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南 京 理 工 大 學(xué) 紫 金 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯
系： 機(jī)械工程系
專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化
姓 名： 張躍
學(xué) 號(hào)： 060104201
(用外文寫)
外文出處： Advances in Engineering Software
40（2009）95—104
附 件：1.外文資料翻譯譯文2.外文原文。
指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：
文獻(xiàn)翻譯基本符合科技論文語(yǔ)法習(xí)慣，語(yǔ)句較通順，用詞較簡(jiǎn)練。但還需注意專業(yè)詞匯的合理翻譯。整篇文章翻譯良好。
簽名：
年 月 日
注：請(qǐng)將該封面與附件裝訂成冊(cè)。
附件1：外文資料翻譯譯文
主軸平衡力和曲軸彎曲應(yīng)力的研究
關(guān)鍵詞：
平衡力 曲軸模型 平衡率 軸承負(fù)荷 彎曲應(yīng)力
摘要：
在這項(xiàng)研究中，使用了多體系統(tǒng)仿真程序ADAMS。研究同軸6缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上平衡物的質(zhì)量和位置對(duì)主軸負(fù)荷和彎曲應(yīng)力的影響，在分析中，用剛性，梁和曲軸三維實(shí)體模型對(duì)主軸承負(fù)荷和三維實(shí)體模型進(jìn)行了比較，在平衡力的分析中使用了橫梁模型。平衡角為零的平衡物和平衡角為30的平衡物，它們的平衡率認(rèn)為是0％，50％和100％。而且研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著最大主軸承負(fù)荷和彎曲應(yīng)力增加，平衡率的增加和平均主軸承平衡率隨負(fù)載隨之減少。兩種結(jié)構(gòu)都表現(xiàn)出同樣的趨勢(shì)。從軸承負(fù)載和網(wǎng)站彎曲應(yīng)力的表列中可以看出來，與慣性力的負(fù)荷相比氣體壓力對(duì)曲軸設(shè)計(jì)的影響更為顯著。
2007科學(xué)版權(quán)有
1 . 導(dǎo)言
新的內(nèi)燃機(jī)引擎必須具有很高的電力，燃油經(jīng)濟(jì)性好，體積小的發(fā)動(dòng)機(jī)，能減少對(duì)環(huán)境的污染。因此，引擎每個(gè)部分的整體性能和效果都需要仔細(xì)的調(diào)查改進(jìn)。內(nèi)燃機(jī)曲軸系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)作為主要負(fù)責(zé)為電力生產(chǎn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能有著重要的影響。
曲軸系統(tǒng)主要由活塞銷，活塞連接連桿，曲軸，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼器和飛輪構(gòu)成的。平衡物放置在每個(gè)曲柄的對(duì)面用來平衡旋轉(zhuǎn)慣性力。一般而言，平衡物的設(shè)計(jì)其平衡率為50％至100％。為了可承受最大值和平均主軸承載力，平衡物的質(zhì)量和他們的位置很重要。最大值和平均發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承載力取決于氣缸的壓力，平衡物的質(zhì)量，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和其他曲軸幾何參數(shù)。
對(duì)內(nèi)燃機(jī)曲軸的研究主要集中振動(dòng)和應(yīng)力分析上。盡管曲軸壓力分析可以查看文獻(xiàn)資料，但是沒有平衡物對(duì)主軸負(fù)載和曲軸壓力的影響這方面的研究文獻(xiàn)資料。夏普采用剛性模型研究了V - 8發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的平衡，優(yōu)化了平衡力來盡量減少主軸的承載負(fù)荷。斯坦利和塔拉扎采用剛性曲軸模型和理想通過研究獲得的4到6缸對(duì)稱行發(fā)動(dòng)機(jī)的最高和平均主軸承的負(fù)荷，估算出理想的平衡物質(zhì)量，和在可接受范圍內(nèi)的最大負(fù)載所造成得影響。在用剛性曲軸模型分析平衡力時(shí)，如果不考慮對(duì)曲軸主軸承的彈性效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致極大的錯(cuò)誤。因此，廣泛對(duì)平衡物在主軸負(fù)載和曲軸壓力所產(chǎn)生的影響的研究仍然是很重要的。
在這項(xiàng)研究中，對(duì)軸向六缸柴油機(jī)曲軸系統(tǒng)上的平衡物的位置和質(zhì)量進(jìn)行了研究。在對(duì)平衡角為零的平衡物和平衡角為30的平衡物，其配重平衡率為0％，50％和100％的的主軸的承載負(fù)荷和曲軸彎曲應(yīng)力的最大值和平均值計(jì)算中，使用多體系統(tǒng)仿真程序， ADAMS/引擎，進(jìn)行了分析。模擬平均轉(zhuǎn)速在1000-2000范圍內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)。
2. 發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)格
表1給出直列6缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的規(guī)格。 9.0升發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸有8個(gè)平衡物在曲柄上1，2，5，6，7，8，11和12。用Pro / E繪制三維曲軸實(shí)體模型如圖1所示，圖中給出了曲軸的示意圖。表2中給出曲柄行程的性質(zhì)。表3給出曲柄的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
表1 發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)格
單位
9.0升發(fā)動(dòng)機(jī)
孔徑
mm
115
沖程
mm
144
氣缸軸向距離
Mm
134
峰值發(fā)射壓力
MPa
19
額定功率轉(zhuǎn)速
kw/rpm
295/2200
最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速
Nm/rpm
1600/1200-1700
主要雜志/針直徑
mm
95/81
點(diǎn)火順序
-
1-5-3-6-2-4
飛輪質(zhì)量
kg
47.84
飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
Kg mm2
1.57E+9
TV阻尼環(huán)的質(zhì)量
kg
4.94
TV damper housing質(zhì)量
kg
6.86
Moment of inertia of the ring
kg mm2
1.27E+9
Moment of inertia of the housing
Kg mm2
0.56E+9
表2 曲柄行程性質(zhì)
1
2
3
4
5
6
質(zhì)量（kg）
12.50
9.25
12.50
12.50
9.28
12.55
重心位置的曲柄旋轉(zhuǎn)軸(mm)
12.423
31.435
11.967
11.966
31.027
11.702
靜態(tài)不平衡(kg mm)
155.265
290.767
149.734
149.734
287.871
146.856
表3 曲軸系統(tǒng)數(shù)據(jù)
曲柄半徑（mm）
72
連桿長(zhǎng)度(ｍｍ)
239
質(zhì)量完全活塞(ｋｇ )
3.42
連桿往復(fù)質(zhì)量( ｋｇ )
0.92
往復(fù)式質(zhì)量（每個(gè)氣缸總） (ｋｇ )
4.32
連桿轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量（?。耄?）
2.01
3. 曲軸系統(tǒng)建模
用ADAMS/發(fā)動(dòng)機(jī)，曲軸，可以建立四個(gè)不同的模型方式：剛性曲軸，扭靈活的曲軸，橫梁曲軸和曲軸三維實(shí)體。剛性曲軸模型主要用于獲取自由的力和力矩，來達(dá)到平衡的目的。扭靈活的曲軸模型用于研究扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。橫梁曲軸模型是代表扭轉(zhuǎn)和彎曲剛度曲軸，用梁模型可以計(jì)算出彎曲應(yīng)力。彈性曲軸三維實(shí)體模型，可使用額外的有限元程序。該過程是漫長(zhǎng)的而費(fèi)時(shí)，通常自由度以百萬計(jì)的。為了簡(jiǎn)化有限元模型，我們使用模態(tài)疊加技術(shù)。彈性變形結(jié)構(gòu)是近似的線性組合可表現(xiàn)為模式如下：
U=∮q (1)
其中q是模態(tài)向量的坐標(biāo)和∮是形狀函數(shù)矩陣。
彈性體包含兩種類型的節(jié)點(diǎn)，在多體仿真系統(tǒng)（MMS）結(jié)構(gòu)的邊界和焦點(diǎn)的交換處的接口節(jié)點(diǎn)，和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)。在MSS中對(duì)彈性體的位置和彈性變形是由疊加法計(jì)算的。在ADAMS，是用以Craig–Bampton 方法為基礎(chǔ)的模態(tài)綜合技術(shù)。這種組件模式包含了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性的結(jié)構(gòu)。這些模式的約束模式是通過給每個(gè)DOF一個(gè)位移而發(fā)生靜態(tài)變形，同時(shí)保持其他所有接口自由度固定，固定邊界是解決方案的特征值，我們用固定整個(gè)界面的自由度來解決這個(gè)問題。模態(tài)在物理自由度和Craig–Bampton模式之間轉(zhuǎn)換，這種模型是通過他們的模態(tài)坐標(biāo)來描述：
式中的UB和U1分別代表著邊界自由度和內(nèi)部自由度的列向量，Ｉ﹑Ｏ分別表示恒等式和零矩陣，∮C表示在約束模式中物理位移的內(nèi)部自由度的矩陣，∮n表示在正常模式中物理位移的內(nèi)部自由度的矩陣，qc表示在約束模式中列向量的模態(tài)坐標(biāo)，qn表示在固定邊界的正常模式中列向量的模態(tài)坐標(biāo)，我們?yōu)榱四艿玫椒蛛x設(shè)置的模式，通常將約束模式和正常模式正交。
在MSC.Nastran利用模態(tài)疊加技術(shù)可以得到9.0升發(fā)動(dòng)機(jī)的彈性曲軸三維實(shí)體模型。首先，圖中所示是曲軸的三維實(shí)體模型，1是曲軸的有限元模型，特點(diǎn)是它有30萬十節(jié)點(diǎn)四面體和5000000節(jié)點(diǎn)。曲軸的模態(tài)模式具有三十二個(gè)邊界自由度和十六個(gè)接口節(jié)點(diǎn)。從靜態(tài)分析中得到的模態(tài)模式與這些自由度相符合。
獲得柔性曲軸模型是通過模態(tài)綜合考慮了40個(gè)固定邊界正常模式。因此靈活曲軸模式的特點(diǎn)是它總共有72個(gè)自由度，這種模式出口到ADAMS/引擎和曲軸系統(tǒng)模型，如圖。
4. 曲軸系統(tǒng)和平衡力
在內(nèi)燃機(jī)里的作用力可以分為慣性力和壓力，而慣性力可以進(jìn)一步劃分為兩大類：旋轉(zhuǎn)慣性力和往復(fù)式慣性力。每個(gè)氣缸的旋轉(zhuǎn)慣性力可以用下面的公式表示：
式中的mR 表示旋轉(zhuǎn)質(zhì)量其中包括了曲柄的質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)連桿的部分質(zhì)量； rR從曲軸的旋轉(zhuǎn)中心到旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的重心的這段距離；W曲軸的角速度，h表示與TDC有關(guān)的曲柄行程的角位置。如果每個(gè)曲柄行程有兩個(gè)平衡力，每個(gè)平衡力的作用力由下式給出；
式中的yi,j表示偏移角；每個(gè)行程有兩個(gè)平衡力?！癷”表示了平衡力的數(shù)目。我們要完成對(duì)平衡率的評(píng)估才能得到配重的大小。如下：
式中的UCW表示每個(gè)配重的靜態(tài)不平衡量；UCrank_throw表示每個(gè)曲柄行程的靜態(tài)不平衡量；mcr-r表示連桿轉(zhuǎn)動(dòng)部分的質(zhì)量;r表示曲柄半徑；K表示一對(duì)內(nèi)部旋轉(zhuǎn)力的不平衡率。下面這個(gè)公式表示在已知曲軸和平衡力大小情況下的平衡率：
對(duì)于一個(gè)軸向的六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，它的三對(duì)曲柄行程分布在對(duì)稱軸中心的一百二十度處，旋轉(zhuǎn)力和一﹑二階往復(fù)力處于平衡狀態(tài)。這可以用一﹑二階的向量坐標(biāo)來解釋，如圖4所示。六缸曲軸產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力和往復(fù)力相互平衡，但是這也導(dǎo)致了內(nèi)部彎矩的產(chǎn)生。高速運(yùn)轉(zhuǎn)，兩個(gè)相同的定向曲柄行程導(dǎo)致中心軸上產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)載荷。氣缸的旋轉(zhuǎn)慣性力通?？梢缘窒糠智S對(duì)面的平衡力。一般來說，設(shè)計(jì)平衡物時(shí)平衡率在50%到100%之間。
附件2：外文原文
南京理工大學(xué)紫金學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
系：
機(jī)械工程系
專 業(yè)：
機(jī)械工程及自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名：
張躍
學(xué) 號(hào)：
060104201
設(shè)計(jì)(論文)題目：
車用電動(dòng)液壓千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
起 迄 日 期:
2010年2月24 日~2010年6月10 日
設(shè)計(jì)(論文)地點(diǎn):
南京理工大學(xué)紫金學(xué)院
指 導(dǎo) 教 師:
邱明
專業(yè)負(fù)責(zé)人:
發(fā)任務(wù)書日期: 2010年 2 月 23日
任務(wù)書填寫要求
1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、系領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生；
2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；
3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及系主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫；
4．任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“系”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號(hào)”要寫全號(hào)；
5．任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照國(guó)標(biāo)GB 7714—2005《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性；
6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2008年3月15日”或“2008-03-15”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書
1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的：
1． 培養(yǎng)獨(dú)立運(yùn)用機(jī)械工程及自動(dòng)化的理論知識(shí)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的能力；
2． 熟練使用AutoCAD或CAXA進(jìn)行工程繪圖的能力；
3． 較熟練使用一門三維CAD軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的能力；
2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
1． 課題任務(wù)
本課題設(shè)計(jì)的千斤頂為車用電動(dòng)液壓千斤頂，要求其在滿足工作要求的情況下還要便于攜帶。該千斤頂具有體積小、效率高、工作平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于流動(dòng)性起重，如汽車、拖拉機(jī)等交通運(yùn)輸業(yè)。
2． 課題要求
車用液壓千斤頂需滿足如下條件：（1）具有兩級(jí)的液壓缸；（2）千斤頂頂起的重量為1.0t；（3）千斤頂?shù)捻斏叨葹?50mm；（4）千斤頂?shù)尿?qū)動(dòng)電機(jī)要求電壓為12V直流電壓。
本課題根據(jù)對(duì)車用電動(dòng)液壓千斤頂原理的分析，需要設(shè)計(jì)一種驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和底板供油方式。通過確定系統(tǒng)的工作壓力和工作載荷對(duì)電機(jī)進(jìn)行了選擇。同時(shí)需要液壓缸和底板油路。
本課題要求學(xué)生具備較好機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用能力。并且能運(yùn)用三維CAD軟件進(jìn)行機(jī)械輔助設(shè)計(jì)，從而培養(yǎng)學(xué)生較好的CAD能力。同時(shí)應(yīng)具備繪制和閱讀機(jī)械圖樣能力。
要求學(xué)生積極、廣泛地收集相關(guān)資料，查閱參考文獻(xiàn)。翻譯相關(guān)英文資料。
在做論文期間，要求學(xué)生抓緊有限時(shí)間，用于畢業(yè)設(shè)計(jì)。根據(jù)課題工作進(jìn)度計(jì)劃，按期完成相關(guān)工作。應(yīng)有端正、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，定期匯報(bào)工作成績(jī)。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書
3．對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、圖表、實(shí)物樣品等〕：
1. 根據(jù)千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)電動(dòng)液壓千斤頂?shù)目傮w方案。
2. 根據(jù)工作情況設(shè)計(jì)液壓千斤頂?shù)木唧w結(jié)構(gòu)，確定主要零部件的參數(shù)，對(duì)千斤頂?shù)牧慵M(jìn)行強(qiáng)度檢驗(yàn)，用Pro/Engineer軟件建立各零件實(shí)體和結(jié)構(gòu)的裝配體模型，并運(yùn)用AutoCAD繪制裝置的裝配圖和主要零件的工程圖。
3. 完成畢業(yè)論文的撰寫。
4．主要參考文獻(xiàn)：
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[3] 賈銘新. 液壓傳動(dòng)與控制[M]. 北京: 國(guó)防工業(yè)出版社, 2001.
[4] 朱文堅(jiān), 黃平, 吳昌林. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M], 北京: 高等教育出版社, 2005.
[5] 王廣懷. 液壓技術(shù)應(yīng)用[M]. 北京: 哈爾濱工業(yè)出版社, 2001.
[6] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì). 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2004.
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[8] 張利亞. 液壓與氣壓設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1997.
[9] 機(jī)械工業(yè)出版社. 油壓千斤頂[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2002.
[10] 隗金文, 王慧. 液壓傳動(dòng)[M]. 沈陽(yáng): 東北大學(xué)出版社, 2001.12.
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[17] 姚興軍，汪曉云，唐建文.AutoCAD2004中文版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：兵器工業(yè)出版社，北京希望電子出版社，2004.12.
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書
5．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃：
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 容
2010年
2月24日 ~ 3月19日
3月20日 ~ 3月31日
4月1日 ~ 4月14日
4月15日 ~ 4月30日
5月1日 ~ 5月25日
5月26日 ~ 6月5日
完成開題報(bào)告、英文翻譯
完成液壓千斤頂?shù)目傮w方案設(shè)計(jì)
完成千斤頂中各個(gè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零件的三維模型
完成工程圖的繪制
完成畢業(yè)論文撰寫
論文答辯
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
2010年 2 月 22日
學(xué)院（系）意見：
院（系）領(lǐng)導(dǎo)：
2010 年 2 月23 日
南 京 理 工 大 學(xué) 紫 金 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)前期工作材料
學(xué)生姓名:
張躍
學(xué) 號(hào)：
060104201
系：
機(jī)械工程
專 業(yè):
機(jī)械工程及自動(dòng)化
設(shè)計(jì)(論文)題目:
車用電動(dòng)液壓千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師:
邱明
講師
(姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))
材 料 目 錄
序號(hào)
名 稱
數(shù)量
備 注
1
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)選題、審題表
1
2
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書
1
3
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告〔含文獻(xiàn)綜述〕
1
4
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯〔含原文〕
1
5
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
1
2010年 3 月
注：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查工作結(jié)束后，請(qǐng)將該封面與目錄中各材料合訂成冊(cè)，并統(tǒng)一存放在學(xué)生“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料袋”中（打印件一律用A4紙型）。
南京理工大學(xué)紫金學(xué)院
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題、審題表
系： 機(jī)械工程系 專業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化
指導(dǎo)教師
姓 名
邱明
專業(yè)技術(shù)職 務(wù)
講師
課題名稱
車用電動(dòng)液壓千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
適用專業(yè)
機(jī)械工程及自動(dòng)化
課題性質(zhì)
A
B
C
D
E
課題來源
A
B
C
D
√
√
課題預(yù)計(jì)
工作量大小
大
適中
小
課題預(yù)計(jì)
難易程度
難
適中
易
備注:
√
√
課題簡(jiǎn)介
液壓千斤頂是一種常用的舉升設(shè)備，具有體積小、效率高、工作平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于流動(dòng)性起重，如汽車、拖拉機(jī)等交通運(yùn)輸業(yè)。本課題擬構(gòu)思一種用于轎車的由電能驅(qū)動(dòng)的液壓千斤頂，要求完成其方案設(shè)計(jì)和具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制設(shè)計(jì)方案圖和部分零、部件工程圖紙，進(jìn)行有關(guān)設(shè)計(jì)分析計(jì)算。
通過本課題的研究，使學(xué)生分析問題和解決問題的能力、工程機(jī)械設(shè)計(jì)能力和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力等都能得到比較全面的鍛煉和提高。
課題應(yīng)完成的任務(wù)和對(duì)學(xué)生的要求
課題應(yīng)完成的任務(wù)：
1. 調(diào)研、收集資料，并閱讀、消化資料；
2. 電動(dòng)液壓千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)需滿足相關(guān)的功能和指標(biāo)的要求；
3. 完成電動(dòng)液壓千斤頂?shù)姆桨冈O(shè)計(jì)；
4. 繪制相關(guān)零、部件工程圖紙；
5. 進(jìn)行有關(guān)分析、計(jì)算；
6. 按要求撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。
本課題要求學(xué)生能綜合運(yùn)用機(jī)械工程及自動(dòng)化的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)；同時(shí)具備一定的三維CAD軟件操作能力。
所在專業(yè)審定意見：
專業(yè)負(fù)責(zé)人(簽名)： 年 月 日
注：本課題由 張躍 同學(xué)選定，學(xué)號(hào)： 060104201
注：1．該表由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)所在專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名后生效，作為該專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題使用；
2．有關(guān)內(nèi)容的填寫見背面的填表說明，并在表中相應(yīng)欄內(nèi)打“√”；
3．課題一旦被學(xué)生選定，此表須放在學(xué)生“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料袋”中存檔。
填 表 說 明
1．該表的填寫只針對(duì)1名學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)選擇使用，如同一課題由2名及2名以上同學(xué)選擇，應(yīng)在申報(bào)課題的名稱上加以區(qū)別（加副標(biāo)題），并且在“設(shè)計(jì)（論文）要求”一欄中說明。
2．“課題性質(zhì)”一欄：
A．產(chǎn)品設(shè)計(jì)；
B．工程技術(shù)研究；
C．軟件開發(fā)；
D．研究論文或調(diào)研報(bào)告；
E．其它。
3．“課題來源”一欄：
A．自然（社會(huì)）科學(xué)基金與?。ú浚?、市級(jí)以上科研課題；
B．企、事業(yè)單位委托課題；
C．院、系級(jí)基金課題；
D．自擬課題。
4．“課題簡(jiǎn)介”一欄：
主要指該課題的背景介紹、理論意義或?qū)嵱脙r(jià)值。
南 京 理 工 大 學(xué) 紫 金 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué) 生 姓 名：
張躍
學(xué) 號(hào)：
060104201
專 業(yè)：
機(jī)械工程及自動(dòng)化
設(shè)計(jì)(論文)題目：
車用電動(dòng)液壓千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 教 師:
邱明
2009年 3 月 19 日
開題報(bào)告填寫要求
1．開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見；
3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊(cè)）；
4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫
2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
文 獻(xiàn) 綜 述
千斤頂作為一種傳統(tǒng)頂舉重物的工具，在建筑、鐵路、醫(yī)療、汽車維修等各領(lǐng)域均得到廣泛的應(yīng)用。
早在 2 0 世紀(jì)40年代，臥式千斤頂就已經(jīng)開始在國(guó)外的汽車維修部門使用，。在 90 年代后期國(guó)外研制出了便攜式液壓千斤頂?shù)刃滦颓Ы镯敗?
我國(guó)千斤頂技術(shù)起步較晚，由于歷史的原因，直到1979年才接觸到類似于國(guó)外臥式千斤頂這樣的產(chǎn)品。但是經(jīng)過全面改進(jìn)和重新設(shè)計(jì)，在外形美觀，使用方便，承載力大，壽命長(zhǎng)等方面，都超過了國(guó)外的同類產(chǎn)品，并且迅速打人歐美市場(chǎng)。經(jīng)過多年設(shè)計(jì)與制造的實(shí)踐，除了臥室千斤頂以外，我國(guó)還研制出了新型折疊式液壓千斤頂、快速升降千斤頂?shù)榷喾N千斤頂。目前我國(guó)出口的千斤頂已達(dá)到門類、規(guī)格齊全，形成系列產(chǎn)品
根據(jù)傳動(dòng)類型的不同，可分為機(jī)械傳動(dòng)千斤頂和液壓傳動(dòng)千斤頂，液壓斤頂是一種將密封在油缸中的液體作為介質(zhì)，把液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能從而將重物向上頂起的千斤頂。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，舉升力大，易于維修。
自18世紀(jì)末英國(guó)制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳動(dòng)技術(shù)已有二三百年的歷史。直到20世紀(jì)30年代它才較普遍地用于起重機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭(zhēng)需要，出現(xiàn)了由響應(yīng)迅速、精度高的液壓控制機(jī)構(gòu)所裝備的各種軍事武器。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，液壓技術(shù)不斷應(yīng)用于各種自動(dòng)機(jī)及自動(dòng)生產(chǎn)線。
本世紀(jì)60年代以后，液壓技術(shù)隨著原子能、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展。因此，液壓傳動(dòng)真正的發(fā)展也只是近三四十年的事。當(dāng)前液壓技術(shù)正向迅速、高壓、大功率、高效、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。同時(shí)，新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)、計(jì)算機(jī)直接控制(CDC)、機(jī)電一體化技術(shù)、可靠性技術(shù)等方面也是當(dāng)前液壓傳動(dòng)及控制技術(shù)發(fā)展和研究的方向。
我國(guó)的液壓技術(shù)最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備上，后來又用于拖拉機(jī)和工程機(jī)械?，F(xiàn)在，我國(guó)的液壓元件隨著從國(guó)外引進(jìn)一些液壓元件、生產(chǎn)技術(shù)以及進(jìn)行自行設(shè)計(jì)，現(xiàn)已形成了系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。
液壓傳動(dòng)的工作原理，可以用一個(gè)液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韥碚f明
1—杠桿手柄2—小油缸3—小活塞4，7—單向閥5—吸油管6，10—管道
8—大活塞9—大油11—截止閥12—油箱
圖1. 液壓千斤頂工作原理圖
圖1是液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韴D。大油缸9和大活塞8組成舉升液壓缸。杠桿手柄1、小油缸2、小活塞3、單向閥4和7組成手動(dòng)液壓泵。如提起手柄使小活塞向上移動(dòng)，小活塞下端油腔容積增大，形成局部真空，這時(shí)單向閥4打開，通過吸油管5從油箱12中吸油；用力壓下手柄，小活塞下移，小活塞下腔壓力升高，單向閥4關(guān)閉，單向閥7打開，下腔的油液經(jīng)管道6輸入舉升油缸9的下腔，迫使大活塞8向上移動(dòng)，頂起重物。再次提起手柄吸油時(shí)，單向閥7自動(dòng)關(guān)閉，使油液不能倒流，從而保證了重物不會(huì)自行下落。不斷地往復(fù)扳動(dòng)手柄，就能不斷地把油液壓入舉升缸下腔，使重物逐漸地升起。如果打開截止閥11，舉升缸下腔的油液通過管道10、截止閥11流回油箱，重物就向下移動(dòng)。這就是液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟怼?
通過對(duì)上面液壓千斤頂工作過程的分析，可以初步了解到液壓傳動(dòng)的基本工作原理。液壓傳動(dòng)是利用有壓力的油液作為傳遞動(dòng)力的工作介質(zhì)。壓下杠桿時(shí)，小油缸2輸出壓力油，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能，壓力油經(jīng)過管道6及單向閥7，推動(dòng)大活塞8舉起重物，是將油液的壓力能又轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。大活塞8舉升的速度取決于單位時(shí)間內(nèi)流入大油缸9中油容積的多少。由此可見，液壓傳動(dòng)是一個(gè)不同能量的轉(zhuǎn)換過程。
傳統(tǒng)的千斤頂都是用手動(dòng)操作，這樣既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。本文擬用電能來驅(qū)動(dòng)液壓千斤頂，手動(dòng)千斤頂制造簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，但使用時(shí)必須用手不斷操作才能升降套筒或舉臂，所以費(fèi)時(shí)費(fèi)力，使用不方便;電動(dòng)千斤頂相對(duì)提高了工作效率，避免了繁重的體力勞動(dòng)，為司機(jī)創(chuàng)造出一種方便、高效、省力的修車環(huán)境和條件。
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
一．本課題要研究的問題
本課題設(shè)計(jì)的千斤頂為車用電動(dòng)液壓千斤頂，要求其在滿足工作要求的情況下還要便于攜帶。該千斤頂具有體積小、效率高、工作平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于流動(dòng)性起重，如汽車、拖拉機(jī)等交通運(yùn)輸業(yè)。
車用液壓千斤頂需滿足如下條件：（1）具有兩級(jí)的液壓缸；（2）千斤頂頂起的重量為1.0t；（3）千斤頂?shù)捻斏叨葹?50mm；（4）千斤頂?shù)尿?qū)動(dòng)電機(jī)要求電壓為12V直流電壓。
圖2 . 單向閥
二．本課題擬采用的技術(shù)路線
電動(dòng)液壓千斤頂?shù)墓ぷ鞣绞绞峭ㄟ^液壓的傳動(dòng)，能量之間的轉(zhuǎn)換。由給出的條件可以得到千斤頂最后所要做的機(jī)械能。由帕斯卡原理可以算出大活塞上的壓力。由杠桿原理有當(dāng)我們?cè)谛』钊献饔靡粋€(gè)很小的力時(shí)，可以在大活塞上產(chǎn)生一個(gè)很大的力來舉起負(fù)載。通過計(jì)算可以的得到要在小活塞上施加多大的力，選擇液壓泵等裝置。根據(jù)能量的守恒可以算出需要的電能來選擇電機(jī)。最后根據(jù)算出的數(shù)據(jù)畫出零件圖和裝配圖。
三．本課題擬采用的研究手段
1．嚴(yán)格按照畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求及安排的進(jìn)度，在綜合運(yùn)用機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，針對(duì)電動(dòng)液壓千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，按照課題要求，得到電動(dòng)液壓千斤頂?shù)母鱾€(gè)零件計(jì)算尺寸。
2．查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)等相關(guān)資料，選出各個(gè)零件的尺寸并算出其余部位的尺寸小。
3．根據(jù)安裝要求運(yùn)用二維和三位CAD軟件進(jìn)行機(jī)械輔助設(shè)計(jì)，畫出平面圖和一張立體圖。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見：
1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)：
文獻(xiàn)綜述能基本總結(jié)千斤頂及液壓千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)發(fā)展史與研究現(xiàn)狀，思路清晰，條理清楚。反映了該生有較好的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和閱讀科研文獻(xiàn)的能力。
2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：
從開題報(bào)告看，該生能較好的理解本課題所要研究的對(duì)象和擬解決的主要問題，并給出了較可行的技術(shù)路線。本課題以車用液壓千斤頂作為研究對(duì)象，采用機(jī)械設(shè)計(jì)的基本理論設(shè)計(jì)一套具有兩級(jí)的液壓缸和合適驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及底板供油方式的電動(dòng)液壓千斤頂，有較好的深度和廣度。設(shè)計(jì)要求用三維CAD軟件得到液壓千斤頂各個(gè)部分的三維零件實(shí)體和裝配體，并繪制出結(jié)構(gòu)的裝配圖和主要非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖，有較合理的設(shè)計(jì)工作量。開題報(bào)告中給出了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，預(yù)測(cè)畢業(yè)論文能按正常進(jìn)度完成。
指導(dǎo)教師：
2010 年3月25日
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
2010 年3月27日
本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 Ⅰ 頁(yè) 共Ⅰ頁(yè) 目 次 1 緒論 ..................................................................1 1.1 課題研究的目的和意義 ................................................1 1.2 課題的國(guó)內(nèi)外發(fā)展研究現(xiàn)狀 ............................................2 1.3 課題研究的主要內(nèi)容 ..................................................2 2 電動(dòng)液壓千斤頂概論 ....................................................3 2.1 液壓千斤頂工作原理 ..................................................3 2.2 設(shè)計(jì)要求 ............................................................3 2.3 確定總體方案 ........................................................4 2.4 電動(dòng)液壓千斤頂使用注意事項(xiàng) ..........................................8 3 參數(shù)確定 ..............................................................9 3.1 電機(jī)選擇 ............................................................9 3.2 頂升液壓缸參數(shù)的確定 ...............................................11 3.3 吸油缸參數(shù)的計(jì)算 ...................................................15 3.4 油箱的設(shè)計(jì) .........................................................18 3.5 密封圈的選擇 .......................................................19 3.6 彈簧的設(shè)計(jì) .........................................................21 3.7 鍵的選擇 ...........................................................24 4 技術(shù)要求 .............................................................25 4.1 缸體技術(shù)要求 .......................................................25 4.2 缸蓋技術(shù)要求 .......................................................26 5 強(qiáng)度校核 .............................................................27 5.1 缸體與缸蓋焊接強(qiáng)度校核 .............................................27 5.2 缸頭螺紋聯(lián)接處強(qiáng)度校核 .............................................28 5.3 底座的校核 .........................................................29 5.4 柱塞缸缸體校核 .....................................................29 結(jié)論 ...................................................................31 致謝 ...................................................................32 參考文獻(xiàn) ...............................................................33