【正文】 fF 的計(jì)算 汽 車的滾動阻力 fF 的 計(jì)算 公式為 ?cosgfmF af ? （ ） 式中 : am —— 翼開啟廂式汽車 的總質(zhì)量； ? —— 道路坡度角； f —— 滾動阻力系數(shù)。 t f w i jF F F F F? ? ? ? （ ） 式中 : tF —— 驅(qū)動力； fF —— 滾動阻力； wF —— 空氣阻力； iF —— 坡 度 阻力； jF —— 加速阻力。按 GB/T214042020 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)中 μ= ～ 。m）。 22 )()( etpt pememe nnnnTTTT ????? （ ） 式中 : emT —— 發(fā)動機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩（ N在外特性曲線上取三點(diǎn)，即 1eT 、 1en 、 2eT 、 2en 及 3eT 、 3n ，依拉氏插值三項(xiàng)式有 ))(( ))(())(( ))(())(( ))(( 2313 2131232 1323121 321 eeee eeeeeeeee eeeeeeeee eeeeee nnnn nnnnTnnnn nnnnTnnnn nnnnTT ?? ????? ????? ??? 將上式展開，按冪次高低合并，即可得 三個三個待定系數(shù)為 ))(())(())(( 2313 33212 23121 1 eeee eeeee eeeee e nnnn Tnnnn Tnnnn Ta ????????? ))(( )())(( )())(( )( 2313 3213212 2313121 132 eeee eeeeeee eeeeeee eee nnnn Tnnnnnn Tnnnnnn Tnnb ?? ???? ???? ??? ))(())(())(( 2313 3213212 2313121 132 eeee eeeeeee eeeeeee eee nnnn Tnnnnnn Tnnnnnn Tnnc ????????? 在發(fā)動機(jī) 外特性曲線圖 未知的情況下 ， 可 按經(jīng)驗(yàn)公式擬合外特性方程式。 根據(jù)外特性數(shù)值建立外特 性方程式 。工程實(shí)踐表明，可用而次三相式來描述汽車發(fā)動機(jī)的的外特性，即 cbnanT eee ??? 2 （ ） 式中 : eT —— 發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 (N因?yàn)樵摍C(jī)構(gòu)，在液壓系統(tǒng)具有鎖止功能時也可加設(shè)，而機(jī)械機(jī)構(gòu)鎖止較之液壓鎖止，可保證翼門長期保持開啟狀態(tài)，而且利用桿件自身重力回位的巧妙設(shè)計(jì)也值得深入研究。 當(dāng)翼門開啟到最高點(diǎn)時，第四桿自身重力，支撐一桿頂著棘爪卡住棘輪，當(dāng)翼門關(guān)閉時，操縱人員向上推一下四桿，隨即帶著棘爪脫離卡位，而防止運(yùn)動 干涉和保證機(jī)構(gòu)有自由度，故將二三桿分離，用緩沖橡膠保證運(yùn)動平順。 操縱機(jī)構(gòu)總成設(shè)計(jì) 為了精簡機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)成連桿機(jī)構(gòu)，如圖 所示。 表 棘輪參數(shù) 模數(shù) m 12 齒數(shù) z 12 周節(jié) （分度圓直徑） p 齒頂高系數(shù) ha* 1 頂隙系數(shù) C* 全齒高 h 精度等級 12GB100952020 齒寬系數(shù) 棘爪設(shè)計(jì) 棘輪結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖 棘爪尺寸結(jié)構(gòu) 由于，棘輪棘爪的工作環(huán)境是在車廂外側(cè)，有時甚至可露天工作，而對其表面粗糙度要求很低，而操縱棘爪的動力來源于人，其精度要求也很低，在此取汽車常用精度 IT7即可。 方案三： 棘輪停止器； 在翼門前后圍外側(cè)固定棘輪，在前后圍骨架中間橫梁外側(cè)設(shè)置一個棘爪，沿著支架設(shè)置操縱機(jī)構(gòu)，這種方案實(shí)施起來較可行，但對棘輪和棘爪的強(qiáng)度要求較大，故在此進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，也可選取相關(guān)零部件廠生產(chǎn)的標(biāo) 準(zhǔn)件，考慮到本方案對空間要求小，針對機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，在設(shè)計(jì)時遵循盡量減少零件的原則優(yōu)化設(shè)計(jì)。 鎖止機(jī)構(gòu)方案確定 為了在一定的空間內(nèi)，安裝一套機(jī)械鎖止機(jī)構(gòu)，以保證翼門開啟后能夠自動鎖止，在此提出三種方案： 方案一： 三連桿機(jī)構(gòu)； 在車廂內(nèi)部設(shè)置一套三連桿機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動軌跡復(fù)雜，工作空間較大，而且考慮到液壓缸的安裝之后，空間不夠，故決定放棄。故本章的核心部分要結(jié)合圖紙進(jìn)行詳細(xì)了解。由異型 鋼管和角鐵焊成兩個支撐架，分別用螺栓固定，結(jié)構(gòu)簡單，可行性大，具有實(shí)際意義。 圖 37 閥箱及液壓油箱總成安裝 圖 箱體總成安裝位置 將液壓油箱和閥箱做成一體，總成尺寸在圖紙上有詳細(xì)介紹，考慮到人操作時手臂長度，總成不易距離翼門太遠(yuǎn)，這個距離為 430mm，可供人員合理操作。 圖 液壓缸連接支座 取力器 與液壓泵連接 連接方案確定 提出兩種方案，傳動軸和法蘭盤連接，由于傳動軸連接，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部件較多，成本較高，而法蘭盤連接對安裝精度要求較高，但結(jié)構(gòu)簡單，故選擇法蘭盤連接，在法蘭盤加工和安裝時要特別強(qiáng)調(diào)其精度要求。 圖 取力器 液壓、取力系統(tǒng)布置及安裝 液壓泵固定安裝 如圖 所示，兩塊鋼板用螺栓分別連接到液壓泵和副車架橫梁上。 ? ?? ???????? ?? ?? ?? ???????????發(fā) 動 機(jī) 前 端 取 力前 置 式 發(fā) 動 機(jī) 后 端 取 力夾 鉗 式 取 力變 速 器 上 蓋 取 力取 力 器 取 力 方 式 中 置 式 變 速 器 側(cè) 蓋 取 力變 速 器 后 端 蓋 取 力分 動 器 取 力后 置 式傳 動 軸 取 力 其中，變速器側(cè)蓋取力，由于在設(shè)計(jì)變速器時已考慮了動力輸出，因而一般在變速器左側(cè)和右側(cè)都留有標(biāo)準(zhǔn)的取力接口 ，也有專門生產(chǎn)與之配套的取力器的廠家，這種取力器較為常用，故本課題中，為了便于設(shè)計(jì)，節(jié)約成本，同時也考慮到大批量生產(chǎn)，采用變速器側(cè)蓋取力方式。因此，取力器在專用汽車的設(shè)計(jì)和制造方面顯得尤為重要。 根據(jù) JB82466,，然該設(shè)計(jì)的車為行走機(jī)械，故α =1 ∴ V=179。為 179。 34 液壓油箱容積確定 V=α vQ m179。/s 初選管路都一樣，故由油泵排量均分為 4份，當(dāng)一側(cè)翼門工作時，均分兩份， 故 Q=179。 圖 分流集流閥型號說明 型號 3FJLE=L20130H 單向閥 單向閥 符號意義 如圖 所示。 圖 手動換向閥型號說明 型號 4WMM6W 型 10 RB 型平衡閥 RB 型平衡閥 符號意義 如圖 所示。 溢流閥 溢流閥 符號意義 如圖 所示。 確定液壓泵的流量： PQ =k max） ΣQi（( k= 取 PQ =（ 4 A maxV 610? ） m179。 31 圖 液壓缸尺寸 液壓泵及液壓控制閥的選擇 液壓泵選擇 根據(jù)液壓泵的最大工作壓力選擇 泵類型，根據(jù)流量選擇規(guī)格。 液壓缸選型 初選系統(tǒng)壓力 ，液壓缸最大行程 400mm，工作時間 20s。 （ a） （ b） 圖 液壓系統(tǒng)原理 圖 對比以上兩種方案，換向閥均為電磁換向閥，均帶鎖止功能，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，考慮經(jīng)濟(jì)型，遵循在滿足要求的前提，盡量減少控制閥的原則，設(shè)計(jì)第三種方案如圖 所示。這就在設(shè)計(jì)原理圖時 增大了難度。若將轉(zhuǎn)閥手柄推到底，則回油路被全部打開，油缸下腔油液經(jīng)分流體向油箱快速回油。 在此時，機(jī)械鎖止機(jī)構(gòu)開始工作，棘爪卡到棘輪內(nèi)，保證翼門停留在最高點(diǎn)，也可在任意高度鎖止。油缸舉升到最大行程時撥動限位閥，將高壓油路與回 油路接通而卸荷，舉升停止， 翼門 處于舉升最高位置。 舉升 將轉(zhuǎn)閥手柄逐漸向上轉(zhuǎn)動關(guān)閉換向閥。啟動發(fā)動機(jī)，然后踩離合器結(jié)合取力器使油泵進(jìn)入工作狀態(tài)。其工作原理如下： 準(zhǔn)備 先將 翼開 車處于駐車制動狀態(tài)，并將變速器置于空擋。其主要內(nèi)容包 括油缸的直徑與行程、油泵工作壓力、流量、功率以及油箱容積與管路內(nèi)徑等。 翼開啟廂式汽車所采用的油泵、油缸、液壓閥等液壓系統(tǒng)元件均為高度標(biāo)準(zhǔn)化、系列化與通用化且由專業(yè)化液壓件廠集中生產(chǎn)供應(yīng)。 并對車廂底架和頂架支撐梁進(jìn)行了有限元分析，保證所選材料滿足設(shè)計(jì)要求， 為下一步液壓取力系統(tǒng)設(shè)計(jì)做好基礎(chǔ)。在此 就不對其進(jìn)行分析了。 27 圖 圖 綜上所述，頂梁設(shè)計(jì)滿足設(shè)計(jì)要求。 最大變形量發(fā)上在梁的中間，由圖可看出，變形量為 7mm，考慮整個梁的長度是 9425mm，這樣 來看這個變形量不大，而變形為彈性變形，即翼門完全開啟時會發(fā)生 約 7mm的變形，而翼門關(guān)閉后變形消失，故對頂梁支撐架的影響很小，可不予考慮，故設(shè)計(jì)合理。 載荷加載在支撐梁旁邊鉸鏈焊接處 的 上表面上，如圖 。 如圖 。定義材料屬性，材料為 Q235，如圖 所示。 圖 網(wǎng)格 劃分 劃分情況如圖 。 使用 ANSYS對車廂頂架支撐梁靜態(tài)分析 實(shí)體建模 由于頂架支撐梁 在車靜止時工作，所承受的最大載荷是翼門完全開啟時，翼門的重力。 圖 圖 由圖可看出，最大強(qiáng)度為 ＜ 235Mpa，強(qiáng)度要求滿足設(shè)計(jì)要求。 圖 車廂底架實(shí)體網(wǎng)格劃分 圖 車廂底架加載約束 圖 車廂底架加載荷位置圖 圖 車廂底架加均布載荷大小 圖 加載完約束和載荷后的效果圖 進(jìn)行分析 25 分析結(jié)果位移變形、應(yīng)力分布情況如圖 、 。 如圖 、 。 載荷大小 ：滿載時載質(zhì)量為 9t，車廂底架上表面積為 ㎡ ，該數(shù)據(jù)根據(jù)車廂設(shè)計(jì)部分可知。 如圖 。） 屈服強(qiáng)度（ Mpa） Q235 210 610 235 設(shè)置完材料屬性后，對實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，為了減小內(nèi)存和分析時間，在劃分網(wǎng)格時將網(wǎng)格劃分密度調(diào)到最大 10， 網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖 。計(jì)算結(jié)果中最大應(yīng)力小于 235 Mpa，即可滿足強(qiáng)度條件。 圖 車廂底架實(shí)體模型 導(dǎo)入 將實(shí)體模型導(dǎo)入 ，確定 所用 為 Q235鋼材，材料物性參數(shù)如表 所示。 液壓取力系統(tǒng)不計(jì)其中，車廂總質(zhì)量為： ?車廂總m （ t） 初設(shè)取力系統(tǒng)為 ?取力總m 整車整備質(zhì)量為 ???? 取力總車廂總底盤 mmmm 0 ＋ ＋ =（ t） 載質(zhì)量： ?em 9t 載 3人，每人按 65kg計(jì)算 ， 31?n ； 23 質(zhì)量利用系數(shù)： 質(zhì)量利用系數(shù) = ?????? )( 10 nm mmm eae 在柴油機(jī) ，故在這 步 看來設(shè)計(jì)合理。 車廂設(shè)計(jì)校核 車廂的尺寸結(jié)構(gòu)校核放在最后分析，在此只對車廂質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算，以保證質(zhì)量利用系數(shù)在 。 3）便于成行和裝配。車廂用密封條應(yīng)滿足以下要求： 1）有良好的彈性和機(jī)械強(qiáng)度，以保證密封可靠。 結(jié)構(gòu)尺寸為寬 1130mm，高 1790mm的骨架，再在中間焊兩條橫梁分別距上下橫梁為 600mm，如圖 。 車門骨架選用異性鋼管：初選 A B S:80 60 7。推拉式側(cè)門啟閉不占外部空間，方便裝卸作業(yè)。左右對開式后門設(shè)計(jì)較合理，它客服了單開式的缺點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。 后門開啟方式分單開式、對開式和上掀式三種。廂門及門框占據(jù)了整個車廂后圍，門可以轉(zhuǎn)過 270176。對于較長車廂，應(yīng)增設(shè)側(cè)門。 前圍內(nèi)蒙皮，翼門內(nèi)外蒙皮，選用 ，底架由于受載荷較大，內(nèi)蒙皮選用 4mm鋼板。為減輕質(zhì)量，可將內(nèi)蒙皮制成條狀，從下至上間斷布置。由于壓條較寬，故對接縫的要求不高，允許有小于 3mm的間隙存在。 車廂內(nèi)飾多采用人造夾層板制作。其中弧形剛度最佳，其次是三角形和矩形。非金屬蒙皮厚度為 23mm。通過一定的固接方式（如鉚接、焊接、粘接等）覆蓋在骨架上，成為車廂的內(nèi)外表面。 圖 頂翼骨架結(jié)構(gòu) 鉸鏈連接總成： 鉸鏈?zhǔn)沁B接和保證翼門旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)示意圖為圖 。 理論重量 。 理論重量 。 20 圖 側(cè)翼骨架結(jié)構(gòu) 側(cè)翼結(jié)構(gòu)如圖 ，其余各梁之間距離均為 950mm。 側(cè)翼： 側(cè)翼骨架初選異性鋼管：初選 A B S:50 32 3。 （ 6） 翼門 翼門是本設(shè)計(jì)的核心部分，盡量減小開啟關(guān)閉時的劃過空間，進(jìn)而解決開始所提出的問題。 表 鉆孔尺寸要求 尺寸 車型 重型車 中型車 輕型車 孔間距 /mm A ＞ 70 ＞ 60 ＞ 50 B ＞ 50 ＞ 40 ＞ 30 C ＞ 50 ＞ 40 ＞ 30 孔徑 /mm Φ ＜ 15 ＜ 13 ＜ 11 （ 5）頂板 頂板為兩條縱梁焊接在一起，再焊接在前圍和后圍的上梁上。 圖 主車架鉆孔的孔徑與孔間距 再根據(jù)表 ，本設(shè)計(jì)為總質(zhì)量 20 噸車，為重型車，故選 A=80mm，孔徑 Φ =14，距槽鋼最下端距離取 60mm。 副車架高度： 320mm。其尺寸設(shè)