汽车电箱方仓门设计说明书

精品文档 1欢迎下载 本本 科科 毕毕 业业 论论 文文 题目 75kw 汽车电箱方舱门设计 学院 2 班级 姓名 指导教师 职称 完成日期 年 月 日 兰州工业学院本科毕业论文 I 摘 要 本设计为 75kw 汽车电箱设计门装置 拟为之设计合理的电箱门系统 为降低噪声 增强密闭性能 提高安全性能 设计内容包括 说明汽车电箱门的布置情况 满足的使用要求 分别说明了电缆 门 进风门 后大门 控制门 输出门以及排风门的结构类型 对门框结构的设计 布置梁组件 设计门外板 门内蒙板 设计门锁机构 对后大门的门板进行计算 校核门梁的强度 确定了风载荷作用下门梁的受力情 况 对门梁承受的载荷 梁的抗弯强度以及梁的挠度进行了计算 同时对锁轴的强度 进行了校核 最终确定在风载荷的作用下 门锁轴的强度符合使用要求 本设计依据有关国家公共交通使用规范 门窗设计使用规范等考虑电箱门的降噪 性能和密封性要求 经过计算分析得出设计合理 校核得当 关键词 汽车方舱门 门结构设计 门体强度校核 锁轴校核关键词 汽车方舱门 门结构设计 门体强度校核 锁轴校核 II Abstract This design is 75 kw automotive electrical box design door device the door is proposed for the reasonable design of the electric system to reduce the noise enhance the airtight performance improve safety performance Design content includes The door is auto electric arrangement meet the use requirement Respectively illustrates the door the door JinFengMen back doors control cable output and the types of structure PaiFengMen door The design of frame structure decorate beam components Door lock design door plate door Inner Mongolia plate design institutions On the back door plank to calculate and check the strength of the woodwork Identified under wind loading force of the woodwork the door beams under load the bending strength of beam and beam deflection was calculated At the same time to check the strength of the lock shaft eventually determine under the action of wind load the strength of the lock shaft meet use requirement This design on the basis of relevant countries use public transport doors and Windows design USES such as considering the noise performance of the door is electric and sealing requirements through calculation and analysis of reasonable design checking properly KeyKey WordsWords AutoAuto squaresquare cabinetcabinet doordoor TheThe doordoor structurestructure designdesign TheThe hydrodynamichydrodynamic intensityintensity LockLock shaftshaft checkingchecking 精品文档 III欢迎下载III欢迎下载III欢迎下载III欢迎下载 目目 录录 摘 要I AbstractII 第 一章 引 言5 1 1 概述5 1 2 方舱门的主要形式5 1 3 合页式方舱门的优缺点5 第 二章 合页式方舱门结构设计7 2 1 电箱舱门布置情况7 2 1 1 电缆门的布置8 2 1 2 进风 排风门的布置8 2 1 3 控制门的布置9 2 1 4 输出门的布置10 2 1 5 后大门的布置10 2 2 合页式方舱门构造10 2 2 1 合页门特点10 2 2 2 合页门门扇结构11 2 3 合页门的链接12 2 4 锁装置设计12 2 5 排风门控制装置设计13 第 三 章 门体的强度校核15 3 1 后大门强度校核15 IV 3 1 1 后大门承受荷载计算15 3 1 2 门外板的选用与校核16 3 2 后大门门梁计算17 3 2 1 门梁材料的截面特性 17 3 2 2 门梁荷载分配 19 3 2 3 门梁在左受荷单元力作用下的受力分析 20 3 2 4 门梁在右受荷单元力作用下的受力分析 21 3 2 5 门梁的抗弯强度计算 21 3 2 6 梁的挠度计算 22 第四章 锁轴的校核23 4 1 基本参数23 4 2 锁点强度的校核24 第五章 结 论26 致 谢27 参考文献28 精品文档 5欢迎下载5欢迎下载5欢迎下载5欢迎下载 第 一章 引 言 1 1 概述 方舱门是汽车电箱的重要组成部分之一 是电缆布置 散热 人员进出的通道 对电箱的整体造型也起着重要的协调作用 方舱门的设置的好坏是影响电箱工作环境 的一个重要因素 方舱门是电箱外形的一个组成部分 它不仅与电箱的散热性 实用 性密切相关 而且直接影响电箱外形的美观与动感 随着车载发电系统效率的不断提 高 电箱内的温升及电缆布置等问题越来越突出 过去我国在电箱上采用较多的是推 拉式舱门 由于舱门自身缺陷而导致舱门密封性不好 造成漏雨现象较为普遍 较突 出的问题是噪声过大 而且由于后大门采用推拉式重量较大 密封困难 占用空间大 车辆在行驶中产生强烈的振动噪声和舱门寿命的减少 从而严重影响整个电箱的使用 寿命 导槽滚轮式舱门虽然无内陷 但是在电箱内侧壁有导槽 因此 在国外的许多 货箱上和汽车电箱上出现了一种在骨架上安装有合页的方舱门 这就是合页式舱门 近年来 合页式舱门已经在我国汽车电箱生产中得到广泛应用 1 2 方舱门的主要形式 电箱方舱门的结构形式主要有 3 种 折叠式 推拉式 合页式 折叠式方舱门打开时呈折叠形式 在国内的电箱生产过程中很少采用这种形式的 方舱门门 具有单轴 2 页和双轴 4 页 2 种形式 推拉式方舱门又称轨道式方舱门 推拉式方舱门在开 关闭时 其门板与箱身外 侧板始终保持平齐 较美观 密封效果一般 近年来在微型 小型汽车电箱中普遍采 用 且在城市小货车上也得以推广应用 具有单侧和双侧 2 种形式 合页式方舱门又称定轴是回转方舱门门 合页式方舱门是电箱方舱门中开启后净 开度最大的一种 方便人员 设备进出及电缆布置 尤其适用于汽车移动电箱 城市 小货车 也具有单扇和双扇 2 种形式 1 3 合页式方舱门的优缺点 本设计的题 第二章 合页式方舱门结构设计 6 QQ 123536215 870862708 全套图纸及说明书 英文翻译可获取全套图纸及说明书 英文翻译可获取 精品文档 7欢迎下载7欢迎下载7欢迎下载7欢迎下载 车电箱高效利用的前提所在 一般有以下几点影响因素 1 根据电箱的使用要求 使用特点 2 根据使用设备的体积 控制系统布置 3 根据载体的选择情况 一般 为小型货车上进行改进 如图 2 1 所示 1 排风门 2 电缆门 3 进风门 4 后大门 左 5 后大门 右 第二章 合页式方舱门结构设计 8 图图 2 12 1 电箱舱门布置情况 电箱方舱门的布置程序如下 方舱门合理布置的前期准备工作 舱门布置的合理 与否很大程度上取决于有关资料的齐备 准确以及可靠程度 舱门布置是一个反复试 验的过程 即布置 修改 再布置 在修改 多次反复 知道求得最满意的布置方案 为止 在布置时一般借助于一些辅助工具 如电箱应用场合 设备使用情况 车辆载 体结构尺寸等 在纸面上加以设计 所以在总布置图的前期还需要准备好必要的辅助 工具 找出布置关键性作业位置 最终确定方舱门的布置位置 本设计是在一辆汽车上安装可移动式电箱 首先要考虑的是设备的使用情况 设 备的体积 布线 人员及设备出入 通风等 其次要考虑载体的规格尺寸 最后还 要考虑电箱的外形尺寸 以最经济的条件下布置舱门 2 1 1 电缆门的布置 电箱内装有发电设备和控制设备 它们将电能输出至电力设备 这时需要用电缆 线连接电箱内电源接口 为方便电力传输 在电箱的下端布置电缆门 如图 2 2 所示 这样工作人员就不必进入到电箱内部 而在外部打开电缆门就可以接通电缆 精品文档 9欢迎下载9欢迎下载9欢迎下载9欢迎下载 图 2 2 电缆门的布置 2 1 2 进风 排风门的布置 发电装置和控制装置在工作过程中会产生大量的热量 热量的升高会影响发电装 置和控制系统稳定运行 甚至会因为温度过高导致火灾的发生 实际工作中不允许出 现这种状况 为此需要对电箱内设备进行降温 最有效的方法就是自然通风冷却 为 此 此次设计的电箱布置了两道门 一道是进风门 一道是排风门 两者是相互补充 的两道门 缺一不可 如图 2 3 工作原理就是同时打开进风门和排风门 自然风会从 进风门进入 从排风门排出 以此带走发电装置和控制装置的工作温度 实现降温 即使在没有对流空气的时候也能将多余的热量通过两道门排出 如图 2 3 进风 排风门的布置 第二章 合页式方舱门结构设计 10 2 1 3 控制门的布置 发电机发出来的电要经过控制器整流 稳压 开关等控制以后再通过电缆输送给 电力设备 换句话说就是电路的控制作用 也起到一定的保护电路作用 同电缆门的 布置类似 为方便工作人员操作 在电箱的右端布置控制门 如图 2 4 所示 这样工 作人员就不必进入到电箱内部 而在外部打开控制门就可以控制电路 图 2 4 控制门的布置 2 1 4 输出门的布置 考虑到实际使用条件 以及便捷性输出门和电缆门的作用类似 都是输出电能的 不同点就是一个布置在左边一个布置在右边 方便左右两侧同时使用电量的地方 不 需要工作人员频繁的移动 输出门的布置如图 2 4 所示 2 1 5 后大门的布置 电箱的后大门是用于维修内部设备 人员及电力设备的进进出出 后大门有两个 左右对称 有密封圈 封闭较严 后大门布置位于电箱后侧中心位置布置 如图 2 5 所示 对开形式 这种形式可以使打开空间最大 便于维修 精品文档 11欢迎下载11欢迎下载11欢迎下载11欢迎下载 图 2 5 后大门的布置 2 2 合页式方舱门构造 2 2 1 合页门特点 对于车门的种类 一般来讲大致分为推拉门 折叠门 平移门 外摆门 合页门 其 中折叠门 外摆门和合页门又各自有单扇和双扇车门的区别 在这些种类中 翻转门 主要用作微型的司机门和备用安全门 单 双 扇折叠门和单 双 扇外摆门在城市小货 车中应用较为广泛 平移门与双外摆门的应用 第二章 合页式方舱门结构设计 12 QQ 123536215 870862708 全套图纸及说明书 英文翻译可获取全套图纸及说明书 英文翻译可获取 精品文档 13欢迎下载13欢迎下载13欢迎下载13欢迎下载 主要出现在国外的一些城市储物车中 汽车方舱门主要应用的是单扇合页门和双 扇合页门以及推拉门 但在可移动电站技术的日新月异 人们对可移动汽车电箱的密 封性和外观造型的美观性要求越来越高的今天 由于传统的推拉式方舱门 车门凹陷 于车身 不仅增加行车的空气阻力 影响整车的外形美观 而且由于车门缝隙大 密 封困难 在使用过程中产生强烈的震动噪声和漏尘 从而严重影响设备的运行性能 近些年来 我国以有许多生产厂家大量采用合页式的舱门 合页式方舱门与传统的推 拉门比较 具有以下一些优点 a 开度大 可以开起到门框宽度 有效利用门框空间 保证工作人员 设备上下 车方便 b 具有良好的密封性 密封机构简单 c 开关方便 安全 操纵灵巧 d 刚性较好 不易变形下沉 使用过程中不易产生振动噪声 2 2 2 合页门门扇结构 由于合页式方舱门截面形状和车身侧围不必完全吻合 因此合页门门扇外形弧度 也无必要与电箱体表面相应吻合 它是由门扇骨架 外蒙皮 内蒙皮组成的 门骨架 零件一般采用异型合金钢和槽型合金截面型材 选材方便制作简单 另外由于门扇周 圈需要安装密封胶条 因此 门扇周边骨架零件常采用带有止口的截面型材 门扇用 Q235 A 钢制造太重 不利于门的开闭工作 所以 合页式方舱门门扇常用铝型材和铝 板制作 如图 2 6 所示为门扇组成 门扇由铝型材 l 2 和铝板 3 4 构成 第二章 合页式方舱门结构设计 14 如图 2 6 门扇组成 型材 1 便于四周安装密封胶条 门扇采用铝板制作 可使门扇重量减轻 但门骨 架型材焊接必须采用氩弧焊 而氩弧焊技术在国内不是太成熟 且成本较高 所以在 使用上往往受到限制 铝型材构件的焊接方法 是以物理方式清洁焊口表面氧化层 选 用含硅 4 7 的无镁的铝硅合金焊丝 进行 TIG 方式焊接 其焊接工艺参数可以是钨极 直径 1 6 5mm 喷嘴直径 6 14m m 焊接电流 20 200A 氩气流最 5 141 min 它能 有效地防止焊接裂纹且焊接成本低 通常为常温施焊 工艺简单易于掌握 焊缝机械 性能良好 焊成的器件不变形 2 3 合页门的链接 门扇与龙骨的是靠销轴连接起来的 如图 2 7 所示 这种结构简单可靠 经济性 好 维修及更换方便 精品文档 15欢迎下载15欢迎下载15欢迎下载15欢迎下载 图 2 7 门扇连接 2 4 锁装置设计 为避免非操作人员误触碰到控制开关 造成设备及人员的伤害 在各个门上都安 装有锁装置 在电箱的几种门当中 排风门利用步进电机控制其开闭 不需要上锁 其余门都需要上锁 其中除后大门采用后大门锁紧外 其余都采用左右锁紧 左右锁 紧如图 2 8 所 2 5 排风门控制装置设计 排风门位于汽车车厢上顶架 它形状是凸台 由于布置在车顶 故开关不得不到 车顶上操作 大量增加了劳动量 为此采用步进电机控制 以实现在该打开的时候打 开 再该关闭的时候关闭 开门方式是沿着一边的铰链缓缓打开到 90 度时停止 如图 2 9 为排风门控制装置设计 图 2 9 排风门控制装置 第二章 合页式方舱门结构设计 16 精品文档 17欢迎下载17欢迎下载17欢迎下载17欢迎下载 第 三 章 门体的强度校核 在汽车行驶过程中 由于空气阻力的影响 使各个门承受很大的压力 这里称之 为风压 风压的大小是随着空气流向和汽车行驶速度的改变而不断变化 在设计过程 中风压对门的作用不可忽略 它是影响各个门寿命的主要因素 这里后大门承受的风 载荷最大 为此以后大门为校核对象 考察设计的是否合理 3 1 后大门强度校核 3 QQ 123536215 870862708 全套图纸及说明书 英文翻译可获取全套图纸及说明书 英文翻译可获取 第二章 合页式方舱门结构设计 18 铝板的挠度能满足要求 3 2 后大门门梁计算 基本参数 1 计算点标高 1 5m 2 力学模型 单跨简支梁 精品文档 19欢迎下载19欢迎下载19欢迎下载19欢迎下载 3 竖中挺跨度 H 1435mm 4 竖中挺左受荷单元宽 W1 1435mm 竖中挺右受荷单元宽 W2 1285mm 3 2 1 门梁材料的截面特性 1 外框参数 选用型材号 Z100 系列5086 A 外框的抗弯强度设计值 fa 85 5MPa 外框的抗剪强度设计值 a 49 6MPa 外框弹性模量 Ea 70000MPa 外框绕 X 轴惯性矩 Iax 310000mm4 外框绕 Y 轴惯性矩 Iay 98000mm4 外框绕 X 轴净截面抵抗矩 Wanx1 8500mm3 外框绕 X 轴净截面抵抗矩 Wanx2 8100mm3 外框净截面面积 Aan 464mm2 外框截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度 tax 2mm 外框受力面对中性轴的面积矩 Sax 5400mm3 塑性发展系数 1 05 2 内框参数 选用内框号 Z 型钢 100 60 5 内框的抗弯强度设计值 fs 215MPa 内框的抗剪强度设计值 s 125MPa 内框弹性模量 Es 206000MPa 内框绕 X 轴惯性矩 Isx 253000mm4 第二章 合页式方舱门结构设计 20 内框绕 Y 轴惯性矩 Isy 12000mm4 内框绕 X 轴净截面抵抗矩 Wsnx1 7250mm3 内框绕 X 轴净截面抵抗矩 Wsnx2 7250mm3 内框净截面面积 Asn 408mm2 内框截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度 tsx 4mm 内框受力面对中性轴的面积矩 Ssx 4600mm3 塑性发展系数 1 05 3 风荷载作用的线荷载集度 按矩形分布 1 左单元荷载线荷载集度分析 qk1 在左单元的风荷载作用下的线荷载集度标准值 N mm q1 在左单元的风荷载作用下的线荷载集度设计值 N mm wk 风荷载标准值 MPa W1 门梁左单元宽度 mm qk1 wkW1 2 0 001888 1075 2 1 015N mm q1 1 4qk1 1 4 1 015 1 421N mm 2 右单元荷载线荷载集度分析 qk2 在右单元的风荷载作用下的线荷载集度标准值 N mm 精品文档 21欢迎下载21欢迎下载21欢迎下载21欢迎下载 q2 在右单元的风荷载作用下的线荷载集度设计值 N mm wk 风荷载标准值 MPa W2 门梁右单元宽度 mm qk2 wkW2 2 0 001888 1100 2 1 038N mm q2 1 4qk2 1 4 1 038 1 453N mm 3 2 2 门梁荷载分配 按照等挠度原则 进行荷载分配 1 左单元承受 第二章 合页式方舱门结构设计 22 QQ 123536215 870862708 全套图纸及说明书 英文翻译可获取全套图纸及说明书 英文翻译可获取 精品文档 23欢迎下载23欢迎下载23欢迎下载23欢迎下载 100 2450 2 718093 125N mm Vs2 在右受荷单元力作用下的内框剪力设计值 N Vs2 qs2H 2 1 W2 2 H 974 7N 3 2 5 门梁的抗弯强度计算 1 外框的强度计算 按下面的公式进行强度校核 应满足 Ma1 Ma2 Wanx fa 上式中 Ma1 外框在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩 N mm Ma2 外框在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩 N mm Wanx 外框在弯矩作用方向的净截面抵抗矩 mm3 塑性发展系数 取 1 05 fa 型材的抗弯强度设计值 取 85 5MPa 则 Ma1 Ma2 Wanx 293503 49 298855 521 1 05 8100 69 648MPa 85 5MPa 门梁抗弯强度能满足要求 2 梁的强度计算 按下面的公式进行强度校核 应满足 第二章 合页式方舱门结构设计 24 Ms1 Ms2 Wsnx fs 上式中 Ms1 内框在左受荷单元力作用下的跨中最大弯矩 N mm Ms2 内框在右受荷单元力作用下的跨中最大弯矩 N mm Wsnx 内框在弯矩作用方向的净截面抵抗矩 mm3 塑性发展系数 取 1 05 fs 型材的抗弯强度设计值 取 215MPa 则 Ms1 Ms2 Wsnx 704267 943 718093 125 1 05 7250 186 845MPa 215MPa 梁的抗弯强度能满足要求 3 2 6 梁的挠度计算 由于是按照等挠度原理进行的荷载分配 所以 此处仅需要对梁进行验算 1 梁在左受荷单元力作用下的挠度计算 df1 梁在左受荷单元力作用下的挠度 mm df1 qak1H4 240EaIax 25 8 5 W1 2 H 2 2 W1 2 H 4 0 298 24504 240 70000 310000 25 8 5 1075 2 2450 2 2 1075 2 2450 4 5 956mm 2 梁在右受荷 精品文档 25欢迎下载25欢迎下载25欢迎下载25欢迎下载 QQ 123536215 870862708 全套图纸及说明书 英文翻译可获取全套图纸及说明书 英文翻译可获取 第二章 合页式方舱门结构设计 26 精品文档 27欢迎下载27欢迎下载27欢迎下载27欢迎下载 左大门的规格 589 5mm 1584mm 1 12 汽车车板高度为 1 2m 我国东部地 区基本风压为 450Pa 门的风荷载 W gz S Z W0 gz 高度 Z 处的阵风 QQ 123536215 870862708 全套图纸及说明书 英文翻译可获取全套图纸及说明书 英文翻译可获取 第二章 合页式方舱门结构设计 28 第五章 结 论 1 本文论述了方舱门的结构形式 在满足使用要求的情况下 降低设备噪声 增 强密封性能 还论述了方舱门的在汽车电箱上的布置情况 详