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消防冲锋舟拖车设计【6张图纸】【优秀】

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摘要

　　　现代随着救援抢险设备的发展将需要更加便捷灵活的运输工具,冲锋舟拖车设计的技术在高科技抢险救援的研究开发中将起着越来越重要的作用。冲锋舟拖车设计与抢险救援有着密切的联系,在未来抢险救援设备技术的开发中和设备高速灵活的运输中占据主导地位;在其开发利用及其深加设计程中还必须考虑各类型地里环境和可持续发展。

　　　未来冲锋舟拖车设计发展趋势是高速、适应性强、简便和灵活。虽然可以通过普通运输车运输,但其成本过高，运输不灵活,运输过程中容易对冲锋舟造成破损。至今未能普遍应用。优质的消防冲锋舟拖车对产品本身的使用安全要求、产品设计的机动灵活性要求、产品专业度和全面性要求很高。无论是加工工艺还是选择型材、本身功能和用途要求多元化、机动灵活性以及配件的选择等，都有较高的要求，自己有这样全优全控的优秀组合，才能确保消防冲锋舟拖车等装备使用安全，进而确保救援人员的人生安全。

　　　冲锋舟拖车包括山木型和滚轮型。整车镀锌、采用高强度耐磨的聚乙烯滚轮、防腐较强的山木而研制的新型专用拖车，拖车采用汽车制造工艺，配备专用的工装夹具一次成型，确保车架实用美观。其结构包括用于装载冲锋舟的拖车本体、设置于所述的拖车本体下方的车轮、设置于所述的拖车本体前方的用于与运输车相连接的挂钩，还包括下端部与所述的拖车本体相转动地连接的立杆、一端部与所述的立杆的上端部通过第一转轴相转动地连接的横杆、设置于横杆的另一端部的用于升降冲锋舟的升降机构，所述的升降机构包括固定设置于所述的横杆上的连接部、绕设于所述的连接部上的牵引索、连接于所述的牵引索上的用于与所述的冲锋舟的边缘部相连接的两个连接件，进一步进行强度和配合等审核

关键词: 消防；冲锋舟；拖车

摘要III

AbstractIV

目录V

1 绪论1

　1.1 消防冲锋舟拖车产业发展概述1

　　1.1.1 世界消防冲锋舟发展历史1

　　1.1.2 我国拖车发展历程及趋势1

　　1.1.3 冲锋舟拖车现状及发展趋势1

　1.2 冲锋舟拖车设计技术研究现状2

　1.3本课题的研究目的和主要研究内容2

　　1.3.1消防冲锋舟拖车的研究目的2

　　1.3.2消防冲锋舟拖车研究的主要内容2

　　1.3.3消防冲锋舟拖车的国内外研究情况3

　　1.3.4 消防冲锋舟拖车的设想来由3

　1.4本章小结3

2 消防冲锋舟的数据获取4

　2.1 消防冲锋舟的特性4

　2.2 消防冲锋舟的参数获取4

3 消防冲锋舟拖车的结构设计6

　3.1消防冲锋舟拖车的构造设计6

　3.2 消防冲锋舟拖车的支架选择设计8

　　3.2.1 车架承载状况8

　　3.2.2 主车架设计8

　3.3 拖车车架强度校核9

　　3.3.1基本假设9

　　3.3.2车架受力分析及计算9

　　3.3.3车架纵梁弯矩计算9

　　3.3.4 强度校核10

　　3.3.5 纵梁和横梁材料10

　3.4 拖车车架参数确定10

　3.5 拖车结构的确定11

4消防冲锋舟拖车零件选择与设计12

　4.1 消防冲锋舟拖车的轴承的选择设计12

　　4.1.1 轴承的选择依据和准则12

　　4.1.2 轴承的选择参数12

　　4.1.3 轴承的工序及计算选择14

　4.2 消防冲锋舟拖车的轮胎的选择设计18

　4.3 消防冲锋舟拖车的活络脚轮的选择设计21

　　4.3.1 脚轮的组成21

　4.4钢结构连板焊接的计算24

　4.5 标准件的选择25

5结论与展望30

　致谢31

　参考文献32

1 绪论

1.1 消防冲锋舟拖车产业发展概述

　　　冲锋舟，是充气艇的一种,分有玻璃钢板的冲锋舟和橡皮艇式的冲锋舟，现代充气冲锋舟主要用于政府机构执行海事任务的比较多，方便运输简易安装使用，现成为民间一种用于休闲娱乐设备。

　　1.1.1 世界消防冲锋舟发展历史

　　　根据世界吉尼斯大全中的记载，充气艇的历史可以追溯到尽公元前880年，亚述人二世国王下令部队不断的给greased兽皮充气，使其膨胀，以便能通过河流的！在古代的中国，在宋，明两代，人们也使用密封的充了气的兽皮通过河流。冲锋舟的的应运而生主要在于其速度。

　　　在1839年，惠灵顿公爵第一次做了充气船的浮筒测试后 1840年，英国人托马斯汉考克设计了充气筏并把他的工作相关介绍收录在之后几年出版的《英国天然橡胶的起源和进程》一书中。1844年，一名海军上尉设计了一个轮状的充气船，这个充气船被多次用在北极探险中。法国人克莱门特也设计了一个浮动的船只。事实上，许多其他发明先驱发明的充气筏，这就预示着“充气船”的诞生。1913年，德国艾伯特梅耶想出了一个相当新颖的设计。到1920年，他的公司，人参巴乌，是营销他的“气”船，其中9只已在德国的军队中被使用了，并且逐步演绎成了冲锋舟。

　　　在法国和英国，ZODIAC和RFD先后推出了第一届现代橡皮艇。 1919年，RFD的创始人雷福斯特在英国的Wisely 湖上测试了一条橡皮艇，并在在20世纪30年代对他的设计进行了改进。这就是后来的一人气胀式救生筏的始祖。1934年在法国，皮埃尔设计出了充气艇的原型。

　　　第一条现代橡皮艇被用于法国海军，ZODIAC的发展模式引发了民用和军用橡皮艇产业的飞速发展。与之相对应的是皮埃尔于1937年设计出了第一条U形的橡皮艇，1943年8月10日他申请了此项设计的专利。现金冲锋舟已经被广泛用于军事行动和救灾行动之中。

　　1.1.2 我国拖车发展历程及趋势

　　　拖车，是以动力拉的搬运车辆。它是一切车辆的始祖。虽然物料搬运技术不断发展，但拖车仍作为不可缺少的搬运工具而沿用至今。拖车在生产和生活中获得广泛应用是因为它造价低廉、维护简单、操作方便、自重轻，能在机动车辆不便使用的地方工作，在短距离搬运较轻的物品时十分方便，搬运货物省力，省时，又省了钱。

　　　拖车有两轮、三轮和四轮之分。拖车车可在狭窄的便桥和羊肠小道上行驶，能够原地转向，倾卸货物十分便利。常用的拖车有搬运成件物品的搬运车、架子车和搬运散状物料的斗车等。三轮拖车中有一个、四轮拖车中有两个可绕铅垂轴回转的回转脚轮。这种回转脚轮在运行中能随着车辆运动方向的改变而自动调整到运行阻力最小的方向。

　　1.1.3 冲锋舟拖车现状及发展趋势

1.2 冲锋舟拖车设计技术研究现状

　　　冲锋舟的拖车，包括用于装载冲锋舟的拖车本体、设置于所述的拖车本体下方的车轮、设置于所述的拖车本体前方的用于与运输车相连接的挂钩，还包括下端部与所述的拖车本体相转动地连接的立杆、一端部与所述的立杆的上端部通过第一转轴相转动地连接的横杆、设置于所述的横杆的另一端部的用于升降所述的冲锋舟的升降机构，所述的升降机构包括固定设置于所述的横杆上的连接部、绕设于所述的连接部上的牵引索、连接于所述的牵引索上的用于与所述的冲锋舟的边缘部相连接的两个连接件。两个所述的连接件开设有与所述的冲锋舟的边缘部相配合的卡槽，所述的卡槽的深度方向沿着水平方向延伸。

　　　立杆的转动中心沿着铅垂方向延伸，第一转轴的轴心线沿着水平方向延伸。拖车本体上设置有开口向上的插槽，立杆的下端部插在插槽内，立杆的下端部与插槽之间设置有转动轴承。拖车本体的两侧部相对称地沿着上下方向滑动地设置有至少两个支撑架，拖车具有用于运输时的第一工作位置与用于装载或者卸载时的第二工作位置，当拖车位于第一工作位置时，所述的车轮的最低点低于所述的支撑架的最低点，当拖车位于第二工作位置时，车轮的最低点高于所述的支撑架的最低点，支撑架与所述的拖车本体之间设置有将两者锁定于第一工作位置或者第二工作位置的锁定机构。锁定机构不是本实用新型的发明要点，只要是能够将两个相滑动的部件锁定于至少两个工作位置的锁定机构都能在此使用，具体结构在横杆与立杆之间设置有千斤顶。拖车本体上具有与所述的冲锋舟的下表面相配合的支撑面，所述的支撑面上设置有硅胶。冲锋舟放置于所述的支撑面上，两者接触面积较大，受力较小，运输过程中使得冲锋舟较平稳。

1.3本课题的研究目的和主要研究内容

　　1.3.1消防冲锋舟拖车的研究目的

　　　设计一种简单，加工方便，生产效率高且安全性高的消防冲锋舟拖车。本冲锋舟拖车的特色在于灵活便捷，并且装载或者卸载简便，使得拖车的功能较多，操作较方便，运输过程中较为平稳，良好地保护了冲锋舟不会受力变形。

　　1.3.2消防冲锋舟拖车研究的主要内容

　　　明确消防冲锋舟拖车预期达到的性能指标和工作原理。总体方案的设计，可行性的分析。冲锋舟拖车的初步设计，总体结构的设计，本体结构的选择，支架的材料和类型的选择，各部件的参数设计。强度计算，分析验证,优化设计。

(1) 阅读外文资料，翻译与所学专业或课题相关的外文文献4000字左右，语句通顺、

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消防冲锋舟拖车设计.gif

内容简介：: 无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：1、题目消防舟冲锋舟拖车设计 2、专题二、课题来源及选题依据目前我国消防冲锋舟拖车设备比较落后，运载运输不便，同时存在许多安全隐患，而且运输的成本大，灵活性低，运输时易造成磨损。本设计为消防舟运输拖车设计。该拖车既可以减少运输时间，降低运输成本，同时还可以消除安全隐患，防止运输造成的磨损和破坏，保证了抢险救援的及时性，而且产品的质量更加得以保证。三、本设计（论文或其他）应达到的要求：1.通过该设计使学生熟悉机械设计的一般思路。 2.使学生掌握机械设计的方法和技巧。 3.通过设计巩固机械制图、机械设计、液压与气动等课程的基础知识。 4. 掌握拖车运作的原理、性质以及它为何作为冲锋舟运输的性能评价标准的理由； 5. 能够熟练使用CAD操作软件。针对典型的二维和三维图像，采用基于CAD的基本系统对其操作，用客观标准和主观标准综合评价重建图像的质量； 6.完成零、部件图5张以上。 7.完成塑料盒封口机总装图1张。 8.撰写毕业说明书一份。计算正确完整，文字简洁通顺，书写整齐清晰。论文中所引用的公式和数据应注明出处。论文字数不少于1.5万字四、接受任务学生：机械93 班姓名胡健五、开始及完成日期：自2012年11月12日至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任学科组组长研究所所长签名系主任签名2012年11月12日无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目：消防冲锋舟拖车设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923117 学生姓名：胡健指导教师：许文（职称：副教授）（职称：）课题来源本课题来源于生产实际，按照学院的要求，完成消防冲锋舟拖车的设计，并能满足生产实际的需求。本课题紧密结合生产实际的课题，对我们了解和掌握原理、过程，提高工程设计和解决实际问题的能力，具有很重要的意义。现代随着救援抢险设备的发展将需要更加便捷灵活的运输工具,冲锋舟拖车设计的技术在高科技抢险救援的研究开发中将起着越来越重要的作用。冲锋舟拖车设计与抢险救援有着密切的联系,在未来抢险救援设备技术的开发中和设备高速灵活的运输中占据主导地位;在其开发利用及其深加设计程中还必须考虑各类型地里环境和可持续发展。未来冲锋舟拖车设计发展趋势是高速、适应性强、简便和灵活。虽然可以通过普通运输车运输,但其成本过高，运输不灵活,运输过程中容易对冲锋舟造成破损。至今未能普遍应用。优质的消防冲锋舟拖车对产品本身的使用安全要求、产品设计的机动灵活性要求、产品专业度和全面性要求很高。无论是加工工艺还是选择型材、本身功能和用途要求多元化、机动灵活性以及配件的选择等，都有较高的要求，自己有这样全优全控的优秀组合，才能确保消防冲锋舟拖车等装备使用安全，进而确保救援人员的人生安全冲锋舟拖车设计与抢险救援有着密切的联系,在未来抢险救援设备技术的开发中和设备高速灵活的运输中占据主导地位;在其开发利用及其深加设计程中还必须考虑各类型地里环境和可持续发展。冲锋舟拖车设计发展趋势是高速、适应性强、简便和灵活。虽然可以通过普通运输车运输,但其成本过高，运输不灵活,运输过程中容易对冲锋舟造成破损。至今未能普遍应用。所以随着救援抢险设备的发展将需要更加便捷灵活的运输工具,冲锋舟拖车设计的技术在高科技抢险救援的研究开发中将起着越来越重要的作用。科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）现代随着救援抢险设备的发展将需要更加便捷灵活的运输工具,冲锋舟拖车设计的技术在高科技抢险救援的研究开发中将起着越来越重要的作用。冲锋舟拖车设计与抢险救援有着密切的联系,在未来抢险救援设备技术的开发中和设备高速灵活的运输中占据主导地位;在其开发利用及其深加设计程中还必须考虑各类型地里环境和可持续发展。未来冲锋舟拖车设计发展趋势是高速、适应性强、简便和灵活。虽然可以通过普通运输车运输,但其成本过高，运输不灵活,运输过程中容易对冲锋舟造成破损。至今未能普遍应用。优质的消防冲锋舟拖车对产品本身的使用安全要求、产品设计的机动灵活性要求、产品专业度和全面性要求很高。无论是加工工艺还是选择型材、本身功能和用途要求多元化、机动灵活性以及配件的选择等，都有较高的要求，自己有这样全优全控的优秀组合，才能确保消防冲锋舟拖车等装备使用安全，进而确保救援人员的人生安全。(1) 一种冲锋舟的自动装卸拖车，包括用于装载冲锋舟的拖车本体、设置于所述的拖车本体下方的车轮、设置于所述的拖车本体前方的用于与运输车相连接的挂钩，还包括下端部与所述的拖车本体相转动地连接的立杆、一端部与所述的立杆的上端部通过第一转轴相转动地连接的横杆、设置于所述的横杆的另一端部的用于升降所述的冲锋舟的升降机构，所述的升降机构包括固定设置于所述的横杆上的连接部、绕设于所述的连接部上的牵引索、连接于所述的牵引索上的用于与所述的冲锋舟的边缘部相连接的两个连接件。两个所述的连接件开设有与所述的冲锋舟的边缘部相配合的卡槽，所述的卡槽的深度方向沿着水平方向延伸。（2）立杆的转动中心沿着铅垂方向延伸，第一转轴的轴心线沿着水平方向延伸。拖车本体上设置有开口向上的插槽，立杆的下端部插在插槽内，立杆的下端部与插槽之间设置有转动轴承。拖车本体的两侧部相对称地沿着上下方向滑动地设置有至少两个支撑架，拖车具有用于运输时的第一工作位置与用于装载或者卸载时的第二工作位置，当拖车位于第一工作位置时，所述的车轮的最低点低于所述的支撑架的最低点，当拖车位于第二工作位置时，车轮的最低点高于所述的支（3）撑架的最低点，支撑架与所述的拖车本体之间设置有将两者锁定于第一工作位置或者第二工作位置的锁定机构。锁定机构不是本实用新型的发明要点，只要是能够将两个相滑动的部件锁定于至少两个工作位置的锁定机构都能在此使用，具体结构在横杆与立杆之间设置有千斤顶。拖车本体上具有与所述的冲锋舟的下表面相配合的支撑面，所述的支撑面上设置有硅胶。冲锋舟放置于所述的支撑面上，两者接触面积较大，受力较小，运输过程中使得冲锋舟较平稳。但运输中，由于普通拖车运输不灵活，效率很低，且易破损冲锋舟，既影响了运输速度，又耽误了抢险救援的进度，所以简便快捷的拖车设计在以后的抢险救援中会有很多的应用。研究内容设计一种灵活便捷实用的消防冲锋舟拖车，原理方案的功能实现，总体方案的设计，结构形式，结构参数，工作参数的设计。要求如下：1. 阅读外文资料，翻译与所学专业或课题相关的外文文献4000字左右，语句通顺、流畅、准确；2了解消防冲锋舟拖车的实际工作原理3根据加工产品具体结构和加工要求，拟定分析设备设计方案4绘制整套零件图，装配图，各零件的精度配合5. 用UG进行造型，装配后进行运动仿真6. 撰写论文，要求符合本科论文的格式要求，语言简洁、流畅、层次分明。上机时数不少于200小时，整个毕业设计过程的技术工作要严谨、灵活、工作要有主动性，计算方法、计算的程序、计算结果、结论要正确。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析冲锋舟拖车包括山木型和滚轮型。整车镀锌、采用高强度耐磨的聚乙烯滚轮、防腐较强的山木而研制的新型专用拖车，拖车采用汽车制造工艺，配备专用的工装夹具一次成型，确保车架实用美观。其结构包括用于装载冲锋舟的拖车本体、设置于所述的拖车本体下方的车轮、设置于所述的拖车本体前方的用于与运输车相连接的挂钩，还包括下端部与所述的拖车本体相转动地连接的立杆、一端部与所述的立杆的上端部通过第一转轴相转动地连接的横杆、设置于横杆的另一端部的用于升降冲锋舟的升降机构，所述的升降机构包括固定设置于所述的横杆上的连接部、绕设于所述的连接部上的牵引索、连接于所述的牵引索上的用于与所述的冲锋舟的边缘部相连接的两个连接件，进一步进行强度和配合等审核可行性分析：通过各主要部分系统的确定，主要问题可以解决。细节问题也可以方便的处理，总的来说，此方案的可行性没有问题。研究计划及预期成果研究计划：2009年10月12日-2009年12月25日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。2010年1月11日-2010年3月5日：填写毕业实习报告。2010年3月8日-2010年3月14日：按照要求修改毕业设计开题报告。2010年3月15日-2010年3月21日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。2010年3月22日-2010年4月11日：图纸设计。2010年4月12日-2010年4月25日：计算设计。2010年4月26日-2010年5月21日：毕业论文撰写和修改工作。预期成果：明确对准机构预期达到的性能指标和工作路线。总体方案的设计，可行性的分析。对准机构的初步设计，总体结构的设计，各部件的参数设计。分析验证,优化设计。完成二维图和三维图的绘制。完成三维总装图的动态展示。完成设计说明书。特色或创新之处本冲锋舟拖车设计简单，加工方便，生产效率高且安全性高。本冲锋舟拖车的特色在于灵活便捷，并且装载或者卸载简便，使得拖车的功能较多，操作较方便，运输过程中较为平稳，良好地保护了冲锋舟不会受力变形已具备的条件和尚需解决的问题1. 已具备条件：各类资料比较齐全，查阅方便；消防冲锋舟拖车设计已有类似产品可供参考；2. 尚需解决的问题：冲锋舟拖车的本体机构的简洁化，支架材料的选择，拖车的多样环境的适应性，以及使用寿命。指导教师意见指导教师签名：2012年 11 月 30日教研室（学科组、研究所）意见教研室主任签名：年月日系意见主管领导签名：年月日编编号号无锡太湖学院毕毕业业设设计计（论论文文）题目：题目：消防冲锋舟拖车设计消防冲锋舟拖车设计信机系系机械工程及自动化专专业业学号：学生姓名：指导教师：（职称：副教授）（职称：）2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚诚信信承承诺诺书书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）消防冲锋舟拖车设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械 93 学号： 0923117 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日I摘摘要要现代随着救援抢险设备的发展将需要更加便捷灵活的运输工具,冲锋舟拖车设计的技术在高科技抢险救援的研究开发中将起着越来越重要的作用。冲锋舟拖车设计与抢险救援有着密切的联系,在未来抢险救援设备技术的开发中和设备高速灵活的运输中占据主导地位;在其开发利用及其深加设计程中还必须考虑各类型地里环境和可持续发展。未来冲锋舟拖车设计发展趋势是高速、适应性强、简便和灵活。虽然可以通过普通运输车运输,但其成本过高，运输不灵活,运输过程中容易对冲锋舟造成破损。至今未能普遍应用。优质的消防冲锋舟拖车对产品本身的使用安全要求、产品设计的机动灵活性要求、产品专业度和全面性要求很高。无论是加工工艺还是选择型材、本身功能和用途要求多元化、机动灵活性以及配件的选择等，都有较高的要求，自己有这样全优全控的优秀组合，才能确保消防冲锋舟拖车等装备使用安全，进而确保救援人员的人生安全。冲锋舟拖车包括山木型和滚轮型。整车镀锌、采用高强度耐磨的聚乙烯滚轮、防腐较强的山木而研制的新型专用拖车，拖车采用汽车制造工艺，配备专用的工装夹具一次成型，确保车架实用美观。其结构包括用于装载冲锋舟的拖车本体、设置于所述的拖车本体下方的车轮、设置于所述的拖车本体前方的用于与运输车相连接的挂钩，还包括下端部与所述的拖车本体相转动地连接的立杆、一端部与所述的立杆的上端部通过第一转轴相转动地连接的横杆、设置于横杆的另一端部的用于升降冲锋舟的升降机构，所述的升降机构包括固定设置于所述的横杆上的连接部、绕设于所述的连接部上的牵引索、连接于所述的牵引索上的用于与所述的冲锋舟的边缘部相连接的两个连接件，进一步进行强度和配合等审核关键词关键词: : 消防；冲锋舟；拖车IIAbstractAlong with the development of modern emergency rescue equipment will need to be more flexible and convenient transportation, assault boat trailer design technology plays a more and more important role in the research and development of high-tech rescue. Design and emergency rescue boats trailers are closely linked, occupy the leading position in the development of future rescue equipment technology and equipment of high-speed flexible transport; in its development and utilization of the deep and the design process must also consider the types in the environment and sustainable development.Future development trend is charge boat trailer design of high speed, strong adaptability, convenient and flexible. Although the common transport vehicle, but the cost is too high, the transportation is not flexible, the transport process is easy to cause the damage to assault boat. Has not be widely applied. High quality fire assault boat trailer for the product itself that is used safety requirements, flexibility of product design requirements, professional products and comprehensive high requirements. Whether the process is still choose the profile, function and use of diversified requirements itself, flexibility and choice of accessories and so on, have higher requirements, the excellent combination of himself with such a full control, to ensure the safe use of fire assault boat trailers and other equipment, and to ensure that the rescue personnel life safety.Assault boat trailer include roller type. Automobile galvanized, uses the high strength wear-resisting polythene roller, anticorrosion strong wooden and developed a new type of special trailer, trailer adopts auto manufacturing process, equipped with special fixture of a molding, ensuring the frame and practical appearance. The structure comprises a trailer body for trailer below the main body, loading assault boat is arranged on the wheel, is arranged on the front part of the body of the trailer for the hook is connected with the transport vehicle, lifting mechanism for assault boat trailer body also comprises a lower part and the phase rotation connection pole at one end, and the vertical rod of the upper end of the phase rotation through a first rotating shaft connecting bar, is arranged on the other end of the bar, the lifting mechanism comprises a connecting part, is wound around the connecting part of the traction rope, connected to the traction for two connectors connected with the edge of the boats of the cable rail fixed on the upper, further strength and coordination of audit Keywords: Fire; Canoe; Trail Car目目录录摘要.IIIABSTRACT.IV目录 .V1 绪论.11.1 消防冲锋舟拖车产业发展概述.11.1.1 世界消防冲锋舟发展历史.11.1.2 我国拖车发展历程及趋势.11.1.3 冲锋舟拖车现状及发展趋势.11.2 冲锋舟拖车设计技术研究现状.21.3 本课题的研究目的和主要研究内容.21.3.1 消防冲锋舟拖车的研究目的.21.3.2 消防冲锋舟拖车研究的主要内容.21.3.3 消防冲锋舟拖车的国内外研究情况.31.3.4 消防冲锋舟拖车的设想来由.31.4 本章小结.32 消防冲锋舟的数据获取.42.1 消防冲锋舟的特性.42.2 消防冲锋舟的参数获取.43 消防冲锋舟拖车的结构设计.63.1 消防冲锋舟拖车的构造设计.63.2 消防冲锋舟拖车的支架选择设计.83.2.1 车架承载状况.83.2.2 主车架设计.83.3 拖车车架强度校核.93.3.1 基本假设.93.3.2 车架受力分析及计算.93.3.3 车架纵梁弯矩计算.93.3.4 强度校核.103.3.5 纵梁和横梁材料.103.4 拖车车架参数确定.103.5 拖车结构的确定.114 消防冲锋舟拖车零件选择与设计.124.1 消防冲锋舟拖车的轴承的选择设计.124.1.1 轴承的选择依据和准则.124.1.2 轴承的选择参数.124.1.3 轴承的工序及计算选择.144.2 消防冲锋舟拖车的轮胎的选择设计.18I4.3 消防冲锋舟拖车的活络脚轮的选择设计.214.3.1 脚轮的组成.214.4 钢结构连板焊接的计算.244.5 标准件的选择.255 结论与展望.30致谢.31参考文献.32无锡太湖学院学士学位论文01 绪论绪论1.1 消防冲锋舟拖车产业发展概述消防冲锋舟拖车产业发展概述冲锋舟，是充气艇的一种,分有玻璃钢板的冲锋舟和橡皮艇式的冲锋舟，现代充气冲锋舟主要用于政府机构执行海事任务的比较多，方便运输简易安装使用，现成为民间一种用于休闲娱乐设备。1.1.1 世界消防冲锋舟发展历史世界消防冲锋舟发展历史根据世界吉尼斯大全中的记载，充气艇的历史可以追溯到尽公元前 880 年，亚述人二世国王下令部队不断的给 greased 兽皮充气，使其膨胀，以便能通过河流的！在古代的中国，在宋，明两代，人们也使用密封的充了气的兽皮通过河流。冲锋舟的的应运而生主要在于其速度。在 1839 年，惠灵顿公爵第一次做了充气船的浮筒测试后 1840 年，英国人托马斯汉考克设计了充气筏并把他的工作相关介绍收录在之后几年出版的英国天然橡胶的起源和进程一书中。1844 年，一名海军上尉设计了一个轮状的充气船，这个充气船被多次用在北极探险中。法国人克莱门特也设计了一个浮动的船只。事实上，许多其他发明先驱发明的充气筏，这就预示着“充气船”的诞生。1913 年，德国艾伯特梅耶想出了一个相当新颖的设计。到 1920 年，他的公司，人参巴乌，是营销他的“气”船，其中 9 只已在德国的军队中被使用了，并且逐步演绎成了冲锋舟。在法国和英国，ZODIAC 和 RFD 先后推出了第一届现代橡皮艇。 1919 年，RFD 的创始人雷福斯特在英国的 Wisely 湖上测试了一条橡皮艇，并在在 20 世纪 30 年代对他的设计进行了改进。这就是后来的一人气胀式救生筏的始祖。1934 年在法国，皮埃尔设计出了充气艇的原型。第一条现代橡皮艇被用于法国海军，ZODIAC 的发展模式引发了民用和军用橡皮艇产业的飞速发展。与之相对应的是皮埃尔于 1937 年设计出了第一条 U 形的橡皮艇，1943年 8 月 10 日他申请了此项设计的专利。现金冲锋舟已经被广泛用于军事行动和救灾行动之中。1.1.2 我国拖车发展历程及趋势我国拖车发展历程及趋势拖车，是以动力拉的搬运车辆。它是一切车辆的始祖。虽然物料搬运技术不断发展，但拖车仍作为不可缺少的搬运工具而沿用至今。拖车在生产和生活中获得广泛应用是因为它造价低廉、维护简单、操作方便、自重轻，能在机动车辆不便使用的地方工作，在短距离搬运较轻的物品时十分方便，搬运货物省力，省时，又省了钱。拖车有两轮、三轮和四轮之分。拖车车可在狭窄的便桥和羊肠小道上行驶，能够原地转向，倾卸货物十分便利。常用的拖车有搬运成件物品的搬运车、架子车和搬运散状物料的斗车等。三轮拖车中有一个、四轮拖车中有两个可绕铅垂轴回转的回转脚轮。这种回转脚轮在运行中能随着车辆运动方向的改变而自动调整到运行阻力最小的方向。1.1.3 冲锋舟拖车现状及发展趋势冲锋舟拖车现状及发展趋势现代随着救援抢险设备的发展将需要更加便捷灵活的运输工具,冲锋舟拖车设计的技术在高科技抢险救援的研究开发中将起着越来越重要的作用。冲锋舟拖车设计与抢险救消防冲锋舟拖车设计1援有着密切的联系,在未来抢险救援设备技术的开发中和设备高速灵活的运输中占据主导地位;在其开发利用及其深加设计程中还必须考虑各类型地里环境和可持续发展。未来冲锋舟拖车设计发展趋势是高速、适应性强、简便和灵活。虽然可以通过普通运输车运输,但其成本过高，运输不灵活,运输过程中容易对冲锋舟造成破损。至今未能普遍应用。优质的消防冲锋舟拖车对产品本身的使用安全要求、产品设计的机动灵活性要求、产品专业度和全面性要求很高。无论是加工工艺还是选择型材、本身功能和用途要求多元化、机动灵活性以及配件的选择等，都有较高的要求，自己有这样全优全控的优秀组合，才能确保消防冲锋舟拖车等装备使用安全，进而确保救援人员的人生安全。1.2 冲锋舟拖车设计技术研究现状冲锋舟拖车设计技术研究现状冲锋舟的拖车，包括用于装载冲锋舟的拖车本体、设置于所述的拖车本体下方的车轮、设置于所述的拖车本体前方的用于与运输车相连接的挂钩，还包括下端部与所述的拖车本体相转动地连接的立杆、一端部与所述的立杆的上端部通过第一转轴相转动地连接的横杆、设置于所述的横杆的另一端部的用于升降所述的冲锋舟的升降机构，所述的升降机构包括固定设置于所述的横杆上的连接部、绕设于所述的连接部上的牵引索、连接于所述的牵引索上的用于与所述的冲锋舟的边缘部相连接的两个连接件。两个所述的连接件开设有与所述的冲锋舟的边缘部相配合的卡槽，所述的卡槽的深度方向沿着水平方向延伸。立杆的转动中心沿着铅垂方向延伸，第一转轴的轴心线沿着水平方向延伸。拖车本体上设置有开口向上的插槽，立杆的下端部插在插槽内，立杆的下端部与插槽之间设置有转动轴承。拖车本体的两侧部相对称地沿着上下方向滑动地设置有至少两个支撑架，拖车具有用于运输时的第一工作位置与用于装载或者卸载时的第二工作位置，当拖车位于第一工作位置时，所述的车轮的最低点低于所述的支撑架的最低点，当拖车位于第二工作位置时，车轮的最低点高于所述的支撑架的最低点，支撑架与所述的拖车本体之间设置有将两者锁定于第一工作位置或者第二工作位置的锁定机构。锁定机构不是本实用新型的发明要点，只要是能够将两个相滑动的部件锁定于至少两个工作位置的锁定机构都能在此使用，具体结构在横杆与立杆之间设置有千斤顶。拖车本体上具有与所述的冲锋舟的下表面相配合的支撑面，所述的支撑面上设置有硅胶。冲锋舟放置于所述的支撑面上，两者接触面积较大，受力较小，运输过程中使得冲锋舟较平稳。1.3 本课题的研究目的和主要研究内容本课题的研究目的和主要研究内容1.3.1消防冲锋舟拖车的研究目的消防冲锋舟拖车的研究目的设计一种简单，加工方便，生产效率高且安全性高的消防冲锋舟拖车。本冲锋舟拖车的特色在于灵活便捷，并且装载或者卸载简便，使得拖车的功能较多，操作较方便，运输过程中较为平稳，良好地保护了冲锋舟不会受力变形。1.3.2消防冲锋舟拖车研究的主要内容消防冲锋舟拖车研究的主要内容明确消防冲锋舟拖车预期达到的性能指标和工作原理。总体方案的设计，可行性的分析。冲锋舟拖车的初步设计，总体结构的设计，本体结构的选择，支架的材料和类型的选择，各部件的参数设计。强度计算，分析验证,优化设计。(1) 阅读外文资料，翻译与所学专业或课题相关的外文文献 4000 字左右，语句通顺、无锡太湖学院学士学位论文2流畅、准确。(2)了解消防冲锋舟拖车的实际工作原理。(3)根据加工产品具体结构和加工要求，拟定分析设备设计方案。(4)绘制整套零件图，装配图，各零件的精度配合。(5)用 UG 进行造型，装配后进行运动仿真。1.3.3消防冲锋舟拖车的国内外研究情况消防冲锋舟拖车的国内外研究情况冲锋舟拖车包括山木型和滚轮型。整车镀锌、采用高强度耐磨的聚乙烯滚轮、防腐较强的山木而研制的新型专用拖车，拖车采用汽车制造工艺，配备专用的工装夹具一次成型，确保车架实用美观。其结构包括用于装载冲锋舟的拖车本体、设置于所述的拖车本体下方的车轮、设置于所述的拖车本体前方的用于与运输车相连接的挂钩，还包括下端部与所述的拖车本体相转动地连接的立杆、一端部与所述的立杆的上端部通过第一转轴相转动地连接的横杆、设置于横杆的另一端部的用于升降冲锋舟的升降机构，所述的升降机构包括固定设置于所述的横杆上的连接部、绕设于所述的连接部上的牵引索、连接于所述的牵引索上的用于与所述的冲锋舟的边缘部相连接的两个连接件，进一步进行强度和配合等审核1.3.4 消防冲锋舟拖车的设想来由消防冲锋舟拖车的设想来由冲锋舟拖车设计与抢险救援有着密切的联系,在未来抢险救援设备技术的开发中和设备高速灵活的运输中占据主导地位;在其开发利用及其深加设计程中还必须考虑各类型地里环境和可持续发展。冲锋舟拖车设计发展趋势是高速、适应性强、简便和灵活。虽然可以通过普通运输车运输,但其成本过高，运输不灵活,运输过程中容易对冲锋舟造成破损。至今未能普遍应用。所以随着救援抢险设备的发展将需要更加便捷灵活的运输工具,冲锋舟拖车设计的技术在高科技抢险救援的研究开发中将起着越来越重要的作用。1.4 本章小结本章小结在运输中，由于普通拖车运输不灵活，效率很低，且易破损冲锋舟，既影响了运输速度，又耽误了抢险救援的进度，所以简便快捷的拖车设计在以后的抢险救援中会有很多的应用。冲锋舟拖车设计需要简单，加工方便，生产效率高且安全性高。本冲锋舟拖车的特色在于灵活便捷，并且装载或者卸载简便，使得拖车的功能较多，操作较方便，运输过程中较为平稳，良好地保护了冲锋舟不会受力变形。消防冲锋舟拖车设计32 消防冲锋舟的数据获取消防冲锋舟的数据获取2.1 消防冲锋舟的特性消防冲锋舟的特性冲锋舟主要用于在洪灾中抢救人民生命和财产，也可用于水上侦察、巡逻等。现在冲锋舟舟体材料大多由玻璃纤维增强塑料(俗称“玻璃钢”)、胶合板和橡胶布等组成。水上多用船外机驱动，也可用桨操行。常见的有 TZ588 型、TZ590、TZ600 型等多种型号，消防部队当前配备的主要为 TZ590 型冲锋舟。消防冲锋舟一般采用进口专用气艇布料 0.9T1000D/PVC ，气密性、耐磨性极好、使用寿命长。采用进口气阀，方便、安全、可靠。所有粘接部位全部采用进口胶水粘接，剥离强度以及耐高温、耐水解、抗紫外线等性能均大大优于国产胶水，即使在阳光暴晒下，气艇连接部位牢固性能得到充分保证。进口材料色牢度高、布面颜色历久如新，进口专用耐磨双色护舷，保证了船体经久耐用。消防冲锋舟塑胶船底易拆装，耐力久，承载力强，不变形。船体由聚合涂料加强纤维制成，有效防止长期曝晒，四个独立气室，放气后可折叠存放，可装置配雅马哈，水星等舷外机。2.2 消防冲锋舟的参数获取消防冲锋舟的参数获取下面是常用消防冲锋舟的型号、配机、载重人数、航速的相关参数。图 1 常见橡皮艇的技术性能无锡太湖学院学士学位论文4表 2-1 常见冲锋舟的技术性能型号尺寸配机承载人航速TZ4684.68X1.72X0.730-486 人35-55TZ5905.9x1.95x0.840-6012 人45-55TZ5205.2X1.72X0.7540-608 人30-55TZ6006.0X1.8X0.8548-6010 人40-55由图 1 和表 2 可知消防冲锋舟的相关性数据，根据具体的设计要求，选取消防冲锋舟的数据为：长 X 宽 X 高4300 X 1900 X 800mm型号为：橡皮艇 LSD 430 J消防冲锋舟拖车设计53 消防冲锋舟拖车的结构设计消防冲锋舟拖车的结构设计3.1 消防冲锋舟拖车的构造设计消防冲锋舟拖车的构造设计与“单体式”汽车相比，拖车更能够提高公路运输的综合经济效益。运输效率可提高 30-50%，成本降低 30-40%，油耗下降 20-30%。更重要的是，拖车的使用，还能对我国物流的组织形式起到一定程度的促进作用。拖车车载部位无栏板，用途广泛，主要用于中短途运输。系列拖车车架为穿梁式结构，纵梁采用平直式活鹅颈式。腹板高度从 400mm 至 550mm，纵梁采用自动埋弧焊焊接，车架采用喷丸处理，很亮穿入纵梁并焊接整体。串联式干板弹簧和悬挂支座组成，结构合理，具有较强的刚性和强度，用来支承载荷缓冲击。拖车通常用来运输船只（如冲锋舟、橡皮艇等）及其他重载货物，其重心越低，稳定性和安全性越好，运输超高货物和通过头顶障碍的能力就越强。低平板拖车结构和装载，低平板拖车通常采用凹梁式（或者井型）车架，既车架前段为鹅颈（鹅颈前段的牵引销与牵引车上的牵引鞍座相连，鹅颈后端与半挂车架相连），中段为货台（车架最低部分），后端为轮架（含车轮）。在往低平板半挂车上装载机械设备时，通常是从半挂车后端装载机械设备，即采用从后轮架上面移动机械设备或者将车轮移除的方式，然后再将机械设备固定在半挂车上。低平板式半挂车行走结构使用高强度国际钢材质，整车自重轻，并保障其抗扭曲、抗震、抗颠簸能力、满足不同的路面承载能力。选用机械式承载装置其作用是当牵引装置与挂车脱开时，用于支撑地面，承受半挂车前部载荷。支承装置有单动式和联动式两种，主要由支承盘、螺杆传动机构、减速箱和操纵手柄等构成。悬挂装置有单轴式悬挂和双轴式悬挂三轴式悬挂三种装置半挂车。纵梁是车架的主要承载部件,在行驶中受较大的弯曲应力。为了满足拖车使用性能的要求,纵梁采用阶梯形结构,断面为工字形,材料为 16Mn。为保证牵引装置和悬架系统有足够的活动空间,其鹅颈处设计成变截面,悬架支座部位高度尽量收缩。根据设计计算,并参照国内外同类型产品的结构,纵梁主截面高度为 860mm,鹅颈处高度为 648mm,悬架支座处高度为 410mm,纵梁上、下翼面宽度为 160mm,厚度为 18mm,腹板厚度为 8mm。纵梁加强板的布置是由于悬架支座部位的纵梁高度尺寸较小,此部位承受的支座反力较大。为了保证该区域具有足够的强度,在这里布置了内、外侧加强板和下加强板。内、外侧加强板与工字钢焊接组成箱形结构, 下加强板上开有若干个塞焊孔,通过塞焊和两侧间断焊与工字钢下翼面连接。加强板的端头形状，为了减小应力集中,内、外侧加强板端头设计成 U 形结构,下加强板端头采用 69斜面,且下加强板端头与内、外侧加强板端头避开。横梁是车架中用来连接左、右纵梁,构成车架的主要构件。横梁本身的抗扭性能的好坏及其分布,直接影响着纵梁的内应力大小及其分布。合理设计横梁,可以保证车架具有足够的扭转刚度。鹅颈处是为了简化制造工艺,遵循产品设计标准化、系列化、通用化的原则,鹅颈处的横梁采用与本厂普通半横梁是车架中用来连接左、右纵梁,构成车架的主要构件。横梁本无锡太湖学院学士学位论文6身的抗扭性能的好坏及其分布,直接影响着纵梁的内应力大小及其分布。合理设计横梁,可以保证车架具有足够的扭转刚度。为了简化制造工艺,遵循产品设计标准化、系列化、通用化的原则,鹅颈处的横梁采用与本厂普通半。悬架支座处低平板半挂车为单后轴结构,采用的是单轴平衡式悬架系统,前、后悬架支座直接与纵梁的下翼面焊接。行驶时,由于车架的悬架部位承受较大的扭转应力,在前、后支座处设置了 2 个截面尺寸较大的箱形横梁,保证车架有足够的扭转刚度,并能较理想的传递载荷。车架中部由于牵引销和后轴处的扭转刚度大,车架中部的变形往往较大。为了允许车架有微量的翘曲,在车架中部布置了 6 根仅与纵梁腹板焊接的工字形横梁,横梁间距为400mm。横梁与纵梁连接的节点刚度直接影响到车架的整体刚度,合理设计横梁与纵梁的节点结构,是车架设计的重要问题。横梁与纵梁的连接形式通常有两种,横梁与纵梁的上、下翼面相连接这种结构的优点是有利于提高车架的扭转刚度,缺点是在受扭严重的情况下,纵梁翼缘会出现较大的应力。由于车架的牵引销处和悬架支座部位扭转变形小,在此部位采用了这种连接方式,并在牵引销后横梁处增设斜撑,以提高纵梁的扭转刚度。横梁仅与纵梁的腹板相连接这种结构刚度较差,允许纵梁截面产生自由翘曲,不产生约束扭转,因为该车架中部变形较大,所以采用了这种连接方式。由于工程机械的重力是通过履带作用在车架承载面的左、右两侧,为此,在纵梁两侧对称设置了 4 根变截面等强度翼梁。翼梁断面为工字形,间距为 1200mm。车架宽度运输的需要,车架按照橡胶艇尺寸设计成超宽(指国家标准规定的宽度限界)的特种结构,鹅颈处和悬架支座处仅与纵梁外缘等宽,而在前、后 2 个悬架支座处设置了截面尺寸较大的箱形支架。支架离地高度与轮胎直径相等,工程机械行驶至此时,由轮胎和支架承受载荷。车架底板结构，为使车架底板有一定弹性,防止打滑,车架在承载部位采用木底板,其余部位采用花纹面板,并适当布置防滑筋,以保证运输安全。木底板用内六角圆柱螺钉与横梁连接。载荷处理，节点静力载荷数据备胎总成质量 80kg,支承装置质量 142kg。梁单元均布载荷数据按实际装载量除以车架承载的实际长度,再乘以动载荷系数,得出车架单位长度所承受的重量。取实际装载 G=3000N,车架承载的实际长度 L=3900mm,动载荷系数一般取 K d=2,因此,车架单位长度所承受的重量为: q=G*K d / L=1.54N*mm 进行约束处理为了避免车架产生刚体位移,应约束所有节点绕 Z 轴的转动。所有参考点应全约束。牵引销和悬架支座与车架的连接点视具体情况应约束相应的自由度。计算结果表明,最大应力在节点其值： =31.18N*mm2 ,消防冲锋舟拖车设计7纵梁材料 16Mn 的屈服极限：s= 254 N*mm2结构最大节点位移及变形节点位,最大节点位移在其值为： Z max=0.129mm,按文献2推荐,一般纵梁的允许变形量Z=13,Fa/Fr=0.25 左右）下旋转时转速的界限值。另外，润滑剂根据其种类和牌号的不同，也可能虽优于其他性能但不适用于高速旋转极限转速的修正负荷条件 C/P13（即当量动负荷 P 超过基本额定动负荷 C 的 8%左右），或承受的合成负荷中的轴向负荷超过径向负荷的 25%时，要用下式对极限转速进行修正。Na=f1*f2*nNa：修正后的极限转速，rpm f1：与负荷条件有关的修正系数（图8.1) f2：与合成负荷有关的修正系数（图8.2) n ：一般负荷条件下的极限转速，rpm（参照轴承尺寸表） C ：基本额定动负荷，N P ：当量动负荷，N Fr：径向负荷，N无锡太湖学院学士学位论文14 F a：轴向负荷，N图 4.1 与负荷条件有关的修正系数 f1。图 4.2 与合成负荷条件有关的修正系数 f2。带接触式密封圈（型）球轴承的极限转速受到密封圈接触面线速度的限制，允许线速度取决于密封圈的橡胶材质。轴承在高速旋转、尤其是转速接近或超过尺寸表记载的极限转速时，主要应该注意如下事项：（）使用精密轴承（）分析轴承内部游隙（考虑温升产生的轴承内部游隙减少量）。（）分析保持架的材料的型式（对于高速旋转，适合采用铜合金或酚醛树脂切制保持架。另外也有适用于高速旋转的合成树脂成型保持架）。（）分析润滑方式（采用适用于高速旋转的循环润滑、喷射润滑、油雾润滑和油气润滑等润滑方式）。轴承的摩擦系数，为便于与滑动轴承比较，滚动轴承的摩擦力矩可按轴承内径由下式计算： M=uPd/2M：摩擦力矩，m N * m消防冲锋舟拖车设计15 u：摩擦系数，表 1 P：轴承负荷，N d：轴承公称内径，mm 摩擦系数 u 受轴承型式、轴承负荷、转速、润滑方式等的影响较大，一般条件下稳定旋转时的摩擦系数参考值如表 4-5 所示。（对于滑动轴承，一般 u=0.01-0.02，有时也达0.1-0.2）。表 4-5各类轴承的摩擦系数 u轴承型式摩擦系数u深沟球轴承0.0010-0.0015角接触球轴承0.0012-0.0020调心球轴承圆柱滚子轴承 0.0008-0.0012满装型滚针轴承0.0025-0.0035带保持架滚针轴承0.0020-0.0030圆锥滚子轴承0.0017-0.0025调心滚子轴承0.0020-0.0025推力球轴承0.0010-0.0015推力调心滚子轴承0.0020-0.0025又有已知P=2460 N，主轴半径选择为150mm，则轴承公称内径为 12mm。轴及外壳的尺寸公差公制系列的轴及外壳孔的尺寸公差已由GB/T275-93滚动轴承与轴和外壳的配合标准化，从中选定尺寸公差即可确定轴承与轴或外壳的配合。配合的选择配合的选择一般按下述原则进行。根据作用于轴承的负荷方向、性质及内外圈的哪一方旋转，则各套圈所承受的负荷可分为旋转负荷、静止负荷或不定向负荷。承受旋转负荷及不定向负荷的套圈应取静配合（过盈配合），承受静止负荷的套圈，可取过渡配合或动配合（游隙配合）。轴承负荷大或承受振动、冲击负荷时，其过盈须增大。采用空心轴、薄壁轴承箱或轻合金、塑料制轴承箱时，也须增大过盈量。要求保持高旋转时，须采用高精度轴承，并提高轴及轴承箱的尺寸精度，避免过盈过大。如果过盈太大，可能使轴或轴承箱的几何形状精度影响轴承套圈的几何形状，从而损害轴承的旋转精度。非分离型轴承（例如深沟球轴承）内外圈都采用静配合，则轴承安装、拆卸极为不便，最好将内外圈的某一方采用动配合。）负荷性质的影响轴承负荷根据其性质可分为内圈旋转负荷、外圈旋转负荷及不定向负荷，其与配合的关系如表4-6所示：无锡太湖学院学士学位论文16表 4-6 轴承负荷的配合关系轴承旋转条件图例负荷性质配合方式内圈：旋转负圈：静止负荷方向：固定内圈：静止负圈：旋转负荷方向：与外圈同时旋转内圈旋转负荷外圈静止负荷内圈：采用静配合（过盈配合）外圈：可用动配合（游隙配合）内圈：旋转负圈：静止负荷方向：固定内圈静止负荷外圈旋转负荷内圈：可用动配合（游隙配合）外圈：采用静配合（过盈配合）配合面粗糙度的影响，若考虑配合面的塑性变形，则配合后的有效过盈受配合面加工质量的影响，近似地可用下式表示：磨削轴d e =(d/(d+2)*d车削轴 d e=(d/(d+3)*d 这里： d e ：有效过盈，mm d：视在过盈，mm d：轴承公称内径，mm）温度的影响一般来说，动转时的轴承温度高于周边温度，而且轴承带负荷旋转时，内圈温度高于轴温，因此热膨胀将使有效过盈减少。现设轴承内部与外壳周边的温差为t 则不妨可假定内圈与轴在配合面的温差近似地为(0.01-0.15)t 。因此温差产生的过盈减少量d t 可由式计算： d t=(0.10 to 0.15)t*d =0.0015t*d*0.01 这里： d t:温差产生的过盈减少量，mm t:轴承内部与外壳周边的温差， :轴承钢的线膨胀系数,(12.510-6)1/ d:轴承公称内径，mm 消防冲锋舟拖车设计17因此，当轴承温度高于轴温时，配合必须紧。另外，在外圈与外壳之间，由于温差或线膨胀系数的不同，反过来有时过盈也会增加。因此在考虑利用外圈与外壳配合面之间的滑动避让轴的热膨胀时，需要加以注意。配合产生的轴承内部最大应力轴承采用过盈配合安装时，套圈时会膨胀或收缩，从而产生应力。应力过大时，有时套圈会破裂，需要加以注意。配合产生的轴承内部最大应力可由表的式子计算。作为参考值，取最大过盈不超过轴径的 1/1000，或由表 4-7 的计算式得到的最大应力不大于 120Mpa12kgf/mm2为安全。表 4-7 配合产生的轴承内部最大应力轴与内圈外壳孔与外圈这里： :最大应力,M Pa d:轴承公称内径（轴径），mm Di:内圈滚道直径，mm 球轴承Di=0.2(D+4d)滚子轴承Di=0.25(D+3d) def:内圈的有效过盈，mmdo:中空轴半径，mmDe:外滚道直径，mm 球轴承De=0.2(4D+d) 滚子轴承De=0.25(3D+d)D:轴承公称外径（外壳孔径），mm def:外圈的有效过盈，mmDh:外壳外径，mmE:弹性模量，2.08105MPa21 200kgf/mm2同时，精确性要求特别高时，应提高轴与外壳的精度。与轴相比，一般外壳难加工、精度低，因此放松外圈与外壳的配合为宜。采用中空轴及薄壁外壳时，配合必须比通常紧。采用双半型外壳时，应放松与外圈的配合。对于铸铝或轻合金外壳，配合必须比通常紧一些。无锡太湖学院学士学位论文184.24.2 消防冲锋舟拖车的轮胎的选择设计消防冲锋舟拖车的轮胎的选择设计轮胎组件由轮胎、车轮、轮胎螺母、螺母护罩、气嘴延伸管及护帽等组成。轮胎与路面接触的部分，通过磨擦使汽车具有驱动、制动等性能，应具有良好的耐磨、耐刺扎、抗冲击、散热等性能。轮胎中的帘布层，轮胎的主要受力部件，耐冲击并且行驶中应具有良好的耐屈挠性。胎面与胎体之间的钢丝帘布，保护胎体，抑制胎面变形，维持胎面的接地面，提高耐磨性及行驶稳定性。带束层上方的特殊帘布层，轮胎行驶中，抑制带束层移动，防止高速行驶时带束层的脱离，保持高速状态下轮胎尺寸的稳定性。挂胶钢丝按一定的形状( 四角或六角形状) 缠绕而成，起到将轮胎装上轮辋固定轮胎的作用。轮胎中钢丝圈上面的填充材料，防止胎圈分散，减缓胎圈冲击，保护胎圈，防止成型时空气进入。1、螺母护罩2、车轮总成3、气嘴延伸管及护帽4、轮胎总成图4.3 轮胎结构示意图消防冲锋舟拖车设计19图4.4 轮胎与轴承配合示意图检查轮胎花纹深度深度： 2 mm 提示：若轮胎花纹深度超过极限范围，则应更换新的轮胎；务必左右侧成对更换。同时要经常检查轮胎是否异常磨损： ()检查胎肩是否磨损，若有磨损，则应检查轮胎充气压力是否不足，是否时常超载，调整气压后进行轮胎换位。 () 检查轮胎胎面中间是否磨损，若有磨损，则应检查轮胎是否充气过量，调整气压后进行轮胎换位。 ()检查轮胎内侧是否磨损，若有磨损，应注意尽量避免高速转弯，检查悬架部件是否松动，外倾角是否正常，调整后进行轮胎换位。 ()检查轮胎外侧是否磨损，若有磨损，应注意尽量避免高速转弯，检查悬架部件是否松动，外倾角是否正常，调整后进行轮胎换位。 ()检查轮胎是否出现羽状磨损，若有磨损应检查前束值并调整，调整后进行轮胎换位。()检查轮胎是否出现波纹状磨损，若有磨损，应检查轮胎充气压力是否标准，外无锡太湖学院学士学位论文20倾角及前束是否正确，车轮轴承是否松动或磨损，并加以调整，调整后进行轮胎换位。检测冷态轮胎充气压力轮胎标准气压参见：GB 9744-载重汽车轮胎国家标准。表4-8 车轮及轮胎剩余不平衡量、平衡块要求轮胎尺寸选择为：外直径为680mm，内直径为170mm。4.3 消防冲锋舟拖车的活络脚轮的选择设计消防冲锋舟拖车的活络脚轮的选择设计4.3.1 脚轮的组成脚轮的组成 1、单轮刹掣：安在轮子轴套或轮胎表面上，用手或脚操纵的刹掣装置。2、密封圈：防止转向轴承或单轮轴承入尘，维持其润滑性，便于转动。 3、防缠盖：用以防止和其它杂物缠住轮轴和支架与轮子的缝隙。使轮子能自由转动。4、支撑架：装置在运输工具下面，能令其固定在某一位置上的装置。其他包括转向臂、杠杆、橡胶防撞垫、防松垫以及其它具有特定用途的零配件。 5、全刹掣：即可锁定转向又可以固定轮子的刹掣装置。转向锁定：通过把弹簧插销锁定转向轴承 (四位或两位锁定),把活动脚轮锁定为固定脚轮。脚轮的底板和轴承零件介绍 1、安装底板用于安装水平位置的平板。2、中心铆钉用于固定转动装置的铆钉或螺栓。拧紧螺栓型铆钉能调节因转动磨损而造成的松动。中心铆钉是底板的组成部分。3、固支总成由固定支架、螺母和轮轴组成。不包括轮子、轮内轴承、轴套。4、活支总成由活动支架、轮轴及螺母组成。不包括轮子、轮内轴承和轴套。轴套是套在轮轴外面的，钢铁制造的非转动零件，供轮子轴承转动固定轮子在支架内。消防冲锋舟拖车设计215、转向轴承有若干不同的灯型，例如：单层轴承：在大的轨道上只有一层钢球；双层轴承：两个不同的轨道上，有双层钢球；普通型轴承：用冲压成型的上珠盘承托钢球组成。精密型轴承：用标准工业轴承组成。4.3.2 脚轮的材料脚轮的材料通常轮子材质有尼龙、橡胶、聚氨酯、弹力胶、铁芯包聚氨酯、铸铁、塑料等。聚氨酯轮不论在室内室外的地面行驶，都能满足你的搬运要求;弹力胶轮则能适用于酒店、医疗器械、木地板、瓷砖地面等要求行走时噪音小宁静的地面上行驶;尼龙轮、铁轮适用于地面不平或地面上有铁屑等物质的场地。表4-9 轮胎的材料轮子材料性能特点弹性橡胶聚氨脂塑料尼龙钢铁轮耐高温轮橡胶铁包 PU承载/公斤90650 12078560650100850 1202540100480704502402550适用温度-4385 -4385-4385-43126 -43126-56230 -4385 -4385轮硬度65(5)A 55(5)D65(5)D-75(5)A 85(5)A转动灵活性优优优优优优良优转动宁静优优一般一般差良优优地板保护优优一般一般差良优优无轮印无无无无无无有无耐冲击优优优良良优优优耐磨损优优一般良优优优优防水性能优优优差差优优优防化学品优优优良良优差优4.3.3 选择的脚轮支架选择的脚轮支架脚轮是由单轮装在支架上而成，用于安装在设备下面令其自由移动。脚轮主要分为两大类： 1、固定脚轮：固定支架配上单轮，只能沿直线移动。 2、万向脚轮：360度转向的支架配上单轮，能随意向任何方向行驶。安装高度：指从地面到设备安装位置之间的垂直距离，脚轮的安装高度是指与脚轮底板与轮子边远最大的垂直距离。支架转向中心距：指中心铆钉垂直线到轮芯中心的水平距离。转动半径：指中心铆钉垂直线到轮胎外边缘的水平距离，适当的间距令脚轮能作360度无锡太湖学院学士学位论文22转向。转动半径的合理与否直接影响到脚轮的使用寿命。行驶负荷：脚轮在移动时承重能力也称动负荷,脚轮的动负荷因工厂的试验方式不同而有所差别,也因轮子的材料不同而不同,关键在于支架的结构和质量是否能够抗冲击和震荡。冲击负荷：当设备受到承载物冲击或震动时脚轮的瞬间承重能力。静态负荷：脚轮在静止状态下能承受的重量。静态负荷一般情况应为行使负荷（动承载）的56倍，静态负荷至少应是冲击负荷的2倍。转向：硬质、窄小的轮子比软质、宽的轮子较易转向。转动半径是轮子转动的一个重要参数，转动半径过短会增加转向难度，过大则会导致轮子晃动及寿命缩短。行驶灵活性：影响脚轮行驶灵活性的因素有支架的结构和支架钢材的选用、轮子的大小、轮子类型、轴承等,轮子越大行驶灵活性越好,在平稳地面上硬质、窄小的轮比平边软质的轮子省力,但在不平的地面上软质的轮子省力,但在不平的地面上软质的轮子能更好地保护设备并避震。4.3.4 选择的脚轮支架选择的脚轮支架通常选择适合的脚轮支架首先考虑脚轮承载的重量，如：超市、学校、医院、办公楼、酒店等地方,由于地面良好,平滑且搬运的货物较轻,(每只脚轮承载在50-150kg),适合选择以薄钢板3-4mm冲压成形的电镀轮架,其轮架轻,操作灵活,静音又美观。此电镀轮架依滚珠排列分为双排珠和单排珠,若常移动或搬运时应用双排珠;在工厂和仓库等场所,货物搬运很频繁且负荷较重(每只脚轮承载在150-680kg)则适合选用以厚钢板5-6 mm冲压热锻并焊接的双排滚珠的轮架;若用于搬运重物如纺织工厂、汽车工厂、机械工厂等地方,由于荷重大且行走距离长(每只脚轮承载在700-2500kg),故应选择以厚钢板8-12mm切割后焊接的轮架,活动轮架使用平面滚珠轴承和滚珠轴承在底板上,使脚轮能承受重负荷,转动灵活、抗撞击等功能。为了能够计算出各种脚轮需要的载重能力,必须知道运输设备自重、最大荷重和所用单轮和脚轮的数量。一个单轮或脚轮所需的载重能力计算如下:T=(E+Z)/MN：T单轮或脚轮所需承载重量;E运输设备的自重;Z=最大荷重;M=所用单轮和脚轮的数量;N=安全系数（约 1.31.5）。已知 M=1，Z=186 Kg, T=320 N.则可得出 E=36.54.3.5 选择脚轮的直径大小选择脚轮的直径大小通常轮子直径愈大愈容易推动,荷重能力也愈大同时也较能保护地面不受损坏,轮径大小的选择首先应考虑承载的重量和荷重下搬运车的起动推力来决定。根据载荷则脚轮外直径选择为：254mm；内直径选为：75mm；材料为：橡胶；支架转向中心距为：95mm；冲击载荷680Kg。消防冲锋舟拖车设计234.3.6 脚轮的轴承选择脚轮的轴承选择脚轮轴承的选用对于购买产品者是必须清楚的一项内容。脚轮使用的轴承有很多种，没有它，脚轮便失去了价值。因此，我们建议理想的轴承应该是适合各自的应用场合，并且保证留有必要的安全余量。除了轮面、轮子直径和旋转轴承以外，轮子轴承决定了这只脚轮的可移动性，甚至这只脚轮的质量。使用环境对于选择轴承至关重要，不同的使用环境都有着不同的要求：工厂用的脚轮不同于商行用的脚轮，工具车用的的脚轮不同于医院床铺用的轻型脚轮，购物推车用的脚轮的要求肯定完全不同于那些工厂中用于运送重负载的那些脚轮。轴承有下面一些类型： 1、滚针轴承-除了耐磨和深沟槽滚珠轴承外，这种结实的抗震的轴承主要用于运输设备脚轮。滚针轴承与其他轴承相比，以其极低的安装高度、相对低的滚动阻力及巨大的载重量著称。配有滚针轴承的轮子的移动速度不可超过4公里/小时，接近人行走的速度。 2、圆锥轴承-圆锥轴承是滚柱轴承中最重要的组成部分之一。与普通轴承相比，它们特殊优势在于扩大了使用的领域，能提供改良的移动特性。 3、精密滚珠轴承-经独特设计的，并符合德国行业标准的单排辐状精密滚珠轴承是轴承中质量最高的型号。配有这些滚珠轴承的轮子即使承载最大限度的负荷，仍能保持极低的滚动阻力。 4、普通轴承-轮子轴承最简单的形式是轴承的滑动或者磨擦。它们能抗震、几乎免维护，并且基于材料的特性，还可以抗腐蚀。如果设备只需在短距离、低转速的情况下移动，我们推荐安装配有普通轴承的轮子就可以了。 5、平面轴承和锥形轴承：适合于高和特高负荷及高转速、要求抗撞击的脚轮。轴承选择为：GB278-89 (30*50*930*65*16)4.4 钢结构连板焊接的计算钢结构连板焊接的计算4.4.1 选择脚轮的直径大小选择脚轮的直径大小连板外伸长度:不宜过大,只需满足螺栓布置的端距要求即可,以避免撬力对螺栓影响过大。连板宽度:通常情况下,当梁翼缘宽度能够满足螺栓布置的边距要求时, 连板宽度宜等于梁宽;当确实需要增大连板宽度且螺栓布置靠近端板侧边缘时,目前尚无关于螺栓位置的规定,本文建议螺栓孔边缘不应超出梁翼缘宽度范围,否则,应在梁端适当增大梁翼缘宽度,以保证螺栓的受力。连板厚度: 连板厚度的增加能够提高节点初始转动刚度和承载力;如果连板厚度太小,则节点刚度和承载力均过小,且从试验结果来看,过薄的端板其弯曲变形很大,容易导致焊缝开,结合“轻钢规程”关于；连板厚度不小于16mm的规定,本文建议端板厚度范围应为16mm30mm。此外, 连板厚度应满足下文中的抗震承载力和极限承载力验算的要求。4.4.2 抗震承载力的要求抗震承载力的要求。针对多层抗震钢框架采用的端板连接,除了满足我国现行规范规程的承载力验算要求,还应满足下述的抗震设计要求节点域柱腹板节点域柱腹板抗震承载力应根据“抗震规范”第8. 2. 5条的式(8. 2. 5 - 2)无锡太湖学院学士学位论文24和(8. 2. 5 - 6)进行验算:*(Mpb1 +Mpb2 ) /V p= (4 /3) fv Mb1 +Mb2/Vp= 4/3fv/RE 从现有的国内外研究成果看,钢结构梁柱端板连接宜采用大直径螺栓、中等厚度端板(或柱翼缘) ,以提高节点抗震性能。由于螺栓破坏一般是突然断裂,具有明显的脆性特征;而端板(或柱翼缘)受弯屈服后具很大的塑性变形能力,所以,采用大直径螺栓、中等厚度端板(或柱翼缘)能够保证节点破坏模式是端板受弯屈服,以保证节点的延性,提高节点的耗能能力和抗震性能。4.5 标准件的选择标准件的选择按照汽车设计标准资料手册中的各类标准件的应用特点合理选用相关标准件。应尽量选用汽车设计标准资料手册中已列的品种规格，否则应做为非标件另行设计。螺纹紧固件长度的选用原则：为保证紧固件联结牢固、可靠、安装方便，螺纹紧固件长度的选择应以紧固后螺杆露出螺母端面（310）mm 为宜，但不应少于 3 个螺距。普通螺纹的内、外螺纹余留长度、钻孔余留深度、螺栓突出螺母的末端长度等设计参数见表 4-10（摘自 JB/ZQ 4247）：图 4.5 螺栓消防冲锋舟拖车设计25表 4-10 螺纹类型螺纹直径 d余留长（深）度内螺纹钻孔外螺纹末端长度螺距P粗牙细牙L1L2L3a0.535142120.7450.7560.851.562.523168,10,14,16,18273.51.258122.5942.541.51014,16,18,20,22,24,27,30,333104.51.75123.5135.53.55214,1624,27,30,33,36,39,45,48,5241462.518,20,2251774.56.5324,2736,39,42,45,48,56,60,64,72,7662083.53072395.5843656,60,64,68,72,76826104.542930117115481033135.556113616664,72,761240181015 粗牙螺栓、螺钉的拧入深度、攻螺纹深度和钻孔深度等设计参数见表 4-11（摘自机械设计手册第 2 卷）：图 4.6 螺栓与螺钉表 4-11 螺栓与螺钉的参数钢和青铜铸铁铝公称直通孔盲孔通孔盲孔通孔盲孔无锡太湖学院学士学位论文26径d拧入深度h拧入深度H攻螺纹深度 H1钻孔深度H2拧入深度h拧入深度H攻螺纹深度H1钻孔深度H2拧入深度h拧入深度H攻螺纹深度 H1钻孔深度H23434765698671045.545.59867.511108101457571110810141210121668681312101217151215208108101615121420201618241012101320181518252420233012151215242218213028242736162016203028242833363236462025202436353035474540455724302430444235425555485468303630365250455268706067843645364462655564828072809842504250727565749595859411548604858828575851081059510

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