512 三吨绿化洒水车设计(车架改造及后悬架校核)(全套CAD图+说明书+翻译)
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三吨绿化洒水车设计
(车架改造及后悬架校核)
摘 要
绿化洒水车具有除尘、清洁路面、植被和降温等作用,是城市绿化建设和卫生建设的专用汽车,随着人们对环境要求的不断提高,具有良好的市场前景。
这次设计的绿化洒水车(三吨载重),是在选择通用二类底盘的基础上,对它作了一些改动。在设计中,主要完成了变速箱总成的改动,取力器总成的设计、水管总成的设计、水箱总成的设计和各总成的位置布置,而且保证了改动后的洒水车具有良好的动力性、操纵稳定性和行驶平稳性。
在总体设计中,参考了专用汽车的一般改装原则和要求,按照改装要求,结合选择的通用底盘,主要完成了各总成具体位置的安排、前后轴轴荷的合理分配、随车质心位置的确定和主车架的改装工作。在确定随车质心位置和前后轴轴荷分配时主要计算了各总成的质量和质心位置,然后用公式计算出洒水车整体的质心位置和前后轴轴荷,并根据设计要求进行了验证;车架改动中主要确定了联接件和车架的联接形式,然后根据强度计算改装车架是否满足设计要求,因为后轴的载荷较大,主要计算了后悬架的强度和轮胎的负荷状况。最后校核主要联接件螺栓(副车架和主车架联接螺栓以及水泵底座和主车架联接螺栓)的强度,保证主要部件的可靠性。
关键词:底盘,车架,悬架,轴荷








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I 三吨绿化洒水车设计 (车架改造及后悬架校核) 摘 要 绿化洒水车具有除尘、清洁路面、植被和降温等作用,是城市绿化建设和卫生建设的专用汽车,随着人们对环境要求的不断提高,具有良好的市场前景。 这次设计的绿化洒水车(三吨载重),是在选择通用二类底盘的基础上,对它作了一些改动。在设计中,主要完成了变速箱总成的改动,取力器总成的设计、水管总成的设计、水箱总成的设计和各总成的位置布置,而且保证了改动后的洒水车具有良好的动力性、操纵稳定性和行驶平稳性。 在总体设计中,参考了专用汽车的一般改装原则和要求,按照改装要求,结合选择的通用底盘,主要完成了各总成具体位置的安排、前后轴轴荷的合理分配、随车质心位置的确定和主车架的改装工作。在确定随车质心位置和前后轴轴荷分配时主要计算了各总成的质量和质心位置,然后用公式计算出洒水车整体的质心位置和前后轴轴荷,并根据设计要求进行了验证;车架改动中主要确定了联接件和车架的联接形式,然后根据强度计算改装车架是否满足设计要求,因为后轴的载荷较大,主要计算了后悬架的强度和轮胎的负荷状况。最后校核主要联接件螺栓(副车架和主车架联接螺栓以及水泵底座和主车架联接螺栓)的强度,保证主要部件的可靠性。 关键词 :底盘,车架,悬架,轴荷 F F is to is is a it is a is In s s of it of In is of in of of a In of or is of at in In s do is s At of (or of 4 目 录 第 一 章 前言 .二章 洒水车总体设计 . 计的特点和要求 . 用汽车设计的要求 . 体布置的要求 . 体参数的要求 . 型选择和各总成参数的确定 . 型的选择 . 总成参数的确定 的依据 . 总成质量的计算 . 车底盘到前轴距离 1l 的计算 . 管总成质量的计算 . 作台质量的计算 . 箱总成质量的计算 . 荷和质心位置的确定 . 车架改装注意事项 . 要部件的校核 . 轮负荷的校核 . 悬架钢板弹簧的校核 . 车架强度的校核 . 箱联接螺栓的校核 . 泵螺栓组的校核 .三章 变速器改装与设计 .四章 取力器的设计 .五章 水管的设计 .六章 水罐的设计 .七章 成本的核算 .八章 结论 .5 参考文献 .谢 .6 第一章 前言 洒水车是城市建设卫生专用车,主要用于大中城市、公路养护部门和基建工地的洒水、喷雾、降温、扑尘和压水冲洗脏物等作业,也可远距离运水、灌水,必要时亦可用于消防,另外还可以装备特殊装置(如药物喷洒、园林绿化等)。可见洒水车的功能在城市卫生建设中的作用不可低估,而且特别是随着人们环保观念的转变,提高了对清新环境的要求,近来国家倡导建设卫生城市,以及 2008 年绿色奥运的理念,洒水车的作用便凸现出来。 可见,洒水车的潜在市场需求相当大,但是纵观国内外的洒水车生产市场,它们在技术领域呈现各自不同的特点。 总的来说,国内洒水车生产主要存在以下问题:技术水平有限、专用底盘缺乏、开发能力薄弱;对于国外生产市场,如美、日、德等发达资本主义国家,他们是在系列 化、通用化、标准化的基础上按用户的定单进行、设计和生产,具有极强的市场应变能力,而且底盘生产厂商按洒水车生产厂商的要求加工生产专用底盘,开发能力较强。我国已加入 内市场必然受到国际市场的冲击,国内的洒水车厂商如不采取积极的应对措施,必然会在市场竞争中不是失掉市场份额就是被淘汰。 因此,不论从洒水车的功能,还是潜在的市场需求,以及开发的价值上,其都具有良好的发展前景。 洒水车是装有专用罐型容器的专用汽车 , 具有吸水 、 洒水的功能 。 正规生产厂家一般采用汽车生产厂家的汽车底盘进行改装 、 安装专用装置生产而成 。 洒 水车的总载质量和主要布置参数必须符合原汽车制造厂的有关规定 。一般洒水车的结构由汽车底盘 、 水箱总成 、 传动总成 、 水泵管路和操纵系统组成 。 一、水箱 总成 洒水车的 水 罐一般由罐身 、 支撑腿 、 人孔以及内部隔仓 、 防波板等部分组成 。 水罐通常用钢板卷制焊接加工制作 , 形状可以是圆形 、 椭圆形或方形等 , 具体情况要依据最大容积 、 重心高度等技术参数加以确定 。 二、传动总成 二类底盘汽车专用装置的动力来自汽车发动机 , 这决定了洒水车专用装 7 置的动力也必须取自汽车发动机 , 否则必然要增加改造投资 。 传动总成的作用是将汽车发动机的动力传输给水泵 , 并 满足水泵的转速和旋向要求 , 一般是从汽车的变速箱取力 , 通过取力器来满足水泵转速和旋向的要求 。 三、水泵管路总成 为了满足洒水车的功能 , 洒水车的水泵管路总成必须具有吸水 洒水时既可以前喷 , 又可以后喷或者同时喷洒 ,并具有一定的洒水压力 。 四、操纵系统总成 洒水车的操纵系统总成包括两大部分 , 取力箱挂档操纵和水泵吸水洒水操纵 。 依据自卸汽车取力箱挂档操纵方式 , 洒水车通常采用气动操纵方式 ,吸水洒水主要采用手动操纵方式 , 通过控制阀来决定水的流向 , 达到吸水和洒水的目的 。 8 第二章 洒水车的 总体设计 计的特点和要求 用汽车设计的要求 洒水车属于专用汽车的一种,因此要设计好洒水车,需要了解一些专用汽车的设计特点和要求。专用汽车除了具有基本型汽车的功能外,它还装有专门的设备具有某些专用功能。因此专用汽车的设计尽管与基本型汽车设计有许多共同的之处,但由于具有专用功能的要求,在专用汽车的设计、专用设备设计等方面,都具有自身的特点。 专用汽车的设计特点和要求可概括为: 1、专用汽车产品 具有多品种、少批量的特点。因此专用汽车的设计多采用定型的基本 底盘 (如 二类底盘、三类底盘 ) 上进行改 装设计。这样就需要掌握国内外汽车产品的生产情况及有关资料。根据要设计的专用汽车的功能和性能指标等要求,即可在功率匹配、驱动方式、外行尺寸、传动方式以及结构布置等特点进行优选和比较,从而确定选用某种基本型汽车底盘作为专用汽车改装设计的基础。 对于不能直接采用二类底盘或三类底盘进行改装的汽车,也尽可能的选用定型的总成和部件(包括专用装置)进行设计,以缩短产品的开发周期和提高产品的可靠性。 2、专用汽车的设计主要以保证获得优异的专用功能为主要目标,并同时考虑汽车基本性能的发挥。在必要时将适当降低一些汽车底盘的性能 ,以满足实际的某种专用功能的要求。 专用汽车设计的主要工作在于总体设计和专用装置的设计(或选型)。选择好改装设计的汽车底盘,选择或设计好专用装置,以达到理想的匹配和合理的布置。 3、针对专用车的服务面广和产品生产品多、批量少的特点,专用汽车的设计应考虑产品系列化,即根据用户的特殊需要而能较方便的作出定型。与此同时对专用汽车零部件的设计,尽量标准化和通用化,即最大限度选用标准件,或选用定型产品的通用零部件,最大限度的减少自制件。 9 4、基于专用汽车小批量的生产特点,专用汽车设计中某些自制件,应遵循单件小批生产工 艺,设计时要尽量考虑通用设备加工的可能性。 5、专用汽车应满足有关车辆交通安全法规的规定,对于某些特种车辆,如油田修井车、矿用自卸车、重型半挂车等,则作为特定的作业环境的特种车辆来处理。 综上所述,专用车的设计有自身的特点和要求,专用汽车的设计既要考虑到作为汽车设计的要求,更要以获得优异的专用性能为主要目的。要使汽车底盘和专用装置合理匹配,构成一个理想的整体,使汽车的基本性能和专用性能都得到充分的发挥。 体布置的要求 在洒水车总体设计时,应该考虑到以下的几个要求: 1、 应有利于洒水车专用功能的充分 发挥; 2、 应满足汽车底盘性能的要求。例如,轴载质量的分配对于汽车的行驶性能有重大的影响,而洒水车的总体布置是决定轴载质量分配的关键因素。因此在洒水车的总体布置完成后应对其进行轴载质量的校核,看它是否满足汽车底盘的性能要求。 3、 应满足有关法规的要求。例如,有关法规对汽车的长宽高以及最大轴载质量都有具体的规定。 4、 应避免专用装置引起集中载荷。在洒水车的总体布置中特别注意水箱 总成的位置布置,因为其是满载时 影响 轴载质量分配 的重要部件。 5、 应尽量减少对汽车底盘各总成的改动。洒水车由于其专有设备及其功能的要求,需要对底盘上部件 总成的结构和位置进行必要的改动,如果改装不当,不仅会增加成本,而且还会影响洒水车专用功能的发挥。洒水车对汽车底盘最重要的改动是变速箱的改动,以满足水泵功率的要求,再者就是水箱在底盘上的布置,保证前后轴载质量的合理分配,还有取力器的布置。 6、尽量减少洒水车的整车整备质量,提高其工作性能。 体参数的要求 洒水车的总体参数包括总体布置参数和整车性能参数,在选用参数时应考虑其专有功能、使用条件等因素。 10 洒水车的总布置参数包括外廓尺寸、轴距和轮距、前悬和后悬 以及质量参数等。 对于外廓尺寸,世界各国对运 输车辆均有法定限制,我国法规规定:车辆高不超过 4m,车宽不超过 开窗、后视镜等突出部分距车身不超过250辆长对货车不超过 12m,半挂车不超过 挂汽车的列车不超过 20m。轴距和轮距是影响汽车基本性能的主要尺寸参数。轴距减少可提高机动性,减少纵向通过半径(纵向通过角),提高通过性。但轴距过短,导致制动或上坡时轴载质量转移增大,使汽车的制动性和操纵稳定性变坏。轮距对汽车的机动性和横向稳定性有较大的影响。 取力器的传动比应根据洒水车的水泵的转速、功率 和发动机外特性来选择,其基本原则是, 在满足水泵所需功率的前提下,选择较低的发动机转速和较高的发动机功率,此时发动机的燃油经济性较好。 质心位置及轴载质量的分配。在选择洒水车的质心位置及轴载质量时应满足以下条件:轴载质量不得超过法规的规定。根据 路工程技术标准对各种汽车的轴载质量做了明确的规定(参考下表)。 汽车最大总质量( 10000 15000 20000 30000 前轴轴载质量( 3000 5000 7000 6000 后轴轴载质量( 7000 10000 13000 2 12000 要求质心 位置尽可能低。从汽车行驶的稳定性考虑,质心的高度应满足以下条件: 保证汽车不发生侧翻: ; 保证汽车不发生纵翻: 2 。 式中 : B 汽车轮距; 2l 汽车质心到后轴中心的距离; 汽车质心高度 ; 路面附着系数,一般取 = 型选择和各总成参数的确定 的依据 11 型的选择 本次设计的三吨洒水车选用的汽车是 的整车技术参数如下所示: 整备质量( 2660 装载质量( 3450 空载轴荷分布(前 /后)( 1464/1196 满载轴荷分布(前 /后)( 2201/3909 总质量( 6110 外形尺寸(长宽高) ( 5995 2706 2319 轴距 ( 3308 最小离地间隙( 240 前悬 /后悬() 1035/1457 接近角 /离去角() 34/18 前 /后轮距() 1584/1485 最高车速( 80 额定条件下油耗 大爬坡度( %) 30 最大驻车坡度( %) 20 轮胎规格 总成参数的确定 一、 变速器总成的参数确定依据 本次洒水车的设计主要是在原有二类底盘的基础上,按照洒水车洒水量的要求,通过改变原有变速器 一、二档的传动比,使其增加来增大扭矩;然后通过取力器从变速器中间轴常啮合齿 轮取力,通过传动轴从而带动水泵工作。 二、 取力器总成参数的确定依据 取力器在变速器上有多种布置形式,如前置、中置和后置式,本次的取力器设计从变速器的中间轴常啮合齿轮上取力,它的输出转速是根据水泵的 12 额定转速确定的,并输出水泵所需的额定功率,其中水泵的额定转速是1450 额定功率是 三、 水管总成参数的确定依据 水管系统的设计是根据洒水车要求的性能技术参数和水泵的流量了确定,其中洒水车的喷洒宽度是 8m,高压水炮的喷射高度是 30m,另外还要考虑到水管的抗压能力和密封性能,满足 泄漏 检验。 四、 水箱总成参数的确定依据 水箱的设计上户吨位是三吨,实际设计容量是四吨,在设计时不能大于所选车型的长、宽、高( 5995 2076 2319),并进行密封性实验,满足 2024气压无 泄漏 的检验。 总成质量的计算 车底盘到前轴距离 1l 的计算 由轴距 l =3308空载轴荷分配(前 /后) 1464/1196(21则由力矩的平衡: 2121 ( 2 得 : 1l =1487 管总成质量的计算 水管采用输送液体用冷拔无缝钢管( 外径为 68 壁厚 米的理论质量为: W =m; 管路系统的总长度 l = 故其理论质量为: ( 2 作台质量的计算 1) 工作台底版采用花纹钢板( 基本厚度为 5菱形花纹钢板,每平方米的理论质量 W =,工作台的实际长度 l = 13 为 d= 所以其质量为: 1m =; 2) 工作台的钢管用直缝电焊钢管( 外径为 10 ,壁厚 1,每平方米的理论质量 W = /m,外径为 25 ,壁厚 1 ,每平方米的理论质量 W = /m。 外径为 10 的钢管长度 质量是: m ; 外径为 25 的钢管长度 质量是: 3m=; 3) 与主车架联接的联接件采用热轧钢板( 基本厚度 5 ,每平方米的理论质量 W = /,有两个联接件,每个的长为 为 其质量是: 4m =2 ; 则工作台的总质量是: m = 1m + 2m + 3m + 4m ( 2 =43 。 箱总成质量的计算 水箱的材料是 度是 5 ,密度 = / 3水箱是椭圆形,它的长径 a=径 b=为 l = 1) 水箱圆柱面的体积是,由下式: 2241 ( 2 =m ; 2) 两侧椭圆面和两个隔板的体积由下式 : 442 ( 2 = 30242.0 m ; 14 故水箱材料的总体积是: 21 =m ; ( 2 则水箱的质量是: =712 。 ( 2 荷和质心位置的确定 洒水车的轴荷对其操纵稳定性有重大的影响,经过计算确定各总成的质心位置如下表所示: 序号 总成名称 质量() 距前轴的距离( m) 距地面的距离( m) 1 底盘总成 2660 水箱总成 3800 水泵 50 取力器总成 30 备胎 125 工作人员 65 3=195 0 工作台 43 水管总成 32 心位置和轴荷质量的计算如下式: i 2 i m 2 1 ( 2 2 ( 2 式中 : i 个总成的质量; l 3308 15 1m 2m i 个总成的质心距前轴中心线的水平距离; i 个总成的质心到地面的距离; 则: 1l = 6 9 3 0 04 8 6 0 = 935 = 1m = 69 3533 08 20 9633 08 =2541 ; 2m =6935394 ; 即 洒水车的质心位置是( 满载状态下前轴的轴量占总质量的百分数为: a=69352541 100%= 对于平头货车,前轴的质量一般占总质量的 30%以上,符合轴载性能的要求。 从汽车行驶的稳定性考虑,质心的高度应满足以下条件: 保证汽车不发生侧翻: ; 保证汽车不发生纵翻: 2 。 式中: 2l 汽车质心到后轴中心的距离; 路面附着系数,一般取 = 16 由于 B=1584/1485(前 后轴的轮距); 2l =l 3308212 104121485 = ; 10411212 = 。 故洒水车不会发生侧翻和纵翻;各总成的位置安排总体上满足要求。 车架改装注意事项 水箱总成是洒水车上的一个重要部件,它的装配要对主车架进行一些改装。而主车架是受载荷很大的部件,除承受整车静载荷外,还要受到车辆行驶的动载荷,为了保持主车架的强度和刚度,在改装主车架的时候需要注意一些基本的事项,具体要求如下。 在主车架上钻孔和焊接时,应避免在高应力区钻孔和焊接。主车架的纵梁高应力区在轴距之间纵梁的下翼面和后悬上翼面处。因为这些部位受力较大,钻孔容易产生应力集中。 对于主车架纵梁高应力区以外的其余的地方需 要钻孔或焊接时,应注意尽量减少孔径,增加孔间距离,对钻孔的位置和规范如下表所示: 17 尺寸 重型车 中型车 轻型车 孔间距 A 70 60 50 B 50 40 30 C 50 40 30 孔直径 15 13 11 禁止在纵梁的边、角区域 20 25 处 钻孔和焊接,因为这些区域极易引起车架早期开裂,严禁将车架纵梁和横梁加工的翼面加工成缺口形状。 按照以上的要求,三吨的的洒水车属于轻型车,在改装主车架的时候严格遵守以上的规范,保证主车架的强度和刚度。 部件的校核 轮负荷的校核 后轴满载时的负荷为 2m =4394 ,后轴有四个轮胎,径是 904面宽度 200压250.5 个轮胎负荷是 1285 ,所以四个轮胎的负荷是 m=5140 4394 ,满足 轮胎负荷的 要求。 悬架钢板弹簧的校核 后悬架的形式是纵置半椭圆钢板弹簧,并带有副钢板弹簧的的非独立悬架,主钢板弹簧长 300 ,前端长 001 ,后端长 002 ,宽0 ,厚 ,共有 8n 片,副钢板弹簧长 30 , 9n 片,弹簧固定点到地面的距离是 40 。汽车驱动时,后钢板弹簧承受的压 力最大,其前半段出现最大应力由下式计算: 1220212122m a ( 2 式中 : 2G 2m 货车 2m = = 18 0 b 1h 已知 2G = , b =70 , 1h =9 ,0W= 331 5953586121 ,取 2m = =: a x ,后主钢板弹簧的许用应力是 , 后悬架满足强度 要求。 车架强度的校核 在校核洒水车的主车架的强度前做以下几点假设:纵梁为前后轴上的简支梁;空载时全部质量均布在左右纵梁上,满载时的有效载荷则均布在水箱全长上;所有作用力均通过截面的弯心(忽略不计局部的扭转产生的影响)。 整车整备质量由底盘总成、水箱总成、取力器、 备胎、工作台、水管系统和工作人员组成: 0m=2660+712+50+125+195+43+35=3717 水箱的设计容量是 4 吨,实际满载时装水 1m =3 吨。载荷工况如下图所示: 其中 : 4284N 1m g=29400N 19 一、 确定最大弯矩 根据图中所示载荷工况,可求得支反力为: 1 2221 ; ( 2 在前轴至后轴的这一段距离的纵梁的弯矩为: 2121 22 ; ( 2 对 1导并令0,即: 11 x =0; ( 2 由 1: ; ( 2 将 a=b=C =1C =2C =l = L =入 ( 2、 ( 2中得: 12141N x 它们代入 1得: 4391 二、纵梁弯曲强度的校核 yy A 2A 1 20 如上图所示,把槽钢分为三部分, 1A 、 2A 、3( ( 这三部分相对与 y 轴的惯 性矩由下式: ; 式中 :的惯性矩; a 与 的距离; 1A =7= 3A ; 2A = 则 : 1I = 423 =3I; 2I = 43 ; 则 : 4321 0 9 8 y ; 因为最大弯矩通过纵梁的弯心,所以纵梁的抗弯截面系数为: 32 4 82y ; 最大弯曲应力是: m 主车架弯曲强度的条件为: K 式中 : K 般 K =3 我国汽车行业多用 为主车架的纵横梁材料,它的屈服极限是s 353水车多在城市的公路上作业,根据其作业条件取 K =: K 以改装后的洒水车的主车架弯曲强度满足材料要求,设计合适。 21 箱联接螺栓的校核 洒水车在起步、加速、制动、和减速的时刻,水箱螺栓组承受水平方向的惯性力的作用。因为与主车架相联接的螺栓是铰制孔螺栓,螺栓与孔壁之间无间隙,接触表面受挤压 ,在联接结合面出,螺栓杆则受剪切。因此,分别按挤压和剪切强度条件来计算。 计算时,假设螺栓杆与孔壁之间的压力是均匀分布,又因为这种联接所受的预紧力很小,所以不考虑预紧力和螺纹摩擦力矩的影响。 螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为: d F m 2 螺栓杆的剪切强度条件为: 204 ( 2 式中 : F 作剪力,单位是 N; 0取为螺栓孔的直径),单位是 位是 计时使d ; p 位是 位是 假设洒水车以 加速度起步,则因为水箱满载时大概为 3800 ,则此时螺栓组的总载荷是 F 3800 2344N。洒水车螺栓组的受力如下图所示: 22 一、 螺栓组受力分析 共有 4 个联接止推板,每个止推板上有 6 个铰制孔螺栓,每个螺栓的受力相等,则每个螺栓受力是: 6422344 931N; 二、 螺栓直径的确定及校核 选择螺栓的材料为 45 钢,性能等级为 ,查得屈服极限 s240服安全系数为 切安全系数为 S 4。 则屈服极限是 = 剪切极限为 424060 由式 ( 2得: 0 = = 洒水车上的螺栓选用 铰制孔螺栓,满足剪切强度的要求。 又在设计时用的止推板的厚度 =6 mi 6时螺栓杆与孔壁的挤压极限是: =610931= p故挤压强度也满足要求。 泵螺栓组的校核 在静载荷的作用下,水泵螺栓组受水泵的重力,底座的重力的作用,水泵重 50 ,底座钢板采用 钢板,厚度为 6这种板料的理论质量 W =底座的质量是 : m =( 。 一 、受力分析 螺栓的受力如下图所示: 23 主车架截面在 F 的作用下,螺栓主要横向力 的作用 。 =( 50+ M = 在 M 的作用下 : 上排螺栓受的轴向力为: 22 N; 下排螺栓受的轴向力为: 19689 2 N; 所以下排螺栓受的轴向力较大,需要强度校核。 在横向力座联接面可能产生滑移,根据不滑移的条件: 0式中 : z 24 f 0 里取 2F = 一般 里 查得 f = 并 取 螺 栓 的 相 对 刚 度c=则cc c 1=每个螺栓的预紧力为: cc 0= N; 取0F=1000N。 则每个螺栓所受的总拉力为: 203 = = 二 、确定螺栓的直径 选择螺栓的材料为 45 钢,性能等级 ,查得材料的屈服极限s=240全系数为 S =5,故螺栓的许用应力为 =5240=48 由下式求得螺栓危险截面的直径(螺纹的小径 1d )为: 21 d = =; 按普通螺纹的基本尺寸标准( 选用螺纹公称直径 d=10 ,螺纹小径 1d = 。 三 、校核螺栓接合面的工作能力 联接接合面上端的 挤压应力不超过许用值,以防止被压碎。 mb 10m a ; 式中 : A 时 A =10 20=200 2 w 时 w = 61020 2 = 25 则 : 查得 240=192以接合面的上端不会被压碎。 接合面的下端应保持一定的残余应力,以防止底座受力时接合面产生间隙 0,由下式: mb 20m i = 0, 所以预紧 力有些小,应是 0 求得: 0F 0F=1200N。这时每个螺栓的总拉力是: 203 =1200+ 此时螺栓危险截面的小径是: 21 d = =,所以选用 的 螺栓仍合适。由于预紧力的变化不大,而接合面的许用挤压应力较大,底座接合面处仍不会被压碎,接合面处不会产生间隙。 四、 校核螺栓预紧力是否合适 对碳素钢螺栓要求的预紧力如下式: 0F( 1A = 214d= = 取预紧力下限 240 F,所以预紧力满足要求。 26 第三章 变速器改装与设计 洒水车变速器改装的目的是根据洒水量的要求而进行的,主要是通过增加原变速器一、二档的传动比,从而降低车速,通过取力器给泵提供功率,达到洒水的目的。 、档传动比的确定 跃进 的具体参数从有关手册查得如下: 变速器型号为 变速器各档传动比 : 表 速器各档传动比 1 档 2 档 3 档 4 档 倒档 6 40 3 09 1 69 1 00 5 76 排档位置: 1 32 4 倒图 3 1 变速器排档位置 主减速比: 最高车速 80 最低稳定车速 45 最低经济车速 40 最大 爬坡度 16 40 ; 发动机结构参数 型,最大功率 m 最大扭矩 27 m ; 轮胎:普通斜交胎 20,断面宽度 200直径 904。 从常用泵智能选择与查询手册选择泵 650Z 60/32,其具体参数下表: 表 6502 的参数 Q/(h) H/m 轴功率 /0 32 择洒水宽度 h=8,洒水量 q=则: t v=0=7.0 再选择洒水宽度 h=8,洒水量 q=则: v=0=15 因为发动机工作范围 1400 3300 取 n=2000 并计算传动比 a=档 = =档 =28 、档齿轮齿数的确定 齿轮的计算 : 档齿轮 Z8= 9 =54 87ZZ=821=8+ 4 1, 则 43。 档 1381143)。 档齿轮 Z6= 9 =59 65ZZ=821=6+ 9, 1, 则 8。 档 1382138)。 改装后的变速器各档传动比参看表( 29 表 装后变速器各档传动比 1 档 1381143) 2 档 1382138) 3 档 1383128) 4 档 1 倒档 (21381768) 计算各齿轮参数见 表 ( 中间轴式四档变速器简图见图( 3 表 档齿轮参数表: 名称 Z d=mn(h*a+c*n) da=d+221 8 档 11 3 档 21 8 档 28 1 档 17 0 75 5 30 图 3间轴式四档变速器 31 第四章 取力器设计 力器工作原理 本次设计的取 力器为变速器侧盖取 力。由取力机构齿轮箱、操纵机构、传动轴、一级增速齿轮箱等组成。取力器壳体( 21)由定位销( 2)定位,用螺钉( 6)紧固在洒水车变速器的侧下方。滚针轴承( 4)套在轴上,输入齿轮( 3)与变速器中间轴上的齿轮长啮合。图示位置为取力器空挡位置。此时,发动机工作,变速器也工作,但由于输出轴大齿轮( 17)是安装在滚针轴承上,只能绕输出轴( 18)空转, 动力不能由输出轴传出,水泵不工作。 当操纵洒水车驾驶室内仪表板上的手动气阀,给取力机构汽缸( 11)供气时,压缩空气进入汽缸( 11)推动活塞杆( 15)向前移动 。通过拨叉( 16)将啮合套( 20)向左推移,使之与小齿轮( 19)啮合。由于啮合套与输出轴花键配合,动力便从变速器经输入齿轮、输出齿轮、啮合套、输出轴、万向节传动轴、一级增速齿轮箱传给水泵,使之工作。此时,发动机的转速为2000r/泵的工作转速为 1450r/操纵手动气阀使汽缸放气,在弹簧( 13)的回力作用下,拨叉带动啮合套脱离小齿轮,动力被切断,水泵停止工作。取力器图如下所示: 32 力器的设计计算: 一 、 已知基本数据 ( 1)、发动机: 最大功率: 速: n = 2 0 0 0 r /m 2)、变速器:一轴常啮合齿轮1 21z;中间轴常啮合齿轮2 38z; ;螺旋角 29 ( 3) 、 水泵: 轴功率: 速: n = 1 4 5 0 r/m 、 有关参数选择 2000 1 . 3 81450 发总 泵; 变速箱内常啮合齿轮的传动比: 2138 1 . 8 0 9 521 。 然后就可以确定取力器齿轮的模数和齿数。 33 第五章 管路设计 在水泵系统的设计中往往对流体阻力因素考虑不周或忽略不计,使水泵的性能达不到额定值。流体在管壁壁面的附着力及流体分子间的相互吸引力的这种特性使流体经管道截面上的各点的流速不同。管道中心处的流速最大;越靠近管壁的流速越小,在管壁处的流速几乎为零。而且,激流的流体内部会形成大小漩涡,流体质点的速度大小和方向也会发 生急剧的变化而会损失掉流体的能量。流体具有的这种粘滞性是产生流体阻力的内因,而受流体条件的影响是产生流体阻力的外因。 本设计管路一般由直管、管件(三通、弯头等)、阀件等组成。 一、确定直管内径和管材的选定 管径主要取决于流量和流速,不同流体介质的流速不同,而且还要考虑液体在层流、紊流时管路中产生的气蚀、气穴、噪声,因为本次设计为洒水车管路的设计,计算时全部按照紊流计算。经过计算选取直管的内径为65m m ,选取直通管材料为镀 锌钢管。 二、 管路工作原理 洒水车管路总成的布置必须满足工程需要的特点 , 即停车吸水 , 行车洒水过程前喷 /后喷或者前后同时喷洒的要求 , 并且具有洒水管路压力保护装置等 。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 三吨 绿化洒水车设计( 车架改造及后悬架校核 ) 学生姓名 刘移毫 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 生产 1. 设计(或研究)的依据与意义 洒水车是城市建设卫生专用车,主要用于大中城市、公路养护部门和基建工地的洒水、喷雾、降温、扑尘和压水冲洗脏物等作业,也可远距离运水、灌水,必要时亦可用于消防 ,另外还可以装备特殊装置(如药物喷洒、园林绿化等)。可见洒水车的功能在城市卫生建设中的作用不可低估,而且特别是随着人们环保观念的转变,提高了对清新环境的要求,近来国家倡导建设卫生城市,以及 2008年绿色奥运的理念,洒水车的作用便凸现出来。 可见,洒水车的潜在市场需求相当大,但是纵观国内外的洒水车生产市场,它们在技术领域呈现各自不同的特点。 总的来说,国内洒水车生产主要存在以下问题:技术水平有限、专用底盘缺乏、开发能力薄弱;对于国外生产市场,如美、日、德等发达资本主义国家,他们是在系列化、通用化、标准化的基础 上按用户的定单进行、设计和生产,具有极强的市场应变能力,而且底盘生产厂商按洒水车生产厂商的要求加工生产专用底盘,开发能力较强。我国已加入 内市场必然受到国际市场的冲击,国内的洒水车厂商如不采取积极的应对措施,必然会在市场竞争中不是失掉市场份额就是被淘汰。 因此,不论从洒水车的功能,还是潜在的市场需求,以及开发的价值上,其都具有良好的发展前景。 而且 在国家宏观经济持续向好的背景下,我国的汽车产业取得了突飞猛进的发展,而且增长依然强劲,发展前景普遍看好。而作为汽车产业重要组成部分的专用汽车,在各种利好因 素的推动下,产销规模迅速膨胀,现有产品优化升级和新产品开发速度不断加快,技术水平有了明显提升。 随着精神文明建设的深入发展和人们对于环境保护的日益重视,洒水车作为一种城市洒水和公路养护的专用作业车辆, 其功能越来越细化,使用范围越来越来广,而且作业频次的提高和连续作业时间的延长,也对其使用的可靠性提出了更高的要求。因此,设计一辆安全、可靠、耐用的洒水车的市场前景很广阔,市场潜力巨大,同时也能积极响应自主创新的政策。 2. 国内外同类设计(或同类研究)的概况综述 总的来说,国内洒水车生产主要存在以下问题:技 术水平有限、专用底盘缺乏、开发能力薄弱;对于国外生产市场,如美、日、德等发达资本主义国家,他们是在系列化、通用化、标准化的基础上按用户的定单进行、设计和生产,具有极强的市场应变能力,而且底盘生产厂商按洒水车生产厂商的要求加工生产专用底盘,开发能力较强。 国外最早 发展专用汽车产品的是美国和西欧的一些国家。二战后,相继在日本、前苏联等国得到了一些发展,国外专用车企业对其产品外观质量的重视程度给人留下了深刻的印象,有许多零部件制作得非常精致,镇可以说是一件工艺品。 其中值得一提得是日本专用车企业,他们设计得罐式车绝大多数采用铝合金和不锈钢材料做罐体。这样既能减轻车辆自重,又能提高罐体的抗腐能力。大多数国外企业采用的车架都是镀锌的,这样既可以防腐蚀又可以起到美观的作用。有些车辆采用的侧面防护采用不锈钢 钢管制作的,既美观又可以起到很好的防护性能。设计专用车采用的取力器、水泵,效率高,可靠性好,稳定性强。 国内专用车开发和研制相对比较晚,到目前为止,虽然数量比较多,但质量还是与国外专用车企业有差距的。具体体现在以下几个方面: 1、 国内企业采用的专用车车架只是涂漆的,这样很容 易腐蚀且不美观,有些汽车没出厂 就已是锈迹斑斑了。 2、国内企业专用车产品在尺寸精度、外观设计及外部涂层的光亮程度等方面,都远远落后与发达国家。 3、洒水车的侧面防护装置甚至算不上真正的工业产品。 4、洒水车的取力器、水泵,效率低,稳定性,而且常出现漏水、漏油的现象。 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(洒水车)的工作原理和一般设计方法, 2、选取合适的通用底盘,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图绘制(要求手绘),主要完成水箱设计, 外形选择和容 积计算及安装固定, 4、图纸量不少于三张零号图纸,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)。 4. 设计(或研究)方法 收集资料 、 制作方案 洒水车底盘的选择 洒水车总体布置(取力装置布置、水泵布置、管道布置) 洒水车作业时的稳定性分析 写设计说明书 5. 实施计划 1、收集资料制订方案开题一周; 2、总体设计(总装图)四周; 3、部装图和零件图设计五周; 4、编写设计说明书和译文翻译两周; 5、准备答辩半周; 6、 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 车辆与动力工程学院毕业论文 I 三吨绿化洒水车设计 (车架改造及后悬架校核) 摘 要 绿化洒水车具有除尘、清洁路面、植被和降温等作用,是城市绿化建设和卫生建设的专用汽车,随着人们对环境要求的不断提高,具有良好的市场前景。 这次设计的绿化洒水车(三吨载重),是在选择通用二类底盘的基础上,对它作了一些改动。在设计中,主要完成了变速箱总成的改动,取力器总成的设计、水管总成的设计、水箱总成的设计和各总成的位置布置,而且保证了改动后的洒水车具有良好的动力性、操纵稳定性和行 驶 平稳性。 在总体设计中,参考了专用汽车的一般改装原则和要求,按照改装要求,结合选择的通用底盘,主要完成了各总成具体位置的安排、前后轴轴荷的合理分配、随车质心位置的确定和主车架的改装工作。在确定随车质心位置和前后轴轴荷分配时主要计算了各总成的质量和质心位置,然后用公式计算出洒水车整体的质心位置和前后轴轴荷,并根据设计要求进行了验证;车架改动中主要确定了联接件和车架的联接形式,然后根据强度计算改装车架是否满足设计要求,因为后轴的载荷较大,主要计算了后悬架的强度和轮胎的负荷状况。最后校核主要联接件螺栓(副车架和主车架联接螺栓以及水泵底座和主车架联接螺栓)的强度,保证主要部件的可靠性。 关键词 :底盘, 车架 , 悬架,轴荷 车辆与动力工程学院毕业论文 F F is to is is a it is a is In s s of it of In is of in of of a In of or is of at in In s do is s At of (辆与动力工程学院毕业论文 or of 车辆与动力工程学院毕业论文 录 第一章 前言 .二章 洒水车总体设计 . 计的特点和要求 . 用汽车设计的要求 . 体布置的要求 . 体参数的要求 . 型选择和各总成参数的确定 . 型的选择 . 总成参数的确定 的依据 . 总成质量的计算 . 车底盘到前轴距离 1l 的计算 . 管总成质量的计算 . 作台质量的计算 . 箱总成质量的计算 . 荷 和质心位置的确定 . 车架改装注意事项 . 要部件的校核 . 轮负荷的校核 . 悬架钢板弹簧的校核 . 车架强度的校核 . 箱联接螺栓的校核 . 泵螺栓组的校核 .三章 变速器改装与设计 .四章 取力器的设计 .五章 水管的设计 .六章 水 罐 的设计 .七章 成本的核算 .八章 结论 .辆与动力工程学院毕业论文 V 参考文献 .谢 .外文资料译文 I 人性化的汽车 硬件和软件的提高使语音识别技术能够应对工业化的挑战。 语音控制很早就被认为是最好的人机交互系统,解放的司机在仪表盘、旋钮、和按钮上的注意力。而由于词汇以及安全可靠性的限制阻碍的它的发展,但是这种情况很快就会改变。 最近的几个月,来自几个工业巨头(如福特、通用、微软等公司)的公告肯定可它的发展前景。那些用户还需学习特别技术的时代已成为过去,取而代之的人机交互的语音识别系统。 “最大的改变是识别语音式的发动机能准确的识别越来越多的词汇”,国际市场部经理 ,“除 了所需的专业词汇外,它们也能灵活的适应 放器的不断变化。” 能理解成百甚至上千的语音识别系统,人们期望它能在人机交互时作出迅速的应变,并在未来的十年内成为一种普及的产品。据战略分析,预言其将在原车生产商和售后服务中取得重大的发展,到 2012 年,语音识别系统会有 语音识别系统出色的设计使其能够可靠的理解驾驶员的指令,在软件上程序的进步、包括识别程序、操纵系统以及应用软件,同时硬件的进步,汽车生产商对其充满了信心。通过对人和机器广泛的研究,这项技术的先进性已经得到增长,“它所涉及的心理上的 东西比技术上更多”。语音识别部的首席工程师样说。 和大多数人机交互类似,声音是普遍的控制基础,是一种使别的系统工作的方法,它必须与声音、驾驶系统以及其他的设备连接起来,并且它们必须配合良好。 “我们的此类设备安装在仪表盘下并与汽车网络连接,”微软公司自动化业务部的生产部经理 ,这个部门为福特公司提供同步系统。“它与按钮、麦克风、车载音响和其他指令控制系统构成一个整体。” 当这些系统结合在一起时,用户可以通过数据库和当前存储单元的信息找到最近的中国餐馆或药店,这需要大 量的软件配合为基础。 “随着这些系统的不断复杂化,人们必须确定这些软件对不同反应的质外文资料译文 ”, 车公司的市场部经理 ,“支持人机交互的软件只认声音而不分性别,但它对精明的消费者的经验是重要的。” 找到一家餐馆无论对驾驶系统还是语音识别系统都是一个挑战,有时人们听到一个单词而理解起来还有些困难,对机器来说理解就更加困难了,例如:的那段话可能是一首歌、一个餐馆或是一个地址,系统必须把这些词汇的上下文联系起来。 “我
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