CN110057528A - 一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置，包括：主体框架、轮胎加速分离装置、轮胎缓冲悬挂装置、反向快速冲击装置；所述主体框架通过地脚螺栓固定安装在实验室地面基础上；所述轮胎加速分离装置的底座通过螺栓安装在所述主体框架侧边；所述轮胎缓冲悬挂装置的底座通过螺栓安装在所述主体框架的顶部的内侧上，并通过轮毂上的驱动轮II与所述轮胎加速分离装置的驱动轮I连接；所述反向快速冲击装置通过地脚螺栓固定安装在所述轮胎缓冲悬挂装置下方的地面基础上；本发明实现对轮胎缓冲悬挂装置的轮胎进行加速，达到指定转速后自动迅速与轮胎脱离，反向快速冲击装置向上冲击带有速度的轮胎，并记录双向冲击力值，实现带速轮胎的冲击测试。
Description
技术领域
本发明涉及到轮胎的加速，冲击以及数据采集，具体涉及一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置。
背景技术
随着汽车行业的快速发展，对汽车轮胎的质量也提出了更高的要求；目前国内的路况较为复杂，尤其是偏远山区驾车，对轮胎的破坏更严重，因此有关轮胎的耐冲击性急待检验；该装置实现了自动加速、自动冲击、自动收集数据的一系列功能，填补了目前轮胎检测的空缺；该装置的加速部分由特定的驱动轮组成，能够实现自动的分离，机械自动化程度较高，反冲击部分则由下而上冲击，节省了装置的上部空间，增加了冲击距离，实现高速度大冲力的冲击；该装置同时设有传感器，随时采集数据，保证实验的高效、准确、自动。
发明内容
本发明涉及一种高转速、大冲力的轮胎冲击装置，过程自动化高，数据采集准确。
为达上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置，包括：主体框架、轮胎加速分离装置、轮胎缓冲悬挂装置、反向快速冲击装置；所述主体框架通过地脚螺栓固定安装在实验室地面基础上；所述轮胎加速分离装置的底座通过螺栓安装在所述主体框架侧边；所述轮胎缓冲悬挂装置的底座通过螺栓安装在所述主体框架的顶部的内侧上，并通过轮毂上的驱动轮II与所述轮胎加速分离装置的驱动轮I连接；所述反向快速冲击装置通过地脚螺栓固定安装在所述轮胎缓冲悬挂装置下方的地面基础上；所述轮胎加速分离装置对所述轮胎缓冲悬挂装置的轮胎进行加速，达到指定转速后自动迅速与轮胎脱离，所述反向快速冲击装置向上冲击带有速度的轮胎，并记录双向冲击力值；所述主体框架由高强度方形钢管焊接而成，焊接前进行去应力处理，减小焊接变形；所述主体框架整体呈长方体形状，顶部横梁钢板呈“十”字形，用于安装所述轮胎缓冲悬挂装置；所述主体框架的中部焊有纵向方形钢板，用来安装所述轮胎加速分离装置，所述主体框架的底部焊接长方体形状的固定支脚，固定支脚两端各开有两个通孔，用于与地面基础连接；所述主体框架的中部侧边横梁上还固定了一控制箱，所述控制箱为方形结构，控制整个装置的操作运行。
进一步的，所述轮胎加速分离装置包括：工作台底座、双光杆丝杠滑台、伺服电机、电机、弹性柱销齿式联轴器、驱动轮I；支撑杆；所述工作台底座为长方体结构，加工有四个固定通孔和两个安装孔；所述双光杆丝杠滑台的底板两侧各加工有两个通孔，安装时通孔的中心线与工作台底座两侧的通孔中心线重合，通过长杆螺栓连接同时将所述工作台底座和所述双光杆丝杠滑台固定安装在所述主体框架中部的方形钢板上；所述伺服电机通过螺栓连接固定安装在所述双光杆丝杠滑台的竖板上；所述电机的转轴表面加工有外花键，所述电机通过螺栓连接固定安装在所述双光杆丝杠滑台的滑块顶面上；所述弹性柱销齿式联轴器两个连轴孔都加工有内花键，通过花键连接的方式一端连接在所述电机的转轴上，用来补偿驱动轮啮合分离时的轴向位移；所述驱动轮I为圆盘结构，与所述轮胎缓冲悬挂装置的驱动轮II啮合；所述驱动轮I一面加工有曲线齿形牙，牙型端面为倾斜的梯形，高为10毫米，上底下底分别为7.8毫米和25毫米，左侧腰线由半径48毫米和半径5毫米的圆弧组成，右侧腰线由两个半径1.2毫米和一个水平面夹角为65度长为7.3毫米的直线组成，另一面加工有阶梯型的连接轴，连接轴加工有一段外花键，通过花键连接的方式连接所述弹性柱销齿式联轴器，实现大扭矩的传递，加速时右侧腰线为啮合线，水平倾斜角度以及1.2毫米圆弧的配合防止啮合时两驱动轮发生脱离，加速完成时，所述驱动轮I和所述驱动轮II之间产生相对转速差，曲线齿形牙的啮合面变为产生轴向力的曲面，使两驱动轮分离，退出啮合；所述支撑杆底部加工带有通孔的长方形安装板，顶部加工有圆筒，通过螺栓连接将所述支撑杆底部的安装板固定在所述工作台底座上，顶部通过直线轴承与所述驱动轮I连接，轴承外圈和所述支撑杆顶部圆筒过盈配合；工作时，所述伺服电机通过驱动所述双光杆丝杠滑台的滑台做横向上的进给运动，从而使所述驱动轮I往前移动，实现与所述轮胎缓冲悬挂装置的驱动轮II连接，连接后所述伺服电机断电，靠丝杆丝母的自锁性保证所述驱动轮I和驱动轮II的可靠啮合连接，所述电机通电驱动所述驱动轮I高度旋转，实现所述轮胎缓冲悬挂装置的轮胎加速，加速完成后所述电机断电，所述驱动轮I的惯性力及曲线齿形牙产生的轴向力往后退，同时所述伺服电机通电驱动所述丝杠滑台的滑块后移，通过所述弹性柱销齿式联轴器补偿所述驱动轮I后退时与所述伺服电机通电驱动所述丝杠滑台的滑块后移时存在的时间差导致的形变，所述轮胎加速分离装置后移，实现与所述轮胎缓冲悬挂装置的快速自动脱离。
进一步的，所述轮胎缓冲悬挂装置包括：缓冲支臂、轮胎支撑轴、轮胎、驱动轮II、抱箍、滑动套杆；所述缓冲支臂采用液压式缓冲方式，顶部为固定端，下部为伸缩端，顶部加工带有四个通孔的法兰圆盘，底部加工有连轴孔，通过螺栓连接固定安装在所述主体框架顶部的“十”字架上；所述轮胎支撑轴一端通过过盈配合安装在所述缓冲支臂的连轴孔中，另一端与所述轮胎通过滚动轴承连接，并通过圆螺母加止动垫圈方式进行轴端定位，滚动轴承选用双列深沟球轴承，其轴承内圈与所述轮胎支撑轴过盈配合，外圈与所述轮胎的轮毂轴孔过盈配合，所述轮胎的轮毂两侧外缘各加工有四个螺纹孔；所述驱动轮II有两套，为加工有四个沉头孔的圆盘结构，一面加工有曲线齿形牙，其牙型与所述轮胎加速分离装置的驱动轮I的结构相同，并与其进行啮合，所述驱动轮II通过螺钉对称安装连接在所述轮胎的轮毂的两侧；所述抱箍由两个半圆环组成，每个半圆环的两端加工有带有通孔的连接耳，所述抱箍有两对，通过螺栓连接分别紧固在所述缓冲支臂的固定端和伸缩端上；所述滑动套杆有两个，每个所述滑动套杆由套筒、滑杆、滚针轴承组成，套筒上加工有带有通孔的连接耳，与安装在所述缓冲支臂的固定端和伸缩端的所述抱箍通过螺栓连接，所述滚针轴承装在所述套筒的内壁上，所述滑杆通过滚针轴承与所述套筒连接形成移动副。
进一步的，所述反向快速冲击装置包括：冲击底座、导向杆、固定项圈、冲击顶板、悬浮顶板、压片、缓冲支柱、安装架、油缸、连杆结构；所述冲击底座采用铸造方式加工成正方形框架结构，中间焊有起加强作用的横梁，框架的每条边上加工有两个垂直向下的固定通孔，纵向的两条边上各自加工有一个安装圆筒和一个连接耳，横向的两条边及横梁的中部加工有螺纹孔，所述冲击底座垂直向下的固定通孔通过螺栓与地面基础连接，并位于轮胎的正下方；所述导向杆有两个，安装在所述冲击底座的安装圆筒中；所述固定项圈有两个，为圆筒形状，并加工带有螺纹孔的连接端面，所述固定项圈通过过盈配合方式安装在所述导向杆上，并通过螺钉连接把连接端面固定在所述主体框架的中部横梁上，起限位作用；所述冲击顶板采用铸造方式加工成长方体结构，正面有一个方形空槽，背面带有加强筋，并且所述冲击顶板的纵向两侧各加工有一个带有通孔的凸台，低端设有连接耳，横向两侧也各加工有凸台，低端设有安装槽，所述冲击顶板纵向两侧凸台上的通孔通过直线轴承连接在所述导向杆上，横向两侧凸台底端的安装槽安装在所述缓冲支柱上；所述悬浮顶板通过四个均布弹簧连接悬浮在所述冲击顶板的方形空槽内，并且所述悬浮顶板与所述冲击顶板中间均布四个竖直压力传感器，所述悬浮顶板与所述冲击顶板对称的两个侧边各安装有两个水平压力传感器，实现冲击力的垂直量和水平量的获取；所述压片共有四套，所述压片通过螺栓对称固定在所述冲击顶板上，所述压片将被试验样板压紧在所述悬浮顶板上；所述缓冲支柱有两个，通过螺栓固定在冲击底座上；所述安装架为方形柱体结构，中间加工有长方体空心，并且在空心两侧对称的加工有六个通孔，通过过盈配合在每个通孔中安装一个圆柱，每个圆柱上又安装一个滚针轴承，形成两排对称布置的滚针轴承，在长方体空心的底部固定有三个并列排布的弹簧，将顶部开有四个通孔的竖直板放置在对称布置的滚针轴承中间，通过六个滚针轴承和空心侧壁进行周向位置固定，所述安装架底部还加工有法兰盘，通过螺钉连接安装在所述冲击底座的横梁上；所述油缸有两个，通过长杆螺栓对置安装在所述安装架的竖直板上，冲击时，所述油缸推动所述连杆机构的两个下连杆绕所述冲击底座上的连接耳向上摆动，同时两个下连杆的摆动带动着所述油缸和竖直板一起做上升运动，当冲击完成回弹时，所述油缸的推杆缩回，两个下连杆绕着所述冲击底座上的连接耳向下摆动，同时带动所述油缸和竖直板做下降运动，安装在空心底部的均布弹簧对竖直板的下降进行缓冲；所述连杆结构有两套，分别由两个连杆和一个“凹”型连接耳组成，“凹”型连接耳的端面开有圆孔，所述连杆结构的连杆通过铰接的方式一端连接在所述冲击顶板纵向两侧凸台底面的连接耳上，一端连接在所述冲击底座纵向两侧的连接耳上，“凹”型连接耳通过铰接的方式连接在两连杆的连接处，端面的圆孔安装在所述油缸的推杆上，并通过垫圈和柱销的方式进行固定；工作时，所述油缸快速推动所述连杆结构展开，使所述冲击顶板上移冲击所述轮胎缓冲悬挂装置的带有高速的轮胎，冲击瞬间水平压力传感器获取高速旋转的轮胎与被试验样板之间的水平冲击力及摩擦力的大小，竖直压力传感器获取所述悬浮顶板对高速旋转的轮胎的竖直冲击力的大小，根据力值的变化对被试验样板进行性能评价。
实施本发明一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置，其有益效果在于：
(1)使用本发明一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置，自动化高，实验准确；
(2)本发明轮胎加速分离装置使用一种特定的驱动轮，啮合加速安全可靠，并且能够实验自动的分离。
(3)本发明的反向快速冲击装置由下而上冲击，冲击距离长，冲击力大，实现不同要求的冲击。
附图说明
图1：本发明一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置的总装图；
图2：本发明一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置的主体框架；
图3：本发明一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置的轮胎加速分离装置；
图4：本发明一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置的驱动轮II；
图5：本发明一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置的驱动轮I和驱动轮II的啮合图；
图6：本发明一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置的曲线齿形牙的断面牙型图；
图7：本发明一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置的轮胎缓冲悬挂装置右视图；
图8：本发明一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置的轮胎缓冲悬挂装置左视图；
图9：本发明一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置的反向快速冲击装置；
图10：本发明一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置的冲击顶板仰视图；
图11：本发明一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置的冲击顶板俯视图；
图12：本发明一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置的悬浮顶板；
图13：本发明一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置的安装架；
图中：1—主体框架，2—轮胎加速分离装置，3—轮胎缓冲悬挂装置，4—反向快速冲击装置，21—工作台底座，22—双光杆丝杠滑台，23—伺服电机，24—电机，25—弹性柱销齿式联轴器，26—驱动轮I，31—缓冲支臂，32—轮胎支撑轴，33—轮胎，34—驱动轮II，35—抱箍，36—滑动套杆，41—冲击底座，42—导向杆，43—固定项圈，44—冲击顶板，45—悬浮顶板，46—压片，47—缓冲支柱，48—安装架，49—油缸，50—连杆结构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置做进一步描述。
如图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13所示，一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置，包括：主体框架1、轮胎加速分离装置2、轮胎缓冲悬挂装置3、反向快速冲击装置4；所述主体框架1通过地脚螺栓固定安装在实验室地面基础上；所述轮胎加速分离装置2的底座通过螺栓安装在所述主体框架1侧边；所述轮胎缓冲悬挂装置3的底座通过螺栓安装在所述主体框架1的顶部的内侧上，并通过轮毂上的驱动轮II 34与所述轮胎加速分离装置2的驱动轮I 26连接；所述反向快速冲击装置4通过地脚螺栓固定安装在所述轮胎缓冲悬挂装置3下方的地面基础上；所述轮胎加速分离装置2对所述轮胎缓冲悬挂装置3的轮胎进行加速，达到指定转速后自动迅速与轮胎脱离，所述反向快速冲击装置4向上冲击带有速度的轮胎，并记录双向冲击力值；所述主体框架1由高强度方形钢管焊接而成，焊接前进行去应力处理，减小焊接变形；所述主体框架1整体呈长方体形状，顶部横梁钢板呈“十”字形，用于安装所述轮胎缓冲悬挂装置3；所述主体框架1的中部焊有纵向方形钢板，用来安装所述轮胎加速分离装置2，所述主体框架1的底部焊接长方体形状的固定支脚，固定支脚两端各开有两个通孔，用于与地面基础连接；所述主体框架的中部侧边横梁上还固定了一控制箱11，所述控制箱11为方形结构，控制整个装置的操作运行；所述轮胎加速分离装置2包括：工作台底座21、双光杆丝杠滑台22、伺服电机23、电机24、弹性柱销齿式联轴器25、驱动轮I26；支撑杆27；所述工作台底座21为长方体结构，加工有四个固定通孔和两个安装孔；所述双光杆丝杠滑台22的底板两侧各加工有两个通孔，安装时通孔的中心线与工作台底座21两侧的通孔中心线重合，通过长杆螺栓连接同时将所述工作台底座21和所述双光杆丝杠滑台22固定安装在所述主体框架1中部的方形钢板上；所述伺服电机23通过螺栓连接固定安装在所述双光杆丝杠滑台22的竖板上；所述电机24的转轴表面加工有外花键，所述电机24通过螺栓连接固定安装在所述双光杆丝杠滑台22的滑块顶面上；所述弹性柱销齿式联轴器25两个连轴孔都加工有内花键，通过花键连接的方式一端连接在所述电机24的转轴上，用来补偿驱动轮啮合分离时的轴向位移；所述驱动轮I 26为圆盘结构，所述驱动轮I 26一面加工有曲线齿形牙，牙型端面为倾斜的梯形，高为10毫米，上底下底分别为7.8毫米和25毫米，左侧腰线由半径48毫米和半径5毫米的圆弧组成，右侧腰线由两个半径1.2毫米和一个水平面夹角为65度长为7.3毫米的直线组成，工作时右侧腰线为啮合线，水平倾斜角度以及1.2毫米圆弧的配合防止啮合时两驱动轮发生脱离，加速完成后，由于两驱动轮的转速差，啮合线由右侧腰线变为左侧腰线，此时两驱动轮间的相互作用力在啮合面上分解为圆周力和轴向力，在轴向力的作用下两驱动轮快速分离，所述驱动轮I另一面加工有阶梯型的连接轴，连接轴加工有一段外花键，通过花键连接的方式连接所述弹性柱销齿式联轴器25，实现大扭矩的传递，加速完成时，两驱动轮之间产生相对转速差，曲线齿形牙的啮合面变为产生轴向力的曲面，使两驱动轮分离，退出啮合；所述支撑杆27底部加工带有通孔的长方形安装板，顶部加工有圆筒，通过螺栓连接将所述支撑杆27底部的安装板固定在所述工作台底座21上，顶部通过直线轴承与所述驱动轮I 26连接，轴承外圈和所述支撑杆27顶部圆筒过盈配合；工作时，所述伺服电机23通过驱动所述双光杆丝杠滑台22的滑台做横向上的进给运动，从而使所述驱动轮I 26往前移动，实现与所述轮胎缓冲悬挂装置3的驱动轮II 34连接，连接后所述伺服电机23断电，靠丝杆丝母的自锁性保证所述驱动轮I 26和驱动轮II 34的可靠连接，所述电机24通电驱动所述驱动轮I 26高度旋转，实现所述轮胎缓冲悬挂装置3的轮胎加速，加速完成后所述电机24断电，所述驱动轮I 26的惯性力及曲线齿形牙产生的轴向力往后退，同时所述伺服电机23通电驱动所述丝杠滑台22的滑块后移，通过所述弹性柱销齿式联轴器25补偿所述驱动轮I 26后退时与所述伺服电机23通电驱动所述丝杠滑台22的滑块后移时存在的时间差导致的形变，所述轮胎加速分离装置2后移，实现与所述轮胎缓冲悬挂装置3的快速自动脱离；所述轮胎缓冲悬挂装置3包括：缓冲支臂31、轮胎支撑轴32、轮胎33、驱动轮II34、抱箍35、滑动套杆36；所述缓冲支臂31采用液压式缓冲方式，顶部为固定端，下部为伸缩端，顶部加工带有四个通孔的法兰圆盘，底部加工有连轴孔，通过螺栓连接固定安装在所述主体框架1顶部的“十”字架上；所述轮胎支撑轴32一端通过过盈配合安装在所述缓冲支臂31的连轴孔中，另一端与所述轮胎33通过滚动轴承连接，并通过圆螺母加止动垫圈方式进行轴端定位，滚动轴承选用双列深沟球轴承，其轴承内圈与所述轮胎支撑轴32过盈配合，外圈与所述轮胎33的轮毂轴孔过盈配合，所述轮胎33的轮毂两侧外缘各加工有四个螺纹孔；所述驱动轮II 34有两套，为加工有四个沉头孔的圆盘结构，一面加工有曲线齿形牙，其牙型与所述轮胎加速分离装置2的驱动轮I 26的结构相同，并与其进行啮合，所述驱动轮II34通过螺钉对称安装连接在所述轮胎33的轮毂的两侧；所述抱箍35由两个半圆环组成，每个半圆环的两端加工有带有通孔的连接耳，所述抱箍35有两对，通过螺栓连接分别紧固在所述缓冲支臂31的固定端和伸缩端上；所述滑动套杆36有两个，每个所述滑动套杆36由套筒、滑杆、滚针轴承组成，套筒上加工有带有通孔的连接耳，与安装在所述缓冲支臂31的固定端和伸缩端的所述抱箍35通过螺栓连接，所述滚针轴承装在所述套筒的内壁上，所述滑杆通过滚针轴承与所述套筒连接形成移动副；所述反向快速冲击装置4包括：冲击底座41、导向杆42、固定项圈43、冲击顶板44、悬浮顶板45、压片46、缓冲支柱47、安装架48、油缸49、连杆结构50；所述冲击底座41采用铸造方式加工成正方形框架结构，中间焊有起加强作用的横梁，框架的每条边上加工有两个垂直向下的固定通孔，纵向的两条边上各自加工有一个安装圆筒和一个连接耳，横向的两条边及横梁的中部加工有螺纹孔，所述冲击底座41垂直向下的固定通孔通过螺栓与地面基础连接，并位于轮胎的正下方；所述导向杆42有两个，安装在所述冲击底座41的安装圆筒中；所述固定项圈43有两个，为圆筒形状，并加工带有螺纹孔的连接端面，所述固定项圈43通过过盈配合方式安装在所述导向杆42上，并通过螺钉连接把连接端面固定在所述主体框架1的中部横梁上，起限位作用；所述冲击顶板44采用铸造方式加工成长方体结构，正面有一个方形空槽，背面带有加强筋，并且所述冲击顶板44的纵向两侧各加工有一个带有通孔的凸台，低端设有连接耳，横向两侧也各加工有凸台，低端设有安装槽，所述冲击顶板44纵向两侧凸台上的通孔通过直线轴承连接在所述导向杆42上，横向两侧凸台底端的安装槽安装在所述缓冲支柱47上；所述悬浮顶板45通过四个均布弹簧连接悬浮在所述冲击顶板44的方形空槽内，并且所述悬浮顶板45与所述冲击顶板44中间均布四个竖直压力传感器，所述悬浮顶板45与所述冲击顶板44对称的两个侧边各安装有两个水平压力传感器，实现冲击力的垂直量和水平量的获取；所述压片46共有四套，所述压片46通过螺栓对称固定在所述冲击顶板44上，所述压片46将被试验样板压紧在所述悬浮顶板45上；所述缓冲支柱47有两个，通过螺栓固定在冲击底座41上；所述安装架48为方形柱体结构，中间加工有长方体空心，并且在空心两侧对称的加工有六个通孔，通过过盈配合在每个通孔中安装一个圆柱，每个圆柱上又安装一个滚针轴承，形成两排对称布置的滚针轴承，在长方体空心的底部固定有三个并列排布的弹簧，将顶部开有四个通孔的竖直板放置在对称布置的滚针轴承中间，通过六个滚针轴承和空心侧壁进行周向位置固定，所述安装架48底部还加工有法兰盘，通过螺钉连接安装在所述冲击底座41的横梁上；所述油缸49有两个，通过长杆螺栓对置安装在所述安装架48的竖直板上，冲击时，所述油缸49推动所述连杆机构50的两个下连杆绕所述冲击底座41上的连接耳向上摆动，同时两个下连杆的摆动带动着所述油缸49和竖直板一起做上升运动，当冲击完成回弹时，所述油缸49的推杆缩回，两个下连杆绕着所述冲击底座41上的连接耳向下摆动，同时带动所述油缸49和竖直板做下降运动，安装在空心底部的均布弹簧对竖直板的下降进行缓冲；所述连杆结构50有两套，分别由两个连杆和一个“凹”型连接耳组成，“凹”型连接耳的端面开有圆孔，所述连杆结构50的连杆通过铰接的方式一端连接在所述冲击顶板44纵向两侧凸台底面的连接耳上，一端连接在所述冲击底座41纵向两侧的连接耳上，“凹”型连接耳通过铰接的方式连接在两连杆的连接处，端面的圆孔安装在所述油缸49的推杆上，并通过垫圈和柱销的方式进行固定；工作时，所述油缸49快速推动所述连杆结构50展开，使所述冲击顶板44上移冲击所述轮胎缓冲悬挂装置3的带有高速的轮胎33，冲击瞬间水平压力传感器获取高速旋转的轮胎33与被试验样板之间的水平冲击力及摩擦力的大小，竖直压力传感器获取所述悬浮顶板46对高速旋转的轮胎33的竖直冲击力的大小，根据力值的变化对被试验样板进行性能评价。
如图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13所示，一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置的具体工作步骤：包括：将主体框架1、轮胎加速分离装置2、轮胎缓冲悬挂装置3、反向快速冲击装置4按相对位置进行安装；所述轮胎加速分离装置2开始工作，所述伺服电机23驱动所述双光杆丝杠滑台22的滑台做横向运动，安装在所述双光杆丝杠滑台22上的所述电机24、所述弹性柱销齿式联轴器25、所述驱动轮I 26随所述双光杆丝杠滑块的滑块一起做横向的进给运动，当所述驱动轮I 26与所述驱动轮II 34啮合后，所述伺服电机23断电，同时所述电机24通电，通过啮合的所述驱动轮I 26和所述驱动轮II 34带动所述轮胎缓冲悬挂装置3上的所述轮胎33高速转动，达到规定转速后所述电机24断电，所述驱动轮I 26和所述驱动轮II34产生相对转速差，所述驱动轮I 26靠惯性力和曲线齿形牙产生的轴向力往后退，所述弹性柱销齿式联轴器25对轴向位移进行补偿，同时所述伺服电机23通电，驱动所述双光杆丝杠滑台22的滑台以及所述电机24、所述弹性柱销齿式联轴器25、所述驱动轮I 26一起做横向的退出运动；所述反向快速冲击装置4开始工作，所述油缸49快速推动所述连杆结构50展开，使所述冲击顶板44上移冲击所述轮胎缓冲悬挂装置3的带有高速的所述轮胎33，所述缓冲支臂31对冲击进行缓冲，冲击瞬间，安装在所述冲击顶板44上的水平压力传感器获取高速旋转的所述轮胎33与被试验样板之间的水平冲击力及摩擦力的大小，安装在所述悬浮顶板45底部的竖直压力传感器获取所述悬浮顶板46对高速旋转的所述轮胎33的竖直冲击力的大小，冲击完成后，所述油缸49的推杆缩回，带动所述连杆结构50复位，然后根据所测力值的变化对被试验样板进行性能评价。
本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内；因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置，其特征在于，包括：主体框架(1)、轮胎加速分离装置(2)、轮胎缓冲悬挂装置(3)、反向快速冲击装置(4)；所述主体框架(1)通过地脚螺栓固定安装在实验室地面基础上；所述轮胎加速分离装置(2)的底座通过螺栓安装在所述主体框架(1)侧边；所述轮胎缓冲悬挂装置(3)的底座通过螺栓安装在所述主体框架(1)的顶部的内侧上，并通过轮毂上的驱动轮II(34)与所述轮胎加速分离装置(2)的驱动轮I(26)连接；所述反向快速冲击装置(4)通过地脚螺栓固定安装在所述轮胎缓冲悬挂装置(3)下方的地面基础上；所述轮胎加速分离装置(2)对所述轮胎缓冲悬挂装置(3)的轮胎进行加速，达到指定转速后自动迅速与轮胎脱离，所述反向快速冲击装置(4)向上冲击带有速度的轮胎，并记录双向冲击力值；所述主体框架(1)由高强度方形钢管焊接而成，焊接前进行去应力处理，减小焊接变形；所述主体框架(1)整体呈长方体形状，顶部横梁钢板呈“十”字形，用于安装所述轮胎缓冲悬挂装置(3)；所述主体框架(1)的中部焊有纵向方形钢板，用来安装所述轮胎加速分离装置(2)，所述主体框架(1)的底部焊接长方体形状的固定支脚，固定支脚两端各开有两个通孔，用于与地面基础连接；所述主体框架的中部侧边横梁上还固定了一控制箱(11)，所述控制箱(11)为方形结构，控制整个装置的操作运行。
2.如权利要求1所述的一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置，其特征在于，所述轮胎加速分离装置(2)包括：工作台底座(21)、双光杆丝杠滑台(22)、伺服电机(23)、电机(24)、弹性柱销齿式联轴器(25)、驱动轮I(26)；所述工作台底座(21)为长方体结构，加工有四个固定通孔和两个安装孔；所述双光杆丝杠滑台(22)的底板两侧各加工有两个通孔，安装时通孔的中心线与工作台底座(21)两侧的通孔中心线重合，通过长杆螺栓连接同时将所述工作台底座(21)和所述双光杆丝杠滑台(22)固定安装在所述主体框架(1)中部的方形钢板上；所述伺服电机(23)通过螺栓连接固定安装在所述双光杆丝杠滑台(22)的竖板上；所述电机(24)的转轴表面加工有外花键，所述电机(24)通过螺栓连接固定安装在所述双光杆丝杠滑台(22)的滑块顶面上；所述弹性柱销齿式联轴器(25)两个连轴孔都加工有内花键，通过花键连接的方式一端连接在所述电机(24)的转轴上，用来补偿驱动轮啮合分离时的轴向位移；所述驱动轮I(26)为圆盘结构，与所述轮胎缓冲悬挂装置(3)的驱动轮II(34)啮合；所述驱动轮I(26)一面加工有曲线齿形牙，牙型端面为倾斜的梯形，高为10毫米，上底下底分别为7.8毫米和25毫米，左侧腰线由半径48毫米和半径5毫米的圆弧组成，右侧腰线由两个半径1.2毫米和一个水平面夹角为65度长为7.3毫米的直线组成，另一面加工有阶梯型的连接轴，连接轴加工有一段外花键，通过花键连接的方式连接所述弹性柱销齿式联轴器(25)，实现大扭矩的传递，加速时右侧腰线为啮合线，水平倾斜角度以及1.2毫米圆弧的配合防止啮合时两驱动轮发生脱离，加速完成时，所述驱动轮I(26)和所述驱动轮II(34)之间产生相对转速差，曲线齿形牙的啮合面变为产生轴向力的曲面，使两驱动轮分离，退出啮合；工作时，所述伺服电机(23)驱动所述双光杆丝杠滑台(22)的滑块做横向上的进给运动，从而使所述驱动轮I(26)往前移动，实现与所述轮胎缓冲悬挂装置(3)的驱动轮II(34)连接，连接后所述伺服电机(23)断电，靠丝杆丝母的自锁性保证所述驱动轮I(26)和驱动轮II(34)的可靠啮合连接，所述电机(24)通电驱动所述驱动轮I(26)高度旋转，实现所述轮胎缓冲悬挂装置(3)的轮胎加速，加速完成后所述电机(24)断电，所述驱动轮I(26)靠惯性力及曲线齿形牙产生的轴向力往后退，同时所述伺服电机(23)通电驱动所述丝杠滑台(22)的滑块后移，通过所述弹性柱销齿式联轴器(25)补偿所述驱动轮I(26)后退时与所述伺服电机(23)通电驱动所述丝杠滑台(22)的滑块后移时存在的时间差导致的形变，所述轮胎加速分离装置(2)后移，实现与所述轮胎缓冲悬挂装置(3)的快速自动脱离。
3.如权利要求1所述的一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置，其特征在于，所述轮胎缓冲悬挂装置(3)包括：缓冲支臂(31)、轮胎支撑轴(32)、轮胎(33)、驱动轮II(34)、抱箍(35)、滑动套杆(36)；所述缓冲支臂(31)采用液压式缓冲方式，顶部为固定端，下部为伸缩端，顶部加工带有四个通孔的法兰圆盘，底部加工有连轴孔，通过螺栓连接固定安装在所述主体框架(1)顶部的“十”字架上；所述轮胎支撑轴(32)一端通过过盈配合安装在所述缓冲支臂(31)的连轴孔中，另一端与所述轮胎(33)通过滚动轴承连接，并通过圆螺母加止动垫圈方式进行轴端定位，滚动轴承选用双列深沟球轴承，其轴承内圈与所述轮胎支撑轴(32)过盈配合，外圈与所述轮胎(33)的轮毂轴孔过盈配合，所述轮胎(33)的轮毂两侧外缘各加工有四个螺纹孔；所述驱动轮II(34)有两套，为加工有四个沉头孔的圆盘结构，一面加工有曲线齿形牙，其牙型与所述轮胎加速分离装置(2)的驱动轮I(26)的结构相同，并与其进行啮合，所述驱动轮II(34)通过螺钉对称安装连接在所述轮胎(33)的轮毂的两侧；所述抱箍(35)由两个半圆环组成，每个半圆环的两端加工有带有通孔的连接耳，所述抱箍(35)有两对，通过螺栓连接分别紧固在所述缓冲支臂(31)的固定端和伸缩端上；所述滑动套杆(36)有两个，每个所述滑动套杆(36)由套筒、滑杆、滚针轴承组成，套筒上加工有带有通孔的连接耳，与安装在所述缓冲支臂(31)的固定端和伸缩端的所述抱箍(35)通过螺栓连接，所述滚针轴承装在所述套筒的内壁上，所述滑杆通过滚针轴承与所述套筒连接形成移动副。
4.如权利要求1所述的一种曲线齿式轮胎加速反向冲击装置，其特征在于，所述反向快速冲击装置(4)包括：冲击底座(41)、导向杆(42)、固定项圈(43)、冲击顶板(44)、悬浮顶板(45)、压片(46)、缓冲支柱(47)、安装架(48)、油缸(49)、连杆结构(50)；所述冲击底座(41)采用铸造方式加工成正方形框架结构，中间焊有起加强作用的横梁，框架的每条边上加工有两个垂直向下的固定通孔，纵向的两条边上各自加工有一个安装圆筒和一个连接耳，横向的两条边及横梁的中部加工有螺纹孔，所述冲击底座(41)垂直向下的固定通孔通过螺栓与地面基础连接，并位于轮胎的正下方；所述导向杆(42)有两个，安装在所述冲击底座(41)的安装圆筒中；所述固定项圈(43)有两个，为圆筒形状，并加工带有螺纹孔的连接端面，所述固定项圈(43)通过过盈配合方式安装在所述导向杆(42)上，并通过螺钉连接把连接端面固定在所述主体框架(1)的中部横梁上，起限位作用；所述冲击顶板(44)采用铸造方式加工成长方体结构，正面有一个方形空槽，背面带有加强筋，并且所述冲击顶板(44)的纵向两侧各加工有一个带有通孔的凸台，低端设有连接耳，横向两侧也各加工有凸台，低端设有安装槽，所述冲击顶板(44)纵向两侧凸台上的通孔通过直线轴承连接在所述导向杆(42)上，横向两侧凸台底端的安装槽安装在所述缓冲支柱(47)上；所述悬浮顶板(45)通过四个均布弹簧连接悬浮在所述冲击顶板(44)的方形空槽内，并且所述悬浮顶板(45)与所述冲击顶板(44)中间均布四个竖直压力传感器，所述悬浮顶板(45)与所述冲击顶板(44)对称的两个侧边各安装有两个水平压力传感器，实现冲击力的垂直量和水平量的获取；所述压片(46)共有四套，所述压片(46)通过螺栓对称固定在所述冲击顶板(44)上，所述压片(46)将被试验样板压紧在所述悬浮顶板(45)上；所述缓冲支柱(47)有两个，通过螺栓固定在冲击底座(41)上；所述安装架(48)为方形柱体结构，中间加工有长方体空心，并且在空心两侧对称的加工有六个通孔，通过过盈配合在每个通孔中安装一个圆柱，每个圆柱上又安装一个滚针轴承，形成两排对称布置的滚针轴承，在长方体空心的底部固定有三个均布的弹簧，将顶部开有四个通孔的竖直板放置在对称布置的滚针轴承中间，通过六个滚针轴承和空心侧壁进行周向位置固定，所述安装架(48)底部还加工有法兰盘，通过螺钉连接安装在所述冲击底座(41)的横梁上；所述油缸(49)有两个，通过长杆螺栓对置安装在所述安装架(48)的竖直板上，冲击时，所述油缸(49)推动所述连杆机构(50)的两个下连杆绕所述冲击底座(41)上的连接耳向上摆动，同时两个下连杆的摆动带动着所述油缸(49)和竖直板一起做上升运动，当冲击完成回弹时，所述油缸(49)的推杆缩回，两个下连杆绕着所述冲击底座(41)上的连接耳向下摆动，同时带动所述油缸(49)和竖直板做下降运动，安装在空心底部的均布弹簧对竖直板的下降进行缓冲；所述连杆结构(50)有两套，分别由两个连杆和一个“凹”型连接耳组成，“凹”型连接耳的端面开有圆孔，所述连杆结构(50)的连杆通过铰接的方式一端连接在所述冲击顶板(44)纵向两侧凸台底面的连接耳上，一端连接在所述冲击底座(41)纵向两侧的连接耳上，“凹”型连接耳通过铰接的方式连接在两连杆的连接处，端面的圆孔安装在所述油缸(49)的推杆上，并通过垫圈和柱销的方式进行固定；工作时，所述油缸(49)快速推动所述连杆结构(50)展开，使所述冲击顶板(44)上移冲击所述轮胎缓冲悬挂装置(3)的带有高速的轮胎(33)，冲击瞬间水平压力传感器获取高速旋转的轮胎(33)与被试验样板之间的水平冲击力及摩擦力的大小，竖直压力传感器获取所述悬浮顶板(46)对高速旋转的轮胎(33)的竖直冲击力的大小，根据力值的变化对被试验样板进行性能评价。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112945584A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-06-11 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种轮胎抗冲击测试装置 |
| CN116907883A (zh) * | 2023-09-14 | 2023-10-20 | 中路慧能检测认证科技有限公司 | 一种车辆轮胎抗冲击检测装置 |
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- 2019-05-17 CN CN201910414002.8A patent/CN110057528A/zh active Pending
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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