1.一种用于轮胎与路面摩擦过程研究的模拟试验装置,其特征在于,包括:驱动装置、传动装置、中心轴(2)、旋转臂(7)、加载装置、传动箱(14)、基准轮(17)、测试轮(15)和试验轨道(13);
传动装置设置于驱动装置和中心轴(2)之间,驱动装置通过传动装置能够驱动中心轴(2)绕中心轴(2)的轴线转动;
中心轴(2)的顶端固定设置有旋转臂(7),中心轴(2)的下端能够转动设置于试验装置底座或地基上;旋转臂(7)与传动箱(14)通过加载装置相连接,通过加载装置能够给传动箱(14)施加载荷,旋转臂(7)通过加载装置能够带动传动箱(14)运动;
传动箱(14)内设置有能够转动的基准齿轮(18)和测试齿轮(16),在基准齿轮(18)和测试齿轮(16)之间设置有若干中间齿轮,中间齿轮设置于传动箱(14)内,中间齿轮用于基准齿轮(18)与测试齿轮(16)之间的传动,基准齿轮(18)通过基准万向节(19)与基准轮(17)相连接,测试齿轮(16)通过测试万向节(21)与测试轮(15)相连接;基准轮(17)与测试轮(15)上能够安装试验轮胎;
试验轨道(13)的上表面铺有试验路面材料,试验轨道(13)与基准轮(17)和测试轮(15)相匹配,通过驱动装置驱动中心轴(2)转动时,在基准轮(17)和测试轮(15)上安装的试验轮胎能够在试验轨道(13)上运动。
2.根据权利要求1所述的一种用于轮胎与路面摩擦过程研究的模拟试验装置,其特征在于,驱动装置包括电动机(1)和减速机(6);电动机(1)的输出轴通过传动带与减速机(6)的输入轴相连接,减速机(6)的输出轴通过传动装置能够驱动中心轴(2)转动。
3.根据权利要求1所述的一种用于轮胎与路面摩擦过程研究的模拟试验装置,其特征在于,传动装置包括传动皮带和皮带轮;从动皮带轮(5)固定安装在中心轴(2)上,从动皮带轮(5)通过传动皮带与驱动装置的输出轴相连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于轮胎与路面摩擦过程研究的模拟试验装置,其特征在于,加载装置包括导向套筒、加载螺杆(8)和加载弹簧(10);
导向套筒包括第一导向套筒(9)和第二导向套筒(11),第一导向套筒(9)固定设置在旋转臂(7)上,第二导向套筒(11)铰接在传动箱(14)上,第一导向套筒(9)与第二导向套筒(11)之间为间隙配合套装,旋转臂(7)通过导向套筒能够带动传动箱(14)运动;
加载螺杆(8)和加载弹簧(10)设置在导向套筒内,旋转臂(7)上设置有螺纹通孔,加载螺杆(8)的一端穿过螺纹通孔贯穿旋转臂(7),另一端与加载弹簧(10)的上端连接,加载弹簧(10)的下端与第二导向套筒(11)连接,旋转加载螺杆(8)能够调整加载弹簧(10)对传动箱(14)施加的载荷。
5.根据权利要求4所述的一种用于轮胎与路面摩擦过程研究的模拟试验装置,其特征在于,第一导向套筒(9)与第二导向套筒(11)之间设置有限位装置,限位装置能够限制第一导向套筒(9)与第二导向套筒(11)之间的相对转动,限位装置不限制第一导向套筒(9)与第二导向套筒(11)之间的相对轴向移动。
6.根据权利要求1所述的一种用于轮胎与路面摩擦过程研究的模拟试验装置,其特征在于,测试轮(15)的圆周线速度与基准轮(17)的圆周线速度不相同。
7.根据权利要求1所述的一种用于轮胎与路面摩擦过程研究的模拟试验装置,其特征在于,基准万向节(19)与测试万向节(21)均为等速万向节。
8.根据权利要求1所述的一种用于轮胎与路面摩擦过程研究的模拟试验装置,其特征在于,还包括速度传感器(4)、销轴传感器(20)和载荷传感器(12);
速度传感器(4)靠近中心轴(2)布置,速度传感器(4)能够测量中心轴(2)的转速;销轴传感器(20)布置于一个中间齿轮轴上,销轴传感器(20)能够测量轮齿啮合力;载荷传感器(12)安装于加载装置,载荷传感器(12)能够测量加载装置对传动箱(14)施加的载荷。
9.一种用于轮胎与路面摩擦过程研究的模拟试验方法,其特征在于,基于权利要求1至
8中任一项所述的模拟试验装置,具体步骤包括:
步骤1,制作组装模拟实验装置,并在测试轮(15)和基准轮(17)上安装试验轮胎;
步骤2,在试验轮胎的下部的圆环形试验轨道(13)上铺设需要试验的路面材料,使试验轮胎与试验轨道(13)上的试验路面材料相接触;
步骤3,通过加载装置对基准轮(17)和测试轮(15)施加载荷;
步骤4,启动驱动装置,驱动中心轴(2)转动,使试验轮胎在试验轨道(13)上的试验路面材料上运动,研究试验轮胎与试验轨道(13)之间的摩擦过程。