【導(dǎo)讀】黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計。四輪轉(zhuǎn)向是指汽車的后輪也和前輪一樣具有一定的轉(zhuǎn)向功能，不僅可以與前輪同方。理念相吻合，它適應(yīng)汽車未來發(fā)展的趨勢，存在廣闊的發(fā)展前景。本文對液壓式四輪轉(zhuǎn)。對課題進行了文獻檢索，查看了相關(guān)資料；對國內(nèi)外四輪轉(zhuǎn)向汽車的研究現(xiàn)狀進行。了詳細的介紹，明確了設(shè)計的基本內(nèi)容及需解決的主要問題；對四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行了分。析，包括受力分析和運動學(xué)分析；設(shè)計了三種四輪轉(zhuǎn)向汽車的轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)方案，經(jīng)過

　　

【正文】 —— 活塞桿縮回速度 ， min/m ； D—— 液壓缸活塞直徑， m ； d—— 活塞桿直徑 ， m ； 所以 ? ? 406363442222222222121 ????????? dDDdDDAAvv??? （ ） 液壓缸活塞行程時間的確定 活塞桿伸出 32 1015 xQ SDt ?? （ ） 活塞桿 縮回 ? ? 322 1015 xQ SdDt ?? ? （ ） 式中 Q—— 流量， minL ； S—— 活塞行程， m； D—— 缸筒直徑， m； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 21 d—— 活塞桿直徑， m； 其中 S=250mm Q = minL 所以 sxxxxxQSDt 60 9232 ??? ?? （ ） ? ? ? ? sxxxxxQSdDt 60 922322 ????? ?? （ ） 液壓缸所做的功和功率 的確定 液壓缸所做的功 FSW? （ ） 液壓缸的功率 tWN? （ ） 式中 F—— 液壓缸的負載力， N； S—— 活塞行程， m； t—— 活塞運動時間， s； 其中 F=24000N S=250mm t=+= 所以 JxxFSW 60001025024000 3 ??? ? （ ） WtWN ??? （ ） 液壓缸強度的校核 缸筒壁厚 強度 校核 由于 ???D ﹤ 10 所以 缸筒壁厚按厚壁進行校核 ? ?? ? ???????? ???? 12 yyPPD??? （ ） 式中 yP —— 試驗壓力。當缸的額定壓力 nP ≤ 16MPa 時，取 yP = ； 當 nP ﹥ 16MPa時，取 yP = nP ； D—— 缸筒內(nèi)徑； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 22 ??? —— 缸筒材料許用應(yīng)力 ， ??? = nb? ， b? 為材料抗拉強度， n為安全系數(shù)， 一般取 n=5； 由于 nP =20MPa﹥ 16 MPa，所以取 yP = nP = 20=25 MPa 由于液壓缸的材料是 45鋼，查表知 45 鋼的 材料抗拉強度 為 600 MPa，所 以 b? =600 MPa， 所以 ??? = 12 0560 0 ??nb? MPa 所以 ? ?? ? 1 . 3 x 2 51 2 0 x 2 2 2 ????????? ??????????? ???yyPPD ?? ≤ =? （ ） 所以 ? ?? ????????? ???? 12 yyPPD??? 成立 所以缸筒壁厚強度 符合 要求 活塞桿強度校核 ? ???Fd 4? （ ） 式中 F—— 活塞桿所受負載； ??? —— 活塞桿 材料許用應(yīng)力， ??? = nb? ， b? 為材料抗拉強度， n 為安全系數(shù)，一般取 n=； 由上面式子可知 ??? = ?? ? MPa 所以 ? ? ??? 2400044 xxF??40=d （ ） 所以 ????Fd 4?成立 所以活塞桿強度符合要求 本章小結(jié) 本章對 轉(zhuǎn)向液壓缸進行了設(shè)計與計算，確定了轉(zhuǎn)向液壓缸的主要尺寸，包括 轉(zhuǎn)向液壓缸內(nèi)徑 D及活塞桿直徑 d 的確定 ； 轉(zhuǎn)向液壓缸 外 徑及 缸筒壁厚 的確定 ； 轉(zhuǎn)向液壓缸 導(dǎo)向長度 H、活塞寬度 B 和導(dǎo)向套滑動面長度 A 的確定 ； 液壓缸缸筒底部厚度的確定 ； 轉(zhuǎn)向液壓缸 所受壓力的確定 ； 轉(zhuǎn)向液壓缸 最大 流量和最大速度的確定 ； 液壓缸 活塞往復(fù)運動時的速度之比的確定 ； 液壓缸活塞行程時間的確定 ； 液壓缸所做的功和功率的確定 。 并對 液壓缸強度的校核，包括 缸筒壁厚強度校核，活塞桿強度校核。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 23 第 5 章 液壓元件的選取 液壓泵的選擇 計算液壓泵的最大工作壓力 p pppp ???? 1 （ ） 式中 1p —— 液壓缸的最大工作壓力 ， MPa； p?? —— 系統(tǒng)進油路上的總壓力損失， [可按經(jīng)驗進行估算，簡單的系統(tǒng)取 p?? =（ ～ ） 610 Pa]； 已知 1P = nP =20MPa 所以 pppp ???? 1 =20 + = MPa （ ） 計算液壓泵的最大流 量 pq 由于所設(shè)計的液壓系統(tǒng) 有多個液壓缸，所以液壓泵的最大流量為 ? ?m axqKqq vp ??? （ ） 式中 pq —— 系統(tǒng)所需流量 ， minL ； K—— 系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，一般取 ～ ； ? ?maxq? —— 同時動作的液壓缸的最大流量，一般 取 2～ 3 minL ； 初取 K= ? ?maxq? =3 minL 或 sm3310? 所以 ? ?m a xqKqq vp ??? = 3= minL 或 sm3310? （ ） 液壓泵規(guī)格的選擇 為 保證液壓系統(tǒng)工作穩(wěn)定，所選液壓泵應(yīng)有較大的最大功率、 容積效率和總效率，根據(jù)液壓泵的最大 工作壓力 和最大流量，參考 機械設(shè)計手冊（第五版）第四 卷 表2154，最終 系統(tǒng)液壓泵選擇為內(nèi)嚙合楔塊式齒輪泵。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 24 計算液壓泵的驅(qū)動功率 并選擇 電 動機 由于工作循環(huán)中，液壓泵的壓力和流量比較恒定，所以液壓泵的驅(qū)動功率 pP 應(yīng)按下式計算 pppp qpP ?? （ ） 式中 pq —— 液壓泵的最大流量 ， minL ； p —— 液壓泵的最大工作壓力 ， MPa； p? —— 液壓泵的總效率，齒輪泵一般取 90%； 所以 ???%90 xqpP p ppp ?82 W （ ） 所以 電 動機初選為型號為 Y8012的三相異步電動機 。 液壓 執(zhí)行元件 的選擇 液壓缸 的選擇 根據(jù) 第四章中對液壓缸的設(shè)計與計 算，并結(jié)合以往經(jīng)驗對液壓缸結(jié)構(gòu)及其各部件結(jié)構(gòu)的選取如下： 選為單活塞桿轉(zhuǎn)向液壓缸 連接 型 式選用 內(nèi)螺紋連接 45鋼 O型密封圈 45優(yōu)質(zhì)碳素鋼 45 優(yōu)質(zhì)碳素鋼 O型密封圈加擋圈 ASW型防塵 圈 液壓馬達 的選擇 根據(jù) 液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求，并結(jié)合以往經(jīng)驗，液壓馬達選取： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 25 四只 額定壓力為 16～ 25MPa、排量為 5～ 25mL 1?r 、 轉(zhuǎn)速為 500～ 4000r 1min? 、輸出轉(zhuǎn)矩為 17～ 64N m、 型號為 CM5，由天津液壓機械集團公司生產(chǎn) 的 齒輪式液壓馬達。 液壓控制閥 的選擇 由于 最終選定方案三作為本次設(shè)計的液壓式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方案 ，所以由圖 可知，液壓系統(tǒng)選擇的液壓控制閥有： 一個先導(dǎo)型電磁溢流閥、一個 調(diào)速 閥、 兩 個三位四通電液比例換向閥、 兩個溢流閥、四 個二位 四 通換向閥 。 所選的液壓控制閥均選擇液壓標準件 控制閥 。 液壓輔助元件的選擇 油箱的選擇 整體式油箱、兩用油箱和獨立郵箱是三種常見的類型，而獨立油箱應(yīng)用最為廣泛，所以本液壓系統(tǒng)選擇獨立油箱。 油箱容量的經(jīng)驗公式為 pqV ?? （ ） 式中 V—— 油箱 的有效容積， L； pq —— 液壓泵的總額定流量 ， minL ； ? —— 經(jīng)驗系數(shù)， 對低壓系統(tǒng)， ? =2～ 4，對中壓系統(tǒng)， ? =5～ 7，對 中、 高壓 或大功率 系統(tǒng)， ? =6～ 12； 初取 ? =4 所以 pqV ?? ＝ 4 = （ ） 表 液壓泵 站 油箱公稱容量系列（ JB/T 79381999） 液壓泵 站 油箱公稱量系列（ JB/T 79381999） /L 10 16 25 40 63 100 160 油箱 的有效容積的最終確定值按上表就近圓整為標準值，所以 由 表 可知 ： 液壓系統(tǒng) 可選 擇 公稱容量為 16L的油箱。 油管和油管接頭的選擇 常用的油管有硬管和軟管兩類，一般盡量選用硬管 ，所以本液壓系統(tǒng)選用 鋼 管。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 26 管道內(nèi)徑及壁厚是管道的兩個主要參數(shù)，計算公式如下 vqd ?4? （ ） bpdn?? 2? （ ） 式中 q—— 通過油管的最大流量， sm3 ； ｖ —— 油管中允許流量， sm ； （由于系統(tǒng)所用的是高壓管，所以 v 取 ） ｄ —— 油管內(nèi)徑， ｍ； ? —— 油管壁厚 ，ｍ； ｐ —— 管內(nèi)最高工作壓力 ， MPa； b? —— 管材抗壓強度 ， MPa； （由于管材是 45 鋼，所以 b? =600 MPa） ｎ —— 安全系數(shù)；（由于系統(tǒng)最高的工作壓力為 20 MPa，大于 MPa，所以 n 取 4） 所以 mxxxvqd 3 ??? ?? （ ） mx xxpdn b ??? ?? （ ） 表 液壓系統(tǒng)用硬管外徑系列（ GB/T 23511993） 液壓系統(tǒng)用硬管外徑系列（ GB/T 23511993） /mm 1 (14)、 1 （ 18）、 （ 22）、2 （ 28）、 3 （ 34）、 3 （ 42）、 50 液壓系統(tǒng)用硬管外徑 的最終確定值按上表就近圓整為標準值，所以 由 表 ：液壓系統(tǒng) 可 選擇 外徑為 6mm 的鋼制油管。 油管接頭選擇卡套式接頭。 蓄能器的選擇 蓄能器的充氣壓力是蓄能器的重要參數(shù)，用于蓄能的充氣壓力在等溫工作過程時按下式計算 npp ? （ ） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 27 式中 0p —— 充氣壓力 ， MPa； np —— 液壓系統(tǒng)最高工作壓力， MPa； 所以 npp ? = 20=10 MPa （ ） 蓄能器有彈簧加載、重力加載和氣體加載三種類型，本系統(tǒng)選擇氣體加載 式 的隔離型皮囊式蓄能器。蓄能器的皮囊材質(zhì)選擇標準丁清橡膠。蓄能器的液壓工作介質(zhì)選擇石油基液壓液和水 。 液壓工作介質(zhì)、 過濾器 和 壓力表的選擇 由于本液壓系統(tǒng)中包含伺服系統(tǒng)，對液壓工作介質(zhì)要求較高，所以本系統(tǒng)選擇高粘度指數(shù)液壓油。 由于本液壓系統(tǒng)用 到電液比例閥，所以本系統(tǒng) 中過濾器 選擇精過濾器 ，壓力表選擇電接點式壓力表。 本章小結(jié) 本章對四輪轉(zhuǎn)向汽車的液壓系統(tǒng)的液壓元件進行了選取，包括液壓泵的選擇、液壓執(zhí)行元件 的選擇、液壓控制閥的選擇和液壓輔助元件的選擇。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 28 結(jié)論 隨著汽車技術(shù)的發(fā)