煤炭采樣車底盤結(jié)構(gòu)的設(shè)計【三維SW模型】【含9張CAD圖紙+PDF圖】

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 世界最新機械設(shè)計理念 來源:中國科技期刊 摘要:根據(jù)目前國內(nèi)外設(shè)計學者進行機械產(chǎn)品設(shè)計時的主要思維特點，將產(chǎn)品方案的設(shè)計方法概括為系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)模塊化、基于產(chǎn)品特征知識和智能。這幾種方法的特點及其相互間的有機聯(lián)系，提出產(chǎn)品方案設(shè)計計算機實現(xiàn)的努力方向。 關(guān)鍵詞：機械產(chǎn)品方案設(shè)計方法發(fā)展趨勢 設(shè)計文件是將語義設(shè)計網(wǎng)作為設(shè)計工具，在其開發(fā)的活性語義設(shè)計網(wǎng)ASK中，采用結(jié)點和線條組成的網(wǎng)絡描述設(shè)計，結(jié)點表示元件化的單元(如設(shè)計任務、功能、構(gòu)件或加工設(shè)備等)，線條用以調(diào)整和定義結(jié)點間不同的語義關(guān)系，由此為設(shè)計過程中的所有活動和結(jié)果預先建立模型，使早期設(shè)計要求的定義到每一個結(jié)構(gòu)的具體描述均可由關(guān)系間的定義表達，實現(xiàn)了計算機輔助設(shè)計過程由抽象到具體的飛躍。 系統(tǒng)化設(shè)計方法 系統(tǒng)化設(shè)計方法的主要特點是：將設(shè)計看成由若干個設(shè)計要素組成的一個系統(tǒng)，每個設(shè)計要素具有獨立性，各個要素間存在著有機的聯(lián)系，并具有層次性，所有的設(shè)計要素結(jié)合后，即可實現(xiàn)設(shè)計系統(tǒng)所需完成的任務。 系統(tǒng)化設(shè)計思想于70年代由德國學者Pahl和Beitz教授提出，他們以系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)，制訂了設(shè)計的一般模式，倡導設(shè)計工作應具備條理性。德國工程師協(xié)會在這一設(shè)計思想的基礎(chǔ)上，制訂出標準VDI2221技術(shù)系統(tǒng)和產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計方法。 1. 將用戶需求作為產(chǎn)品功能特征構(gòu)思、結(jié)構(gòu)設(shè)計和零件設(shè)計、工藝規(guī)劃、作業(yè)控制等的基礎(chǔ)，從產(chǎn)品開發(fā)的宏觀過程出發(fā)，利用質(zhì)量功能布置方法，系統(tǒng)地將用戶需求信息合理而有效地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品開發(fā)各階段的技術(shù)目標和作業(yè)控制規(guī)程的方法。 2. 將產(chǎn)品看作有機體層次上的生命系統(tǒng)，并借助于生命系統(tǒng)理論，把產(chǎn)品的設(shè)計過程劃分成功能需求層次、實現(xiàn)功能要求的概念層次和產(chǎn)品的具體設(shè)計層次。同時采用了生命系統(tǒng)圖符抽象地表達產(chǎn)品的功能要求，形成產(chǎn)品功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 3. 將機械設(shè)計中系統(tǒng)科學的應用歸納為兩個基本問題：一是把要設(shè)計的產(chǎn)品作為一個系統(tǒng)處理，最佳地確定其組成部分（單元）及其相互關(guān)系；二是將產(chǎn)品設(shè)計過程看成一個系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計目標，正確、合理地確定設(shè)計中各個方面的工作和各個不同的設(shè)計階段。 由于每個設(shè)計者研究問題的角度以及考慮問題的側(cè)重點不同，進行方案設(shè)計時采用的具體研究方法亦存在差異。下面介紹一些具有代表性的系統(tǒng)化設(shè)計方法。 4. 設(shè)計元素法 用五個設(shè)計元素（功能、效應、效應載體、形狀元素和表面參數(shù)）描述“產(chǎn)品解”，認為一個產(chǎn)品的五個設(shè)計元素值確定之后，產(chǎn)品的所有特征和特征值即已確定。我國亦有設(shè)計學者采用了類似方法描述產(chǎn)品的原理解。 5. 圖形建模法 研制的“設(shè)計分析和引導系統(tǒng)”KALEIT，用層次清楚的圖形描述出產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)及其相關(guān)的抽象信息，實現(xiàn)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能關(guān)系的圖形化建模，以及功能層之間的聯(lián)接。 將設(shè)計劃分成輔助方法和信息交換兩個方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用圖形符號、具有內(nèi)容豐富的語義模型結(jié)構(gòu)、可以描述集成條件、可以劃分約束類型、可以實現(xiàn)關(guān)系間的任意結(jié)合等特點，將設(shè)計方法解與信息技術(shù)進行集成，實現(xiàn)了設(shè)計過程中不同抽象層間信息關(guān)系的圖形化建模。 6. “構(gòu)思”—“設(shè)計”法 將產(chǎn)品的方案設(shè)計分成“構(gòu)思”和“設(shè)計”兩個階段?！皹?gòu)思”階段的任務是尋求、選擇和組合滿足設(shè)計任務要求的原理解?！霸O(shè)計”階段的工作則是具體實現(xiàn)構(gòu)思階段的原理解。 將方案的“構(gòu)思”具體描述為：根據(jù)合適的功能結(jié)構(gòu)，尋求滿足設(shè)計任務要求的原理解。即功能結(jié)構(gòu)中的分功能由“結(jié)構(gòu)元素”實現(xiàn)，并將“結(jié)構(gòu)元素”間的物理聯(lián)接定義為“功能載體”，“功能載體”和“結(jié)構(gòu)元素”間的相互作用又形成了功能示意圖(機械運動簡圖)。方案的“設(shè)計”是根據(jù)功能示意圖，先定性地描述所有的“功能載體”和“結(jié)構(gòu)元素”，再定量地描述所有“結(jié)構(gòu)元素”和聯(lián)接件(“功能載體”)的形狀及位置，得到結(jié)構(gòu)示意圖。Roper，H.利用圖論理論，借助于由他定義的“總設(shè)計單元(GE)”、“結(jié)構(gòu)元素(KE)”、“功能結(jié)構(gòu)元素(FKE)”、“聯(lián)接結(jié)構(gòu)元素(VKE)”、“結(jié)構(gòu)零件(KT)”、“結(jié)構(gòu)元素零件(KET)”等概念，以及描述結(jié)構(gòu)元素尺寸、位置和傳動參數(shù)間相互關(guān)系的若干種簡圖，把設(shè)計專家憑直覺設(shè)計的方法做了形式化的描述，形成了有效地應用現(xiàn)有知識的方法，并將其應用于“構(gòu)思”和“設(shè)計”階段。 7. 鍵合圖法 將組成系統(tǒng)元件的功能分成產(chǎn)生能量、消耗能量、轉(zhuǎn)變能量形式、傳遞能量等各種類型，并借用鍵合圖表達元件的功能解，希望將基于功能的模型與鍵合圖結(jié)合，實現(xiàn)功能結(jié)構(gòu)的自動生成和功能結(jié)構(gòu)與鍵合圖之間的自動轉(zhuǎn)換，尋求由鍵合圖產(chǎn)生多個設(shè)計方案的方法。 提倡在產(chǎn)品功能分析的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品分解成具有某種功能的一個或幾個模塊化的基本結(jié)構(gòu)，通過選擇和組合這些模塊化基本結(jié)構(gòu)組建成不同的產(chǎn)品。這些基本結(jié)構(gòu)可以是零件、部件，甚至是一個系統(tǒng)。 本結(jié)構(gòu)應該具有標準化的接口(聯(lián)接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經(jīng)濟化，具有互換性、相容性和相關(guān)性。我國結(jié)合軟件構(gòu)件技術(shù)和CAD技術(shù)，將變形設(shè)計與組合設(shè)計相結(jié)合，根據(jù)分級模塊化原理，將加工中心機床由大到小分為產(chǎn)品級、部件級、組件級和元件級，并利用專家知識和CAD技術(shù)將它們組合成不同品種、不同規(guī)格的功能模塊，再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。 以設(shè)計為目錄作為選擇變異機械結(jié)構(gòu)的工具，提出將設(shè)計的解元素進行完整的、結(jié)構(gòu)化的編排，形成解集設(shè)計目錄。并在解集設(shè)計目錄中列出評論每一個解的附加信息，非常有利于設(shè)計工程師選擇解元素。 網(wǎng)絡技術(shù)的蓬勃發(fā)展，異地協(xié)同設(shè)計與制造，以及從用戶對產(chǎn)品的功能需求→設(shè)計→加工→裝配→成品這一并行工程的實現(xiàn)成為可能。但是，達到這些目標的重要前提條件之一，就是實現(xiàn)產(chǎn)品方案設(shè)計效果的三維可視化。為此，不僅三維圖形軟件、智能化設(shè)計軟件愈來愈多地應用于產(chǎn)品的方案設(shè)計中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及多媒體、超媒體工具也在產(chǎn)品的方案設(shè)計中初露鋒芒。目前，德國等發(fā)達國家正著力于研究超媒體技術(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標準STEP，以及標準虛擬現(xiàn)實造型語言上基于虛擬環(huán)境的標準交換格式)在產(chǎn)品設(shè)計中的應用。 機械產(chǎn)品的方案設(shè)計正朝著計算機輔助實現(xiàn)、智能化設(shè)計和滿足異地協(xié)同設(shè)計制造需求的方向邁進，由于產(chǎn)品方案設(shè)計計算機實現(xiàn)方法的研究起步較晚，目前還沒有成熟的、能夠達到上述目標的方案設(shè)計工具軟件。作者認為，綜合運用文中四種類型設(shè)計方法是達到這一目標有效途徑。雖然這些方法的綜合運用涉及的領(lǐng)域較多，不僅與機械設(shè)計的領(lǐng)域知識有關(guān)，而且還涉及到系統(tǒng)工程理論、人工智能理論、計算機軟硬件工程、網(wǎng)絡技術(shù)等各方面的領(lǐng)域知識，但仍然是產(chǎn)品方案設(shè)計必須努力的方向。國外在這方面的研究已初見成效，我國設(shè)計學者也已意識到CAD技術(shù)與國際交流合作的重要性，及其應當采取的措施。 基于產(chǎn)品特征知識設(shè)計方法的主要特點是：用計算機能夠識別的語言描述產(chǎn)品的特征及其設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗，建立相應的知識庫及推理機，再利用已存儲的領(lǐng)域知識和建立的推理機制實現(xiàn)計算機輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計。 機械系統(tǒng)的方案設(shè)計主要是依據(jù)產(chǎn)品所具有的特征，以及設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗進行推量和決策，完成機構(gòu)的型、數(shù)綜合。欲實現(xiàn)這一階段的計算機輔助設(shè)計，必須研究知識的自動獲取、表達、集成、協(xié)調(diào)、管理和使用。為此，國內(nèi)外設(shè)計學者針對機械系統(tǒng)方案設(shè)計知識的自動化處理做了大量的研究工作，采用的方法可歸納為下述幾種。 The worlds Latest Mechanical Design Conceptssource：China Science and Technology JournalAbstract:According to scholars at home and abroad to carry out mechanicaldesign product design features of the main ideas, product design method of theprogramsummarizedassystematic,modularstructure,basedonproductcharacteristics of knowledge and wisdom. The characteristics of these methods andtheir organic connection between them and put forward to achieve the computerproduct design direction.Key words: Mechanical Product Design MethodDevelopment Trends Design documents will be Semantic Web as a design tool inthe design of its Semantic Web activity of the development of ASK, using nodes andlines to describe the design a network, nodes that components of the cell (such asdesign tasks, functions, components or processing equipment, etc. ), used to adjust thelines and definitions between nodes of different semantic relations, thus the designprocess all the activities and results of pre-built models so that the definition of theearly design requirements to the specific description of each structure can be definedby the relationship between the expression, achieved a computer-aided design process,the leap from the abstract to the concrete.Asystematic design methodThe main features of a systematic design method are: the design as designed by anumber of elements of a system, the independence of each design elements, eachelement of an organic link between the existence of, and is layered, with all the designelements , you can design systems to achieve the required task.Systematic design idea in the 70s by the German scholar Professor Pahl andBeitz, the system based on the theory they developed a general pattern of the design,advocacy design work should have organized. German Engineers Association, on thebasis of this design concept to develop a standard VDI2221 technology systems andproduct development design methods.1.The user needs functional characteristics as a product concept, structuredesign and part design, process planning, job control, etc. based on the macro fromthe product development process of starting the use of quality function deploymentmethod and system to user demand information reasonably and efficiently convertedto the various stages of product development, technical goals and operational controlprocedures method.2.The level of the product life of the organism as a system, and means ofliving systems theory, the product design process can be divided into successfulhierarchy of needs to achieve the functional requirements of the conceptual level andproduct level of the specific design. At the same time life-support systems used toexpress the abstract icons of the product functional requirements, system structureformation of product features.3.The mechanical design of the application of systems science into two basicquestions: First, to be designed as a system dealing with the products, the best way todetermine its component parts (modules) and their mutual relations1; is the productdesign process as a system, according to design objectives, a correct and reasonablydetermine the various aspects of the design work and various design stage.Because each designers point of research questions and to consider the questionof emphasis, to design a specific research methods used is also different. Here aresome representative of the systematic design methods.4.Design Element MethodWith the five design elements (functions, effects, effects vector, shape, elements,and surface parameters) describe the product solutions that a product to determinethe value of the five design elements, the product of all the features and characteristicsof the value of i.e. determined. Scholars in China have adopted similar methodsdesigned to describe the products original understanding.5.Graphic modeling methodAnd developed a design analysis and guidance systems KALEIT, with thelevel of clear graphic description of a products functional structure and its associatedabstract information, to the system structure and function relationship of graphicalmodeling, and functional connection between the layers 2.Assistance will be designed to be divided into two aspects of methodology andexchange of information using the Nijssen Information Analysis Method can be usedgraphic symbols, with a rich semantic model structure, can be described as integrationconditions, can be divided into types of constraints can be achieved in relationsbetween any combination of characteristics , the design method to solve integrationand information technology to realize the design process of information betweendifferent abstraction layers between the graphical modeling.6.Concept - Design methodProducts design is divided into concept and design in two stages. Conceptphase of the task is to find, choose and mix to meet the requirements of the originalunderstanding of design tasks. Design stage of work is a concrete realization of theoriginal understanding of the conceptual stage.Of the programs idea of specific described as: In accordance with theappropriate functional structure, seeking to meet the design requirements of theoriginal understanding of the task. The functional structure of the sub-function isperformed by the structural elements to achieve, and structural elements of thephysical connection between the definition of a feature vector, feature vector andstructural elements further the interaction between the formation of the functionaldiagram ( mechanical diagram). The program design is based on functional diagram,the first qualitative description of all of the feature vector and structural elements,and then quantitatively describe all the structural elements and the connection parts( feature vectors), the shape and location to be structure diagram3. Roper, H. usinggraph theory, by means of which he defines as the total design unit (GE), structuralelements (KE), functional structural elements (FKE), connect structural elements(VKE), Structural Parts (KT), structure element part (KET) concepts, as well asdescribe the structure element size, location, and transmission parameters of theinteractions between a number of kinds of schematics, the intuitive designprofessionals have done a formal design method a description of the formation of aneffective application of existing knowledge, methods, and applied to ideas anddesign stage.7.Bond Graph MethodFunction of the composition of system components will be divided into produceenergy, consumed energy, changing energy forms, such as various types of energytransfer, and to use bond graphs to express the function component solution, hoping tofunction-based model and bond graph combine to achieve functional structure theautomatic generation and functional structure with the bond graph automaticconversion between the search for bond graph generated by a number of designmethods.To promote the product on the basis of functional analysis, the product has somefeatures broken down into one or several modular basic structure, by selection andcombination of the basic structure of these modular form into different products.These basic structures can be parts, components, or even a system.The structure should have a standardized interface (connection and co-operationdepartment),andisserialized,universal,integrated,hierarchical,agile,economic-oriented, with interchangeability, compatibility and relevance. Chinascombination of software component technology and CAD technology, variant designcombined with the modular design, according to modular principle of classification,will be divided into descending Machining Center Machine Tool product level,component level, component level and component level, and use expert knowledgeand CAD technology to combine them into different species, different specificationsof functional blocks, and then by the combination of these functions into differentmodules of the overall program processing center.To design a directory as an alternative variation of the mechanical structure ofthe tool, the solution proposed by the design elements of a complete, structured layout,the formation of the solution set design catalogs. And in the solution set designed tocomment on each one listed in the directory solution additional information, is verybeneficial to design engineers select solution elements.The vigorous development of network technology, collaborative design andmanufacturing, as well as the product from the users functional requirements design processing assembly finished product of this realization of concurrentengineering possible. However, an important prerequisite to achieve these goals oneof the conditions is to realize the effect of product design three-dimensionalvisualization. To this end, three-dimensional graphics software, more and moreintelligent design software programs used in the product design, virtual realitytechnology and multimedia, hypermedia tools for product design is also its first debut.At present, Germany and other developed countries are focused on researchhypermedia technology, product data exchange standard STEP, as well as standardvirtual reality modeling language based on a standard exchange format for virtualenvironments) in the product design applications.Mechanical product design is moving in computer-aided realization of intelligentdesign and to meet the needs of distributed collaborative design and manufacture ofdirection, due to the computer product design Study on the implementation startedlate, not yet mature, to achieve the above objectives program design tools4. Authorbelieves that the integrated use of paper, four types of design method is an effectiveway to achieve this goal. Although the integrated use of these methods are moreinvolved in the field, not only with the mechanical design of the field-relatedknowledge, but also to the systems engineering theory, artificial intelligence theory,computer hardware and software engineering, network technology areas such asdomain knowledge, it is still product design must be working for. Abroad in researchin this area has achieved initial success, our scholars have been aware of CAD designtechnology and the importance of international exchange and cooperation, and itsmeasures to be taken.Feature-based design methodology of knowledge The main features are: using acomputer can identify the language to describe the characteristics of the product andits design experts in the field of knowledge and experience to establish the appropriateknowledge base and inference engine, re-use of stored domain knowledge and theestablishment of the inference mechanism to bring computer-aided product design.The mechanical system design is mainly based on the characteristics of a product,and design experts in the field of knowledge and experience to push volume anddecision-making, the completion of body type, the number of synthesis. To achievethis stage of computer-aided design, must study the automatic acquisition ofknowledge, expression, integration, coordination, management and use. To this end,the design and scholars at home and abroad program for the mechanical systemdesign knowledge of the automated processing done a lot of research work, theapproach can be summarized into the following several. 本科畢業(yè)設(shè)計(論文) 題目： 煤炭采樣車底盤結(jié)構(gòu)的設(shè)計 院 系： 機械工程學院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學 號： 姓 名： 指導教師： 2016年4月 摘 要 伴隨著社會的高速發(fā)展，在全球經(jīng)濟發(fā)展的大環(huán)境之下，我國各個行業(yè)在受到其他國家先進技術(shù)沖擊的同時，與國外品牌企業(yè)的溝通交流的機會也變的越來越多。汽車行業(yè)通過行業(yè)展會、科研合作等多種途徑，不斷的提高了自身實力和核心競爭力，縮小與發(fā)達國家之間的差距。 在新的市場需求的驅(qū)動下，煤炭采樣車底盤的更新和優(yōu)化升級更加迫切。國內(nèi)煤炭采樣車底盤生產(chǎn)企業(yè)充分挖掘市場潛力，大力研究發(fā)展穩(wěn)固、牢固的煤炭采樣車底盤，在機動車輛向綠色環(huán)保化的轉(zhuǎn)變中揮積極作用。一般生產(chǎn)煤炭采樣車底盤的企業(yè)對所生產(chǎn)的車身的安全指數(shù)都有嚴格的要求。各企業(yè)在生產(chǎn)煤炭采樣車底盤的同時，都充分考慮到汽車在運行中可能會出現(xiàn)的種種問題，從而減少汽車因為車身不牢固以及由于底盤的聯(lián)接問題在行駛過程中產(chǎn)生的噪音而引起的噪音大、污染重等現(xiàn)象。 國內(nèi)煤炭采樣車底盤的研發(fā)及制造要與全球號召的安全穩(wěn)定、成本低廉的主題保持一致。加大汽車新型煤炭采樣車底盤的研發(fā)及生產(chǎn)是行業(yè)發(fā)展的大趨勢，同時也迎合了國內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展的需求。 汽車行業(yè)的發(fā)展與人類社會的進步和科學技術(shù)的水平密切相關(guān)。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各學科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝，目前煤炭采樣車底盤正向著穩(wěn)定、高效、可靠、節(jié)能方向發(fā)展。 本文介紹了煤炭采樣車底盤的結(jié)構(gòu)組成、結(jié)構(gòu)原理以及主要零部件的設(shè)計中所必須的理論計算，由于煤炭采樣車底盤在多樣化、安全穩(wěn)定方面的優(yōu)點日益突出，并且其使用和維護都很方便，相信在不久的將來，該新型煤炭采樣車底盤的應用將會越來越普及。 關(guān)鍵詞：煤炭采樣車底盤 穩(wěn)定 結(jié)構(gòu) 應用 Abstract Along with the rapid development of society, under the environment of global economic development. China's various industries in by the other countries the impact of advanced technology at the same time, opportunity to communicate with foreign brand enterprises has become more and more. Automobile industry through industry exhibitions, research cooperation and other ways, and constantly improve their own strength and core competitiveness, narrowing the gap between the developed countries. Driven by the new market demand, the automobile semi - load vehicle body is updated and optimized. Domestic automobile body production enterprises to fully tap the market potential, and vigorously research and development of a solid, strong car body, in a motor vehicle to the green environmental protection change in a positive role. General production of auto body enterprises on the production of the body's safety index has strict requirements. The enterprise in the production of car body, at the same time, give full consideration to the car may arise in the operation of all sorts of questions, so as to reduce the vehicle because the body is not strong and the body connection problem in running the noise generated in the process caused by noise, heavy The development and manufacture of the domestic automobile semi bearing body should be consistent with the global call for security and stability, low cost and low cost. The development and production of the new type half bearing body structure is the major trend of the development of the industry, but also to meet the needs of the development of domestic infrastructure. The development of automobile industry is closely related to the progress of human society and the level of science and technology. With the development of science and technology, interdisciplinary mutual infiltration, mutual exchanges between the industry, widely used new structure, new materials, new technology, at present carrying body towards a stable, efficient, reliable, energy-saving direction. This paper introduces the semi auto bearing type body structure composition, structure principle and main parts design must have the theoretical calculation, because of the increasingly prominent advantages of car body in diverse, safe and stable, and the operation and maintenance are very convenient, I believe in not long future, the new semi bearing body structure will be applied more and more popular. Key words: semi bearing body stability structure application 目 錄 1 緒論 1 1.1課題的來源與研究的目的和意義 1 1.2課題的內(nèi)容 2 1.3煤炭采樣車底盤的結(jié)構(gòu) 4 1.4煤炭采樣車底盤的分類 6 2 煤炭采樣車底盤結(jié)構(gòu)的設(shè)計 7 2.1采樣車的選型 7 2.2同類型產(chǎn)品的比較 7 2.3發(fā)動機與車門的布置 9 2.4外廊尺寸和有關(guān)總布置尺寸 10 2.5車箱布置及橫截面尺寸 11 2.6座椅尺寸及操縱機構(gòu)的布置 13 2.7備胎、油箱和蓄電池的布置 14 3 傳動部分的設(shè)計計算 15 3.1軸的設(shè)計計算 16 3.2齒輪傳動設(shè)計計算 17 3.3懸架系統(tǒng)的設(shè)計 18 3.4蓄電池的選型計算 19 4 煤炭采樣車底盤主要零部件的有限元分析 21 4.1大梁的有限元強度分析 22 5 煤炭采樣車底盤零部件的三維建模 22 5.1 驅(qū)動橋的三維建模 22 5.2 傳動齒輪的三維建模 22 5.3 煤炭采樣車底盤的三維建模 22 結(jié) 論 23 參考文獻 24 致 謝 25 1 緒論 1.1 課題的來源與研究的目的和意義 目前，我國生產(chǎn)的煤炭采樣車底盤結(jié)構(gòu)簡陋，穩(wěn)定性始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的煤炭采樣車底盤的總體水平與進口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，煤炭采樣車底盤的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的煤炭采樣車底盤勢在必行！ 相信此種煤炭采樣車底盤的出現(xiàn)將會大大提高機動車輛的行駛穩(wěn)定性和安全系數(shù)，相對生產(chǎn)煤炭采樣車底盤，將會對其經(jīng)濟效益方面帶來顯著的提高，同時也在某種程度上推進了汽車工業(yè)的不斷發(fā)展。 隨著國際標準化的實施，世界煤炭采樣車底盤以采用新材料、新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，著眼于產(chǎn)品零部件的標準化、系列化、規(guī)格化、通用化和專業(yè)化以及大批量生產(chǎn)。根據(jù)互換性、模數(shù)制、公差與配合的原理，使得組合、多變、拆裝的煤炭采樣車底盤已經(jīng)進入全面系統(tǒng)設(shè)計的階段，其功能與形式的結(jié)合更為完美。19世紀80年代，德國的MODTT公司將新開發(fā)的煤炭采樣車底盤應用到該公司的子公司—一個專業(yè)生產(chǎn)汽車的公司，經(jīng)過幾年的運行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤。隨著技術(shù)的發(fā)展，能源危機引發(fā)全球性的節(jié)約能源和環(huán)境保護意識的提高，在總結(jié)第一代煤炭采樣車底盤的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，開發(fā)出了性能更佳，功率更大的煤炭采樣車底盤。當前，全世界各大機械人廠商為了提高產(chǎn)品的競爭力，都大力進行煤炭采樣車底盤的研發(fā)工作。現(xiàn)在國外等著名煤炭采樣車底盤的品牌中，都有煤炭采樣車底盤的銷售，全世界煤炭采樣車底盤的應用越來越廣泛。有一點值得注意的是，煤炭采樣車底盤的市場，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場，因此煤炭采樣車底盤是汽車生產(chǎn)企業(yè)很樂意生產(chǎn)的汽車部件之一。西方資本主義國家有巨大的煤炭采樣車底盤銷售市場，機械人工業(yè)是西方資本主義國家的機械工業(yè)之一。 目前國外特別是美國正在考慮發(fā)展煤炭采樣車底盤的功率最大化，產(chǎn)能最優(yōu)化的問題。自九十年代開始，煤炭采樣車底盤的開發(fā)和研制已經(jīng)被列入美國的重大科技攻關(guān)計劃，以跟蹤世界技術(shù)的發(fā)展和開發(fā)適合美國汽車工業(yè)發(fā)展的煤炭采樣車底盤。 二十世紀以來，我國開始生產(chǎn)煤炭采樣車底盤，于2003年自行設(shè)計出型號不同的煤炭采樣車底盤之后，為了適應汽車生產(chǎn)廠家的需要，2004年又制造了針對大型煤炭采樣車，貨車的煤炭采樣車底盤。 為了滿足煤炭采樣車底盤生產(chǎn)工業(yè)發(fā)展需要，我國于2001年研制了大型煤炭采樣車底盤。也曾設(shè)計制造出高穩(wěn)定性的煤炭采樣車底盤，經(jīng)過多年實踐摸索，于2011研制出新型煤炭采樣車底盤，經(jīng)運轉(zhuǎn)實踐證明效果很好。近幾年又研制出PX1400/170型煤炭采樣車底盤。 目前，煤炭采樣車底盤是1970年開始仿制德國的煤炭采樣車底盤而設(shè)計。2008年開始自行設(shè)計生產(chǎn)了煤炭采樣車底盤。2009年又設(shè)計制造了大型煤炭采樣車底盤。90年代已研制出針對大型煤炭采樣車的煤炭采樣車底盤的系列產(chǎn)品。后經(jīng)多年反復研制與實踐，相繼克服了舊系統(tǒng)不足，零件強度低以及結(jié)構(gòu)上的某些缺點，現(xiàn)己批量生產(chǎn)的新系列煤炭采樣車底盤有I,II,III,IV,VI等五個規(guī)格十四種類型，然而我國機械人業(yè)所需的煤炭采樣車底盤全部依賴進口，這使得國產(chǎn)機械人配備煤炭采樣車底盤后，成本增加很大，而裝備自行開發(fā)生產(chǎn)煤炭采樣車底盤，其成本提高不大，說明煤炭采樣車底盤的市場前景令人樂觀。 1.2 本課題研究的內(nèi)容 本次設(shè)計主要針對煤炭采樣車底盤進行設(shè)計，從煤炭采樣車底盤的整體方案出發(fā)，然后具體細化出具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個方面： （1）到圖書館里查閱大量相關(guān)知識的資料，搜集各類煤炭采樣車底盤的原理及結(jié)構(gòu)，挑選相關(guān)內(nèi)容記錄并學習。 （2）分析煤炭采樣車底盤的結(jié)構(gòu)與參數(shù) （3）確定設(shè)計總體方案。 （4）確定具體設(shè)計方案。 （5）煤炭采樣車底盤圖紙的繪制。 （6）說明書的編寫和整理。 1.3 底盤的組成 煤炭采樣車底盤結(jié)構(gòu)主要由： 傳動系：主要是由離合器、變速器、萬向節(jié)、傳動軸和驅(qū)動橋等組成。 離合器：其作用是使發(fā)動機的動力與傳動裝置平穩(wěn)地接合或暫時地分離，以便于駕駛員進行汽車的起步、停車、換檔等操作。 變速器：由變速器殼、變速器蓋、第一軸、第二軸、中間軸、倒檔軸、齒輪、軸承、操縱機構(gòu)等機件構(gòu)成，用于汽車變速、變輸出扭矩。 行駛系：由車架、車橋、懸架和車輪等部分組成。它的基本功用是支持全車質(zhì)量并保證汽車的行駛。 1.4 煤炭采樣車底盤的分類 常用的汽車專用車底盤有二類和三類之分，具體如下： 二類底盤是指帶有駕駛室的底盤，經(jīng)生產(chǎn)廠家試驗，調(diào)試合格發(fā)放底盤合格證并有國家公告的產(chǎn)品。 二類底盤主要用于汽車改裝廠，專用車或特種車等（其廣泛用于油灌車、灑水車、吸糞車、吸污車、代工液體運輸車、倉柵車、載貨車、自卸車、隨車吊、粉粒物料運輸車、散裝水泥車、高空作業(yè)車、清障車、牽引車等。 三類是指不帶駕駛室的底盤，經(jīng)生產(chǎn)廠家試驗，調(diào)試合格發(fā)放底盤合格證并有國家公告的產(chǎn)品，三類底盤主要用于煤炭采樣車廠或生產(chǎn)煤炭采樣車的廠家。 二類底盤就是有駕駛室，無貨廂等的底盤，一般1、3、5開頭車輛的所用。 三類就是沒有駕駛室，沒有車身（貨廂）等的底盤，一般為6開頭車輛（煤炭采樣車）所用的底盤。 2 煤炭采樣車底盤結(jié)構(gòu)的設(shè)計 2.1采樣車的選型 3.1需要了解的煤炭信息 （1）采樣單元和煤炭種類。采樣單元是從一定量的煤中采取的一個總樣所代表的煤量，一批煤可以是一個或者多個采樣單元。子樣數(shù)目有采樣單元和煤炭的種類確定，而采樣精密度決定于子樣數(shù)目。一般可以根據(jù)皮帶的運輸流量或者每個運行周期的運行總量作為一個采樣單元。 煤炭的最大粒度，一般煤炭的標稱最大粒度是指篩上物累計百分率最接近5%的篩子篩孔尺寸。粒度是確定采樣頭尺寸的指標，同時也確定了采樣的質(zhì)量。 （2）皮帶輸送速度和流量。根據(jù)輸送流量大小可以計算子樣的質(zhì)量。 （3）皮帶寬度和煤炭的水分及密度。根據(jù)煤炭的水分和密度可以確定驅(qū)動采樣頭的動力大小，根據(jù)皮帶的寬度可以確定活動臂的長度以及采樣斗的容積。 3.2計算過程及應用實例 某電廠皮帶運輸線的基本參數(shù)為：流量1000t/h，粒度不大于50mm，評價干基灰分大于20%的原煤，皮帶輸送速度為2m/s，每次運4h，要求每運行周期為一個批量采取一個總樣。 （1）子樣數(shù)目的確定。依據(jù)GB455-1996《商品煤樣的采取方法》，干基灰分大于20%的原煤每1000t的最少子樣數(shù)目為60，則采樣單元的最小總字樣數(shù)目N：N=nm1000=60×40001000=120 式中：N———采樣的最小子樣數(shù)目，個； n———每1000t最小子樣數(shù)目，個； m———實際被采樣的煤量，t。 （2）采樣斗的尺寸。依據(jù)GB455-1996《商品煤樣的采取方法》，采樣斗的開口尺寸及刮板的寬度至少應為 煤炭最大粒度的2.5~3倍。因此選用125~150mm的采樣斗。文中選用的尺寸為150mm。 （3）采樣頭的切割速度。依據(jù)美標ASTM.D中有關(guān)規(guī)定，取400mm/s。 （4）子樣質(zhì)量。中部采樣子樣質(zhì)量=（流量×開口尺寸）/（皮帶速度）=21kg；端部采樣子樣質(zhì)量=（流量×開口尺寸）/（切割速度）=104kg； （5）每小時最小樣品量。中部采樣系統(tǒng)為630kg；端部采樣系統(tǒng)為3120kg。 2.2同類型產(chǎn)品的比較 采煤機的類型有很多，主要分為以下幾種類型： 1.中部采樣機 中部采樣機是在煤流皮帶上獲取煤流的整個斷面的一種采樣設(shè)備。這種采樣又叫做皮帶上切割采樣。一般可以分為兩種，一種為采樣頭不隨皮帶運動；另一種采樣頭跟皮帶沿煤流方向運動。這樣的采樣設(shè)備要求： ①采樣斗的寬度至少為煤料中最大粒度的3倍，以保證采樣能覆蓋所有粒度大小的煤質(zhì)； ②采取的煤料質(zhì)量（即子樣質(zhì)量）必須滿足依據(jù)標準所規(guī)定的最小子樣質(zhì)量；③采樣斗必須與皮帶充分接觸。因為根據(jù)標準要求，所有采取的子樣必須包括煤流完整斷面。充分接觸能避免“底煤”存在。④整個取樣過程中，包含取樣斗中所有的煤料，無殘留。 2.端部采樣機 以各種不同的接斗，按照不同的切割方式，從輸送皮帶的卸料端煤流中采取必要的樣品的設(shè)備為端部采樣機。根據(jù)端部采樣機的特點，這種采樣手段能完全避免“底煤”殘留。但是，在采樣過程中，可能會因為采樣斗的運動影響整個煤流的流動，造成不同密度和粒度的煤炭的分離。為了避免對煤流的影響，必須規(guī)定采樣斗的運動速度，在美標ASTM.D.中規(guī)定采樣器切割煤流的速度不能超過457mm/s。這樣低的切割速度能較好地避免干擾煤流，但是這樣造成了每個子樣的質(zhì)量都較大。這樣在采用端部采樣機時，需要配套較大的制樣系統(tǒng)和余煤處理系統(tǒng)，這樣導致了整個系統(tǒng)的體積較大，結(jié)構(gòu)較為復雜，一般為國外進口設(shè)備，需要較高的維護費用和運行費用。 2.3 發(fā)動機與車門的布置 1、發(fā)動機布置 煤炭采樣車車身的總布置設(shè)計在很大程度上與發(fā)動機的布置相關(guān)聯(lián)，發(fā)動機布置主要有前置、中置和后置三種。如圖5-14所示。 （1）發(fā)動機前置后驅(qū)（FR）方案 發(fā)動機前置后驅(qū)方案是4×2型汽車的傳統(tǒng)布置方案，主要應用于輕型煤炭采樣車上，如圖5-14（a）所示。這種方案結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，操縱方便，發(fā)動機的冷卻效果好，前后輪的質(zhì)量分配比較理想。但由于發(fā)動機前置，凸起于車廂地板表面之上，使得車廂的面積利用率差；傳動軸從車廂地板下通過，導致地板平面離地距離較高，司機上下車不方便；此外發(fā)動機的噪聲、氣味和振動難以隔絕，很容易傳入車廂內(nèi)影響乘員的乘坐舒適性；有一扇司機門布置在軸距范圍內(nèi)，降低了車身的剛度。 針對中開門設(shè)計導致車身強度降低的缺點，可以采用車門前開的布置，這樣可以改善車身的剛度，但是前懸必須得加長，可能出現(xiàn)前軸超載的現(xiàn)象。 （2）發(fā)動機中置后驅(qū)（MR）方案 發(fā)動機中置后輪驅(qū)動方案如圖5-14（b）所示，傳動系統(tǒng)的這種方案布置有利于實現(xiàn)較為理想的質(zhì)量分配，車廂面積的利用率高，司機門可以布置在車輛前軸之間。但是發(fā)動機維修困難，所以對發(fā)動機的可靠性要求很高；由于中置車廂地板下，發(fā)動機冷卻效果差，地板高度也難以降低；此外，發(fā)動機的噪聲、氣味和振動還是可以傳入車廂內(nèi)。所以這種布置方式只在部分大中型煤炭采樣車上采用，并未獲得推廣。 （a）發(fā)動機前置后輪驅(qū)動 （b）發(fā)動機中置后輪驅(qū)動 圖5-14 煤炭采樣車發(fā)動機布置方案 2、煤炭采樣車車門布置 煤炭采樣車車門有司機門、駕駛門和應急門三種。對于不同尺寸不同類型的車型，其布置形式各不相同。 煤炭采樣車司機門是司機上下車的出口，是煤炭采樣車設(shè)計的重要組成部分，按通道寬度可分為單引道門和雙引道門。單引道門主要用于司機上下車不頻繁的長途煤炭采樣車、旅游煤炭采樣車和團體煤炭采樣車上，輕型煤炭采樣車應用也比較廣泛；雙引道則主要用于司機上下車頻繁的煤炭采樣車上。司機門在設(shè)計布置時候需滿足國家標準的規(guī)定，一般布置在煤炭采樣車右側(cè)，其中至少應有一個司機門在車輛的前半部。但對在道路中央設(shè)置的公共汽車專用道上運營使用的公共汽車，由于公交站臺位置的原因需在車身左側(cè)上下司機時，允許在車身左側(cè)開設(shè)司機門，而車身右側(cè)則不允許再設(shè)司機門。一般司機門的數(shù)量設(shè)置如表5-1所示： 表5-1 煤炭采樣車司機門的最少數(shù)量- 煤炭采樣車類型 Ⅰ級 Ⅱ級、Ⅲ級 車長L/m L≤10 10＜L≤13.7 L≥13.7 L≤12 L＞12 司機門最少數(shù)量 1 2 3 1 2 駕駛門是駕駛員上下車專用門，設(shè)置在方向盤同側(cè)，一般中低檔司機門中置的大型煤炭采樣車和一些中型煤炭采樣車采用。 應急門又稱安全門，當煤炭采樣車內(nèi)發(fā)生危險時，司機可通過應急門進行緊急撤離，一般應用在特大型的長途或旅游煤炭采樣車上。國家標準并未對應急門的布置做出明確限制，但是合理布置應急門的位置是相當重要的，通常布置在煤炭采樣車右側(cè)中部偏后位置。 2.4 外廊尺寸和有關(guān)總布置尺寸 國家標準對煤炭采樣車的相關(guān)尺寸做了詳細的規(guī)定。煤炭采樣車的外廊尺寸見GB 1589-2004《汽車外廓尺寸限界》中的規(guī)定，煤炭采樣車外廓尺寸的最大限值如表5-2所示： 表5-2 煤炭采樣車外廓尺寸的最大限值 外廓限值類型 限值 總高 4m（對于定線行駛的雙層煤炭采樣車為4.2m） 總寬（不包括后視鏡） 2.5m 總長 二軸煤炭采樣車 12m 三軸煤炭采樣車 13.7m 單鉸接煤炭采樣車 18m GB/T 13094-1991《煤炭采樣車通用技術(shù)條件》規(guī)定了煤炭采樣車的其它總布置尺寸要求，如表5-3所示： 表5-3 煤炭采樣車其它總布置尺寸要求 規(guī)定項目 限值 按近角 ≥12° 離去角 ≥9° 轉(zhuǎn)彎半徑 ≤12m 轉(zhuǎn)彎時的通道寬度 ≤6.7m 最小離地間隙 大型煤炭采樣車 ≥270mm 小型煤炭采樣車 ≥240mm 此外，《煤炭采樣車通用技術(shù)條件》還對前、后懸長，軸距等許多總布置尺寸作了相應規(guī)定。如窗距的確定，需要滿足10t頂置載荷作用的要求。 2.5 座椅尺寸及操縱機構(gòu)的布置 煤炭采樣車上座椅是最多的附件總成，其結(jié)構(gòu)的安全性、乘坐舒適性和材料的環(huán)保性等與司機密切相關(guān)，越來越受到人們的重視。煤炭采樣車座椅一般分為司機座椅和駕駛員座椅，兩者在尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計上有著一定的區(qū)別。 1、司機座椅的相關(guān)尺寸 司機座椅的尺寸如5-20所示，不同型號的大煤炭采樣車，其座椅座墊的前緣到擱腳支板的距離以及座墊和靠背的傾角都可以取為常數(shù)，但是布置在輪拱或后置發(fā)動機艙蓋上的座椅，其高度一般需要相應的提高，這是就有必要為司機設(shè)計以擱腳的臺階或是稍微改變座墊和靠背的傾角。座墊距離地板的高度大約為450mm，一般不超過500mm。升高座椅的高度就有可能縮短座椅之間的間距，有時候為了增加車內(nèi)的座位數(shù)，提高車內(nèi)面積的利用率，就采用此方法，同時還要改變靠背的傾角和其他尺寸。 圖5-20 大煤炭采樣車司機座椅的布置和尺寸 圖5-21 駕駛員座椅標準尺寸 2、駕駛員座椅的相關(guān)尺寸 駕駛員座椅的尺寸如圖5-21所示。由試驗研究結(jié)果可以獲取駕駛員坐姿對其工作的影響，在座墊高度選定的情況下，隨著方向盤傾角的減小，駕駛員作用在方向盤上的力隨之增大。因此，為了減輕駕駛員的勞動強度，應該盡量減小方向盤的傾角。此外，還應合理的選擇其他參數(shù)，以保證駕駛員的乘坐舒適性。由此可見，在載質(zhì)量很大的汽車上，應布置傾角很小的方向盤。 減小方向盤傾角之所以能夠增大作用力，原因主要是當方向盤的傾角很小時，從手臂一直到肩膀的肌肉都參與工作；而當傾角很大時，則只有手臂到胳膊的這一段肌肉在用力。 3、腳踏板的布置 圖5-22所示為踏板位置相對座椅的高度和相對于座椅對稱平面的橫向位置對踏板力的影響，可供布局時參考。顯然，駕駛員可以施加最大作用力的踏板位置同時也是最舒適的位置。 油門踏板要求操縱輕便，由于在形式過程中需要經(jīng)常踩踏，駕駛員通常習慣與將腳掌擱置在油門踏板上面，所以腳后跟應支撐在地板上，而只靠改變小腿和腳掌的角度來進行操縱。因此，油門踏板均做成鞋底板形狀，其擺動軸在下端，為了適應人的腳掌外張的特點，油門踏板上端也應適當?shù)南蛲鈴堥_。在相當于發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)的油門踏板位置，人體樣板腳掌踩在踏板上，應使之大致垂直于小腿。圖5-23所示為踏板的具體布置。 圖5-22 踏板位置對駕駛員施力的影響 圖5-23踏板的布置 2.6 備胎、油箱和蓄電池的布置 1、備胎 煤炭采樣車備胎的安放布置主要考慮兩個方面的因素：軸荷分配和裝卸的方便性。備胎的質(zhì)量一般較大，可達80~140kg，故其安放位置對車輛的軸荷分布有一定的影響，應在總布置開始階段就應該開始考慮。同時要考慮只有駕駛員一人的時候，能夠方便裝卸備胎。 一般說來，將備胎安裝于垂直位置是最可取的，這樣便于駕駛員滾動輪胎固定到夾持架，然后在舉升安放于車架下，而如果想要一個人挪動平放的車輪并將其裝到夾持架上是相當困難的。對于煤炭采樣車來說，一般沒有必要攜帶備胎。 2、油箱 煤炭采樣車的油箱通常布置在軸距范圍以內(nèi)的車身一側(cè)。主要從軸荷分配、加油方便及防火安全等方面來進行設(shè)計布置，同時還需考慮煤炭采樣車用途因素，不同用途的煤炭采樣車對油箱容積的要求是不同的。 當發(fā)動機縱向布置在軸距范圍內(nèi)時，從軸荷分布均勻的角度出發(fā)，油箱應布置在車輛后端的車架下面，這樣可以改善煤炭采樣車的軸荷分配。現(xiàn)代煤炭采樣車對防火要求也越來越高，對于煤炭采樣車這樣大量載人的車輛，防火安全更甚，所以在布置油箱的時候要進行充分考慮。一般油箱盡量布置在遠離排氣管的位置，而且不應布置在司機門附近，同時在布置油箱時候還必須考慮加油的方便性，此外還應考慮加油的速度，它取決于加油管口頸部的尺寸，加油速度一般不應低于100L/min。對于靠右行駛的車輛，油箱加油口應布置在車身左側(cè)。 3、蓄電池 蓄電池在布置時候應與啟動電機位于同一側(cè)，并且盡量靠近發(fā)動機，以縮短線路的距離。當蓄電池到啟動電機的距離較遠時，電路的電阻就會增大，這樣就會降低了到達啟動電機的電壓。煤炭采樣車蓄電池通常由駕駛室內(nèi)的遠距離電磁開關(guān)來進行接通和斷開的。大煤炭采樣車上采用的是鉛酸蓄電瓶，用支架固定在車身上，和導線一起約重60~120kg。所以在布置時電瓶的位置對車輛軸荷的分布有一定的影響。此外，還要考慮蓄電池拆裝的方便性和可接近性。 3 傳動部分的設(shè)計計算 3.1軸的設(shè)計計算 軸作為機器的一個關(guān)鍵組成部分，其為各類傳動部件的安裝，傳動的扭矩和旋轉(zhuǎn)運動圍繞軸進行，而且經(jīng)過軸承和機架連接。為了滿足定位軸上的緊固件和容易加工和裝配的軸類零件和拆卸，通常軸設(shè)計成階梯軸。軸系的零件是由軸和它上邊的零部件構(gòu)成一個裝配體系，研究軸的過程中不僅要研究軸體自己的數(shù)據(jù)，還要將系統(tǒng)里的全部零碎部件融合在一起。 傳動軸是煤炭采樣車底盤的最關(guān)鍵零件，對于保證煤炭采樣車底盤正常運轉(zhuǎn)和提高煤炭采樣車底盤行駛能力有著重要的意義。 傳動軸設(shè)計首先是確定它的受力情況。煤炭采樣車底盤行駛時，由于制造、安裝、檢修等原因，常會出現(xiàn)傳動軸壓在錐襯套下口的情況。我們就按傳動軸處于最不利的這種情況，作為傳動軸受力狀態(tài)，并且按承受最大扭矩和正常扭矩F兩種集中載荷（圖4.9）計算傳動軸的強度。 用圖解可以求得和對O點的力矩 （3.54） （3.55） 將和分解到動錐平面和垂直于進動平面的力矩 （3.56） （3.57） （3.58） （3.59） 式中 —偏心套給傳動軸的反力與進動平面的夾角，一般=15°~25°。 此外，動錐在進動平面內(nèi)還作用著旋回力矩和重力矩，故 （3.60） （3.61） （3.62） （3.63） 所以，動錐上各力對O點的總力矩為： 和被傳動軸套給傳動軸下端的實際反力和對O點的力矩所平衡，所以： （3.64） （3.65） 已知或后，把動錐的傳動軸看成懸臂梁，則其危險斷面上的彎曲應力為 （3.66） （3.67） 對于強度限為50~65MPa的優(yōu)質(zhì)鋼，=100~120MPa；=200~240MPa。 利用上述方法，可以求得傳動軸危險斷面b—b的直徑。然后，根據(jù)煤炭采樣車底盤的進動角、錐襯套的結(jié)構(gòu)尺寸大小以及傳動軸與錐襯套上下口間隙，便可決定傳動軸下端直徑的值。傳動軸上部與動錐內(nèi)孔相配合部位的軸向的尺寸，可按設(shè)計確定的破碎腔椎體部分尺寸并參考實際資料確定。傳動軸與椎體內(nèi)孔相配合部位的直徑，可參考實際資料確定。 3.2 齒輪傳動設(shè)計計算 1初步計算 （1）材料選擇 因傳動尺寸無嚴格限制，批量較小，故小齒輪用40Cr(調(diào)質(zhì)），硬度241HB~286HB，平均取為280HB，大齒輪用45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度229HB~286HB,平均取為240HB。選齒輪精度為7級。 （2）節(jié)錐角的計算 （3.11） （3.12） （3.13） 由文獻[2]表可知， （3.14） 式中，齒頂高系數(shù)，。 取小齒輪齒數(shù)， （3.15） 取大齒輪齒數(shù)。 （3）根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為 （3.16） （4）齒輪分度圓的直徑 mm （3.17） mm （3.18） （5）錐距 mm （3.19） （6）齒輪齒頂、齒根圓直徑 由文獻[3]表可知， 齒頂高 mm （3.20） 齒頂圓直徑 mm （3.21） mm （3.22） 齒根高 mm （3.23） 齒輪基圓直徑 mm （3.24） mm （3.25） （7）齒寬 由文獻[2]表可知，， mm （3.26） （8）節(jié)圓周速度 m/s （3.27） 3.3懸架系統(tǒng)的設(shè)計 懸架作為煤炭采樣車底盤結(jié)構(gòu)的一種，是保證車輪或車橋與汽車承載系統(tǒng)(車架或承載式車身)之間具有彈性聯(lián)系并能傳遞載荷、緩和沖擊、衰減振動以及調(diào)節(jié)汽車行駛中的車身位置等有關(guān)裝置的總稱。 煤炭采樣車底盤懸架的垂直彈性特性表示作用在懸架上的垂直載荷與在輪軸上方的變形之間的關(guān)系。 圖2-1 懸架彈性特性曲線 彈住特性上任意點的懸架剛度c，為： (2-1) 當簧下質(zhì)量固定不動時，而又無減震器時，簧上質(zhì)量的自由振動偏頻僅與有效靜撓度有關(guān) (2-2) 減振器阻力P與其活塞位移速度y之間的關(guān)系。經(jīng)常用的是雙向作用的，具有非對稱特性及卸荷閥的減振器。在現(xiàn)有的減振器中，復原阻力系數(shù)比壓縮阻力系數(shù)要大2—6倍。減震器的外特性主要指的是阻力-速度特性[10]，特性圖如下圖。 圖2-2 減震器的外特性 3.4蓄電池的選型計算 首先要確定變電站直流負荷的容量及事故放電時間。其中直流容量需考慮經(jīng)常性負荷，事故負荷，沖擊負荷等，統(tǒng)計好負荷容量，又知道直流額定電壓（220V居多），便可求出事故放電電流。 確定蓄電池個數(shù)： 原則首先按浮充電運行時, 直流母線電壓為1.05 Un 來確定電池個數(shù), Nf = 1. 05 Un/ Uf , Uf 為單個電池的浮充電壓,取2. 25 V。 根據(jù)直流母線允許的最低電壓,并計及蓄電池至直流母線間的電壓降來校驗蓄電池的放電終止電壓Ud ,應滿足Ud ≥0. 86 Un/ Nf 。具體計算過程如下： Nf = 1. 05 Un/ Uf = 1. 05×220/ 2. 25 = 102. 7 ,取104 個。Ud ≥0. 86 Un/ Nf = 0. 86×220/ 104 = 1. 82 V ,取1. 85 V。 蓄電池容量的計算用電流換算法計算,根據(jù)直流負荷統(tǒng)計表繪出直流放電負荷曲線。查找相關(guān)資料可得容量換算系數(shù)Kc 。Krel = Kt ×Ka ×Kr 式中: Krel為可靠系數(shù),一般取1. 4 Kt 為溫度修正系數(shù),一般取1. 10 Ka 為老化系數(shù),一般取1. 10 Kr 為裕度系數(shù),一般取1. 15再根據(jù)具體放電負荷曲線計算容量。 根據(jù)以上分析，確定蓄電池電流為300Ah，放電時間率有20Hr。 4 煤炭采樣車底盤主要零部件的有限元分析 大梁是煤炭采樣車底盤的最關(guān)鍵部位，整個車的受力部分都集中在大梁部位，所以對它進行有限元強度分析是有必要的，先對它分析如下： 大梁的三維零件圖如下圖所示： 添加夾具： 添加力： 選擇材料： 分析結(jié)果如下： 5 煤炭采樣車底盤零部件的三維建模 5.1 驅(qū)動橋的三維建模 5.2 傳動齒輪的三維建模 5.3 煤炭采樣車底盤的三維建模 結(jié) 論 直到今天，我的畢業(yè)設(shè)計總算完成了，心里充滿感概和辛酸。這幾個月以來，我一直不斷地查詢與設(shè)計相關(guān)的各種資料和文獻，通過仔細分析和研究，我的論文總算完成了，再這里感到百感交集，今天，我的論文總算接近尾聲了，心里充滿了辛酸和苦辣，覺得自己大學四年所學的知識還遠遠不夠，有的必要的需要掌握的知識也沒有掌握好，只有希望以后自己更加努力工作，在工作中成長，在工作中學習，這樣自己才會不斷地進步，不斷地提高自己，從而來實現(xiàn)自己的人身價值，讓自己成為一個對社會，對人們有用的人。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，讓我懂得了許多知識，感謝大家。感謝學校各位領(lǐng)導與老師給了我在濱海學院學習生活四年以及參加這次畢業(yè)設(shè)計的寶貴的鍛煉機會，它使我深刻認識到在知識的汪洋大海面前我是多么無知和微不足道。這是一個最好的時代，也是尊重知識，充分學習知識，掌握知識的時代。只有持續(xù)的不間斷地學習，才不會在激烈的競爭中落后于別人，也才能用自己的真才實學為社會做出自己應有的貢獻。 參考文獻 [1] 張華 機械設(shè)備設(shè)計 北京：科學出版社，2004.5 [2] 李念 煤炭采樣車底盤結(jié)構(gòu)概述 北京：機械工業(yè)出版社，2005.1 [3] 張棟 煤炭采樣車底盤的創(chuàng)新設(shè)計.高等教育出版社，2004.3 [4] 姜繼海，宋錦春，高常識. 煤炭采樣車底盤原理.高等教育出版社，2002.8 [5] 張春林，曲繼方，張美麟.機械創(chuàng)新設(shè)計.機械工業(yè)出版社，2001.4 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Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space 致 謝 在此論文完成之際，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導師和同學們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導，才讓我學到了很多知識和做人的道理，同時在重新溫故了以前課堂所學的知識。在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，遇到難解的問題，老師都會及時和我解釋，那么仔細和認真，讓后收益很多，我打心里感謝我的導師。 在相關(guān)的實際問題的討論中，我的導師總是孜孜不倦的引導著我，幫助著我。每周一次的進度檢查和問題討論，促使我在正確的道路上大步前進，不僅工作的按時保質(zhì)保量的完成得到了保證，我本人的研究能力，工作的態(tài)度也得到了充分的鍛煉和提高。也能為人生打下一個夯實地基礎(chǔ)！在此致以教授我的導師深切感激和真摯感謝！ 另外也感謝我的父母，朋友和同學們的幫助。在做設(shè)計感覺受挫，枯燥與迷茫時，是他們在悉心的為我釋放壓力，鼓勵我不要氣餒，勇敢面對。每周一次和父母的通話，與朋友和同學的長談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計。 23