双层畜禽运输车的改装设计【8张图/17300字】【优秀机械毕业设计论文】
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双层
畜禽
运输车
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机械
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文档包括:
说明书一份。52页。17300字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
外文翻译一份。
图纸共8张，如下所示
A0-上层活动底板.dwg
A0-副车架.dwg
A0-双层畜禽运输车车厢 (2).dwg
A0-双层畜禽运输车车厢.dwg
A0-总装配图.dwg
A2-上层板举升液压系统.dwg
A2-支承座.dwg
A2-线性滑轨.dwg
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪 论 1
1.1概述 1
1.1.1双层畜禽运输车的总体结构 1
1.1.2双层畜禽运输车的研究现状 1
1.2研究的意义目的 2
1.3研究的主要内容 2
第2章 整体方案分析选择及举升机构计算与校核 3
2.1概述 3
2.2活动底板的设计计算 3
2.2.1活动底板的结构设计 3
2.2.2上层板剪力及弯矩的求解 3
2.2.3上层板弯曲变形校核 5
2.2.4上层板的挠度计算 6
2.3方案的选择 7
2.4液压缸的设计 7
2.4.1液压举升机构的主要技术参数 7
2.4.2液压缸的设计要求 8
2.4.3三级同步液压缸结构设计及内径的确定 8
2.4.4三级同步液压缸柱塞杆直径的确定 11
2.4.5三级同步液压缸壁厚、外径等参数的计算 12
2.4.6三级同步液压缸外形尺寸的校核 15
2.5液压缸主要零件结构、材料及技术要求 16
2.5.1缸体 16
2.5.2活塞 17
2.5.3活塞杆 18
2.5.4活塞杆的导向、密封和防尘 19
2.5.5液压缸的排气装置 19
2.5.6液压缸安装连接部分的形式和尺寸 20
2.6本章小结 20
第3章 液压泵选择与设计 21
3.1液压泵的工作原理 21
3.2液压泵的形式 21
3.3液压泵主要参数及型号 21
3.4液压泵主要参数的确定 22
3.4.1液压泵工作压力的计算 22
3.4.2液压泵理论流量的计算 22
3.4.3液压泵排量的计算 22
3.4.4液压泵功率的计算 22
3.5液压系统原理 23
3.6本章小结 24
第4章 辅助装置的选择与计算 25
4.1副车架主要尺寸参数设计计算 25
4.1.1副车架主要尺寸设计 25
4.1.2副车架的强度刚度弯曲适应性校核 25
4.2喷淋装置的设计计算 31
4.2.1喷淋系统技术方案 31
4.2.2喷淋系统结构 31
4.3登坡板的结构与设计计算 32
4.3.1登坡板的长度 32
4.3.2钢丝绳的拉力 33
4.3.3卷筒（或滑轮）的直径 34
4.3.4登坡板提升时所需功率 35
4.4支承座的结构与设计计算 35
4.5上层活动底板上升所需定滑轮和钢丝绳直径的计算 36
4.6本章小结 37
第5章 整车性能分析 38
5.1概述 38
5.2汽车动力性能分析 38
5.2.1基本参数确定 38
5.2.2汽车的行驶方程 39
5.2.3汽车最高车速的确定 42
5.3汽车燃油经济性 44
5.4本章小结 44
结 论 45
参考文献 46
致 谢 47
附 录A 48
附 录B 53
题目名称 双层畜禽运输车的改装设计
一、设计目的、意义
目的: 综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题，在作毕业设计的过程中，在所学知识得到疏理和运用，提高自己动手能力和培养自己的解决问题的能力.
现状与意义：随着我国经济的发展，人民生活水平的提高。人们对禽类、肉类制品的需求量急剧增加。而畜禽的养殖场地远离市区，这样就需要将鲜活畜、禽运输到指定地点。因此畜禽车的市场需求量也较大。而双层畜禽车既可以运输鸡鸭等禽类，也可以运输猪、羊等中大型动物，满足消费者和养殖业主的需要，因此双层畜禽运输车近年来国内市场需求量越来越大，市场前景十分广阔。随着经济的发展，畜禽运输车呈现出重型化、智能化、高档化，多极化发展的趋势。
二、设计内容、技术要求（研究方法）
设计的基本内容：本设计将参考现有畜禽运输车的基本形状，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：二类底盘的选择；液压系统的选择和设计；以及根据畜禽的运输需求而增设的降温喷淋系统。在设计完整车后，对轴荷进行合理的分配，使之符合使用要求。最后进行整车的性能分析计算。在对各种结构件进行了分析计算后，绘制双层畜禽运输车的整体图及主要部件的零件图。本车的装载质量为8t。
本设计主要研究方法：
（1）二类底盘的选择计算；
（2）对液压系统的改装设计；
（3）喷淋及辅助系统的设计计算；
（4）使用AutoCAD进行整车图和零部件图的绘制；
三、设计完成后应提交的成果
1、整体装配图； A0 三张
2、零件图； A1 一张
3、说明书； 1.5～2.0万字
四、设计进度安排
1、调研、资料收集，完成开题报告 第1、2周
2、方案设计与分析 第3周
3、二类底盘选型 第4周
4、双层底板的设计计算 第5周
5、液压装置设计计算选型 第6周
6、总布置； 第7、8周
7、喷淋等系统设计 第9周
8、完成设计图纸 第10、11周
9、整车性能计算分析；整车设计修正； 第12周
10、完成设计说明书的撰写 第13、14周
11、设计审核 第15周
12、设计修改 第16周
13、毕业答辩 第17周
五、主要参考资料
1、《专用汽车设计》 徐达 机械工业出版社
2、《汽车设计手册》
3、《专用汽车构造》 刘哲义,何明辉主编. 武汉工业出版社
4、《机械设计手册》
5、《汽车构造》
6、相关期刊、杂志
![双层畜禽运输车的改装设计[汽车]](/images/A51755/A0-%E6%80%BB%E8%A3%85%E9%85%8D%E5%9B%BE.gif)
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- 内容简介：
-
黑龙江工程学院本科生毕业设计 目 录 摘 要 . I . 1 章 绪 论 . 1 述 . 1 层畜禽运输车的总体结构 . 1 层畜禽运输车的研究现状 . 1 究的意义目的 . 2 究的主要内容 . 2 第 2 章 整体方案分析选择及举升机构计算与校核 . 3 述 . 3 动底板的设计计算 . 3 动底板的结构设计 . 3 层板剪力及弯矩的求解 . 3 层板弯曲变形校核 . 5 层板的挠度计算 . 6 案的选择 . 7 压缸的设计 . 7 压举升机构的主要技术参数 . 7 压缸的设计要求 . 8 级同步液压缸结构设计及内径的确定 . 8 级同步液压缸柱塞杆直径的确定 . 11 级同步液压缸壁厚、外径等参数的计算 . 12 级同步液压缸外形尺寸的校核 . 15 压缸主要零件结构、材料及技术要求 . 16 体 . 16 塞 . 17 塞杆 . 18 塞杆的导向、密封和防尘 . 19 压缸的排气装置 . 19 压缸安装连接部分的形式和尺寸 . 20 章小 结 . 20 第 3 章 液压泵选择与设计 . 21 压泵的工作原理 . 21 压泵的形式 . 21 压泵主要参数及型号 . 21 黑龙江工程学院本科生毕业设计 压泵主要参数的确定 . 22 压泵工作压力的计算 . 22 压泵理论流量的计算 . 22 压泵排量的计算 . 22 压泵功率的计算 . 22 压系统原理 . 23 章小结 . 24 第 4 章 辅助装置的选择与计算 . 25 车架主要尺寸参数设计计算 . 25 车架主要尺寸设计 . 25 车架的强度刚度弯曲适应性校核 . 25 淋装置的设计计算 . 31 淋系统技术方案 . 31 淋系统结构 . 31 坡板的结构与设计计算 . 32 坡板的长度 . 32 丝绳的拉力 . 33 筒（或滑轮）的直径 . 34 坡板提升时所需功率 . 35 承座的结构与设计计算 . 35 层活动底板上升所需定滑轮和钢丝绳直径的计算 . 36 章小结 . 37 第 5 章 整车性能分析 . 38 述 . 38 车动力性能分析 . 38 本参数确定 . 38 车的 行驶方程 . 39 车最高车速的确定 . 42 车燃油经济性 . 44 章小结 . 44 结 论 . 45 参考文献 . 46 致 谢 . 47 附 录 A . 48 附 录 B . 53 本科学生毕业设计 双层畜禽运输车的改装设计 院系 名称 ： 汽车与交通工程学院 专业班级 ： 车辆工程 学生姓名 ： 祝庆贺 指导教师 ： 苏清源 职 称 ： 副教授 黑 龙 江 工 程 学 院 二 一一 年六月 s 011黑龙江工程学院本科生毕业设计 I 摘 要 随着我国国民经济的发展 ， 人民生活水 平的提高。人们对禽类、肉类制品的需求量急剧增加。而畜禽的养殖场地远离市区，这样就需要将鲜活畜、禽运输到指定地点。因此畜禽运输车的市场需求量也较大。 为了能够同时运输禽类和中大型动物，满足消费者和养殖业者的需要，并且从大幅度的提高运输效率 、 降低运输成本、减少运输途中的货损和货差，提高运输的安全性和减少污染保护环境的方面考虑，设计制造双层畜禽运输车成为专用汽车发展道路上的一项重要任务。 首先分析了现在畜禽运输车的现状和不足之处，明确了双层畜禽运输车的主要优点。在此基础上，通过对整体方案的分析选择、举升机构的计算校 核、液压系统的选择与设计、辅助装置的选择与设计及对整车的性能分析，利用 件绘制出二维图形。最后设计出的双层畜禽运输车 能够满足 工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高 的加工和使用要求。 关键词： 双层 ； 运输 ； 畜禽；改装 ； 设计 黑龙江工程学院本科生毕业设计 of of s on so it to to So of In to of of of is an of of of of of AD d 龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章 绪 论 述 层畜禽运输车的总体结构 双层畜禽运输车属于栅栏式运输车，其汽车车厢采用栅栏结构，主要适用于运输牲畜、家禽等。具有双层车厢结构的栅栏式运输车运输效率高，适用与长途运送牲畜、家禽等。栅栏式牲畜运输车均设有便于牲畜上下的门梯。该门梯通常利用后厢板翻下作为登坡板，也有的采用电动绞盘提升登坡板。 在栅栏式牲畜运输车中，双层车厢运输车最为常见。对于双层车厢 牲畜运输车，根据其第二层车厢底板的结构特点可分为可拆卸式底板、液压折叠式底板和液压升降式底板三种类型。本设计采用液压升降式底板。该型式的第二层车厢底板由分布与车厢后面两个角的两个液压缸和钢丝绳实现上升和下降。装载时，首先将活动底板搁在底层底板上。当装满牲畜后，将其举升到一定高度后锁止，然后装载底层车厢；卸载相反。这种型式的牲畜运输车优点是装载、卸载都非常方便，必要时可将活动底板降落在底层底板上，作 一般货车使用。 层畜禽运输车的研究现状 随着我国国民经济的发展 ， 人民生活水平的提高。人们对禽类、肉类 制品的需求量急剧增加。而畜禽的养殖场地远离市区，这样就需要将鲜活畜、禽运输到指定地点。因此畜禽运输车的市场需求量也较大。而双层畜禽运输车既可以运输鸡 、 鸭 、鹅 等禽类，也可以运输猪、 牛、 羊等中大型动物，满足消费者和养殖业主的需要，因此双层畜禽运输 车近年来国内市场需求量越来越大，市场前景十分广阔。 专用汽车的研制 、生产和应用不仅在实现门到门的专业运输和作业方面受到社会的广泛重视和欢迎，而且在大幅度的提高运输效率 、 降低运输成本 、 扩大汽车的应用领域等方面都发挥着重要的作用，汽车运输的专业化，可以减少运输途中的货损和货差 ，提高运输的安全性，同时减少了污染，保护了环境。 随着经济的发展， 畜禽运输车 呈现出重型化、智能化、高档化，多极化发展的趋势 。 虽然中国专用汽车发展取得了很大进步，但是，中国专用汽车行业整体上与欧、美、日等国家和地区的先进水平相比，国内专用汽车市场开发比较缓慢，市场细分程度不够，产品雷同性大，不能满足用户个性化需求，低水平竞争还比较严重，主要体现在一下几个方面。（ 1）生产企业过多过散，目前中国大多数专用汽车生产企业的症状是：厂点分散，规模较小，开发能力较弱。（ 2）产品结构不合理，由于中国正处于黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 发展中国家向发达国 家转变的过程中，基础设施建设还处于高峰期，所以中国专用汽车市场的需求还是以运输物资、满足基础设施建设为主，加上中国劳动力资源比较丰富，该市场形态决定了中国专用汽车现阶段呈现结构形式单一、功能单一、低附加值产品过多的状况。（ 3）科技含量高的产品缺乏自主研发能力。（ 4）生产工艺工装水平低。（ 5）专用底盘的开发生产与市场需求仍有差距。（ 6）专用汽车市场的拓展受到一定的限制。 究的意义目的 近几十年来它在国内外获得迅速的发展与普及 ,它最大的优点是 具有自重轻、仓栅栏杆可半拆、全拆和随意升降、方便实用、安全可靠 等 ，并可 根据用户要求设计制作双层鲜活动物运输车、瓜果蔬菜运输车等。适合广大用户的中短途公路运输使用，也可作普通载货汽车使用，在高度发达的公路运输业，特别是现代物流产业的飞速发展。仓栅式运输车必将得到迅速的推广、普及。是城市、城际物流运输市场开发的经济型产品。 同时在 双层畜禽运输车的 研究和生产过程中，也带动了钢铁，化工等其它很多行业，又提供了大量的工作岗位，减轻就业压力， 并日趋完善，成为系列化多品种的产品。 因此， 双层畜禽运输车 的发展是很有必要的。 究的主要内容 本章针对我所做设计的课题做了综合性的阐述， 通过查找书籍，以及在网络上查找的资料，我了解了我所做 双层畜禽运输车 的 基本状况；特别是专用车的设计特点及设计思路，还有在以后的设计中 有可能面临的问题，进行了细致的了解与阐述。 本设计主要进行 双层 畜禽运输车 的整车设计， 二类底盘的选型， 举升液压系统主要技术参数的计算，车厢设计， 以及根据畜禽的运输需求而增设的降温喷淋系统。 整车性能分析，利用 层畜禽运输车 的装配图以及零部件图。 本章对 双层畜禽运输 车状况进行了分析，了解了我国 双层畜禽运输车 行业与欧美等国家的差距与需要发展的地方 。 目前，我国改装车市场最大销售 量约 25万辆左右，改装量最大的除了客车外，主要有厢式车、罐式车、自卸车等主要车型。但是总体来看，这些专用车均存在技术附加值低、工艺较落后等问题。从品种来看，我国改装车品种较少，仅有 400 多个品种。那么，未来改装车市场到底是什么市场呢？肯定地说，黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 应该向多品种、高、精、尖方向发展。 经过本章的学习了解，相信在下几章的设计学习中会有了依据，为本次设计开了一次好头。 第 2 章 整体方案分析 选择及举升机构计算与校核 述 双层畜禽运输车改装结构中液压系统；活动底板的结构和车厢结构为其重要组成部分，它直接 关系到双层畜禽运输车的使用性能和整车布置，它是决定双层畜禽运输车改装设计优劣的主要因素。因此首先对活动底板进行设计。 动底板的设计计算 上层活动底板结构类似于车厢底板，其结构 由 两根通长 槽型纵梁、四根横梁和底面分布矩形加强筋的薄钢板组成。 动底板的结构设计 上层活动底板是由车架承载的，而纵梁作为上层活动底板的主要承载元件，也是车架中最大的加工件，其形状应力求简单。其中载货汽车的车架纵梁延多取平直且断面也不变或少变，以简化工艺。因此载货汽车的断面多采用开口朝内的槽型，槽型断面粱的弯曲刚度大、 强度高、工艺性好，零件的安装与紧固方便。同时，由若干根横梁将左右纵梁连接在一起 ，构成一完整的车架，其中横梁起支承上层活动底板，保证车架有足够的扭转刚度，限制其变形和降低某些部位的应力的作用。 本车上层活动底板 初选 等宽的梯形车架，车架宽度为 2250车架长度为6000纵梁采用槽型钢结构，槽型钢型号： 14#B（ 140*60*8），横梁钢板厚度都采用 8车架材料采用 薄钢板和加强筋的材料采用 45。 层板剪力及弯矩的求解 作用在上层板梯形车架上的弯曲力矩主要由车架纵梁承受。由于条件限制，为了计算弯曲力矩， 将车架纵梁承受载荷简化为均布载荷，当车架纵梁承受的是均布载荷时，车架的简化计算可按下述进行，但需要一定的假设即认为纵梁为简支梁 ， 忽略不计局部扭矩的影响。 由以上可画出上层板车架的等效粱 受力及剪力和弯矩 示意图： 黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 图 层板额定载荷时的剪力和弯矩图 由以上示意图可知：纵梁所受到的最大弯矩 ： 82 （ 式中： q 载荷集度 (N/m)； x 所求截面距支座 m ； 最大弯矩 。 NF s （ 式中： 纵梁所受剪力 N 。 s 3 13 62m a x （ 将它们代入式 ( (则可求出纵梁的最大弯应力。 （ 黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 WM dw （ 式中： n 疲劳安全系数， 5.1n ； 动载荷系数， .2 W 纵梁在计算断面处的弯曲截面系数 。 对于槽型断面纵梁 ： 6 )6( （ 式中 ： h 槽型断面的腹板高 m ； b 翼缘宽 m ； t 梁断面的厚度 m 。 300009333.0 d 因此最大弯应力为： w =345过以上计算，上层板的剪力和弯矩均符合要求。 层板弯曲变形校核 由以上知道 上层板梯形 车架的等效简支梁形式，利用叠加法可求得梁的最大挠度然后进行 上层板梯形 车架弯曲变形的校核。 当粱的形式为下图所示时，粱的 挠曲线方程为： 224312 20 （ 梁的转角方程为： （ 式中 ： F 作用在梁上的力，规定其向下为正 ， 向上为负； E梁构成材料的弹性模量 ， 52 0E M P a ； I为梁的惯性矩。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 查阅槽钢标准可知： 14# 最大挠度 0002566 94m a x 5 2m a x 由计算的挠度和转角，参照选材的许用挠度和许用最大转角，均在许用数值之内。 图 层板梯形车架等效简支粱 层板的挠度计算 为了保证整车及有关机件的正常工作，对纵梁的最大挠度应予以限制。这就要求对纵梁的弯曲刚度进行校核。如果把纵梁看成支承跨度 l 为轴 距的简支梁，根据材料力学给出的截面极惯性矩 J 的简支梁在其跨度 l 的中间承受集中载荷 P 时，挠度 f 与刚度关系式如下： 83 （ 可知 83 （ 根据德国对各种汽车车架的实验结果表明，当轴距 l 的单位为 m， J 的单位为 使纵梁在满载时的挠度在容许值以内，则应使 12/ 3 或应使 312 。大多数汽车的 3/ 在 20，日本一些 4t 平头载货汽车甚至达到 由此，取 3/为 20 ，已知 上层板所需转载 质量为 4000层板的跨度l =6000弹性模量 E 为 因此跨度 l 的中间承受的集中载荷 P 如下： 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 9 2 0 （ 由公式 83 同时得知 43 2 3 2 020 通过以上计算可知，上层板的挠度符合要求。 案的选择 由设计任务书要求设计的双层畜禽运输车的最大装载质量为 8 吨，以及上层板和车厢质量。查阅相关资料可知 货车的最大装载质量符合本次的设计需求，因此选择 主要技术参数如下表： 表 主要技术参数 名称 数值 汽车总长 /车总宽 /车总高 /大总质量 /t 整车整备质量 /t 最大装载质量 /t 货箱长度 /箱宽度 /后悬 /距 /距 /胎数 9000 2494 2805 16 800 2300 1400/2200 4800 1800 6 压 缸的设计 压举升机构的主要 技术参数 1、举升高度： 2、上升时速度： s ； 3、下降时速度： s ； 4、最大举升质量： 5吨 。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 压缸的设计要求 液压缸的设计要考虑下列基本要求： 1、 液压缸承受最大的负载力 。 2、 输出最大速度或动作时间 t。 3、 液压缸最大行程 L。 级同步液压缸结构设计 及内径的确定 三级同步液压缸结构简图如图 示。它由一级活塞和两级活塞套叠而成，直径最小的一级为柱塞。在两级活塞的底部各有 1 个单向阀，它们在正常运行时是 关闭的，从而形成独立的容腔 1 和 2，容腔 3 通过油口和液压系统相连。当液压缸上行时，压力油进入容腔 3，推动最大一级活塞向上移动，缸筒与活塞之间的环形体积缩小，其中的油液通过活塞杆上的侧向小孔进入下一级活塞腔，使较小一级活塞也向上移动，相似的环形容腔的油液进入下一级，推动最小一级的活塞向上移动。通过合理设计有关几何参数，就能实现三级的同步动作，而且相对速度相同。下行过程也可以做同样的分析。值得注意的是在运行过程中，由于各容腔的压力321 ，所以两个单向阀始终关闭，在下降行程接 近极限位置时，单向阀阀芯的导向杆碰到缸底，使阀口打开，油液流出直至各级间达到平衡状态，使其消除累积的同步误差。 具有同步伸缩是这种三级液压缸的最大特点，而且缩回速度远大于伸出速度，因而使三级同步伸缩液压缸比一般的三级伸缩液压缸工作效率提高了几倍。另外由于三级同步伸缩液压缸的工作速度连续平稳，并且当负载变化时，液压缸中的工作压力又能随负载平稳自行调节，是这种液压缸工作时，既平稳又无冲击振动，大大改善了液压系统的工作性能。而且这种三级同步液压缸具有一般性，其工作原理同样适用于二级、四级及多级同步伸缩液压缸。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 图 级同步液压缸结构简图 图 级同步液压缸受力分析简图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 油缸选型主要依据所需的最大作用力据液压系统中油缸的工作特点， 由图 知 24 （ 式中： i第 i 级活塞缸； p 液压系统额定工作压力（ ； 系统效率，通常按 = 如 表 示 选取 p ,p 越高，对密封要求也越高，成本亦随之上升；根据机构的类型及其工作特点，取 10P 表 压设备常用的工作压力 设备类型 机床 农 业 机械或中型工程机械 液压机、重型机械、起重运输机械 磨床 组合机床 龙门刨床 拉床 工作压 力 P/（ 5 28 810 1016 2032 其中，单个液压缸的最大作用力： 450 022 m a xm a x （ 由式（ 知： （ 表 筒内径尺寸系列 （ 2348 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （ 90） 100 （ 110） 125 （ 140） 160 （ 180） 200 （ 220） 250 （ 280） 320 （ 360） 400 （ 450） 500 取第一级 液压缸内径 31 因 1122 2 2233 2 （ 黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 所以 22112 22 33223 42 （ 由公式分析，如不计缸筒壁厚时，有321 （ （ （ 由表 第二级液压缸内径 002 ；取第三级液压缸内径 253 。 级同步液压缸柱塞杆直径的确定 在单杆活塞中， d 值可由 D 和 准液压缸的 2、 5，为了减少冲击（即不使往返运动速度相差过大），一般推荐 v塞运动速度受结构的限制，范围 s7 d=压系统各液压缸均采用双作用 三级同步 活塞缸。即受压也受拉，而且工作压力p 大于 7 所以活塞杆直径选公式： d （ 将 D 值代入（ 中，可求得 1 黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 表 压缸活塞杆外径尺寸系列 （ 2348 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 根 据表 活塞杆直径 d 为 45 级同步液压缸壁厚、外径等参数的计算 液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。 液压缸的壁厚一般是指缸筒结构中最薄处的厚度。从材料 力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布规律因壁厚的不同而各异。一般计算时可以分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。 液压缸的内径 D 与其壁厚 的比值 D/ 10的圆筒称为薄壁圆筒。起重运输机械和工程机械的液压缸，一般用无缝钢管材料，大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算 ： 2 （ 式中 ： 液压缸壁厚； D 液压缸的内径； 试验压力，取6 缸筒材料的许用应力。其值为：锻钢： =110 120 铸钢： =100 110 管： =100 110 高强度铸 铁： =60 铸铁： =25 取10 610 =15 设计的转向液压缸的材质是钢管，其 =100 110 以选 =110 将 值代入（ 3中，可求得 y 2 11 黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 y 2 22 y 2 33 液压缸壁厚度算出后，即可求出缸体的外径为 111 2 （ 222 2 （ 333 2 将 值 分别 代入 式（ 式（ 式（ 中，可求得 11 22 33 分别取 21 ； 142 ； 433 。 液压缸无杆腔面积 ： 24211 24222 24233 24 液压缸有杆腔面积 ： 242211 2421222 2422233 导向长度 H ： 35 260 活塞宽度 B 黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 ( 40 导向套滑动面长度 A ( 53 已知： 500 ； 1000S m m ； 63D ； 45d ； 21 ； 21 ； 。 求固有频率 140 1 2 式中 ： M 取起升总质量为 4500 S 液压缸行程 () E 油弹性模量 (Kg )s ,查表取 721 . 4 1 0E K g c m s ； 有杆腔面积与无杆腔面积比； 求最小加速时间5t =液压缸的最大速度a x m i n()t o t t=s 式中 总循环时间 ()s ，据液压手册选取； 求最大加速度a x m a x m t黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 245.4 求液压缸运动过程中需要达到的最大压力中： 1 1 = 三级同步液压缸外形尺寸的校核 1、 缸筒外径强度校核 当 时，按下式校核强度，即 2 式中 ： 缸体材料的许用应力 ()取 1 1 0 M P a ； 最高工作压力 () 试验压力 ()工作压 力小于 20， 10 液压缸缸筒厚度 ()m ； D 液压缸内径 ()m ； 强度系数，对于无 缝钢管， 1 ； c 壁厚公差及腐蚀的附加厚度，通常圆整到标准厚度值； 通过以上计算，缸筒外径 强度满足设计要求。 2、 活塞杆直径强度及稳定性校核 活塞杆直径强度按下式检验强度，即 式中 ：液压缸负载 ()N ； 缸底材料的许用应力 () 黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 当安装杆长度 l 与其直径 0，并且杆件承受压载荷时，则需校验稳定性。液压缸承受的压负载能大于液压缸保持工作稳定性所允许的临界负载 液压缸的稳定条件为 ： 中 液压缸临界负载 ()N ； 稳定安全系数，通常取 2 4。 按等截面法，将活塞杆与缸体视为一个整体杆件，可按欧拉公式计算临界负载，即： 22 则： 5101 式中 活塞杆截面二次极矩 4()m ， d 为活塞直径 ()m 对于实心杆， 64； E 活塞杆材料弹性模量，对于钢材 112 0E P a ； n 末端条件系数， 1n ； L 活塞杆计算长度 ()m ； 根据以上计算 活塞杆直径强度及稳定性校验满足强度要求。 压缸 主要零件结构、材料及技术要求 体 1、 缸体端部联接模式 采用简单的焊接形式，其特点：结构简单，尺寸小，重量轻，使用广泛。缸体焊接后可能变形，且内径不易加工。所以在加工时应小心注意。主要用于柱塞式液压缸。2、 缸体的材料 液压缸缸体的常用材料为 20、 35、 45 号无缝钢管。因 20 号钢的机械性能略低，且不能调质，应用较少。当缸筒与缸底、缸头、管接头或耳轴等件需要焊接时，则应黑龙江工程学院本科生毕业设计 17 采用焊接性能比较 好 的 35 号钢，粗加工后调质。 本设计 采用 45 号钢，并应调质到241285 缸体毛坯可采用锻刚，铸铁或铸铁件。铸 刚可采用 材料，铸铁可采用间的几个牌号或球墨铸铁。特殊情况可采用铝合金等材料。 3、 缸体的技术要求 (1)缸体内径采用 合。表面粗糙度：当活塞采用橡胶密封圈时， .4 m ，当活塞用活塞环密封时， .4 m 。且均需衍磨。 (2)缸体内径 D 的圆度公差值可按 9、 10 或 11 级精度选取，圆柱度公差值应按 8级精度选取。 (3)缸体端面 T 的垂直度公差可 按 7 级精度选取。 (4)当缸体与缸头采用螺纹联接时，螺纹应取为 6 级精度的公制螺纹。 (5)当缸体带有耳环或销轴时，孔径或轴径的中心线对缸体内孔轴线的垂直公差值应按 9 级精度选取。 (6)为了防止腐蚀和提高寿命，缸体内表面应镀以厚度为 3040 m 的铬层，镀后进行衍磨或抛光。 塞 1、 活塞与活塞杆的联接型式 如 表 示 表 塞与活塞杆的联接型式 联接方式 备注说明 整体联接 螺纹连接 半环联接 用于工作压力较大而活塞直径又较小的情况 常用的联接方式 用于工作压力、机械震动较大的情况下 这里采用螺纹联接。 2、 活塞与缸体的密封结构 随工作压力、环境温度、介质等条件的不同而不同。 常用的密封结构 如 表 示。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 18 表 用的密封结构 密封形式 备注说明 间隙密封 活塞环密封 O 型密封圈密封 Y 型密封圈密封 用于低压系统中的液压缸活塞的密封 适用于温度变化范围大，要求摩擦力小、寿命长的活塞密封 密封性能好，摩擦系数小；安装空间小，广泛用于固定密封和运动密封 用在 20、往复运动速度较高的液压缸密封 结合本设计所需要求 ，采用 O 型密封圈密封比较合适。 3、 活塞的材料 液压缸常用的活塞材料为耐磨铸铁、灰铸铁（ 钢及铝合金等，这里采用 45 号钢。 4、 活塞的技术要求 (1)活塞外径 D 对内孔 径向跳动公差值，按 7、 8 级精度选取。 (2)端面 T 对内孔 线的垂直度公差值，应按 7 级精度选取。 (3)外径 D 的圆柱度公差值，按 9、 10 或 11 级精度选取。 塞杆 1、 端部结构 活塞杆的端部结构分为外螺纹、内螺纹、单耳环、双耳环、球头、柱销等多种形式。根据本设计的结构，为了便于拆卸维护，可选用内螺纹结构 外接单耳环。 2、 活塞杆材料 活塞杆有实心和空心两种。实心活塞杆的材料为 35、 45 号钢；空心活塞杆材料为35、 45 号无缝钢管。本设计采用实心活塞杆，选用 45 号钢。 3、 活塞杆的技术要求 (1)活塞杆的热处理：粗加工后调质到硬度为 229285要时，再经过高频淬火，硬度达 5。在这里只需调质到 230可。 (2)活塞杆的圆度公差值，按 911 级精度选取。这里取 10 级精度。 (3)活塞杆的圆柱度公差值，应按 8 级精度选取。 (4)活塞杆的径向跳动公差值，应为 (5)端面 T 的垂 直度公差值，则应按 7 级精度选取。 (6)活塞杆上的螺纹，一般应按 6 级精度加工（如载荷较小，机械振动也较小时，黑龙江工程学院本科生毕业设计 19 允许按 7 级或 8 级精度制造）。 (7)活塞杆上工作表面的粗糙度为 m , 为了防止腐蚀和提高寿命，表面应镀以厚度约为 40 m 的铬层，镀后进行衍磨或抛光。 塞杆的导向、密封和防尘 1、 导向套 (1)导向套的导向方式、结构 如 表 示。 表 向套的导向方式 导向方式 备注说明 缸盖导向 减少零件数量，装配简单，磨损相对较快 导向套导向 管通导套 可利用压力油润滑导向套，并使其处于密封状态 可拆导向套 容易拆卸，便于维修。适用于工作条件恶劣、经常更换导向套的场合 球面导向套 导向套自动调整位置，磨损比较均匀 由于本设计主要用于 举升上层活动底板 ，在工作过程中液压缸伸缩的次数相对较少，所以磨损程度也相对较少。为了减少零件数量，降低成本可以采用缸盖导向的导向方式。 (2)导向套材料 导向套的常用材料为铸造青铜或耐磨铸铁。由于选用的是和缸盖一体的导向套，所以材料和缸盖也是相 同的，都选用耐磨铸铁。 (3)导向套的技术要求 导向套的内径配合一般取为 H8/表面粗糙度则为 m 。 2、 活塞杆的密封与防尘 这里仍采用 O 型密封圈，材料选择薄钢片组合防尘圈，防尘圈与活塞杆的配合可按 H9/取。薄钢片厚度为 压缸的排气装置 排气阀用于排除液压缸内的空气，使其工作稳定。通常将排气阀安装在液压缸的端部。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 20 压缸安装连接部分的形式和尺寸 1、 液压缸进出油口接头的联接螺纹尺寸，按表 37取标准值 。 2、 液压缸为 尾部法兰 型安装的主要尺寸（按 取） 。 3、 缸盖的材料 。 液压缸的缸盖可选用 35、 45 号锻钢或 钢或 这里选择 钢。缸盖按 9、 10 或 11 级精度选取。 章小结 本章主要 进行上层活动底板的参数计算及校核，通过以上的结构设计和力学分析，该上层活动底板已经符合力学性能的要求；同时 对 三级同步 液压缸整体进行设计，通过确定液压缸的技术要求，从而计算出 三级同步 液压缸 各级缸筒 直径及行程，液压缸活塞杆直 径，液压缸壁厚、外径，液压缸外形尺寸，液压缸缸体长度等参数。且对液压缸各个参数进行校核。 并 完成对液压缸主要零件结构、材料及技术要求， 液压 缸的导向、密封和防尘，液压缸的排气装置，以及液压缸安装联接部分的形式及尺寸。让三级同步液压缸 能够达到工作稳定，运行平稳， 安全等要求。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 21 第 3 章 液压泵 选择与 设计 压泵的工作原理 液压泵是将机械能转换为流体压力能的设备。主要涉及以下几个方面： 1、 液压泵是一个或几个密封腔油腔容积作周期变化来进行工作的。泵的输出油量取决于密封容积的 体积变化和变化频率。 2、 为了保证密封容积变大时只与排油管相连接，容积变小时只与吸油管相连接，根据本系统需要，设置两个单向阀。 3、 容积式油泵的排油压力取决于排油管道中油液所受到的负载大小，吸油时容积增大，形成一定的真空，油液在泵内的压力差有作用下进行了密封容积。 压泵的形式 液压泵的分类： 液压油泵的形式包括定量泵和变量泵两种。选择油泵时考虑的主要因素有：打击频率和打击能量对系统流量的要求、流量波动变化范围、泵本身的可靠性及稳定性等。 1、 定量泵 与变量泵相比，定量泵具有价格低廉、耐冲击、 承受最高工作压力高、可靠性好等优点。如果工作过程中流量变化 范围不大，系统流量变化可以通过蓄能器来均衡，则可以考虑用定量泵 。 2、 变量泵 采用变量泵可以满足液压举升 系统 各种不同工况对打击频率和打击能量的要求。同时调节变量泵排量可以满足 液压缸 工作过程中系统流量变化的要求。相同行程的条件下，举升高频率越大则变量泵排放的流量越大，采用变量泵来调节打击频率和打击能量。变量泵适合于工作过程中流量变化范围大的场合。 压泵主要参数及型号 根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求，首先确定液压泵的类型，然后按系统所要求的压力、流量大小确定其规格和型号。主要考虑以下几个方面： 1、 液压泵的类型选择 ； 2、 液压泵的工作压力 ； 3、 液压泵的流量 。 举升机构常用油泵分为齿轮油泵与柱塞泵两类。齿轮泵多为外啮合式，在相同体黑龙江工程学院本科生毕业设计 22 积下齿轮泵比柱塞泵流量大但油压低。柱塞泵最大特点是油压高（油压范围 1635且在最低转速下仍能产生全油压，固可缩短举升时间。中轻型举升机构上多采用齿轮泵，常用系列有 ；重型举升机构常采用柱塞泵。 压泵主要参数的确定 压泵工作压力的计算 6 （ 式中 油缸最大作用力， (N)； A 油缸横截面积， ( 代入式（ ： M m a x 压泵 理论流量 的计算 液压泵的理论流量是指泵在单位时间内理论上可排出的液体体积。 r m 3 Q r 压泵排量的计算 310mL/r （ 式中 油泵流量， (L/ n 油泵额定转速， (r/ 油泵转速 1000n r/式（ 计算 得： 压泵功率的计算 （ 式中 p 油泵最大工作压力 2 油泵 理论 流量 由式（ 计算 得 ： 黑龙江工程学院本科生毕业设计 23 根据以上求得的值，按系统中拟订的液压泵的形式，从 机械设计 手册中选择相应的液压泵产品。为使液压泵油一定的压力储备，所选泵的额定压力一般要比最大工作压力大 2560%。 查找手册选择 齿轮泵，其参数 如 表 示。 表 B 型齿轮泵的各参数值 型号 排量 压 力 / 速 /(r/特点 生产厂 额定 最高 额定 最高 2100 10 450 1650 铝合金壳体浮动轴套 天津机械厂 确定液压泵的 驱动功率 在工作中，如果液压泵的压力和流量比较恒定，则 其中P液压泵的总效率，参考 如 表 示 选择P= 表 液压泵的总效率 液压泵类型 齿轮泵 螺杆泵 叶片泵 柱塞泵 总效率 据此选用 取力器 压系统原理 在液压系统中用到了 齿轮泵和两个三级同步液压缸、过滤器、 二级同心先导溢流阀、三位四通电磁换向阀、分流集流阀、两个单向阀、 油箱、高低压油管等液压元器件 ，由它们共同构成了液压系统，完成指定的动作，实现双层畜禽运输车上层活动底板的功能要求。 要进行上层活动底板的上升工作过程，将三位四通电磁阀的 1通电 ，液压油通过溢流阀再经过三位四通电磁阀、分流集流阀、单向阀进入三级同步液压缸，实现液压的伸展动作，从而使得上层活动底板升高到指定位置。 此过程中，溢流节流阀起黑龙江工程学院本科生毕业设计 24 到稳定液压油流量， 使其不受到外界负荷的变化的影响，只受到节流阀阀心 开口大小的控制，分流集流阀能够自动地对输入油液的流量等量进行分配，实现同步运动。要进行上层活动底板的下降工作过程时，将三位四通电磁阀的 2通电，液压缸的液压油经过电磁阀流回油箱，从而使得上层活动底板降落到一层板的位置。 图 层畜禽运输车液压系统原理图 章小结 本章对液压泵进行设计，通过确定液压泵的参数来选择液压泵，从而了解了液压泵的种类和结构特点以及工作原理。另外针对液压泵的工作要求选择了相应的 取力器 。在液压缸和液压泵设计选取完成后再对一些液压控制阀进行选取进而完成了双层畜禽运输车的 液压系统原理图。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 25 第 4 章 辅助装置的 选择与 计算 车架主要尺寸参数设计计算 车架主要尺寸设计 在设计自双层畜禽运输车 时，所选取的二类底盘只有主车架，为了增加车架的强度刚度，延长车架的使用寿命，在原有主车架的基础上增加了副车架。其形状同主车架，在主副车架之间加一定厚度的松质木条。其长度同副车架的长度，宽度同副车架的厚度。主副车架用 止推连接板 进行加固连接。 对具有较高质心位置及载质量较大的厢式车一般采用槽形通长式副纵粱。制造材料应具有良好的焊接性和机械性能，一般要求抗拉强度 b 370N 屈服极限 ，1 240N 延伸率以s 20翼缘宽度应与主车架纵粱 (简称主纵粱 )翼缘宽度相同不宜大于主纵粱翼缘宽度。副纵粱截面尺寸确定后，要分别对副纵粱和主纵粱进行强度计算，并根据其惯性矩、抗弯截面系数分配弯矩 。 在汽车制造工艺中，钢板冲压成型工艺占有十分重要的位置。冲压成形的零件具有互换性好、能保证装配的稳定性、生产效率高和生产成本低等优 点。 载重汽车用中板数量较多，受力的车架纵梁和横梁、车厢的纵梁和横梁均采用中板冲制且多以低合金高强度钢板冲压生产，也是适应提高汽车承载能力、延长使用寿命、降低汽车自重和节能节材以及安全行驶等要求的发展趋势。 副车架材料选用载重汽车横纵梁的一般选用材料 ， 纵梁 和横梁均 采用 副车架对主车架起到加固作用，其宽度和选用的底盘的宽度相同，高度也相同，长度在底盘主车架长度基础上去掉主车架与车
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