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绕丝筛管
缠绕
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绕丝筛管缠绕机,绕丝筛管,缠绕
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双层火车售货车 摘要 ： 人 类 社 会 的 进 步 总 是 伴 随 着 科 学 技 术 的 发 展 ，正 是由 于 科 技 的 发 展 ， 并 使 之 转 化 为 生 产 力 ， 才 使 得 人 类 更快 的 进 步 ， 生 活 更 加 的 方 便 。 交 通 工 具 就 很 好 地 证 明 了这 一 点 。 而 火 车 作 为 交 通 工 具 的 出 现 ， 满 足 了 人 们 外 出旅 游 、 办 事 的 需 要 。 但 是 现 在 人 口 的 膨 胀 ， 使 得 铁 路 拥挤 ， 于 是 双 层 火 车 就 诞 生 了 。 它 的 出 现 在 一 定 程 度 上 缓解 了 旅 客 多 的 问 题 ， 大 大 提 高 了 客 运 量 。 但 是 由 于 我 国在 这 方 面 发 展 的 还 比 较 缓 慢 ，因 此 也 带 来 了 不 少 的 问 题 ，主 要 是 在 双 层 火 车 上 售 货 的 问 题 。 由 于 一 般 的 车 不 能 自由 的 上 下 楼 梯 ，所 以 现 在 在 双 层 火 车 上 售 货 既 浪 费 人 力 ，又 不 能 满 足 旅 客 的 要 求 。 因 此 设 计 一 种 可 以 上 下 楼 梯 ，且 不 易 发 生 倾 倒 的 售 货 车 有 很 大 的 实 用 价 值 。 关键词 ： 双 层 火 车 ， 售 货 车 ， 倾 倒 。 at of of of of of is as of of s of s to a of in of at t of at t s So it is to is to 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 目 录 第 1 章 调查研究 明确设计任务 1 第 1 节 对用户进行调查研究 1 第 2 节 明确生产认为 绘制要求表 3 第 2 章 方案设计 7 第 1 节 对设计认为进行抽象 7 第 2 节 建立功能结构 8 第 3 节 寻求原理解 10 第 4 节 对设计方案进行评价 14 第 3 章 结构设计 21 第 1 节 有关结构设计的一些说明 21 第 2 节 双层火车售货车的结构设计 23 结 论 36 致 谢 37 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 1第 1 章 调 查 研 究 明 确 设 计 任 务 第 1 节 对用户进行调查研究 随 着 人 类 社 会 的 进 步 与 发 展 ， 科 学 技 术 也 在 随 之 不断 的 提 高 。 从 人 类 开 始 利 用 科 技 为 自 己 服 务 到 现 在 科 技产 物 涉 及 到 人 类 生 活 的 每 一 个 角 落 ， 都 在 说 明 科 学 技 术业 已 成 为 人 类 不 可 忽 略 和 不 可 分 离 的 这 一 事 实 。 科 技 的更 新 换 代 对 人 类 生 活 影 响 很 大 ， 尤 其 是 在 交 通 上 更 加 引起 世 人 的 主 意 。 其 中 火 车 已 经 成 为 现 代 人 主 要 的 交 通 工具 之 一 。 在 科 学 技 术 这 一 催 化 剂 作 用 之 下 ， 火 车 也 经 历了 从 蒸 汽 机 车 到 现 在 的 内 燃 机 车 、 电 力 机 车 的 发 展 过 程 。现 在 还 出 现 了 更 加 快 速 的 磁 悬 浮 机 车 。 那 些 高 速 的 机 车 已 经 满 足 了 人 类 对 高 效 率 、 高 速 度的 要 求 ， 但 是 现 在 由 于 人 口 问 题 ， 使 得 铁 路 客 运 压 力 很大 ， 于 是 产 生 了 一 种 双 层 火 车 。 这 种 双 层 火 车 的 运 营 在一 定 程 度 上 缓 解 了 客 运 量 大 的 问 题 ， 但 是 由 于 我 国 在 这项 技 术 上 发 展 的 还 是 比 较 缓 慢 ， 因 此 在 双 层 火 车 的 运 营过 程 中 还 是 给 列 车 员 及 旅 客 们 带 来 了 一 些 问 题 与 麻 烦 。 之 所 以 把 它 称 之 为 “ 双 层 火 车 ”， 顾 名 思 义 ， 就 是 它有 上 、 下 两 层 车 厢 。 而 正 是 由 于 这 一 特 点 ， 它 也 像 楼 房一 样 被 人 们 安 上 “ 楼 梯 ”。 就 是 他 这 独 一 无 二 的 楼 梯 式 结构 （ 如 图 1 1 所 示 ）， 制 约 了 火 车 上 的 列 车 员 们 的 售 货 。众 所 周 知 ， 在 普 通 货 车 上 ， 由 于 只 有 一 层 ， 所 以 各 节 车厢 的 地 面 都 是 在 同 一 个 水 平 面 上 ， 这 样 像 一 般 的 车 都 可 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 2以 在 这 样 的 火 车 上 行 使 ， 用 来 放 货 物 ， 作 为 售 货 车 。 因此列车员不用费太大的力气就可以方便地为旅客们服务 。 而 在 双 层 火 车 上 就 不 同 了 ， 正 是 由 于 它 的 双 层 结 构和 其 独 特 楼 梯 式 结 构 ， 使 得 在 普 通 的 火 车 上 使 用 的 售 货车 无 法 在 双 层 火 车 各 车 厢 及 同 一 车 厢 上 、 下 层 之 间 自 由的 行 驶 。 而 且 在 上 下 楼 梯 时 ， 售 货 车 的 车 体 还 可 能 发 生倾 斜 ， 使 货 物 掉 在 地 上 ， 最 重 要 的 是 它 必 须 有 两 个 人 抬才 能 上 下 楼 。 这 样 普 通 的 售 货 车 就 不 能 在 双 层 火 车 上 使用。 通 过 对 双 层 火 车 楼 梯 结 构 的 勘 查 和 对 一 些 旅 客 及 列车 员 的 调 查 ， 我 们 了 解 到 ： 虽 然 双 层 火 车 可 以 加 大铁路的 客 运 量 ， 但 是 它 独 特 的 楼 梯 结 构 也 给 列 车 员 及 旅 客 带来 了 极 大 的 不 利 。 为 了 把 一 个 售 货 车 抬 上 二 层 ， 不 得 不用 两 个 列 车 员 ， 这 样 反 而 浪 费 人 力 和 物 力 。 所 以 大 多 数双 层 火 车 上 不 使 用 售 货 车 ， 而 是 给 每 个 售 货 员 配 上 一 个小 篮 子 ， 用 带 子 挂 在 脖 子 上 ， 很 像 古 代 的 茶 馆 内 的 “ 小贩 ”。 由 于 篮 子 的 容 量 很 是 有 限 ， 大 大 不 如 售 货 车 ， 所 以售 货 员 一 次 所 带 的 货 物 是 很 有 限 的 ， 不 能 同 时 满 足 不 同旅 客 的 不 同 需 要 。 为 此 售 货 员 要 为 不 同 旅 客 的 需 要 跑 很多 趟 ， 特 别 是 在 乘 客 多 的 时 候 还 可 能 忘 记 一 些 旅 客 所 要的 东 西 ， 这 就 大 大 地 加 强 了 售 货 员 的 劳 动 强 度 。 因 此 有不 少 的 售 货 员 和 乘 客 都 抱 怨 此 事 。 所 以 设 计 一 种 能 在 双层 火 车 上 使 用 的 、 可 以 自 由 上 下 楼 梯 的 售 货 车 事 在 不 行 。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 3第 2 节 明 确 生 产 任 务 绘制要求表 通 过 对 双 层 火 车 结 构 和 普 通 火 车 上 的 售 货 车 结 构 的勘 查 ， 我 们 对 反 馈 意 见 加 以 总 结 ， 并 且 对 售 货 车 的 设 计要 求 作 大 体 归 纳 。 为 了 简 明 、 明 确 地 说 明 ， 绘 制 如 下 的要求表（表 1 1 ）。 表 1 1 双 层 列 车 售 货 车 要 求 表 铁路运输部门 双层火车售货装置 N o . 1 时间 要求或希望 内 容 负责人 实现日期 要 求 希 望 要 求 1. 几何形体 1） 移动方便，既能在车厢内地面上 运动，又能上下楼梯。 2） 形状随意，占用空间相对小，能自由的在车厢过道及楼梯上通过。 1） 外形美观，色泽调和。 2） 大小适当。 2. 使用性能 1） 操作简单，不用事先培训，看实物便知道怎样使用， 2） 能盛放各类食品（罐装、瓶装及袋装的各种食品和饮料）及娱乐物品和报刊杂志等。 陈令国 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 4续表 铁路运输部门 双层火车售货装置 N o . 2 时间 要求或希望 内 容 负责人 实现日期 望 要 求 希 望 要 求 要 求 要 求 要 求 方便装卸货物，便于寻找旅客所要的货物。 3. 可靠性 1） 整个装置的稳定性要好，无论是在平地上运动，还是上下楼梯，均不易发生倾倒。 2） 强度、刚度好，不易发生变形。 上下楼梯时，不会发生车体倾斜，避免货物掉落或车内物品倾倒，互相碰撞，使易碎物品破坏。 4. 载重 所载货物的总重量 Q 20. 生态学 1） 用人力驱动。 2） 使用时噪声要小。 6. 材料 金属与非金属材料都可，重量轻，强度高，耐磨性好。 7. 可维修性 1） 机件有一定的使用寿命。 2） 维修容易，更换方便，不需用 专门工具。 陈令国 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 5续表 铁路运输部门 双层火车售货装置 间 要求或希望 内 容 负责人 实现日期 求 希 望 要 求 要 求 3 ） 防锈性好 。 1） 产品投放市场后不久，便能有配件上市，以满足维修的需要。 2） 零件种类少，通用性强。 8. 加工 1） 多用标准件。 2） 工件简单。 9. 成本 成本不能太高。 10. 寿命 至少可使用 23 年。 陈令国 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 6楼梯结构图 图 1 1 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 7第 2 章 方案设计 第 1 节 对设计任务进行抽象 在 第 一 章 中 所 绘 制 的 设 计 要 求 表 的 基 础 上 ， 我 们 对设 计 任 务 已 经 有 了 一 个 初 步 的 了 解 。 为 了 设 计 出 最 优 的产 品 ， 我 们 必 须 确 定 设 计 任 务 的 核 心 ， 突 出 本 质 功 能 。而 要 做 到 这 一 点 ， 就 必 须 对 设 计 任 务 进 行 抽 象 。 抽 象 就是 对 设 计 任 务 的 再 认 识 ， 就 是 用 高 度 概 括 的 语 言 来 陈 述设 计 任 务 ， 忽 略 次 要 的 甚 至 是 不 必 要 的 表 面 限 制 的 束 缚 ，使 设 计 能 在 大 视 角 范 围 内 求 解 。 抽 象 一 定 要 高 度 概 括 ，且 要 以 要 求 表 为 基 础 ， 进 行 多 次 陈 述 ， 逐 步 逼 近 设 计 任务 的 核 心 。 现 在 对 设 计 任 务 进 行 抽 象 。 第 一 次 陈 述 ： 设 计 既 能 在 双 层 火 车 车 厢 内 的 地 面 上 运 动 ， 又 能 在楼 梯 上 下 自 由 的 售 货 装 置 ； 不 易 倾 斜 ， 使 用 方 便 ， 不 必专 门 培 训 。 第 二 次 陈 述 ： 设 计 能 在 双 层 火 车 平 地 上 和 楼 梯 上 自 由 、 平 稳 的 移动 的 售 货 装 置 ； 使 用 方 便 。 第 三 次 陈 述 ： 设 计 能 在 平 地 移 动 及 能 上 下 楼 梯 的 一 种 平 稳 的 售 货装置。 抽 象 的 结 果 表 明 ： 能 在 平 地 和 楼 梯 上 行 驶 的 平 稳 的售 货 装 置 使 这 个 设 计 任 务 的 最 本 质 的 功 能 。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 8第 2 节 建 立 功 能 结 构 技 术 系 统 的 功 能 是 指 其 把 输 入 量 变 成 输 出 量 的 能 力 。与 总 系 统 相 对 应 有 总 功 能 ， 与 部 分 系 统 或 子 系 统 相 对 应 ，有 部 分 功 能 。 部 分 功 能 之 间 按 照 确 定 的 关 系 相 结 合 ， 才能 产 生 总 功 能 。 我 们 把 部 分 功 能 及 其 间 的 关 系 的 总 和 称为 功 能 结 构 。 功 能 结 构 用 功 能 结 构 图 表 示 。 利 用 建 立 技术 系 统 功 能 结 构 ， 可 以 确 定 技 术 系 统 中 零 件 间 的 最 佳 关系 ， 这 样 有 两 点 好 处 ： 一 是 便 于 在 旧 技 术 系 统 基 础 上 开发 新 系 统 。 二 是 有 利 于 在 设 计 过 程 中 由 功 能 结 构 反 求 技术 系 统 ， 找 到 部 分 系 统 之 间 的 边 界 ， 使 部 分 系 统 之 间 关系清楚。 现 在 我 们 就 建 立 双 层 火 车 售 货 车 的 功 能 结 构 。 设 计 任 务 的 总 功 能 如 图 2 1 （ a ）所示。 总 功 能 是 双 层 火 车 上 的 售 货 装 置 。材 料 流 程 中 ，售 货员 要 卖 的 货 物 为 输 入 ， 而 乘 客 买 走 的 货 物 为 输 出 。 能 量流 程 中 ， 主 要 是 人 力 以 及 位 能 和 摩 擦 功 损 失 等 。 由 抽 象 结 果 已 经 知 道 ，设 计 任 务 的 核 心 功 能 是“ 在 平面 及 楼 梯 上 行 驶 ” 和 “ 平 稳 ”。 因 此 ， 把 总 功 能 分 解 为 移动 、 定 位 和 承 载 三 个 部 分 功 能 。 这 三 个 部 分 功 能 之 间 的关系如图 2 1（ b ）所 示 。这 是 一 种 物 理 关 系 的 功 能 结 构 。部 分 功 能 “ 移 动 ”， 是 使 该 装 置 既 能 在 平 地 上 行 驶 ， 又 能自 由 、 方 便 地 上 下 楼 梯 。 部 分 功 能 “ 定 位 ”， 是 保 证 能 使该 装 置 在 平 面 及 楼 梯 上 行 驶 时 基 本 保 持 水 平 ， 使 装 置 平稳 的 行 驶 。部 分 功 能“ 承 载 ”，是 指 承 受 所 要 出 售 的 货 物 。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 9人力 位能、摩擦功 要出售的货物 旅客买的货物 （ a ） 要出售的货物 人力 旅客买的货物 人力 位能、摩擦功 ( b ) 双层火车 售货装置 移动 定位 承载 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 10第 3 节 寻求原理解 对于技 术 系 统 进 行 抽 象 的 陈 述 ， 确 定 了 设 计 任 务 最本 质 的 功 能 。 建 立 功 能 结 构 ， 就 能 找 到 部 分 功 能 之 间 的最 有 关 系 。 如 何 实 现 所 有 部 分 功 能 以 及 部 分 功 能 之 间 的关 系 ， 就 是 求 解 问 题 。 而 所 谓 原 理 解 ， 就 是 能 实 现 某 种功 能 的 物 理 原 理 以 及 与 之 相 应 的 原 理 结 构 图 示 。 它 是 进行 零 件 设 计 的 基 础 。 下 面 采 用 德 尔 裴 法 （ D e l p h i ） 对 设 计 任 务 进 行 求 解 。其 步 骤 如 下 ： 第 一 步 ： 小 组 中 的 每 个 人 都 用 一 张 纸 写 出 设 计 任 务的 若 干 个 初 步 解 （ 数 量 不 限 ）。 第 二 步 ： 每 个 人 在 通 读 所 有 其 它 人 写 出 的 解 之 后 ，经 过 分 析 综 合 ， 一 定 有 所 启 发 ， 便 可 在 另 一 张 纸 上 在 写出 新 的 解 。 第 三 步 ： 把 每 个 人 前 后 两 次 写 出 的 解 集 中 在 一 起 ，整 理 分 类 。 经 过 整 理 ， 以 下 是 最 后 筛 选 出 来 的 几 个 方 案 。 第 一 种 方 案 ： 售 货 小 车 采 用 三 个 轮 子 ， 前 面 一 个 轮子 是 万 向 轮 ， 用 于 控 制 方 向 。 后 面 的 两 个 轮 子 用 一 根 轴连 接 ， 使 车 体 保 持 平 衡 。 为 了 使 售 货 小 车 上 下 楼 梯 ， 在楼 梯 处 车 厢 的 顶 棚 安 装 两 对 吊 钩 ， 并 且 这 两 对 吊 钩 可 以在 顶 棚 上 的 滑 道 内 移 动 。 就 象 是 一 个 小 型 的 龙 门 吊 车 。当 售 货 小 车 要 上 或 下 楼 梯 时 ， 先 把 小 车 吊 起 ， 使 其 在 空中 保 持 平 稳 ， 推 动 吊 钩 ， 使 其 在 滑 道 内 移 动 ， 这 样 就 可以 把 小 车 吊 上 或 吊 下 楼 梯 了 。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 11第 二 种 方 案 ： 售 货 小 车 采 用 四 个 轮 子 移 动 ， 后 两 个轮 子 为 万 向 轮 ， 前 面 两 个 轮 子 用 轴 连 接 。 楼 梯 采 用 过 街天 桥 式 结 构 ， 楼 梯 上 有 专 门 为 售 货 小 车 上 下 楼 用 的 斜 面（如图 2 2 所 示 ）。 当 售 货 小 车 上 下 楼 时 ， 为 了 不 让 车内 货 物 倾 倒 ， 小 车 采 用 双 层 结 构 ， 内 层 箱 体 采 用 悬 挂 式结 构 ， 即 内 层 箱 体 的 两 侧 分 别 用 两 根 钢 丝 绳 悬 挂 于 外 层箱 体 内 ，两 钢 丝 绳 成 内 八 字 型 。悬 挂 方 式 如 图 2 3 所示。这 样 车 无 论 是 在 上 楼 梯 还 是 下 楼 梯 时 ， 由 于 内 层 箱 体 是悬 挂 在 外 层 箱 体 内 的 ， 而 重 力 总 是 垂 直 于 水 平 面 的 ， 因此 内 层 箱 体 也 总 是 平 行 于 水 平 面 的 ， 所 以 车 内 货 物 不 会发 生 倾 斜 。 图 2 2 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 12图 2 3 第 三 种 方 案 ： 售 货 小 车 采 用 四 个 轮 子 移 动 ， 后 两个为 万 向 轮 ， 前 面 两 个 用 轴 连 接 。 为 了 使 小 车 上 下 楼 梯 ，本 方 案 采 用 抬 起 式 ， 即 在 楼 梯 的 两 侧 各 有 一 个 可 升 降 的立 柱 ， 立 柱 可 以 沿 楼 梯 的 滑 槽 移 动 。 当 小 车 要 上 楼 梯 时 ，先 把 一 横 梁 放 于 两 立 柱 之 上 ， 再 用 吊 钩 把 小 车 吊 于 横 梁之 上 ， 此 时 同 时 升 起 两 立 柱 ， 把 小 车 抬 起 ， 推 动 两 立 柱 ，使 其 沿 楼 梯 移 动 到 上 层 ， 然 后 下 降 立 柱 ， 放 下 小 车 ， 这样 小 车 就 可 以 平 稳 的 上 楼 了 。 下 楼 与 上 楼 方 法 类 似 。 楼梯 结 构 简 图 如 图 2 4 所示。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 13图 2 4 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 14第 4节 对设计方案进行评价 要 对 上 节 的 三 个 方 案 做 出 最 后 的 取 舍 ， 就 要 对 上 述方 案 进 行 技 术 经 济 评 价 。 因 此 ， 这 一 步 对 于 整 个 设 计过程 是 最 重 要 的 环 节 。 要 从 多 方 面 对 设 计 方 案 进 行 范 围 广泛 的 比 较 。 这 种 评 价 过 程 分 为 如 下 诸 步 骤 ： 建 立 目 标 系统 和 确 定 评 价 标 准 、 确 定 重 要 性 系 数 、 按 技 术 观 点 确 定评 价 分 数 、 技 术 经 济 评 价 等 。 价 目 标 系 统 ， 确 定 评 价 标 准 虽 然 评 价 的 范 围 很 广 ，但 也 不 能 面 面 俱 到 。只 能 就 某些 特 定 方 面 进 行 评 价 。 这 些 评 价 的 方 面 就 被 称 为 评 价 目标。 评 价 目 标 是 从 要 求 表 中 的 要 求 提 炼 而 成 的 。把 这 些 目标 再 归 结 为 互 不 相 关 （ 或 基 本 上 互 不 相 关 ） 的 几 大 类 。由 于 此 方 案 设 计 结 构 简 单 ， 所 以 只 对 单 个 目 标 进 行 评 价 ，即 对 “ 移 动 中 的 稳 定 和 可 靠 ” 这 个 目 标 进 行 技 术 经 济 评价。 图 2 5 是 该 目 标 的 评 价 目 标 系 统 。 重 要 性 评 价 按 重 要 性 评 价 是 在 目 标 系 统 内 进 行 的 评 价 。是 确 定 被选 定 的 评 价 目 标 在 一 个 目 标 系 统 内 的 地 位 重 要 性 。 评 价 目 标 的 重 要 性 用 重 要 性 系 数 （ 权 重 ） 来 表 示 ， 取 值为 0 1 。 每 个 评 价 目 标 的 方 框 中 有 左 右 两 个 数 字 ，左 边 的 数 字表 示 隶 属 于 同 一 个 上 级 目 标 的 同 级 各 目 标 之 间 的 相 对 重要 性 系 数 ，同 级 各 目 标 相 对 重 要 性 系 数 之 和 为 1 。右 侧 的数 字 表 示 每 个 评 价 目 标 在 目 标 系 统 中 所 居 重 要 程 度 ， 称 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 15为 系 统 目 标 重 要 性 系 数 ， 简 称 重 要 性 系 数 。 其 值 为 该 目标 相 关 的 上 面 逐 级 目 标 方 框 中 左 侧 数 字 与 该 目 标 方 框 左侧 数 字 之 积 。 在 技 术 经 济 评 价 过 程 中 ， 要 用 到 最 低 一 级评 价 目 标 的 重 要 性 系 数 ， 称 此 值 为 评 价 标 准 重 要 性 系 数 ，用 g 表示。 按 上 述 方 法 给 出 反 应 目 标 重 要 性 的 0 1 之 间 的 相 对重 要 性 系 数 和 重 要 性 系 数 。 这 些 数 值 由 设 计 小 组 商 量 给定 。 把 计 算 出 的 各 级 评 价 目 标 相 对 重 要 性 系 数 和 重 要 性系数填入图 2 5 中 的 各 方 框 中 。 图 2 5 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 技 术 观 点 确 定 评 价 分 数 按 技 术 观 点 确 定 评 价 分 数 ， 其 本 质 是 用 同 一 个 评 价标 准 来 衡 量 每 一 个 设 计 方 案 ， 从 技 术 的 观 点 来 确 定 优 劣 。评 价 形 式 是 给 出 评 价 分 数 。 分 数 越 高 的 方 案 越 好 。 评 价分数用 W 表 示 。 有 两 种 谱 带 表 示 其 取 值 范 围 。 本 设 计 采用 0 4 共 5 级 的 窄 谱 带 。 如 表 2 1 所示。 表 2 1 窄 谱 带 分 数 意 义 0 不 能 令 人 满 意 的 1 刚 可 忍 受 的 2 足 够 了 3 好 4 理 想 的 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 技 术 经 济 评 价 计 算 与 评 价 结 果 绘 制 评 价 计 算 表 （ 如 表 2 2 所 示 ）。 首 先 把 评 价 标准 、 重 要 性 系 数 以 及 三 种 方 案 按 顺 序 填 入 表 中 ， 然 后 把评 价 分 数 亦 填 入 表 中 。 还 要 给 出 每 个 方 案 成 本 的 估 计 值 ，并 填 入 表 中 。 最 后 经 过 计 算 ， 求 出 各 方 案 的 无 权 重 总 价 有权 重 总 价 g i 、 总 技 术 价 W 总 经 济 价 W 及总价W j 。 计 算 结 果 填 入 表 中 。 总 价 值 用 直 线 法 计 算 。 计 算 公 式 如 下 ： 第 j 个 方 案 无 权 重 总 价 W j 个 方 案 有 权 重 总 价 g i ： g i = g i W j 个 方 案 总 技 术 价 W W Wm a x n W m a x 为 最 高 评 价 分 数 4 或 10（ 宽 谱 带 ） 第 j 个 方 案 的 总 经 济 价 W W 0 /j H j 第 j 个 方 案 的 估 计 成 本 H 0 比 较 成 本 H 0 = m i n H 各 方 案 中 的 最 低 估 计 成 本 值 第 j 个 方 案 的 总 价 数 W j ： 按直线法 W j =1/2（ W w i ） 制 价 值 强 度 图 和 价 值 断 面 图 根 据 计 算 结 果 ， 绘 制 出 价 值 强 度 图 （ 如 图 2 6 ）。 把 有 权 重 总 价 较 高 并 且 在 价 值 强 度 图 中 位 于 右 上 角（方案 2 、 3 ） 的 两 个 方 案 作 为 较 好 的 方 案 ， 再 借 助 于 价值 断 面 图 （ 如 图 2 7 ） 进 行 比 较 。 比 较 结 果 表 明 方 案 3是 最 有 前 途 的 。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 18表 2 2 评价 标准 重 要 性系数 g i 方案 1 方案 2 方案 3 W 1i W 1 g i W 2i W 2 g i W 3i W 3 g i 支撑可靠 易损坏 位部 分的连接可靠 易倾倒 位部分位置保持可靠 和 15 13 17 技术价 造成本（元） 00 00 50 总经济价 价 2=3=辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 19图 2 6 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 20图 2 7 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 21第 3章 结构设计 第 1节 有关结构设计的一些说明 3 . 1 . 1 设 计 阶 段 的 任 务 方 案 设 计 阶 段 结 束 ， 设 计 任 务 处 于 这 样 的 状 态 ： 总 技 术 系 统 的 原 理 解 已 经 明 确 ； 经 过 把 原 理 解 具 体 化 之 后 ， 一 部 分 子 系 统 可 以 设 计草 图 表 示 ， 即 其 空 间 几 何 形 体 已 有 比 较 清 晰 的 轮 廓 ； 总 系 统 或 子 系 统 的 部 分 技 术 参 数 的 估 计 值 也 可 以 给出来。 处 于 这 种 状 态 的 技 术 系 统 显 然 不 能 进 行 加 工 制 造 ，这 是 因 为 技 术 系 统 仅 处 于 “ 功 能 模 型 ” 阶 段 ， 只 有再给定 大 量 信 息 ， 才 能 变 成 “ 信 息 模 型 ”（ 如 技 术 图 纸 等 ）。这 信 息 模 型 被 加 工 制 造 物 化 ， 才 能 成 为 可 以 实 现 所 要 求的 总 功 能 的 物 质 形 式 。 因 此 ， 结 构 设 计 阶 段 的 主 要 任 务是 给 定 设 计 方 案 所 必 须 的 全 部 信 息 。 它 们 是 ： 零 部 件 结 构 形 状 ， 几 何 尺 寸 和 空 间 位 置 ； 材料； 加 工 过 程 所 要 求 的 公 差 、 光 洁 度 、 加 工 工 艺 等 ； 安 装 、 运 输 、 操 作 方 法 以 及 技 术 规 程 等 。 3 . 1 . 2 结 构 设 计 阶 段 工 作 步 骤 结 构 设 计 阶 段 的 工 作 可 分 为 6 个 阶 段 ， 即 ： ( 1 ) 粗 略 设 计 主 要 承 受 体 的 结 构 形 状 ； ( 2 ) 寻 求 辅 助 功 能 ； 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 22( 3 ) 检 查 主 、 辅 功 能 承 受 体 相 互 影 响 及 配 合 性 ； ( 4 ) 详 细 设 计 主 、 辅 功 能 承 受 体 ； ( 5 ) 对 设 计 进 行 补 充 和 改 进 ； ( 6 ) 进 行 技 术 经 济 评 价 。 3 . 1 . 3 结 构 设 计 的 合 理 确 定 方 法 给 出 主 辅 功 能 承 受 体 的 材 料 后 ， 就 要 确 定 结 构 形 状 。从 工 程 设 计 的 观 点 出 发 ， 认 为 任 何 构 件 形 状 都 是 由 以 下四 个 要 素 确 定 的 ： 构 件 表 面 形 状 ； 表 面 形 状 相 对 位 置 ； 表 面 数 量 ； 表 面 尺 寸 。 可 以 通 过 形 状 要 素 变 化 法 ，即 结 构 形 状 的 合 理 确 定 方法 能 在 比 较 短 的 时 间 内 ， 得 到 功 能 相 同 的 多 种 构 件 形 状 。可 以 通 过 构 件 表 面 形 状 变 化 、 表 面 形 状 相 对 位 置 变 化 、表 面 数 目 变 化 和 表 面 尺 寸 变 化 来 实 现 。 构 设 计 中 的 原 则 结 构 设 计 中 必 须 遵 循 的 原 则 简 而 言 之 就 是 明 晰 、 简单 、 安 全 。 此 外 ， 在 结 构 设 计 中 还 应 遵 守 以 下 原 理 ： ( 1 ) 力 传 导 原 理 ； ( 2 ) 任 务 分 配 原 理 ； ( 3 ) 自 助 原 理 ； ( 4 ) 稳 定 的 工 作 原 理 ； ( 5 ) 适 应 构 件 变 化 的 合 理 设 计 原 理 。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 23第 2节 双层火车售货车的结构设计 通 过 上 一 章 的 叙 述 和 对 三 个 方 案 的 评 价 ， 我 们 知 道方案 3 是 最 有 前 途 的 。 下 面 就 对 方 案 3 作 具 体 的 说 明 及结 构 设 计 。 在 结 构 设 计 前 ， 我 们 首 先 要 对 双 层 火 车 的 车 厢 作 些说 明 。 双 层 火 车 其 独 特 的 楼 梯 分 为 三 个 部 分 ， 中 间 的 部分 是 通 往 二 层 的 ， 在 其 两 侧 各 有 一 段 楼 梯 是 下 到 一 层 的 。在 这 三 段 楼 梯 的 交 汇 处 是 一 个 平 台 ， 整 个 楼 梯 的 结 构 如图 1 1 。 当 旅 客 一 进 入 火 车 车 厢 就 好 像 是 在 一 个 二 层 小楼 的 一 楼 半 的 楼 道 内 ， 中 间 是 上 二 层 ， 两 侧 是 下 一 层 。中 间 的 楼 梯 宽 度 是 1 0 8 0 m m ， 两 侧 的 楼 梯 宽 度 是 7 9 0 m m 。并 且 中 间 的 楼 梯 有 6 阶 台 阶 ， 而 两 侧 的 各 有 4 阶 。 所 有的台阶尺寸都是一样的，即高度为 1 8 0 m m ， 水 平 长 度 为2 5 0 m m 。 在 车 厢 的 里 面 ， 过 道 的 宽 度 是 7 0 0 m m 。 方案 3 的 主 要 功 能 是 由 楼 梯 两 侧 的 两 个 可 升 降 的 立柱 来 实 现 的 。 通 过 它 们 的 升 与 降 及 可 沿 楼 梯 墙 壁 上 的 滑道 移 动 ， 使 售 货 车 可 以 平 稳 的 上 下 楼 梯 。 因 此 ， 方 案 3可 分 为 以 下 两 个 部 分 来 加 以 设 计 、 说 明 。 即 售 货 车 的 结构 设 计 和 升 降 立 柱 及 其 附 属 结 构 设 计 。 货 车 的 结 构 设 计 售 货 车 主 要 是 用 来 装 载 货 物 的 ， 并 且 可 以 在 火 车 车厢 内 的 平 地 上 移 动 ， 所 以 可 以 把 它 分 为 装 载 货 物 的 箱 体及 车 底 盘 两 个 部 分 来 设 计 。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 货 车 厢 体 设 计 箱 体 采 用 框 架 式 结 构 ， 即 箱 体 的 四 角 框 架 用 角 铁 焊接 于 车 的 底 盘 上 ， 用 薄 铁 皮 薄 包 在 框 架 箱 体 上 。 箱 体 的尺寸为长 9 0 0 m m ，宽 4 0 0 m m ，高 7 0 0 m m 。 货 车 底 盘 设 计 为 了 方 便 底 盘 的 设 计 ， 我 们 先 对 售 货 车 作 必 要 的 说明 ， 给 出 一 些 数 据 。 售 货 车 的 载 重 量 为 40自 身 车 重为 25售 货 车 采 用 的 是 四 轮 移 动 ， 即 前 面 的 两 个 轮 子用轴 连 接 ， 且 固 定 不 动 ， 后 面 的 两 个 轮 子 选 用 万 向 轮 ，用 于 控 制 方 向 。 向 轮 的 选 择 由 上 面 的 数 据 可 知 ， 一 个 万 向 轮 的 载 重 为 车 体 加 载货 重 的 四 分 之 一 ， 又 因 为 火 车 车 厢 的 限 制 ， 所 以 轮 子 也不 易 太 高 。 查 机 械 设 计 手 册 有 如 下 几 种 万 向 轮 可 供选择。如表 3 1 表 3 1 螺 栓 式 万 向 轮 轮子直径 /子宽度 /荷高度 /作型号 负荷 /栓直径d/0 20 75 05020 40 10 63 25 96 06325 65 12 80 25 1 1 6 08025 80 12 本 设 计 选 用 型 号 为 06325 的 螺 栓 式 万 向 轮 。 其结 构 示 意 图 如 图 3 1 所示 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 25图 3 1 及 其 上 的 零 件 设 计 售 货 车 的 前 面 两 个 轮 子 采 用 轴 连 接 ， 且 轴 固 定 不 动 。轮 子 与 轴 之 间 用 轴 承 连 接 。 由 于 售 货 车 的 箱 体 宽 为4 0 0 m m ， 所 以 轴 的 长 度 定 为 3 0 0 m m 。 为 了 使 轴 固 定 不 动 ，我 们 采 用 两 个 轴 套 用 键 与 轴 连 接 ， 并 且 两 轴 套 与 车 底 盘用 螺 栓 连 接 。 轴 套 采 用 铸 造 ， 两 轴 套 间 的 距 离 为 1 6 0 m m 。对 轴 进 行 受 力 分 析 。 由 于 此 轴 只 承 受 车 体 及 载 重 的 一 半 ，而 且 轴 承 载 处 可 认 为 是 受 两 个 集 中 力 ， 且 大 小 都 为四分之 一 的 车 总 重 。 其 受 力 分 析 图 如 图 3 2 所示。 图 3 2 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 26图中 P 1 = 0 . 2 5 6 5 = 1 5 9 . 2 5 k g 。由 此 受力 图 求 出 轴 的 剪 力 和 弯 矩 ， 并 画 出 剪 力 图 和 弯 矩 图 。 设受 力 分 析 点 与 A 点 间 的 距 离 为 x ( m m ) 。 求剪力： 在 ： Y = 0 Q = Y 1 = 1 5 9 . 2 5 k g ( 0 x 7 0 ) 在 ： Y = 0 Q = 0 ( 7 0 x 2 3 0 ) 在 ： Y = 0 Q = Y 1 P 1 P 2 = - 1 5 9 . 2 5 k g ( 2 3 0 x 3 0 0 ) 求 弯 矩 图 ： 在 ： m = 0 M = Y 1 x ( 0 x 7 0 ) 在 ： m = 0 M = Y 1 A B ( 7 0 x 2 3 0 ) 在 ： m = 0 M = Y 1 ( A B x) ( 2 3 0 x 3 0 0 ) 由 上 述 分 析 计 算 画 出 剪 力 图 和 弯 矩 图 。 如 图 3 3 所示。 图 3 3 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 27由 于 此 轴 只 承 受 弯 矩 ， 且 两 端 用 轴 承 支 撑 ， 因 此 可以 用 如 下 公 式 来 计 算 固 定 心 轴 的 最 小 直 径 。 d = ( 3 2 M / b)1/3=(10M/ b)1/3 其中 b 许用应力。 M 弯矩。 b= （ B 此 轴 材 料 选 用 45，其 主 要 机 械 性 能 如 下 表 3 2 所示。 材料 牌号 热处理 毛坯直径 /度 / 拉 强 度极限 B 弯曲疲劳极限 5 /N 正火 100 1 7 0 2 1 7 600 275 回火 100300 1 6 2 2 1 7 580 270 调质 200 2 1 7 2 2 5 650 300 由 上 表 ， 我 们 选 择 正 火 的 热 处 理 工 艺 。 因 此 由 上 面的 公 式 得 到 轴 的 最 小 直 径 ： d =(10M/ b)1/3=(10 600)1/3=10.3 道 了 轴 的 最 小 直 径 ， 我 们 就 可 以 选 取 轴 承 。 本 设计 选 用 深 沟 球 轴 承 ， 查 机 械 手 册 选 取 如 下 轴 承 ： 轴承尺寸 /承代号 安装尺寸 /mm d D B 0000型 2 32 10 201 17 28 与 车 体 的 连 接 是 靠 两 个 轴 套 来 实 现 的 ，轴 套 与 车 体用 螺 栓 连 接 ， 而 为 使 轴 固 定 不 动 ， 轴 与 轴 套 的 连 接 采 用键 连 接 。 我 们 把 轴 设 计 成 光 轴 ， 由 轴 承 的 安 装 尺 寸 可 知 ，轴的直径为 1 7 m m 。 查 设 计 手 册 来 选 取 键 ， 本 设 计 选 用 圆头 普 通 平 键 （ A 型 ）， 其 参 数 如 下 表 ： 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 28d 键 的 公 称 尺 寸 键槽尺寸 b (h (c 或 r L (t t 1 b 半径 r 公称 公差 公称 公差 1217 5 5 056 公称尺寸同键 取 键 的 长 度 为 2 0 m m 。 轴 套 的 结 构 如 图 3 4 所示 图 3 4 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 29 对轴进行校核 此 轴 为 心 轴 ， 且 只 承 受 弯 矩 ， 因 此 按 弯 曲 强 度 进 行校 核 ， 并 且 要 对 其 作 刚 度 校 核 。 强度校核 由 前 面 的 受 力 分 析 及 剪 力 图 和 弯 矩 图 可 知 ， 危 险 截面为集中力 P 1 和 P 2 所 在 处 ，而 此 两 处 所 受 的 弯 矩 是 一 样的 。 对 其 中 的 一 个 截 面 进 行 强 度 校 核 ， 公 式 如 下 ： =M/W b 其中 M 危 险 截 面 处 的 弯 矩 ， N W 危 险 截 面 处 的 抗 弯 截 面 模 量 ， 。 b 许 用 弯 曲 应 力 ， N/ 。 对 于 固 定 心 轴 ， 在 理论 上 弯 曲 应 力 是 静 应 力 ， 但 考 虑 起 动 、 停 车 等 影 响 ， 按脉 动 循 环 应 力 处 理 ， 取 b= 0= （ B ， 其 中 料 的 拉 伸 强 度 极 限 。 在 危 险 截 面 P 1 处 所 受 的 弯 矩 及 此 处 的 抗 弯 截 面 模 量如下： M = 1 1 1 4 7 . 5 N = 2 bt(d t)2/2d=173 32 5 3 (17 3)2 2 17= b=600=102 N/ =M/W= b=102 N/其中 b、 t 为 键 槽 尺 寸 。 根 据 上 面 的 计 算 结 果 可 知 ， 该 轴 满 足 强 度 要 求 。 刚度校核 轴 的 弯 曲 刚 度 计 算 应 该 保 证 最 大 挠 度 y 或偏转角不超过许 用 值 ， 条 件 为 ： 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 30y y y 轴 的 许 用 挠 度 （ L L 轴的跨矩 轴 的 许 用 偏 转 角 ， 对 深 沟 球 轴 承 处 取 前 面 的 受 力 分 析 以 及 材 料 力 学 的 有 关 知 识 ， 我 们可 以 用 叠 加 法 来 求 其 挠 度 及 偏 转 角 。 即 受 力 图 可 用 如 下的 两 个 图 叠 加 来 表 示 。 由 材
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