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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DESIGN OF POWER TAKE-OFF AND WATER PUMP DRIVING OF ENGINEERINGSPRINKLER (5 TONS LOAD WEIGHT)ABSTRACTThis paper details the design of this method and the guiding ideology.The design is the subject of five tons deadweight engineering sprinkler design. Design is one of the II chassis for the Reequipment, focus on the thinking of overall design and layout and the design methods of the power take-off. Overall layout embodied beauty guarantee the conditions of the strength. Power take-off takes part of the driving force from the gear box, and drives pumps to work.Design of Power take-off guarantee the stability of power transmission first. Due to space layout restrictions, demanded the power take-off as possible for the small, search for the perfect point between Performance and size. The design has the spirit of standardization, serialization, and generalized design philosophy, in order for showing the Beautiful Shape and excellent performance by the Reasonable cost .The book also introduces a modified frame, pipe distribution, tank design and the modified gearbox . The design of the five-ton sprinkles available to irrigate vegetation, and in the summer through sprinkles the road, to conservate the road, reduce dust, reduce the surface temperature, and can be used as a emergency fire truck and emergency pumping station. Because the special vehicles like sprinkler production is still at the initial stage in china, the market is very broad, there is vast market.KEY WORDS: II chassis, power take off, pumps, standardization 目 录第一章 前言.1第二章 洒水车的总体设计.22.1 总体设计要求.22.1.1 洒水车设计要求.22.1.2 总体布置的原则.32.1.3 总体参数的要求.32.1.4 主车架改装注意事项.42.2 各总成的布置或参数要求.52.2.1 底盘的选取.52.2.2 变速器参数的要求.62.2.3 取力器参数的要求.62.2.4 水罐参数的要求.72.2.5 管道系统的布置及要求.7第三章 取力器与减速器机构设. .83.1 设计各级齿轮的传动比并计算各轴的转速及扭矩.83.1.1 分配传动比.83.1.2 计算各齿轮转速.83.1.3 计算各轴转矩.93.2 设计并校核各级齿轮.93.2.1 设计并校核取力器齿轮.93.2.2 设计并校核减速箱齿轮. 123.3 轴的设计与校核.163.3.1 根据扭转强度设计轴.163.3.2 按弯扭合成强度校核轴.173.4 轴承的校核.203.4.1 滚针轴承的校核.203.4.2 减速箱输出轴轴承的校核.203.5 键的设计与校核.223.5.1 花键的设计与校核.223.5.2 平键的设计与校核.233.6 减速器输出轴齿轮工艺分析.23第四章 变速器改装与设计.254.1 、档传动比的确定.254.2 、档及倒挡齿轮齿数的确定.264.3 变速器轴直径选择.29第五章 车架的改装设计.305.1 整车质心的计算.305.2 车架的改装设计.325.2.1 水泵支座联接的设计与强度校核.325.2.2 水泵进出口附近水管支架联接的设计与强度校核.355.2.3 工作台支撑梁的联接设计与校核.365.2.4 水罐的联接设计.37第六章 管路系统的设计.396.1 管路的工作原理.396.1.1 水罐上水.396.1.2 前喷水.406.1.3 后洒水.406.1.4 高炮喷水.406.2 管路系统主要参数计算.406.2.1 水泵的选择.406.2.2 管路内径的计算.40第七章 洒水车水罐设计.427.1 罐体形状及容积计算.427.1.1 罐体形状.427.1.2 罐体容积.427.2 罐体材料以及防腐蚀处理.437.2.1 罐体材料.437.2.2 防腐蚀处理.43第八章 成本估算.44第九章 结论.45参考文献.46致谢.47V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AIDE）项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。AIDE的设想是令人困惑的。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。AIDE对未来的构想，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。 AIDE的方法很重要，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AIDE工程的授权参与者，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。”意识到AIDE只是略为触及汽车，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AIDE项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OBD2端口。通过OBD2端口，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AIDE的现实目标，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呈现。加德纳提到在许多车内，导航屏幕正在逐渐变成一种实际上的交界面，因为它也兼有播放音乐的功能。但是普通仪表板及其所有按钮和开关，以及这些设备仍需要进一步的融合和完善。他承认要实现真正意义的融合，还需要做很多工作。但是，站在AIDE项目四年发展期的中途，他坚信它将会成功为一种电子“通道”设置出技术标准，这种“通道”可以自动连接移动设置和车内控制及显示。从那个角度，加德纳相信移动装置会驱使采用AIDE功能，因为它们的生命周期要比汽车短得多。也就是说，只要汽车拥有一个AIDE电子体系仪表板，人们就可以随时在更换话机、控制仪或售后导航设置时，另增功能。相反，如果在汽车的整个使用寿命内，他们被绑定只用一种专门的手机，AIDE将可能不会受到汽车制造商和消费者的欢迎。今年十月，在伦敦智能运输系统国际大会上，AIDE系统将予以公展，合伙人正在准备一辆沃尔沃（富豪）汽车去展示无缝交通在电子话机、音乐和一些车队生产率功能方面的应用。AIDE在技术上看起来是可行的，但是如果它不能运用在商业领域，一切将毫无意义。伦敦弗罗斯特和苏利文顾问处的自动化交通工业分析师，安德鲁李，已经研究了车内信息服务的市场。由于成本原因，他说，商业车被采用的速度将会放缓，以采用“让人印象非常深刻”的信息通信业务服务，而它将提高汽车的生产率。 AIDE功能可能有同样下场，除非安全性能有足大进展，以使保险公司收取用户的保险费有所降低。他也怀疑，汽车制造商要花费一定的金钱和时间才能融合许多交流功能。他补充说有太多的个人和地区参数选择，使得汽车制造商只能安装一个AIDE标准交流入口，除此都不可行。 但是李说：定购服务将会有一个充满活力的配件市场，这种服务将把一种黑莓型个人设计器和交流设置与诸如导航等车内功能连为一体。已经预购黑莓或其他电话/数字辅助服务的商户，也许会愉快的接受使他们移动时也能与办公室和客户保持联系的强化服务。李说：汽车制造商也可能通过从交流和娱乐供应商