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原文传递新型橡胶磨耗试验机的研究

论文题名：	新型橡胶磨耗试验机的研究
关键词：	橡胶磨耗;试验机;结构设计;单片机;汽车轮胎;有限元分析
摘要：	随着道路交通的发展以及人们生活水平的提高，人们对轮胎使用性能的要求也越来越高。橡胶磨耗试验机是橡胶行业广泛使用的用于测试汽车轮胎磨耗性能的一种设备。橡胶阿克隆磨耗试验机价格便宜，是目前橡胶行业最普遍使用的一种橡胶磨耗试验机。但因其具有不能实现高温磨耗、不能实现不同速度下的磨耗、不能连续施加载荷且加载不稳定等缺点，已经越来越不能适应汽车轮胎的发展。　　本文以实验室用的橡胶阿克隆磨耗试验机为基础对其进行了全方位的改进，开发出了一种新型橡胶磨耗试验机。首先根据磨耗试验机的工作要求确定了系统总体传动方案，并通过相关的理论计算确定了交流伺服电机的具体型号。然后对机械的运动和动力参数进行了理论计算，确定了蜗轮蜗杆减速器的具体尺寸并进行了必要的强度校核。　　利用先进的三维软件Creo对新型橡胶磨耗试验机的整体结构进行了设计。通过分析现有橡胶磨耗试验机加力方式的优缺点，提出了把磁场力应用于橡胶磨耗试验机，并设计了电磁加力装置。通过研究现有橡胶高温磨耗试验机的加热性能与实际轮胎的相关性，提出了在胶轮内部采用加热圈进行加热的方式，并设计了胶轮加热装置。设计了电机驱动式的试样防粘自动撒粉装置。参照橡胶阿克隆磨耗试验机的角度调节机构，设计了新型橡胶磨耗试验机的角度调节结构。　　利用Altium Designer软件对新型橡胶磨耗试验机的胶轮加热控制系统和电磁加力控制系统进行了硬件设计，同时根据硬件系统和要实现的功能对胶轮加热控制系统和电磁加力控制系统进行了软件设计。　　最后在有限元分析中简要论述了Ansys有限元分析的一般过程以及Ansys热分析、静力学分析、动力学分析的基本原理。利用Ansys软件对胶轮进行了温度场分析，根据分析结果对胶轮尺寸进行了优化设计。利用Ansys软件对蜗轮轴的强度进行了分析，分析结果与理论计算进行了对比，验证了蜗轮轴强度的可靠性。利用Ansys软件对蜗轮轴分别在轴承刚性约束和轴承弹性约束下进行模态分析，根据模态分析结果求出轴承的临界转速，确保蜗轮轴在工作时不会产生共振。利用 Ansys软件对减速器箱体进行了谐响应分析，确保其在工作过程中不会产生共振。
作者：	林晨建
专业：	动力工程及工程热物理
导师：	何燕
授予学位：	硕士
授予学位单位：	青岛科技大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文