下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 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(yùn)輸車的總體結(jié)構(gòu) . 1 1.1.2 雙層畜禽運(yùn)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(jī)構(gòu)計(jì)算與校核 . 3 2.1 概述 . 3 2.2 活動(dòng)底板的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 3 2.2.1 活動(dòng)底板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 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(jì)算 . 6 2.3 方案的選擇 . 7 2.4 液壓缸的設(shè)計(jì) . 7 2.4.1 液 壓舉升機(jī)構(gòu)的主要技術(shù)參數(shù) . 7 2.4.2 液壓缸的設(shè)計(jì)要求 . 8 2.4.3 三級(jí)同步液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及內(nèi)徑的確定 . 8 2.4.4 三級(jí)同步液壓缸柱塞桿直徑的確定 .11 2.4.5 三級(jí)同步液壓缸壁厚、外徑等參數(shù)的計(jì)算 . 12 2.4.6 三級(jí)同步液壓缸外形尺寸的校核 . 15 2.5 液壓缸主要零件結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)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(dǎo)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(jié) . 20 第 3 章 液壓泵選擇與設(shè)計(jì) . 21 3.1 液壓泵的工作原理 . 21 3.2 液壓泵的形式 . 21 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 3.3 液壓泵主要參數(shù)及型號(hào) . 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(jì)算 . 22 3.4.2 液壓泵理論流量的計(jì)算 . 22 3.4.3 液壓泵排量的計(jì)算 . 22 3.4.4 液壓泵功率的計(jì)算 . 22 3.5 液壓系統(tǒng)原理 . 23 3.6 本章小結(jié) . 24 第 4 章 輔助裝置的選擇與計(jì)算 . 25 4.1 副車架主要尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 . 25 4.1.1 副車架主要尺寸設(shè)計(jì) . 25 4.1.2 副車架的強(qiáng)度剛度彎曲適應(yīng)性校核 . 25 4.2 噴淋裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 31 4.2.1 噴淋系統(tǒng)技術(shù)方案 . 31 4.2.2 噴淋系統(tǒng)結(jié)構(gòu) . 31 4.3 登坡板的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)計(jì)算 . 32 4.3.1 登坡板的長(zhǎng)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(shí)所需功率 . 35 4.4 支承座的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)計(jì)算 . 35 4.5 上層活動(dòng)底板上升所需定滑輪和鋼絲繩直徑的計(jì)算 . 36 4.6 本章小結(jié) . 37 第 5 章 整車性能分析 . 38 5.1 概述 . 38 5.2 汽車動(dòng)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(jì)性 . 44 5.4 本章小結(jié) . 44 結(jié) 論 . 45 參考文獻(xiàn) . 46 致 謝 . 47 附 錄 A . 48 附 錄 B . 53 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ， 人民生活水平的提高。人們對(duì)禽類、肉類制品的需求量急劇增加。而畜禽的養(yǎng)殖場(chǎng)地遠(yuǎn)離市區(qū)，這樣就需要將鮮活畜、禽運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)。因此畜禽運(yùn)輸車的市場(chǎng)需求量也較大。為了能夠同時(shí)運(yùn)輸禽類和中大型動(dòng)物，滿足消費(fèi)者和養(yǎng)殖業(yè)者的需要，并且從大幅度的提高運(yùn)輸效率 、 降低運(yùn)輸成本、減少運(yùn)輸途中的貨 損和貨差，提高運(yùn)輸?shù)陌踩院蜏p少污染保護(hù)環(huán)境的方面考慮，設(shè)計(jì)制造雙層畜禽運(yùn)輸車成為專用汽車發(fā)展道路上的一項(xiàng)重要任務(wù)。 首先分析了現(xiàn)在畜禽運(yùn)輸車的現(xiàn)狀和不足之處，明確了雙層畜禽運(yùn)輸車的主要優(yōu)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)整體方案的分析選擇、舉升機(jī)構(gòu)的計(jì)算校核、液壓系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì)、輔助裝置的選擇與設(shè)計(jì)及對(duì)整車的性能分析，利用 CAD 軟件繪制出二維圖形。最后設(shè)計(jì)出的雙層畜禽運(yùn)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(guān)鍵詞： 雙層；運(yùn)輸；畜禽；改裝；設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) II ABSTRACT Along with the development of our national economy and improvement of peoples 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 do uble 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 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 買文檔送全 套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第 1 章 緒 論 1.1 概述 1.1.1 雙層畜禽運(yùn)輸車的總體結(jié)構(gòu) 雙層畜禽運(yùn)輸車屬于柵欄式運(yùn)輸車，其汽車車廂采用柵欄結(jié)構(gòu)，主要適用于運(yùn)輸牲畜、家禽等。具有雙層車廂結(jié)構(gòu)的柵欄式運(yùn)輸車運(yùn)輸效率高，適用與長(zhǎng)途運(yùn)送牲畜、家禽等。柵欄式牲畜運(yùn)輸車均設(shè)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(dòng)絞盤提升登坡板。 在柵欄式牲畜運(yùn)輸車中，雙層車廂運(yùn)輸車最為常見(jiàn)。對(duì)于雙層車廂牲畜運(yùn)輸車，根據(jù)其第二層車廂底板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(shè)計(jì)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(gè)角的兩個(gè)液壓缸和鋼絲繩實(shí)現(xiàn)上升和下降。裝載時(shí)，首先將活動(dòng)底板擱在底層底板上。當(dāng)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(yùn)輸車優(yōu)點(diǎn)是裝載、卸載都非常方便，必要時(shí)可將活動(dòng)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(yùn)輸車的研究現(xiàn)狀 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ， 人民生活水平的提高。人們對(duì)禽類、肉類制品的需求量急劇增加。而畜禽的養(yǎng)殖場(chǎng)地遠(yuǎn)離市區(qū)，這樣就需要將鮮活畜、 禽運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)。因此畜禽運(yùn)輸車的市場(chǎng)需求量也較大。而雙層畜禽運(yùn)輸車既可以運(yùn)輸雞、鴨、鵝等禽類，也可以運(yùn)輸豬、牛、羊等中大型動(dòng)物，滿足消費(fèi)者和養(yǎng)殖業(yè)主的需要，因此雙層畜禽運(yùn)輸 車近年來(lái)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求量越來(lái)越大，市場(chǎng)前景十分廣闊。 專用汽車的研制 、生產(chǎn)和應(yīng)用不僅在實(shí)現(xiàn)門到門的專業(yè)運(yùn)輸和作業(yè)方面受到社會(huì)的廣泛重視和歡迎，而且在大幅度的提高運(yùn)輸效率 、 降低運(yùn)輸成本 、 擴(kuò)大汽車的應(yīng)用領(lǐng)域等方面都發(fā)揮著重要的作用，汽車運(yùn)輸?shù)膶I(yè)化，可以減少運(yùn)輸途中的貨損和貨差，提高運(yùn)輸?shù)陌踩裕瑫r(shí)減少了污染，保護(hù)了環(huán)境。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展， 畜禽 運(yùn)輸車 呈現(xiàn)出重型化、智能化、高檔化，多極化發(fā)展的趨勢(shì) 。 雖然中國(guó)專用汽車發(fā)展取得了很大進(jìn)步，但是，中國(guó)專用汽車行業(yè)整體上與歐、美、日等國(guó)家和地區(qū)的先進(jìn)水平相比，國(guó)內(nèi)專用汽車市場(chǎng)開發(fā)比較緩慢，市場(chǎng)細(xì)分程度不夠，產(chǎn)品雷同性大，不能滿足用戶個(gè)性化需求，低水平競(jìng)爭(zhēng)還比較嚴(yán)重，主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面。（ 1）生產(chǎn)企業(yè)過(guò)多過(guò)散，目前中國(guó)大多數(shù)專用汽車生產(chǎn)企業(yè)的癥狀是：廠點(diǎn)分散，規(guī)模較小，開發(fā)能力較弱。（ 2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，由于中國(guó)正處于發(fā)展中國(guó)家向發(fā)達(dá)國(guó)家轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還處于高峰期，所以中國(guó)專用汽車市場(chǎng)的需求 還是以運(yùn)輸物資、滿足基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為主，加上中國(guó)勞動(dòng)力資源比較豐富，該市場(chǎng)形態(tài)決定了中國(guó)專用汽車現(xiàn)階段呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)形式單一、功能單一、低附加值產(chǎn)品過(guò)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(chǎng)需求仍有差距。（ 6）專用汽車市場(chǎng)的拓展受到一定的限制。 1.2 研究的意義目的 近幾十年來(lái)它在國(guó)內(nèi)外獲得迅速的發(fā)展與普及 ,它最大的優(yōu)點(diǎn)是 具有自重輕、倉(cāng)柵欄桿可半拆、全拆和隨意升降、方便實(shí)用、安全可靠等 ，并可 根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)制作雙層鮮活動(dòng)物運(yùn)輸車、瓜果蔬菜運(yùn)輸車等。適 合廣大用戶的中短途公路運(yùn)輸使用，也可作普通載貨汽車使用，在高度發(fā)達(dá)的公路運(yùn)輸業(yè)，特別是現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。倉(cāng)柵式運(yùn)輸車必將得到迅速的推廣、普及。是城市、城際物流運(yùn)輸市場(chǎng)開發(fā)的經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品。 同時(shí)在雙層畜禽運(yùn)輸車的研究和生產(chǎn)過(guò)程中，也帶動(dòng)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(yùn)輸車的發(fā)展是很有必要的。 1.3 研究的主要內(nèi)容 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 本章針對(duì)我所做設(shè)計(jì)的課題做了綜合性的闡述，通過(guò)查找書籍，以及在網(wǎng)絡(luò)上查找的資料，我了解了我所做雙層畜禽運(yùn)輸車的 基本狀況；特別是專用車的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)思路，還有在以后的設(shè)計(jì)中有可能面臨的問(wèn)題，進(jìn)行了細(xì)致的了解與闡述。本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行雙層 畜禽運(yùn)輸車 的整車設(shè)計(jì)，二類底盤的選型，舉升液壓系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)的計(jì)算，車廂設(shè)計(jì)， 以及根據(jù)畜禽的運(yùn)輸需求而增設(shè)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(yùn)輸車的裝配圖以及零部件圖。 本章對(duì)雙層畜禽運(yùn)輸車狀況進(jìn)行了分析，了解了我國(guó)雙層畜禽運(yùn)輸車行業(yè)與歐美等國(guó)家的差距與需要發(fā)展的地方。 目前，我國(guó)改裝車市場(chǎng)最大銷售量約 25 萬(wàn)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(lái)看，這些專用車均存在技術(shù)附加值低、工藝較落后等問(wèn)題。從品種來(lái)看，我國(guó)改裝車品種較少，僅有 400 多個(gè)品種。那么，未來(lái)改裝車市場(chǎng)到底是什么市場(chǎng)呢？肯定地說(shuō)，應(yīng)該向多品種、高、精、尖方向發(fā)展。 經(jīng)過(guò)本章的學(xué)習(xí)了解，相信在下幾章的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中會(huì)有了依據(jù)，為本次設(shè)計(jì)開了一次好頭。 第 2 章 整體方案分析選擇及舉升機(jī)構(gòu)計(jì)算與校核 2.1 概述 雙層畜禽運(yùn)輸車改裝結(jié)構(gòu)中液壓系統(tǒng)；活動(dòng)底板的結(jié)構(gòu)和車廂結(jié)構(gòu)為其重要組成部分，它直接關(guān)系到雙層畜禽運(yùn)輸車的使用性能和整車布置，它是決定雙層畜禽運(yùn)輸車改裝 設(shè)計(jì)優(yōu)劣的主要因素。因此首先對(duì)活動(dòng)底板進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2.2 活動(dòng)底板的設(shè)計(jì)計(jì)算 上層活動(dòng)底板結(jié)構(gòu)類似于車廂底板，其結(jié)構(gòu)由兩根通長(zhǎng)槽型縱梁、四根橫梁和底面分布矩形加強(qiáng)筋的薄鋼板組成。 2.2.1 活動(dòng)底板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 上層活動(dòng)底板是由車架承載的，而縱梁作為上層活動(dòng)底板的主要承載元件，也是黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 車架中最大的加工件，其形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)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(jiǎn)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(qiáng)度高、工藝性好，零件的安裝與緊固方便。同時(shí)，由若干根橫梁將左右縱梁 連接在一起，構(gòu)成一完整的車架，其中橫梁起支承上層活動(dòng)底板，保證車架有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度，限制其變形和降低某些部位的應(yīng)力的作用。 本車上層活動(dòng)底板初選等寬的梯形車架，車架寬度為 2250mm ，車架長(zhǎng)度為6000mm 。縱梁采用槽型鋼結(jié)構(gòu)，槽型鋼型號(hào)： 14#B（ 140*60*8），橫梁鋼板厚度都采用 8mm ，車架材料采用 Q345。薄鋼板和加強(qiáng)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(jì)算彎曲力矩，將車架縱梁承受載荷簡(jiǎn)化為均布載荷，當(dāng)車架縱梁承受的是均布載荷時(shí)，車架的簡(jiǎn)化計(jì)算可按下述進(jìn)行，但需要一定的假設(shè)即認(rèn)為縱梁為簡(jiǎn)支梁，忽略不計(jì)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(shí)的剪力和彎矩圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 由以上示意圖可知：縱梁所受到的最大彎矩： 82maxqxM （ 2.1） 式中： q 載荷集度 (N/m)； x 所求截面距支座 A的距離 m ； maxM 最大彎矩 mN 。 NF s 3.1 0 4506.0625.26 8.94 0 00 （ 2.2） 式中：sF 縱梁所 受剪力 N 。 mNxFM s 31 362m a x （ 2.3） 將它們代入式 (2.4)、 (2.5)，則可求出縱梁的最大彎應(yīng)力。 m a xm a x MnKM dd （ 2.4） WM dw max（ 2.5） 式中： n 疲勞安全系數(shù)， 40.115.1n ； dK 動(dòng)載荷系數(shù)， 0.45.2dK； W 縱梁在計(jì)算斷面處的彎曲截面系數(shù)。 對(duì)于槽型斷面縱梁： 6 )6( thbhW （ 2.6） 式中： h 槽型斷面的腹板高 m ； b 翼緣寬 m ； t 梁斷面的厚度 m 。 300 009 33 3.0 mW mNM d 6.11289m a x 因此最大彎應(yīng)力為： w 120.96Mpa =345Mpa 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 通過(guò)以上計(jì)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(jiǎn)支梁形式，利用疊加法可求得梁的最大撓度maxy和最大轉(zhuǎn)角max，然后進(jìn)行上層板梯形車架彎曲變形的校核。 當(dāng)粱的形式為下圖所示時(shí)，粱的撓曲線方程為： 224312 xlEIFxy 20 lx （ 2.7） 梁的轉(zhuǎn)角方程為： EIFl2 （ 2.8） 式中： F 作用在梁上的力，規(guī)定其向下為正，向上為負(fù)； E梁構(gòu)成材料的彈性模量， 52 .1 1 0E M P a ； I為梁的慣性矩。 查閱槽鋼標(biāo)準(zhǔn)可知： 14#b 型的慣性矩yI=61.1 4cm 。 最大撓度maxy： 0 0 0 2 5 6 6 0 8.064943101.611.2128 33.1045 294m a x lly 29.0101.61101.2 6 0 0 03.1 0 4 5 45 2m a x 由計(jì)算的撓度和轉(zhuǎn)角，參照選材的許用撓度和許用最大轉(zhuǎn)角，均在許用數(shù)值之內(nèi)。 圖 2.2 上層板梯形車架等效簡(jiǎn)支粱 2.2.4 上層板的撓度計(jì)算 為了保證整車及有關(guān)機(jī)件的正常工作，對(duì)縱梁的最大撓度應(yīng)予以限制。這就要求對(duì)縱梁的彎曲剛度進(jìn)行校核。如果把縱梁看成支承跨度 l 為軸距的簡(jiǎn)支梁，根據(jù)材料力黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 學(xué)給出的截面極慣性矩 J 的簡(jiǎn)支梁在其跨度 l 的中間承受集中載荷 P 時(shí)，撓度 f 與剛度EJ 的關(guān)系式如下： EJPlf 483 （ 2.9） 可知 EfPlJ 483 （ 2.10） 根據(jù)德國(guó)對(duì)各種汽車車架的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)軸距 l 的單位為 m， J 的單位為 cm4，為使縱梁在滿載時(shí)的撓度在容許值以內(nèi)，則應(yīng)使 12/ 3 lJ ，或應(yīng)使 312lJ 。大多數(shù)汽車的 3/lJ 值在 20-30 間，日本一些 4t 平頭載貨汽車甚至達(dá)到 58.3。 由此，取 3/lJ 值為 20 ，已知上層板所需轉(zhuǎn)載 質(zhì)量為 4000kg,上層板的跨度l =6000mm，彈性模量 E 為 51006.2 Mpa。 因此跨度 l 的中間承受的集中載荷 P 如下： NP 3 9 2 0 08.94 0 0 0 （ 2.11） 由公式 2.10 得 EJPlf 483 000161879.0 同時(shí)得知 43 232020 cmlJ 通過(guò)以上計(jì)算可知，上層板的撓度符合要求。 2.3 方案的選擇 由設(shè)計(jì)任務(wù)書要求設(shè)計(jì)的雙層畜禽運(yùn)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(guān)資料可知 CA1160 型載貨車的最大裝載質(zhì)量符合本次的設(shè)計(jì)需求，因此選擇 CA1160 作為改裝 所用二類底盤，其主要技術(shù)參數(shù)如下表： 表 2.1 CA1160 的主要技術(shù)參數(shù) 名稱 數(shù)值 汽車總長(zhǎng) /mm 9000 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 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(zhǎng)度 /mm 貨箱寬度 /mm 前后懸 /mm 軸距 /mm 輪距 /mm 輪胎數(shù) 2494 2805 16 5.4 10.405 6800 2300 1400/2200 4800 1800 6 2.4 液壓缸的設(shè)計(jì) 2.4.1 液壓舉升機(jī)構(gòu)的主要技術(shù)參數(shù) 1、舉升高度： 1.4m ； 2、上 升時(shí)速度： 0.06m/s ； 3、下降時(shí)速度： 0.04m/s ； 4、最大舉升質(zhì)量： 5 噸 。 2.4.2 液壓缸的設(shè)計(jì)要求 液壓缸的設(shè)計(jì)要考慮下列基本要求： 1、 液壓缸承受最大的負(fù)載力 。 2、 輸出最大速度或動(dòng)作時(shí)間 t。 3、 液壓缸最大行程 L。 2.4.3 三級(jí)同步液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及內(nèi)徑的確定 三級(jí)同步液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 2.3 所示。它由一級(jí)活塞和兩級(jí)活塞套疊而成，直徑最小的一級(jí)為柱塞。在兩級(jí)活塞的底部各有 1 個(gè)單向閥，它們?cè)谡＿\(yùn)行時(shí)是關(guān)閉的，從而形成獨(dú)立的容腔 1 和 2，容腔 3 通過(guò)油口和液壓系統(tǒng)相連。當(dāng)液 壓缸上行時(shí)，壓力油進(jìn)入容腔 3，推動(dòng)最大一級(jí)活塞向上移動(dòng)，缸筒與活塞之間的環(huán)形體積縮小，其中的油液通過(guò)活塞桿上的側(cè)向小孔進(jìn)入下一級(jí)活塞腔，使較小一級(jí)活塞也向上移動(dòng)，相似的環(huán)形容腔的油液進(jìn)入下一級(jí)，推動(dòng)最小一級(jí)的活塞向上移動(dòng)。通過(guò)合理設(shè)計(jì)有關(guān)幾何參數(shù)，就能實(shí)現(xiàn)三級(jí)的同步動(dòng)作，而且相對(duì)速度相同。下行過(guò)程也可以做同樣的分析。值得注意的是在運(yùn)行過(guò)程中，由于各容腔的壓力321 PPP ，所以兩個(gè)單向閥始終關(guān)閉，在下降行程接近極限位置時(shí)，單向閥閥芯的導(dǎo)向桿碰到缸底，使閥口打黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 開，油液流出直至各 級(jí)間達(dá)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(jí)液壓缸的最大特點(diǎn)，而且縮回速度遠(yuǎn)大于伸出速度，因而使三級(jí)同步伸縮液壓缸比一般的三級(jí)伸縮液壓缸工作效率提高了幾倍。另外由于三級(jí)同步伸縮液壓缸的工作速度連續(xù)平穩(wěn)，并且當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，液壓缸中的工作壓力又能隨負(fù)載平穩(wěn)自行調(diào)節(jié)，是這種液壓缸工作時(shí)，既平穩(wěn)又無(wú)沖擊振動(dòng)，大大改善了液壓系統(tǒng)的工作性能。而且這種三級(jí)同步液壓缸具有一般性，其工作原理同樣適用于二級(jí)、四級(jí)及多級(jí)同步伸縮液壓缸。 圖 2.3 三級(jí)同步液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 2.4 三級(jí)同步液壓缸受力 分析簡(jiǎn)圖 油缸選型主要依據(jù)所需的最大作用力maxF以及最大工作行程來(lái)確定的。根據(jù)液壓系統(tǒng)中油缸的工作特點(diǎn)， 由圖 2.4 可知 24 iii DPF （ 2.12） 式中： i第 i級(jí)活塞缸； p 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 p ,p 越高，對(duì)密封要求也越高，成本亦隨之上升；根據(jù)機(jī)構(gòu)的類型及其工作特點(diǎn)，取 10P MPa。 表 2.2 液壓設(shè)備常用的工作壓力 設(shè)備類型 機(jī)床 農(nóng)業(yè)機(jī)械或中型工程機(jī)械 液壓機(jī)、重型機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械 磨床 組合機(jī)床 龍門刨床 拉床 工作壓力 P/（ MPa） 0.82.0 35 28 810 1016 2032 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 其中，單個(gè)液壓缸的最大作用力： NgmGF 2 4 5 0 022 m a xm a x （ 2.13） 由式（ 2.12）可知： mmPFD 46.62411 （ 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(jí)液壓缸內(nèi)徑 mmD 631 因 1122 2 APAP 2233 2 APAP （ 2.15） 所以 22112 22 AFA APP 33223 42 PFA APP （ 2.16） 由公式分析，如不計(jì)缸筒壁厚時(shí)，有321 PPP （ 2.17） mmPFD 33.88822 （ 2.18） mmPFD 92.1 2 41633 （ 2.19） 由表 2.3 取第二級(jí)液壓缸內(nèi)徑 mmD 1002 ；取第三級(jí)液壓缸內(nèi)徑 mmD 1253 。 2.4.4 三級(jí)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 v 求的，標(biāo)準(zhǔn)液壓缸的 v 系列值為 1.06、 1.12、 1.25、1.4、 1.6、 2、 2.5、和 5，為了減少?zèng)_擊（即不使往返運(yùn)動(dòng)速度相差過(guò)大），一般推薦 v1.6?；钊\(yùn)動(dòng)速度受結(jié)構(gòu)的限制，范圍 0.1 0.2m/sv1m/s。 活塞桿直徑也可以按其工作時(shí)的受力情況由如表 2.4 所示 初步選取。 表 2.4 活塞桿直徑的選取 活塞桿受力情況 工作壓力 p/MPa 活塞桿直徑 d 受 拉 d=(0.3 0.5) D 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 受壓及拉 p5 d=(0.5 0.55)D 受壓及拉 57 d=0.7D 液壓系統(tǒng)各液壓缸均采用雙作用 三級(jí)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： 17.0 Dd（ 2.20） 將 D 值代入（ 2.20）式中，可求得 mmDd 1.447.0 1 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(jí)同步液壓缸壁厚、外徑等參數(shù)的計(jì)算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算。 液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異。一般 計(jì)算時(shí)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(yùn)輸機(jī)械和工程機(jī)械的液壓缸，一般用無(wú)縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算 ： 2Dpy （ 2.21） 式中 ： 液壓缸壁厚； D 液壓缸的內(nèi)徑； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 yp試驗(yàn)壓力，取yp=16 MPa； 缸筒材料的許用應(yīng)力。其值為：鍛鋼： =110 120 MPa； 鑄鋼： =100 110 MPa；鋼管： =100 110 MPa； 高強(qiáng)度鑄鐵： =60 MPa；灰 鑄鐵： =25 Mpa； 取yp=1.5 10 610 =15 MPa 本設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)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 mmDp y 30.42 11 mmDp y 82.62 22 mmDp y 52.82 33 液壓缸壁厚度算出后，即可求出缸體的外徑為 111 2 DD （ 2.22） 222 2 DD （ 2.23） 333 2 DD（ 2.24） 將 值 分別 代入 式（ 2.22）、式（ 2.23）、式（ 2.24） 中，可求得 mmDD 6.712 111 mmDD 64.1 1 32 222 mmDD 04.1 4 22 333 分別取 mmD 721 ； mmD 1142 ； mmD 1433 。 液壓缸無(wú)桿腔面積 ： 24211 106.314 mDA 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 24222 105.784 mDA 24233 107.1 2 24 mDA 液壓缸有桿腔面積 ： 242211 1026.154 mdDA 2421222 1034.474 mDDA 2422233 1016.444 mDDA 導(dǎo)向長(zhǎng)度 H ： 35 2SDH 60mm 活塞寬度 B (0.6B 1.0)D 40mm 導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度 A (0.6A 1.6)D 53mm 已知： KgM 4500 ； 1000S mm ； 63D mm ； 45d mm ； 21 31.6A cm ； 21 26.15 cmA ； 48.011 AA 。 求固有頻率 140 1 2EASM srad /08.53 式中 ： M 取起升總質(zhì)量為 4500Kg； S 液壓缸行程 ()mm ； E 油彈性模量 (Kg cm 2)s ,查表取 721 . 4 1 0E K g c m s ； 有桿腔面積與無(wú)桿腔面積比； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 求最小加速時(shí)間mintmin 35t =0.66s 求液壓缸的最大速度maxVm a x m i n()t o tV S t t=2.94m/s 式中 tot總循環(huán)時(shí)間 ()s ，據(jù)液壓手冊(cè)選取； 求最大加速度maxam a x m a x m ina V t245.4 sm 求液壓缸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中需要達(dá)到的最大壓力maxP，其中： 1m a x AMgFP 1m a x AMgM =9.8Mpa 2.4.6 三級(jí)同步液壓缸外形尺寸的校核 1、缸筒外徑強(qiáng)度校核 當(dāng) 3.008.0D 時(shí)，按下式校核強(qiáng)度，即 m axm ax32 PDP m3109.8 式中 ： 缸體材料的許用應(yīng)力 ()MPa ，取 1 1 0 M P a ； maxp最高工作壓力 ()Pa ； yp試驗(yàn)壓力 ()MPa ，工作壓力小于 20MPa 時(shí)， 1.5yLPP， 10LP MPa； 液壓缸缸筒厚度 ()m ； D 液壓缸內(nèi)徑 ()m ； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 強(qiáng)度系數(shù)，對(duì)于無(wú)縫鋼管， 1 ； c 壁厚公差及腐蝕的附加厚度，通常圓整到標(biāo)準(zhǔn)厚度值； 通過(guò)以上計(jì)算，缸筒外徑 強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。 2、活塞桿直徑強(qiáng)度及穩(wěn)定性校核 活塞桿直徑強(qiáng)度按下式檢驗(yàn)強(qiáng)度，即 LFd 4m04.0 式中 ：LF液壓缸負(fù)載 ()N ； 缸底材料的 許用應(yīng)力 ()MPa 。 當(dāng)安裝桿長(zhǎng)度 l 與其直徑 d之比 ld10，并且桿件承受壓載荷時(shí)，則需校驗(yàn)穩(wěn)定性。液壓缸承受的壓負(fù)載LF，不能大于液壓缸保持工作穩(wěn)定性所允許的臨界負(fù)載kF。 液壓缸的穩(wěn)定條件為 ： kLkFFn式中 kF液壓缸臨界負(fù)載 ()N ； kn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(gè)整體桿件，可按歐拉公式計(jì)算臨界負(fù)載，即： 22 Pkn E IF L N5104 則： kL kFFnN5101 式中 pI活塞桿截面二次極矩 4()m ， d 為活塞直徑 ()m 對(duì)于實(shí)心桿， 64pId； E 活塞桿材料彈性模量，對(duì)于鋼材 112 .1 1 0E P a ； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 n 末端條件系數(shù)， 1n ； L 活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度 ()m ； 根據(jù)以上計(jì)算 活塞桿直徑強(qiáng)度及穩(wěn)定性校驗(yàn)滿足強(qiáng)度要求。 2.5 液壓缸主要零件結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求 2.5.1 缸體 1、 缸體端部聯(lián)接模式 采用簡(jiǎn)單的焊接形式，其特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí)應(yīng)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(hào)無(wú)縫鋼管。因 20 號(hào)鋼的機(jī)械性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。當(dāng)缸筒與缸底、缸頭、管接頭或耳軸等件需要焊接時(shí)，則應(yīng)采用焊接性能比較 好 的 35 號(hào)鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。 本設(shè)計(jì) 采用 45 號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241285HB。 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HT200HT350 之間的幾個(gè) 牌號(hào)或球墨鑄鐵。特殊情況可采用鋁合金等材料。 3、 缸體的技術(shù)要求 (1)缸體內(nèi)徑采用 H8、 H9 配合。表面粗糙度：當(dāng)活塞采用橡膠密封圈時(shí)， Ra 為0.10.4 m ，當(dāng)活塞用活塞環(huán)密封時(shí)， Ra 為 0.20.4 m 。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(jí)精度選取，圓柱度公差值應(yīng)按 8級(jí)精度選取。 (3)缸體端面 T 的垂直度公差可按 7 級(jí)精度選取。 (4)當(dāng)缸體與缸頭采用螺紋聯(lián)接時(shí)，螺紋應(yīng)取為 6 級(jí)精 度的公制螺紋。 (5)當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或銷軸時(shí)，孔徑或軸徑的中心線對(duì)缸體內(nèi)孔軸線的垂直公差值應(yīng)按 9 級(jí)精度選取。 (6)為了防止腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)表面應(yīng)鍍以厚度為 3040 m 的鉻層，鍍后進(jìn)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 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 表 2.6 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式 聯(lián)接方式 備注說(shuō)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(jī)械震動(dòng)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(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu) 如 表 2.7 所示。 表 2.7 常用的密封結(jié)構(gòu) 密封形式 備注說(shuō)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(zhǎng)的活塞密封 密封性能好，摩擦系數(shù)小；安裝空間小，廣泛用于固定密封和運(yùn)動(dòng)密封 用在 20MPa 下、往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度較高的液壓缸密封 結(jié)合本設(shè)計(jì)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(hào)鋼。 4、 活塞的技術(shù)要求 (1)活塞外徑 D 對(duì)內(nèi)孔 D1 的徑向跳動(dòng)公差值，按 7、 8 級(jí)精度選取。 (2)端面 T 對(duì)內(nèi)孔 D1 軸線的垂直度公差值，應(yīng)按 7 級(jí)精度選取。 (3)外徑 D 的圓柱度公差值，按 9、 10 或 11 級(jí)精度選取。 2.5.3 活塞桿 1、 端部結(jié)構(gòu) 活塞桿的端部結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，為了便于拆卸維護(hù)，可選用內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)外接單耳環(huán)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 2、 活塞桿材料 活塞桿有實(shí)心和空心兩種。實(shí)心活塞桿的材 料為 35、 45 號(hào)鋼；空心活塞桿材料為35、 45 號(hào)無(wú)縫鋼管。本設(shè)計(jì)采用實(shí)心活塞桿，選用 45 號(hào)鋼。 3、 活塞桿的技術(shù)要求 (1)活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為 229285HB，必要時(shí)，再經(jīng)過(guò)高頻淬火，硬度達(dá) HRC4555。在這里只需調(diào)質(zhì)到 230HB 即可。 (2)活塞桿的圓度公差值，按 911 級(jí)精度選取。這里取 10 級(jí)精度。 (3)活塞桿的圓柱度公差值，應(yīng)按 8 級(jí)精度