【導(dǎo)讀】車(chē)重要的部件之一。輪胎的性能對(duì)汽車(chē)的牽引力、制動(dòng)性、行駛的平穩(wěn)性、平順性、越野性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接的影響，所以說(shuō)輪胎的性能直接影響汽車(chē)的使用性能。轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)上等值轉(zhuǎn)換的試驗(yàn)方法，闡述了轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)的總體設(shè)計(jì)。參數(shù)，進(jìn)而通過(guò)運(yùn)算得到滾動(dòng)阻力系數(shù)的準(zhǔn)確值。為研制開(kāi)發(fā)滾動(dòng)阻力系數(shù)試驗(yàn)裝置。輪胎轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)的類(lèi)型選擇......

　　

【正文】 由上表確定外徑 D=95mm,則壁厚 ???2 8090? 5．液壓缸缸底厚度確定 選擇缸底為平面型，則厚度 1 可以按照四周鑲住的圓盤(pán)強(qiáng)度進(jìn)行近似計(jì)算 ,則 1 () 式 中 ： D2 近似認(rèn)為為液壓缸內(nèi)徑 D ， m ； P—筒內(nèi)最大工作壓力， MPa ,取 P ； p—筒底材料許用壓力， MPa ,取npp ?? ?； b—缸筒材料的抗拉強(qiáng)度， MPa ； n—安全系數(shù)，取 n=5 ； 即代入 10 8 ?????mm ,取 1=9mm 。 6．液壓缸缸底其他尺 寸的確定 如下圖 所示液壓缸缸底的主要尺寸 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 圖 液壓缸缸底示意圖 7．液壓缸缸蓋的設(shè)計(jì)計(jì)算 如圖 所示，各部分尺寸確定如下 ： 活塞長(zhǎng)度 B=（ ） D=（ ） 80=46 80 mm ,這里取 B=70mm 。 導(dǎo)向套長(zhǎng)度 LA=（ ） D=48 120 mm ,這里取 LA=50mm 。必要時(shí)可在導(dǎo)向套和活塞之間安裝一個(gè)隔 套 K，其長(zhǎng)度 C=H （ LA+B） （ ） 式中 : H— 活塞桿導(dǎo)向長(zhǎng)度 ； LA— 全部外伸時(shí)從活塞支撐面中點(diǎn)到導(dǎo)向套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離。 如果導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)小將使液壓缸的初始撓度增大（間隙引起的撓度），影響液壓缸的穩(wěn)定性，一般滿(mǎn)足 H + 。 8．導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)的確定 活塞桿導(dǎo)向套裝在液壓缸的有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用以對(duì)活塞桿進(jìn)行導(dǎo)向，內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有桿腔的 密封。外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時(shí)把雜質(zhì)、灰塵及水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。當(dāng)導(dǎo)向套采用非耐磨材料時(shí)，其內(nèi)圈還可裝設(shè)導(dǎo)向環(huán)，用作活塞桿的導(dǎo)向。導(dǎo)向套的典型結(jié)構(gòu)形式有軸套式和端蓋是兩種。 圖 液壓缸導(dǎo)向套示意圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 9．液壓缸活塞行程 L 的確定 液壓缸行程 L 主要依據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)要求而定，且為了簡(jiǎn)化工藝和降低成本取表 中標(biāo)值，現(xiàn)取 L=250mm 。 表 液壓缸活塞行程第一系列 （ mm） 25 50 80 100 125 160 200 250 320 400 500 630 800 1000 1250 1600 20xx 2500 3200 4000 故由 H + = , B=70mm , H=60mm ,則 C=60 (50+70)=0 10．液壓缸活塞（如圖 所示） ： 圖 活塞 （ 1） 活塞與活塞桿的聯(lián)接方式 本試驗(yàn)液壓缸活塞與活塞桿的聯(lián)接選用螺紋聯(lián)接。 （ 2） 活塞與缸體的密封結(jié)構(gòu) 活塞與缸體之間既有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，又需要使液壓缸各腔之間不漏油，因此在結(jié)構(gòu)上應(yīng)慎重 考慮。本試驗(yàn)采用 O 形密封圈加擋圈結(jié)構(gòu)。 （ 1）活塞桿直徑的確定 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)由表 系數(shù) ? 的推薦值，取 ?? ，故 d=40mm(且符合GB/T3211980)， 此時(shí) ， 液壓缸活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速 比 2222112 ????? dD DAAvv? ，符合表 要求規(guī)定。 計(jì)算速比主要是為了確定活塞桿的直徑和是否需要設(shè)置緩沖裝置。速比不宜過(guò)大或過(guò)小，以免產(chǎn)生過(guò)大的背壓或造成因活塞桿太細(xì)導(dǎo)致穩(wěn)定性不好。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 表 p 的關(guān)系 工作壓力 p/MPa 10 20 20 速度比 ； 2 2 （ 2）活塞桿結(jié)構(gòu)的確定 活塞桿有實(shí)心桿和空心桿兩種，如圖 所示，本試驗(yàn)臺(tái)液壓缸活塞桿采用實(shí)心結(jié)構(gòu)，一端經(jīng)螺母與活塞相聯(lián)接，另一端由螺釘與法蘭盤(pán)聯(lián)接。 圖 活塞桿 緩沖裝置是為了防止或減小液壓缸活塞在運(yùn)動(dòng)到兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，因慣性力造成的沖撞。通常是通過(guò)節(jié)流作 用，使液壓缸運(yùn)動(dòng)到端點(diǎn)附近時(shí)形成足夠的內(nèi)壓，降低液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度，以減少?zèng)_擊。 液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)速度在 ，不必采用緩沖裝置；在 設(shè)置緩沖裝置。故本設(shè)計(jì)不需要緩沖裝置。 為使液壓缸運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，在新裝上液壓缸以后，必須將缸內(nèi)的空氣排出。其中較可靠的方法是在液壓缸上設(shè)置排氣塞（排氣閥），排氣塞的位置一般放在液壓缸的端部，雙作用液壓缸則應(yīng)設(shè)置兩個(gè)排氣塞。 由于本試驗(yàn)液壓缸工作壓力較小且速度等要求不高故可采用使液壓缸反復(fù)運(yùn)動(dòng)，直到運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)的方法進(jìn)行排氣。 的確定 油口包括油口孔和油口連接螺紋。液壓缸的進(jìn)、出油口可布置在端蓋或缸筒上。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 油口孔大多數(shù)屬于薄壁孔（指孔的長(zhǎng)度與直徑之比 l/d 的孔）。通過(guò)薄壁孔的流量按下式計(jì)算 Q=CA =CA m3/s () 式中： C—流量系數(shù)，接頭處大孔與小孔之比大于 7 時(shí) C= ，小于 7 時(shí) C= ； A— 油孔的截面積 ， m2； —液壓油的密度， kg/m3； P1—油孔前腔壓力， Pa； P2—油孔后腔壓力， Pa； P—油孔前、后腔壓力差。 代入上式得： d= 油口連接螺紋尺寸應(yīng)符合國(guó)標(biāo)規(guī)定，由 GB/T28781995 選取 M5 ， 精度為 6H。 液壓缸主要部分 的 校核 對(duì)最終采用的缸筒壁厚應(yīng)進(jìn)行四方面的驗(yàn)算： 額定壓力 PN 應(yīng)低于一定極限值，以保證工作安全 則， PN 1221 )(D DDa ??MPa （ ） 或 PN 4412213)(DDDDa??? MPa （ ） 同時(shí)，額定壓力也應(yīng)與完全塑性變形壓力有一定的比例范圍，以避免塑性變形的發(fā)生，即 PN ） PRl MPa （ ） 此外，尚需驗(yàn)算缸筒徑向變形 D 應(yīng)處在允許范圍內(nèi) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 D=EDPr ))(( 221221 vDD DD ??? m （ ） 式中， 變形量 D 不應(yīng)超過(guò)密封圈允許范圍。 最后，還應(yīng)驗(yàn)算缸筒的爆裂壓力 DDlP gb ?? ? MPa （ ） 式中： —缸筒材料屈服點(diǎn)， MPa ； PN—缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力， MPa ； Pr—缸筒耐壓試驗(yàn)壓力， MPa ； E—缸筒材料彈性模量， MPa ； —缸筒材料泊松比，鋼材 = ； D—缸筒外徑， m 。 代入得： 由式（ ）得： 2 )(320 22 ?= MPa 故符合強(qiáng)度條件； 由式（ ）得： 2 4422 )(320 ?? ?= MPa 故符合強(qiáng)度條件； 由式（ ）得： MPl g 5 8 ~8 1 3 )~(2 ???? 符合強(qiáng)度條件； 由式（ ）得： D= ) 9 9 ( 22 225 ???? ??= mm ； 由式（ ）得： = lgDD1= 540 lg8095= 2=3 符合強(qiáng)度條件 ； 綜上所述，缸筒壁符合各校核要求。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 桿強(qiáng)度校核 ssndF ??? ??239。4 （ ） 式中 ： F’—液壓缸最大載荷，即 Fmax , N； S—材料的屈服極限， S=600MPa； ns—屈服極限安全系數(shù)，取 n=5。 則 由 上述代入得： = 73504 2 ??? 5600?=120MPa 所以 ，強(qiáng)度滿(mǎn)足條件。 在初定活塞行程時(shí)，主要是從實(shí)際工作需要長(zhǎng)度來(lái)考慮，但這一工作行程并不一定是液壓缸的穩(wěn)定性所允許的行程，為了計(jì)算行程，首先應(yīng)計(jì)算出活塞桿的最大允許長(zhǎng)度 Lk 。因活塞桿一般為細(xì)長(zhǎng)桿，當(dāng) Lk （ 10 15） d 時(shí)，由歐拉公式推導(dǎo)出 Lk= KFEI?2 (mm) （ ） 式中 ： Fk—活塞桿彎曲失 穩(wěn)臨界壓縮力， N ，（ Fk Fnk,即 Fk 5 7350=36750N）； F—活塞桿縱向壓縮力， N ； nk—安全系數(shù)，通常 nk= 6 ； E—材料的彈性模量，鋼材 E= 105MPa ； I—活塞桿橫截面慣性矩， mm4,圓截面 I=644d?= ； d—活塞桿直徑， mm 。 將數(shù)據(jù)代入并化簡(jiǎn)后得： Lk=320367501600= mm 所以， L=250mm時(shí)，符合穩(wěn)定性要求 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 當(dāng)液壓缸支撐長(zhǎng)度 LB (10 15)d 時(shí)，需驗(yàn)算活塞桿彎曲穩(wěn)定性 Fk=2261 10BLKIE ?? （ ） 式中： Fk—活塞桿彎曲失穩(wěn)臨界壓縮 力， N ； E1—實(shí)際彈性模數(shù)， E1= MPa ； I—活塞桿橫截面慣性矩，對(duì)于圓形截面 I=644d? ； K—液壓缸安裝及導(dǎo)向系數(shù)，查表取為 K=1 ； LB—伸長(zhǎng)時(shí)總長(zhǎng)度， m ； 若 Fmax sKnF? ,式中 ns 為屈服極限安全系數(shù)， ns 6，則滿(mǎn)足要求。 如圖 所示本試驗(yàn) LB=1031mm ，故滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求。 圖 液壓缸示意圖 由公式，螺紋處的拉應(yīng)力為 = ZdKF214? （ ） 螺紋處的切應(yīng)力為 =ZdKFdK 31 （ ） 合成應(yīng)力為 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 = [ ] （ ） 式中： Z—螺栓數(shù)； K—螺紋擰緊系數(shù)，靜載時(shí)，取 K= ；動(dòng)載時(shí)， K= 4； K1—螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)，一般取 K1=； d0—螺紋外徑 （ m）； d1—螺紋內(nèi)經(jīng) （ m），當(dāng)采用普通螺紋時(shí)： d1= ； [ ]—螺紋材料的許用應(yīng)力（ Pa） [ ]=ns?； s—螺紋材料的屈服點(diǎn)（ Pa）； n—安全系數(shù)，通常取 n= ； F—缸體螺絲處所受的拉力（ N）。 代入得， 352MPa 所以液壓缸上個(gè)螺紋聯(lián)接均符合強(qiáng)度要求。 液壓缸的材料和技術(shù)要求 （ 1） 缸蓋的材料 液壓缸的缸蓋可選用 3 45 號(hào)鍛鋼或 ZG3 ZG45 鑄鋼或 HT200、 HT300、 HT350鑄鐵等材料。 當(dāng)缸蓋本身又是活塞桿的導(dǎo)向套時(shí)，缸蓋最好選用鑄鐵。同時(shí)，應(yīng)在導(dǎo)向表面熔堆黃銅、青銅或其他耐磨材料。如果采用在缸蓋中壓入導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)時(shí)，導(dǎo)向套的材料則應(yīng)為耐磨鑄鐵、青銅或黃銅等。 （ 2）缸蓋的技術(shù)要求 ① 直徑 d（基本尺寸同缸徑）、 D3（基本尺寸同活塞桿密封圈外徑）的圓柱度公差，應(yīng)按 10 或 11 級(jí)精度選取。 ② D3 與 d 同軸度公差值為 。 ③ 端面 A、 B 與直徑 d 軸心線(xiàn)的垂直公差值，應(yīng)按 7 級(jí)精度選取。 ④ 導(dǎo)向孔的表面粗糙度為 m。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 （ 1）活塞的材料 液壓缸活塞常用的材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵（ HT300、 HT350）、鋼（有的在外徑上套有尼龍 6尼龍 1010 或夾布酚醛塑料的耐磨環(huán)）及鋁合金等。 （ 2） 活塞技術(shù)要求 ① 活塞外徑 D 對(duì)內(nèi)孔 D1 的徑向跳動(dòng)公差值，按 8 級(jí)精度選取。 ② 端面 T 對(duì)內(nèi)孔 D1 軸線(xiàn)的垂直度公差值，應(yīng)按 7 級(jí)精度選取。 ③ 外徑 D 的圓柱度公差值，按 10 或 11 級(jí)精度選取。 （ 1）缸筒的材料（如圖 所示） 工程機(jī)械、鍛壓機(jī)械等工作壓力較高的場(chǎng)合，常用 3 45 號(hào)鋼的無(wú)縫鋼管。其中， 20 號(hào)鋼用得較少，因其較軟，機(jī)械強(qiáng)度也低，加工粗糙度不易保證。須與缸蓋、管接頭、耳軸等零件焊接的缸筒用 35 號(hào)鋼，并在粗加工后調(diào)質(zhì)。不與其它零件焊接的缸筒，常用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，調(diào)制處理的目的是保證強(qiáng)度高、加工性好，一般調(diào)質(zhì)到HB241～ 285。 圖 缸筒 （ 2） 缸筒的技術(shù) 要求 ① 缸筒內(nèi)徑 D 采用 H7 或 H8 級(jí)配合，表面粗糙度 Ra 值一般為 ~ m，需進(jìn)行研磨 ；