輪胎三向剛度實驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種輪胎三向剛度實驗裝置，包括底座、對稱安裝在底座上的兩套門形框架、橫梁、動態加載裝置、支撐裝置和夾緊裝置，所述兩套門形框架借助于螺栓固定安裝在底座兩端，兩套門形框架頂部固定安裝橫梁，橫梁中部設有向下的動態加載裝置，所述支撐裝置固定安裝在底座中部、且位于動態加載裝置正下方，所述夾緊裝置固定安裝在兩套門形框架內側；通過更換作動頭及調節輪胎實驗位置，實現在一套裝置上對不同型號輪胎的垂向、縱向和側向動態剛度的測量；所安裝的直線位移傳感器，可以測得在各個方向上位移的大小，力傳感器可以測得在各個方向上受力的大小，從而計算出各個方向上的動態剛度；與現有實驗裝置相比，結構簡單、操作方便、成本低。
【專利說明】
輪胎三向剛度實驗裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及輪胎力學特性分析技術領域，尤其涉及一種輪胎三向剛度實驗裝置。【背景技術】
[0002]輪胎剛度，尤其輪胎動態剛度，是反映輪胎力學特性的重要參數，在汽車結構設計及其動力學性能分析方面具有重要的意義。
[0003]目前，在輪胎剛度實驗中，多是根據國家標準施加靜載，繼而測量輪胎的垂向、縱向和側向靜剛度。通過三向動態加載，測量輪胎三向動態剛度的實驗機尚不多見。現有的三向動態剛度實驗裝置，通過多層工作臺和多個伺服電機實現三向動態加載，實驗過程中輪胎的位置不動，實驗裝置的加載部件較多，結構復雜，成本較高，而且對各個方向的運動控制難度大。【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種輪胎三向剛度實驗裝置，能夠同時進行輪胎的垂向、縱向和側向動態剛度的測量，只有一個動態加載裝置，通過變換輪胎的實驗位置，在一套裝置上完成輪胎的三向動態剛度測量，結構簡單、操作方便、成本低。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是:一種輪胎三向剛度實驗裝置，包括底座、對稱安裝在底座上的兩套門形框架、橫梁、動態加載裝置、支撐裝置和夾緊裝置，所述兩套門形框架借助于螺栓固定安裝在底座兩端，兩套門形框架頂部固定安裝橫梁，橫梁中部設有向下的動態加載裝置，所述支撐裝置固定安裝在底座中部、且位于動態加載裝置正下方，所述夾緊裝置固定安裝在兩套門形框架內側。
[0006]所述夾緊裝置包括兩根平行安裝在底座頂面的導軌和兩套對稱安裝的推板機構， 所述導軌的延伸方向與橫梁的延伸方向垂直，兩套推板機構分設在導軌兩端，所述推板機構包括固定板、移動板、齒輪組、絲杠和推桿，所述固定板借助于螺栓安裝在兩套門形框架同一側的兩根立柱外側，移動板位于兩套門形框架同一側的兩根立柱內側、且移動板下邊緣設有與導軌滑動配合的缺口，所述齒輪組安裝在固定板外側，齒輪組包括一套主動齒輪、 四套傳動齒輪和四套螺紋齒輪，四套傳動齒輪借助于齒輪軸和軸承安裝在固定板外側、且相對于主動齒輪的軸線呈矩形布設，傳動齒輪與主動齒輪嗤合，每套傳動齒輪嗤合一套螺紋齒輪，螺紋齒輪借助于軸承安裝在固定板上，每套螺紋齒輪內側的螺紋孔均配套安裝一根絲杠，每根絲杠末端連接一根推桿，推桿末端借助于球型鉸鏈與移動板外側面連接。
[0007]所述動態加載裝置包括豎向安裝在橫梁上的液壓缸與安裝在液壓缸活塞桿端部的直線位移傳感器和第一力傳感器，液壓缸活塞桿端部還設有用于連接作動頭的轉接螺母。
[0008]所述支撐裝置包括豎向安裝在底座中部的千斤頂和安裝在千斤頂活塞桿端部的支撐板。
[0009]所述主動齒輪同軸安裝手輪。
[0010]所述移動板上設有用于通過法蘭軸連接輪胎的通孔，位于左側的移動板內側面設有第二力傳感器。
[0011]采用上述技術方案所產生的有益效果在于:通過更換作動頭及調節輪胎實驗位置，實現在一套裝置上對不同型號輪胎的垂向、縱向和側向動態剛度的測量;本實用新型的動態加載裝置布有直線位移傳感器，可以測得在各個方向上位移的大小，第一力傳感器可以測得在各個方向上受力的大小，從而可計算出各個方向上的動態剛度;本實用新型的作動頭與動態加載裝置通過螺釘連接，能夠根據不同實驗要求進行更換;本實用新型推桿的動力通過直齒圓柱齒輪傳遞，可以保障傳動的穩定性和準確性;本實用新型的移動板通過兩個導軌導向，四根均勻布置的推桿施力，可以保障移動板的準確平動，與現有實驗裝置相比，結構簡單、操作方便、成本低。【附圖說明】
[〇〇12]圖1是測量輪胎垂向動態剛度時的軸測圖；
[0013]圖2是測量輪胎垂向動態剛度時的主視圖；
[0014]圖3是測量輪胎縱向動態剛度時的主視圖；[〇〇15]圖4是測量輪胎側向動態剛度時的主視圖；
[0016]圖5是齒輪組結構示意圖；[〇〇17]圖6是螺紋齒輪安裝結構示意圖；[〇〇18]圖7是推桿安裝結構示意圖；[0〇19]圖8是底座結構不意圖；
[0020]在附圖中:1、動態加載裝置，2、推桿，3、底座，4、固定板，5、移動板，6、法蘭軸，7、導軌，8、主動齒輪，9、傳動齒輪，10、螺紋齒輪，11、手輪，12、立柱，13、橫梁，14、縱梁，15、支撐板，16、垂縱向作動頭，17、側向作動頭，18、直線位移傳感器，19、第一力傳感器，20、第二力傳感器，21、輪胎，22、地腳螺栓孔，23地腳螺栓耳，24、限位槽，25、角接觸球軸承，26、軸承蓋，27、絲杠，28、球型頭，29、套筒，30、扣蓋。【具體實施方式】
[0021]下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0022]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。 [〇〇23]如圖1所示，本實用新型公開了一種輪胎三向剛度實驗裝置，包括底座3、對稱安裝在底座3(參見附圖8)上的兩套門形框架、橫梁13、動態加載裝置1、支撐裝置和夾緊裝置，所述兩套門形框架借助于螺栓固定安裝在底座3兩端，兩套門形框架頂部固定安裝橫梁13,橫梁13中部設有向下的動態加載裝置1，所述支撐裝置固定安裝在底座3中部、且位于動態加載裝置1正下方，所述夾緊裝置固定安裝在兩套門形框架內側，為了方便安裝，本實用新型的底座為長方體板狀結構，其四角均設有地腳螺栓耳23,地腳螺栓耳23中部設置地腳螺栓孔22，安裝時直接通過地腳螺栓固定即可。
[0024]所述夾緊裝置包括兩根平行安裝在底座3頂面的導軌7和兩套對稱安裝的推板機構，所述導軌7的延伸方向與橫梁13的延伸方向垂直，兩套推板機構分設在導軌7兩端，所述推板機構包括固定板4、移動板5、齒輪組、絲杠27和推桿2,所述固定板4借助于螺栓安裝在兩套門形框架同一側的兩根立柱12外側，移動板5位于兩套門形框架同一側的兩根立柱12 內側、且移動板5下邊緣設有與導軌7滑動配合的缺口，所述齒輪組安裝在固定板4外側，齒輪組(參見附圖5)包括一套主動齒輪8、四套傳動齒輪9和四套螺紋齒輪10,四套傳動齒輪9 借助于齒輪軸和軸承安裝在固定板4外側、且相對于主動齒輪8的軸線呈矩形布設，傳動齒輪9與主動齒輪8嚙合，每套傳動齒輪9嚙合一套螺紋齒輪10,螺紋齒輪10借助于軸承安裝在固定板4上，每套螺紋齒輪10內側的螺紋孔均配套安裝一根絲杠27(參見附圖6)，每根絲杠 27末端連接一根推桿2,推桿2末端借助于球型鉸鏈與移動板5外側面連接，該球型鉸鏈包括球型頭28、套筒29和扣蓋30(如圖7所示)。
[0025]所述動態加載裝置1包括豎向安裝在橫梁13上的液壓缸與安裝在液壓缸活塞桿端部的直線位移傳感器18和第一力傳感器19,液壓缸活塞桿端部還設有用于連接作動頭的轉接螺母，動態加載裝置在使用過程中可以根據實驗要求更換垂縱向作動頭16或側向作動頭 17;所述支撐裝置包括豎向安裝在底座3中部的千斤頂和安裝在千斤頂活塞桿端部的支撐板15;所述主動齒輪8同軸安裝手輪11;所述移動板5上設有用于通過法蘭軸6連接輪胎的通孔，位于左側的移動板5內側面設有第二力傳感器20。
[0026]在具體應用過程中，將本實用新型的輪胎三向動態剛度實驗裝置移動到合適位置，使底座3與地面接觸，并通過地腳螺栓固定;更換動態加載裝置1上的作動頭，通過螺釘將作動頭固定安裝在活塞桿端部;轉動手輪11，通過主動齒輪8、傳動齒輪9和螺紋齒輪10帶動絲杠27轉動;兩側推桿2平行移動，調整移動板5的位置;若測試輪胎21的垂向動態剛度， 將垂縱向作動頭16連接在動態加載裝置1上，使法蘭軸6與輪胎21通過螺栓固接，將法蘭軸6 置于兩側移動板5的定位孔中，調節移動板5的位置，使輪胎21位于動態加載裝置1的正下方 (參見附圖1-2);若測試輪胎21的縱向動態剛度，作動頭不變，將固接有輪胎21的法蘭軸6于水平面內逆時針轉過90度，調節支撐板15的高度，使輪胎21的胎面與力傳感器20延伸板相切接觸，轉動手輪11使兩移動板5夾緊輪胎21，降下支撐板15(參見附圖3)，若測試輪胎21的側向動態剛度，更換側向作動頭17與動態加載裝置1連接，將法蘭軸6于前視面內逆時針轉過90度，使法蘭軸6與側向作動頭17同軸，調節支撐板15的高度，使輪胎21的胎面中心與第二力傳感器20在同一水平面，轉動手輪11使兩移動板5夾緊輪胎21，降下支撐板15(參見附圖4)，動態加載裝置1通過其作動頭對輪胎21進行動態激勵，布置在動態加載裝置1上的直線位移傳感器18可以測得輪胎在各方向上位移的大小，第一力傳感器19可以測得輪胎在各方向上動態激勵的大小，從而可計算得出輪胎的各向動態剛度。
[0027]本實用新型通過更換作動頭及調節輪胎實驗位置，實現在一套裝置上對不同型號輪胎的垂向、縱向和側向動態剛度的測量;本實用新型的動態加載裝置布有直線位移傳感器，可以測得在各個方向上位移的大小，第一力傳感器可以測得在各個方向上受力的大小， 從而計算出各個方向上的動態剛度;本實用新型的作動頭與動態加載裝置通過螺釘連接，能夠根據不同實驗要求進行更換;本實用新型推桿的動力通過直齒圓柱齒輪傳遞，可以保障傳動的穩定性和準確性;本實用新型的移動板通過兩個導軌導向，四根均勻布置的推桿施力，可以保障移動板的準確平動，與現有實驗裝置相比，結構簡單、操作方便、成本低。
【主權項】
1.一種輪胎三向剛度實驗裝置，其特征在于:包括底座(3)、對稱安裝在底座(3)上的兩 套門形框架、橫梁(13)、動態加載裝置(1)、支撐裝置和夾緊裝置，所述兩套門形框架借助于 螺栓固定安裝在底座(3)兩端，兩套門形框架頂部固定安裝橫梁(13)，橫梁(13)中部設有向 下的動態加載裝置(1)，所述支撐裝置固定安裝在底座(3)中部、且位于動態加載裝置(1)正 下方，所述夾緊裝置固定安裝在兩套門形框架內側。2.根據權利要求1所述的輪胎三向剛度實驗裝置，其特征在于:所述夾緊裝置包括兩根 平行安裝在底座(3)頂面的導軌(7)和兩套對稱安裝的推板機構，所述導軌(7)的延伸方向 與橫梁(13)的延伸方向垂直，兩套推板機構分設在導軌(7)兩端，所述推板機構包括固定板 (4)、移動板(5)齒輪組、絲杠(27)和推桿(2)，所述固定板(4)借助于螺栓安裝在兩套門形框 架同一側的兩根立柱(12)外側，移動板(5)位于兩套門形框架同一側的兩根立柱(12)內側、 且移動板(5)下邊緣設有與導軌(7)滑動配合的缺口，所述齒輪組安裝在固定板(4)外側，齒 輪組包括一套主動齒輪(8)、四套傳動齒輪(9)和四套螺紋齒輪(10)，四套傳動齒輪(9)借助 于齒輪軸和軸承安裝在固定板(4)外側、且相對于主動齒輪(8)的軸線呈矩形布設，傳動齒 輪(9)與主動齒輪(8)嚙合，每套傳動齒輪(9)嚙合一套螺紋齒輪(10)，螺紋齒輪(10)借助于 軸承安裝在固定板(4)上，每套螺紋齒輪(10)內側的螺紋孔均配套安裝一根絲杠(27)，每根 絲杠(27)末端連接一根推桿(2)，推桿(2)末端借助于球型鉸鏈與移動板(5)外側面連接。3.根據權利要求1所述的輪胎三向剛度實驗裝置，其特征在于:所述動態加載裝置(1) 包括豎向安裝在橫梁(13)上的液壓缸與安裝在液壓缸活塞桿端部的直線位移傳感器(18) 和第一力傳感器(19)，液壓缸活塞桿端部還設有用于連接作動頭的轉接螺母。4.根據權利要求1所述的輪胎三向剛度實驗裝置，其特征在于:所述支撐裝置包括豎向 安裝在底座(3)中部的千斤頂和安裝在千斤頂活塞桿端部的支撐板(15)。5.根據權利要求2所述的輪胎三向剛度實驗裝置，其特征在于:所述主動齒輪(8)同軸 安裝手輪(11)。6.根據權利要求5所述的輪胎三向剛度實驗裝置，其特征在于:所述移動板(5)上設有 用于通過法蘭軸(6)連接輪胎的通孔，位于左側的移動板(5)內側面設有第二力傳感器 (20)〇
【文檔編號】G01N3/10GK205719791SQ201620604829
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月20日
【發明人】李韶華, 張志達, 路永婕, 邢海軍, 楊紹普
【申請人】石家莊鐵道大學