511 工程洒水车（五吨载重量）变速箱取力器及水泵传动设计（全套CAD图+说明书+翻译）
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工程洒水车（五吨载重量）变速箱取力器及水泵
传动设计
摘 要
本文详细介绍了本次设计的方法及指导思想，本次设计的内容是五吨载重量工程洒水车的设计。设计是通过对一个现有的二类底盘的改装进行的，重点介绍了总体设计与布局的思想和取力器的设计方法。总体布局本着在保证强度的条件下体现美观。取力器是将变速箱中的动力通过齿轮分出一部分，并驱动水泵工作。设计取力器首先要保证动力传输的稳定性。由于空间布局的限制，要求取力器尽可能的小，在性能与体积之间寻求完美的结合点。本次设计始终本着“标准化，系列化，通用化”的设计理念，务求设计的洒水车以合理的成本体现出美观的外形和卓越的性能。本书同时还介绍了车架改装，管路布局，水罐设计和变速箱的改装。本书设计的五吨洒水车可用来灌溉植被，并且可以在炎日的夏季通过向路面喷水，以达到养护路面、减少扬尘，降低地表温度，也可用作紧急消防车和移动泵站。目前由于我国洒水车等特种车辆的改装生产还处于起步阶段，面对的市场非常的广泛，发展空间很大。
关键词： 二类底盘，取力器，水泵，标准化
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1 工程洒水车 （ 五吨 载重量）变速箱取力器及水泵 传动设计 摘 要 本文详细介绍了本次设计的方法及指导思想，本次设计的内容是五吨载重量工程洒水车的设计。设计是通过对一个现有的二类底盘的改装进行的，重点介绍了总体设计与布局的思想和取力器的设计方法。总体布局本着在保证强度的条件下体现美观。取力器是将变速箱中的动力通过齿轮分出一部分，并驱动水泵工作。设计取力器首先要保证动力传输的稳定性。由于空间布局的限制，要求取力器尽可能的小，在性能与体积之间寻求完美的结合点。本次设计始终本着“标准化，系列化，通用化”的设计理念，务求 设计的洒水车以合理的成本体现出美观的外形和卓越的性能。本书同时还介绍了车架改装，管路布局，水罐设计和变速箱的改装。本书设计的五吨洒水车 可用来灌溉植被，并且可以在炎日的夏季通过向路面喷水，以达到养护路面、减少扬尘，降低地表温度 ，也可用作紧急消防车和移动泵站。 目前由于我国 洒水车等 特种车辆的改装生产还处于起步阶段，面对的市场非常的广泛，发展空间很大。 关键词 ： 二类底盘 ， 取力器 ，水泵，标准化 2 F F 5 of is of is of I on of of of of to of to as in by a of to in to be as a is at in is is II 3 目 录 第一章 前言 . 二 章 洒水车的总体设计 . 体设计要求 . 水车设计要求 . 体布置的原则 . 体参数的要求 . 车架改装注意事项 . 总成的布置或参数要求 . 盘的选取 . 速器参数的要求 . 力器参数的要求 . 罐参数的要求 . 道系 统的布置及要求 . 三 章 取力器 与 减速器机构设 . . 计各级齿轮的传动比并计算各轴的转速及扭矩 配传动比 . 算各齿轮转速 . 算各轴转矩 . 计并校核各级齿轮 . 计并校核取力器齿轮 . 计并校核减速箱齿轮 . 12 的设计与校核 . 据扭转强度设计轴 . 弯扭合成强度校核轴 . 承的校核 . 针轴承的校核 . 速箱输出轴轴承的校核 . 的设计与校核 . 键的设计与校核 .4 键的设计与校核 . 速器输出轴齿轮工艺分析 . 四 章 变速器改装与设计 . 、 档传动比的确定 . 、 档及倒挡齿轮齿数的确定 . 速器轴直径选择 . 五 章 车架的改装设计 . 车质心的计算 . 架的改装设计 . 泵支座联接的设计与强度校核 . 泵进出口附近水管支架联接的设计与 强度校核 . 作台支撑梁的联接设计与校核 . 罐的联接设计 . 六 章 管路系统的设计 . 路的工作原理 . 罐上水 . 喷水 . 洒水 . 炮喷水 . 路系统主要参数计算 . 泵的选择 . 路内径的计算 . 七 章 洒水车水罐设计 . 体形状及容积计算 . 体形状 . 体容积 . 体材料以及防腐蚀处理 . 体材料 . 腐蚀处理 . 八 章 成本估算 .5 第 九 章 结论 .考文献 .谢 .6 第一章 前 言 改革开放以来，经济得到了快速发展，城镇化进程不断加快，人们对生活环境的要求不断提高，城市绿化面积大幅增加，对绿地维护保养工作的要求不断提高。 我国大部分城镇建于上世纪中期 ,规划并不合理 ,由于缺乏有效的保养 ,部分建筑已老化成危房。近几年 ,市政开始对那些布局不合理和提前老化的建筑进行拆除重建。拆迁时容易扬起大量的尘土，污染空气，影响交通，对周围居民的健康产生影响，并会妨碍植被的生长。 在炎热的夏季，高温容易引起中暑， 而且高温会加速路面的损坏，甚至会影响交通安全，对人们的出行造成不便。 洒水车具有植被灌溉，喷洒药物，冲洗道路，洒水降温，除尘净化空气等众多功能，可以满足城市建设的要求。 欧美等发达国家和地区的专用车起步较早，技术已非常成熟，其种类的划分也非常细致，洒水车正朝向多功能方向发展，集多种技术于一身，功能更加齐全，普遍采用了新工艺，新技术，自动化水平高，其装备技术正朝向集成化，环保化，人性化，数字化方向发展。 我国的专用车 (洒水车 )起步较晚，技术上与发达国家相比相差甚远，与发达国家相比存在着巨大的差距，主要表现在以 下几个方面： 一、 缺乏科技含量较高的产品 ; 二、 转为洒水车制造的专用底盘较为缺乏； 三、 洒水车专用装置的开发能力和制造水平，对其发展的限制较大； 四、 生产存在散、乱、差的现状，制约其发展； 五、 国内洒水车的内涵较低，与世界先进国家的技术差距较大。 7 第 二 章 洒水车的总体设计 作为洒水车设计来说，应该属于整车设计的范畴，所以本设计应该是以总体设计开头的，只有总体设计（总体布置）做好以后才能在其原则方案中进行其他部件总成的设计。 体设计要求 水车设计的要求 ： 作为一种专用车，其设计也应该 符合专用车设计的要求。专用车与普通汽车的区别主要是改装了具有专用功能的上装部分，能完成某些特殊的运输和作业功能。因此，在设计上除了要满足基本车型汽车的性能要求外，还要满足专用车功能的要求： 1、 专用车设计多选用定型的基本车型汽车底盘进行改装设计，一般选用二、三类底盘进行改装。 2、 专用车设计的主要工作是总体布置和专用工作装置匹配：设计时既要保证专用功能满足其性能要求，也要考虑汽车底盘的基本性能不受影响。 3、 专用车设计应考虑产品的系列化，以便于根据不同用户的需要而能很快的进行产品变型。对专用车零部件的设计， 应该按“三化”的要求进行，最大限度的选用标准件，或选用已经定型产品的零部件，尽量减少自制件。 4、 对专用车自制件的设计，应遵循单件或小批量的生产特点，要更多地考虑通用设备加工的可能性。 1、 对专用车工作装置中的某些核心部件和总成，如水泵等，要从专业生产厂家中优选 2、 要对一些重要的总成结构件进行强度校核。 3、 应满足交通安全法规，了解掌握行业相应的规范、标准。 专用车底盘或总成选型方面，一般应满足下述要求： 8 1、 适用性：对各种专用改装车的总成应适用于汽车特殊功能的要求，并以此为主要目标进行改装选型设计，例如各种取力器的输出 接口。 2、 可靠性：所选的总成工作应可靠，出现故障的机率少，零部件要有足够的 强度和寿命，且同一车型各总成零部件的寿命应趋于平衡。 3、 先进型：所选的底盘活总成，应该使得整车在动力性、经济性、制动性、操纵稳定性、行驶平顺性及通过性等基本性能指标和功能方面达到同类车型的先进水平，且在专用性能上要满足国家或行业标准的要求。 4、 方便性：便于安装、检查、保养和维修，处理好结构紧凑与装配调试空间合理的矛盾。 还有：汽车底盘价格，它是专用车购置成本中很大的部分，一定要考虑到用户可以接受；汽车底盘供货要有来源。 体布 置的原则 ： 专用车总体布置的任务是正确选定整车参数，合理布置工作装置和附件，使取力器装置、专用工作装置、其它附件与所选底盘构成相互协调和匹配的整体，达到设计任务书所提出的整体基本性能和专用性能的要求。其原则是： 1、 尽量避免对底盘各总成位置的改变。 2、 应满足专用工作装置性能的要求，使专用功能得到充分的发挥。 3、 应对装载质量、轴载质量等参数的估算和校核。 4、 应避免工作装置的布置对车型造成集中载荷。 5、 应尽量减少专用车的整车整备质量，提高其装载质量。 6、 应符合相关法规的要求。 体参数的要求 ： 总体参数包括总体 布置参数和整车性能参数，在选用时应考虑其专用功能、使用条件等因素。 外廓尺寸属于总体参数，我国法规规定：车辆高不超过 4m，开窗、后视镜等突出部分距车身不超过 250长货车不超过 12m。轴距和轮距是影响汽车基本性能的主要尺寸参数。轮距则对汽车的机动性和横向稳定性有较大的影响，减少轴距可提高其通过性，但轴距过短，将导致制动或上坡时轴载质量转移增大，使汽车的制动性和操纵稳定性变坏。 质心位置及轴载质量的分配。在选择洒水车的质心位置及轴载质量时应满足 9 以下条件：轴载质量不得超过法规的规定。 根据 路工程技术标准对各种汽车的轴载质量规定如下： 表 2车最大总质量（ 10000 15000 20000 30000 前轴轴载质量（ 3000 5000 7000 6000 后轴轴载质量（ 7000 10000 13000 2 42000 车架改装注意事项 水罐总成是洒水车上一重要部件，它的装配要对主车架进行一些改装。而主车架是受载荷很大的部件，除承受整车静载荷外，还要受到车辆行驶的动载荷，为了保持主车架的强度和刚度，在改装主车架的时候需要 注意一些基本的事项，具体要求如下。 在主车架上钻孔和焊接时，应避免在高应力区钻孔和焊接。主车架的纵梁高应力区在轴距之间纵梁的下翼面和后悬上翼面处。因为这些部位受力较大，钻孔容易产生应力集中。 对于主车架纵梁高应力区以外的其余的地方需要钻孔或焊接时，应注意尽量减少孔径，增加孔间距离，对钻孔的位置和规范如下表所示： 2寸 重型车 中型车 轻型车 孔间距 A 70 60 50 B 50 40 30 10 C 50 40 30 孔直径 15 13 11 禁止在纵梁的边、角区域钻孔和焊接，因为这些区域极易引起车架早期开裂，严禁将车架纵梁和横梁加工的翼 面加工成 缺口形状。 按照以上的要求，吨的的洒水车属于轻型车，在改装主车架的时候严格遵守以上的规范，保证主车架的强度和刚度。 总成的布置或参数要求 盘的选取 洒水车目前市场上还没有为之专门生产的专用底盘，故选用定型汽车二类底盘进行改装。根据任务书，要求设计五吨载重量的工程洒水车，而市场上现有汽车厂商供应的通用二类底盘中，有中国一汽、东风 等汽车厂商的平头、长头类五吨汽车通用底盘。 长头货车的优点有：发动机及其附件的接近性好，便于检修；满载时前轴负荷小，有利于在坏路面上行驶时提高其通过能力；发动机的噪声、气味、热量和振动对驾驶员影响小；正面碰撞时，驾驶员及前排乘员受到的伤害比平头货车好得多。缺点是：总长及轴距较长，转弯半径较大，机动性不好；整备质量大；驾驶员的视野不如平头货车；面积利用率低。 平头货车的优点是：机动性好；整备质量少；视野宽；面积利用率高。缺点是：空载时前轴负荷较大，在坏路面的通过性变坏；进、出驾驶室不如长头货车方便；发动机的工 作噪声、气味、热量和振动对驾驶员等均有较大影响；正面碰撞时，易使驾驶员和前排乘员受到严重伤害的可能性增加。 为秉承以人为本的原则，增强驾驶员和乘员的舒适及安全性，本设计选用长头式货车进行改装设计。经查资料筛选，选取东方牌 型载货汽车底盘。东风 车底盘的上户吨位为五吨，相关尺寸和技术参数如下： 1、一般数据： 驱动型式 4 2 发动机位置 前置 驾驶室 型式 长头、全金属封闭式 驾驶室座位数 3 11 装载质量 5000车质量及轴荷分配： 空车质量 4080轴 1930轴 2150形尺寸： 总长 6910宽 2170高 2370距 3950距 前轮（沿地面） 1810后轮（双胎中 心线间距离） 1800小离地间隙 265、发动机参数： 最大功率 135000r/大扭矩 36m/1200、底盘结构参数： 车架 结构型式 边梁式 纵梁断面尺寸 235 80 架上平面离地面高度 805架纵梁宽 861 速器参数的要求 由于洒水车洒水量的要求，原装底盘的变速器的相应挡位下的速度是不能满足其要求的，所以要对原变速器的一、二挡（洒水工作挡）进行速比改装设计。 洒水车变速器改装的目的就是要根据洒水量的要求，通过增加原变速器一、二档的传动比，从而降低车速，通过取力器给泵提供功率，达到洒水的目的。 力器参数的要求 12 取力器是水泵的动力传递源，它由变速器传出的速比及扭矩同样关系到整车洒水工作性能能否达到任务书的要求。一般取力器的布置有前置式、中置式、后置式，本设计则确定采用中置式，即取力器布置在变速器的 上，从变速器的中间轴上取力。取力器的最终传动转速要求为 1000r/水泵要求的转速。 罐参数的要求 水罐的容积关系到本车设计要求的装载水的吨位问题，所以要对它的要求是上户吨位为五吨，实际要求为 5。由于所选车型底盘的特点，要求水罐在保证装载容积的前提下，其长度不超过 3940不能超过 2500置于底盘之上时的高度不能超过 出水管通过的口子。 道系统的布置及要求 洒水车要求前面有能向两边同时提供路面 冲洗的喷头，后部要求有位于车两边的同时提供喷水的喷头；以及一个能提供可以在喷射柱状和雾状水之间进行调节的射程大于 20m 的人工操作水炮（喷枪），使其能提供冲洗、雾化喷药、和消防功能。 13 第 三 章 取力器，减速器机构设计 计各级齿轮的传动比 ,并计算各轴的转速及扭矩 配传动比 传动图如下，变速箱工作转速为 1990r/泵额定转速为 1000r/传动比为 u。令取力器的小齿轮齿数 211 Z ， 232 Z 7 Z ，所以减速箱与取力器之间的传动比为 1 减速箱的传动比为 uu 算各齿轮转速 m 6 1 11 9 9 0 21171 14 m 471231719902 m 47123 0004 算各轴转矩 7 11 0 0 计并校核各级齿轮 取力器从变速箱中间轴常啮合齿轮上取力，因为变速箱中间轴常啮合齿轮的模数是 旋角为 404421 。所 以取力器齿轮的模数也是 旋角为 404421 计并校核取力器齿轮 一 ,选精度等级，材料，齿数 1,大小齿轮均选用 20碳后淬火 )，硬度为 350面硬度 60,齿轮精度选为 7 级 3,小齿轮齿数是 ,211 z 大齿轮齿数是 ,232 z 传动比是 ,按齿面接触疲劳强度校核 1,校核公式 3211 )(12 3,确定计算值 15 (1)试选 6.1)由 参考文献机械设计 图 10取区域系数 Z (3)由 参考文献机械设计 图 ,10得 aa则 (4)由 参考文献机械设计 表 10得材料的弹性影响系数为 (5)由 参考文献机械设计 图 10齿面硬度查得大小齿轮的接触疲劳强度 M P 5 0 02l i i m (6)由 参考文献机械设计 式 10算应力循环次数 811 0211 6 1 16060 8812 (7)由 参考文献机械设计 图 10得接触疲劳寿命系数为 (8)计算接触疲劳许用应力 1 6 8 0 01 H H(9)取齿轮齿宽系数 5.0d3,代入公式 (3算 (123233211 合格 齿宽 b 三 ,按齿根弯曲强度校核 1,计算公式 3 2121co . ,确定计算参数 (1)计算载荷系数 K 16 齿轮圆周速度 t /1 由 参考文献机械设计 图 10得 09.1考文献机械设计 表 10得接触疲劳强度计算用齿向载荷分布系数 322 代入数值计算得 322 = 参考文献机械设计 图 10得 考文献机械设计 表 10得 K (2)根据纵向重合度 a a 1 考文献机械设计 图 10得 Y(3)计算当量齿数 s 21co s 3311 zz v s 23co s 3311 zz v (4)查取齿形系数由 参考文献机械设计 表 10得 (5)查取应力校正系数由 参考文献机械设计 表 10得 (6)由 参考文献机械设计 图 10得大小齿轮的弯曲疲劳极限为 M 0021 由 参考文献机械设计 图 10得弯曲疲劳寿命系数 取弯曲疲劳安全系数 S= 11 17 22 0 1 0 7 5 9 1 F Y 1 6 1 2 F Y 取大值代入公式 (3算得 0 221co co 223 2121 所以 m=格 齿轮的分度圆直径为 s s 11 s s 22 齿宽 B B 计并校核减速箱齿轮 一，选精度等级，材料，齿数 1,大小齿轮均选用 40质处理）硬度 280，选用圆柱斜齿轮传动 初选螺旋角 15 3，选用 7 级精度 4，小齿轮齿数 241 z 传动比 u= 大齿轮齿 取 352 z 二，按齿面接触强度设计 1,计算公式 3 211 )(12 ,确定公式内各计算数值 (1),试选 6.18 (2),由 参考文献机械设计 图 10取区域系数 Z (3),由 参考文献机械设计 图 10得 a a 则 (4),由 参考文献机械设计 表 10得材料的弹性影响系数为 (5),由 参考文献机械设计 图 10齿面硬度查得大小齿轮的接触疲劳强度 M P 002 (6),由 参考文献机械设计 式 10算应力循环次数 811 8812 (7),由 参考文献机械设计 图 10得接触疲劳寿命系数为 (8),计算接触疲劳许用应力 ,取实效概率 1%，安全系数 S=1 ，由 参考文献机械设计 式 10 M P 761 i M P 821 i M P 792/)582576(2/)( 21 (9),取齿轮齿宽系数 6.0d(10),小齿轮转矩 3,数值代入公式计算得 (1) 代入公式 (3算得 齿轮分度圆直径为 (123233211(2)计算圆周速度 19 t /1 (3)计算齿宽 b 及模数 5c (4)计算纵向重合度 a a (5)计算载荷系数 K 已知使用系数 k 由 v=s， 6 级齿轮精度，由 参考文献机械设计 图 10得动载荷系数 07.1考文献机械设计 表 10得 322 322 由 参考文献机械设计 图 10得 考文献机械设计 表 10得 FH 载荷系数 (6) 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，由 参考文献机械设计式 10 311 (7) 计算模数n 5c o o 二 ,按齿根弯曲强度设计 20 1,计算公式 3 2121co ,确定公式中的计算参数 (1)计算载荷系数 )根据纵向重合度 ，从 参考文献机械设计 图 10得螺旋角影响系数 Y(3)计算当量齿数 s 24co s 3311 zz v o s 35c o s 2 332 zz v (4)查取齿型系数 ,由 参考文献机械设计 表 10得 (5)查取应力校正系数 ,由 参考文献机械设计 表 10得 (6)由 参考文献机械设计 图 10得齿轮的弯曲疲劳极限为 M 0021 (7)由 参考文献机械设计 图 10得弯曲疲劳寿命系数 (8)计算弯曲疲劳许用应力 ,取 有 参考文献机械设计 式 10 11 22 (9)计算大小齿轮的 加以比较 0 1 2 9 5 9 1 F Y 0 1 1 3 6 6 2 F Y 21 小齿轮的值较大 3,将数值代入公式 (3算 3 2121co 5c o 23 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 ，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径 ,所以 5c 取 351 z 取 522 z 4,几何尺寸计算 (1),计算中心矩 n )5235(co ( 21 将中心矩圆整 0 (2),按圆整后的中心矩修正螺旋角 21 65014902 2)5235(a r c c o (a r c c o s a n 因 的值改变的不大，故参数，不必修正。 (3),计算大小齿轮的分度圆直径 s 235co s 11 s 252co s 22 (4),计算齿宽 圆整后 B B 的设计与校核 22 据扭转强 度设计轴 . 3中： T 扭转切应力，单位 a； T轴所受的扭矩，单位 ； 轴的抗扭结面系数，单位 3 n轴的转速，单位 r/P轴传递的功率，单位 d 计 算界面处轴的直径，单位 3 T 许用扭转切应力，单位 a。 一 ,取力器的第一轴为心轴，不产生扭转应力 第二轴选用材料为 40 0 ，承受的扭矩为 由式 3 332 所以取 02 。 01 二 ,变速器的 第一轴选用材料为 40 0 ,承受的扭矩为 由式 3 331 所以取 01 。 第二轴选用材料为 40 0 ,承受的扭矩为 由式3 332 所以取 52 。 弯扭合成强度校核轴 选取变速箱的第二轴进行校核 齿轮受力为 23 t 7 o a 7 5c o st a n 7 5t 轴的受力图以及弯扭图如下， 图 3平方向受力如上图“ H 面”，建立受力方程组 24 7 521 1 F 解上述方程组得 H 8, 6 21 产生的弯矩 H 3 7 6 1 垂直方向受力如图“ V 面”，建立受力方程组如下 1 2 5 2 032 解上述方程组得 3 21 所以产生的弯矩为 2 7 0 6 2 0 3 72 5 2 0 32 7 0 6 012 弯矩合成的 v 463333761027060 222211 v 3 7 66 53 7 61 02 0 37 222222 危险截面为齿轮中心所在截面 由 参考文献机械设计 式 15 122 4 6 3 3 31 得 M P 3 2222 ， M 01 。 合格 25 承的校核 针轴承的校核 滚针轴承仅承受径向力，不承受任何轴向力。 所以 o a o st a o st a n3选用的滚针轴承 C=据工作情况由 参考文献机械设计 表 13得 f ， 4 65 8 由 参考文献机械设计 式 13 h 5310366 合格 速箱输出轴轴承的校核 1，所选轴承为 7205C 角接触球轴承，其中 输出轴受力如图 图 3上可知 H 8, 6 21 26 3 21 ， 所以轴承的受径向力为 221211 222222 2，对于 7205C 型的轴承，由 参考文献机械设计 表 13得轴承的派生轴向力rd 其中 e 为表 13 的判断系数，其值由0大小来确定，但现在轴承的轴向力先初选 e=此可估算 6 84. 11 649104. 22 按 参考文献机械设计 式 13 7036411 6412 CF CF 考文献机械设计 表 13得并进行差值计算得 e e 再计算 派生轴向力 6 0222 CF CF a 27 两次计算的0相差不大，因此确定 e e 3，求当量动载荷 1P ， 2P 因为111 222 4 1 4 由 参考文献机械设计 表 13别进行查表或差值计算得径向载荷系数和轴向载荷系数， 对轴承 1 X Y 对轴承 2 12X 02 Y 因轴向运转中有轻微冲击载荷，按 参考文献机械设计 表 13.1 取 1.1 1 6 0 0 409 1 4，验算寿命 因为 21 ，所以按轴承 1 的受力大小验算 h 060103366 式中： n 轴的转速，单位 r/ 合格 的设计与校核 键的设计与校核 取力器的输出轴花键选用渐开线花键， m=3mm,z=11,压力角 30 由公式 3102 得 3 取 l=10中： 载荷分配不均系数，与齿数多少有关，一般取 ； 28 花键的齿数； 齿的工作长度，单位 花键齿侧面的工作高度， ，单位 花键平均直径，im ， 单位 p花键联结的许用挤压应力，单位 键的设计与校核 减速器输入轴采用平键联结，选用 78型平键 由公式 pp k 3102 得 p 3 取 32l 则 =40速器输出轴采用平键联结，选用 78型平键 由公式 pp k 3102 得 p 3 取 8 则 L=36中： T 传递的转矩，单位 ; 键于轮毂键槽的接触高度， k=位 键的工作长度，单位 轴的直径，单位 p键，轴，轮毂三者 I 工程洒水车 （ 五吨 载重量）变速箱取力器及水泵 传动设计 摘 要 本 文 详细介绍了本次设计的方法及指导思想，本次设计的 内容 是五吨载重量工程洒水车的设计。设计是通过对一个现有的二类底盘的改 装 进 行 的 ， 重 点 介 绍 了 总 体 设 计 与 布 局 的 思 想 和 取 力 器 的 设 计 方法。总体布局本着在保证强度的条件下体现美观。取力器是将变速箱中的动力通过齿轮分出一部分，并驱动水泵工作。设计取力器首先要保证动力传输的稳定性。由于空间布局的限制，要求取力器尽可能的小，在性能与体积之间寻求完美的结合点。本次设计始终本着“标准化，系列化，通用化”的设计理念，务求 设计的洒水车以合理的成本体现出美观的外形和卓越的性能。本书同时还介绍了车架改装，管路布局，水罐设计和变速箱的改装。本书设计的五吨洒水车 可用来灌溉植被，并且可以在炎日的夏季通过向路面喷水，以达到养护路面、减少扬尘，降低地表温度 ，也可用作紧急消防 车 和移动泵站。 目前由于我国 洒水车等 特种车辆的改装生产还处于起步阶段，面对的市场非常的广泛，发展空间很大。 关键词 ： 二类底盘 ， 取力器 ，水泵， 标准化 F F 5 of is of is of I on of of of of to of to as s in by a . of to in to be as a is at in is is II 录 第一章 前言 . 二 章 洒水车的总体设计 . 体 设计要求 . 水车设计要求 . 体布置的原则 . 体参数的要求 . 车架改装注意事项 . 总成的布置或参数要求 . 盘的选取 . 速器参数的要求 . 力器参数的要求 . 罐参数的要求 . 道系 统的布置及要求 . 三 章 取力器 与 减速器机构设 . . 计各级齿轮的传动比并计算各轴的转速及扭矩 配传动比 . 算各齿轮转速 . 算各轴转矩 . 计并校核各级齿轮 . 计并校核取力器齿轮 . 计并校核减速箱齿轮 . 12 的设计与校核 . 据扭转强度设计轴 . 弯扭合成强度校核轴 . 承的校核 . 针轴承的校核 . 速箱输出轴轴承的校核 . 的设计与校核 . 键的设计与校核 . 键的设计与校核 . 速器输出轴齿轮工艺分析 . 四 章 变速器改装与设计 . 、 档传动比的确定 . 、 档及倒挡齿轮齿数的确定 . 速器轴直径选择 . 五 章 车架的改装设计 . 车质心的计算 . 架的改装设计 . 泵支座联接的设计与强度校核 . 泵进出口附近水管支架联接的设计与 强度校核 . 作台支撑梁的联接设计与校核 . 罐的联接设计 . 六 章 管路系统的设计 . 路的工作原理 . 罐上水 . 喷水 . 洒水 . 炮喷水 . 路系统主要参数计算 . 泵的选择 . 路内径的计算 . 七 章 洒水车水罐设计 . 体形状及容积计算 . 体形状 . 体容积 . 体材料以及防腐蚀处理 . 体材料 . 腐蚀处理 . 八 章 成本估算 .V 第 九 章 结论 .考文献 .谢 . 河 南 科 技 大 学 毕 业 设 计（论 文） 题目 姓 名 院 系 专 业 指导教师 年 月 日 河南科技大学毕业设计（论文）开题报告 （学生填表） 院系： 车辆与动力工程学院 2007 年 4 月 15 日 课题名称 工程洒水车 设计 （五吨载重量） 变速箱 取力器及水泵传动 设计 学生姓名 李继良 专业班级 车辆 031 课题类型 工程设计 指导教师 马源 职称 副教授 课题来源 结合生产 1. 设计（或研究）的依据与意义 改革开放以来，经济得到了快速发展，城镇化进程不断加快，人们对生活环境的要求不断提高，城市绿化面积大幅增加，对绿地维护保养工作的要求不断提高。 我国大部分城镇建于上世纪中期 ,规划并不合理 ,由于缺乏有效的保养 ,部分建筑已老化成危房。近几年 ,市政开始对那些布局不合理和提前老化的建筑进行拆除重建。拆迁时容易扬起大量的尘土，污染空气，影响交通，对周围居民的健康产生影响，并会妨碍植被的生长。 在炎热的夏季，高温容易引起中暑，而且高温会加速路面的损坏，甚至会影响交通安全，对人们的出行造成不便。 洒水车具有植被灌溉，喷洒药物，冲洗道路，洒水降温，除尘净化空气等众多功能，可以满足城市建设的要求。 2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述 欧美等发达 国家和地区的专用车起步较早，技术已非常成熟，其种类的划分也非常细致，洒水车正朝向多功能方向发展，集多种技术于一身，功能更加齐全，普遍采用了新工艺，新技术，自动化水平高，其装备技术正朝向集成化，环保化，人性化，数字化方向发展。 我国的专用车 (洒水车 )起步较晚，技术上与发达国家相比相差甚远，与发达国家相比存在着巨大的差距，主要表现在以下几个方面： 一、 缺乏科技含量较高的产品 ; 二、 转为洒水车制造的专用底盘较为缺乏； 三、 洒水车专用装置的开发能力和制造水平，对其发展的限制较大； 四、 生产存在散、乱、差的现状，制约其发展； 五、 国内洒水车的内涵较低，与世界先进国家的技术差距较大。 3. 课题设计（或研究）的内容 1、收集有关资料，学习掌握 特种车辆的工作原理和一般设计方法； 2、选取合适的通用地盘，熟悉了解和掌握其基本性能和参数； 3、完成总体布置和总装配图绘制，主要完成管路设计计算和喷洒部件设计； 4、图纸量不小于三张零号图纸，设计说明书不少于 12000 字，进行必要的强度校核，工艺分析和技术经济分析，译文一篇（不少于 10000 字符）。 4. 设计（或研究）方法 1、选取合适的二类底盘 2、总体布置和专用工作装置 匹配； 3、设计洒水车自制件； 4、选取水泵； 5、对重要部件进行强度校核。 5. 实施计划 收集资料制定方案开题一周，总体设计（总装图）四周；部装图和零件图设计五周，编写设计说明书和译文翻译两周；准备答辩半周，机动时间半周。 指导教师意见 指导教师签字： 年 月 日 研究所（教研室）意见 研究所所长（教研室主任）签字： 年 月 日 外文资料译文 1 智能汽车（科米龙汽车） 想象有这么一辆汽车，它符合你的驾车风格、日常习惯、甚至音乐口味 并且帮你免受交通事故之灾。通过一种类似手机的“游移设置”，这一切都是可能的。 驾驶优化的设想不断向前发展，但丰田人的梦想总是高居榜首、难以超越。他们梦想着这样一个世界：那里没有汽车带来的任何诸如污染和堵塞之类不好的事情，取而代之的是许多好的事情，如刺激、舒适，以及该公司科研部主管冈本一雄向记者提出的“零交通事故”。 这样一个目标听起来也许荒缪，但是工程师们需要梦想。而丰田人清楚在短期内实现目标是不大可能的，也知道那不是 单凭技术就可以实现得了的；更安全的交通需要更安全的汽车、更安全的驾驶、和更优化的公路。正如冈本阐释的，公司“今天所为是明天”的口号，可以简单理解为现在采取行动是实现宏图的唯一机会和途径。 冈本向日本市场引进了一种新系统，它基于类似应用在先进导航系统中的微波雷达。这种系统还通过监控 驾驶 检测障碍物，并对行将发生的冲撞给司机以警示。如果冲撞是不可避免的，他可以提前制动刹车辅助系统，提前绷紧安全带甚至强行刹车。所有参与演示的人很快都会清楚，在诸如此种系统的新汽车技术显著提高公路安全之前，我们还有很长的工程道路要走。 在测试轨道上，这种提前预警系统的确可以使汽车在撞击黄色交通锥前减速，但前提条件是交通锥内填满雷达反射物，否则，系统无以运行。 此外，综观整个工业区，汽车制造商和配件供应商正致力研发一系列汽车辅助系统。前方冲撞和安全距离警示， 辅助汽车保持单行道行驶 ，以及识别盲区，现在或不久之后这些便会实现，加之夜视功能增强，和日益尖端的汽车掌控系统和刹车辅助系统。 下一步，便是车车交流系统规划，它将从滑的拐角，到其他汽车换道或者是转弯等大范围内，对司机发出危险警告，甚至设计系统监控司机的警戒状态，但是它们在降低事故发生频率和 严重性的同时，也以过于繁重的信息威胁着司机。两个以上的系统可能会使尽办法互相竞争，以赢取司机的注意外文资料译文 2 力。而它并不仅仅是一种埋下使人分心危险隐患的安全设置。卫星导航系统已随处可见，车内娱乐设施比以往更详尽完善，电子邮件和英特网数据库已引进汽车，并且移动电话也无处不在 因为司机没有空余的手来接听而被英国认为过于危险而禁用。 作为使欧洲每年 45， 000 人道路交通死亡率到 2010 年减半的部分动力，布鲁塞尔正在进行胆大的尝试，企图设计管理这些纷繁的信息。具有普遍操作性的人机交互界面（简称 目将会把汽车制造商 、供应商、安全研究人员和交流专家研发的设备所传递的信息优化后，再清楚地提供给司机，使得对司机起到帮助作用，而不是使他们分心或迷惑。 设想是令人困惑的。设想一个便携电子设备兼有你需要的所有功能 电话、电子操控、无线上网、音乐视频播放器、导航等等。把它们拿到汽车里，任何汽车里，它们的功能都会以你最喜欢的方式，在汽车仪表板界面自动生成。它将会自动播放你喜欢的音乐，并依照你的驾驶风格设置安全系统。当你收到一封电子邮件时，它问你是现在读取还是稍后再读。如果收集自连接有卫星定位系统的驾驶传感器的信息，显示驾 驶情形不妙，它将会保持安静，以使你能够集中精力。 如果前方的路堵塞不通，系统将会为你设计另外一条路线 但是它会在你停下等红灯时，建议你改变路线。如果驾驶系统检测出前方即将有冲撞，你可以很自然地得到刹车的警示；如果安装于仪表界面的、用来估量你眼神的相机认为你此刻心不在焉，注意力不集中，它将会给你一个强烈的警示。 未来的构想，可能听起来跟丰田零交通事故一样遥不可及，但是有很好的理由去追寻这个梦想。更者在欧洲公路上，每年有 45， 000 人死亡，1， 500， 000 受伤。仅在英国每年的 240， 000 起交通事 故要夺去 3500 人的性命 几乎每天 10 个人 40， 000 人重伤。 方法很重要，因为大多交通事故都是人为引发的。同时，诸如安全带、气囊包这类被动的安全系统，都已经发挥了很大的安全作用。它们已没什么发展前景。沃尔沃（富豪）技术公司交通和电子服务部门的詹艾尔夫威德逊，也是 程的授权参与者，根据他的观点，连为一体的安全和交流系统可以帮助我们适应与日俱增的干扰因素，或者至少适应它们以至不在安全方面有所倒退。他说：“我们的主要任务是弄明白如何才能在不影响安全的前提下，接受这些功能。” 外文资料译文 3 意识到 是略为触及汽车，才可以最恰当的理解其潜在利益。这个概念的核心是一个被称为移动装置的系统：移动电话、电子操控、导航设备、音乐播放器或使其功能连为一体的个人数据助手。 迈克加德纳是亚利桑那州州摩托罗拉实验室智能系统研究处的主任，他在 目和美国同等机构中均发挥有关键作用。他喜欢将“无缝移动”作为一个目标。不管人们身在何地，他们总喜欢与信息和娱乐保持联系，尤其是在自己的车里，他们凭借移动装置去完成这些工作。他说：“因此实现无缝移动技术而不危害安全性的关键在于，设计这些装置，使它们的运行与汽车处在共 生关系”。 一些障碍需要逾越。首先，加德纳谈到，移动电话对于车内使用，有着过于弱的人机交互界面：屏幕、按钮和声音都很小。这也是任何其他便携设备存在的实际问题。但是通过这些设备与汽车之间的一种通用的即按即用的兼容性，这个交互界面可以自动转化为一种设计合理的车内展示和控制设置。 加德纳已经演示了被他称作“智能”或“具有背景意识”的电话。当智能话机进入汽车时，它会自动打开一个处于持续工作状态的车内对话机。它还可以屏蔽来电，仅接收那些被列在驾驶接听电话薄中的号码，并把其他的转化为语音邮件。 一旦安全气袋被启用，它会自动拨打一个预选号码，如紧急服务。不需要把电话从口袋或包中掏出就可以完成所有这些工作。 值得注意的是，这个系统还很简单。它由一个专门精心设计的移动电话组成，电话通过蓝牙技术与一种廉价售后设备进行交流，这种设备可以插入今天大多数汽车通用的 口。通过 口，可以监控驾驶状况。因此，智能电话甚至知道什么时候驾驶状况遭到挑战，什么时候屏蔽来电。 超越智能话机概念并且完成 现实目标，即加德纳总结的“驾驶环境安全高效综合”，进一步提出了一些问题。来自辅助司机系统的信息，来自车内的信息或者娱乐系统和移动装置的信息将会被优先考虑，并随后通过一种设计好的人机交互界面将其
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