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黑工程畢業(yè)論文空氣動力汽車的設計-資料下載頁

2025-06-25 14:22本頁面
  

【正文】 熱處理靜聯(lián)接不良35504070中等60100100140良好80120120200空在下移動的動聯(lián)接不良15202035中等20303060良好25~404070在載荷作用下的移動的動聯(lián)接不良310中等515良好1020帶入數(shù)值有。取第5章 制動器的設計汽車制動系是用以強制行駛中的汽車減速或停車、使下坡行駛的汽車車速保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車在原地(包括在斜坡上)駐留不動的機構。 摩擦式制動器按其旋轉元件的形狀又可分為鼓式和盤式兩大類。因為盤式制動器的旋轉元件是一個垂向安放且以兩側面為工作面的制動盤,其固定摩擦元件一般是位于制動盤兩側并帶有摩擦片的制動塊。當制動盤被兩側的制動塊夾緊時,摩擦表面便產(chǎn)生作用于制動盤上的摩擦力矩。盤式制動器按摩擦副中的固定摩擦元件的結構,分為鉗盤式和全盤式制動器兩大類。一般轎車上大多數(shù)采用鉗盤式制動器,這里也選用鉗盤式制動器。鉗盤式制動器按制動鉗的結構型式又可分為以下幾種:a. 固定鉗式盤式制動器b. 滑動鉗式盤式制動器 c. 擺動鉗式盤式制動器 三種鉗盤式制動器因為滑動鉗式盤式制動器只在制動盤的一側裝油缸,結構簡單,造價低廉,易于布置,結構尺寸緊湊,可以將制動器進一步移近輪轂,同一組制動塊可兼用于行車和駐車制動?;瑒鱼Q由于沒有跨越制動盤的油道或油管,減少了受熱機會,單側油缸又位于盤的內(nèi)側,受車輪遮蔽較少使冷卻條件較好,另外,單側油缸的活塞比兩側油缸的活塞要長,也增大了油缸的散熱面積,因此制動液溫度比用固定鉗時低30℃~50℃,氣化的可能性較小。所以這里所設計的制動器形式選用:滑動鉗式盤式制動器。制動鉗體2通過導向銷6與車橋7相連,可以相對于制動盤1軸向移動。制動鉗體只在制動盤的內(nèi)側設置油缸,而外側的制動塊則附裝在鉗體上。制動時,液壓油通過進油口5進入制動油缸,推動活塞4及其上的摩擦塊向右移動,并壓到制動盤上,并使得油缸連同制動鉗體整體沿銷釘向左移動,直到制動盤右側的摩擦塊也壓到制動盤上夾住制動盤并使其制動。1制動盤 2制動鉗體 3摩擦塊 4活塞 5進油口 6導向銷 7車橋 滑動鉗式盤式制動器工作原理圖1. 制動盤直徑D制動盤直徑D希望盡可能大,這時制動盤的有效半徑得以增大,就可以降低制動鉗的夾緊力,降低摩擦襯塊的單位壓力和工作溫度。但制動盤直徑D受輪輞直徑的限制。通常,制動盤的直徑D選擇為輪輞直徑的70%~79%,該車應取70%。該乘用車的輪輞直徑為12英寸(305mm),所以制動盤直徑取:D=214mm。2. 制動盤的厚度h 制動盤厚度h直接影響著制動盤質(zhì)量和工作時的溫升。為使質(zhì)量不至于太大,制動盤厚度應取得適當小些;為了降低制動工作時的溫升,制動盤厚度又不能過小。制動盤可以制成實心的,通常,實心制動盤厚度可取為10mm~20mm;具有通風孔道的制動盤的兩工作面之間的尺寸,即制動盤的厚度取為20mm~50mm,但多采用20mm~30mm。此設計?。篽=14mm。3. 摩擦襯塊內(nèi)半徑和外半徑推薦摩擦襯塊的外半徑R2與內(nèi)半徑R1(),工作時摩擦襯塊外緣與內(nèi)緣的圓周速度相差較大,則其磨損就會不均勻,接觸面積將減小,最終會導致制動力矩變大。因為制動盤直徑D=214mm,則摩擦塊。 ()式中:R2──摩擦塊外半徑,取105mm; R1──摩擦塊內(nèi)半徑。將數(shù)據(jù)代入上式得:R1=70mm?!∧Σ翂K內(nèi)外半徑圖4. 摩擦襯塊工作面積A∕cm2~∕cm2范圍內(nèi)選取?!∫r片摩擦面積參考表汽車類別汽車總質(zhì)量ma/t單個制動器總的襯片摩擦面積Ap/cm178。轎車0.91.51.5~2.5100200200300貨車及客車1.0~1.51.5~2.52.5~3.53.5~7.07.0~12.012.0~17.0120200150250(多為150200)25040030065055010006001500(多為6001200)∕cm2,則摩擦襯塊工作面A。 ()將數(shù)據(jù)代入上式得:。5. 摩擦襯塊圓心角的計算圓心角計算公式為: ()式中──θ為摩擦片相對輪輞中心包角代入數(shù)據(jù)解得θ==82。6. 盤式制動器制動力矩的設計計算,若襯塊的摩擦表面與制動盤接觸良好,且各處的單位壓力分布均勻,則盤式制動器的制動力矩為: ()式中:f──摩擦系數(shù); R──作用半徑; N──單側制動塊對制動盤的壓緊力,見下圖()。以上各參數(shù)確定如下:(1)作用半徑R的確定:對于常見的扇形摩擦襯塊,如果其徑向尺寸不大,則取R為平均半徑Rm或有效半徑Re已足夠精確。平均半徑為: ()式中:R1,R2──扇形摩擦襯塊的內(nèi)半徑和外半徑。代入數(shù)據(jù)得=?!”P式制動器計算用圖 鉗盤式制動器的作用半徑計算圖有效半徑Re即是扇形表面的面積中心至制動盤中心的距離為: ()式中:。 ——扇形摩擦襯塊的平均半徑。代入數(shù)據(jù)得=。因為m<1,故ReRm,且m越小則兩者差值越大。應當指出,若m過小,即扇形的徑向寬度過大,襯塊摩擦面上各不同半徑處的滑磨速度相差太遠,磨損將不均勻,因而單位壓力分布均勻這一假設條件不能成立,則上述計算方法也就不適用。式()中R取Re=(2)N的確定:根據(jù)能力守恒定律得: ()式中:m──汽車總質(zhì)量;1030kg; S──汽車制動距離;; v──汽車行駛最高速;∕s。代入數(shù)據(jù)得:F=。因為前后重量分配:60%,40%;則有單個后車輪受力為: ()式中:F──汽車制動所需制動力。將數(shù)據(jù)代入上式得:F1=。又由力矩相等得到: ()式中:F1──制動時單個后車輪受力,; Rr──車輪滾動半徑,254mm; Re──扇形摩擦襯塊有效半徑。將數(shù)據(jù)代入上式得:fN=。據(jù)資料取液壓缸活塞內(nèi)徑Da=33mm,Pa=12MPa。 ()式中:Da──液壓缸活塞內(nèi)徑,33mm;Pa──液壓缸活塞所受壓強,12MPa。將數(shù)據(jù)代入上式得:N=。由上兩式可得f=。最后計算得到制動力矩Tf=。第6章 氣動回路的設計壓縮空氣動力汽車本質(zhì)上是一套氣動設備,與常規(guī)的氣動系統(tǒng)的構成只是一些元器件上的差別,也包括了氣源、氣閥、氣動管道、執(zhí)行機構(葉片式馬達)和控制元件等。簡圖如下: 氣動回路簡圖由葉片式馬達的參數(shù)可知。設計要求是能夠保證車以最高時速30km/h行駛60km。行駛60km總耗氣量為V1:60m3工作壓力P1:存儲壓力P:60MPa儲氣罐容積V: ()氣動回路不可避免的會有些能量損失,氣動回路的設計要盡量減少能量損失,提高壓縮空氣的使用效率。下面對本設計氣動載運小車的效能做出計算和分析。小車運行所需克服摩擦力做功: ()式中:──輪胎與地面的滾動摩擦系數(shù),取=;──小車載重,取=1030kg;──小車行程,取=60km。代入數(shù)據(jù)計算得,小車需克服阻力做功J。而小車需要的總能量為:其中,──機械傳遞效率,取=,計算得到。而容積為500L的氣罐當充氣壓力到60MPa時,由克拉伯龍方程可知,其儲存的有效能量可以表示為: ()式中:p0──工作壓力,取P0=5x105pa;T0──環(huán)境溫度,取T0=;m──氣體質(zhì)量,kg。代入數(shù)據(jù)計算得=。另外定義壓縮空氣所做的有效膨脹功與壓縮空氣儲存的全部膨脹功之比為壓縮空氣的使用效率。小車克服阻力所做的功即壓縮空氣所作的有效膨脹功,存儲的有效能量即壓縮空氣儲存的全部膨脹功。因此該氣動回路壓縮空氣的使用效率為:結 論本論文在綜述了世界各地空氣動力車的研究和應用的基礎上,結合發(fā)展方向,具體闡述了一個基于氣動馬達的空氣動力小車的結構設計。采用的驅動器與以往設計有所不同,本設計使用的是價格便宜,且安全、安裝使用方便的氣動馬達。本文主要完成了以下工作:(1)查閱資料分析了空氣動力車的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢,提出本課題的研究可行性及研究內(nèi)容。(2)根據(jù)氣動馬達的驅動方式及小車運動機能,確定系統(tǒng)的總體方案,解決了小車驅動系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)的問題。(3)結合對氣馬達這種新型驅動器特性的分析,根據(jù)小車的載重、時速以及行程算出了小車所需的力的大小,選擇氣馬達的型號。(4)進行了結構設計計算。根據(jù)機械設計的基本理論和方法,設計計算動力傳送結構、制動器零件的幾何參數(shù)。(5)針對小車的驅動方式和應用場合,對供氣系統(tǒng)進行了設計,對該系統(tǒng)進行了壓縮空氣效能計算。設計出的氣動載運小車能夠載人行走,實現(xiàn)短行程的不間斷運行。但要完全實現(xiàn)自動化控制,提高其柔順性,還需要開展如下的研究工作:(1)進一步設計性能更加良好的氣動馬達;(2)在機械結構的基礎上繼續(xù)完善其結構的緊湊性,添加一些實用設備,如減震器、車鈴等安全設施;(3)控制系統(tǒng)上安裝傳感器,使其能實現(xiàn)自動閉環(huán)控制。參考文獻[1] 李玉紳, 世紀汽車的發(fā)展趨勢[J].世界汽車,2001(4):1~3.[2] [J].汽車研究與開發(fā)2000(4):15~19.[3] 陳清泉2l世紀的綠色交通工具——電動北京:清華大學出版社,2000.[4] [J].200l(3):37~5l.[5] 陳全世,[J].2001(6):361~364.[6] 何仁等,壓縮空氣動力汽車的可行性分析[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2006,39(7):2338.[7] Alford A.,Northrop S.,and Kawamura K.Music playing robot[J].Proceeding of the international Conference on Field and Service Robotics,Aug., 1999:174~178.[8] Chou Ching-ping,Hannaford B.Study of human forearm posture maintenance with a physiologically based robotic arm and spinal level neural controller[J]. 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