【導讀】本科學生畢業(yè)設計。ST5063TQZ清障車改裝設計。專業(yè)班級：車輛工程B07-8班。黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計

　　

【正文】 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （ 90） 100 （ 110） 125 （ 140） 160 （ 180） 200 （ 220） 250 （ 280） 320 （ 360） 400 （ 450） 500 注：括號內數(shù)值為非優(yōu)先選用者 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 23 取油缸內徑 63?d mm。 由于將油缸工作行程為 520mm，所設計的滑輪組可以省一半的行程，所以： 2602520 ?＞L mm 表 缸活塞行程系列（ GB/T2341980） 25 50 80 100 125 160 200 250 320 400 500 630 800 1000 1250 1600 20xx 2500 3200 4000 取 L=320mm。 活塞桿直徑 d 的確定 在單桿活塞中， d 值可由 D 和 λ v 求的，標準液壓缸的 λ v 系列值為 、 、 、 、 、 和 5，為了減少沖擊 ，一般推薦 λ v≤ ?；钊\動速度受結構的限制，范圍 ～ v1m/s。 活塞桿直徑也可以按其工作時的受力情況由如表 初步選取。 表 活塞桿 直徑的選取 活塞桿受力情況 工作壓力 p/MPa 活塞桿直徑 d 受 拉 — d=(～ ) D 受壓及拉 p≤ 5 d=(～ )D 受壓及拉 5P≤ 7 d=(～ )D 受壓及拉 p7 d= 液壓系統(tǒng)各 液壓缸均采用雙作用單桿活塞缸 。即受壓也受拉，而且工作壓力 p大于 7 所以活塞桿直徑選公式： d= （ ） 將 D 值代入 （ ） 式 中，可求得 d==? 63= 表 液壓缸活塞桿外徑尺寸系列（ GB/T23481993） 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 24 220 250 280 320 360 取 活塞桿直徑 d 為 45 mm。 液壓缸壁厚和外徑的計算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算。 液壓缸的壁厚一般是指缸筒結構中最薄處的厚度。從材料力學可 知，承受內壓力的圓筒，其內應力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異。一般計算時可以分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。 液壓缸的內徑 D 與其壁厚 ? 的比值 D/? ≥ 10 的圓筒稱為薄壁圓筒。起重運輸機械和工程機械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結構，其壁厚按薄壁圓筒公式計算 ： ][2?? Dpy? （ ） 式中 ?——液壓缸壁厚； D ——液壓缸的內徑； yp ——試驗壓力，一般取最大工作壓力的（ ～ ）倍； ][? ——缸筒材料的許用應力。其值為：鍛鋼： ][? =110～ 120 MPa； 鑄鋼： ][? =100～ 110 MPa；鋼管： ][? =100～ 110 MPa； 高強度鑄鐵： ][? =60 MPa；灰鑄鐵： ][? =25 MPa。 yp =? 10 610? =15 MPa 本設計的轉向液壓缸的材質是鋼管，其 ][? =100～ 110 MPa，所以選 ][? =110 MPa。 將 Py、 ][? 值代入（ ）式中，可求得 ： ??? ???? 66 101 102 631015][2 ?? Dp y 液壓缸壁厚度算出后，即可求出缸體的外徑 1D 為 ： ?21 ?? DD （ ） 將 ? 值代入（ ）式中，可求得 ： 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 25 ?21 ?? DD = 缸體長度的確定 液壓缸缸體內部長度應該等于活塞的行程與活塞的 寬度之和。缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應大于內徑的 20～ 30 倍。 油泵的計算與選型 舉升機構 常用油泵分為齒輪油泵與柱塞泵兩類。齒輪泵多為外嚙合式，在相同體積下齒輪泵比柱塞泵流量大但油壓低。柱塞泵最大特點是油壓高（油壓范圍16～ 35MPa），且在最低轉速下仍能產生全油壓，固可縮短舉升時間。中輕型 舉升機構 上多采用齒輪泵，常用系列有 CB、 CBX、 CG、 CN 等；重型 舉升機構 常采用柱塞泵 。 選 取 CB50 型號的單齒輪泵。 油泵工作壓力的計算 AFP ??6max10MPa （ ） 式中： maxF ——油缸最大作用力， (N)； A ——油缸橫截面積， (m2)。 代入式（ ） 則： 21 6 5 0 010 266m a x ???????????? AFP MPa 油泵理論流量的計算 tVQT ???? ??60 L/min （ ） 式中： V? ——油缸最大工作容積（ m3），按下式計算： 320m a x 104)( ????? dSSV ?L （ ） maxS 、 0S 、 d 的單位均為 m； 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 26 t ——舉升時間， (S)； ?? ——液壓泵容積效率 ?? =~。 由公式（ ）、（ ） 則： 4 0606062??????????? ?tVQ T ?? L/min 油泵排量的計算 310?? nQq T mL/r （ ） 式中： TQ ——油泵流量， (L/min)； n——油泵額定轉速， (r/min)。 油泵轉速 1000?n r/min 由公式（ ）得： 3 ????? nQq T mL/r 油泵功率的計算 tnpQN ?? （ ） 式中： p ——油泵最大工作壓力； nQ ——油泵額定流量； t? ——油泵總效率 t? =。 由公式（ ）得 ： 66 ??????? t npQN ? KW 液壓絞盤的設計 系纜部分 表 系纜部分 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 27 額定系纜拉力： 40KN 公稱速度 ： ≥5 m/min 絞盤頭直徑 ： Φ 300mm 液壓馬達部分 表 液壓馬達 部分 馬達 型號 ： IY320xx 額定流量： 2030ml/r 絞盤性能參數(shù)計算 已知：系纜負載 F 工 ＝ 40Kn,纜索直徑 d＝ 13mm，卷筒直徑 D＝ 300mm， 絞盤 工作時的工作壓力 P＝ 2πT103/piη 總 η 效 其中扭力 T＝ F 工 （ D+d） /2 ＝ 2π40（ 300+13） /（ 22030） ＝ ＜ 25MPa （ 液壓馬達效率 η 效 ＝ ） 絞盤工作時需液壓油流量 q＝ ipV0/lη 效 ＝ 20305/(π313) ＝ ＜ 45L/min 液壓馬達的性能計算 由 3 可知，設計所選液壓馬達滿足本絞盤的使用的要求。 油箱與油管的計算與選型 油箱容積的計算 一般要求油箱容積 V 不得小于全部工作油缸工作容積 V? 的三倍，即： VV ???3 則： 0233 62 ????????? ?VV △ L 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 28 取 4?V L 油管內徑的計算 由 326 10460 10 ????? VdQ T ? （ ） 即： 103 ?? VQd T （ ） 式中： TQ ——油泵理論流量， (L/min)； V ——管路中油的流速；高壓管路中油的流速 ?1V ；低壓管路中油的 流速 12?V m/s。 則： 高壓油管內徑 1 ???dmm （ ） 低壓油管內徑 2 ???dmm （ ） 根據管路計算結果選用 1030Q? （ HG440666）兩層鋼絲編織膠管作為高壓管，管接頭形式為 A 型扣壓式；低壓回油管則選用 2040Q? （ HG440666）一層鋼絲編織低壓膠管 。液壓油冬季選用 HJ20 號機械油，夏季 HJ30 號機械油。 取力器設計 專用車取力總布置方案決定于取力方式。常見的取力方式可分類如下： ? ??????????????????????????????分動器取力傳動軸取力從倒檔齒輪取力軸取力從從中間軸末端取力從中間軸齒輪取力上置式軸取力從變速器取力從飛輪后端取力從前端取力發(fā)動機取力取力方式分類 從發(fā)動機前端取力的特點是采用液壓傳動，適合于遠距離輸出動力。固此種取黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 29 力方式常用于由長頭式汽車底盤改裝的大型混泥土攪拌運輸車。 從飛輪后端取力的特點是取力器不受主離合器影響，傳動系統(tǒng)與發(fā)動機直接相連，取力器到工作裝置距離短、傳動系統(tǒng)簡單可靠、取出的功率大、傳動效率高。這種方案應用較廣，如平頭式汽車改裝的小、中型混泥土攪 拌車等。 從變速器 I 軸取力的布置方案又稱變速器上置式方案。此種方案將取力器疊置于變速器之上，用一惰輪與 I 軸常嚙合齒輪嚙合獲取動力，固需改制原變速器頂蓋。此方案應用很廣，如自卸車、冷藏車、垃圾車等一般都從變速器上端取力。 傳動軸取力方案是將取力器設計成一獨立結構，設置于變速器輸出軸與汽車萬向傳動軸之間，該獨立的專用取力裝置固定在汽車車架上不隨傳動軸擺動，也不伸縮。設計時應使用可伸縮的附件傳動軸與其相連，并應注意動平衡與隔振消振。 分動器取力布置方案主要用于全輪驅動的牽引車、汽車起重機等來驅動絞盤或起重機構 。從取力器到工作裝置間可采用機械傳動或液壓傳動。 取力器實質上是一種單級變速器。其基本參數(shù)有取力器總速比、額定輸出轉矩、輸出軸旋向以及結構質量等。 根據所選二類底盤的特點，本次設計采用從變速器中間軸取力的方式 。 本章小結 本章主要是進行液壓系統(tǒng)的設計，其中包括了 液壓原理圖的設計，在原理敘述中，主要包括了上升油路、下降回路、補油回路的油路走向；而后對液壓系統(tǒng)中的各組成部分的組成和功用進行了簡單的介紹；再次根據預期設計的高位車輛升程對油缸的選型進行了計算；以及 舉升液壓油泵的計算與選型 和 油箱等。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 30 第 5 章 整車性能計算分析 專用汽車性能參數(shù)計算是總體設計的主要內容之一，其目的是檢驗整車參數(shù)選擇是否合理，使用性能參數(shù)能否滿足要求。最基本的性能參數(shù)計算包括動力性計算、經濟性和穩(wěn)定性計算。 道路清障車整車參數(shù) 表 道路清障車部分整車參數(shù) 名稱 符號 數(shù)值與單位 發(fā)動機最大功率 emP 80KW 發(fā)動機最大功率時的轉速 pn 2800r/min 發(fā)動機最大轉矩 maxeT 300Nm 發(fā)動機最大轉矩時的轉速 Tn 1400～ 1800r/min 車輪動力半徑 dr 車輪滾動半徑 r 主減速比 0i 汽車迎風面積 A 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 31 汽車總質量 (滿載 ) 0m 9195kg 表 道路清障車變速器速比 擋位 1 2 3 4 5 傳動比 8 1 動力性計算 發(fā)動機外特性 發(fā)動機外特性是指發(fā)動機油門全開時的速度特性，是汽車動力性計算的主要依據。 在外特性圖上，發(fā)動機的輸出轉矩和輸出功率隨發(fā)動機轉速變化的二條重要特性曲線，為非對稱曲線。工程實踐表明，可用二次三項式來描述汽車發(fā)動機的外特性，即 2e e eT an bn c? ? ? （ ） 式中 ： eT ——發(fā)動機輸出轉矩 (N﹒ m)； en ——發(fā)動機輸出轉速 (r/min)； a、 b、 c——待定系數(shù)。 從發(fā)動機銘牌上知道該發(fā)動機的最大輸出功率