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机械毕业设计车辆工程
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CL01-203@汽车自救装置的设计,机械毕业设计车辆工程
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毕业设计（论文） 开题报告 设计（论文）题目 : 汽车自救装置 的 设计 院 系 名 称 : 汽车与交通工程学院 专 业 班 级 : 车辆工程 B07-2 班 学 生 姓 名 : 李 鑫 导 师 姓 名 : 臧 杰 开 题 时 间 : 2011 年 3 月 24 日 指导委员会 审查意见： 签字： 年 月 日 nts 毕业设计（论文） 开题报告 学生姓名 李鑫 院系 汽车 与交通 工程 学院 专业、班 级 车辆工程 07-2 班 指导教师姓名 臧杰 职称 教授 从事 专业 车辆工程 是否 外聘 是否 题目名称 汽车自救装置 的 设计 一、 课题研究 现状、 选题 目的 和意义 （一）研究现状 汽车自救装置即 汽车电动绞盘 （包括手动绞盘 机 、电动绞盘 机 、液压绞盘 机 、气动绞盘 机 和机械绞盘 机 ）主要用于越野汽车、农用汽车、 ATV运动车、游艇、以及其它特别车辆。是车辆、船只的自我保护及牵引装置，可在雪地、沼泽、沙漠、海滩、泥泞山路等恶劣环 境中进行车辆自救，并可能在其它条件下，进行清障、拖拉物品、安装设施等作业，是军警、石油、水文、环保、林业、交通、公安、边防、消防及其它野外运动不可缺少的安全装置。 目前常见的 汽车自救装置 按绞盘 机 原动力的不同，主要有四种： 电动绞盘 机 ，是最常见的绞盘 机 。依靠车辆自身的电力系统驱动绞盘 机 ，优点：可以在车辆死火的情况下基本正常使用 (这是它最大优点是其他绞盘 机 无法比拟的），尤其对于水多的地区有很大优势，安装简单可以实现多位置安装及迅速移位。缺点：不能维持长时间的使用（车辆自身电力系统局限性、自身易发热等原因），大部 分电动绞盘 机能提供的驱动力较小，只能向一个方向施加力量（安装于车前只能向前拉，安装于后部只能向后拉）。 PTO绞盘 机 ，使用分动箱输出动力为动力源（ POWER TAKE OFF），优点：能持续提供较大的拉力，单次使用时间长（不存在发热问题），可以提供多方向拉力（前、后、甚至左右），是军用车辆或严肃的高性能越野最佳选择。缺点：必须使用发动机动力，即在发动机因进水等原因无法工作时无法使用；分动箱失去绞盘 机 方向驱动力时也无法使用。 油压绞盘 机 ，使用车辆的动力 /助力转向系统为其动力源，使用助力转向泵提供源动力。优点： 安装方便，由于其外部固定部分基本实现了通用化，甚至在野外即可实现互换，驱动力界于电动和 PTO绞盘 机 之间，发生高温机会极其少见。缺点：和 PTO绞盘 机 一样，必须使用发动机驱动力，即必须保持发动机转动，且一旦动力转向系统出现故障则无法使用（在部分越野情况下，动力转向系统容易受到外界破坏）。 车轮绞盘 机 ，这是一种比较新的绞盘 机 系统，即由车轮轴提供驱动力。原理是使用大部分越野车轮的 6颗固定螺丝中的 4颗以固定绞盘 机 。优点：安装 /拆卸极其简便（和换轮胎是一个步骤），重量极轻（比任何一种其他绞盘 机 都轻，不会被前悬带来致命的 额外重量），价格便宜，可提供前后双方向拉力。缺点：目前我所知的缺点可以肯定的是由于其力量点是轮轴，所以位置太低，造成部分条件下无法使用，而且也必须使用发动机动力。 在西方，陆军每 10 辆四驱卡车就最少有一辆带有绞盘机，这还不包括工程部的回收车（回收车是一辆底盘由 6 6、 8 8 重型卡车或者 50 吨以上的坦克改成的，它是带有2 4 个绞盘 机 的大型工程车，专门营救在野外陷入深坑的卡车或坦克）。绞盘机的重要nts 性由此可见一斑。汽车绞盘机的历史可追溯到第一次世界大战期时期，由于当时的道路条件极差，除了城市没有正规的道路，战场 上充满了泥泞和壕沟，汽车由于有差速的关系，很容易被陷在泥坑中或卡在壕沟上，影响了部队的行进速度。为了解决这个问题，技术人员想了许多方法，最后从码头使用的拖拽船舶绞盘 机 上得到了启发，将其改在汽车上，并且以链条驱动它，这个设计取得了成功。第二次世界大战结束后，科技取得了飞速发展，大量军用技术转移到民用产品中。随着越野车成为普通家家庭的代步工具和竞技越野车运动的发展，汽车绞盘机作为越野车的重要组成部分成为了一种民用产品，并得到了很好的发展。 19 世纪 60 年代，电动绞盘 机 开始发展，它的好处是重量轻，造价便宜，可自行拆 卸改装在不同型号的汽车车上，而且就算汽车发动机不能工作，绞盘机同样可以运作。电动绞盘机的出现促进了绞盘机的普及。 绞盘 机 的种类很多，有电动绞盘 机 、利用汽车发动机机械动力带动的绞盘 机 以及用液压泵操作的绞盘等，越野者使用最多的要数电动绞盘 机 了。电动绞盘 机 是从汽车本身获得动力来驱动马达带动绞索的。这种绞盘 机 很方便，因为可以站在任何地方通过遥控器上的旋钮进行操纵。它最大的优点就是只要电池还有电就可以使用。 但是，绞盘 机 内马达的功率一般只有几马力，这么小功率的马达何以能拖动一辆沉重的汽车亦或是其它重物 呢 ?秘密就在减速器的使用上。即便马达只能发出较小之力，但减速器却能将其转变为强大之力。不同的绞盘 机 制造商正是利用这个原理才制造出了不同的产品。 市场上大部分绞盘 机 都是使用行星齿轮做减速器。行星齿轮的优点是体积较小而产生的减速比相对较大，而且齿轮的接触点较多，使用寿命较长。绞盘 机 通常都安装在较狭小的空间内，因此越小越轻就越好。行星齿轮既能达到这一要求，同时又能产生较大的减速比，因此再理想不过了。 简单地说，绞盘 机 内部的工作机制是：从汽车来的电力首先带动马达，而后马达带动鼓轮转动，鼓轮又带动主动轴，主动轴 再带动行星齿轮，进而产生强大的扭力。随后，扭力被传回到鼓轮，鼓轮便带动绞盘 机 。马达和减速器之间有一个离合器，能通过一个把手来开关。制动单元在鼓轮内，当绞索绷紧时，鼓轮就自动锁住。 随着中国经济的迅速发展和人民生活水平的显著提高，中国的汽车需求在不断扩大。有相关部门统计： 2005年中国的汽车需求量为 640万台，预计到今年将 接近 1500万台，相当于目前全球汽车需求总量的四分之一。汽车多了，绞盘机的使用量也会随之上升。此外，以前普通国民对绞盘 机 的认识十分的稀少，在他们的生活中，根本不会在意有没有这样一个小家伙。然而近年来，国民自驾出游的人数也与日俱增，绞盘 机 成了这些人不可缺少的工具。因此对于这一课题的研究具有良好的研究前景和积极的意义。 （二）选题的 目的、意义 通过对汽车自救装置 发展历史的研究，可以清楚的知道其对汽车在野外工作有着重要的意义。随着汽车工业经济的发展，国内的汽车自救产品很多，例如汽车急救电源、汽车自用灭火机、汽车绞盘机等，其中汽车绞盘机是车辆在野外陷入困境时，所采用的最有效的一种自救工具。在现代工业中，绞盘机的使用十分广泛，它在交通 运输 、基建工地、等多种部门中发挥着巨大的作用。经过近一个世纪的发展，汽车绞盘机技术有了巨大的进步。从最初的由船用绞盘机改装而成，发展到现在的汽车专用电动绞盘机。电动绞盘 机 ，各型四驱车几乎都可以配上。工作在世界上路况最差地区的各型越野车，几乎都装有电动绞盘 机 。而各项越野挑战赛和拉力赛，更是声明没有绞盘 机 就不能参加比赛。可见，绞盘机对越野车的重要性。考虑到我国幅员辽阔，地质地貌复杂，山地、丘陵、沼泽、沙漠几乎占了国土面积的一半，在野外生产作业过程中，车辆会经常陷入困境，绞盘机的使用十分重要。因此，本课题所设计 的绞盘机是针对上述地理条件下，中型越野车所使用的一种自救工具。同时，由于绞盘机构在起重机中也发挥着不可忽视的作用。 nts 二、设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 设计的基本内容： 本设计将参考现有 电动绞盘机 的基本形状，并根据设计要求查找相关资料进行的设计，其中主要的设计内容有： 1. 电动绞盘机 选择； 2. 电动机 选择和设计； 3. 根据 汽车自重来选择减速器，离合器以及钢丝绳索 。 在设计 绞盘机中的电动机 后， 根据汽车自重选择减速器 ，使之符合使用要求。最后进行 绞盘机 性能分析计算。在对各种结构件进行了分析计算后，绘制 汽车电动绞盘机 的整体图及主要部件的零件图。 本设计主要研究方法： （ 1） 电动机 的选择计算； （ 2）对 减速器，离合器 设计； （ 3） 钢丝绳索 的设计计算； （ 4）使用 AutoCAD 进行 整 体 和零部件 图的绘制 ； 三、技术路线（研究方法） 调查研究收集资料 确定研究对象以及设计路线 减速器选择设计 钢丝绳索选择设计 进行计算校核 整理文档形成设计说明书 离合器选择设计 电动机选择设计 nts 四、进度安排 （ 1）调研、资料收集，完成开题报告 第 4 周（ 3 月 24 日 -3 月 30 日） （ 2）参数选择方案确定，列文稿大纲 第 5 周（ 4 月 1 日 -4 月 7 日） （ 3）设计计算 第 6-7 周（ 4 月 8 日 -4 月 21 日） （ 4）完成设计说明书，完成图纸绘制 第 8-13 周（ 4 月 22 日 -6 月 1 日） （ 5）交稿，预答辩 第 14 周（ 6 月 2 日 -6 月 8 日） （ 6）设计审核、修改 第 15-16 周（ 6 月 9 日 -6 月 22 日） （ 7）毕业设计答辩 第 17 周（ 6 月 23 日 -6 月 29 日 ） 五、 参考文献 1何治中 略论绞盘机处梗安全技术 J劳动保护科学技术， 2005. 2李志辉、尹自清、魏赵军 195 轻型绞盘机的应用 J林业机械与木工技术设备， 2007. 3成大先主编 .机械设计手册 M.第四版 .北京：化学工业出版社， 2005. 4杨文渊编 . 简明工程机械施工手册 M. 北京：人民交通出版社， 2008. 5陈兆明、白森主编 . 实用起重工手册 M. 上海：上海交通大学出版社， 2004. 6机械设计手册编委会 . 机械设计手册单行本联轴器、离合器与制动器 M.机械工业出版社， 2005. 7杨文渊编 . 起重吊装常用数据手册 M.人民交通出版社， 2006. 8孙炜 ,等 .楔块式超越离合器的性能及其应用 J.新技术新工艺 ,1998,3(4):224-231 9冯幸安 .机械制造装备设计 M.北京：机械工业出版社 ,1999.33-38 10高健 .机械优化设计 M.北京：科学出版社 ,2000.186-189 11卢玉明 .机械零件的可靠性设计 M.北京：中国计量出版社 ,2000.33-36 12孙炜 ,等 .楔块式超越离合器的性能及其应用 J.机械工程师 ,2000,35(5):249-252 13朱龙英 ,顾玲 ,陈伟明 .机械设计基础 M.北京：机械工业出版社 ,2001.125-128 14成大先 .机械设计手册 M.北京：化学工业出版社 ,2001.6-165 15粱以德 .新型安全离合器 J.机械设计与研究 ,2003,12(4
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