畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及三維建模

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1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文) 作 者: 學(xué) 號(hào)： 學(xué)院(系): 專 業(yè): 題 目: 拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及三維建模 指導(dǎo)者： 評(píng)閱者： 2018 年 月 摘要 全套圖紙加V信153893706或扣 3346389411 隨著科技水平的進(jìn)步與發(fā)展,人們生活水平的提高，對(duì)汽車使用的需求不在是汽車本身，而是集中表現(xiàn)在汽車使用和流通的全過程中為人所帶來的更好的服務(wù)需求，汽車工業(yè)的發(fā)展必然帶動(dòng)了汽車多樣化的發(fā)展。由于社會(huì)對(duì)汽車的運(yùn)作效率和經(jīng)濟(jì)性，

2、以及各種功能和性能的要求也越來越高，從而使汽車運(yùn)輸工具向?qū)Ｓ没l(fā)展成為必然趨勢(shì)。 拖掛式房車的進(jìn)一步研究將會(huì)給人們的生活乃至整個(gè)房車行業(yè)和社會(huì)帶來重要的積極意義，在研究的同時(shí)還可以讓學(xué)生的綜合能力得到開發(fā)與鍛煉，最為重要的是總體設(shè)計(jì)就體現(xiàn)了這一點(diǎn)。第一，我們要讓現(xiàn)在畢業(yè)的學(xué)生打好專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)并從而提升所學(xué)的知識(shí)，從而在以后工作中能夠游刃有余。第二，可以讓他們?cè)谡n題中能夠用發(fā)展性的眼光看待問題，充分發(fā)揮創(chuàng)新能力，攻破現(xiàn)實(shí)難題。對(duì)于拖掛式房車設(shè)計(jì)這一課題，它的涵知識(shí)面較廣，具有極強(qiáng)的綜合性，學(xué)生則必須要憑借過硬的專業(yè)能力和海量的知識(shí)，加上要有一定的在計(jì)算機(jī)上繪制圖表的能力。因此，學(xué)生可以積極主

3、動(dòng)的思考和鉆研這個(gè)設(shè)計(jì)課題，這樣學(xué)生便可以在問題的分析解決上得到能力的提升，從而也能夠積累對(duì)未來有幫助的工作經(jīng)驗(yàn)。 這篇論文會(huì)對(duì)國內(nèi)拖掛式房車的歷來的情況進(jìn)行一個(gè)簡要的概述，而且加上了拖掛式房車工作的理念簡述，綜述國內(nèi)外拖掛式房車的現(xiàn)在的發(fā)展情況后，也綜合了它的裝置構(gòu)造是如何設(shè)計(jì)概念。論文中，做好了拖掛式房車構(gòu)造與設(shè)計(jì)的方案，對(duì)該裝置的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，校對(duì)其強(qiáng)度，分析其運(yùn)動(dòng)，拖掛式房車的每個(gè)機(jī)械構(gòu)造和尺寸分別得到確認(rèn)和完善。 關(guān)鍵詞：房車,底盤, 機(jī)構(gòu)，三維造型 Abstract With the development and the progress of science and t

4、echnology level, people living standard rise, the demand for cars is not car itself, but rather concentrated expression in the whole process of car use and circulation is brought about by the better service demand, the development of the auto industry will lead to the development of diversification

5、of the car.Due to the social operational efficiency and economy of the car, and a variety of functional and performance requirements also more and more high, so that the car transport to the specialty development become inevitable trend. For the further study of the pull-type rv will give peopl

6、e's life and the whole car industry and social bring important positive significance, in the study at the same time also can let the students' comprehensive ability development and exercise, the most important is the overall design reflects this.First, we want to make graduate students now lay a fou

7、ndation of professional knowledge and to improve knowledge, which can in the later work.Second, can let them adequate developmental view of the problems in subject, and give full play to their ability to innovate, the real problem.For pull-type saloon car to design the topic, it contain the aspect o

8、f knowledge broad, with a strong comprehensive, students have to rely on excellent professional ability and vast amounts of knowledge, and to have the certain ability to draw diagrams on a computer.As a result, the students can actively thinking and working on the design task, so that students can g

9、et on problem solving ability of ascension, and can also accumulate helpful experience for the future. This paper on the domestic pull-type rv has always been the case for a brief overview, and combined with the concept of pull-type saloon car work, now of pull-type saloon car at home and abroa

10、d is summarized in this paper, after the development of the integrated its device structure is also how to design concept.Paper, ready to pull-type rv construction and design scheme, design parameters of the device, check its strength, to analyze its movement, pull-type each mechanical structure and

11、 size of the trailer, and perfect. Keywords: rv, chassis, body, three-dimensional modelling ? 目錄 摘要 2 Abstract 3 1 緒論 8 1.1 課題研究的意義 8 1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 8 1.3國外研究現(xiàn)狀 10 1.5主要研究內(nèi)容 12 2 拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì) 13 2.1拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)的方案 13 2.2拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)的組成 14 3 拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)的部件設(shè)計(jì) 16 3.1底盤支架的設(shè)計(jì) 16 3.2鋼材料的設(shè)計(jì) 1

12、7 3.3制動(dòng)器設(shè)計(jì) 18 3.3.1 制動(dòng)器分析 18 3.3.2 鼓式制動(dòng)器 19 3.3.3 制動(dòng)器的間隙 20 3.4 鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定 21 3.4.1 制動(dòng)鼓內(nèi)徑D 21 3.4.2 摩擦襯片寬度b和包角β 21 3.5 鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 22 3.5.1 壓力沿襯片長度方向的分布規(guī)律 22 3.6 襯片的設(shè)計(jì) 28 3.7 連接架的設(shè)計(jì) 31 3.7.1 連接架的尺寸 31 3.8固定板的設(shè)計(jì) 32 3.9鎖緊裝置的設(shè)計(jì) 33 3.10彈簧的設(shè)計(jì) 34 3.11拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)的三維裝配 35 4 拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與校核

13、 37 4.1 主軸的計(jì)算及校核 37 4.1.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 37 4.1.2 主軸組件的性能要求 38 4.1.3 主軸參考數(shù)據(jù)的規(guī)定 38 4.2軸承的選擇計(jì)算 39 4.3鍵校核 42 4.3.1聯(lián)軸器與軸的鍵連接 42 結(jié)論 44 致謝 45 參考文獻(xiàn) 46 1 緒論 1.1 課題研究的意義 最近幾年來，中國的拖掛式房車發(fā)展已經(jīng)取得了很大的成績，但與國外相比之下仍存在多年的技術(shù)差距。本課題對(duì)拖掛式房車進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，目的在于使我們更深層次的了解拖掛式房車運(yùn)作過程及設(shè)計(jì)的原理，從而能夠?qū)ζ浼右愿倪M(jìn)完善，并且考核我們4年來所學(xué)的機(jī)械知識(shí)。伴隨著科技的進(jìn)步，涌

14、現(xiàn)出很多新的機(jī)械設(shè)計(jì)方法，為設(shè)備的研發(fā)制造奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為了能夠研發(fā)出更為先進(jìn)的拖掛式房車，對(duì)拖掛式房車的選型設(shè)計(jì)有著重要的研究意義。 拖掛式房車越來越受到人們的喜愛，房車車廂裝有隔熱層，車內(nèi)設(shè)有桌椅、睡具（可由座具轉(zhuǎn)變而來）、炊具、儲(chǔ)藏（包括食品和物品）、衛(wèi)生設(shè)施及必要的照明和空氣調(diào)節(jié)等設(shè)施，用于旅游和野外工作人員宿營的專用汽車。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是拖掛式房車的設(shè)計(jì)。拖掛式房車是依據(jù)工況加工的需要，以及在機(jī)械設(shè)備所需求的本質(zhì)上，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)要求及技術(shù)參數(shù)，對(duì)拖掛式房車設(shè)備進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及零部件設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)主要是將他們學(xué)到的知識(shí)與輔助材質(zhì)結(jié)合起來運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，大大的鞏固以及深化了所學(xué)知

15、識(shí)，掌握機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的一般過程和方法，確定正確合理的執(zhí)行機(jī)制，使用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械元件，熟練使用機(jī)械基本回路構(gòu)成滿足基本性能要求的 機(jī)械系統(tǒng)管理。設(shè)計(jì)過程中最重要的是繪圖。這不僅可以清楚地顯示設(shè)計(jì)的內(nèi)容，而且還能干體現(xiàn)知識(shí)是否被充分理解掌握。 還是需要大力發(fā)展機(jī)械行業(yè)才能夠使得我國的生產(chǎn)力得到提高，我國的綜合國力也與此行業(yè)的發(fā)展有著重大的關(guān)系。在這個(gè)日新月異的社會(huì)當(dāng)中，研究發(fā)展才是進(jìn)步的墊腳石。 1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 近幾年，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，拖掛式房車得到了蓬勃發(fā)展，歐美等發(fā)達(dá)國家許多公司和科研機(jī)構(gòu)投入了的大量的人力物力和財(cái)力進(jìn)行相關(guān)技術(shù)和系統(tǒng)的研究，并先后研制出多種房車底盤系統(tǒng)，相

16、繼投入商業(yè)運(yùn)作。 在中國大陸，拖掛式房車仍然是新生事物，但是房車打破常規(guī)旅游模式、其自由奔放的形式吸引了很多“小資”和中產(chǎn)階級(jí)人士，有一些公司也租房車出外開會(huì)或者旅游。租房車的日租金最多為2000元，由于可以合租，這個(gè)價(jià)格對(duì)大型城市的白領(lǐng)階層還是可以接受的。買房車的用戶大多來自政府部門、企業(yè)集團(tuán)和個(gè)人三個(gè)方面。政府部門買這種車主要是為接待貴賓以及官員外出遠(yuǎn)行為工作之用。值得我們注意的是，在政府層面上。這種車型為政府機(jī)關(guān)用公款購車接待來賓或者官員外出提供了方便，而政府采購在中國歷來都是巨額市場(chǎng)。企業(yè)集團(tuán)購買此車，在接待多位客戶時(shí)，省去了多部轎車的煩惱。對(duì)于中國的私人買主來說，房車既是一種新鮮的

17、旅居工具，還是一種“炫耀性消費(fèi)”，因此再這塊市場(chǎng)上，房車的需求曲線是向右上方上揚(yáng)的。他們購買的房車甚至裝載了航天電動(dòng)按摩可加熱真皮座椅，高價(jià)格在中國資產(chǎn)新貴那里是很好的促銷工具。據(jù)調(diào)查，私人房車購買者的平均年齡在41歲，依據(jù)外國的經(jīng)驗(yàn)，房車發(fā)展的中期，持續(xù)的宣傳將把年輕一代（尤其是受高等教育群體的消費(fèi)者）將會(huì)被帶進(jìn)房車市場(chǎng)，這是房車的持續(xù)性市場(chǎng)，對(duì)房車銷售發(fā)展成熟市場(chǎng)起著舉足輕重的作用。 盡管房車和房車旅游在中國被看好，也存在有潛力的市場(chǎng)，但是，整個(gè)房車市場(chǎng)在中國還僅僅處在“概念”階段。在中國大陸地區(qū)，目前所有的房車生產(chǎn)廠家均處于前期摸索階段，仍然還沒有形成成熟的營銷模式，生產(chǎn)也都是試點(diǎn)生產(chǎn)

18、或者定制生產(chǎn)，沒有進(jìn)去正規(guī)生產(chǎn)階段，更不用說批量生產(chǎn)了。在銷售方面，專門做國外原進(jìn)口房車代銷業(yè)務(wù)的銷售公司在近一兩年內(nèi)比以往有較大的突破，但是比起之前的房車銷售七點(diǎn)還是相當(dāng)?shù)牡停踔翞榱?。除此之外，國產(chǎn)房車的銷售量沒有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，各生產(chǎn)廠商都是在看到了這塊市場(chǎng)的潛力，但要么需求不足不敢貿(mào)然進(jìn)入，要么資金、技術(shù)等不足無法進(jìn)入，因此根本就沒有真正規(guī)模的房車銷售。有實(shí)力的公司也僅僅是出于戰(zhàn)略考慮再做市場(chǎng)培育和觀望以及觀念疏導(dǎo)的工作，對(duì)于當(dāng)期盈利仍然不抱有幻想。 具體的問題大致表現(xiàn)在：第一，房車以及房車旅游的概念還有相當(dāng)大的消費(fèi)者不了解，房車旅游的理念甚至在大城市中的普及程度也很低；第二，現(xiàn)行房車的

19、價(jià)格相對(duì)于廣大的中國消費(fèi)者的可自由支配收入而言還是顯得過高，這使得房車無論是直接銷售還是用來做房車旅游，預(yù)期回報(bào)率都會(huì)比較低，無法行車有效的盈利模式；第三，落牌照問題：房車在中國牌照不是很容易上，因?yàn)樵谥袊寇噷儆谔胤N車輛，收到的管制比較多，比如房車多被上成大客車車牌，比小客車車牌要多交很多的費(fèi)用；第四，中國適合房車旅游的景區(qū)的道路狀況普遍不太適合現(xiàn)在國產(chǎn)房車的行駛。另外，國產(chǎn)的大部分房車都是經(jīng)過改裝的改裝車，重心在車前部，防震效果不是很理想，噪音偏大，房車內(nèi)部設(shè)計(jì)還有待做更適合于中國人的改進(jìn)，如：冰箱體積過大，使用效率不高的家具很多，而乘客的生活空間太小等。很多常用設(shè)備由于技術(shù)和費(fèi)用問題無法

20、正常使用，這些都是影響了房車的舒適性和操控穩(wěn)定性。 中國正成長為世界第二大經(jīng)濟(jì)實(shí)體和新的“世界工廠”，經(jīng)濟(jì)仍在保持增長中，從產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的角度看來，一個(gè)地區(qū)的生活成本是其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)函數(shù)的內(nèi)生變量，制造業(yè)屬于低附加值、低風(fēng)險(xiǎn)收入的行業(yè)，對(duì)生活成本變量富有彈性，因而制造業(yè)中心在自由市場(chǎng)中回向低勞動(dòng)力成本地區(qū)流動(dòng)。世界的制造中心從荷蘭的奧姆斯特丹，到英國的凱撒郡和曼徹斯特，再到歐洲的的淚羅斯頓然后轉(zhuǎn)向美國的底特律，游到東亞的日本、韓國，都印證著這個(gè)規(guī)律，中國大陸成為新的“世界工廠”是自然的。與此相反，服務(wù)行業(yè)就將向高勞動(dòng)力成本地區(qū)蔓延。 由此看來，一方面中國的房車生產(chǎn)將有望伴隨汽車工業(yè)高速發(fā)展，大陸地

21、區(qū)不但將會(huì)成為自產(chǎn)房車的生產(chǎn)基地，而且在銷售歐美方面亦有極大的潛力和各種基礎(chǔ)。另一方面 ，從大陸內(nèi)部的地理格局來看，房車的生產(chǎn)基地有北簽的勢(shì)頭，因?yàn)閺某杀玖鬓D(zhuǎn)來看，北部及西部工業(yè)重鎮(zhèn)將成為中國大陸的制造腹地，而房車的服務(wù)商則有聚集于沿海和都市經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶的趨勢(shì)。在此，地區(qū)旅游資源是個(gè)外生變量，所以符合上述綜合條件的地區(qū)，將成為房車服務(wù)經(jīng)營上聚集的首選之地。 1.3國外研究現(xiàn)狀 發(fā)明并且學(xué)會(huì)使用各種新的工具減少人類的工作量、降低勞動(dòng)程度是人類進(jìn)步的標(biāo)志。美國在1947年率先發(fā)明出了一種用于拖掛式房車研究的拖掛式房車。1954年，美國多維爾公司首先提出了工業(yè)拖掛式房車的概念，然后申請(qǐng)了專利，使之

22、成為 一家獨(dú)具特色的公司。而后，美國聯(lián)合公司在1959年制造出了世界上首臺(tái)拖掛式房車，這就標(biāo)志著拖掛式房車的開發(fā)以及使用的開始。拖掛式房車是過去30年獨(dú)立開發(fā)的典型的機(jī)電一體化自主工具。到現(xiàn)在，拖掛式房車技術(shù)已經(jīng)被許多大型公司引入并用于工業(yè)生產(chǎn)。它主要體現(xiàn)在機(jī)械制造、汽車制造和化學(xué)工程等領(lǐng)域。拖掛式房車的使用是機(jī)械自動(dòng)化水平高低的體現(xiàn)。拖掛式房車在工業(yè)領(lǐng)域可以替代人類進(jìn)行各種高強(qiáng)度，高風(fēng)險(xiǎn)以及一些可能危害人體安全的工作。 它們?cè)诒ＷC工人的人身安全的同時(shí)，又能夠確保高效和有序地進(jìn)行。因此拖掛式房車的研究以及設(shè)計(jì)是非常必要的。 美國房車工業(yè)協(xié)會(huì)近期發(fā)布了2010年7月房車新車銷售數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，根據(jù)統(tǒng)

23、計(jì)報(bào)告，相對(duì)于2009年7月，2010年7月美國房車新車銷售總量增加53%，其中自行式房車銷售增加125%，拖掛式房車銷售增加48%。隨著銷售高峰季節(jié)的過去，相對(duì)于2010年上半年，房車銷售增長速度趨于緩和。與2010年6月26,600輛相比，201年7月自行式房車銷量為25,600輛；拖掛式房車由241,600輛下降到201,800輛。 在歐洲，卡爾文俱樂部（The Caravan Club）是頗具規(guī)模的房車俱樂部。它擁有近80000個(gè)房車會(huì)員、200個(gè)營地，提供旅游服務(wù)、旅游咨詢、保險(xiǎn)等服務(wù)項(xiàng)目。英國的大篷車俱樂部（Motor Caravanners’Club）是有42年悠久歷史的唯一一

24、個(gè)房車愛好者自我服務(wù)的俱樂部，它擁有近3000個(gè)營地，大部分在鄉(xiāng)村，靠近小酒館、公園、體育俱樂部、游船地等。 最早登陸中國大陸地區(qū)的房車是原裝進(jìn)口豪華配置的高檔次旅行休閑車，每臺(tái)最低售價(jià)在70多萬元左右，最高可達(dá)100多萬元。金黃河旅行車有限責(zé)任公司成立于1999年，是中國國內(nèi)首家從事房車租賃、制造研發(fā)、房車經(jīng)營代理和旅游項(xiàng)目的股份制公司。至2000年時(shí)，又有多家公司正式投產(chǎn)拖掛式房車。中國的房車產(chǎn)業(yè)在這一年真正邁出了自己的步伐。 房車在美國、歐洲已經(jīng)是人們休閑旅游甚至生活的一部分。由于歐美的福利制度比較完善，房車消費(fèi)的主要市場(chǎng)是退休人群，因?yàn)樗麄冇袝r(shí)間、積蓄和想脫離城市喧囂，走進(jìn)大自

25、然放松的訴求。美國的家庭房車擁有率在2005年時(shí)已經(jīng)達(dá)到9%-10%，這個(gè)數(shù)字還在增長，個(gè)人購買在數(shù)量上要多于租賃，在最近的5年中，新車銷售量達(dá)140多萬輛，每年生產(chǎn)的房車30多萬輛（拖掛式居多），每年新房車零售額可到90億美元左右。在外國，房車的品牌非常多，有330余種，主要是生產(chǎn)四大類型房車：自行式、托掛式、半托掛式和特種用途房車。就美國來講，房車經(jīng)銷商就有3000多家。 與外國相比，房車對(duì)大多數(shù)中國人來說仍然是一個(gè)全新的概念，直到近幾年，才進(jìn)去人們的實(shí)現(xiàn)。目前國內(nèi)的房車生產(chǎn)只是處于摸索階段，少數(shù)型號(hào)才能實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，對(duì)房車的經(jīng)營也處于概念階段，市場(chǎng)還沒有完全啟動(dòng)，利潤回報(bào)還比較不穩(wěn)定。

26、但是房車旅游這種形式已經(jīng)出現(xiàn)，便吸引了各個(gè)階層人士的目光，它能夠在進(jìn)行休閑旅游活動(dòng)的時(shí)候前所未有的滿足人們?cè)诮煌?、住宿、飲食、娛樂等方面的便利性和?jīng)濟(jì)性的要求，引領(lǐng)了時(shí)尚運(yùn)動(dòng)生活的旗幟，也必定會(huì)成為一個(gè)新的財(cái)富行業(yè)，目前，大陸地區(qū)比較成熟的制造商大致有二十余家。 1.5主要研究內(nèi)容 1.正確進(jìn)行拖掛式房車底盤的選擇、主要參數(shù)數(shù)據(jù)齊備、進(jìn)行拖掛式房車底盤選型分析、產(chǎn)生具有實(shí)踐意義的選型總結(jié)； 2.設(shè)計(jì)車輛的總體布置，用總布置圖表達(dá)主要底盤部件的設(shè)計(jì)和重要工作裝置的布置； 3.對(duì)拖掛式房車底盤各個(gè)部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)，在正確計(jì)算的基礎(chǔ)上，完成部部件設(shè)計(jì)選型，要求工藝合理、小批量加工容易、成本低、

27、可靠性高； 4.對(duì)拖掛式房車底盤關(guān)鍵零件工程圖設(shè)計(jì)計(jì)算選型； 5.完成總裝配圖，清楚表達(dá)設(shè)計(jì)以及拖掛式房車底盤三維模型。 6.完成房車性能分析計(jì)算，以評(píng)價(jià)和分析房車設(shè)計(jì)情況。針對(duì)性能分析結(jié)構(gòu)如有必要進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)。 2 拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì) 2.1拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)的方案 通過房車底盤布置草圖的繪制，可以初步確定各總成的布置關(guān)系，進(jìn)而確定房車底盤各有關(guān)的(布置)尺寸參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)，以便為總成設(shè)計(jì)提供原始數(shù)據(jù)。 在繪制房車底盤總布置草圖時(shí)，可以參考同類車型的相關(guān)總成的外廓尺寸和質(zhì)量，按房車底盤的總布置需要，進(jìn)行總布置草圖的繪制。初步確定主要布置尺寸和進(jìn)行質(zhì)量參

28、數(shù)的計(jì)算。 確定支架，連接裝置的型式，以及同發(fā)動(dòng)機(jī)、前軸(輪)的相互布置關(guān)系后，繪制布置總布置草圖，并在此基礎(chǔ)上布置各大總成。 一般房車總布置圖在滿載狀態(tài)下繪制，在確定各總成質(zhì)心在空載狀態(tài)下的離地高度時(shí)應(yīng)考慮到前、后輪胎和懸架相對(duì)滿載狀態(tài)的垂直變形的影響；空載狀態(tài)下各總成質(zhì)心縱向位置相對(duì)滿載狀態(tài)的變化忽略不記。汽車的主要尺寸參數(shù)包括軸距、輪距、總長、總寬、總高、前懸、后懸、接近角、離去角、最小離地間隙等。這種拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖如下： 圖2-1拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)圖 2.2拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)的組成 (1)車架和底盤； (2)后簧、后橋和支架； (3)前簧、前軸和連

29、接桿； (4)傳動(dòng)系； (5)鎖緊機(jī)構(gòu)及拉桿系統(tǒng)，并確定前輪轉(zhuǎn)角和進(jìn)行轉(zhuǎn)彎直徑的計(jì)算； (6)布置油箱、電瓶、消聲器、貯氣簡、及備胎等其它總成。 完成房車底盤總布置草圖后，房車底盤的外廓尺寸及相關(guān)的布置尺寸參數(shù)已基本確定，然后進(jìn)行質(zhì)量參數(shù)的計(jì)算。 計(jì)算質(zhì)量參數(shù)前，要列出各大總成的質(zhì)量，再定出空載和滿載時(shí)各總成的質(zhì)心至前軸和地面的距離，最后計(jì)算出空載和滿載時(shí)的軸荷分配和質(zhì)心至前軸、地面的距離。 設(shè)計(jì)方案確立后，總布置設(shè)計(jì)草圖初步完成的情況下，應(yīng)首先對(duì)房車質(zhì)量參數(shù)(包括：空載狀態(tài)下的房車整備質(zhì)量、軸荷分配、質(zhì)心高度；滿載狀態(tài)下的房車最大總質(zhì)量、軸荷分配以及非懸架質(zhì)量等)進(jìn)行估算，為房車

30、性能計(jì)算和總成設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 各總成質(zhì)量，可通過樣件實(shí)測(cè)得到，亦可參照同類車型樣件實(shí)測(cè)值修正得到。 各總成質(zhì)心位置可通過實(shí)測(cè)得到或按其幾何形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)估計(jì)得到，然后在房車總布置圖上確定其質(zhì)心相對(duì)于前輪中心的縱向位移 (一般規(guī)定在前輪中心后為正值，在前輪中心前為負(fù)值)以及空載狀態(tài)下的離地高度；和滿載狀態(tài)下的離地高度。 3 拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)的部件設(shè)計(jì) 基本參數(shù)是拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)的基本技術(shù)數(shù)據(jù)，是根據(jù)房車的用途及結(jié)構(gòu)類型來確定的，它反映了房車底盤工作能力及特點(diǎn)，也基本上確定了房車底盤的輪廓尺寸及本體總質(zhì)量等。 3.1底盤支架的設(shè)計(jì)

31、 底盤支架由5400x640x209的45#板焊接而成，在底盤支架上部安裝整個(gè)房車系統(tǒng)。 圖3-1 基座 （支架長度）=5400mm（采用長度取整切割，加工方便成本低） （支架高度）=209mm（支架不宜過高。上面安裝各種部件，操作不方便，又增加了成本） （支架寬度）=640mm（從經(jīng)濟(jì)方面考慮足夠安裝部件即可，不宜太寬） 由材料力學(xué)知識(shí)可知，在相同質(zhì)量情況下，方管具有很好的力學(xué)性能。其材質(zhì)均采用常見材質(zhì)，為45，機(jī)架常見材料45，45普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，又稱A3鋼。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 - 普通鋼板是鋼材。Q表示該材料的屈服極限，其次是235，這意味著該材料的屈服值約為235MPa。隨

32、著材料厚度的增加其屈服值降低（厚度/直徑≤26mm，屈服強(qiáng)度為235MPa; 26mm <厚度/直徑≤40mm。 3.2鋼材料的設(shè)計(jì) 支架采用鋼結(jié)構(gòu)。與其它結(jié)構(gòu)鋼框架結(jié)構(gòu)相比，具有以下特點(diǎn)： 1：可靠性高 鋼的生產(chǎn)，整個(gè)過程可以被嚴(yán)格控制，質(zhì)量穩(wěn)定，性能可靠，鋼結(jié)構(gòu)，接近各向同性；就其物理力學(xué)性質(zhì)和材料力學(xué)性能的基本假設(shè)是一致的；鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能與理論計(jì)算結(jié)果是一致的，計(jì)算結(jié)果可靠，因此鋼結(jié)構(gòu)高。 2：鋼結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度高，重量輕， 與其它材料相比，雖然鋼具有較大的重力密度，但同時(shí)具有較高的強(qiáng)度和它的彈性模量，而且強(qiáng)度和重力密度比更高，那么相同的加載條件下，鋼結(jié)構(gòu)的橫截面積很小，

33、結(jié)構(gòu)的自重小。小的鋼結(jié)構(gòu)的重量，便于運(yùn)輸和安裝，可以減少地基的荷載，減少和成本的基本組成部分的基礎(chǔ)。 3：鋼材具有較好的塑性和韌性 鋼材有較好的的塑性，鋼結(jié)構(gòu)不會(huì)因?yàn)槌d和破裂，在一般情況下，故障通常有一個(gè)明顯的變形，容易被發(fā)現(xiàn)，可以及時(shí)采取補(bǔ)救措施，避免重大事故的發(fā)生。鋼結(jié)構(gòu)的韌性，對(duì)動(dòng)態(tài)負(fù)荷適應(yīng)性的鋼結(jié)構(gòu)的能量吸收能力強(qiáng)，具有良好的抗震性能，優(yōu)良的。 4：制造鋼結(jié)構(gòu)較簡便，具有較短的施工工期 鋼結(jié)構(gòu)通常是專業(yè)制造工廠，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，生產(chǎn)力和產(chǎn)品質(zhì)量高，質(zhì)量保證，對(duì)工程結(jié)構(gòu)的工業(yè)化程度是最高的結(jié)構(gòu)。組件的制造完成后，運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)的組裝結(jié)構(gòu)。組件可以方便地安裝螺栓連接，有時(shí)成較大的單

34、位，安裝在地面，然后提升。施工周期短，能盡快發(fā)揮投資的經(jīng)濟(jì)效益的作用，由于鋼結(jié)構(gòu)具有連接方便的特點(diǎn)，因此加強(qiáng)，重建和搬遷。 5：鋼結(jié)構(gòu)密封性好 鋼結(jié)構(gòu)焊接連接可以制成的水密和常壓和高壓管道結(jié)構(gòu)的氣密性，等。 6：鋼材不耐銹蝕 在一般環(huán)境下無腐蝕性介質(zhì)，普通鋼結(jié)構(gòu)的除銹，然后再涂合格鍍層，腐蝕不嚴(yán)重。由于沒有腐蝕性介質(zhì)環(huán)境的車庫，所以鋼結(jié)構(gòu)本身和低維護(hù)成本。 根據(jù)煉鋼方法不同，可分為兩類型鋼梁和組合梁。設(shè)計(jì)梁，梁的剛度和強(qiáng)度的控制，因此雙方截面設(shè)計(jì)。的拉伸彎曲和彎曲控制安全要求梁截面設(shè)計(jì)系統(tǒng)的車庫系統(tǒng)的剛度和強(qiáng)度特別高，所以整體穩(wěn)定計(jì)算。此外，梁的節(jié)點(diǎn)應(yīng)采取措施防止鋼結(jié)構(gòu)，端截面扭轉(zhuǎn)。

35、在截面梁的設(shè)計(jì)，考慮強(qiáng)度，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是既高又瘦，與總體穩(wěn)定，法蘭應(yīng)寬而薄的，所以在荷載作用下，翼緣和腹板的波形壓縮屈曲，即梁發(fā)生局部失穩(wěn)。所以在負(fù)載和整體穩(wěn)定性降低，這是以增加加強(qiáng)筋厚度的一半或一系列措施。 3.3制動(dòng)器設(shè)計(jì) 3.3.1 制動(dòng)器分析 制動(dòng)系的功用是使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車；在下坡行駛時(shí)，使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速；使汽車可靠的停在原地或坡道上。制動(dòng)系統(tǒng)的一般工作原理是，利用與車身(或車架)相連的非旋轉(zhuǎn)元件和與車輪(或傳動(dòng)軸)相連的旋轉(zhuǎn)元件之間的相互摩擦來阻止車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)。而制動(dòng)器就是實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能的主要部件。 制動(dòng)器主要有摩擦式、液力式和電磁式等幾種。電

36、磁式制動(dòng)器雖有作用滯后性好、易于連接而且接頭可靠等優(yōu)點(diǎn)，但因成本太高，只在一部分總質(zhì)量較大的商用汽車上用作車輪制動(dòng)器或緩速器；液力式制動(dòng)器一般只作緩速器。目前廣泛應(yīng)用的仍為摩擦式制動(dòng)器。 一般制動(dòng)器都是通過其中的固定元件對(duì)旋轉(zhuǎn)元件施加制動(dòng)力矩，使后者的旋轉(zhuǎn)角速度降低，同時(shí)依靠車輪與地面的附著作用，產(chǎn)生路面對(duì)車輪的制動(dòng)力以使汽車減速。凡利用固定元件與旋轉(zhuǎn)元件工作表面的摩擦而產(chǎn)生制動(dòng)力矩的制動(dòng)器都成為摩擦制動(dòng)器摩擦式制動(dòng)器按摩擦副結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為盤式、鼓式和帶式三種。 3.3.2 鼓式制動(dòng)器 鼓式制動(dòng)器是最早形式的汽車制動(dòng)器，當(dāng)盤式制動(dòng)器還沒有出現(xiàn)前，它已經(jīng)廣泛用于各類汽車上。但由于結(jié)

37、構(gòu)問題使它在制動(dòng)過程中散熱性能差和排水性能差，容易導(dǎo)致制動(dòng)效率下降，因此在近三十年中，在轎車領(lǐng)域上已經(jīng)逐步退出讓位給盤式制動(dòng)器。但由于成本比較低，仍然在一些經(jīng)濟(jì)類汽車中使用。 鼓式制動(dòng)器除了成本比較低之外，還有一個(gè)好處，就是便于與駐車（停車）制動(dòng)組合在一起，凡是后輪為鼓式制動(dòng)器的汽車，其駐車制動(dòng)器也組合在后輪制動(dòng)器上。這是一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)，它完全與車上制動(dòng)液壓系統(tǒng)是分離的：利用手操縱桿或駐車踏板拉緊鋼拉索，操縱鼓式制動(dòng)器的杠件擴(kuò)展制動(dòng)蹄，起到停車制動(dòng)作用，使得汽車不會(huì)溜動(dòng)；松開鋼拉索，回位彈簧使制動(dòng)蹄恢復(fù)原位，制動(dòng)力消失。 典型的鼓式制動(dòng)器主要由底板、制動(dòng)鼓、制動(dòng)蹄、輪缸（制動(dòng)分泵）、回位彈簧

38、、定位銷等零部件組成。底板安裝在車軸的固定位置上，它是固定不動(dòng)的，上面裝有制動(dòng)蹄、輪缸、回位彈簧、定位銷，承受制動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)扭力。每一個(gè)鼓有一對(duì)制動(dòng)蹄，制動(dòng)蹄上有摩擦襯片。制動(dòng)鼓則是安裝在輪轂上，是隨車輪一起旋轉(zhuǎn)的部件，它是由一定份量的鑄鐵做成，形狀似園鼓狀。當(dāng)制動(dòng)時(shí)，輪缸活塞推動(dòng)制動(dòng)蹄壓迫制動(dòng)鼓，制動(dòng)鼓受到摩擦減速，迫使車輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 各種鼓式制動(dòng)器各有利弊。就制動(dòng)效能而言，在基本結(jié)構(gòu)參數(shù)和輪缸工作壓力相同的條件下，自增力式制動(dòng)器由于對(duì)摩擦助勢(shì)作用利用得最為充分而居首位，以下依次為雙領(lǐng)蹄式、領(lǐng)從蹄式、雙從蹄式。但蹄鼓之間的摩擦系數(shù)本身是一個(gè)不穩(wěn)定的因素，隨制動(dòng)鼓和摩擦片的材料、溫度和表面狀況

39、(如是否沾水、沾油，是否有燒結(jié)現(xiàn)象等)的不同可在很大范圍內(nèi)變化。自增力式制動(dòng)器的效能對(duì)摩擦系數(shù)的依賴性最大，因而其效能的熱穩(wěn)定性最差。 在制動(dòng)過程中，自增力式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的增長在某些情況下顯得過于急速。雙向自增力式制動(dòng)器多用于轎車后輪，原因之一是便于兼充駐車制動(dòng)器。單向自增力式制動(dòng)器只用于中、輕型汽車的前輪，因倒車制動(dòng)時(shí)對(duì)前輪制動(dòng)器效能的要求不高。雙從蹄式制動(dòng)器的制動(dòng)效能雖然最低，但卻具有最良好的效能穩(wěn)定性，因而還是有少數(shù)華貴轎車為保證制動(dòng)可靠性而采用。領(lǐng)從蹄制動(dòng)器發(fā)展較早，其效能及效能穩(wěn)定性均居于中游，且有結(jié)構(gòu)較簡單等優(yōu)點(diǎn)，故目前仍相當(dāng)廣泛地用于各種汽車。所以選用領(lǐng)從蹄制動(dòng)器。

40、 l.領(lǐng)蹄 2.從蹄 3、4.支點(diǎn) 5.制動(dòng)鼓 6.制動(dòng)輪缸 圖3-2 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器示意圖 圖為領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器示意圖，設(shè)汽車前進(jìn)時(shí)制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)方向如圖中箭頭所示。沿箭頭方向看去，制動(dòng)蹄1的支承點(diǎn)3在其前端，制動(dòng)輪缸6所施加的促動(dòng)力作用于其后端，因而該制動(dòng)蹄張開時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向與制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向相同。具有這種屬性的制動(dòng)蹄稱為領(lǐng)蹄。與此相反，制動(dòng)蹄2的支承點(diǎn)4在后端，促動(dòng)力加于其前端，其張開時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向與制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向相反。具有這種屬性的制動(dòng)蹄稱為從蹄。當(dāng)汽車倒駛，即制動(dòng)鼓反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，蹄1變成從蹄，而蹄2則變成領(lǐng)蹄。這種在制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn)和反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，都有一個(gè)

41、領(lǐng)蹄和一個(gè)從蹄的制動(dòng)器即稱為領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。 3.3.3 制動(dòng)器的間隙 制動(dòng)蹄在不工作的原始位置時(shí)，其摩擦片與制動(dòng)鼓間應(yīng)有合適的間隙，其設(shè)定值由汽車制造廠規(guī)定，一般在0.25～0.5mm之間。任何制動(dòng)器摩擦副中的這一間隙(以下簡稱制動(dòng)器間隙)如果過小，就不易保證徹底解除制動(dòng)，造成摩擦副拖磨；過大又將使制動(dòng)踏板行程太長，以致駕駛員操作不便，也會(huì)推遲制動(dòng)器開始起作用的時(shí)刻。但在制動(dòng)器工作過程中，摩擦片的不斷磨損將導(dǎo)致制動(dòng)器間隙逐漸增大。情況嚴(yán)重時(shí)，即使將制動(dòng)踏板踩到下極限位置，也產(chǎn)生不了足夠的制動(dòng)力矩。因此，制動(dòng)器需要對(duì)間隙進(jìn)行調(diào)節(jié)，這次采用一個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)這一功能。 3.4 鼓式制動(dòng)器

42、主要參數(shù)的確定 3.4.1 制動(dòng)鼓內(nèi)徑D 輸入力F0一定時(shí)，制動(dòng)鼓內(nèi)徑越大，制動(dòng)力矩越大，且散熱能力也越強(qiáng)。但增大D受輪輞內(nèi)徑限制。制動(dòng)鼓與輪輞之間應(yīng)保持足夠的間隙，通常要求該間隙不小于20mm，否則不僅制動(dòng)鼓散熱條件太差，而且輪輞受熱后可能粘住內(nèi)胎或烤壞氣門嘴。制動(dòng)鼓應(yīng)有足夠的壁厚，用來保證有較大的剛度和熱容量，以減小制動(dòng)時(shí)的溫升。制動(dòng)鼓的直徑小，剛度就大，并有利于保證制動(dòng)鼓的加工精度。 制動(dòng)鼓直徑與輪輞直徑之比D／Dr，的范圍如下： 轎車：D／Dr=0.64～0.74 貨車：D／Dr=0.70～0.83 制動(dòng)鼓內(nèi)徑尺寸應(yīng)參照專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T309—1999《制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)

43、蹄片寬度尺寸系列》選取。 根據(jù)汽車選用的車輪輪輞直徑Dr=18in=182.54=45.72cm D= Dr（0.70～0.83）=32.00～36.58cm 最后在尺寸系列中選擇354mm。 3.4.2 摩擦襯片寬度b和包角β 摩擦襯片寬度尺寸b的選取對(duì)摩擦襯片的使用壽命有影響。襯片寬度尺寸取窄些，則磨損速度快，襯片壽命短；若襯片寬度尺寸取寬些，則質(zhì)量大，不易加工，并且增加了成本。 制動(dòng)鼓半徑R確定后，襯片的摩擦面積為Ap=Rβb。制動(dòng)器各蹄襯片總的摩擦面積∑Ap越大，制動(dòng)時(shí)所受單位面積的正壓力和能量負(fù)荷越小，從而磨損特性越好。 摩擦襯片包角為：90o～130o時(shí)，磨損最小，制

44、動(dòng)鼓溫度最低，且制動(dòng)效能最高。β角減小雖然有利于散熱，但單位壓力過高將加速磨損。實(shí)際上包角兩端處單位壓力最小，因此過分延伸襯片的兩端以加大包角，對(duì)減小單位壓力的作用不大，而且將使制動(dòng)不平順，容易使制動(dòng)器發(fā)生自鎖。因此，包角一般不宜大于140o。 設(shè)計(jì)中，取摩擦襯片包角135o。 襯片寬度b較大可以減少磨損，但過大將不易保證與制動(dòng)鼓全面接觸。制動(dòng)襯片寬度尺寸系列見QC/T309—1999。 3.5 鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.5.1 壓力沿襯片長度方向的分布規(guī)律 除摩擦襯片因有彈性容易變形外，制動(dòng)鼓、蹄片和支承也有變形，所以計(jì)算法向壓力在摩擦襯片上的分布規(guī)律比較困難。通常只考慮襯片徑向變

45、形的影響，其它零件變形的影響較小而忽略不計(jì)。 如圖所示，將坐標(biāo)原點(diǎn)取在制動(dòng)鼓中心O點(diǎn)。yI 坐標(biāo)軸線通過蹄片的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心A1點(diǎn)。 圖3-4 制動(dòng)器襯片受力示意圖 此時(shí)蹄片在張開力和摩擦力作用下，繞支承銷A1轉(zhuǎn)動(dòng)dy角。摩擦襯片表面任意點(diǎn)B1沿蹄片轉(zhuǎn)動(dòng)的切線方向的變形就是線段B1 B1’，其徑向變形分量是這個(gè)線段在半徑OB1延長線上的投影，即為B1C1線段。由于dy很小，可認(rèn)為 ∠=90o，故所求摩擦襯片的變形應(yīng)為 (3—1) 考慮到OAl～OB1=R,那么分析等腰三角形AlOB1則有Al B1/sin

46、ɑ=Rsin γ，所以表面的徑向變形和壓力為 (3—2) (3—3) 綜上所述可知，新蹄片壓力沿摩擦襯片長度的分布符合正弦曲線規(guī)律，可用上式計(jì)算。 沿摩擦襯片長度方向壓力分布的不均勻程度，可用不均勻系數(shù)△評(píng)價(jià) (3—4) 式中，pf為在同一制動(dòng)力矩作用下，假想壓力分布均勻時(shí)的平均壓力；pmax為壓力分布不均勻時(shí)蹄片上的最大

47、壓力。 3.3.2 計(jì)算蹄片上的制動(dòng)力矩[1] 計(jì)算鼓式制動(dòng)器制動(dòng)器，必須查明蹄壓緊到制功鼓上的力與產(chǎn)生制動(dòng)力矩之間的關(guān)系。 為計(jì)算有一個(gè)自由度的蹄片上的力矩，在摩擦襯片表面取一橫向微元面積，如圖8—9所示。它位于ɑ角內(nèi)，面積為bRdɑ，其中b為摩擦襯片寬度。由鼓作用在微元面積上的法向力為 (3—5) 同時(shí)，摩擦力fdF1產(chǎn)生的制動(dòng)力矩為(f為摩擦因數(shù)，計(jì)算時(shí)取0.3) (3—6) 從ɑ’到ɑ’’區(qū)段積分上式得到

48、 (3—7) (3—8) 從式(3—7)和式(3—8)能計(jì)算出不均勻系數(shù) (3—9) 從式(3—7)和式(3—8)能計(jì)算出制動(dòng)力矩與壓力之間的關(guān)系。但是，實(shí)際計(jì)算時(shí)還必須建立制動(dòng)力矩與張開力F0的關(guān)系。 緊蹄產(chǎn)生的制動(dòng)力矩Mut1用下式表達(dá) (3—10) 式中，F(xiàn)1為緊蹄的法向合力；R1為摩擦力f F1的作用半徑

49、(圖3—6)。 圖3-5 計(jì)算制動(dòng)力矩簡圖 圖3-6 計(jì)算張開力簡圖 如果已知蹄的幾何參數(shù)(圖3—6中的h a c等)和法向壓力的大小，便能用式(3—7)計(jì)算出蹄的制動(dòng)力矩。 為計(jì)算隨張開力F01而變的力F0，列出蹄上的力平衡方程式 (3—11) 式中，δ1為хl軸和力F1的作用線之間的夾角；F’х為支承反力在хl軸上的投影。 解聯(lián)立方程式(3—11)得到 (3—12) (3—13) 對(duì)于松蹄也能用類似的方程式表示，即

50、 (3—14) 為計(jì)算δl、δ2、及Rl、R2值，必須求出法向力F及其分量，沿著相應(yīng)的軸線作用有dFx和dFy力，它們的合力為dF(圖3—5)。有 (3—14) (3—15) 所以 (3—16) 根據(jù)式(3—7)和式(3—10)并考慮到 (3—17) 如果順著制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)的蹄片和逆著制

51、動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)的蹄片的和角度不同，很顯然兩塊蹄片的δ和值也不同。制動(dòng)器有兩塊蹄片，鼓上的制動(dòng)力矩等于它們的摩擦力矩之和，即 =+=+ (3—18) 用液力驅(qū)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)01=F02。所需的張開力為 =/(+) (3—19) 用凸輪張開機(jī)構(gòu)的張開力，可由前述作用在蹄上的力矩平衡條件得到的方程式求出 =0.5/ =0.5/ (3—20) 計(jì)算鼓式制動(dòng)器，必須檢查蹄有無自鎖的可能。由式(3—13)得出自鎖條

52、件。 當(dāng)式(3—13)中的分母等于零時(shí)，蹄自鎖，即 (3—21) 如果 < 就不會(huì)自鎖。 由方程式(3—7)和式(8—13)可計(jì)算出領(lǐng)蹄表面的最大壓力為 (3—22) 3.6 襯片的設(shè)計(jì) 圖3-7 襯片簡圖 摩擦襯片(襯塊)的磨損受溫度、摩擦力、滑磨速度、制動(dòng)鼓(制動(dòng)盤)的材質(zhì)及加工情況，以及襯片(襯塊)本身材質(zhì)等許多因素的影響，因此在理論上計(jì)算磨損性能極為困難。但試驗(yàn)表明，影響磨損的最重要的因素還是摩擦表面的溫度和摩擦力。從能量的觀點(diǎn)來說，汽車制動(dòng)過程即是將汽車的機(jī)械能(動(dòng)能和勢(shì)

53、能)的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過程中，制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了汽車全部動(dòng)能耗散的任務(wù)。此時(shí)，由于制動(dòng)時(shí)間很短，實(shí)際上熱量還來不及逸散到大氣中，而被制動(dòng)器所吸收，致使制動(dòng)器溫度升高。這就是所謂制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷越大，則襯片(襯塊)磨損將越嚴(yán)重。對(duì)于盤式制動(dòng)器的襯塊，其單位面積上的能量負(fù)荷比鼓式制動(dòng)器的襯片大許多倍，所以制動(dòng)盤的表面溫度比制動(dòng)鼓的高。 各種汽車的總質(zhì)量及其制動(dòng)襯片(襯塊)的摩擦面積各不相同，因而有必要用一種相對(duì)的量作為評(píng)價(jià)能量負(fù)荷的指標(biāo)。目前，各國常用的指標(biāo)是比能量耗散率，即每單位襯片(襯塊)摩擦面積的每單位時(shí)間耗散的能量。通常所用的計(jì)量單位為W／m

54、m2。比能量耗散率有時(shí)也稱為單位功負(fù)荷，或簡稱能量負(fù)荷。 雙軸汽車的單個(gè)前輪及后輪制動(dòng)器的比能量耗散率分別為： (3—23) (3—24) (3—25) 式中，ma為汽車總質(zhì)量(t)；δ為汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；v1,v2為制動(dòng)初速度和終速度(m／s)；j為制動(dòng)減速度(m／s2)；t為制動(dòng)時(shí)間(s)；A1、A2為前、后制動(dòng)器襯片(襯塊)的摩擦面積(mm2)；β為制動(dòng)力分配系數(shù)。 在緊急制動(dòng)到停車

55、的情況下，v2=0，并可認(rèn)為δ=1，故 (3—26) (3—27) 據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)推薦，鼓式制動(dòng)器的比能量耗散率以不大于1．8W／mm2為宜，計(jì)算時(shí)取減速度j=0．6g。制動(dòng)初速度：轎車用100km／h(27．8m／s)；總質(zhì)量3．5t以下的貨車用80km／h(22.2m／s)；總質(zhì)量3.5t以上的貨車用65km／h(18m／s)。 另一個(gè)磨損特性指標(biāo)是每單位襯片(襯塊)摩擦面積的制動(dòng)器摩擦力，稱為比摩擦力。比摩擦力越大，則磨損將越嚴(yán)重。單個(gè)車輪制

56、動(dòng)器的比摩擦力為: (3—28) 式中，Mu為單個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩；R為制動(dòng)鼓半徑(襯塊平均半徑Rm或有效半徑Re)；A為單個(gè)制動(dòng)的襯片(襯塊)摩擦面積。 在j=0.6g時(shí)，鼓式制動(dòng)器的比摩擦力f0以不大于0．48N／mm2為宜。與之相應(yīng)的襯片與制動(dòng)鼓之間的平均單位壓力戶p0= f0/f=1.37～1.60N／mm2設(shè)摩擦因數(shù)f：0.3～0.35。這比過去一些文獻(xiàn)中所推薦的pm許用值2～2．5N／mm2要小，因?yàn)槟p問題現(xiàn)在已較過去受到更大程度的重視。 3

57、.7 連接架的設(shè)計(jì) 3.7.1 連接架的尺寸 m p n （1）連接架尺寸 p（連接架寬） = 取整 =55mm n（連接架長） =145mm m（連接架厚度） = 1341mm 方孔尺寸 O（孔長） = 水平位移長度 + 活動(dòng)間隙 = 49mm + 2m = 51mm 3.8固定板的設(shè)計(jì) 固定板尺寸 q 1 p 1 t w t t（固定板厚） = 72mm p 1（固定板長）= 固定板水平位移長度 + 活動(dòng)間隙 + 厚*2

58、 = 64mm + 1mm + 5mm*2 = 75mm q 1（固定板寬）= 承載長 + 活動(dòng)間隙 + 厚*2 = 38mm + 2mm + 5mm*2 = 50mm w（ 兩邊之間的距離） = 125m 3.9鎖緊裝置的設(shè)計(jì) （1） 鎖緊裝置尺寸： t q 1 r p 1 r t t（鎖緊裝置長） =142mm p 1（鎖緊裝置高）= 鎖緊裝置水平位移長度 + 活動(dòng)間隙 + 厚*2 = 33mm + 2mm + 5mm*

59、2 = 45mm q 1（鎖緊裝置寬）= 承載長 + 活動(dòng)間隙 + 厚*2 = 123mm +1mm + 5mm*2 = 134mm r（鎖緊裝置內(nèi)部孔寬） =12mm 3.10彈簧的設(shè)計(jì) 彈簧尺寸： D（線徑）= 8mm D1（小外徑）= 20mm D2（大外徑）= 40mm N（有效圈數(shù)）= 2T h0（自由高度）= 165mm h1（荷重高）= 80mm （經(jīng)計(jì)算[ ]，彈簧能承載的最大壓力[ ] F1：2541.3N） 彈簧材料：彈簧鋼SUP型。當(dāng)房車底盤在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能承載

60、的最大壓力為254.1Kg，滿足所需設(shè)計(jì)需求。即該款彈簧的行程為120mm，選取彈簧，因?yàn)榉寇嚨妆P對(duì)力度要求比較大，所選彈簧很多為彈簧鋼SUP型。 3.11拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)的三維裝配 在三維造型軟件里面，一般情況，對(duì)于裝配組件有兩種方式。一種是首先全部設(shè)計(jì)好了裝配中的組件，然后將組建添加到裝配中，在工程應(yīng)用中將這種裝配形式稱為自底向上的裝配。另一種是需要根據(jù)實(shí)際情況才能判斷裝配的大小和形狀，因此首先需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新組件，然后在該組件中建立幾何對(duì)象或?qū)⒃械膸缀螌?duì)象添加到新建的組件中，這種裝配方式稱為自頂向下的裝配。 裝配模塊可以快速將組合零件組成產(chǎn)品，還可以在裝配的上下文范圍內(nèi)建立新的

61、零件模型，并產(chǎn)生明細(xì)列表。而且在裝配中，可以參照其他組件進(jìn)行組裝配對(duì)設(shè)計(jì)，并可對(duì)裝配模型進(jìn)行間隙分析、重量質(zhì)量管理等操作。裝配模型生成后，可建立爆炸視圖，并可將其引入到?工程圖中。 在三維造型軟件里面，配合主要有重合、平行、垂直、相切、同軸心、鎖定、及距離、角度等配合功能，根據(jù)具體的配合要求選取不同的配合來完成機(jī)器的裝配，使之成為一個(gè)裝配體。裝配的界面如下圖所示。 圖3-5裝配界面示意圖 根據(jù)該拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)型方案，其裝配主要是各個(gè)零部件的配合，及面與面的重合，因此只需用到同軸心配合及重合兩種裝配方式。 下面將以裝配配合進(jìn)行介紹。 首先在三維造型軟件里面建立裝配體組裝

62、界面。打開裝配體文件夾，具體操作過程如下： 點(diǎn)擊新建，里面有文件夾形式的選取，包括零件及按鈕，選取裝配體文件，打開裝配體界面。 各個(gè)部件之間的組裝用到的命令有同心、重合、距離命令。 運(yùn)用三維造型 渲染功能，渲染效果圖如下圖所示。 圖3-8拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)三維渲染效果圖 4 拖掛式房車底盤結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與校核 4.1 主軸的計(jì)算及校核 為保證軸的正常運(yùn)行，應(yīng)檢查一般機(jī)器軸的強(qiáng)度，以防止由于軸的強(qiáng)度不足而導(dǎo)致其斷；對(duì)于具有所需剛度的軸，必須檢查剛度以防止軸過大。對(duì)于高速軸，必須執(zhí)行振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算以防止軸共振。在設(shè)計(jì)軸時(shí)，除了根據(jù)上述設(shè)計(jì)標(biāo)

63、準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算或驗(yàn)證計(jì)算之外，軸必須滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中軸部件的安裝，固定和制造工藝要求，并且每個(gè)部件的形狀必須合理確定結(jié)構(gòu)尺寸。 4.1.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)已知：軸的轉(zhuǎn)速、傳遞功率、傳動(dòng)布置方案、回轉(zhuǎn)件的主要尺寸等。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括確定軸的合理形狀和每個(gè)部件的結(jié)構(gòu)尺寸，以便軸的每個(gè)部分的直徑和長度必須滿足承載能力的要求，必須符合標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)尺寸，并且也符合這些部件。軸的安裝、固定、調(diào)整和處理的原則。軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活多變，沒有一成不變的規(guī)律，只能具體問題具體分析。 軸和軸上零件的結(jié)構(gòu)、工藝、軸上零件的布置等對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度及剛度有很大的影響，改進(jìn)這些方面能提高軸的

64、承載能力。軸的尺寸如能減小，整個(gè)機(jī)器的質(zhì)量也會(huì)隨之降低。 1.改善軸的受載狀況 2.減少應(yīng)力集中 3.改善軸的表面品質(zhì) 轉(zhuǎn)軸是拖掛式房車底盤中的重要零件之一。傳輸動(dòng)力零件在做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，都必須安裝在軸上才可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和傳遞動(dòng)力[17]。所以轉(zhuǎn)軸的作用是支承回轉(zhuǎn)零件又傳遞動(dòng)力。 4.1.2 主軸組件的性能要求 1．旋轉(zhuǎn)精度 2．靜剛度 N/m 3．抗振性 4．溫升和熱變形 5．精度保持性。 6.主軸前端面做成短圓錐面。 7．主軸的技術(shù)要求 莫氏錐孔對(duì)軸徑得徑向圓跳動(dòng)得：A處0.005mm，B處0.010mm。

65、4.1.3 主軸參考數(shù)據(jù)的規(guī)定 1．主軸前軸徑直徑D1的規(guī)定 按照主電動(dòng)機(jī)功率P=2.4kW，得D=240mm，后徑D2=1.6D=1.6×240=192(mm) 2．主軸內(nèi)孔直徑d的確定 3．主軸懸伸量a的規(guī)定 主軸懸伸量a=440mm（毫米）。 4．主軸最佳跨距離L的選定 4.2軸承的選擇計(jì)算 軸上的軸承主要承受了軸向力，徑向力幾乎被抵消完，所以只用軸向力進(jìn)行校核，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得載荷系數(shù)； 軸向力主要是軸上零件的重力，估算重力約為2000N，則： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得：

66、 校核軸上端所裝深溝球軸承： 深溝球軸承動(dòng)載荷。 當(dāng)量動(dòng)載荷P=3200N。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得推薦的軸承預(yù)期壽命。 計(jì)算： 所以深溝球軸承壽命足夠。 校核軸下端所裝雙列角接觸的球軸承： 對(duì)于角接觸球軸承，基本額定當(dāng)量動(dòng)載荷，當(dāng)量動(dòng)載荷P=3200N，計(jì)算： 所以雙列角接觸球軸承壽命足夠。 a. 小齒輪軸承參數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得： 型號(hào)：33006 單列圓錐滾子軸承（GB/T297-1994） 徑向當(dāng)量動(dòng)載荷：； 徑向當(dāng)量靜載荷：； 計(jì)算系數(shù)：； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》得： b. 計(jì)算軸承的受力 (1) 徑向力 (2) 軸向外載荷 (3) 附加軸向力S (4)實(shí)際軸向力 因?yàn)? 所以 c. 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 ，取動(dòng)載荷系數(shù) 對(duì)于軸承A： 所以 X=0.4，Y=2.1 則 對(duì)于軸承B： 所以 X=1，Y=0