CN110108506A - 一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置，包括：机架、自动加速脱离装置、轮胎缓冲悬挂装置；所述自动加速脱离装置的底座通过螺栓安装在所述机架侧边；所述轮胎缓冲悬挂装置的底座通过螺栓安装在所述机架的顶部的内侧上，并通过轮毂上的驱动轮II与所述自动加速脱离装置的驱动轮I连接；所述自动加速脱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，所述轮胎缓冲悬挂装置的带速轮胎再进行行驶状态下的性能检测；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，具有结构简单，操作方便，避免与主轴连接，克服在主轴发生冲击变形无法正常连接的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及到轮胎的加速，自动脱离以及数据采集，具体涉及一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置。
背景技术
目前对轮胎的性能检测大都在静止状态下进行，在高速下的轮胎性能检测需要对轮胎进行加速，平常采用的加速方式为主轴加速，主轴加速的模式为电机驱动轮胎主轴，实现轮胎的高速旋转，若对轮胎进行带速冲击等类似实现，会在试验过程中对驱动系统造成冲击损伤；若采用主轴加速后再退出的模式，也不能保证冲击轴不发生任何的冲击变形，从而使下一次的连接精度降低；为了克服以上困难，本发明提出一种轮缘式加速方式，采用曲线齿结构，在实现对轮胎的自动加速及自动脱离，具有结构简单，操作方便，避免与主轴连接，克服在主轴发生冲击变形无法正常连接的缺点。
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：
本发明一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置，包括：机架、自动加速脱离装置、轮胎缓冲悬挂装置；所述自动加速脱离装置的底座通过螺栓安装在所述机架侧边；所述轮胎缓冲悬挂装置的底座通过螺栓安装在所述机架的顶部的内侧上，并通过轮毂上的驱动轮II与所述自动加速脱离装置的驱动轮I连接；所述自动加速脱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，所述轮胎缓冲悬挂装置的带速轮胎再进行行驶状态下的性能检测；所述机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；所述机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；所述机架的中部焊有纵向方形钢板，用来安装所述自动加速脱离装置，所述机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；所述机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，所述自动加速脱离装置包括：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机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。
进一步的，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高速旋转，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，所述自动加速脱离装置后移，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机架顶部的“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，其牙型与所述自动加速脱离装置的驱动轮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。
实施本发明一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置，其有益效果在于：
(1)使用本发明一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置，自动化高，实验准确；
(2)本发明自动加速脱离装置使用带曲线齿的驱动轮，啮合加速安全可靠，并且靠产生的轴向力实现加速过程中的自动分离。
附图说明
图1：本发明一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置的总装图；
图2：本发明一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置的自动加速脱离装置；
图3：本发明一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置的驱动轮II；
图4：本发明一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置的驱动轮I和驱动轮II的啮合图；
图5：本发明一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置的曲线齿形牙的断面牙型图；
图6：本发明一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置的轮胎缓冲悬挂装置右视图；
图7：本发明一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置的轮胎缓冲悬挂装置左视图；
图中：1—机架，2—自动加速脱离装置，3—轮胎缓冲悬挂装置，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，27 —支撑杆，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。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置做进一步描述。
如图1、2、3、4、5、6、7所示，一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置，包括：机架1、自动加速脱离装置2、轮胎缓冲悬挂装置3；所述机架1通过地脚螺栓固定安装在实验室地面基础上；所述自动加速脱离装置2的底座通过螺栓安装在所述机架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机架1的顶部的内侧上，并通过轮毂上的驱动轮II 34与所述自动加速脱离装置2的驱动轮I 26连接；所述自动加速脱离装置2对所述轮胎缓冲悬挂装置3的轮胎进行加速，所述轮胎缓冲悬挂装置3的带速轮胎再进行行驶状态下的性能检测；所述机架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；所述机架 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；所述机架1的中部焊有纵向方形钢板，用来安装所述自动加速脱离装置2，所述机架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；所述机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；所述自动加速脱离装置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固定安装在所述机架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高速旋转，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I26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，所述自动加速脱离装置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机架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，其牙型与所述自动加速脱离装置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。
如图1、2、3、4、5、6、7所示，一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置的具体工作步骤：包括：将机架1、自动加速脱离装置2、轮胎缓冲悬挂装置3进行安装；所述自动加速脱离装置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，所述轮胎缓冲悬挂装置3的带速轮胎33 再进行行驶状态下的性能检测。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置，其特征在于，包括：机架(1)、自动加速脱离装置(2)、轮胎缓冲悬挂装置(3)；所述自动加速脱离装置(2)的底座通过螺栓安装在所述机架(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机架(1)的顶部的内侧上，并通过轮毂上的驱动轮II(34)与所述自动加速脱离装置(2)的驱动轮I(26)连接；所述自动加速脱离装置(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，所述轮胎缓冲悬挂装置(3)的带速轮胎再进行行驶状态下的性能检测；所述机架(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；所述机架(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)；所述机架(1)的中部焊有纵向方形钢板，用来安装所述自动加速脱离装置(2)，所述机架(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；所述机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自动加速脱离装置，其特征在于，所述自动加速脱离装置(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)固定安装在所述机架(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。
3.如权利要求2所述的一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置，其特征在于，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)和所述轮胎缓冲悬挂装置(3)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)高速旋转，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，所述自动加速脱离装置(2)后移，实现与所述轮胎缓冲悬挂装置(3)的快速自动脱离。
4.如权利要求1所述的一种曲线齿式轮胎自动加速脱离装置，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机架(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，其牙型与所述自动加速脱离装置(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。
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