Механизм стенда для испытания колесно - ступичного узла автомобиля Советский патент 1992 года по МПК G01M17/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к испытательной технике, и может быть использовано при испытаниях колес и ступиц автомобилей различных классов, тракторов, троллейбусов, шасси самолетов, а также других транспортных средств,

Известен механизм стенда для испытания колесно-ступичного узла автомобиля, содержащий основание, выходное звено, с размещенным на нем испытуемым колесом, сопряженным по пятну контакта с бегущей дорожкой, промежуточное звено и привод поступэТеГльнбго перемещения.

Недостатком этого устройства является отсутствие возможности испытаний, сопровождаемых изменением положения оси колеса, а также испытаний, при которых йагрузка действует параллельно оси колеса Кроме того, имеющийся поступательный привод обуславливает усилие, действующее со смещением относительно оси указанного привода, что влечет возможность перекоса и отказов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является механизм стенда для испытания колесно-ступичного узла автомобиля, содержащий основание, выходное звено с размещенным на нем испытуемым колесом, с возможностью сопряжения по пятну контакта с бегущей дорожкой, промежуточное звено, связанное посредством одноподвижного шарнира с выходным звеном, три привода поступательного перемещения, первый из которых установлен горизонтально, а второй вертикально сопряжены с основанием и шарнир- но с промежуточным звеном, а третий привод шарнирно связан с промежуточным и выходным звеньями.

Недостатком известного устройства является низкая надежность работы механизма, поскольку динамические нагрузки, возникающие при вращении испытуемого колеса, являются пространственными, а уравновешиваются они плоским механизмом. При этом возникают изгибные нагрузки в элементах крепления приводов, а именно в жесткой заделке, связывающей цилиндры приводов с основанием, может обусловить перекосы в приводах, а также податливость в указанных заделках. Податливость ведет к появлению колебаний, понижению динамической жесткости, неточности измерений.

Для уменьшения податливости места крепления приводов должны быть выполнены массивными, что повышает материалоемкость, Кроме того, конструкция

известного устройства обуславливает отсутствие силовой и кинематической развязки, что влечет сложность управления и перекосы

Целью изобретения является повышение надежности работы механизма и снижение его материалоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что механизм стенда для испытания колесноступичного узла автомобиля, содержащий основание, выходное звено с размещенным на нем испытуемым колесом с возможностью сопряжения по пятну контакта с бегущей дорожкой, промежуточное звено,

связанное посредством одноподвижного шарнира с выходным звеном, три привода поступательного перемещения, первый из которых установлен горизонтально, а второй вертикально сопряжены с основанием и

шарнирно с промежуточным звеном, а третий привод шарнирно связан с промежуточным и выходным звеньями, снабжен четырьмя тягами, связанными посредством сферических шарниров с основанием и промежуточным звеном, три из которых расположены горизонтально, перпендикулярно к оси первого привода, а четвертая - вертикально, первый и второй приводы связаны с основанием и с промежуточным звеном посредством сферических шарниров а оси связывающей промежуточное и выходное звенья вращательной пары первого и второго приводов проходят через пятно контакта испытуемого колеса с бегущей дорожкой.

На фиг.1 представлена схема механизма стенда, прямоугольные проекции: на фиг.2 - то же, аксонометрия.

Механизм стенда для испытаний колес- но-ступичного узла автомобиля содержит основание 1, выходное звено 2, на котором размещено испытуемое колесо 3. сопряженное по пятну контакта с бегущей дорожкой

4,которая может быть выполнена в виде полного цилиндра, промежуточное звено 5,

связанное посредством одноподвижного шарнира б с выходным звеном 2, три привода поступательного перемещения 7-9, первый иг которых (7) установлен горизонтально, сопряжен с основанием 1 и шзрнирно связан с промежуточным звеном

5,этот привод предназначен для создания нагрузки, действующей параллельно оси колеса, второй привод 8 установлен верти5 кально, сопряжен с основанием 1 и предназначен для создания основной нагрузки, действующей перпендикулярно оси колеса, а третий привод 9 шарнирно связан с промежуточным звеном 5 и выходным звеном 2.

Механизм снабжен четырьмя тягами 10 и 11, три из которых (10) установлены горизонтально. Эти тяги предназначны для уравновешивания возможных горизонтальных нагрузок, действующих перпендикулярно плоскости промежуточно) 5. Тяга 11 установлена вертикальном предназначена для силового замыкания механизма как статически определимой ферменной конструкции. Приводы 7 и 8 связаньГс остЯбТанием 1 и с промежуточным 5 звеном посредством сферических шарниров 12. При этом шарнир 12, связывающий соответствующий привод с основанием 1, может быть двух- подвижным, а шарнир 12. связывающий привод с промежуточным звеном 5, может быть трехподвижным. Тяги 10 и 11 связаны с основанием 1 и с промежуточным звеном 5 также посредством сферических шарниров 12, при этом шарнир 12, свя зывающий соответствующую тягу с обнбванием 1, может быть двухподвижным, а шарнир 12, связывающий тягу с промежуточным звеном, может быть трехподвижным, или наоборот. Оси приводов 7 и 8 расположены так, что они пересекают пятно контакта испытуемого колеса 3 и бегущей дорожки А. При этом привод 8 воспринимает наиболее значительную часть статической вертикальной нагрузки, а привод 7 воспринимает нзибо- лее значительную часть горизонтальной статической нагрузки, действующей вдоль оси испытуемого колёса 3. Ось одноподвиж- ного шарнира б расположена с пересечением пятна контакта испытуемого колеса 3 и бегущей дорожки 4 Такое расположение ввиду того, что силы взаимодействия указанных элементов действуют по пятну контакта, обуславливает минимальное усилие, необходимое в приводе 9. При таком распо- ложении шарнира 6 перемещение привода 9 непосредственно изменяет ориентацию оси колеса 3.

Таким образом, указанное расположение осей приводов 7 и 8, а также однопод- вижного шарнира 6 обуславливает силовую и кинематическую развязку, поскольку привод 8 перемещает колесо 3 вверх-вниз (ось Z), привод 7 перемещает его вправо-влево (ось X), а привод 9 вращает его вокруг оси Y.

Механизм стенда работает следующим образом.

Перед испытанием привод 8 и привод 7 находятся соответственно в крайнем нижнем и крайнем левомгюлбжений Выходное звено 2 повернуто относительно вертикальной оси вращательного одноподвижного шарнира со стопором (нё п ЬтСазан}. Испытуемое колесо 3 устанавливают на выходное звено 2, которое поворачивают в рабочее

положение, и приводы 7 и 8 переводят вы ходное звено 2 в рабочее положение При этом испытуемое колесо 3 контактирует с бегущей дорожкой в точке (пятно контакта имеет минимальную площадь), в которой пересекаются оси приводов 7 и 8 Ось одно- подвижного шарнира б расположена несколько ниже указанной точки (на 5-10 см). Это расстояние определяется упругостью шины колеса 3 и номинальной нагрузкой, создаваемой при испытаниях приводом 8. При возрастании усилия в Приводе 8 площадь пятна контакта увеличивается, ось одноподвижного шарнира б также становится пересекающей пятно контакта, положение оси привода 7 практически не меняется из- за наличия тяги 11.

При испытаниях привод 8, воздействуя через сферические шарниры 12, промежуточное звено 5, одноподвижный шарнир 6 и выходное звено 2 на колесо 3, создает вертикальное усилие взаимодействия между колесом 3 и бегущей дорожкой 4, колесо 3 при этом несколько перемещается вверх относительно основания 1. Если бегущая дорожка 4 выполнена в виде полого цилиндра то для приведения ее во вращательное движение может быть применен электродвигатель

При необходимости создания усилия, действующего параллельно оси колеса 3, привод 7, воздействуя на испытуемое колесо 3 через сферические шарниры 12. промежуточное звено 5, одноподвижный шарнир

6и выходное звено 2 на колесо 3. перемещает последнее относительно основания 1 и прижимает колесо к реборде бегущей дорожки 4.

Если необходимо измерить ориентацию оси испытуемого колеса 3, то привод 9. воздействуя через шарниры 12 (это могут быть иодноподвижные шарниры, однако во избежание избыточных связей целесообразно поставить сферические шарниры, одноподвижный шарнир б и выходное звено 2 на колесо, меняет ориентацию его ocvi

В процессе испытаний из-за наличия дебаланса возникает пространственная переменная нагрузка которая уравновешивается приводами 7-9 тягой 11. а также тягами 10, которые передают усилие через шарниры 12. В тягах 10 и 11, а также в приводах 7-9 при этом имеют место лишь осевые нагрузки.

При испытаниях пятно контакта может несколько смещаться однако оси приводов

7и 8 и одноподвижного шарнира б практически всегда пересекав это пятно.

Механизм выполняют так. что длины тяг 10 и 11, а также расстояния между центрами

сферических пар, крепящих приводы 7 и 9, равны 1,2-2 от диаметра испытуемого колеса 3. Расстояние между осями тяги 11 и привода 7 также должно составлять 1,2-2 от диаметра испытуемого колеса. При указанных соотношениях перемещения промежуточного звена 5 вместе с испытуемым колесом 3 при приложении и снятии рабочих нагрузок приводами 7 и 8 происходят практически в одной плоскости, в которой расположена ось колеса 3, однако нагрузка уравновешивается пространственной ферменной конструкцией.

Формула изобретения Механизм стенда для испытания кодес- но-ступичного узла автомобиля, содержащий основание, выходное звено с размещенным на нем испытуемым колесом с возможносты опряжения по пятну контакта с бегущей дорожкой, промежуточное звено, связанное посредством однопод- вижного шарнира с выходным звеном, три

привода поступательного перемещения, первый из которых, установленный горизонтально, а второй вертикально, сопряжены с основанием и шарнирно - с

промежуточным звеном, а третий привод шарнирно связан с промежуточным и выходным звеньями,отличающийся тем. что, с целью повышения надежности в работе механизма и снижения его материалоемкости, он снабжен четырьмя тягами, связанными посредством сферических шарниров с основанием и промежуточным звеном, три из которых расположены горизонтально, перпендикулярно к оси первого привода, а четвертая - вертикально, первый и второй приводы связаны с основанием и с промежуточным звеном посредством сферических шарниров, а оси связывающей промежуточное и выходное

звенья вращательной пары первого и второго приводов проходят через пятно контакта испытуемого колеса с бегущей дорожкой.

Изобретение относится к испытательной технике, может быть использовано при И испытаниях колес автомобилей, тракторов и самолетов. Целью изобретения является повышение надежности работы механизма и снижение его материалоемкости. Сущность изобретения: механизм четырьмя тягами 10 и 11. связанными посредством сферических шарниров 12с основанием 1 и промежуточным звеном 5. Три тяги 10 установлены горизонтально, перпендикуляно к оси первого привода 7. Четвертая тяга 11 установлена вертикально. Первый 7 и второй 8 приводы связаны с основанием 1 и с промежуточным звеном 5 посредством сферических шарниров 12. Оси связывающей промежуточное и выходное звенья вращательной пары первого и второго приводовГ расположены с пересечением пятнз контакта испытуемого колеса и бегущей дорожки. 2 ил. у Ё VJ N ю VI ел ел