游樂卡丁車設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、游樂卡丁車設(shè)計(jì)計(jì)算書車架強(qiáng)度及剛度計(jì)算1、車架強(qiáng)度校驗(yàn)車架受力示意圖：圖一前端受沖擊的受力圖車身自重為Gk=399kg，按均布載荷考慮，則q=Gk=39998=2793(N/m)l1.4最大速度v=12km/h=3.3m/s支座反力Ra=Gk9.80.7Qk.9571.41500 0.957 9058.5 0.131.4=2139（N）故沖擊載荷Rc專=譽(yù)=9058.5（N）Rc 0.13=399 9.8 0.7Gk 9.8 0.7 Qk 0.443 Rc 0.13 ）=1.4=399 9.8 0.7 1500 0.443 9058.5 0.131.4=3270（N）圖二后端受沖擊的受力圖支座

2、反力Ra_Gk 9.8 0.7 Qk 0.957 Rc 0.131.4450 9.8 0.7 1500 0.957 9058.5 0.13=1.4=3822(N)Gk 9.8 0.7 Qk 0.443 Rc 0.13Rb=1.4_450 9.8 0.7 1500 0.443 9058.5 0.13=1.4= 1589(N)為了保證其安全性，取大值Ra=3822(N)(圖二),Rb=3270(N)(圖一)材料的抗彎模量W=16.822X 10-6(m3)材料Q235的抗拉強(qiáng)度cb=335(Mpa),安全系數(shù)取n=5材料Q235的許用應(yīng)力為c=67(Mpa)n車架的剪力圖和彎矩圖如下:圖三車架的剪

3、力彎矩圖危險(xiǎn)斷面在離后軸中心443mm處在離后軸中心443mm的彎矩M2二Rbx 0.957q x 0.957X 0.957/2 =3270X 0.9572793X 0.957X 0.957/2=1850 (Nm)符合要求沖擊力Rc對斜柱的沖擊彎矩18504 16.882 10=27.4 (Mpa)v (T 8M3=RcX 0.13= 9058.5X 0.13=1178 (Nm)M1178(T=2 16.882 106=34( Mpa)V符合要求所以,車架強(qiáng)度符合要求。2、車架剛度校驗(yàn)材料彈性模量E=206(Gpa)材料的慣性矩l=50.468X 10-8(m4)44車架自身的撓度fmax二旦

4、=5吧5148=0.00095(m)384EI384 206 10950.468 108=1.34(mm)(中點(diǎn))2 2沖擊力RC產(chǎn)生的撓度fmax=0.0642M=0.0642叩8 1.48EI206 1 0950.468 1 08=0.0014(m)=1.4(mm)活載荷Qk產(chǎn)生的撓度fmaxa=0.957,b=0.443,x二、a(a32b)= ,0.957(。篤2 0.443)=0.77f=Pb ,(a22ab)39EIU 3=_1500 0.443“0.95722 0.957 0.443產(chǎn)9 206 1094 50.468 1081.4、3=0.00017(m)=0.17(mm)合計(jì)

5、撓度約2.91剛度符合要求。二、碰撞軸的強(qiáng)度與剛度計(jì)算(1)、前碰撞軸受力圖如下:圖四前碰撞軸受力圖1、強(qiáng)度校驗(yàn)側(cè)向最大速度v=1/312km/h=1.1m/s故沖擊載荷Rc=mv=549 1.1=3019.5(N)t 0.2 按均布載荷考慮，則11111令I(lǐng)Qq=Rc=30195=43(N/mm)l 70材料45鋼的抗拉強(qiáng)度b=600Mpa,安全系數(shù)取5材料45鋼的許用應(yīng)力為=120(Mpa)n軸的最大彎曲正應(yīng)力發(fā)生于固定端7011213 70M qx(?x 66) qlx qx /0=2985kNmmM _2984 1000” ,_3W (1/32) 3.14 (30)=0.012 (Mp

6、a)v (T 符合要求2、剛度校驗(yàn)材料的彈性模量取E=206(Gpa)材料的慣性矩1=1.3106(m4)軸的最大擾度發(fā)生在另一端=6.4107m=qh4max=-0.09 -q-8EI6EI43 1000 0.075498 206 1061.3 100.0943 1000 0.005396 206 101.3 10符合要求(2)、后碰撞軸受力圖如下圖五后碰撞軸受力圖1、強(qiáng)度校驗(yàn)軸的最大彎曲正應(yīng)力發(fā)生于固定端5210qx(2x101)-qlx22qx3/52=4693kNmm6M _4693 1000-3=0.018 (Mpa)v (T 符合要求2、剛度校驗(yàn)軸的最大擾度發(fā)生在另一端max=(q

7、l136EIql；6EI3(61 1000 0.078(96 206 101.3 10361 1000 0.00496 206 101.3 106)0.014=2.2107m符合要求三、左、右轉(zhuǎn)向節(jié)及剛度計(jì)算1、 左、右轉(zhuǎn)向節(jié)強(qiáng)度計(jì)算左、右轉(zhuǎn)向節(jié)的受力圖如下：圖六左右轉(zhuǎn)向節(jié)受力圖軸的材料選45鋼，調(diào)質(zhì)處理，其抗拉強(qiáng)度cb=630(Mpa),安全系數(shù)取n=5材料45鋼的許用應(yīng)力為c=空=126(Mpa)n 51F= Rb 1635N2最大的彎矩在端部為Mi二FX 0.057=1635X 0.057Vo=93.2(Nm)ak2(l1lkJM1k0.9a2a3L1L2170mmbh34J1J2J31

8、2520.8mmY丄0.00192mm4Y2J1J10.00096mm該處的抗彎模量Wi二d3140.0353=4.2X 10-6(m3)3232該處彎曲應(yīng)力 x=M=93.26=22.19(Mpa) (T W 4.2 1062、左、右轉(zhuǎn)向節(jié)的剛度計(jì)算材料的彈性模量取E=206(Gpa)材料的慣性矩Ii=2.41o6(m4),I2=0.6106(m)軸的最大擾度發(fā)生在軸的自由端fmax= f1+ f1+M l122 E I1F2l233 E I21635 0.039320.43 0.0392963 209 1 092.4 1 062 2091092.4 1060J 8.5 1053 209 1

9、 090.6 1 0616350.01256= 1.0610(m)符合要求四、板簧的剛度校驗(yàn)na1(Yk1Yk1)其中:Jii 1代入可求：鋼板彈簧裝配總成后的剛度56 0.9 2.06 1033a2?丫1丫2a3?丫2丫3五、前后碰撞裝置根據(jù)所查資料的碰撞時(shí)間的計(jì)算方法可知，此碰撞基本假設(shè)為完全非 彈性碰撞。由非球形物體碰撞時(shí)間的計(jì)算公式， 得出求出兩滑塊作非 完全彈性縱向碰撞的時(shí)間為為兩車縱向質(zhì)心的距離U1，U2為兩車車速e為碰撞恢復(fù)系數(shù)在完全非彈性碰撞中，取e=o,通過數(shù)模的實(shí)際尺寸測量24m，te(1 e)UiU2176.89 N/mm而u12U23.3m/S根據(jù)碰撞前后動(dòng)量守恒和沖量

10、定理:碰撞前速度U1，碰撞后速度U2，質(zhì)量為mmu12mu2mu1mu2F tF ks將u13.3m/s，m 399kg，S50mm，t 0.24s將上述取值代入，可得:k空彈簧剛度k的計(jì)算公式64R3nd為簧絲的直徑G為剪切模量R為彈簧直徑N為彈簧有效圈數(shù)將彈簧直徑d = 8mm，有效圈數(shù)n =20,R=15mm ,G=80Gpa帶入公式可得k=75.8Kn/m。kk,故滿足要求。六、滑軸的強(qiáng)度校核滑軸的端部受到壓力的作用，受力圖如下:ts-u1u22.410k 54.8kN/m安全系數(shù)取n=5, (T =71Mpa滑軸端部受到?jīng)_擊載荷的作用，其中取極限值F=Rc=3019.5N受壓面積S(r22) 3.14 (0.0220.012) 9.42 104m2故符合要求。七、電機(jī)的選擇汽車的動(dòng)力性主要取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率越大，動(dòng)力性能越好，最大功率值根據(jù)的要求的最高車速Vamax計(jì)算，如下Pmax1 (magfrCdA3)(ccccVamaxrc ,，va max丿其中：Pmax-最大功率，kwr-傳動(dòng)系效率，對于單級減速器取0.9G-重力加速度，9.8m/s?f-橡膠輪胎與水泥地之間的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，取0.3Cd-空氣阻力系數(shù)，取0.9A-汽車的正面迎風(fēng)面積，1.4（