根据不同规格的轮毂受力要求来选择及调节压力弹簧参数，以 获得相应切向力；

4、压缩弹簧更换方便。

附图说明

图1为车辆轮毂交变切向应力测试设备的俯视图a。

图2为车辆轮毂交变切向应力测试设备的俯视图b。

图3为车辆轮毂交变切向应力测试设备的主视图。

图4为车辆轮毂交变切向应力测试设备的后视图。

图5为车辆轮毂交变切向应力测试设备的左视图。

图6为车辆轮毂交变切向应力测试设备夹持装置主视的对称剖视图B-B。

图7为车辆轮毂交变切向应力测试设备夹持装置后视的对称剖视图A-A。

图8为车辆轮毂交变切向应力测试设备中夹持轮毂爪的导向定心对称剖视图 示意图。

附图标记说明：

1--电动机 2--减速器 3--槽轮 4--圆环形槽 5--第二扭力传递摆杆 6--第一扭力传递摆杆 7--滚子支架 8--第二滚子 9--第一滚子 10--第 二立柱 11--第一立柱12—左压缩弹簧 121—右压缩弹簧 13--轮毂扭 杆 14—第二立柱与第二扭力传递摆杆转动连接点 141--第一立柱与第一扭 力传递摆杆转动连接点 15--减速器输出轴心 16--立柱连接杆 17--安 装平台 18--夹持轮毂爪 181--圆锥凸台 19--夹持块一 191--夹持块二 192--夹持块三 20--夹持块座承一 201--夹持块座承二 202--夹持块座承 三 21--轮毂托盘 22--螺杆 23--轮毂 231--中心内孔 24--夹持 装置 25--自润滑球头杆端关节轴承 26--夹持装置上部机架 27--螺杆光滑 部分直线轴承座 28—左滑动导柱 281—右滑动导柱 282—前滑动导柱 283—后滑动导柱 29—左滑动导柱直线轴承座 291—右滑动导柱直线轴承座 292—前滑动导柱直线轴承座 293—后滑动导柱直线轴承座 30--夹持装置下 部机架支架 31--机架平台 32--固定螺母 33--锁紧螺母 34—第一扭 力传递摆杆下滑支承连杆 35--第一扭力传递摆杆下滑支承轴 36--第一扭力 传递摆杆外球面轴承37—第一扭力传递摆杆下滑支承座 341--第二扭力传 递摆杆下滑支承连杆 351--第二扭力传递摆杆下滑支承轴 361-第二扭力传 递摆杆外球面轴承 371--第二扭力传递摆杆下滑支承座 38--轮毂扭杆左压缩 弹簧座 381--轮毂扭杆右压缩弹簧座 39--第一扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧 座 391--第一导杆 40--轮毂扭杆对称中心线 41--第二扭力传递摆杆阻力 端压缩弹簧座 411--第二导杆 42--轴承 43--轮毂扭杆下滑支承连杆 44--轮毂扭杆下滑支承轴 45--轮毂扭杆外球面轴承 46--轮毂扭杆下滑支 承座

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的 附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造 性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

实施例一

如图1～8所示，一种车辆轮毂交变切向应力测试设备包括电动机1、减速器 2、槽轮3、圆环形槽4、第一滚子9、第二滚子8、滚子支架7、第一扭力传递摆 杆6、第二扭力传递摆杆5、左压缩弹簧12、右压缩弹簧121、第一扭力传递摆 杆阻力端压缩弹簧座39、第二扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座42、轮毂扭杆左压 缩弹簧座38、轮毂扭杆右压缩弹簧座381、轮毂扭杆13、第一立柱11、第二立柱 10、夹持轮毂爪18、夹持装置24、安装平台17；

所述安装平台17上的安装面与水平面平行，轮毂23水平布置在安装平台17 上方；

所述夹持装置24包括夹持块、夹持块座承、夹持装置上部机架26、机架平 台31、夹持装置下部机架支架30，所述夹持块座承与轮毂23的轮胎接触面紧密 随形相吻合夹持，所述夹持块与夹持块座承通过螺栓实现连接，夹持装置上部机 架26、机架平台31、夹持装置下部机架支架30从上至下通过螺丝依次连接，夹 持装置下部机架支架30与所述安装平台17固定连接；

所述夹持轮毂爪18与轮毂23辐条牢固相连接；

所述轮毂扭杆13与所述夹持轮毂爪18通过螺栓连接；

所述第一扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座39、第二扭力传递摆杆阻力端压缩 弹簧座41对称设置在所述轮毂扭杆13的左右两侧，所述第一扭力传递摆杆阻力 端压缩弹簧座39与所述第一扭力传递摆杆6转动连接，转动连接处设置有轴承42，所述第二扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座41与所述第二扭力传递摆杆5转动 连接，转动连接处设置有轴承42；

所述轮毂扭杆左压缩弹簧座38、轮毂扭杆右压缩弹簧座381对称固定设置在 所述轮毂扭杆13尾端的左右两侧面上；

所述左压缩弹簧12、右压缩弹簧121的一端对称连接在所述轮毂扭杆13尾 端的左右两侧面上，左压缩弹簧12、右压缩弹簧121的另一端对称连接在所述第 一扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座39、第二扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座41 的端面上，左压缩弹簧12、右压缩弹簧121分别同时套设在轮毂扭杆左压缩弹簧 座38与第一扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座39和轮毂扭杆右压缩弹簧座381与 第二扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座41的轴部上；

所述第一扭力传递摆杆6与所述第一立柱11转动连接，转动连接处设置有轴 承42，所述第一立柱11与安装平台17固定连接；

所述第二扭力传递摆杆5与所述第二立柱10转动连接，转动连接处设置有轴 承42，所述第二立柱10与安装平台17固定连接；

所述电动机1固定设置在所述安装平台17的安装面上，所述电动机的1输出 轴通过联轴器与所述减速器2的输入轴连接，所述槽轮3上带键槽圆孔与减速器 2的输出轴连接，所述减速器2固定设置在所述安装平台17安装面上，所述槽轮 3相对于所述安装平台17的安装面平行设置，槽轮3上带键槽圆孔与槽轮3的圆 心不重合，有一个偏心距，在所述槽轮3上设置有与槽轮3圆心同圆心的圆环形 槽4；

所述第一扭力传递摆杆6尾端通过滚子支架7与所述第一滚子9相连接，第 一滚子9放置在槽轮3的圆环形槽4中，所述第二扭力传递摆杆5尾端通过滚子 支架7与第二滚子8相连接，第二滚子8放置在槽轮3的圆环形槽4中。

所述第一扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座39、第二扭力传递摆杆阻力端压 缩弹簧座41中分别设置有第一导杆391，第二导杆411，所述第一导杆391，第 二导杆411分别与所述轮毂扭杆左压缩弹簧座38、轮毂扭杆右压缩弹簧座381都 设置有的孔部一一对应并且孔部的直径值是以运动时不与第一导杆391、第二导 杆411干涉为准。

所述夹持轮毂爪18的下部设置有向下的圆锥凸台181，所述圆锥凸台181与 所述夹持轮毂爪18同轴心。

所述第一立柱11与第二立柱10之间设置有立柱连接杆16，增强第一立柱11 与第二立柱10之间的稳固性。

所述夹持块有三块，分别包括夹持块一19、夹持块二191、夹持块三192， 所述夹持块座承有三块，分别包括夹持块座承一20、夹持块座承二201、夹持块 座承三202，所述夹持块与所述夹持块座承一一对应，所述夹持块与所述夹持块 座承构成的整体均匀分布在轮毂23四周，之间的间隙值为1mm。

所述轮毂扭杆13下部设置有第一支撑机构，所述第一支撑机构包括有轮毂扭 杆下滑支承连杆43，轮毂扭杆下滑支承轴44，轮毂扭杆外球面轴承45，轮毂扭 杆下滑支承座46，从上至下依次连接，所述轮毂扭杆下滑动支承座46固定设置 在安装平台17上表面，轮毂扭杆下滑动支承连杆43、轮毂扭杆下滑动支承轴44、 轮毂扭杆外球面轴承45均安装在安装平台17上面，所述轮毂扭杆下滑动支承连 杆43与所述轮毂扭杆13下部通过铰制螺钉固定连接；

所述第一扭力传递摆杆6下部设置有第二支撑机构，所述第二支撑机构包括 第一扭力传递摆杆下滑动支承连杆34、第一扭力传递摆杆下滑动支承轴35、第 一扭力传递摆杆外球面轴承36、第一扭力传递摆杆下滑动支承座37，从上至下 依次连接，所述第一扭力传递摆杆下滑动支承座37固定设置在安装平台17上表 面，第一扭力传递摆杆下滑动支承连杆34、第一扭力传递摆杆下滑动支承轴35、 第一扭力传递摆杆外球面轴承36均安装在安装平台17上面，所述第一扭力传递 摆杆下滑动支承连杆34分别与所述第一扭力传递摆杆6的下部通过铰制螺钉固定 连接；

所述第二扭力传递摆杆5下部设置有第三支撑机构，所述第三支撑机构包括 第二扭力传递摆杆下滑动支承连杆341、第二扭力传递摆杆下滑动支承轴351、 第二扭力传递摆杆外球面轴承361、第二扭力传递摆杆下滑动支承座371，从上 至下依次连接，所述第二扭力传递摆杆下滑动支承座371固定设置在安装平台17 上表面，第二扭力传递摆杆下滑动支承连杆341、第二扭力传递摆杆下滑动支承 轴351、第二扭力传递摆杆外球面轴承361均安装在安装平台17上面，所述第二 扭力传递摆杆下滑动支承连杆341分别与所述第二扭力传递摆杆5的下部通过铰 制螺钉固定连接。

所述夹持装置24设置有举升机构，所述举升机构包括轮毂托盘21、左滑动 导柱28、右滑动导柱281、前滑动导柱282、后滑动导柱283、左滑动导柱直线轴 承座29、右滑动导柱直线轴承座291、前滑动导柱直线轴承座292、后滑动导柱 直线轴承座293、螺杆22、自润滑球头杆端关节轴承25、螺杆光滑部分直线轴承 座27、固定螺母32、锁紧螺母33，所述螺杆22轴心线与所述轮毂托盘21圆心 重合，利用所述自润滑球头杆端关节轴承25实现两者之间连接，所述螺杆22与 所述螺杆光滑部分直线轴承座27连接，所述螺杆光滑部分直线轴承座27固定设 置在所述机架平台31上表面，所述左滑动导柱28、右滑动导柱281、前滑动导柱282、后滑动导柱283、分别与左滑动导柱直线轴承座29、右滑动导柱直线轴承座 291、前滑动导柱直线轴承座292、后滑动导柱直线轴承座293、一一对应并且连 接，所述左滑动导柱28、右滑动导柱281、前滑动导柱282、后滑动导柱283均 匀分布在所述螺杆22的四周并与所述轮毂托盘21固定连接，所述左滑动导柱直 线轴承座29、右滑动导柱直线轴承座291、前滑动导柱直线轴承座292、后滑动 导柱直线轴承座293固定设置在所述机架平台31上表面，所述固定螺母32与安 装平台17固定连接并与所述螺杆22的螺纹部螺纹连接，所述锁紧螺母33与所述 螺杆22螺纹连接，用于锁定螺杆22位置，所述螺杆22尾端设置有摇轮。

所述第一立柱11与第一扭力传递摆杆6转动连接点141和第二立柱10与第 二扭力传递摆杆5转动连接点14，两者连接成的直线的中点与减速器输出轴心15 构成的直线与所述轮毂扭杆对称中心线40重合并通过轮毂23的圆心。

具体工作过程如下：

一、安装轮毂23到夹持装置24中：

1.拧松螺栓，放松三块夹持块，移动夹持块座承位置直到可放入轮毂23；

2.手摇摇轮，螺杆22上升，带动轮毂托盘21上升到合适位置以便于轮毂托 盘21托起轮毂23；

3.放入轮毂23后，移动夹持块座承与轮毂23的轮胎接触面紧密贴合，预拧 紧夹持块座承，预拧紧夹持块座承后再将放松的夹持块预拧紧装回；

4.夹持轮毂爪18卡紧轮毂23辐条过程中，夹持轮毂爪18带有向下的圆锥凸 台181，此圆锥凸台181的圆锥面对轮毂23的中心内孔231导向，实现轮毂23 的中心内孔231轴心线与夹持轮毂爪18上圆锥凸台181轴心线的重合，完成夹持 轮毂爪18卡紧轮毂23辐条过程中，轮毂23在夹持轮毂爪18上自找准定心；

5.手摇摇轮，带动轮毂托盘21脱离轮毂23；

6.互动拧紧夹持块以及夹持块座承。

轮毂23的造型有多种形态，夹持块座承的形状是根据轮毂23提供商提供的 参数来制造的，保证夹持块座承的形状与轮毂23的形状紧密贴合，实际测试时轮 毂23能够受力均匀。

二、轮毂受交变切向应力测试：

1.电动机1运行后，带动所述减速器2运转，减速器2带动槽轮3旋转，由 于槽轮3的圆心与减速器2输出轴心不重合，槽轮3旋转时，形成一种偏心圆的 运行轨迹。所述第一滚子9、第二滚子8在槽轮3的带动下，进行水平方向左右 运动；

2.随着槽轮3转动，当第一滚子9往远离减速器输出轴心15方向运动时，第 一扭力传递摆杆6顶端的第一扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座39的端面对该端的 左压缩弹簧12进行逐渐压缩，而这时第二滚子8往靠近减速器输出轴心15方向 运动，第二扭力传递摆杆5顶端的第二扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座41的端面 对该端的右压缩弹簧121逐渐松开，当第一扭力传递摆杆6顶端的压缩弹簧12 的压缩量大于另一端压缩弹簧121的压缩量时，就有一个力施加在轮箍扭杆13 施力端的左面，通过轮毂扭杆13传递到夹持轮毂爪18，夹持轮毂爪18对轮毂23 形成一个逆时针的扭力；

3.当第一滚子9往靠近减速器输出轴心15方向运动时，第一扭力传递摆杆6 顶端的第一扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座39的端面对该端的左压缩弹簧12进 行逐渐松开，而这时第二滚子8往减速器输出轴心15远离方向运动时，第二扭力 传递摆杆5顶端的第二扭力传递摆杆阻力端座41的端面对该端的右压缩弹簧121 逐渐压紧，当第二扭力传递摆杆5顶端的右压缩弹簧121的压缩量大于另一端左 压缩弹簧12压缩量时，就有一个力施加在轮箍扭杆13施力端的右面，通过轮毂 扭杆13传递到夹持轮毂爪18，夹持轮毂爪18对轮毂23形成一个顺时针的扭力， 参考图1所示的设备运行状态，此时轮毂23受到的顺时针扭力最大；

4.所述轮毂扭杆13下部设置有第一支撑机构，第一扭力传递摆杆6、下部 设置有第二支撑机构，第二扭力传递摆杆5的下部设置有第三支撑机构，轮毂扭 杆13、第一扭力传递摆杆6、第二扭力传递摆杆5运动时更加稳定；

5.所述第一扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座39、第二扭力传递摆杆阻力端 压缩弹簧座41中分别设置有第一导杆391，第二导杆411，所述左压缩弹簧12、 右压缩弹簧121在传递力的过程中不至于轻易脱离于第一扭力传递摆杆阻力端压 缩弹簧座39、第二扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座41。

由上述所知，本发明工作时，通过模拟轮毂23受到一种交变状态的力的作 用，从而可以检测出轮毂23在实际中的多次频繁启动、运动及刹车时的承受能 力。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改 进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利 要求为准。

Claims (1)

1.一种车辆轮毂交变切向应力测试机构，其特征在于：包括第一扭力传递摆杆、第二扭力传递摆杆、第一立柱、第二立柱、左压缩弹簧、右压缩弹簧、第一扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座、第二扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座、轮毂扭杆左压缩弹簧座、轮毂扭杆右压缩弹簧座、轮毂扭杆、夹持轮毂爪和安装平台；

所述第二扭力传递摆杆与第一扭力传递摆杆分别设置在轮毂扭杆的左右两侧；

所述第一扭力传递摆杆与第一立柱转动连接，第一立柱与安装平台固定连接，第二扭力传递摆杆与第二立柱转动连接，第二立柱与安装平台固定连接；

所述第二扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座、第一扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座分别设置在轮毂扭杆的左右两侧，第一扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座与第一扭力传递摆杆转动连接，第二扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座与第二扭力传递摆杆转动连接；

所述轮毂扭杆左压缩弹簧座、轮毂扭杆右压缩弹簧座分别设置在所述轮毂扭杆尾端的右左两侧面上；

所述左压缩弹簧同时套设在轮毂扭杆左压缩弹簧座的轴部与第一扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座的轴部上，右压缩弹簧同时套设在轮毂扭杆右压缩弹簧座的轴部与第二扭力传递摆杆阻力端压缩弹簧座的轴部上；

所述轮毂扭杆与夹持轮毂爪固定连接；

所述夹持轮毂爪与轮毂辐条牢固相连接。