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**學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
課題名稱： 福田車備胎支架設(shè)計(jì)與制造
課題性質(zhì)： 生 產(chǎn)
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
年 級(jí)：
指導(dǎo)教師：
學(xué)生姓名：
2007年 月 日
一、 課題條件
福田車備胎支架為福田車放置備胎的結(jié)構(gòu)，月產(chǎn)大約1000件，
了解功能后，設(shè)計(jì)支架，主要條件及要求如下：
圖紙：裝配圖一張，零件圖若干張。
要求：設(shè)計(jì)備胎支架及制定主要零件的加工工藝。
二、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：
1．了解福田車備胎支架功能。
2．確定設(shè)計(jì)方案。
3．確定支架各零件尺寸，進(jìn)一步確定支架結(jié)構(gòu)。
4．設(shè)計(jì)曲柄軸。
5．繪制圖紙。
6．編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份，字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字。
7．英文資料翻譯，譯出字?jǐn)?shù)不少于5千字。
三、計(jì)劃進(jìn)度
1．課題實(shí)習(xí)、調(diào)研、方案擬定。 2周
2．確定設(shè)計(jì)方案。 1周
3．確定支架各零件尺寸，進(jìn)一步確定支架結(jié)構(gòu)。 3周
4．繪制裝配圖 2周
5．繪制零件圖 1.5周
6．編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1.5周
7．英文資料翻譯 1周
8．答辯準(zhǔn)備及答辯 1周
四、主要參考文獻(xiàn)
[1] 機(jī)械電子工業(yè)部.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社.1993，11
[2] 機(jī)械電子工業(yè)部.焊接結(jié)構(gòu).機(jī)械工業(yè)出版社.1993，11
[3] 陳孝康，陳炎嗣，周興隆著.沖壓件設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)輕工業(yè)出版社2001，1
[4] 丁松聚主編.冷沖模設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社.2005，1
[5] 張榮清主編.模具設(shè)計(jì)與制造.機(jī)械工業(yè)出版社.2003,8
指導(dǎo)教師： 教研室主任：
年 月 日 年 月 日
摘要
本課題是關(guān)于福田汽車備用胎支架的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)備用胎支架與車底盤和備用胎之間的連接，使備用胎安裝和拆卸方便，備用胎支架設(shè)計(jì)根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)制造技術(shù)，并參照福田廠汽車實(shí)際要求，結(jié)合福田實(shí)際生產(chǎn)能力，綜合設(shè)計(jì)備用胎支架。設(shè)計(jì)包括總體方案設(shè)計(jì)、零部件設(shè)計(jì)，即材料和類別、性能的選用，備用胎支架的結(jié)構(gòu)和參數(shù)選擇，各零部件的檢驗(yàn)及使用注意事項(xiàng)，分析了它們各自的結(jié)構(gòu)和功能針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)加工能力，結(jié)合備用胎支架的加工要求和工藝要求，采用多種機(jī)械制造工藝加工。比如對(duì)支架體、支撐板的沖壓工藝，對(duì)偏心軸的機(jī)械加工工藝，固定板Ⅰ和固定板Ⅱ的焊接工藝等。備用胎支架裝配后，對(duì)其進(jìn)行實(shí)際檢驗(yàn)和試驗(yàn)，涉及的核心在于備用胎與支架體和車底盤與支架體的聯(lián)接，設(shè)計(jì)的目的，在于技術(shù)性和實(shí)用性。
Astract
This topic is the design of spare tire flames of FuTian motor vehecles.In orde to make the spare tires setting up and fetting down easyly .This design contents the general lay out and parts design .Saying another way ,consturction and function of spare types flames application.In spection and testing of parts;construction and fuction of parts. Thinking to matenical building techonology of Function,We chose defferent ways to every kind of parts.eg: stamping to plate-stat, weildng to reigforced plate Ⅰand Ⅱ and so on.After the fitting of each part of spare tires of flames, we should applicate and inspat the using of spare tires flames. The core of design is two joins and fastening ; The purpose of designing is the teconology and using .
目錄
前言
第一章 方案選擇-----------------------------------------------------------2
1.1 設(shè)計(jì)方案選擇一---------------------------------------------------------------------3
1.2 設(shè)計(jì)方案選擇二 -------------------------------------------------------------------5
1.3 設(shè)計(jì)方案選擇三 -------------------------------------------------------------------9
1.4 方案選定及材料確 ----------------------------------------------------------------10
第二章 方案詳細(xì)設(shè)計(jì)--------------------------------------------------11
2.1 關(guān)于設(shè)計(jì)偏心軸 ------------------------------------------------------------------11
2.1.1 作用 ---------------------------------------------------------------------------11
2.1.1 作用介紹 -----------------------------------------------------------------------11
2.1.3 偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)------------------------------------------------------------11
2.1.4 軸上零件軸向尺寸的確定---------------------------------------------------11
2.1.5 設(shè)計(jì)偏心距離 --------------------------------------------------------------11
2.1.6 軸的校驗(yàn) ----------------------------------------------------------------------12
2.2 滾子鏈鏈輪選擇/及與偏心軸的配合 ----------------------------13
2.2.2 鏈輪材料及熱處理 -----------------------------------------------------------14
2.2.1 參數(shù) ----------------------------------------------------------------------------15
2.2.3 滾動(dòng)的潤(rùn)滑 -------------------------------------------------------------------15
2.3備用胎支架總體設(shè)計(jì) --------------------------------------------------15
2.3.1主要包括 -----------------------------------------------------------------------15
2.3.2功能與作用 ----------------------------------------------------------------------16
2.3.3尺寸計(jì)算----------------------------------------------------------------------------17
第三章 加工工藝分析------------------------------------------------------------18
3.1 偏心軸加工 -------------------------------------------------------------------------18
3.1.1 偏心工件的特點(diǎn) ----------------------------------------------------------------18
3.1.2 方案選擇及加工 ---------------------------------------------------------------19
3.2沖壓加工加強(qiáng)板I加強(qiáng)板II以及支架體…20
3.2.1選擇彎曲方法--------------------------------------------------------------------20
3.2.2彎曲工藝性-----------------------------------------------------------------------21
4.3 備胎支架中的焊接工藝 ------------------------------------------------------23
3.3.1材料--------------------------------------------------------------------------------23
3.3.2 選用手工電弧焊接頭，其力學(xué)性能--------------------------------------23
3.3.3 焊接注意事項(xiàng) --------------------------------------------------------------24
第四章 裝配工藝-----------------------------------------------------------------24
4.1裝配工藝原則----------------------------------------------------------------------24
4.2裝配工藝------------------------------------------------------------------------------25
第五章 備用胎知識(shí)及使用注意事項(xiàng)------------------------------------25
謝辭-----------------------------------------------------------------------------------------27
參考文獻(xiàn)---------------------------------------------------------------------------------28
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)正文
前言
在汽車行駛過(guò)程中，車胎經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)爆胎或磨損等各種各樣的問(wèn)題，這時(shí)就需要換下輪胎，如何輕松再備用胎支架上換下輪胎，這是每一個(gè)車手最為關(guān)注的問(wèn)題。本設(shè)計(jì)針對(duì)此種情況，研究分析，科學(xué)論證，針對(duì)市場(chǎng)上備用胎支架拆裝難、不易操作，技術(shù)含量過(guò)于老舊等情況，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)能力，比較分析，結(jié)合車型條件，力圖達(dá)到解決備用胎支架目前存在的缺陷問(wèn)題。
本車型備用胎常布置于車架尾部下方或是車架中部上方貨箱底板下部。布置在車架尾部時(shí)常采用懸鏈?zhǔn)剑杀ＷC卸裝方便，并使汽車質(zhì)心位置降低。但此時(shí)汽車?yán)锝菧p小。通過(guò)性變壞。備胎置于車架中部上方時(shí)，常用翻轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，但在轉(zhuǎn)動(dòng)備胎時(shí)需要足夠的空間，導(dǎo)致抬高貨箱，使汽車質(zhì)心位置增高。
因此在本設(shè)計(jì)中，最先考慮備用胎的布置問(wèn)題，然后針對(duì)結(jié)果設(shè)計(jì)備胎支架。
選取備胎支架所需材料及分析其性能：
Q235-A碳素結(jié)構(gòu)鋼
良好的塑性、韌性和焊接性能、沖壓性能以及一定的強(qiáng)度好的冷變性能，適合鋼結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼要求：廣泛用于制造薄板、鋼筋、鋼結(jié)、焊接件、支架、受力不大的拉桿、連桿、鉆、軸、銷釘、螺母。
45鋼：高強(qiáng)度中碳調(diào)質(zhì)鋼，具有一定的塑性和韌性，較高的強(qiáng)度，切削性能良好。采用調(diào)質(zhì)處理可獲得良好的力學(xué)性能，淬透性較差，水淬易產(chǎn)生裂紋。中小型零件調(diào)制質(zhì)得到較好的韌性極高的強(qiáng)度，大型零件（大于80mm）采用淬火處理為宜。但45鋼焊接性能較低，仍可焊接，不過(guò)焊接前應(yīng)將焊件預(yù)熱，而焊后進(jìn)行退火處理，以消除焊接應(yīng)力。適用于較高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)零件。如空壓機(jī)、泵的活塞、蒸汽透平機(jī)、重型及通用機(jī)械中的軸、連桿、蝸桿、齒條、齒輪、銷子等，通常在調(diào)質(zhì)或正火狀態(tài)下使用。適用于本設(shè)計(jì)中的聯(lián)接件。
QT500：具有中等的強(qiáng)度和韌性。多用于板型結(jié)構(gòu)。
球墨鑄鐵：汽輪機(jī)的中溫氣缸隔板，水輪機(jī)閥體，機(jī)車輛軸瓦，輸電線路聯(lián)板。
基體：珠光體+鐵素體
C
Si
Mn
P
S
Mg
Re
3.6—3.8
2.5—2.9
〈0.6
〈0.08
〈0.025
<0.03—0.05
0.03—0.05
抗拉強(qiáng)度
屈服強(qiáng)度
伸長(zhǎng)度
布氏強(qiáng)度
〉=500
〉320
>7
170--230
材料：碳素結(jié)構(gòu)鋼：用戶制作各種靜載荷金屬結(jié)構(gòu)件，不需要熱處理的機(jī)械零件和一般焊接件。
第一章 方案設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求：認(rèn)真研究備用胎的支架的作用，處理好支架與備用胎和汽車的兩個(gè)聯(lián)接，并通過(guò)畢業(yè)實(shí)習(xí)和調(diào)查研究，了解市場(chǎng)和用戶對(duì)該設(shè)備的設(shè)計(jì)要求，以及對(duì)新設(shè)計(jì)件進(jìn)行功能分析。
備用胎支架設(shè)計(jì)目的是實(shí)現(xiàn)備用胎固定，不會(huì)產(chǎn)生脫漏現(xiàn)象的同時(shí)，對(duì)車身整體受力和振動(dòng)平衡影響減少到最小，且使支架體有一定的使用壽命，要求支架體的設(shè)計(jì)使備用胎的安裝與拆卸方便，滿足剛度和強(qiáng)度的要求。為了使新設(shè)計(jì)的備用胎支架能夠達(dá)到上述功能目標(biāo)，可選用下列原理性的總體布局方案來(lái)實(shí)現(xiàn)功能原理要求
1.1 方案一
序號(hào)
零件編號(hào)
零件名稱
每車用量
備注
1
52000731
52002705
備胎車輪壓緊固定螺栓(M10×1.5)
1
X=125mm
X=174mm
2
52001643
螺母
1
3
52000733
螺桿蓋帽
1
4
34201408
螺栓
6
5
11500100
螺栓
2
6
55000859
底板備胎固定支架
1
7
55002009
備胎吊板
1
8
55003494
支架
1
9
11500324
墊圈
1
10
34201610
螺釘
2
此方案采用底板備胎固定支架安裝來(lái)固定在車內(nèi)，并利用備胎吊板來(lái)固定輪胎
，通過(guò)備胎車輪壓緊固定螺栓(M10×1.5)和螺母來(lái)連接以實(shí)現(xiàn)壓板與車和輪胎的固定。
此方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，連接方便，，但拆裝麻煩且輪胎所占得空間大，在技術(shù)方向
上沒(méi)有創(chuàng)新，使用于簡(jiǎn)單難改變的輪胎，針對(duì)本設(shè)計(jì)方向，要放在重型機(jī)械車上，此方案在考慮中。
1.2方案二
序號(hào)
零件編號(hào)
零件名稱
每車用量
備注
1
52000207
備胎車輪裝載架
1
2
52000635
扣鎖把柄
1
3
52000633
把柄彈簧
1
4
52000636
把柄襯套
1
5
52000634
把柄隔套
2
6
52000344
鎖銷拴
1
7
52000632
導(dǎo)向銷
1
8
34201580
螺母
1
9
55002000
加強(qiáng)板
1
10
52000926
把柄座圈
1
11
52000927
把柄滑套
1
12
52001414
裝載架鋼絲繩
1
13
34201583
34202583
螺栓
1
1986 1987
14
11500324
墊圈
2
15
J4006956
懸臂螺母
2
16
52000343
鎖拴板
1
17
52000341
加強(qiáng)板
1
18
52000340
加強(qiáng)板
1
19
34202183
螺栓
4
20
11503714
螺母
4
21
34201596
螺栓
6
22
11500660
螺母
1
AR
23
52000337
懸吊支架
1
24
34201623
雙頭螺栓
2
25
J3034037
螺母
2
26
52000686
墊片
1
27
55003345
加強(qiáng)板
1
28
34201620
螺栓
2
29
34201035
抽頭鉚釘
3
30
52000338
懸吊支架
1
31
52000649
加強(qiáng)板
1
32
34201779
螺栓
2
33
52000985
調(diào)整片
1
AR
34
J4006826
墊圈
4
35
11502702
螺母
2
36
34201766
螺釘
4
37
55002002
裝載架限位塊
1
38
55003387
82200151
備胎車輪外罩
1
(a) (b)(c)
39
11502729
螺母
2
40
11500323
墊圈
2
41
34201900
螺釘
1
42
11500749
螺母
1
43
J0131016
墊圈
1
44
55009229
55016126
備胎車輪外罩
(Jeep標(biāo)志)
1
(b) 1986
(b) 1987
45
83501152
備胎車輪鎖
1
此方案設(shè)計(jì)是將備用胎安裝在車的后坐，利用備胎車輪裝載架，并將其固定在車的后部，這要求車的后面有足夠的空間安裝支架和盛放輪胎，其原理是用備胎車輪鎖將備用胎與安裝在懸吊支架上的鎖拴板鎖在一起來(lái)固定備用胎，這需要有對(duì)備胎車輪裝載架的固定方案，本方案中采用裝載架鋼絲繩、抽頭鉚釘、雙頭螺栓、等一些緊固件，并通過(guò)限位塊來(lái)對(duì)輪胎定位，之后輪胎與懸吊支架的鎖緊機(jī)構(gòu)需用備胎車輪鎖鎖緊，這需要對(duì)懸架等機(jī)構(gòu)的受力分析。
機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是安裝再車后部便于裝卸，但局限性大這是針對(duì)部分車型，這對(duì)我這次的設(shè)計(jì)方案有一定的啟發(fā)性。
1.3 方案三
我在研究本設(shè)計(jì)方案時(shí)接觸到一些更新更先進(jìn)的方法，如：?? 1.一種備胎架，其具有：一端用樞軸支承在車身下面而其另一端能夠搖動(dòng)的備胎架支桿；設(shè)置在上述車身上的敞開(kāi)的孔；其一端具有能與上述敞開(kāi)的孔的端面接觸的頭部而其另一端穿過(guò)上述敞開(kāi)的孔后向下方延伸的第一部件；在上述敞開(kāi)的孔的下方與上述第一部件結(jié)合，且能調(diào)節(jié)上下方向的位置，并且下端具有向上折彎的叉部的第二部件；這種備胎架在上述第一部件的另一端與上述第二部件的叉部之間，夾持并保持上述備胎架支桿的上述另一端，其特征在于，還具有套在上述第一部件上且能選擇布置在下列任何一個(gè)位置上的隔墊，即介于上述敞開(kāi)的孔的下端與上述第二部件之間的第一位置，和介于上述頭部與上述敞開(kāi)的孔的上端之間的第二位置，在上述第一部件、第二部件和隔墊安裝在上述車身上的狀態(tài)下，上述第一部件的另一端與上述叉部之間的空隙的大小被設(shè)定為使得上述備胎架支桿的另一端不能脫出來(lái)……
根據(jù)上述資料搜索和大量的實(shí)際科學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出第三中方案，手柄搖動(dòng)、帶動(dòng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，鍵輪II雖偏心軸轉(zhuǎn)，因鏈輪I與鏈輪部分嚙合帶動(dòng)鏈輪I轉(zhuǎn)，使鏈子拉緊（因?yàn)殒湕l一端用開(kāi)銷固定）鏈條拉緊，進(jìn)而使備用胎上升，松時(shí)則備用胎落下，便于拆卸，裝備完畢。加工板筋工藝采用焊接和沖壓工藝，針對(duì)偏心軸采用車床加工。
此方案優(yōu)點(diǎn)在于安裝在車的底盤，利用螺栓和焊栓固定在車懸架上，利用鏈傳動(dòng)和縮緊片的鎖緊作用將備用胎固定在支架體上，利用手柄，對(duì)輪胎的固定效果極佳。
缺點(diǎn)是在汽車裝備技術(shù)領(lǐng)域，備胎升降裝置是采用手搖式結(jié)構(gòu)，使用起來(lái)比較吃力，裝卸備胎都有很麻煩，而且費(fèi)時(shí)。
總上所述：鑒于本設(shè)計(jì)使用和制造單位是大型機(jī)械廠，該廠經(jīng)費(fèi)充足，技術(shù)改造能力沒(méi)有任何障礙，并且通過(guò)調(diào)研了解到，該廠設(shè)計(jì)的備用胎支架安裝在汽車底盤，因此在充分滿足生產(chǎn)率要求的前提下，綜上考慮，三種方案，第三種方案的適用特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，采用第三種放案進(jìn)行設(shè)計(jì)。
第二章 本設(shè)計(jì)方案詳細(xì)設(shè)計(jì)
2.1關(guān)于設(shè)計(jì)偏心軸
2.1.1作用：
傳動(dòng)和連接作用
2.1.1作用介紹：
由備用胎支架設(shè)計(jì)思想：手柄搖動(dòng)、帶動(dòng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，鍵輪II雖偏心軸轉(zhuǎn)，因鏈輪I與鏈輪部分嚙合帶動(dòng)鏈輪I轉(zhuǎn)，使鏈子拉緊（因?yàn)殒湕l一端用開(kāi)銷固定）鏈條拉緊，進(jìn)而使備用胎上升，裝備完畢。偏心軸其連接福田車和輪胎的作用，并在手柄的帶動(dòng)下，使兩鏈輪作用鎖緊輪胎。
2.1.3偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
軸的尺寸主要取決于軸上零件的布置，同時(shí)要滿足軸上零件定位準(zhǔn)確、固定牢靠、裝拆方便、加工容易等條件。一般，軸設(shè)計(jì)成階梯軸，通常通過(guò)以下步驟來(lái)完成；1：初步確定軸的徑向尺寸
軸的最小直徑是16mm，根據(jù)軸上零件受力、安裝、固定及加工要求，確定偏心軸的各段尺寸。
2.1.4軸上零件軸向尺寸的確定
偏心軸安裝零件的各段長(zhǎng)度，根據(jù)相應(yīng)零件輪寬度和其他結(jié)構(gòu)需要來(lái)確定。軸的外伸件與軸上零件的結(jié)構(gòu)有關(guān)，結(jié)合鏈輪體內(nèi)尺寸60mm和導(dǎo)板位置，設(shè)計(jì)偏心軸上零件（即鏈輪）的裝配。
2.1.5設(shè)計(jì)偏心距離
有偏心距的原因：鏈輪I和鏈輪II嚙合，隨著傳動(dòng)手柄的搖動(dòng)，使鏈子拉緊（因?yàn)殒湕l一端用開(kāi)銷固定）鏈條拉緊，進(jìn)而使備用胎上升。偏心距的距離也就是與兩鏈輪嚙合相匹配的距離，在下面的設(shè)計(jì)方案中，我會(huì)給與圖示文字說(shuō)明。如下圖所示（偏心軸設(shè)計(jì)方案）：
2.1.6 軸的校驗(yàn)
?。篎=100kg （輪的重量）
（1）求支點(diǎn)反力
軸上受力如圖：跟據(jù)各力位置和方向，由力平衡條件所知：
=0 求得：
（2）畫彎扭矩圖
（3）在兩鏈輪嚙合出，取d=23.5’
T
畫出彎矩圖，扭矩圖 由此得出：
取
畫出彎矩圖，扭矩圖：
2.2滾子鏈鏈輪選擇/及與偏心軸的配合
2.2.1 參數(shù)
根據(jù)鏈輪嚙合條件以及與鏈輪體和偏心軸配合，查表計(jì)算如下表：
齒數(shù)
節(jié)距
滾子外徑
齒頂圓直徑
分度圓直徑
齒側(cè)凸緣
鏈輪II
Z=16
P=9
d=63
=69
=0.27
=0.04p=0.36
鏈輪I
Z=17
P=12
d=74
=79
=0.27p=3.24
=0.04*12=0.48
2.2.2 鏈輪材料及熱處理
根據(jù)鏈輪性能分析，選用QT500：
具有中等的強(qiáng)度和韌性
球墨鑄鐵：汽輪機(jī)的中溫氣缸隔板，水輪機(jī)閥體，機(jī)車輛軸瓦，輸電線路聯(lián)板。
基體：珠光體+鐵素體
C
Si
Mn
P
S
Mg
Re
3.6—3.8
2.5—2.9
〈0.6
〈0.08
〈0.025
<0.03—0.05
0.03—0.05
抗拉強(qiáng)度
屈服強(qiáng)度
伸長(zhǎng)度
布氏強(qiáng)度
〉=500
〉320
>7
170--230
2.2.3 滾動(dòng)的潤(rùn)滑
潤(rùn)滑方式選擇：根據(jù)鏈條節(jié)距P和鏈速V選擇，故選擇人工潤(rùn)滑。
方法是用刷子或油壺定期在兩鏈輪嚙合外，內(nèi)外鏈條間隙加油，供油量每班注油一次。
2.2.4：鏈輪偏心軸配合圖示
2.3備用胎支架總體設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)的核心部分是備用胎的鎖緊機(jī)構(gòu)，也即是偏心軸的設(shè)計(jì)及軸上鏈輪嚙合位置及尺寸的設(shè)計(jì)，以下是對(duì)備用胎支架的總體設(shè)計(jì)：
2.3.1主要包括：支架體、加強(qiáng)板、固定架、鏈輪盒
2.3.2功能與作用：
固定架：安裝在支架體的下部，固定架一和固定架二通過(guò)焊接焊合，固定架上的三個(gè)孔，必須用支架體上的三孔配合，位置精度必須保證，用工裝保證，且固定架與支架體之間通過(guò)這三個(gè)孔焊合。
固定架上升，使鏈條固定的 鎖止片配合的孔，鏈條一端從此伸出，通過(guò)U型拴，是鏈條此端固定。
備用胎安裝在固定架下，用鏈條穿過(guò)備用胎車輪，手柄上升時(shí)，由于鏈條一邊固定，所以鏈條拉緊，備用胎上升，實(shí)現(xiàn)了備用胎的固定。
支架體：支架體主要起支撐作用，鋼板通過(guò)彎曲工藝，形成兩垂直面，一側(cè)端用由螺栓固定在車底盤上，并用兩加強(qiáng)板固定支撐，參考備用胎支架裝配圖，支架體上安裝鏈輪盒，用四個(gè)螺栓固定下部，通過(guò)焊柱聯(lián)接固定架。在支架體零件總圖上，通過(guò)車床加工孔，精度要求高，且與焊拴和螺栓配合要求位置精度尺寸準(zhǔn)確。
加強(qiáng)板：起支撐支架體，防止由于輪重過(guò)重或汽車振動(dòng)和沖擊造成支架體變形和斷裂。
鏈輪盒：由五塊板組成，上裝鎖緊蓋，通過(guò)上裝，作用是用來(lái)阻擋泥和水，保護(hù)鏈輪，使鏈輪I和鏈輪II在嚙合傳動(dòng)過(guò)程中潤(rùn)滑好，兩側(cè)配合，支板I和支板II，與鏈輪體配合方式屬于間隙配合，加工工藝屬于沖壓中的彎曲工藝。
兩側(cè)是側(cè)板
鏈輪合底板有通孔，側(cè)孔用開(kāi)口銷固定鏈輪盒內(nèi)的鏈條，一端與鎖止片配，與U型拴聯(lián)接，用來(lái)固定鏈條在外部的另一端。
鏈輪盒內(nèi)，有導(dǎo)板，在鏈輪傳動(dòng)中，鏈條從輪齒嚙合傳動(dòng)過(guò)程中沿導(dǎo)板拉緊或放板（因?yàn)榱硪欢送ㄟ^(guò)U型栓固定）。
鏈輪盒內(nèi)，有偏心軸從兩支板的通孔穿出，小端裝開(kāi)口銷，以控制偏心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，大端與手柄配合，精度要求高，配合要精確，加工偏心軸由上部分所述。偏心軸上裝有兩支一端嚙合的鏈輪，通過(guò)手柄傳動(dòng)，帶動(dòng)鏈輪和鏈條傳動(dòng)，即而實(shí)現(xiàn)輪胎的上升和下降。這里關(guān)于鏈輪的選擇和軸的設(shè)計(jì)都由前所述。
附加零件： 手柄
手柄的加工要注重與偏心軸大端的配合，有精度要求和公差配合，手柄的長(zhǎng)度和活動(dòng)范圍，盡量要設(shè)計(jì)具有宜人性，使手柄在搖動(dòng)過(guò)程中，不和支架體碰撞，但也要考慮其受力。
手柄的作用：是帶動(dòng)偏心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，是整個(gè)手動(dòng)搖臂式備用胎支架的設(shè)計(jì)必不可少的零件。
（如圖）
2.3.3尺寸計(jì)算
〈1〉 根據(jù)輪胎大小，設(shè)計(jì)固定板長(zhǎng)度，進(jìn)而定出支架體底部尺寸，并確定支架體安裝固定板的三孔位置。
〈2〉 由前所計(jì)算設(shè)計(jì)的鏈輪I、II及偏心軸尺寸，設(shè)計(jì)導(dǎo)板和鏈輪盒寬度長(zhǎng)度大小及在支架體上的位置，并安裝U型柱及鎖緊蓋。鏈輪體圖：
〈3〉 根據(jù)備用胎重量和容許支架體上鏈輪盒內(nèi)偏心軸隨手柄帶動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的定向，設(shè)計(jì)導(dǎo)板的樣式和大小，并引到固定支撐支架體的作用。
〈4〉 如圖所示：備用胎支架總圖
第三章 加工工藝分析
3.1 偏心軸加工
3.1.1 偏心工件的特點(diǎn)
是工件的外圓和外圓之間的軸線平行而不相重合或工件的外圓和內(nèi)孔的軸線平行而不相重合，這一現(xiàn)象稱為偏心。這兩條軸線之間的距離稱為“偏心軸距”在加工這類工件時(shí)主要不是解決車削內(nèi)孔和外圓的問(wèn)題，而是著手解決車偏心的問(wèn)題。
常根據(jù)工件的不同數(shù)量，形狀和精度要求采用各種加工方法。
3.1.2 方案選擇及加工
在本設(shè)計(jì)的軸中，車φ23.5的偏心外圓方法如下：
（1） 在四爪卡盤上車偏心工件在四爪卡盤上車偏心工件，在已加工好的端面上劃出的偏心為圓心的圓圈線，作為輔助基線進(jìn)行校正。同時(shí)校對(duì)好以加工部位的平行度，然后進(jìn)行車削。車削時(shí)要注意工件的回轉(zhuǎn)是不圓整的，車刀必須從最高處車削，否則會(huì)把車到敲壞，使工件走動(dòng)。
四爪卡盤的裝夾范圍較大，但由于校正比較繁瑣，且在裝夾偏心工件時(shí)，加緊作用會(huì)有所降低，因此一般來(lái)說(shuō)他僅適用于加工偏心距較小精度要求不高，形狀段而大或者形狀復(fù)雜的單件偏心工件。
（2） 在三爪卡盤上車偏心工件時(shí)，適用于較短的偏心工件，或者內(nèi)孔與外圓偏心的工件。
（3） 四爪卡盤和三爪卡盤使用車偏心工件。適用于車偏心工件批量較大的，采用此種方法時(shí)必須注意，四爪卡盤和三爪卡盤應(yīng)有較高的精度。此外在校正第一個(gè)工件時(shí)必須在校正偏心距的同時(shí)校正偏心距的同時(shí)，校正三爪卡盤端面（或?qū)Ｓ每堪澹┑钠街倍?。校正后，裝上平衡塊，校正靜平衡，采用這種方法車偏心工件可以減少校正工時(shí)。這種方法只適用于車削形狀短小，偏心距不大而且精度不高的偏心輪和偏心中的工件。
（4） 綜上所述：加工偏心軸外圓，應(yīng)采用方法（1）較為合適。車削完外圓后，對(duì)此偏心軸應(yīng)銑鍵槽。在車床上銑削外圓上的鍵槽和油槽。它是將銑刀或按銑槽形狀修磨好的鉆頭，通過(guò)手柄，開(kāi)降絲桿、螺母、開(kāi)降拖板等調(diào)節(jié)工件的高低位置，使工件中心對(duì)準(zhǔn)車床主軸回轉(zhuǎn)中心。隨后又卡盤帶動(dòng)利銑刀或鉆頭回轉(zhuǎn)，用中拖板手動(dòng)或機(jī)動(dòng)模向進(jìn)給作工件的走刀運(yùn)動(dòng)，此外，拖板或大拖板調(diào)整切削深度，即可銑削鍵槽。
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
定位基準(zhǔn)
設(shè)備
1
鍛造
2
熱處理
退火
3
銑鉆
銑端面鉆頂尖孔
外圓柱面
專用機(jī)床
4
車
粗車外圓（包括偏心圓）
頂尖孔及外圓
臥式車床
5
車
精車端面及臺(tái)階
頂尖孔及外圓
臥式機(jī)床
6
熱處理
調(diào)質(zhì)
7
鉆鉆
鉆φ2導(dǎo)向孔
夾小頭、架大頭
臥式車床
8
鉆
鉆直徑4通孔
夾小頭、架大頭
臥式車床
9
熱處理
高頻淬火前后支承軸頸
高頻淬火機(jī)
10
研磨
頂尖孔
外圓柱面
專用磨床
11
磨
粗磨外圓（包括偏心軸）
外圓磨床
12
校驗(yàn)
13
銑鍵槽
外圓柱面
立式銑床
14
磨
精磨各外圓柱面
頂尖孔
外圓磨床
15
校驗(yàn)
3.2沖壓加工加強(qiáng)板I加強(qiáng)板II以及支架體
3.2.1采用彎曲工藝
對(duì)于加強(qiáng)板I加強(qiáng)板II以及支架體的設(shè)計(jì)加工應(yīng)采用沖壓工藝中的彎曲。
所謂彎曲即時(shí)：把平板毛 型材或管材等彎成一定曲率、一定角度形成一定形狀零件的沖壓工藝。此備用胎支架設(shè)計(jì)中的加強(qiáng)板與支架體為平板材料，故應(yīng)采用此工藝。
根據(jù)板材彎曲的種類及特點(diǎn)應(yīng)選用壓彎，即板材在壓力機(jī)或彎板機(jī)上的彎曲。如簡(jiǎn)圖：
3.2.2選擇彎曲工藝性
（1） 彎曲件的圓角半徑不宜過(guò)大和過(guò)小，過(guò)大時(shí)因受回彈影響，彎曲件精度不宜保證，過(guò)小時(shí)，彎曲件容易產(chǎn)生裂紋。因此，彎曲件的內(nèi)彎曲半徑應(yīng)大于最小彎曲半徑（根據(jù)材料選擇）。
選用Q235A因壓彎線與軋制方向垂直r>0.5t t=4 故r>2
（2）彎曲直角時(shí)，為保證工件的彎曲質(zhì)量，彎曲件的直邊高度h必須大于或等于最小彎邊高度hmin h>hmin=r+2t≥2+2×4=10
對(duì)于支架體
（3） 彎曲有孔毛坯（如加強(qiáng)板），孔位過(guò)于靠近彎曲區(qū)，則彎曲時(shí)孔的形狀會(huì)發(fā)生變化，為避免這種缺陷的出現(xiàn)，必須使孔處與變形區(qū)外，從孔邊到彎曲邊的距離L應(yīng)符合下式：
當(dāng)t<2時(shí) L≥r+t
當(dāng)t≥2時(shí) L≥r+2t
校驗(yàn)成立使彎曲件形狀和尺寸盡可能對(duì)，彎曲件的高度不應(yīng)相差太大
（4） 注重彎曲件的精度維持工件的自由公差。
（5） 設(shè)計(jì)沖壓工藝選擇壓力機(jī)設(shè)計(jì)模具時(shí)，我們也應(yīng)注重彎曲件的計(jì)算
（6） 彎曲力的大小不僅與毛佩尺寸、材料力學(xué)性能、凹模支點(diǎn)之間的距離，彎曲半徑以及模具間隙等因素有關(guān)，而且與彎曲方式有很大的關(guān)系，所以在完成加強(qiáng)板和支架體彎曲時(shí)，計(jì)算彎曲力是必不可少的。
我們采用的彎曲方式是：V形自由彎曲：
曲徑公式 P==kb+ ①
p是彎曲力 c是系數(shù) b是彎曲件 t是料厚
2L是支點(diǎn)間的距離 是抗拉強(qiáng)度 k是導(dǎo)數(shù)
K≈（+1） 其中根據(jù)單角彎曲計(jì)算L r>0.5t
L=++（r+xt）-2（r+t）
其中 x是中性層位移系數(shù)，其理論值 x=
是變薄系數(shù) 查表得
加強(qiáng)板：； 故
支架體：； 故
分別代入公式②得 L
分別代入公式②得 K
分別代入公式②得 P
最后求得
（7） 彎曲時(shí)塑變與彈性變形同時(shí)存在，當(dāng)外載荷去除后，彈性變形消失，因而使工件尺寸與模具尺寸不一致，這種現(xiàn)象稱為回彈。
為減少回彈：
a 接近回彈值的計(jì)算或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)彎曲模工作部分形狀作必要的修正。
b 利用彎曲毛佩不同部件回彈方向不同規(guī)律，適當(dāng)調(diào)整影響因素，使相反方向的回彈相抵銷。
c 利用聚胺脂橡膠的軟凹模代替金屬的剛性凹模進(jìn)行彎曲。
d 把彎曲凹?；驂毫习遄龀删植客黄鸬男螤?，或減少圓角部分的模具間隙，使凹模力集中的作用在引起回彈的彎曲變形區(qū)改變其應(yīng)力狀態(tài)
e 采用常擺動(dòng)的凹模結(jié)構(gòu)
f 采用縱向加壓法在彎曲過(guò)程完成后，用模具在彎曲毛佩的縱向加壓，使彎曲形區(qū)內(nèi)毛坯斷面上的應(yīng)力都成為壓應(yīng)力
g 采用提高制件剛性的方法。
3.3 備胎支架中的焊接工藝
下列實(shí)現(xiàn)固定架一和二的焊接，特進(jìn)行焊接工藝的分析：
3.3.1分析材料：Q235屬低碳鋼
碳鋼的焊接工藝特點(diǎn)：低碳鋼的工藝可焊性良好，通常情況下，不會(huì)因焊接而引起嚴(yán)重硬化組織和淬硬組織。低碳鋼的塑性和沖擊韌性優(yōu)良，并且焊接接頭也具有良好的塑性和沖擊韌性。焊接時(shí)一般不需要預(yù)熱，控制層間溫度和后熱，焊后也不需要采用熱處理改善組織。因此焊接過(guò)程中一般不需要特殊的工藝措施，但在焊接時(shí)應(yīng)保證接頭與母材等強(qiáng)度匹配，使接頭具有較低的脆性轉(zhuǎn)變、溫度，避免產(chǎn)生焊接缺陷，以利于提高焊接結(jié)構(gòu)的工藝可靠性。
3.3.2 選用手工電弧焊接頭及其力學(xué)性能
母材為Q235低碳鋼，板厚5mm，選用堿性低氫型焊條，焊接位置為平焊，焊接電壓22v—24v,焊接速度4—8.8cm/min，Q235母材和焊縫的力學(xué)性能見(jiàn)下表：
材料
屈服強(qiáng)度/Mpa
抗拉強(qiáng)度/Mpa
伸長(zhǎng)率
沖擊功
母材
317
475
29
126
焊縫
466
530
33
218
3.3.3 焊接注意事項(xiàng)：
（1）焊接應(yīng)力的產(chǎn)生是一個(gè)隨加熱與冷卻而產(chǎn)生的材料熱彈塑性應(yīng)力變動(dòng)態(tài)過(guò)程。在焊接過(guò)程中金屬材料的物理性能、力學(xué)性能隨文讀的升高或降低而發(fā)生變化。焊接時(shí)的熱輸入是產(chǎn)生焊接應(yīng)力的決定性因素。焊接熱源的種類、熱源能量的密度的分布熱源的移動(dòng)速度，被焊構(gòu)件的形狀與厚度等都直接影響著熱源引起的溫度場(chǎng)分布，因而也改變著焊接殘余應(yīng)力的分布規(guī)律。
（2）焊后熱處理是當(dāng)前焊后消除殘余應(yīng)力的最主要的方法。在熱處理過(guò)程中出現(xiàn)殘余應(yīng)力松弛，使焊接接頭組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能發(fā)生相應(yīng)變化，減少擴(kuò)散氫含量，消除應(yīng)變時(shí)效脆化等現(xiàn)象是我們希望得到的。
第四章 裝配工藝
4.1裝配工藝原則
〈1〉一切合格零件必須清除毛刺，清洗干凈（符合清潔度要求，并注意保存和防銹），才能進(jìn)行裝配。在裝配前對(duì)有關(guān)尺寸進(jìn)行復(fù)檢。
〈2〉按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)場(chǎng)地條件和車間設(shè)備，處理好進(jìn)入裝配作業(yè)的零件前后順序。首先確定裝配基件一般它的外形和重量，在所有零件中占主要地位，并有較多的公共結(jié)合面。要防止因重力或緊固件變形而影響裝配精度。
〈3〉根據(jù)具體情況考慮裝配的先后順序，有利于保證裝配精度，使工件順利進(jìn)行，裝配順序，一般先下后上、先內(nèi)后外、先難后易、先重大后輕小、先精度后一般，另外處于同方位的裝配作業(yè)應(yīng)集中安排，避免或減少裝配過(guò)程中的翻身移位，使用同一工藝設(shè)備，或要求在同一環(huán)境的作業(yè)，也應(yīng)尺寸集中。
〈4〉按產(chǎn)品裝配要求，選擇合理的工藝和設(shè)備。推廣和發(fā)展新工藝、新機(jī)床。
〈5〉通常，裝配區(qū)域不宜安裝切削加工設(shè)備，對(duì)不可避免的配鉆，配鉸、或刮削等裝配工序間加工要及時(shí)處理切削。
4.2裝配工藝
在本備用胎支架中：
（1） 先用螺栓聯(lián)接支架體與加強(qiáng)板。
（2） 焊拴鏈接固定架與支架體。
（3） 在鏈車內(nèi)按裝兩鏈輪，保證兩鏈輪一側(cè)嚙合且傳動(dòng)準(zhǔn)確，平穩(wěn)、噪聲小、振動(dòng)小，具有足夠多的側(cè)隙但不是過(guò)大的側(cè)隙，保證使鏈條鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)而沿導(dǎo)板上升或下降。
（4） 用螺栓連接鏈輪盒與固定架。
（5） 將鏈條一端在內(nèi)部用銷子固定，另一端引出，并安裝鎖止片。
（6） U型拴固定鏈輪盒。
（7） 裝配手柄
（8） 試驗(yàn)調(diào)整
第五章 備用胎知識(shí)及使用注意事項(xiàng)
備胎：轎車備胎場(chǎng)布置在行李架內(nèi)，要求在裝滿行李的情況下，仍能方便的取出備胎。如果備胎立置于行李箱側(cè)壁或后壁，此時(shí)，行李箱側(cè)壁或后壁必須有大于車輪直徑的高度。
貨車備胎常布置于車架尾部下方或是車架中部上方貨箱底板下部。布置在車架尾部時(shí)常采用懸鏈?zhǔn)?，可保證卸裝方便，并使汽車質(zhì)心位置降低。但此時(shí)汽車?yán)飰毫菧p小。通過(guò)性變壞。備胎置于車架中部上方時(shí)，常用翻轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，但在轉(zhuǎn)動(dòng)備胎時(shí)需要足夠的空間，導(dǎo)致抬高貨箱，使汽車質(zhì)心位置增高。
現(xiàn)在的常用備用胎主要有兩種：低壓胎和真空胎。低壓胎含有內(nèi)胎，多用于普通汽車和摩托車；真空胎沒(méi)有內(nèi)胎，外胎兼起了內(nèi)胎的作用，多用于轎車和輕型車。真空胎是法國(guó)米其林輪胎公司在1959年發(fā)明的，都是子午線輪胎結(jié)構(gòu)，胎內(nèi)壁緊貼一層內(nèi)膜令車胎在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不易聚熱，內(nèi)膜有一層密封自粘層，備用胎受到釘予或尖銳物穿破后不易立即泄完氣可使汽車?yán)^續(xù)行駛一段距離。
用胎的規(guī)格由斷面寬度B、斷面高度H和輪輞直徑d表示。低壓胎斷面近似圓形，B～H，因此僅標(biāo)注B一d就可以了，如常用的7.50—14、9.00—20等，單位是英寸，其中“—”表示低壓輪胎。而真空胎的斷面多是扁形，B＞H，兩者的比值反映了輪胎的形狀，為了表述這種關(guān)系就以H／B的百分比作為一個(gè)參數(shù)，稱為扁平率，數(shù)字越小備用胎的形狀越扁平。
車車真空胎的規(guī)格標(biāo)注除了尺寸參數(shù)還有用途參數(shù)，用代號(hào)規(guī)定備用胎的最高安全時(shí)速和最大安全負(fù)荷量。例如真空胎P165/70R1481T表示是專用輪胎(P），胎寬165毫米，扁平率70，子午線輪胎（R），輪輞直徑14英寸，輪胎最大負(fù)荷462公斤（代號(hào)81），最高安全時(shí)速190公里（代號(hào)T）。其中負(fù)荷代號(hào)有六十多個(gè)，速度代號(hào)有十六個(gè)，它們都對(duì)應(yīng)有關(guān)限值。
更換輪胎時(shí)要記住同一輛汽車上不能混用種類不同，型號(hào)不同，胎體結(jié)構(gòu)不同的備用胎，同一軸上的輪胎更要防止混用，如果要更換一邊輪胎，另一邊也要同時(shí)更換。輪胎的選用與車輛性能是緊密關(guān)聯(lián)的，有人用寬闊輪胎更換原車胎以為更安全，但在發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車重量不變的情況下改用過(guò)闊的輪胎會(huì)使輪胎的抓地力不夠，在潮濕路面行駛便可能打滑反而不安全。對(duì)于跑高速公路的轎車更應(yīng)對(duì)輪胎倍加留意，要時(shí)常檢查輪胎有無(wú)損傷，氣壓是否合乎標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槠囋诠飞细咚龠\(yùn)行一旦爆胎，整輛汽車就會(huì)瞬間產(chǎn)生強(qiáng)大的偏轉(zhuǎn)力矩，駕駛者是無(wú)法控制汽車方向的，極可能會(huì)發(fā)生車毀人亡的事故，因此對(duì)輪胎的質(zhì)量和選用萬(wàn)萬(wàn)不可輕視。
總之，在備用胎支架設(shè)計(jì)的同時(shí)，也要注意輪胎的性能，在使用備用胎的汽車時(shí)一定要準(zhǔn)備一個(gè)性能佳，質(zhì)量好的備用胎噢！要不我的備用胎支架設(shè)計(jì)的再棒看著你扁扁的備胎也無(wú)能為力??！
謝辭
首先，感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和系領(lǐng)導(dǎo)給我這么一個(gè)學(xué)習(xí)及實(shí)踐的好機(jī)會(huì)，讓我真正體驗(yàn)到了設(shè)計(jì)的艱辛和設(shè)計(jì)成功的喜悅。可以說(shuō)，本次設(shè)計(jì)與學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和系領(lǐng)導(dǎo)的支持和關(guān)懷是分不開(kāi)的，沒(méi)有領(lǐng)導(dǎo)的熱情幫助和大力支持，設(shè)計(jì)結(jié)果是無(wú)法預(yù)料的。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)得到了福田公司的大力支持，并提供了相關(guān)的重要資料和技術(shù)支持，讓我們的設(shè)計(jì)得以順利地開(kāi)展和穩(wěn)步的進(jìn)行。本次設(shè)計(jì)的成功，福田集團(tuán)的工程師們功不可沒(méi)。因此，再次向福田公司的領(lǐng)導(dǎo)及工程師們一并表示衷心的感謝。
設(shè)計(jì)的成功與指導(dǎo)教師是密不可分的。為人師表，對(duì)工作及其負(fù)責(zé)。設(shè)計(jì)期間，遇到難題時(shí)，無(wú)微不至，熱情的悉心教導(dǎo)，使我們受到莫大的幫助，在我遇到設(shè)計(jì)的挫折時(shí)，總是細(xì)心的給我排憂解難，給了我極大的鼓舞和信心，可以說(shuō)，設(shè)計(jì)的進(jìn)行是與韓老師同行的。在此，對(duì)道一聲真誠(chéng)的感謝！
設(shè)計(jì)期間，機(jī)電系的老師也給了我很大的幫助，雖然不是我的指導(dǎo)老師，但是有問(wèn)必答，并悉心的教導(dǎo)是我感受到了機(jī)電系老師的熱情和知識(shí)淵博，在此一并表示感謝！
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