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畢業(yè)設計(論文)題目審定表
指導教師姓名
蘇清源
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
雙層畜禽運輸車的改裝設計
課題適用專業(yè)
車輛工程
課題類型
Z
課題簡介:(主要內(nèi)容、意義、現(xiàn)有條件、預期成果及表現(xiàn)形式。)
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,人民生活水平的提高。人們對禽類、肉類制品的需求量急劇增加。而畜禽的養(yǎng)殖場地遠離市區(qū),這樣就需要將鮮活畜、禽運輸?shù)街付ǖ攸c。因此畜禽車的市場需求量也較大。而雙層畜禽車既可以運輸雞鴨等禽類,也可以運輸豬、羊等中大型動物,滿足消費者和養(yǎng)殖業(yè)主的需要,因此雙層畜禽運輸車近年來國內(nèi)市場需求量越來越大,市場前景十分廣闊。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,畜禽運輸車呈現(xiàn)出重型化、智能化、高檔化,多極化發(fā)展的趨勢。
設計完成后應提交的成果:
(一)計算說明部分
1、雙層畜禽運輸車方案的選擇; 2、上層板的計算及校核;
3、液壓缸計算及校核; 4、液壓泵的計算及選擇;
5、輔助裝置的選擇與計算。
(二)圖紙部分
1、雙層畜禽運輸車裝配圖(A0加長一張);2、上層板裝配圖(A0一張);
3、雙層畜禽運輸車車廂(A0兩張); 4、副車架(A0一張);
5、支承座(A2一張); 6、線性滑軌(A2一張);
7、上層板舉升液壓系統(tǒng)(A2一張);
指導教師簽字: 年 月 日
教
研
室
意
見
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合度
□好
□較好
□一般
□較差
2
對學生能力培養(yǎng)及全面訓練的程度
□好
□較好
□一般
□較差
3
選題與生產(chǎn)、科研、實驗室建設等實際的結合程度
□好
□較好
□一般
□較差
4
論文選題的理論意義或?qū)嶋H價值
□好
□較好
□一般
□較差
5
課題預計工作量
□較大
□適中
□較小
6
課題預計難易程度
□較難
□一般
□較易
教研室主任簽字: 年 月 日
系(部)教學指導委員會意見:
負責人簽字: 年 月 日
注:課題類型填寫 W.科研項目;X.生產(chǎn)(社會)實際;Y.實驗室建設;Z.其它。
SY-025-BY-2
畢業(yè)設計(論文)任務書
學生姓名
祝慶賀
院系
汽車與交通
工程學院
專業(yè)、班級
車輛工程B07-2班
指導教師姓名
蘇清源
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
雙層畜禽運輸車的改裝設計
一、設計目的、意義
目的: 綜合性地運用幾年內(nèi)所學知識去分析、解決一個問題,在作畢業(yè)設計的過程中,在所學知識得到疏理和運用,提高自己動手能力和培養(yǎng)自己的解決問題的能力.
現(xiàn)狀與意義:隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,人民生活水平的提高。人們對禽類、肉類制品的需求量急劇增加。而畜禽的養(yǎng)殖場地遠離市區(qū),這樣就需要將鮮活畜、禽運輸?shù)街付ǖ攸c。因此畜禽車的市場需求量也較大。而雙層畜禽車既可以運輸雞鴨等禽類,也可以運輸豬、羊等中大型動物,滿足消費者和養(yǎng)殖業(yè)主的需要,因此雙層畜禽運輸車近年來國內(nèi)市場需求量越來越大,市場前景十分廣闊。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,畜禽運輸車呈現(xiàn)出重型化、智能化、高檔化,多極化發(fā)展的趨勢。
二、設計內(nèi)容、技術要求(研究方法)
設計的基本內(nèi)容:本設計將參考現(xiàn)有畜禽運輸車的基本形狀,并根據(jù)設計要求查找相關資料進行的設計,其中主要的設計內(nèi)容有:二類底盤的選擇;液壓系統(tǒng)的選擇和設計;以及根據(jù)畜禽的運輸需求而增設的降溫噴淋系統(tǒng)。在設計完整車后,對軸荷進行合理的分配,使之符合使用要求。最后進行整車的性能分析計算。在對各種結構件進行了分析計算后,繪制雙層畜禽運輸車的整體圖及主要部件的零件圖。本車的裝載質(zhì)量為8t。
本設計主要研究方法:
(1)二類底盤的選擇計算;
(2)對液壓系統(tǒng)的改裝設計;
(3)噴淋及輔助系統(tǒng)的設計計算;
(4)使用AutoCAD進行整車圖和零部件圖的繪制;
三、設計完成后應提交的成果
1、整體裝配圖; A0 三張
2、零件圖; A1 一張
3、說明書; 1.5~2.0萬字
四、設計進度安排
1、調(diào)研、資料收集,完成開題報告 第1、2周
2、方案設計與分析 第3周
3、二類底盤選型 第4周
4、雙層底板的設計計算 第5周
5、液壓裝置設計計算選型 第6周
6、總布置; 第7、8周
7、噴淋等系統(tǒng)設計 第9周
8、完成設計圖紙 第10、11周
9、整車性能計算分析;整車設計修正; 第12周
10、完成設計說明書的撰寫 第13、14周
11、設計審核 第15周
12、設計修改 第16周
13、畢業(yè)答辯 第17周
五、主要參考資料
1、《專用汽車設計》 徐達 機械工業(yè)出版社
2、《汽車設計手冊》
3、《專用汽車構造》 劉哲義,何明輝主編. 武漢工業(yè)出版社
4、《機械設計手冊》
5、《汽車構造》
6、相關期刊、雜志
六、備注
指導教師簽字:
年 月 日
教研室主任簽字:
年 月 日
SY-025-BY-3
畢業(yè)設計(論文)開題報告
學生姓名
祝慶賀
院系
汽車與交通
工程學院
專業(yè)、班級
車輛工程B07-2
指導教師姓名
蘇清源
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
雙層畜禽運輸車的改裝設計
一、課題研究現(xiàn)狀,選題的目的、依據(jù)和意義
1、研究現(xiàn)狀
當今世界,隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,高速公路里程的迅速增加,汽車向?qū)I(yè)化、高速化、重型化方向發(fā)展的趨勢越來越明顯,促使對專用車的需求逐年增加。專用車已成為運輸及各種特殊用途的主力車種,在汽車工業(yè)中占有舉足輕重的地位。專用汽車是指裝置有專用設備、具備專用功能、用于承擔專門運輸任務或?qū)m椬鳂I(yè)的汽車,專用汽車的研制、生產(chǎn)和應用不僅在實現(xiàn)專業(yè)化運輸和作業(yè)方面受到社會的廣泛重視和歡迎,而且在提高運輸效率、降低運輸成本、擴大汽車的應用領域等方面都發(fā)揮著極重要的作用。
我國專用汽車的生產(chǎn)是20世紀60年代初在軍用改裝車、消防改裝車的基礎上逐步發(fā)展起來的。我國專用汽車行業(yè)在不斷學習和創(chuàng)新中前進、成長,為推動各行業(yè)發(fā)展做出了巨大貢獻。從專用汽車整體生產(chǎn)水平來看,一方面多數(shù)產(chǎn)品結構簡單、技術含量較低,有些產(chǎn)品雖有一定技術含量,但由于是引進技術,仿造較多,缺少創(chuàng)新,沒有自己的知識產(chǎn)權。另一方面專用汽車種類繁多,需要不同的專用底盤,而我國目前除自卸車底盤可以批量供應,混凝土攪拌運輸車、汽車起重機等專用底盤有少量供應外,其他絕大多數(shù)專用汽車仍然用二類載貨汽車底盤改裝,這也制約了專用汽車生產(chǎn)整體水平的提高。
隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展,人民生活水平的提高。人們對禽類、肉類制品的需求量急劇增加。而畜禽的養(yǎng)殖場地遠離市區(qū),這樣就需要將鮮活畜、禽運輸?shù)街付ǖ攸c。因此畜禽運輸車的市場需求量也較大。而雙層畜禽運輸車既可以運輸雞、鴨、鵝等禽類,也可以運輸豬、牛、羊等中大型動物,滿足消費者和養(yǎng)殖業(yè)主的需要,因此雙層畜禽運輸車近年來國內(nèi)市場需求量越來越大,市場前景十分廣闊。專用汽車的研制、生產(chǎn)和應用不僅在實現(xiàn)門到門的專業(yè)運輸和作業(yè)方面受到社會的廣泛重視和歡迎,而且在大幅度的提高運輸效率、降低運輸成本、擴大汽車的應用領域等方面都發(fā)揮著重要的作用,汽車運輸?shù)膶I(yè)化,可以減少運輸途中的貨損和貨差,提高運輸?shù)陌踩?,同時減少了污染,保護了環(huán)境。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,畜禽運輸車呈現(xiàn)出重型化、智能化、高檔化,多極化發(fā)展的趨勢。
目前,我國豬、牛、羊等牲畜及雞、鴨、鵝等家禽蛋品的收購銷售,運輸工具大多采用普通汽車。收購旺季時,還使用拖拉機運輸,因而必然存在許多不可克服的缺點。如運輸不安全,禽畜死亡率高,運輸虧損等。每年給國家造成數(shù)億元的損失。由于運輸工具落后,經(jīng)濟效益低,使禽畜經(jīng)營普遍出現(xiàn)虧損。于是雙層畜禽運輸車應運而生,雙層畜禽運輸車屬于倉柵式運輸車。而倉柵式運輸車的標準稱為倉柵式專用運輸車,車廂在外型設計上,力求造型美觀、內(nèi)部結構合理、工藝先進,采用優(yōu)質(zhì)鋼材為骨架,嚴格按照行業(yè)標準焊接而成,廂板經(jīng)工裝夾具壓制而成瓦楞型,具有較高的強度,同時具有自重輕、倉柵欄桿可半拆、全拆和隨意升降、方便實用、安全可靠等特點。根據(jù)用戶要求設計制作雙層鮮活動物運輸車、瓜果蔬菜運輸車等。適合廣大用戶的中短途公路運輸使用,也可作普通載貨汽車使用,在高度發(fā)達的公路運輸業(yè),特別是現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。倉柵式運輸車必將得到迅速的推廣、普及。是城市、城際物流運輸市場開發(fā)的經(jīng)濟型產(chǎn)品。
專用汽車是一種高技術產(chǎn)品,它將機械、電子、液壓、化工、環(huán)保等各領域的先進技術模塊化地集成在一個汽車底盤上,從而實現(xiàn)一些特定的功能,所以專用汽車生產(chǎn)的顯著特點產(chǎn)品技術上要單獨設計,生產(chǎn)方式是多品種、小批量和高要求,這既不同于普通專用汽車的改裝方式,也不同與一般汽車的大批量生產(chǎn)方式,技術、生產(chǎn)難度很大。國外專用汽車產(chǎn)品基本上都采用了汽車領域的相關先進技術,產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)新很快,能夠最大限度的滿足用戶對專用汽車的需求,一些發(fā)達國家有幾千種甚至上萬種產(chǎn)品供應市場。中國專用汽車在產(chǎn)量上雖已具備了相當規(guī)模,但多數(shù)是勞動密集型的中低技術含量的產(chǎn)品。由于專用汽車大多數(shù)品種的市場容量小,新產(chǎn)品開發(fā)投入資金較大、回收期長,中國只有極少數(shù)企業(yè)通過引進技術和自主開發(fā)達到了較高水平,而大部分企業(yè)相對規(guī)模較小,技術力量薄弱,研發(fā)資金匱乏,只能對原產(chǎn)品進行一些改進。因此,中國的專用汽車大部分產(chǎn)品技術還處于較低水平,導致一些高技術、高附加值的產(chǎn)品及關鍵零部件需要進口,因此制約了高水平專用汽車的開發(fā)生產(chǎn)。
雖然中國專用汽車發(fā)展取得了很大進步,但是,中國專用汽車行業(yè)整體上與歐、美、日等國家和地區(qū)的先進水平相比,國內(nèi)專用汽車市場開發(fā)比較緩慢,市場細分程度不夠,產(chǎn)品雷同性大,不能滿足用戶個性化需求,低水平競爭還比較嚴重,主要體現(xiàn)在一下幾個方面。(1)生產(chǎn)企業(yè)過多過散,目前中國大多數(shù)專用汽車生產(chǎn)企業(yè)的癥狀是:廠點分散,規(guī)模較小,開發(fā)能力較弱。(2)產(chǎn)品結構不合理,由于中國正處于發(fā)展中國家向發(fā)達國家轉變的過程中,基礎設施建設還處于高峰期,所以中國專用汽車市場的需求還是以運輸物資、滿足基礎設施建設為主,加上中國勞動力資源比較豐富,該市場形態(tài)決定了中國專用汽車現(xiàn)階段呈現(xiàn)結構形式單一、功能單一、低附加值產(chǎn)品過多的狀況。(3)科技含量高的產(chǎn)品缺乏自主研發(fā)能力。(4)生產(chǎn)工藝工裝水平低。(5)專用底盤的開發(fā)生產(chǎn)與市場需求仍有差距。(6)專用汽車市場的拓展受到一定的限制。
由于專用汽車近幾年的快速發(fā)展,專用汽車行業(yè)出現(xiàn)了部分車型產(chǎn)量過剩苗頭的同時,也存在著部分車型供不應求、生產(chǎn)能力不足的現(xiàn)象,因此,結構性過剩是當前汽車工業(yè)產(chǎn)能過剩的基本特點,也是當前汽車工業(yè)發(fā)展存在的主要問題。專用汽車是汽車工業(yè)的一部分,它的發(fā)展中也會出現(xiàn)同樣的問題,因此研究分析中國專用汽車市場特點和發(fā)展現(xiàn)狀,展望專用汽車發(fā)展趨勢,對于推動專用汽車行業(yè)的發(fā)展,調(diào)整企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略無疑具有重要的意義。
我國專用汽車行業(yè)發(fā)展的市場空間是巨大的,經(jīng)濟發(fā)展帶來社會分工的細化,將對專用汽車的需求表現(xiàn)為多元化。隨著市場需求的增大,技術需求的提高,勢必推動專用汽車制造廠向著品牌化、專業(yè)化、集團化、規(guī)模化方向發(fā)展。新形勢下,如何縮小與國外發(fā)達國家的差距,將中國專用車市場做大做強是一項重要而深遠的課題。隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展,國家各項政策的逐步完善,相信在全行業(yè)的共同努力下,我國的專用汽車產(chǎn)業(yè)通過積極參與國際市場競爭,一定會趕上甚至超越世界發(fā)達國家的發(fā)展水平,實現(xiàn)由中國制造向中國創(chuàng)造的飛躍。
2、目的、依據(jù)和意義
本課題的選擇充分考慮了所研究課題對汽車車輛工程專業(yè)學生學習和工作的指導作用。對本課題的研究能夠使學生了解專用汽車改裝設計方法,通過本課題的研究學生可以完成理論課程的實踐總結,獲得一定的工程設計工作方法。 綜合性地運用幾年內(nèi)所學知識去分析、解決一個問題,在作畢業(yè)設計的過程中,對所學知識進行疏理和運用,提高自己動手能力和培養(yǎng)自己的解決問題的能力。通過對雙層畜禽運輸車的研究,培養(yǎng)了我的綜合分析和解決問題的能力和獨立工作能力。
二、設計(論文)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1、研究的基本內(nèi)容
本設計將參考現(xiàn)有畜禽運輸車的基本形狀,并根據(jù)設計要求查找相關資料進行設計,其中主要的設計內(nèi)容有:二類底盤的選擇;液壓系統(tǒng)的選擇和設計;以及根據(jù)畜禽的運輸需求而增設的降溫噴淋系統(tǒng)。在設計完整車后,對軸荷進行合理的分配,使之符合使用要求。最后進行整車的性能分析計算。在對各種結構件進行了分析計算后,繪制雙層畜禽運輸車的整體圖及主要部件的零件圖。并保證工藝合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高。
2、擬解決的主要問題
(1)二類底盤的選擇;
(2)對液壓系統(tǒng)的改裝設計;
(3)噴淋及輔助系統(tǒng)的設計計算。
三、技術路線(研究方法)
調(diào)查研究,資料收集,撰寫開題報告
舉升機構的設計
二類底盤的選擇
鎖止定位裝置的設計
液壓裝置設計計算選型
車廂雙層底板的設計計算
噴淋及輔助系統(tǒng)的設計計算
撰寫設計說明書
完成設計圖紙
初步審核,查找不足之處、進行修改
再次審核,形成研究成果
四、進度安排
1、調(diào)研、資料收集,完成開題報告 第1、2周(2月28日~3月13)
2、方案設計與分析 第3周(3月14日~3月20日)
3、二類底盤選型 第4周(3月21日~3月27日)
4、雙層底板的設計計算 第5周(3月28日~4月3日)
5、液壓裝置設計計算選型 第6周(4月4日~4月10日)
6、總布置; 第7、8周(4月11日~4月24日)
7、噴淋等系統(tǒng)設計 第9周(4月25~日5月1日)
8、完成設計圖紙 第10、11周(5月2日~5月15日)
9、整車性能計算分析;整車設計修正; 第12周(5月16日~5月22日)
10、完成設計說明書的撰寫 第13、14周(5月23日~6月5日)
11、設計審核 第15周(6月6日~6月12日)
12、設計修改 第16周(6月13日~6月19日)
13、畢業(yè)答辯 第17周(6月20日~6月26日)
五、參考文獻
[1]徐達.專用汽車構造與設計[M].北京:人民交通出版社,2008.2.
[2]卞學良.專用汽車結構與設計[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2007.7.
[3]馮晉祥.專用汽車設計[M].北京:人民交通出版社,2006.
[4]張介民.剪叉式升降機構液壓缸驅(qū)動力計算[J].工程機械,1990(12):18-22.
[5]歸正,韓躍軍.液壓懸掛機構的分析重型運輸車輛[J].工程機械,2002(9):26-27.
[6]中國汽車工程學會專用車分會.專用汽車行業(yè)發(fā)展狀況回顧與展望(摘要)[J].專用汽車,2005(5).
[7]崔增輝,王祖德.專用汽車發(fā)展趨勢研究[J].汽車工業(yè)研究,2006(3).
[8]張海鷹.3201Z型自卸車舉升機構設計及力學分析[J].市政技術,2004(1):22-25.
[9]高學亮.性能優(yōu)越的斯太爾系列汽車底盤.專用汽車,1999(3).
[10]錢偉鑫.專用汽車造型設計的美學法則及其應用.專用汽車,1996(4).
[11]秦四成等.自卸汽車新型舉升機構優(yōu)化設計.建筑機械,1998(2).
[12]劉翠.中國專用汽車發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢研究.河南農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文,2010.
[13]吳越俊.運輸類專用汽車未來的發(fā)展趨勢分析.專用汽車,2009,(7).
[14]陳家瑞.汽車構造[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.1.
[15]許賢良 王傳禮.液壓傳動[M].北京:國防工業(yè)出版社,2006.9.
[16]喬維高.專用汽車結構與設計[M].北京:北京大學出版社,2010.9.
[17]QIAO W G, ZHANG X. Study about the Dynamic Analysis and Optimize of Container Vehicle with Cranes [A]. Proceedings of 5th International Conference on Material Handling, Chongqing,2005.
[18] Nakayama T,Suda E.The present and future of electric power steering.Int.J.of Vehicle Design,1994,15(3,4,5):243~254.
六、備注
指導教師意見:
簽字: 年 月 日
畢業(yè)設計(論文)開題報告
設計(論文)題目: 雙層畜禽運輸車的改裝設計
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院
專 業(yè) 班 級: 車輛工程B07-2
學 生 姓 名: 祝慶賀
導 師 姓 名: 蘇清源
開 題 時 間: 2011年02月28號
指導委員會審查意見:
簽字: 年 月 日
畢業(yè)設計(論文)指導記錄
日期
地點
指導方式
指導記錄
(指導內(nèi)容、存在問題及解決思路)
學生(記錄人)簽名: 指導教師簽名:
日期
地點
指導方式
指導記錄
(指導內(nèi)容、存在問題及解決思路)
學生(記錄人)簽名: 指導教師簽名:
日期
地點
指導方式
指導記錄
(指導內(nèi)容、存在問題及解決思路)
學生(記錄人)簽名: 指導教師簽名:
畢業(yè)設計(論文)中期檢查表
填表日期
2011年 4 月 18 日
迄今已進行 8 周剩余 9 周
學生姓名
祝慶賀
院系
汽車與交通工程學院
專業(yè)、班級
車輛工程B07-2班
指導教師姓名
蘇清源
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否
外聘
□是■否
題目名稱
雙層畜禽運輸車的改裝設計
學
生
填
寫
畢業(yè)設計(論文)工作進度
已完成主要內(nèi)容
待完成主要內(nèi)容
(一)計算說明部分
1、雙層畜禽運輸車方案的選擇
2、液壓缸的計算及校核
3、液壓泵計算及選擇
4、上層板設計計算
5、輔助裝置的計算
(二)圖紙部分
雙層畜禽運輸車裝配草圖
(一)圖紙部分
雙層畜禽運輸車裝配圖(A0加長一張)
副車架裝配圖(A0一張)
雙層畜禽運輸車車廂(A0兩張)
上層板(A0一張)
支承座(A2一張)
線性滑軌(A2一張)
上層板舉升液壓系統(tǒng)(A2一張)
(二)完成設計說明書
存在問題及努力方向
1、初步計算 不夠精確 ;
2、結構進行改進、完善,爭取達到設計的合理化、最優(yōu)化;
3、雙層畜禽運輸車裝配草圖存在一定問題。
學生簽字:
指導教師
意 見
指導教師簽字: 年 月 日
教研室
意 見
教研室主任簽字: 年 月 日
畢業(yè)設計指導教師評分表
學生姓名
祝慶賀
院系
汽車與交通
工程學院
專業(yè)、班級
車輛工程B07-2班
指導教師姓名
蘇清源
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
雙層畜禽運輸車的改裝設計
序號
評 價 項 目
滿分
得分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度,綜合訓練情況;題目難易度
10
2
題目工作量;題目與生產(chǎn)、科研、實驗室建設等實際的結合程度
10
3
綜合運用知識能力(設計涉及學科范圍,內(nèi)容深廣度及問題難易度);應用文獻資料能力
15
4
設計(實驗)能力;計算能力(數(shù)據(jù)運算與處理能力);外文應用能力
20
5
計算機應用能力;對實驗結果的分析能力(或綜合分析能力、技術經(jīng)濟分析能力)
10
6
插圖(圖紙)質(zhì)量;設計說明書撰寫水平;設計的實用性與科學性;創(chuàng)新性
20
7
設計規(guī)范化程度(設計欄目齊全合理、SI制的使用等)
5
8
科學素養(yǎng)、學習態(tài)度、紀律表現(xiàn);畢業(yè)論文進度
10
得 分
X=
評 語:(參照上述評價項目給出評語,注意反映該論文的特點)
指導教師簽字: 年 月 日
畢業(yè)設計評閱人評分表
學生
姓名
祝慶賀
專業(yè)
班級
車輛工程
B07-2班
指導教
師姓名
蘇清源
職稱
副教授
題目
雙層畜禽運輸車的改裝設計
序號
評 價 項 目
滿分
得分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度,綜合訓練情況;題目難易度
10
2
題目工作量;題目與生產(chǎn)、科研、實驗室建設等實際的結合程度
10
3
綜合運用知識能力(設計涉及學科范圍,內(nèi)容深廣度及問題難易度);應用文獻資料能力
15
4
設計(實驗)能力;計算能力(數(shù)據(jù)運算與處理能力);外文應用能力
25
5
計算機應用能力;對實驗結果的分析能力(或綜合分析能力、技術經(jīng)濟分析能力)
15
6
插圖(圖紙)質(zhì)量;設計說明書撰寫水平;設計的實用性與科學性;創(chuàng)新性
20
7
設計規(guī)范化程度(設計欄目齊全合理、SI制的使用等)
5
得 分
Y=
評 語:(參照上述評價項目給出評語,注意反映該論文的特點)
評閱人簽字 : 年 月 日
畢業(yè)設計答辯評分表
學生
姓名
祝慶賀
專業(yè)
班級
車輛工程
B07-2班
指導
教師
蘇清源
職 稱
副教授
題目
雙層畜禽運輸車的改裝設計
答辯
時間
月 日 時
答辯組
成員姓名
出席
人數(shù)
序號
評 審 指 標
滿
分
得
分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度,綜合訓練情況,題目難易度、工作量、與實際的結合程度
10
2
設計(實驗)能力、對實驗結果的分析能力、計算能力、綜合運用知識能力
10
3
應用文獻資料、計算機、外文的能力
10
4
設計說明書撰寫水平、圖紙質(zhì)量,設計的規(guī)范化程度(設計欄目齊全合理、SI制的使用等)、實用性、科學性和創(chuàng)新性
15
5
畢業(yè)設計答辯準備情況
5
6
畢業(yè)設計自述情況
20
7
畢業(yè)設計答辯回答問題情況
30
總 分
Z=
答辯過程記錄、評語:
答辯組長簽字: 年 月 日
畢業(yè)設計(論文)成績評定表
學生姓名
祝慶賀
性別
男
院系
汽車與交通工程學院
專業(yè)
車輛工程
班級
B07-2班
設計(論文)題目
雙層畜禽運輸車的改裝設計
指導教師姓名
職稱
指導教師
評分(X)
評閱教師姓名
職稱
評閱教師
評分(Y)
答辯組組長
職稱
答辯組
評分(Z)
畢業(yè)設計(論文)成績
百分制
五級分制
答辯委員會評語:
答辯委員會主任簽字(蓋章): 系部公章: 年 月 日
注:1、指導教師、評閱教師、答辯組評分按百分制填寫,畢業(yè)設計(論文)成績百分制=0.3X+0.2Y+0.5Z
2、評語中應當包括學生畢業(yè)設計(論文)選題質(zhì)量、能力水平、設計(論文)水平、設計(論文)撰寫質(zhì)量、學生在畢業(yè)設計(論文)實施或?qū)懽鬟^程中的學習態(tài)度及學生答辯情況等內(nèi)容的評價。
優(yōu)秀畢業(yè)設計(論文)推薦表
題 目
雙層畜禽運輸車的改裝設計
類別
畢業(yè)設計
學生姓名
祝慶賀
系、專業(yè)、班級
汽車與交通工程學院 車輛工程B07-2班
指導教師
蘇清源
職 稱
副教授
設計成果明細:
答辯委員會評語:
答辯委員會主任簽字(蓋章): 系部公章: 年 月 日
備 注:
注:“類別”欄填寫畢業(yè)論文或畢業(yè)設計
畢業(yè)設計(論文)過程管理材料
題 目
雙層畜禽運輸車的改裝設計
學生姓名
祝慶賀
院系名稱
汽車與交通工程學院
專業(yè)班級
車輛工程B07-2班
指導教師
蘇清源
職 稱
副教授
教研室
車輛工程
起止時間
2011.2.28-2011.6.24
教 務 處 制
黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒 論 1
1.1概述 1
1.1.1雙層畜禽運輸車的總體結構 1
1.1.2雙層畜禽運輸車的研究現(xiàn)狀 1
1.2研究的意義目的 2
1.3研究的主要內(nèi)容 2
第2章 整體方案分析選擇及舉升機構計算與校核 3
2.1概述 3
2.2活動底板的設計計算 3
2.2.1活動底板的結構設計 3
2.2.2上層板剪力及彎矩的求解 3
2.2.3上層板彎曲變形校核 5
2.2.4上層板的撓度計算 6
2.3方案的選擇 7
2.4液壓缸的設計 7
2.4.1液壓舉升機構的主要技術參數(shù) 7
2.4.2液壓缸的設計要求 8
2.4.3三級同步液壓缸結構設計及內(nèi)徑的確定 8
2.4.4三級同步液壓缸柱塞桿直徑的確定 11
2.4.5三級同步液壓缸壁厚、外徑等參數(shù)的計算 12
2.4.6三級同步液壓缸外形尺寸的校核 15
2.5液壓缸主要零件結構、材料及技術要求 16
2.5.1缸體 16
2.5.2活塞 17
2.5.3活塞桿 18
2.5.4活塞桿的導向、密封和防塵 19
2.5.5液壓缸的排氣裝置 19
2.5.6液壓缸安裝連接部分的形式和尺寸 20
2.6本章小結 20
第3章 液壓泵選擇與設計 21
3.1液壓泵的工作原理 21
3.2液壓泵的形式 21
3.3液壓泵主要參數(shù)及型號 21
3.4液壓泵主要參數(shù)的確定 22
3.4.1液壓泵工作壓力的計算 22
3.4.2液壓泵理論流量的計算 22
3.4.3液壓泵排量的計算 22
3.4.4液壓泵功率的計算 22
3.5液壓系統(tǒng)原理 23
3.6本章小結 24
第4章 輔助裝置的選擇與計算 25
4.1副車架主要尺寸參數(shù)設計計算 25
4.1.1副車架主要尺寸設計 25
4.1.2副車架的強度剛度彎曲適應性校核 25
4.2噴淋裝置的設計計算 31
4.2.1噴淋系統(tǒng)技術方案 31
4.2.2噴淋系統(tǒng)結構 31
4.3登坡板的結構與設計計算 32
4.3.1登坡板的長度 32
4.3.2鋼絲繩的拉力 33
4.3.3卷筒(或滑輪)的直徑 34
4.3.4登坡板提升時所需功率 35
4.4支承座的結構與設計計算 35
4.5上層活動底板上升所需定滑輪和鋼絲繩直徑的計算 36
4.6本章小結 37
第5章 整車性能分析 38
5.1概述 38
5.2汽車動力性能分析 38
5.2.1基本參數(shù)確定 38
5.2.2汽車的行駛方程 39
5.2.3汽車最高車速的確定 42
5.3汽車燃油經(jīng)濟性 44
5.4本章小結 44
結 論 45
參考文獻 46
致 謝 47
附 錄A 48
附 錄B 53
本科學生畢業(yè)設計
雙層畜禽運輸車的改裝設計
院系名稱: 汽車與交通工程學院
專業(yè)班級: 車輛工程B07-2班
學生姓名: 祝慶賀
指導教師: 蘇清源
職 稱: 副教授
黑 龍 江 工 程 學 院
二○一一年六月
The Graduation Thesis for Bachelor's Degree
Design of Double Livestock
Transporters Modified
Candidate:Zhu Qinghe
Specialty:Vehicle engineering
Class: B07-2
Supervisor:Associate Prof. Su Qingyuan
Heilongjiang Institute of Technology
2011-06·Harbin
黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計
摘 要
隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展,人民生活水平的提高。人們對禽類、肉類制品的需求量急劇增加。而畜禽的養(yǎng)殖場地遠離市區(qū),這樣就需要將鮮活畜、禽運輸?shù)街付ǖ攸c。因此畜禽運輸車的市場需求量也較大。為了能夠同時運輸禽類和中大型動物,滿足消費者和養(yǎng)殖業(yè)者的需要,并且從大幅度的提高運輸效率、降低運輸成本、減少運輸途中的貨損和貨差,提高運輸?shù)陌踩院蜏p少污染保護環(huán)境的方面考慮,設計制造雙層畜禽運輸車成為專用汽車發(fā)展道路上的一項重要任務。
首先分析了現(xiàn)在畜禽運輸車的現(xiàn)狀和不足之處,明確了雙層畜禽運輸車的主要優(yōu)點。在此基礎上,通過對整體方案的分析選擇、舉升機構的計算校核、液壓系統(tǒng)的選擇與設計、輔助裝置的選擇與設計及對整車的性能分析,利用CAD軟件繪制出二維圖形。最后設計出的雙層畜禽運輸車能夠滿足工藝合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高的加工和使用要求。
關鍵詞:雙層;運輸;畜禽;改裝;設計
ABSTRACT
Along with the development of our national economy and improvement of people's living standard. People on the poultry, meat products demand has increased dramatically. And livestock and poultry breeding sites away from downtown, so it needs to fresh livestock and poultry transportation to the designated place. So the market demand of livestock transporters bigger also. In order to can simultaneously transport poultry and medium-large animals, meet the needs of consumers and aquaculture, and those from the large scale enhancement transportation efficiency and reduce the transportation cost, reduce transit goods damage and poor, improve transport safety and reduce pollution of environmental protection into consideration, design and manufacture of special cars double livestock transporters become the development path is an important task.
First analyzed the status and livestock transporters now deficiency, clear the double livestock transporters’ main advantage.On this basis, through the analysis of the overall scheme selection, the calculation of lifting mechanism of dynamicrigidity, the selection and design of hydraulic system, auxiliary devices selection and design of the vehicle and the performance analysis, use CAD software rendering the 2d graphics. Finally designed double livestock transporters can meet the technological reasonable, small batch easy processing, low cost, high reliability processing and use requirement.
Key words: Double Layer;Transportation;Livestock and Poultry;Modification;Design
II
第1章 緒 論
1.1 概述
1.1.1雙層畜禽運輸車的總體結構
雙層畜禽運輸車屬于柵欄式運輸車,其汽車車廂采用柵欄結構,主要適用于運輸牲畜、家禽等。具有雙層車廂結構的柵欄式運輸車運輸效率高,適用與長途運送牲畜、家禽等。柵欄式牲畜運輸車均設有便于牲畜上下的門梯。該門梯通常利用后廂板翻下作為登坡板,也有的采用電動絞盤提升登坡板。
在柵欄式牲畜運輸車中,雙層車廂運輸車最為常見。對于雙層車廂牲畜運輸車,根據(jù)其第二層車廂底板的結構特點可分為可拆卸式底板、液壓折疊式底板和液壓升降式底板三種類型。本設計采用液壓升降式底板。該型式的第二層車廂底板由分布與車廂后面兩個角的兩個液壓缸和鋼絲繩實現(xiàn)上升和下降。裝載時,首先將活動底板擱在底層底板上。當裝滿牲畜后,將其舉升到一定高度后鎖止,然后裝載底層車廂;卸載相反。這種型式的牲畜運輸車優(yōu)點是裝載、卸載都非常方便,必要時可將活動底板降落在底層底板上,作一般貨車使用。
1.1.2雙層畜禽運輸車的研究現(xiàn)狀
隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展,人民生活水平的提高。人們對禽類、肉類制品的需求量急劇增加。而畜禽的養(yǎng)殖場地遠離市區(qū),這樣就需要將鮮活畜、禽運輸?shù)街付ǖ攸c。因此畜禽運輸車的市場需求量也較大。而雙層畜禽運輸車既可以運輸雞、鴨、鵝等禽類,也可以運輸豬、牛、羊等中大型動物,滿足消費者和養(yǎng)殖業(yè)主的需要,因此雙層畜禽運輸車近年來國內(nèi)市場需求量越來越大,市場前景十分廣闊。專用汽車的研制、生產(chǎn)和應用不僅在實現(xiàn)門到門的專業(yè)運輸和作業(yè)方面受到社會的廣泛重視和歡迎,而且在大幅度的提高運輸效率、降低運輸成本、擴大汽車的應用領域等方面都發(fā)揮著重要的作用,汽車運輸?shù)膶I(yè)化,可以減少運輸途中的貨損和貨差,提高運輸?shù)陌踩?,同時減少了污染,保護了環(huán)境。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,畜禽運輸車呈現(xiàn)出重型化、智能化、高檔化,多極化發(fā)展的趨勢。
雖然中國專用汽車發(fā)展取得了很大進步,但是,中國專用汽車行業(yè)整體上與歐、美、日等國家和地區(qū)的先進水平相比,國內(nèi)專用汽車市場開發(fā)比較緩慢,市場細分程度不夠,產(chǎn)品雷同性大,不能滿足用戶個性化需求,低水平競爭還比較嚴重,主要體現(xiàn)在一下幾個方面。(1)生產(chǎn)企業(yè)過多過散,目前中國大多數(shù)專用汽車生產(chǎn)企業(yè)的癥狀是:廠點分散,規(guī)模較小,開發(fā)能力較弱。(2)產(chǎn)品結構不合理,由于中國正處于發(fā)展中國家向發(fā)達國家轉變的過程中,基礎設施建設還處于高峰期,所以中國專用汽車市場的需求還是以運輸物資、滿足基礎設施建設為主,加上中國勞動力資源比較豐富,該市場形態(tài)決定了中國專用汽車現(xiàn)階段呈現(xiàn)結構形式單一、功能單一、低附加值產(chǎn)品過多的狀況。(3)科技含量高的產(chǎn)品缺乏自主研發(fā)能力。(4)生產(chǎn)工藝工裝水平低。(5)專用底盤的開發(fā)生產(chǎn)與市場需求仍有差距。(6)專用汽車市場的拓展受到一定的限制。
1.2研究的意義目的
近幾十年來它在國內(nèi)外獲得迅速的發(fā)展與普及,它最大的優(yōu)點是具有自重輕、倉柵欄桿可半拆、全拆和隨意升降、方便實用、安全可靠等,并可根據(jù)用戶要求設計制作雙層鮮活動物運輸車、瓜果蔬菜運輸車等。適合廣大用戶的中短途公路運輸使用,也可作普通載貨汽車使用,在高度發(fā)達的公路運輸業(yè),特別是現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。倉柵式運輸車必將得到迅速的推廣、普及。是城市、城際物流運輸市場開發(fā)的經(jīng)濟型產(chǎn)品。同時在雙層畜禽運輸車的研究和生產(chǎn)過程中,也帶動了鋼鐵,化工等其它很多行業(yè),又提供了大量的工作崗位,減輕就業(yè)壓力,并日趨完善,成為系列化多品種的產(chǎn)品。因此,雙層畜禽運輸車的發(fā)展是很有必要的。
1.3研究的主要內(nèi)容
本章針對我所做設計的課題做了綜合性的闡述,通過查找書籍,以及在網(wǎng)絡上查找的資料,我了解了我所做雙層畜禽運輸車的基本狀況;特別是專用車的設計特點及設計思路,還有在以后的設計中有可能面臨的問題,進行了細致的了解與闡述。本設計主要進行雙層畜禽運輸車的整車設計,二類底盤的選型,舉升液壓系統(tǒng)主要技術參數(shù)的計算,車廂設計,以及根據(jù)畜禽的運輸需求而增設的降溫噴淋系統(tǒng)。整車性能分析,利用CAD軟件建立雙層畜禽運輸車的裝配圖以及零部件圖。
本章對雙層畜禽運輸車狀況進行了分析,了解了我國雙層畜禽運輸車行業(yè)與歐美等國家的差距與需要發(fā)展的地方。目前,我國改裝車市場最大銷售量約25萬輛左右,改裝量最大的除了客車外,主要有廂式車、罐式車、自卸車等主要車型。但是總體來看,這些專用車均存在技術附加值低、工藝較落后等問題。從品種來看,我國改裝車品種較少,僅有400多個品種。那么,未來改裝車市場到底是什么市場呢?肯定地說,應該向多品種、高、精、尖方向發(fā)展。經(jīng)過本章的學習了解,相信在下幾章的設計學習中會有了依據(jù),為本次設計開了一次好頭。
第2章 整體方案分析選擇及舉升機構計算與校核
2.1 概述
雙層畜禽運輸車改裝結構中液壓系統(tǒng);活動底板的結構和車廂結構為其重要組成部分,它直接關系到雙層畜禽運輸車的使用性能和整車布置,它是決定雙層畜禽運輸車改裝設計優(yōu)劣的主要因素。因此首先對活動底板進行設計。
2.2活動底板的設計計算
上層活動底板結構類似于車廂底板,其結構由兩根通長槽型縱梁、四根橫梁和底面分布矩形加強筋的薄鋼板組成。
2.2.1活動底板的結構設計
上層活動底板是由車架承載的,而縱梁作為上層活動底板的主要承載元件,也是車架中最大的加工件,其形狀應力求簡單。其中載貨汽車的車架縱梁延多取平直且斷面也不變或少變,以簡化工藝。因此載貨汽車的斷面多采用開口朝內(nèi)的槽型,槽型斷面粱的彎曲剛度大、強度高、工藝性好,零件的安裝與緊固方便。同時,由若干根橫梁將左右縱梁連接在一起,構成一完整的車架,其中橫梁起支承上層活動底板,保證車架有足夠的扭轉剛度,限制其變形和降低某些部位的應力的作用。
本車上層活動底板初選等寬的梯形車架,車架寬度為2250,車架長度為6000。縱梁采用槽型鋼結構,槽型鋼型號:14#B(140*60*8),橫梁鋼板厚度都采用8,車架材料采用Q345。薄鋼板和加強筋的材料采用45。
2.2.2上層板剪力及彎矩的求解
作用在上層板梯形車架上的彎曲力矩主要由車架縱梁承受。由于條件限制,為了計算彎曲力矩,將車架縱梁承受載荷簡化為均布載荷,當車架縱梁承受的是均布載荷時,車架的簡化計算可按下述進行,但需要一定的假設即認為縱梁為簡支梁,忽略不計局部扭矩的影響。
由以上可畫出上層板車架的等效粱受力及剪力和彎矩示意圖:
圖2.1 上層板額定載荷時的剪力和彎矩圖
由以上示意圖可知:縱梁所受到的最大彎矩:
(2.1)
式中:——載荷集度(N/m);
——所求截面距支座A的距離;
——最大彎矩。
(2.2)
式中: ——縱梁所受剪力。
(2.3)
將它們代入式(2.4)、(2.5),則可求出縱梁的最大彎應力。
(2.4)
(2.5)
式中: ——疲勞安全系數(shù),;
——動載荷系數(shù),;
——縱梁在計算斷面處的彎曲截面系數(shù)。
對于槽型斷面縱梁:
(2.6)
式中:——槽型斷面的腹板高;
——翼緣寬;
——梁斷面的厚度。
因此最大彎應力為:
120.96Mpa<=345Mpa
通過以上計算,上層板的剪力和彎矩均符合要求。
2.2.3上層板彎曲變形校核
由以上知道上層板梯形車架的等效簡支梁形式,利用疊加法可求得梁的最大撓度和最大轉角,然后進行上層板梯形車架彎曲變形的校核。
當粱的形式為下圖所示時,粱的撓曲線方程為:
(2.7)
梁的轉角方程為:
(2.8)
式中: ——作用在梁上的力,規(guī)定其向下為正,向上為負;
E——梁構成材料的彈性模量,;
I——為梁的慣性矩。
查閱槽鋼標準可知:14#b型的慣性矩=61.1。
最大撓度:
由計算的撓度和轉角,參照選材的許用撓度和許用最大轉角,均在許用數(shù)值之內(nèi)。
圖2.2 上層板梯形車架等效簡支粱
2.2.4上層板的撓度計算
為了保證整車及有關機件的正常工作,對縱梁的最大撓度應予以限制。這就要求對縱梁的彎曲剛度進行校核。如果把縱梁看成支承跨度為軸距的簡支梁,根據(jù)材料力學給出的截面極慣性矩的簡支梁在其跨度的中間承受集中載荷時,撓度與剛度的關系式如下:
(2.9)
可知
(2.10)
根據(jù)德國對各種汽車車架的實驗結果表明,當軸距的單位為m,的單位為cm4,為使縱梁在滿載時的撓度在容許值以內(nèi),則應使,或應使。大多數(shù)汽車的值在20-30間,日本一些4t平頭載貨汽車甚至達到58.3。
由此,取值為20 ,已知上層板所需轉載 質(zhì)量為4000kg,上層板的跨度=6000mm,彈性模量為Mpa。
因此跨度的中間承受的集中載荷如下:
(2.11)
由公式2.10得
同時得知
通過以上計算可知,上層板的撓度符合要求。
2.3方案的選擇
由設計任務書要求設計的雙層畜禽運輸車的最大裝載質(zhì)量為8噸,以及上層板和車廂質(zhì)量。查閱相關資料可知CA1160型載貨車的最大裝載質(zhì)量符合本次的設計需求,因此選擇CA1160作為改裝所用二類底盤,其主要技術參數(shù)如下表:
表2.1 CA1160的主要技術參數(shù)
名稱
數(shù)值
汽車總長/mm
汽車總寬/mm
汽車總高/mm
最大總質(zhì)量/t
整車整備質(zhì)量/t
最大裝載質(zhì)量/t
貨箱長度/mm
貨箱寬度/mm
前后懸/mm
軸距/mm
輪距/mm
輪胎數(shù)
9000
2494
2805
16
5.4
10.405
6800
2300
1400/2200
4800
1800
6
2.4液壓缸的設計
2.4.1液壓舉升機構的主要技術參數(shù)
1、舉升高度:1.4m ; 2、上升時速度:0.06m/s ;
3、下降時速度:0.04m/s ; 4、最大舉升質(zhì)量:5噸 。
2.4.2液壓缸的設計要求
液壓缸的設計要考慮下列基本要求:
1、液壓缸承受最大的負載力。
2、輸出最大速度或動作時間t。
3、液壓缸最大行程L。
2.4.3三級同步液壓缸結構設計及內(nèi)徑的確定
三級同步液壓缸結構簡圖如圖2.3所示。它由一級活塞和兩級活塞套疊而成,直徑最小的一級為柱塞。在兩級活塞的底部各有1個單向閥,它們在正常運行時是關閉的,從而形成獨立的容腔1和2,容腔3通過油口和液壓系統(tǒng)相連。當液壓缸上行時,壓力油進入容腔3,推動最大一級活塞向上移動,缸筒與活塞之間的環(huán)形體積縮小,其中的油液通過活塞桿上的側向小孔進入下一級活塞腔,使較小一級活塞也向上移動,相似的環(huán)形容腔的油液進入下一級,推動最小一級的活塞向上移動。通過合理設計有關幾何參數(shù),就能實現(xiàn)三級的同步動作,而且相對速度相同。下行過程也可以做同樣的分析。值得注意的是在運行過程中,由于各容腔的壓力,所以兩個單向閥始終關閉,在下降行程接近極限位置時,單向閥閥芯的導向桿碰到缸底,使閥口打開,油液流出直至各級間達到平衡狀態(tài),使其消除累積的同步誤差。
具有同步伸縮是這種三級液壓缸的最大特點,而且縮回速度遠大于伸出速度,因而使三級同步伸縮液壓缸比一般的三級伸縮液壓缸工作效率提高了幾倍。另外由于三級同步伸縮液壓缸的工作速度連續(xù)平穩(wěn),并且當負載變化時,液壓缸中的工作壓力又能隨負載平穩(wěn)自行調(diào)節(jié),是這種液壓缸工作時,既平穩(wěn)又無沖擊振動,大大改善了液壓系統(tǒng)的工作性能。而且這種三級同步液壓缸具有一般性,其工作原理同樣適用于二級、四級及多級同步伸縮液壓缸。
圖2.3 三級同步液壓缸結構簡圖
圖2.4 三級同步液壓缸受力分析簡圖
油缸選型主要依據(jù)所需的最大作用力以及最大工作行程來確定的。根據(jù)液壓系統(tǒng)中油缸的工作特點,由圖2.4可知
(2.12)
式中:i——第i級活塞缸;
——液壓系統(tǒng)額定工作壓力(MPa);
——系統(tǒng)效率,通常按=0.8。
如表2.2所示選取,越高,對密封要求也越高,成本亦隨之上升;根據(jù)機構的類型及其工作特點,取MPa。
表2.2 液壓設備常用的工作壓力
設備類型
機床
農(nóng)業(yè)機械或中型工程機械
液壓機、重型機械、起重運輸機械
磨床
組合機床
龍門刨床
拉床
工作壓力
P/(MPa)
0.8~2.0
3~5
2~8
8~10
10~16
20~32
其中,單個液壓缸的最大作用力:
(2.13)
由式(2.12)可知:
(2.14)
表2.3缸筒內(nèi)徑尺寸系列(GB/T2348-1993)
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
取第一級液壓缸內(nèi)徑
因 (2.15)
所以 (2.16)
由公式分析,如不計缸筒壁厚時,有 (2.17)
(2.18)
(2.19)
由表2.3取第二級液壓缸內(nèi)徑;取第三級液壓缸內(nèi)徑。
2.4.4三級同步液壓缸柱塞桿直徑的確定
在單桿活塞中,d值可由D和λv求的,標準液壓缸的λv系列值為1.06、1.12、1.25、1.4、1.6、2、2.5、和5,為了減少沖擊(即不使往返運動速度相差過大),一般推薦λv≤1.6?;钊\動速度受結構的限制,范圍0.1~0.2m/s
7
d=0.7D
液壓系統(tǒng)各液壓缸均采用雙作用三級同步活塞缸。即受壓也受拉,而且工作壓力p大于7所以活塞桿直徑選公式:
(2.20)
將D值代入(2.20)式中,可求得
表2.5 液壓缸活塞桿外徑尺寸系列(GB/T2348-1993)
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
根據(jù)表2.5取活塞桿直徑d為45 mm。
2.4.5三級同步液壓缸壁厚、外徑等參數(shù)的計算
液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算。
液壓缸的壁厚一般是指缸筒結構中最薄處的厚度。從材料力學可知,承受內(nèi)壓力的圓筒,其內(nèi)應力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異。一般計算時可以分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。
液壓缸的內(nèi)徑D與其壁厚的比值D/≥10的圓筒稱為薄壁圓筒。起重運輸機械和工程機械的液壓缸,一般用無縫鋼管材料,大多屬于薄壁圓筒結構,其壁厚按薄壁圓筒公式計算:
(2.21)
式中:——液壓缸壁厚;
D ——液壓缸的內(nèi)徑;
——試驗壓力,取=16 MPa;
——缸筒材料的許用應力。其值為:鍛鋼:=110~120 MPa;
鑄鋼:=100~110 MPa;鋼管:=100~110 MPa;
高強度鑄鐵:=60 MPa;灰鑄鐵:=25 Mpa;
取=1.510=15 MPa
本設計的轉向液壓缸的材質(zhì)是鋼管,其=100~110 MPa,所以選=110 MPa。
將Py、值代入(3-10)式中,可求得
液壓缸壁厚度算出后,即可求出缸體的外徑為
(2.22)
(2.23)
(2.24)
將值分別代入式(2.22)、式(2.23)、式(2.24)中,可求得
分別?。?;。
液壓缸無桿腔面積:
液壓缸有桿腔面積:
導向長度:
活塞寬度
~
導向套滑動面長度
~
已知:
;;;;;; 。
求固有頻率
式中: ——取起升總質(zhì)量為4500Kg;
——液壓缸行程 ;
——油彈性模量 ,查表取;
——有桿腔面積與無桿腔面積比;
求最小加速時間
=0.66s
求液壓缸的最大速度
=2.94m/s
式中 ——總循環(huán)時間 ,據(jù)液壓手冊選??;
求最大加速度
求液壓缸運動過程中需要達到的最大壓力,其中:
=9.8Mpa
2.4.6三級同步液壓缸外形尺寸的校核
1、缸筒外徑強度校核
當時,按下式校核強度,即
式中:——缸體材料的許用應力 ,??;
——最高工作壓力 ;
——試驗壓力,工作壓力小于時,,;
——液壓缸缸筒厚度 ;
——液壓缸內(nèi)徑 ;
——強度系數(shù),對于無縫鋼管,;
——壁厚公差及腐蝕的附加厚度,通常圓整到標準厚度值;
通過以上計算,缸筒外徑強度滿足設計要求。
2、活塞桿直徑強度及穩(wěn)定性校核
活塞桿直徑強度按下式檢驗強度,即
式中:——液壓缸負載 ;
——缸底材料的許用應力 。
當安裝桿長度與其直徑d之比≥10,并且桿件承受壓載荷時,則需校驗穩(wěn)定性。液壓缸承受的壓負載,不能大于液壓缸保持工作穩(wěn)定性所允許的臨界負載。
液壓缸的穩(wěn)定條件為:
式中 ——液壓缸臨界負載 ;
——穩(wěn)定安全系數(shù),通常取2~4。
按等截面法,將活塞桿與缸體視為一個整體桿件,可按歐拉公式計算臨界負載,即:
則:
式中 ——活塞桿截面二次極矩,為活塞直徑對于實心桿,;
——活塞桿材料彈性模量,對于鋼材;
——末端條件系數(shù),;
——活塞桿計算長度 ;
根據(jù)以上計算活塞桿直徑強度及穩(wěn)定性校驗滿足強度要求。
2.5液壓缸主要零件結構、材料及技術要求
2.5.1缸體
1、缸體端部聯(lián)接模式
采用簡單的焊接形式,其特點:結構簡單,尺寸小,重量輕,使用廣泛。缸體焊接后可能變形,且內(nèi)徑不易加工。所以在加工時應小心注意。主要用于柱塞式液壓缸。2、缸體的材料
液壓缸缸體的常用材料為20、35、45號無縫鋼管。因20號鋼的機械性能略低,且不能調(diào)質(zhì),應用較少。當缸筒與缸底、缸頭、管接頭或耳軸等件需要焊接時,則應采用焊接性能比較好的35號鋼,粗加工后調(diào)質(zhì)。本設計采用45號鋼,并應調(diào)質(zhì)到241~285HB。
缸體毛坯可采用鍛剛,鑄鐵或鑄鐵件。鑄剛可采用ZG35B等材料,鑄鐵可采用HT200~HT350之間的幾個牌號或球墨鑄鐵。特殊情況可采用鋁合金等材料。
3、缸體的技術要求
(1)缸體內(nèi)徑采用H8、H9配合。表面粗糙度:當活塞采用橡膠密封圈時,Ra為0.1~0.4,當活塞用活塞環(huán)密封時,Ra為0.2~0.4。且均需衍磨。
(2)缸體內(nèi)徑D的圓度公差值可按9、10或11級精度選取,圓柱度公差值應按8級精度選取。
(3)缸體端面T的垂直度公差可按7級精度選取。
(4)當缸體與缸頭采用螺紋聯(lián)接時,螺紋應取為6級精度的公制螺紋。
(5)當缸體帶有耳環(huán)或銷軸時,孔徑或軸徑的中心線對缸體內(nèi)孔軸線的垂直公差值應按9級精度選取。
(6)為了防止腐蝕和提高壽命,缸體內(nèi)表面應鍍以厚度為30~40的鉻層,鍍后進行衍磨或拋光。
2.5.2活塞
1、活塞與活塞桿的聯(lián)接型式如表2.6所示
表2.6 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式
聯(lián)接方式
備注說明
整體聯(lián)接
螺紋連接
半環(huán)聯(lián)接
用于工作壓力較大而活塞直徑又較小的情況
常用的聯(lián)接方式
用于工作壓力、機械震動較大的情況下
這里采用螺紋聯(lián)接。
2、活塞與缸體的密封結構
隨工作壓力、環(huán)境溫度、介質(zhì)等條件的不同而不同。常用的密封結構如表2.7所示。
表2.7 常用的密封結構
密封形式
備注說明
間隙密封
活塞環(huán)密封
O型密封圈密封
Y型密封圈密封
用于低壓系統(tǒng)中的液壓缸活塞的密封
適用于溫度變化范圍大,要求摩擦力小、壽命長的活塞密封
密封性能好,摩擦系數(shù)?。话惭b空間小,廣泛用于固定密封和運動密封
用在20MPa下、往復運動速度較高的液壓缸密封
結合本設計所需要求,采用O型密封圈密封比較合適。
3、活塞的材料
液壓缸常用的活塞材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵(HT300、HT350)、鋼及鋁合金等,這里采用45號鋼。
4、活塞的技術要求
(1)活塞外徑D對內(nèi)孔D1的徑向跳動公差值,按7、8級精度選取。
(2)端面T對內(nèi)孔D1軸線的垂直度公差值,應按7級精度選取。
(3)外徑D的圓柱度公差值,按9、10或11級精度選取。
2.5.3活塞桿
1、端部結構
活塞桿的端部結構分為外螺紋、內(nèi)螺紋、單耳環(huán)、雙耳環(huán)、球頭、柱銷等多種形式。根據(jù)本設計的結構,為了便于拆卸維護,可選用內(nèi)螺紋結構外接單耳環(huán)。
2、活塞桿材料
活塞桿有實心和空心兩種。實心活塞桿的材料為35、45號鋼;空心活塞桿材料為35、45號無縫鋼管。本設計采用實心活塞桿,選用45號鋼。
3、活塞桿的技術要求
(1)活塞桿的熱處理:粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為229~285HB,必要時,再經(jīng)過高頻淬火,硬度達HRC45~55。在這里只需調(diào)質(zhì)到230HB即可。
(2)活塞桿的圓度公差值,按9~11級精度選取。這里取10級精度。
(3)活塞桿的圓柱度公差值,應按8級精度選取。
(4)活塞桿的徑向跳動公差值,應為0.01mm。
(5)端面T的垂直度公差值,則應按7級精度選取。
(6)活塞桿上的螺紋,一般應按6級精度加工(如載荷較小,機械振動也較小時,允許按7級或8級精度制造)。
(7)活塞桿上工作表面的粗糙度為Ra0.63, 為了防止腐蝕和提高壽命,表面應鍍以厚度約為40的鉻層,鍍后進行衍磨或拋光。
2.5.4活塞桿的導向、密封和防塵
1、導向套
(1)導向套的導向方式、結構如表2.8所示。
表2.8導向套的導向方式
導向方式
備注說明
缸蓋導向
減少零件數(shù)量,裝配簡單,磨損相對較快
導向套導向
管通導套
可利用壓力油潤滑導向套,并使其處于密封狀態(tài)
可拆導向套
容易拆卸,便于維修。適用于工作條件惡劣、經(jīng)常更換導向套的場合
球面導向套
導向套自動調(diào)整位置,磨損比較均勻
由于本設計主要用于舉升上層活動底板,在工作過程中液壓缸伸縮的次數(shù)相對較少,所以磨損程度也相對較少。為了減少零件數(shù)量,降低成本可以采用缸蓋導向的導向方式。
(2)導向套材料
導向套的常用材料為鑄造青銅或耐磨鑄鐵。由于選用的是和缸蓋一體的導向套,所以材料和缸蓋也是相同的,都選用耐磨鑄鐵。
(3)導向套的技術要求
導向套的內(nèi)徑配合一般取為H8/f9,其表面粗糙度則為Ra0.63~1.25。
2、活塞桿的密封與防塵
這里仍采用O型密封圈,材料選擇薄鋼片組合防塵圈,防塵圈與活塞桿的配合可按H9/f9選取。薄鋼片厚度為0.5mm。
2.5.5液壓缸的排氣裝置
排氣閥用于排除液壓缸內(nèi)的空氣,使其工作穩(wěn)定。通常將排氣閥安裝在液壓缸的端部。
2.5.6液壓缸安裝連接部分的形式和尺寸
1、液壓缸進出油口接頭的聯(lián)接螺紋尺寸,按表37-7-8選取標準值。
2、液壓缸為尾部法蘭型安裝的主要尺寸(按P37-231選?。?
3、缸蓋的材料。
液壓缸的缸蓋可選用35、45號鍛鋼或ZG35、ZG45鑄鋼或HT200、HT300、HT350鑄鐵等材料。在這里選擇ZG45鑄鋼。缸蓋按9、10或11級精度選取。
2.6本章小結
本章主要進行上層活動底板的參數(shù)計算及校核,通過以上的結構設計和力學分析,該上層活動底板已經(jīng)符合力學性能的要求;同時對三級同步液壓缸整體進行設計,通過確定液壓缸的技術要求,從而計算出三級同步液壓缸各級缸筒直徑及行程,液壓缸活塞桿直徑,液壓缸壁厚、外徑,液壓缸外形尺寸,液壓缸缸體長度等參數(shù)。且對液壓缸各個參數(shù)進行校核。并完成對液壓缸主要零件結構、材料及技術要求,液壓缸的導向、密封和防塵,液壓缸的排氣裝置,以及液壓缸安裝聯(lián)接部分的形式及尺寸。讓三級同步液壓缸能夠達到工作穩(wěn)定,運行平穩(wěn),安全等要求。
第3章 液壓泵選擇與設計
3.1液壓泵的工作原理
液壓泵是將機械能轉換為流體壓力能的設備。主要涉及以下幾個方面:
1、液壓泵是一個或幾個密封腔油腔容積作周期變化來進行工作的。泵的輸出油量取決于密封容積的體積變化和變化頻率。
2、為了保證密封容積變大時只與排油管相連接,容積變小時只與吸油管相連接,根據(jù)本系統(tǒng)需要,設置兩個單向閥。
3、容積式油泵的排油壓力取決于排油管道中油液所受到的負載大小,吸油時容積增大,形成一定的真空,油液在泵內(nèi)的壓力差有作用下進行了密封容積。
3.2液壓泵的形式
液壓泵的分類:
液壓油泵的形式包括定量泵和變量泵兩種。選擇油泵時考慮的主要因素有:打擊頻率和打擊能量對系統(tǒng)流量的要求、流量波動變化范圍、泵本身的可靠性及穩(wěn)定性等。
1、定量泵
與變量泵相比,定量泵具有價格低廉、耐沖擊、承受最高工作壓力高、可靠性好等優(yōu)點。如果工作過程中流量變化范圍不大,系統(tǒng)流量變化可以通過蓄能器來均衡,則可以考慮用定量泵。
2、變量泵
采用變量泵可以滿足液壓舉升系統(tǒng)各種不同工況對打擊頻率和打擊能量的要求。同時調(diào)節(jié)變量泵排量可以滿足液壓缸工作過程中系統(tǒng)流量變化的要求。相同行程的條件下,舉升高頻率越大則變量泵排放的流量越大,采用變量泵來調(diào)節(jié)打擊頻率和打擊能量。變量泵適合于工作過程中流量變化范圍大的場合。
3.3液壓泵主要參數(shù)及型號
根據(jù)主機工況、功率大小和系統(tǒng)對工作性能的要求,首先確定液壓泵的類型,然后按系統(tǒng)所要求的壓力、流量大小確定其規(guī)格和型號。主要考慮以下幾個方面:
1、液壓泵的類型選擇;
2、液壓泵的工作壓力;
3、液壓泵的流量。
舉升機構常用油泵分為齒輪油泵與柱塞泵兩類。齒輪泵多為外嚙合式,在相同體積下齒輪泵比柱塞泵流量大但油壓低。柱塞泵最大特點是油壓高(油壓范圍16~35MPa),且在最低轉速下仍能產(chǎn)生全油壓,固可縮短舉升時間。中輕型舉升機構上多采用齒輪泵,常用系列有CB、CBX、CG、CN等;重型舉升機構常采用柱塞泵。
3.4液壓泵主要參數(shù)的確定
3.4.1液壓泵工作壓力的計算
MPa (3.1)
式中 ——油缸最大作用力,(N);
——油缸橫截面積,(m2)。
代入式(3.1)則:
3.4.2液壓泵理論流量的計算
液壓泵的理論流量是指泵在單位時間內(nèi)理論上可排出的液體體積。
3.4.3液壓泵排量的計算
mL/r (3.2)
式中 ——油泵流量,(L/min);
——油泵額定轉速,(r/min);
油泵轉速r/min
由式(3.2)計算得:
3.4.4液壓泵功率的計算
(3.3)
式中 ——油泵最大工作壓力;
——油泵理論流量。
由式(3.3)計算得:
根據(jù)以上求得的值,按系統(tǒng)中擬訂的液壓泵的形式,從機械設計手冊中選擇相應的液壓泵產(chǎn)品。為使液壓泵油一定的壓力儲備,所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大25~60%。
查找手冊選擇CB型齒輪泵,其參數(shù)如表3.1所示。
表3.1 CB型齒輪泵的各參數(shù)值
型號
排量
壓 力/Mpa
轉 速/(r/min)
特點
生產(chǎn)廠
額定
最高
額定
最高
CB
32~100
10
12.5
1450
1650
鋁合金殼體浮動軸套
天津機械廠
確定液壓泵的驅(qū)動功率
在工作中,如果液壓泵的壓力和流量比較恒定,則
其中——液壓泵的總效率,參考如表3.2所示選擇=0.7。
表3.2各液壓泵的總效率
液壓泵類型
齒輪泵
螺桿泵
葉片泵
柱塞泵
總效率
0.6~0.7
0.65~0.80
0.60~0.75
0.80~0.85
根據(jù)此選用CAST7-110型取力器
3.5液壓系統(tǒng)原理
在液壓系統(tǒng)中用到了CB型齒輪泵和兩個三級同步液壓缸、過濾器、DB型二級同心先導溢流閥、三位四通電磁換向閥、分流集流閥、兩個單向閥、油箱、高低壓油管等液壓元器件,由它們共同構成了液壓系統(tǒng),完成指定的動作,實現(xiàn)雙層畜禽運輸車上層活動底板的功能要求。
要進行上層活動底板的上升工作過程,將三位四通電磁閥的1YA端通電,液壓油通過溢流閥再經(jīng)過三位四通電磁閥、分流集流閥、單向閥進入三級同步液壓缸,實現(xiàn)液壓的伸展動作,從而使得上層活動底板升高到指定位置。此過程中,溢流節(jié)流閥起到穩(wěn)定液壓油流量,使其不受到外界負荷的變化的影響,只受到節(jié)流閥閥心開口大小的控制,分流集流閥能夠自動地對輸入油液的流量等量進行分配,實現(xiàn)同步運動。要進行上層活動底板的下降工作過程時,將三位四通電磁閥的2YA端通電,液壓缸的液壓油經(jīng)過電磁閥流回油箱,從而使得上層活動底板降落到一層板的位置。
圖3.1 雙層畜禽運輸車液壓系統(tǒng)原理圖
3.6本章小結
本章對液壓泵進行設計,通過確定液壓泵的參數(shù)來選擇液壓泵,從而了解了液壓泵的種類和結構特點以及工作原理。另外針對液壓泵的工作要求選擇了相應的取力器。在液壓缸和液壓泵設計選取完成后再對一些液壓控制閥進行選取進而完成了雙層畜禽運輸車的液壓系統(tǒng)原理圖。
第4章 輔助裝置的選擇與計算
4.1副車架主要尺寸參數(shù)設計計算
4.1.1副車架主要尺寸設計
在設計自雙層畜禽運輸車時,所選取的二類底盤只有主車架,為了增加車架的強度剛度,延長車架的使用壽命,在原有主車架的基礎上增加了副車架。其形狀同主車架,在主副車架之間加一定厚度的松質(zhì)木條。其長度同副車架的長度,寬度同副車架的厚度。主副車架用止推連接板進行加固連接。
對具有較高質(zhì)心位置及載質(zhì)量較大的廂式車一般采用槽形通長式副縱粱。制造材料應具有良好的焊接性和機械性能,一般要求抗拉強度 ≥370N/mm2 .屈服極限 ,≥240N/mm2。,延伸率以≥20%翼緣寬度應與主車架縱粱(簡稱主縱粱)翼緣寬度相同.不宜大于主縱粱翼緣寬度。副縱粱截面尺寸確定后,要分別對副縱粱和主縱粱進行強度計算,并根據(jù)其慣性矩、抗彎截面系數(shù)分配彎矩。
在汽車制造工藝中,鋼板沖壓成型工藝占有十分重要的位置。沖壓成形的零件具有互換性好、能保證裝配的穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率高和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。
載重汽車用中板數(shù)量較多,受力的車架縱梁和橫梁、車廂的縱梁和橫梁均采用中板沖制且多以低合金高強度鋼板沖壓生產(chǎn),也是適應提高汽車承載能力、延長使用壽命、降低汽車自重和節(jié)能節(jié)材以及安全行駛等要求的發(fā)展趨勢。
副車架材料選用載重汽車橫縱梁的一般選用材料,縱梁和橫梁均采用Q345進行生產(chǎn)。
副車架對主車架起到加固作用,其寬度和選用的底盤的寬度相同,高度也相同,長度在底盤主車架長度基礎上去掉主車架與車廂之間的距離長度。其尺寸設計如下:
表4.1 副車架尺寸
名稱
數(shù)值
副車架長度/mm
副車架寬度/mm
副車架高度/mm
副車架厚度/mm
6800
2100
180
9
4.1.2副車架的強度剛度彎曲適應性校核
1、 額定裝載時整車重心作用點的求解
對主車架來說,其整車重心后移。其受力簡圖如下
圖4.1 主車架額定裝載運輸重心作用簡圖
設定雙層畜禽車在額定裝載質(zhì)量下,其前后軸承受的載荷相同,即有:
由圖4.1,可以列出:
求得:
2、副車架剪力及彎矩的求解
由主車架重心作用簡圖及求得的整車重心作用點,可以畫出額定裝載質(zhì)量時雙層畜禽車副車架受力簡化圖如下圖:
圖4.2 副車架額定裝載受力簡圖
將此時受力的副車架看為簡支梁(見下圖),以便進行強度剛度及彎曲變形的校核。由下圖,可以列方程組:
圖4.3 副車架等效簡支粱簡圖
可求得:
即大小為57732.45N,方向與設定的方向相同。
可求得:
即大小為749.77N,方向與設定的方向相同。
列出彎曲剪力及彎矩方程:
OA段
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