液壓全掛車的輪軸及懸架設(shè)計范文參考

目 錄摘 要··············································Abstract ··············································0引言···············································1重型掛車的發(fā)展 ·······································汽車列車的一般概念·································掛車的分類和結(jié)構(gòu)特點································按牽引聯(lián)接方式分類································按車架形式分類···································按車軸配置方式分類································按載重量分類·····································重型掛車的分類···································1.3全掛車的總體結(jié)構(gòu)與設(shè)計 ······························全掛車的總體結(jié)構(gòu)特點······························1.3.2 全掛車的總體尺寸及軸載質(zhì)量分配 ····················2液壓全掛車懸掛及車軸設(shè)計方案的建立 ····················2.1掛車的懸架·········································懸架的功用和組成·································掛車的懸架·······································2.2掛車的車軸·········································

124468891011121313131515151720強度計算·········································結(jié)構(gòu)設(shè)計·········································2.3設(shè)計方案的確立 ·····································3輪軸部分的設(shè)計及驗算 ·································軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計·······································軸的強度計算·······································制動計算···········································制動力計算：·······································制動減速度、制動時間、制動距離的計算·················軸套比壓驗算·······································軸承壽命計算：·····································輪軸強度校核·······································受力分析·········································輪軸各截面的校核·································4液壓懸架部分的設(shè)計及驗算 ······························懸掛缸工作壓力計算：································動力機組柴油機及油泵選用計算························選用10HCy14-113高壓柱塞泵························泵壓力儲備驗算···································4.3管路及油缸的驗算 ···································管道壁厚驗算·····································懸掛缸壁厚驗算···································

21232525252627272929303132343838404041414142word文檔 可自由復(fù)制編輯4.3.3缸內(nèi)凸肩處剪切校核································435.結(jié)論···············································44參考文獻··············································45附錄················································47譯文················································48外文原文說明···········································56word文檔 可自由復(fù)制編輯液壓全掛車的輪軸及懸架設(shè)計摘 要全掛車與功率相同的貨車相比， 充分利用了牽引車的后備功率， 不僅能運送外形尺寸大、質(zhì)量大的整機或?qū)I(yè)化設(shè)備，而且具有運輸生產(chǎn)率高、燃料經(jīng)濟性好、運輸成本低等優(yōu)點。與發(fā)達國家相比，我國尚缺乏較高水平和質(zhì)量的重型專用汽車，因此重型專用汽車的開發(fā)具有廣闊的發(fā)展前景。本次論文的設(shè)計內(nèi)容是液壓全掛車的輪軸以及懸架的設(shè)計。此全掛車采用偏置式液壓懸架，該形式用四連桿機構(gòu)作為平衡臂，使軸頭中心線在車輪上下跳動時始終保持水平，即車輪借助懸架與平衡臂的鉸接獲得上下和橫擺的一定自由度，以適應(yīng)地面的不平。經(jīng)過理論計算及驗算，本次設(shè)計的輪軸及懸架完全符合 JT3104-82《貨運掛車系列型譜》和JT3105-82《貨運全掛車通用技術(shù)條件》中所提出的要求。同時在使用過程中，本次設(shè)計的部件也體現(xiàn)出良好的性能。關(guān)鍵詞：全掛車，液壓懸架，輪軸word文檔 可自由復(fù)制編輯DesignoftheAxleandSuspensionofHydraulicFull-TrailerAbstractFull-trailercantakefulladvantageofbackuppoweroftractorratherthantrucks,whentheyhavethesamepower.Andthefull-trailernotonlycantransportspecializedequipmentswhichhavelargedimensionsormass,butalsohasmoreadvantagessuchashightransportproductiveness,goodfueleconomy,andlowtransportcosts.Comparedwithdevelopedcountries,wearestilllackofhigherlevelheavy-dutyvehicles,sothereisabroadprospectofdevelopmentofheavy-dutyvehicles.Inthispaper,theaxleandsuspensionofhydraulicfull-traileraredesigned.Thebiashydraulicsuspensionofthefull-trailerusesfourlinkageasbalancearmstoalwaysmaintainthecenterlineofthegudgeonathorizontalposition.Inotherwords,thewheelswhicharehingedsuspensionandbalancearmscangainup-and-downandhorizontal-swingdegreesoffreedomtoadaptunevensurface.Throughtheoreticalcalculationsandrecalculations,thedesignoftheaxleandsuspensionfullymeetsthedemandsprovidedinJT3104-82“CargoTrailersSeries-Spectrum”andJT3105-82“GeneralCargoTrailersTechnicalConditions”.Itisdemonstratedthattheaxleandsuspensionhavegoodword文檔 可自由復(fù)制編輯functionduringactualuse.Keywords: full-trailer，hydraulicsuspension，axleandwheelword文檔 可自由復(fù)制編輯液壓全掛車的輪軸及懸架設(shè)計畢凌瑋0611032480引言重型車的發(fā)展，在很大程度上取決于重型專用汽車的發(fā)展。 目前我國重型專用汽車生產(chǎn)廠家有 80多個，都沒有形成較大批量生產(chǎn)。我國的專用汽車占全國載貨汽車保有量和年產(chǎn)量的比例不到 15%，而重型專用汽車年產(chǎn)量尚不到專用汽車年產(chǎn)量的 10%。與發(fā)達國家相比較差距很大，關(guān)鍵是目前我國尚缺乏較高水平和質(zhì)量的重型專用汽車。 可見，重型專用汽車的開發(fā)，無論在品種上或批量上都具有廣闊的發(fā)展前景。1重型掛車的發(fā)展隨著汽車運輸?shù)娜找姘l(fā)展，要求提高其運輸效率，降低運輸成本，保證運載安全、可靠、裝卸方便，并能運送外形尺寸大、質(zhì)量大的整機或?qū)I(yè)化設(shè)備。使用貨車單車運輸則有其局限性，因此汽車列車得到了發(fā)展。隨著結(jié)構(gòu)型式、牽引連接裝置的不斷改進和完善， 汽車列車在公路運輸上日益得到了廣泛的應(yīng)用。首先發(fā)展起來的是全掛汽車列車。這是由于與功率相同的貨車相比，全掛汽車列車的運載量成倍提高， 它充分的利用了牽引車的后備功率， 因而具有運輸生產(chǎn)率高、燃料經(jīng)濟性好、運輸成本低等優(yōu)點；全掛車制造維word文檔 可自由復(fù)制編輯修成本低，可直接使用一般貨車牽引，掛脫方便；一些裝在掛車上長期使用不需經(jīng)常拆卸的設(shè)備，如車用發(fā)電機，野戰(zhàn)加油站等，既可方便地轉(zhuǎn)移，又可摘掛后停在一處使用而不占用貨車。全掛牽引車與全掛車組成了全掛汽車列車。全掛牽引車上沒有車箱，可運載貨物等；后部設(shè)有與掛車掛環(huán)掛接的牽引裝置，以及與制動系統(tǒng)、電氣設(shè)備連接的接頭和插座。全掛牽引車上裝有自行制動安全系統(tǒng)，當牽引車與拖掛的掛車偶然膠掛時，能使掛車自行制動。為了提高全掛汽車列車的行駛穩(wěn)定性，牽引車在驅(qū)動或制動時，要求牽引桿上始終只承受拉力，而無側(cè)向力和壓力。為了自救或互救，有些牽引車上還裝有絞盤。但隨著公路及行車安全各項法規(guī)的日益嚴格， 全掛汽車列車總長受到限制，且由于牽引桿的配合間隙和形成的掛車擺振現(xiàn)象，使其行駛的穩(wěn)定性較差，噪聲問題也較嚴重。當前，國內(nèi)外汽車列車正向重載、高速、專用、提高列車操縱穩(wěn)定性和行駛平順性的方向發(fā)展。從列車的機動性，公路的條件和綜合經(jīng)濟效益考慮，總質(zhì)量也不能過高。提高車輛速度能有效地增加其運輸效率，高速公路上的汽車列車速度可達 80~90km/h，但過高的速度也會增大燃料消耗，故一般建議最大行駛速度也不超過 90km/h。同時，專用汽車列車也在不斷發(fā)展。利用專用掛車可以適應(yīng)不同貨物、不同運輸和裝卸條件的需要，提高貨物的完好率，減少損耗和重復(fù)勞動。當然隨著汽車列車向大載荷、高速度方向發(fā)展，對其操縱穩(wěn)定性和行駛平順性的要求也越來越高。各國對掛車的側(cè)滑、側(cè)傾、振動及其預(yù)防措施加強了研究。word文檔 可自由復(fù)制編輯汽車列車的一般概念汽車列車的專業(yè)術(shù)語定義為：“一輛汽車（貨車或牽引車）與一輛或一輛以上掛車的組合?！备鶕?jù)牽引車與掛車（全掛車和半掛車）的不同組合形式，汽車列車可分為：全掛汽車列車：由牽引貨車和一輛或一輛以上全掛車的組合，見圖1.1（a）。半掛汽車列車：由半掛牽引車和一輛或一輛以上半掛車的組合，見圖1.1(b)。雙掛汽車列車：由半掛牽引車和一輛半掛車、一輛全掛車的組合，見圖1.1(c)。全掛式半掛汽車列車：由牽引貨車通過牽引拖臺聯(lián)接一輛半掛車的組合，見圖1.1(d)。(5) 特種汽車列車：由牽引車和特種掛車的組合，見圖 1.1(e)，(f)。汽車列車運輸?shù)膬?yōu)點在于能充分利用牽引車的后備功率， 以增加拖掛質(zhì)量的方式來提高發(fā)動機的功率利用率，從而提高汽車的運輸效率。但是，汽車列車隨著拖掛質(zhì)量增大， 車節(jié)加長，行駛阻力也增大，當其它條件與單車相同時，汽車列車的后備牽引力和后備功率減小， 動力性能降低，其原因在于汽車列車的最高車速降低， 加速時間長和低檔使用次數(shù)增加。word文檔 可自由復(fù)制編輯(a)全掛汽車列車； (b)半掛汽車列車； (c)雙掛汽車列車； (d)全掛式半掛列車； (e)(f) 特種汽車列車1-貨車；2-全掛車；3-牽引鉤-掛環(huán)；4-牽引車；5-牽引座-牽引銷；6-半掛車；7-牽引拖臺；8-可伸縮牽引桿； 9-特種掛車圖1.1汽車列車的不同組合形式因此，汽車列車的合理拖掛不僅影響到汽車列車的動力性，還影響汽車列車運輸生產(chǎn)率和成本、平均車速和燃油消耗率。汽車拖帶掛車后，發(fā)動機的負荷率增加，使燃油消耗率下降，掛車結(jié)構(gòu)簡單，重量利用系數(shù)大，使百噸公里油耗下降。過去，民用貨車拖掛率僅為15%，公路部門營運貨車拖掛率不到60%，遠達不到一車一掛，更談不上像國外一車多掛。國外在運輸?shù)母髯鳂I(yè)領(lǐng)域使用的專用汽車明顯以重型居多。 這是因為word文檔 可自由復(fù)制編輯重型車經(jīng)濟效益好、功率大有利于綜合利用。重型化趨勢直接依賴于國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，基礎(chǔ)工業(yè)建設(shè)的需要。油田開發(fā)建設(shè)、礦山開發(fā)建設(shè)、電站和水利建設(shè)等都需新增重型專用汽車； 交通運輸建設(shè)發(fā)展，如高速公路建設(shè)和投入使用，都需要重型半掛、集裝箱運輸專用車的發(fā)展。目前世界上有20多個國家生產(chǎn)總重 15t以上的重型汽車，年產(chǎn)達 60多萬輛，其中重型專用汽車占重型汽車產(chǎn)量的 70%以上。隨著公路等級提高，高速公路的不斷增加，公路干線客貨運輸車輛正向大型化發(fā)展，城市運輸向輕型化發(fā)展，中型貨車的比重逐年下降。而大型車發(fā)展受到車輛總質(zhì)量及軸荷質(zhì)量的法規(guī)限制，所以增加軸荷質(zhì)量的合理途徑是發(fā)展汽車列車，發(fā)展汽車列車是運輸車輛大型化的重要標志。掛車的分類和結(jié)構(gòu)特點掛車是汽車列車組合中的載貨部分，除通用的掛車外，還可按運載貨物的不同而制作各種專用掛車。掛車可以按以下幾種方式分類：按牽引聯(lián)接方式分類(1) 全掛車如圖1.2(a)所示，用掛環(huán)2與牽引車的牽引鉤聯(lián)接，牽引架 3兼有牽引和轉(zhuǎn)向功能，掛車的載荷全部由自身承受。半掛車如圖1.2(b)所示，由牽引銷1與牽引車的牽引座聯(lián)接，掛車的部分載荷通過牽引座由牽引車承受。摘掛時用支承裝置 6維持半掛車的平衡。(3) 特種掛車word文檔 可自由復(fù)制編輯如圖1.2(c)所示，有兩種聯(lián)接方式，一種為全掛聯(lián)接的牽引鉤－掛環(huán)式（見圖 1.1(e)），其牽引桿是可伸縮的，以適應(yīng)不同長度貨物的裝載需要；另一種為非直接聯(lián)接式，掛車車臺通過貨物與牽引車聯(lián)接實現(xiàn)牽引 （見圖1.1(f)）。(a)全掛車；(b)半掛車；(c)特種掛車1-牽引銷；2-掛環(huán)；3-牽引架；4-可伸縮牽引桿； 5-車臺；6-支承裝置1.2按牽引聯(lián)接方式分類的掛車按車架形式分類平板式如圖1.3(a)所示，整個貨臺是平直的，且在車輪之上。牽引車和半掛車的搭接部分的上部空間得到了充分利用，因而具有較大的貨臺面積。word文檔 可自由復(fù)制編輯(2) 階梯式如圖1.3(b)所示，亦稱鵝頸式。半掛車車架呈階梯形，貨臺平面在鵝頸之后，從而使貨臺主平面降低，便于貨物的裝卸和運輸。凹梁式如圖1.3(c)所示，其貨臺平面呈凹形，具有最低的承載平面，一般適于運輸大型或超高的設(shè)備。平板式；(b)階梯式；(c)(d)凹梁式1.3按車架形式分類的掛車按車軸配置方式分類車軸配置直接影響到掛車的裝載質(zhì)量。一般裝載質(zhì)量增加，車軸數(shù)相應(yīng)增加。半掛車分為1軸、2軸、3軸、4軸等型式?？紤]到半掛車的行駛阻力、轉(zhuǎn)向時輪胎的磨損、橫向穩(wěn)定性等因素，其轉(zhuǎn)向輪的配置又有所不同。全掛車，一般前軸為1軸（也有2軸的），后軸為1軸或2軸型。特種掛車分為1軸、2軸和3軸型式，3軸型式中，有1～2軸為轉(zhuǎn)向軸。雙掛車有半掛車 1軸、全掛車2軸配置的，也有半掛車2軸、全掛車word文檔 可自由復(fù)制編輯4軸配置的。重型掛車可以通過單體掛車拼接組合為多軸掛車。 [1]按載重量分類掛車還可按裝載質(zhì)量分為：一般公路用輕型、中型和重型掛車（裝載質(zhì)量15t以上）。各國對公路用汽車列車總質(zhì)量規(guī)定的上限為32～62t，但隨著工業(yè)設(shè)備的大型化，其外形尺寸、單件質(zhì)量遠超過上述范圍，因此適應(yīng)大件貨物運輸?shù)闹匦推嚵熊嚭椭匦蛼燔嚨玫搅税l(fā)展， 其裝載質(zhì)量可達100～450t，并廣泛采用了液壓懸架、全輪液壓轉(zhuǎn)向等先進結(jié)構(gòu)。小噸位全掛車小噸位全掛車結(jié)構(gòu)較為簡單，由牽引架、車架、轉(zhuǎn)向、制動、懸架、車軸及車輪等組成。車架的縱、橫梁為槽形截面，用鋼板壓制而成，橫梁有聯(lián)接梁和分布橫梁之分。前者在二縱梁之間將車架聯(lián)為一個整體， 后者則擱置在縱梁上，用以鋪設(shè)車箱底板。車架兩側(cè)伸出的側(cè)懸梁焊接或鉚接在縱梁上，用來固定各種部件。在總長超過 4m的全掛車車架上，已開始將縱、橫梁制成箱形截面構(gòu)件，這樣可使其抗扭強度大幅度提高， 且可采用異型鋼管，利于制造。大噸位全掛車典型大噸位全掛車的牽引架與牽引車尾部的牽引聯(lián)接裝置相連以牽引掛車運動；牽引車轉(zhuǎn)向時，通過牽引架、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，帶動前排軸實現(xiàn)軸轉(zhuǎn)向。制動系統(tǒng)與牽引車制動系統(tǒng)相連， 當牽引車制動時，掛車能同步制動；掛車在斜坡上時可用駐車制動器實現(xiàn)斜坡駐車。 車架上的載荷通過前后懸架分配到前后車輪上。word文檔 可自由復(fù)制編輯在大噸位全掛車上已廣泛采用液壓技術(shù)，如液壓懸架、液壓轉(zhuǎn)向等，形成液壓全掛車。動力機組一般置于牽引車上，也可置于全掛車車架前端梁上，它由油箱、高壓油泵和發(fā)動機(柴油機或汽油機)等組成，通過高壓油罐與操縱箱接通。由于采用了液壓懸架，使貨臺能前后或左右傾斜，便于裝卸貨物；且同側(cè)油缸是互通的，當車輛在高低不平的道路上行駛時，可以保證同側(cè)的各軸輪胎同時和地面保持接觸。液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)則可使列車實現(xiàn)全輪轉(zhuǎn)向，或在倒車和通過狹窄路段時的控制轉(zhuǎn)向。這些先進液壓技術(shù)的采用提高了全掛車的牽引動力性能和機動性。重型掛車的分類(1) 重型掛車的拼接組合重型掛車具有多個輪軸在運送超重型貨物時， 整車質(zhì)量分配每一軸的負荷不應(yīng)超過公路、橋梁等的允許載荷。如制成多軸重型掛車，采用單體掛車（模塊單元車）拼接組合方式更為經(jīng)濟、合理。模塊單元車是組合拼接的基礎(chǔ)車，按不同的軸荷、軸距、車寬形成幾種系列，以便根據(jù)各種需要組合成不同的全掛車。單元車軸數(shù)分為 3、4、5、6軸。對于一條軸線只有一根輪軸的單元車稱為半模塊單元車。組合式或單元車全掛車用乘號相聯(lián)的兩個數(shù)字 a b來表示，a為軸線數(shù)，b為軸線的列數(shù)，也即每一軸線的輪軸數(shù)。組合全掛車由模塊單元車拼接組合而成的全掛車。 各模塊單元車既可縱向拼接，也可橫向拼接。重型掛車的承載方式重型掛車按承載方式分類，見表1.1。word文檔 可自由復(fù)制編輯重型半掛車重重型平板掛車型重型掛全掛 重型長貨掛車車車重型橋式掛車

表1.1重型掛車的分類及說明配置多軸或半掛式臺車，以運送重載貨物以車架上的大型平板承載，主要運送質(zhì)量較集中的大件貨物。其行駛機動性較好，應(yīng)用最廣泛由前后兩個帶轉(zhuǎn)盤的掛車組成，被運送的長件貨物將二者連接起來。長件貨物行駛中受力應(yīng)有足夠的強度和剛度，它與掛車間有相對轉(zhuǎn)動和擺動。列車速度低，機動性較差由前后兩個帶轉(zhuǎn)盤舉升臺的掛車和其上架著的承載橋組成。承載橋中段放置超重貨物，如超過 400t的發(fā)電機組等1.3 全掛車的總體結(jié)構(gòu)與設(shè)計1.3.1 全掛車的總體結(jié)構(gòu)特點全掛車和半掛車的最大不同是汽車列車在運輸作業(yè)時， 掛車的全部載荷由掛車承受，牽引車只起牽引的作用。因此，全掛車的前支承為輪軸結(jié)構(gòu)，且通常前軸設(shè)有轉(zhuǎn)向裝置，以減少輪胎的側(cè)滑、磨損和汽車列車的轉(zhuǎn)向阻力。全掛車的總體尺寸及軸載質(zhì)量分配全掛車的總體尺寸應(yīng)符合 JT3104-82《貨運掛車系列型譜》和JT3105-82《貨運全掛車通用技術(shù)條件》中所提出的要求。此外，在進行總布置時，還應(yīng)考慮以下參數(shù)的確定。（1）總體尺寸word文檔 可自由復(fù)制編輯圖1.4全掛車總體尺寸普通全掛車總體尺寸如圖 1.4所示。對于裝載質(zhì)量為 8t或8t以下的全掛車，其車架兩縱梁寬度B 1100mm；前、后輪距系列尺寸B1B2或1800mm；鋼板彈簧中心距Bmm。車箱寬度Ba有：1740f1046或1106BaB32a(1.1)B3——雙輪輪胎的外邊緣寬度（ mm）；a——車箱寬度縮小值，可取 8～15mm；滿載時輪胎和車架底面之間的距離 h1 30mm；滿載時輪胎的凈跳動距h2 130mm（9.00-20輪胎）或h2 120mm（7.50-20輪胎）。對于欄板的中心立柱，當車廂總長La 4000mm時可不設(shè)置，當La 4000mm時應(yīng)設(shè)置。(2) 前軸質(zhì)量前軸質(zhì)量m1可依據(jù)前軸質(zhì)量分配系數(shù)來確定，即：m1 mb (1.2)mb——全掛車總質(zhì)量（ kg）；word文檔 可自由復(fù)制編輯——前軸質(zhì)量分配系數(shù)，可?。?La2Lk)0.45~0.472LLa、LK、L如圖1.2所示。2液壓全掛車懸掛及車軸設(shè)計方案的建立掛車的懸架掛車懸架是將掛車車架與車軸（或車輪）相連的全套裝置的總稱。其主要功用是傳遞作用在車輪和車架之間的各種載荷 （承受各方向的力及力矩），并減少或消除由不平路面通過車軸傳給車架的沖擊和振動，以改善掛車行駛的平順性。[2]2.1.1 懸架的功用和組成懸架是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間的一切傳力連接裝置的總稱。它的功用是把路面作用于車輪上的垂直反力（支承力）、縱向反力（牽引力和制動力）和側(cè)向反力以及這些反力所造成的力矩都要傳遞到車架（或承載式車身）上，以保證汽車的正常行駛?，F(xiàn)代汽車的懸架盡管有不同的結(jié)構(gòu)形式，但是一般都由彈性元件、減振器和導向機構(gòu)三部分組成。由于汽車行駛的路面不可能絕對平坦，路面作用于車輪上的垂直反力往往是沖擊性的，特別是在壞路面上高速行駛時，這種沖擊力將達到很大的數(shù)值。沖擊力傳到車架和車身時，可能引起汽車機件的早期損壞，傳給乘員和貨物時，將使乘員感到極不舒適，貨物也可能受到損傷。為了緩和沖擊，在汽車行駛系統(tǒng)中，除了采用彈性的充氣輪胎之外，在懸架中還必須裝有彈性元件，使車架（或車身）與車橋（或word文檔 可自由復(fù)制編輯車輪）之間作彈性聯(lián)系。但彈性系統(tǒng)在受到?jīng)_擊后，將產(chǎn)生振動。持續(xù)的振動易使乘員感到不舒適和疲勞。故懸架還應(yīng)當具有減振作用，使振動迅速衰減（振幅迅速減?。?。為此，在許多結(jié)構(gòu)形式的汽車懸架中都設(shè)有專門的減振器。車輪相對于車架和車身跳動時，車輪（特別是轉(zhuǎn)向輪）的運動軌跡應(yīng)符合一定的要求，否則對汽車某些行駛性能（特別是操縱穩(wěn)定性）有不利的影響。因此，懸架中某些傳力構(gòu)件同時還承擔著使車輪按一定軌跡相對于車架和車身跳動的任務(wù)，因而這些傳力構(gòu)件還起導向作用，故稱導向機構(gòu)。由此可見，上述這三個組成部分分別起緩沖、減振和導向的作用，然而三者共同的任務(wù)則是傳力。對懸架提出的設(shè)計要求有：保證汽車有良好的行駛平順性。具有合適的衰減振動的能力。保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性。汽車制動或加速時，要保證汽車穩(wěn)定，減少車身縱傾，轉(zhuǎn)彎時車身側(cè)傾角要合適。有良好的隔音能力。結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間尺寸要小。(7) 可靠的傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足零部件 質(zhì)量要小的同時，還要保證有足夠的強度和壽命。為了滿足汽車具有良好的行駛平順性，要求由簧上質(zhì)量與彈性元件組word文檔 可自由復(fù)制編輯成的振動系統(tǒng)的固有頻率應(yīng)在合適的頻段，并盡可能低。前、后懸架固有頻率的匹配應(yīng)合理。汽車在不平路面上行駛時，由于懸架的彈性作用，使汽車產(chǎn)生垂直振動。為了迅速衰減這種振動和抑制車身、車輪的共振，減小車輪的振幅，懸架應(yīng)裝有減振器，并使之具有合理的阻尼。利用減振器的阻尼作用，使汽車振動的振幅連續(xù)減小，直至振動停止。要正確的選擇懸架方案和參數(shù)，在車輪上、下跳動時，使主銷定位角變化不大、車輪運動與導向機構(gòu)運動要協(xié)調(diào)，避免前輪擺振；汽車轉(zhuǎn)向時，應(yīng)使之稍有不足轉(zhuǎn)向特性。懸架系統(tǒng)的頻率與汽車的平順性（也稱舒適性）有直接關(guān)系。 (2.1)n——懸架的頻率；M——簧載質(zhì)量；K——懸架剛度；懸架頻率n 隨簧載質(zhì)量的變化而變化，人體最舒適的頻率范圍為1～1.6Hz，如果要將汽車行駛過程中的頻率保持在 1～1.6Hz內(nèi)，最好采用變剛度懸架。掛車的懸架掛車懸架和牽引車懸架在結(jié)構(gòu)上相同，如一般采用鋼板彈簧作為彈性元件；也有采用油氣懸架結(jié)構(gòu)等。但在一些較大裝載質(zhì)量的掛車上， 因其具有多軸承載，為保證各軸車輪與地面均有良好的接觸及使懸架系統(tǒng)的載word文檔 可自由復(fù)制編輯荷均勻，采用了平衡懸架；在液壓全掛車上采用了液壓懸架等。鋼板彈簧平衡懸架鋼板彈簧平衡懸架系列，通過采用不同軸數(shù)的懸架匹配，可以滿足裝載質(zhì)量10～45t掛車彈性懸架的要求。按鋼板彈簧相對車軸的位置，有上置式和下置式之分，后者可降低掛車貨臺的高度。平衡懸架的特點是在前后兩組鋼板彈簧間裝有平衡臂，并用支架懸吊在車架上，這樣在不平路面上，靠平衡臂的杠桿作用使前后車軸的位置與路面高低相適應(yīng)，使各軸的輪荷保持均衡。車軸的牽引由拉力桿承受，并可利用拉力桿長度的調(diào)整，將車軸中心線調(diào)到與車架縱向?qū)ΨQ線垂直的理想位置，從而減少車輪側(cè)滑引起的磨損。該懸架裝置的鋼板彈簧有多片等截面的，也有單片或三片變截面的。變截面拋物線型鋼板彈簧與等截面多片鋼板彈簧相比，在承載能力相同的情況下，自身質(zhì)量小，但制造工藝較復(fù)雜。擺臂式平衡懸架的兩軸用一副鋼板彈簧，由吊耳和擺臂連接起來。鋼板彈簧的前吊耳，擺臂中部的轉(zhuǎn)軸與支架相連，前輪軸安裝在鋼板彈簧中部，后輪軸安裝在擺臂后端。采用這種結(jié)構(gòu)時，若彈簧剛度不變，懸架剛度可改變；另外，當擺臂前后段杠桿比改變時，還可調(diào)整兩軸負荷的比例。若在擺臂式平衡懸架上安裝舉升機構(gòu)，則可在掛車載荷較小時將后輪提起離地，減少轉(zhuǎn)向阻力和車輪的磨損。word文檔 可自由復(fù)制編輯圖2.1擺臂式平衡懸架剛性平衡梁懸架剛性平衡梁懸架用于低速的重型掛車上，與其它懸架不同之處是取消了彈性元件，由左右兩個箱形結(jié)構(gòu)的平衡梁與前后車軸連成框架結(jié)構(gòu)。在左右梁間的中央樞軸上有樞軸托架與掛車車架相連。平衡梁與車軸的接合部襯有橡膠襯墊或孔型橡膠部件，用以吸收行駛中產(chǎn)生的較小振動和位移。路面的縱向不平度則由平衡梁的俯仰自由度來適應(yīng)，從而保持前后軸負荷的相對平衡。若將左右平衡梁合成一體，并將平衡梁和車輪軸設(shè)計成樞軸連接，則成為即可縱向擺動又可側(cè)向擺動的雙擺動短軸式剛性平衡梁懸架。(3) 液壓懸架液壓懸架是利用液壓缸來實現(xiàn)傳力和減振功能。在液壓全掛車上，它還與掛車的轉(zhuǎn)向橫拉桿連接，起到轉(zhuǎn)向作用。偏置式液壓懸架的液壓缸置于輪軸的前方或后方。懸架軸用螺栓和螺釘固定在車架支承梁上，并用定位銷定位，懸掛架用兩個球軸承及平面word文檔 可自由復(fù)制編輯軸承安裝在懸掛軸上。懸掛架下方與平衡臂鉸接，二者之間安裝著液壓缸。一組兩對車輪的軸套裝在平衡臂的軸頭處。 車輪借助懸掛架與平衡臂的鉸接和軸頭獲得上下和橫擺的一定自由度，以適應(yīng)地面的不平。單平衡臂式懸架軸頭的中心線僅在掛車貨臺處于中間高度時與貨臺平行，在其它位置時該中心線不是水平的。 此時，一組兩對車輪的輪軸將繞傾斜的軸頭擺動，造成輪胎的折皺變形，加劇了在不平路面上的磨損。若采用雙平衡臂液壓懸架，則避免了上述問題。該懸架用平行四連桿機構(gòu)作平衡臂，使軸頭中心線在車輪上下跳動時始終保持水平。掛車的車軸軸是組成機械的一個重要零件。它支承著其他轉(zhuǎn)動件回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩，同時它又通過軸承與機架相連。軸的設(shè)計需考慮多方面因素和要求，其中主要問題是軸的選材、結(jié)構(gòu)強度和剛度，對于高速軸還應(yīng)考慮振動穩(wěn)定性問題。軸的載荷有多種多樣，但主要受力方式有扭轉(zhuǎn)、彎曲或彎扭聯(lián)合作用；其載荷常為交變力。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)當進行疲勞強度設(shè)計和剛度設(shè)計。軸的疲勞強度設(shè)計的關(guān)鍵在于應(yīng)力集中。 [3]掛車的車軸是非驅(qū)動軸，可看作是剛性橫梁，支點位于輪胎中心，載荷作用于鋼板彈簧座上，如圖2.2所示。最大應(yīng)力通常發(fā)生在懸架的彈簧座附近。word文檔 可自由復(fù)制編輯圖2.2掛車車軸的受載掛車輪軸的質(zhì)量屬于非懸掛質(zhì)量， 對車輛行駛的平順性不利。所以在設(shè)計車軸時，應(yīng)盡量減少結(jié)構(gòu)質(zhì)量，并與合適的懸架匹配。強度計算掛車車軸的計算可按以下幾種工況考慮：(1) 緊急制動①由垂直載荷所引起的鋼板彈簧座之間的彎矩MV和應(yīng)力V為：MV(mG2GW)Bs(2.2)22VMV(2.3)WVG2——輪軸上的載荷；m——質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，可取 m 1.2；GW——車輪自重力；B——輪距；word文檔 可自由復(fù)制編輯s——板簧座的距離；WV——危斷面垂直方向的抗彎截面模量；②由最大地面制力在水平面內(nèi)生的彎矩 Mh和力 h：MhmG2Bs????????????????????(2.4)4hMh???????????????????????(2.5)Wh——地面附著系數(shù)，取 0.7~0.8；Wh——危斷面水平方向的抗彎截面模量；③由最大制力所生的反作用力矩Tr和力r：Tr1(2.6)mG2rd?????????????????????2rTr????????????????????????(2.7)Wrrd——力半徑；Wr——危斷面的抗扭截面模量；(2) 通不平路面汽列通不平路面，掛會受到最大垂直荷作用，危斷面仍然在板簧座附近，其彎矩 Ms和力 s：MskG2Bs?????????????????????(2.8)4sMs????????????????????????(2.9)WVk——荷系數(shù)，取 k 2~2.5。的 用彎曲 力 300~500N/mm2， 用扭 力150~400N/mm2。取小，板沖接取大。word文檔 可自由復(fù)制編輯2.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計車軸由軸管和軸頭兩部分組成，軸管與懸架連接，軸頭上安裝車輪總成。軸管有無縫鋼管、鑄造軸管及鋼板沖壓成槽形后焊接成矩形管等形式。圖2.3表示了兩種典型車軸總成的結(jié)構(gòu)，一種是圓管軸，另一種是方管軸，兩種軸管的斷面形狀功能及尺寸見圖 2.4。重型掛車大多采用矩形斷面軸管。無縫鋼管式掛車車軸結(jié)構(gòu)簡圖；(b)鋼板沖壓焊接式掛車車軸結(jié)構(gòu)簡圖2.3車軸總成word文檔 可自由復(fù)制編輯圖2.4軸管的斷面結(jié)構(gòu)軸管和軸頭的連接形式如圖 2.5所示。對于小噸位級的車軸可以采用整體式結(jié)構(gòu)，即圖 2.5(a)所示；其余的為分段式車軸，其軸管和軸頭的連接采用鑲焊或?qū)阜绞?，見圖 2.5(b)；圖2.5(c)(d)用法蘭盤和螺栓與車軸連接的方式已被淘汰。圖2.5軸管與軸頭的連接形式掛車車軸的基本結(jié)構(gòu)應(yīng)相同，以系列化來滿足不同軸載質(zhì)量的要求。word文檔 可自由復(fù)制編輯設(shè)計方案的確立基于上述分析，液壓懸架能使貨臺前后或左右傾斜，便于裝卸貨物；且同側(cè)油缸是互通的，當車輛在高低不平的道路上行駛時， 可以保證同側(cè)的各軸輪胎同時和地面保持接觸。這些先進液壓技術(shù)能夠提高全掛車的牽引動力性能和機動性。本論文采用偏置式液壓懸掛，該形式用四連桿機構(gòu)作為平衡臂， 使軸頭中心線在車輪上下跳動時始終保持水平。3輪軸部分的設(shè)計及驗算軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，為軸設(shè)計的重要步驟。它與軸上安裝的零件類型、尺寸及其位置、 零件的固定方式，載荷的性質(zhì)、方向、大小及分布情況，軸承的類型與尺寸，軸的毛坯、制造和裝配工藝、安裝及運輸，對軸的變形等因素有關(guān)。以下是一般軸設(shè)計原則：①節(jié)約材料，減輕重量，盡量采用等強度外形尺寸或大的截面系數(shù)的截面形狀；②易于軸上零件的精確定位、穩(wěn)固、裝配、拆卸和調(diào)整；③采用各種減少應(yīng)力集中和提高強度的結(jié)構(gòu)措施；④便于加工制造和保證精度。word文檔 可自由復(fù)制編輯G200T軸的強度計算軸的強度計算一般可分為三種：按扭轉(zhuǎn)強度或剛度計算；按彎扭合成強度計算；精確強度校核計算。本論文按扭轉(zhuǎn)強度或剛度計算，此法用于計算傳遞扭矩，不受彎矩或僅受較小彎矩的軸。但當軸的長度及跨度未定支點反力及彎矩無法求得時，此時，應(yīng)降低許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的方法考慮，可按此法進行初步計算，確定軸徑。一般情況下，按扭轉(zhuǎn)強度計算出所需軸端直徑；當對軸的扭轉(zhuǎn)變形限制較嚴時，亦可按扭轉(zhuǎn)剛度計算確定軸端直徑。按彎扭合成強度計算當軸的支承位置和軸所受載荷大小、方向、作用點及載荷種類均已確定，支點反力及彎矩可以求得時，可按彎曲及扭轉(zhuǎn)合成強度進行軸的強度計算。作用在軸上的載荷，一般按集中載荷考慮。這些載荷主要是齒輪或渦輪的嚙合力，或為帶傳動及鏈傳動中帶、鏈的拉力，其作用點通常取為零件輪緣寬度中點。軸上轉(zhuǎn)矩則從輪轂寬度中點算起。如果作用在軸上的各載荷，不在同一平面內(nèi)時，可將其分解到兩個互相垂直的平面內(nèi)，然后分別求出每個平面內(nèi)的彎矩，再按矢量法求得合成彎矩，以此彎矩來確定軸徑。當軸上的軸向力較大時，還應(yīng)計算由此引起的正應(yīng)力。綜合以上因素，本文參照原有樣圖，全掛車原始數(shù)據(jù)如下：載重量自重 G1 40Tword文檔 可自由復(fù)制編輯計算重量Gc20040T240軸負荷Gz13.313TTK1,K2133001.21.422344kg局部過載系數(shù)K11.2動載系數(shù)K21.4滾動阻力系數(shù)f0.02附著系數(shù)0.65~0.7設(shè)計的輪軸材料采用 40Cr，調(diào)質(zhì)，胚料直徑約 1203.3 制動計算制動缸（JN-150黃河齒輪）：直徑Dg 10cmS 78.54cm2 7.854 103m2，所以選取行程 L 8cm剎車凸輪漸開線基圓半徑： d 2cm 0.02m剎車臂長：摩擦片寬：

l 16.4cm 0.164mB 14cm單蹄接觸包角： 98輪胎8.25-15（層板特制）：自由半徑 ro 41.9cm；滿載時工作半徑 rK 38.6cm（100T實測數(shù)據(jù)）剎車鼓：D 30.4cm；R 15.2cm 0.152m；摩擦系數(shù) 0.33.4 制動力計算：取制動時空氣壓力 p 6 105Pa，則每一制動缸所產(chǎn)生力矩：Md 6105Pa 7.854 103 0.164 770.9Nm此力矩通過漸開線凸輪作用在剎車蹄片之 H平面上，p1 p2與漸開線基圓相切且垂直于 H平面：word文檔 可自由復(fù)制編輯Md(p1p2)d22Md2770.9p1p277.99Nd0.02剎車蹄片分別繞O1,O2支點回轉(zhuǎn)，令剎車鼓對于摩擦片徑向力的合力分別為Q1,Q2：對O1點：Lo10Q12p1對O2點：Lo20Q22p2圖3.1制動鼓作用在雙胎上的制動力矩：word文檔 可自由復(fù)制編輯MT1RT2RR(T1T2)R(2p12p2)2R(p1p2)20.30.152770907030.3Nm取：M7030Nm由制動力矩M造成的車輪對路面的制動力F：M703018212NF0.386rK全車制動力：FBF18212N36655647.7N66.9ton而作用在車輪上有效制動力受到輪胎與地面附著力限制允許最大制動：[p] GC 240 0.65 156Ton滿足：F [p]，故通過。3.5 制動減速度、制動時間、制動距離的計算當p 6Pa時：FF655647.7NmGe240000kgaF6556472.7m/s2m240000Vo13.21初始速度：Vo13.2km/h時，制動時間：T13.60.329sa2.7Vo25km/h時，T2Vo250.278a0.51s2.7Voj10km/h（允許8km/h以便與150T比較），T3100.2782.71.02s軸套比壓驗算(QGY/07B-0000中49#)銅套內(nèi)徑：d100mm10cmword文檔 可自由復(fù)制編輯長度：l882176mm17.6cm投影面積：S17.610176cm2載荷：PTK1K2GzK1K2133001.21.422344kg比壓：pP22344126.95127kg/cm2S176已知：ZQSn663的[p]80kg/cm2，ZQSn101的[p]150kg/cm2，必須滿足：p[p]，所以選用ZQSn101。軸承壽命計算：選用單列圓錐滾子軸承軸承I號7517（見圖紙QGY/07B-0000中20#）軸承II號7815（見圖紙QGY/07B-0000中9#）由于車輛車速低，可用以下公式求轉(zhuǎn)速 n：V8km/h80000.386m133.3m/min，rK38.6cm60v133.3133.3pmn6.280.386109.8110r2rk1.213在軸承計算中動負荷 K2=1.4不計：Fr1Fr2Gz1.2/415960/43990kg由7815查證：額定動負荷CI13850kg，eI0.4，軸向系數(shù)yI1.5由7517查證：CII13400kg,eII0.4,yII1.5由徑向負荷產(chǎn)生的軸向分力：SISIIFr39902y1330kg21.5每一軸承受的軸向負荷：FaI SII Fa 1330 0 1330kgword文檔 可自由復(fù)制編輯FaIFaII1330e0.4FrIFrII0.33990當量動負荷：PIFr13990kg，PIFr23990kg由n110查證可知：fn0.672載荷情況： fF 1.4工件溫度低于100C時：fT 1CIfn138500.672壽命系數(shù)：fhIfF39901.67PI1.4134000.6721.61fhII1.43990由壽命計算公式可知：軸承I壽命：LhI2300小時軸承II壽命：LhII2080小時由驗算知兩軸承壽命近乎相同，符合要求。可行駛里程：S 8 2080 16640km輪軸強度校核輪軸采用40Cr，調(diào)質(zhì)，胚料直徑約120，詳見圖3.2。取S5000kg/cm2[]50002900kg/cm21.7word文檔 可自由復(fù)制編輯圖3.2軸受力分析由于掛車車速很低，因此轉(zhuǎn)彎或緊急制動時側(cè)向力較小， 不計輪軸主要承受垂直方向力，即TK1,K2，F(xiàn)r223445586kg4由于車輛緊急制動，輪軸還受到水平方向的制動力：FB1F18212FB29106N929kg22制動力矩：M 7030Nm 717kgm 71700kgcm此軸的剪力圖、彎矩圖、扭矩圖如圖 3.3所示。word文檔 可自由復(fù)制編輯圖3.3軸的剪力圖、彎矩圖、扭矩圖word文檔 可自由復(fù)制編輯輪軸各截面的校核(1) 對于C-D截面的校核：CDM9117091170911701484.5kg/cm2W0.1d30.18.530.1614.13滿足：CD[]剪應(yīng)力校核:CDQ111721117211172196.9kg/cm2S0.78548.520.785472.2556.75滿足：CD[]1720kg/cm2對于e-f截面的校核：該截面受彎扭聯(lián)合作用，采用第三強度理論：Mr3Me2fMk22927642717002301420kgcmr3Mr33014203014203014201834.6kg/cm2W0.1d30.111.83164.3對于e-f方截面的校核：MefMef292764967.5kg/cm2u1302.6Wy12.236再計算方截面上的剪應(yīng)力h12.21m12.2b0.208WKb30.20812.23377.7cm3由于本零件純扭轉(zhuǎn)，故為約束扭矩，在橫截面上將有正應(yīng)力產(chǎn)生， 但比正應(yīng)力較小，故不計，本計算書中均按純扭轉(zhuǎn)計算。word文檔 可自由復(fù)制編輯MK71700189.82KWK377.7190kg/cm242967.52419021039kg/cm2r3uK滿足：r3[](3) a-b截面的校核①組合圖形對于中心主軸之中心慣性主矩計算將原 a-b截面分成以下兩面積，如圖 3.4所示。(i)圖形I，II對于形心軸之JyIo,JyIIo,JyIIIo的計算：I:JyIo18.616318.611.832453cm41212II:JyIIo12.220312.21633970.4cm41212III:JyIIIo12.20.931.0170.7290.7414cm412word文檔 可自由復(fù)制編輯3.4a-b截面校核求組合圖形之形心位置圖3.4中，以對稱軸作為 z軸，以圖形I，II之形心軸作為 y軸，建立y-z坐標系。組合圖形形心C必在對稱軸z上， y 0只須求形心C在z軸上的坐標z：SyI0}(對于形心軸之靜間距恒為零)SyII0zIII100.4510.45SyIIIFIIIzIII12.20.910.45114.7cm3FI18.62.1278.12cm2FII12.22248.8cm2FIII12.20.910.98cm2組合圖形C坐標：word文檔 可自由復(fù)制編輯FiziSyISyIISyIII00114.7114.7zFIFIIFIII78.1248.810.980.83cm8.3mmFi137.9過組合圖形形心C作y0軸與y軸平行，則y0軸即為中心主軸，Jy0即為中心慣性主矩。分別計算圖形I，II，III對于中心主軸之中心慣性主矩：I：Jy0IJyIoaI2FI24530.83278.122506.8cm4II：JyoIIJyIIoaII2FII3970.40.83248.84004cm4III：JyoIIIJyIIIoaIII2FIII0.74149.62210.980.741410161016.9cm437527.7cm4JyoJyoi2506.840041016.91a-b截面彎曲應(yīng)力計算：uMabZmax50454910.83725.8kg/cm2Jyo7527.7③剪切應(yīng)力計算：h18.68.864I：mb2.11(m0.63)2.743JK1b42.742.142.7419.4553.29cm4WK1b32.742.132.749.2625.38cm3h12.26.14II：mb21(m0.63)1(6.10.63)1.8233JKIIb41.82241.821629.12cm4word文檔 可自由復(fù)制編輯WKIIb31.822314.56cm3mh12.21013.56III：b0.91m13.564.5233JKIIIb44.520.944.520.65612.97cm4WKIIIb34.520.934.520.7293.3cm3JK2JKI2JKIIJKIII53.29229.1222.97167.79cm4面積I上剪應(yīng)力：max1MK(JK1)7170053.29427.322.1897kg/cm2JKWK1167.7925.38面積II上剪應(yīng)力：max2 427.32 2 854.64kg/cm2面積III上剪應(yīng)力：max3 427.32 0.879 375.6kg/cm2整個a-b截面上的最大剪應(yīng)力即為截面 I上的最大剪應(yīng)力：max max1 897kg/cm2④強度校核：242725.82489721935.3kg/cm2r3umax滿足：r3[]2900kg/cm2，所以a-b截面通過。4液壓懸架部分的設(shè)計及驗算4.1 懸掛缸工作壓力計算：已知條件： 自重：G1 40Ton；載重：G 200Tonword文檔 可自由復(fù)制編輯計算重量：GC G1 G 240Ton軸負荷：Gz 13.3Ton(不考慮偏載及動載)偏載系數(shù)：動載系數(shù)：

K1 1.2K2 1.4幾何尺寸詳見下圖 4.1圖4.1懸掛缸幾何尺寸其中：O：懸掛架與平衡臂鉸接中心A ：懸掛缸上球鉸中心（固定不變）b''：液壓缸伸足時下球鉸中心（此時工作臺為最高）c,c',c''：輪胎在中間位置、上極限位置(此時工作臺為最低 )、下極限位置時之輪心。（設(shè)定車架高度不變，根據(jù)胎與車架相對運動，此時首先不計K1,K2,則作用在每一根輪軸上載荷T即軸負荷Gz）T Gz 13300kgQ：作用在上、下關(guān)節(jié)軸承之橫向力，word文檔 可自由復(fù)制編輯在行駛過程中輪胎所受摩擦阻力忽略不計， 地面對輪胎反力確定為垂直向上，T反TGz13300kg。液壓缸兩斷球鉸作二力構(gòu)件，所以t缸沿Ab''方向柱塞面積：Sd20.78541320.7854169132.7cm24對于平衡臂，在t缸及T反二力作用下處于平衡，所以對O點取矩：Lo0由于OHt缸H'T反，則t缸H'T反51.91330027721.7kgOH24.9油壓：pt缸S27721.7132.7208.9kg若考慮偏載則油壓：pK1208.91.2250.7251kg/cm2若再考慮動載：K21.4，pK1K2pK11.4351.4kg/cm24.2 動力機組柴油機及油泵選用計算選用10HCy14-113高壓柱塞泵連續(xù)工作壓力：PK31.5MPa理論排量：q12.2ml/r12.2106m3/r額定轉(zhuǎn)速：n1500rpm25r/s管路沿程及局部阻力之和：p5bar0.5MPa計算壓：PppK1p25.1MPa0.5MPa25.6MPa流量：Qpqn12.2106253051063.05104m3/sl18.3/min泵效率：0.85所需功率：NQpPp3.0510425.6106kW12.52ps1031030.859.2選用295P型柴油機，其12小時功率為18ps，1小時功率為19.8ps，word文檔 可自由復(fù)制編輯nmax 1500r pm4.2.2泵壓力儲備驗算Pp26.5MPaPKPK131.5323%壓力儲備：n25.625.6Pp符合20-60%的要求。4.3 管路及油缸的驗算軟管內(nèi)徑為 10，硬管采用 14 2，其內(nèi)徑為 10；管子內(nèi)徑d應(yīng)按下式選用：d4Q1.13103Q(mm)VV已知：內(nèi)徑d10mm，Q3.05104m3/sV1.2769106Q1.27691063.051041.27693.053.89m/sd2102當系統(tǒng)工作壓力>150bar時，管內(nèi)許用流速[v]7m/s。實際流速滿足：v3.89[v]，故通過。管道壁厚驗算(1) 軟管采用二單項層高壓纏繞管，其長期工作壓力 270kg/cm2，當考慮動載時，pK1,K2 351.4kg/cm2，但考慮到軟管壓力為長期工作壓力的三倍，故認為可用。硬管采用20#無縫鋼管142已知：b42kg/mm2，d10mm，安全系數(shù)n48（取n6）所以：[]b4200700kg/cm2n6word文檔 可自由復(fù)制編輯壁厚：pd251101.79mm2[]2700實際壁厚：缸2mm，所以可用若考慮K1.4，則351.4102.51mm；2700先取n5：則[]b4200840kg/cm2；351.4102.09mmn52840綜上所述，臂厚 2mm可用。懸掛缸壁厚驗算缸體材料采用 203 30無縫鋼管，45#調(diào)質(zhì)已知： b 6500kg/cm2, 工作壓力 175kg/cm2, 取安全系數(shù)n 4則許用應(yīng)力：[] 6500 1625kg/cm24試驗壓力：Py 1.2 pK1K2 1.2 351.4 421.68kg/cm2液壓缸內(nèi)徑：D 155mm 15.5cm以薄壁缸考慮，假設(shè)壁厚：PyD421.6815.5mincmmm2[]21625實際壁厚：(194155)19.5mm8%在允許的范圍內(nèi)，所以驗算通過。20.1屈服極限S3400kg/cm2許用應(yīng)力[]S34002125kg/cm2n1.6螺紋處拉應(yīng)力：KP1.456033.6784472247.8kg/cm2(d12D2)0.7854(18.262172)34.94螺紋處剪應(yīng)力：word文檔 可自由復(fù)制編輯K1KPd00.1218.521.456033.6220.2d13(14)0.218.263(10.934)283.89kg/cm式中：D170.93d118.256合成應(yīng)力：2322247.823283.892529.441042301kg/cm2[]230121251768%21252125圖4.2懸掛油缸從圖4.2液壓油缸結(jié)構(gòu)中可知，正常工作油缸行程頂足時，柱塞凸肩與缸內(nèi)凸環(huán)接觸，上述螺紋連接處受不到 p 56033.6kg的力，只是在缸內(nèi)凸肩14413被剪斷時，該處才承受如此大的 p，所以驗證通過。缸內(nèi)凸肩處剪切校核p 56033.6kgS151.361.26cm2p56033.6914.68kg/cm2S61.26word文檔 可自由復(fù)制編輯圖4.3S 2200kg/cm2；[] S 1375kg/cm21.6滿足： [], 所以通過。5. 結(jié)論液壓懸架能使貨臺前后或左右傾斜，便于裝卸貨物；且同側(cè)油缸是互通的，當車輛在高低不平的道路上行駛時，可以保證同側(cè)的各軸輪胎同時和地面保持接觸。這些先進液壓技術(shù)能夠提高全掛車的牽引動力性能和機動性。本文基于對全掛車輪軸總體結(jié)構(gòu)的分析以及對液壓懸架工作原理的研究，參考原有樣圖，經(jīng)過理論計算及驗算，本次設(shè)計的輪軸及懸架完全符合JT3104-82《貨運掛車系列型譜》和JT3105-82《貨運全掛車通用技術(shù)條件》中所提出的要求。同時在使用過程中，本次設(shè)計的部件也體現(xiàn)出良好的性能。word文檔 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可自由復(fù)制編輯[19]SurachateChutima,ThoatsanopeKamnerdtong,DusitAungkurabrut.AStudyofFull-trailerandSemi-TrailerStructuresUsingFiniteElementMethod[DB].http://www.kmutt.ac.th/cocare/conference/A%20study%20of%20full-trailer%20and%20semi-trailer%20structures%20using%20finite%20element%20method.pdf.word文檔 可自由復(fù)制編輯附 錄輪軸總裝配圖液壓懸掛總裝配圖懸掛油缸word文檔 可自由復(fù)制編輯譯 文摘要：由于全掛車和半掛車成本低的優(yōu)點， 常常被廣泛用于運輸。此外，多軸設(shè)計還使貨物擺放空間的分配趨于完美，在交通安全和減少維修保養(yǎng)開支方面也取得了顯著成效。最近，泰國在陸上運輸部門的監(jiān)督下， 基于二維信息，重新設(shè)計了全掛車及半掛車。此項研究展現(xiàn)了在靜態(tài)和動態(tài)方面，有限元法在研究全掛車及半掛車的三維模型領(lǐng)域的應(yīng)用。研究結(jié)果顯示，被測試計算的結(jié)構(gòu)有著足夠的強度。從梁構(gòu)件的角度來看，六輪軸半掛車需要承受最大184.8MPa的應(yīng)力，反之，全掛車的平板則暴露于最大 14.370MPa的應(yīng)力下。然而，作用于梁上的主要應(yīng)力的分力是有扭轉(zhuǎn)所引起的， 加于平板上的普通應(yīng)力則是彎曲跨距的結(jié)果， 這些都是三維效果。全掛車、并裝雙軸半掛車和六輪軸半掛車的基礎(chǔ)頻率分別為 73.16Hz、30.531Hz及37.560Hz。考慮到車輪支撐點之間巨大的距離， 并裝雙軸半掛車對于一種特定勵磁有著最高的對稱振幅。很明顯，三維結(jié)構(gòu)的分析對于提供既精確又合適的指標以提高經(jīng)濟性和安全性是十分必要的。簡介：全掛車和半掛車由于在較低的燃油消耗量方面，在維修經(jīng)費方面（包括現(xiàn)有鋪路材料和掛車），以及在節(jié)省開支和提高整個國家的生產(chǎn)力等方面的優(yōu)越性，而在泰國的運輸業(yè)中被廣泛地運用。因此，在向來以二維的掛車結(jié)構(gòu)來滿足垂直分布載荷的泰國，對這些掛車的結(jié)構(gòu)配置和載重能力的設(shè)計，應(yīng)當遵照所需要求以及適應(yīng)陸上運輸部門的規(guī)定。然而，這些掛word文檔 可自由復(fù)制編輯車的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜并且難以應(yīng)用二維分析的方法。因此，在這項研究中，有限元法作為一種工具，用以展現(xiàn)在靜態(tài)和動態(tài)條件下，全掛車和半掛車的結(jié)構(gòu)形式，以及確認這項技術(shù)比普通技術(shù)更為先進。分析進程：這項研究的前提是假設(shè)不存在摩擦力， 不記變速器以及葉片彈簧、減振器等懸架構(gòu)件。全掛車、并裝雙軸半掛車，和六輪軸式半掛車等三個模型，用一種SDRC公司開發(fā)的名為I-DEAR大師版7.0的商業(yè)軟件進行分析。每一次分析各有三個過程。創(chuàng)建有限元模型以及預(yù)先處理，對模型以及處理進行分析，對分析或處理后的結(jié)果進行分析。所有的尺寸（毫米）和外形結(jié)構(gòu)如圖 1-3，和陸上運輸部門的規(guī)定相符合的掛車的有限元模型由 4個成分組成：(a)主要底盤、(b)交叉構(gòu)件、(c)縱梁、以及(d)薄殼體。所有結(jié)構(gòu)的材料性質(zhì)均列在表 1[2]，表中E為彈性模量,σy為屈服應(yīng)力。掛車結(jié)構(gòu)的有限元模型由兩種主要的單元形式構(gòu)成。 第一種是應(yīng)用于有各種交叉部分的形狀和區(qū)域的主要底盤、 交叉構(gòu)件和縱梁等梁元件的單元形式。另一種是用于9毫米厚的薄外殼的殼體單元。由對應(yīng)于連接的點所造成的每一個單元的長度和大小結(jié)構(gòu)的支撐， 以及每個單元的高寬比都被認為是改進結(jié)果精確度的重要因素。 所有掛車型號模型的節(jié)點和單元的數(shù)量如表2所示。對于全掛車、并裝雙軸半掛車和六輪軸半掛車的限制適用于掛車前部的支撐及后軸懸架系統(tǒng)。對前部支撐的限制是繞 Y軸的轉(zhuǎn)動，而懸架上的限制是只允許繞 Y軸轉(zhuǎn)動和沿X軸方向的直線移動。對于這三種研究過的全掛車和半掛車，以上條件均應(yīng)用于靜態(tài)分析和動態(tài)分析。word文檔 可自由復(fù)制編輯2.1.全掛車及半掛車的靜態(tài)邊界條件模型的靜態(tài)邊界條件的設(shè)想來自于泰國陸上運輸部門對于全掛車和半掛車許用載荷的規(guī)定，許用載荷是貨物的包裝重量及載荷的總和。 參考EU指標85/3[3]，雙軸全掛車、并裝雙軸半掛車和六輪軸半掛車的許用重量分別為18200kg、37400kg和44000kg，一個由特定數(shù)值的均勻分布載荷作用在整塊面積上，并通過連接在兩部分之間的剛性單元。 剛性單元將受力較大部分的載荷轉(zhuǎn)移到較小的部分。如圖 4-6所示。全掛車、并裝雙軸半掛車及六輪軸半掛車的分布載荷數(shù)值分別為 10000kg、17000kg和21000kg。全掛車和半掛車的動態(tài)邊界條件在這項研究中，測試的是掛車受垂直沖擊時的動態(tài)反應(yīng)。這個沖擊是以一般正弦波的形式作用在支撐面上的， 振幅與重心加速度相等，如圖7。結(jié)構(gòu)上的動態(tài)反應(yīng)是在平板的中心點上表現(xiàn)出來的，如圖 8。3.分析的結(jié)果掛車結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析的結(jié)果是以在模型中的壓力、梁的變形以及外殼單元的形式來表示的。固有頻率和對應(yīng)的方式形狀在動態(tài)部分的結(jié)果中顯示出來，其中也包括由于外部半正弦波勵磁所引起的動態(tài)反應(yīng)。3.1.1.全掛車的研究結(jié)論由均勻分布載荷得到的結(jié)果是，有 0.38毫米長的梁結(jié)構(gòu)的兩個邊緣上輪子間距之間較低部分的最大形變量， 對于包含殼體單元的較高的部分來說，最大形變量為 0.494毫米。圖9所示的是與中心線上殼體單元的形變量相對應(yīng)的沿掛車長度的較低部分邊緣（虛線）上的梁單元的形變量。word文檔 可自由復(fù)制編輯很顯然，殼體單元以一些需要進一步討論的方式斷斷續(xù)續(xù)的發(fā)生形變。作用在梁結(jié)構(gòu)上的壓力是以 vonMises應(yīng)力的形式表示的，這種應(yīng)力與用于判斷結(jié)構(gòu)的強度的應(yīng)力相結(jié)合。圖 10中所示的支撐面上所受的最大應(yīng)力為94.730MPa。圖11中所示的最大應(yīng)力的軸向和斷面部分表明由于沿兩軸發(fā)生的扭力，主要應(yīng)力就是剪應(yīng)力。這個應(yīng)力部分是在二維分析中不能確定的結(jié)構(gòu)橫向變形的結(jié)果。圖12所示的是掛車上較高的部分的殼體單元上受的力。我們發(fā)現(xiàn)，殼體單元的形變樣式由對應(yīng)于梁增強的位置的最小值，但是每個樣式的最大形變量則位于每個細胞的中心上，在最大間距細胞上產(chǎn)生的殼體形變最大值，是彎曲時刻和承受橫向載荷的結(jié)果。壓力與在邊界上（虛線）沿掛車長度的殼體單元的位置之間的關(guān)系，以及中心線如圖13所示。作用在殼體單元上的最大應(yīng)力是14.4MPa。3.1.2.并裝雙軸半掛車的研究結(jié)果并裝雙軸半掛車模型的靜態(tài)分析的結(jié)果給出了發(fā)生在兩輪間距是1.783毫米的結(jié)構(gòu)邊緣上的梁單元的最大形變量，沿掛車長度的中心線上的梁單元也有類似的形變樣式，但數(shù)值較低。如圖15所示，作用在梁結(jié)構(gòu)上的 vonMises應(yīng)力在支撐面上有一個132.5MPa的最大值。根據(jù)圖 16中所給出的應(yīng)力部分；產(chǎn)生 vonMises應(yīng)力的主要因素就是梁結(jié)構(gòu)橫向形變造成的扭轉(zhuǎn)時刻，半掛車的殼體單元的形變樣式與被梁所加強的位置相對應(yīng)。 作用在殼體單元上的最大應(yīng)力 9.244MPa，同時受到彎曲變形和橫向載荷的影響。圖17所示的是作用在并裝雙軸半掛車的殼體單元上的應(yīng)力樣式。如圖18所示邊緣（虛線）上殼體單元的形變量與沿并裝雙軸半掛車中心線上的殼體單元的形變量相比較。word文檔 可自由復(fù)制編輯3.1.3.六輪軸半掛車的研究結(jié)果對六輪軸半掛車的靜態(tài)分析的結(jié)果表明最大的形變量出現(xiàn)在掛車邊緣的梁單元上，大小為1.483毫米。六輪軸半掛車與并裝雙軸半掛車相比，形變量較小，是因為輪間距較小。與狹窄的被加強的區(qū)域相一致，發(fā)生形變的殼體單元與有相同最大形變量以及沿掛車長度的中心線。對于六輪軸半掛車，梁結(jié)構(gòu)上的 vonMises應(yīng)力如圖20所示。作用在支撐面上的最大應(yīng)力為 184.8MPa。圖21表示結(jié)合剪應(yīng)力與 vonMises應(yīng)力的應(yīng)力成分。很顯然，給出的圖確定了作用在梁上的應(yīng)力是由沿梁軸的扭轉(zhuǎn)所引起的。如圖22所示，六輪軸半掛車的殼體單元的形變樣式與梁加強位置相對應(yīng)。作用在殼體單元上的最大應(yīng)力為9.753MPa，受到了彎曲變形和橫向載荷的影響。圖23為作用在邊緣上（虛線）的殼體元件的形變量。與沿長度中心線上形變量的比較。3.2.掛車結(jié)構(gòu)動態(tài)分析的結(jié)果掛車結(jié)構(gòu)動態(tài)分析分為兩個部分。第一部分是固有頻率和已確定的與振動相應(yīng)的方式形狀。我們發(fā)現(xiàn)，梁單元的第一個固有頻率為 73.116Hz，出現(xiàn)在兩輪間距之間較低部分的邊緣上的方式形狀的最大形變量如圖 24所示。由于與較低部分的剛性連接，較高部分的基本頻率也等于 73.116Hz。一般說來，梁所支撐的殼單元的方式形狀與梁結(jié)構(gòu)是相似的。 沿掛車長度邊緣上的殼體單元的最大振幅與梁單元是相一致的。沿中心線對稱的方式形狀如圖25所示。全掛車模型的動態(tài)反應(yīng)如圖 26所示。我們發(fā)現(xiàn)最大加速度的振幅在0.050秒達到了10.350m/s2。word文檔 可自由復(fù)制編輯3.2.2.并裝雙軸半掛車模型的動態(tài)分析結(jié)果并裝雙軸半掛車模型上的梁單元的初期固有頻率為 30.531Hz。相同的最大形變量出現(xiàn)在兩輪間距之間的梁部分的邊緣上，如圖 27所示。28表示頻率為20.531H