裝配圖工程灑水車設(shè)計(jì)（五噸載重量）車架改造設(shè)計(jì)和后懸架校核（有cad圖）

裝配圖工程灑水車設(shè)計(jì)（五噸載重量）車架改造設(shè)計(jì)和后懸架校核（有cad圖）,裝配,工程,灑水車,設(shè)計(jì),載重量,車架,改造,以及,懸架,校核,cad 1 工程灑水車設(shè)計(jì)（五噸載重量）車架改造設(shè)計(jì)和 后懸架校核 摘 要 本文詳細(xì)介紹了此次設(shè)計(jì)的內(nèi)容和相關(guān)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想、方法。此次設(shè)計(jì)的 內(nèi)容是五噸載重量工程灑水車的設(shè)計(jì)（改裝） ，其中重點(diǎn)介紹和研究分析車架的 改裝設(shè)計(jì)和整車的總體布置。在各個(gè)與車架進(jìn)行聯(lián)的接部件聯(lián)接方式的設(shè)計(jì)中， 要根據(jù)總體布置時(shí)確定的各總成的位置來(lái)進(jìn)行布置這些聯(lián)接件的位置，既要能使 聯(lián)接合理、可靠，又要符合專用車改裝原則中對(duì)車架進(jìn)行改裝的要求，以保證在 不影響車架強(qiáng)度和剛度的前提下對(duì)車架改裝和保證聯(lián)接可靠。同時(shí)，還需根據(jù)各 聯(lián)接部件不同的受力情況，進(jìn)行具體設(shè)計(jì)與計(jì)算。在聯(lián)接部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，根據(jù) 其功能、位置進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在選材方面以“標(biāo)準(zhǔn)化”原則選擇。在車架 改裝設(shè)計(jì)中，在滿足總體布置方案的同時(shí)，對(duì)其進(jìn)行軸荷分配、車架強(qiáng)度和剛度 的校核，以保證其在滿足各種技術(shù)性能要求的同時(shí)，使各總成布局合理、緊湊、 可靠，并兼顧整車外型的美觀。本文同時(shí)介紹了整車設(shè)計(jì)的其他方面設(shè)計(jì)，有水 管總成、水罐總成的設(shè)計(jì)，還有取力器總成的設(shè)計(jì)和變速器的改裝設(shè)計(jì)。本車載 重量 5-8 噸，主要用于城鎮(zhèn)綠化及街道清洗、降塵，也可用作緊急消防和移動(dòng)泵 站，由于其功能多，載重量適宜，所以目前具有廣闊的市場(chǎng)。 關(guān)鍵詞：車架，聯(lián)接，強(qiáng)度，標(biāo)準(zhǔn)化，灑水量 MODIFICATION DESIGN OF FRAME AND 2 CHECK REAR SUSPENSION OF ENGINEERING SPRINKLER (5 TONS LOAD) ABSTRACT This paper describes the current design of content and related design total guiding ideology, and methods. This design is 5 tons deadweight works for sprinkler design (modified), which focuses on research and analysis of the car frame design modifications and integral layout of car. In the design of each component which connected to car frame. According to determine the overall layout of the assembly location for the layout of these pieces connected to the location, it is necessary to make a reasonable connection, reliable, but also consistent with the principle of exclusive cars modified to modify the frame, in order to ensure not affect the strength and stiffness of the chassis under the premise of the chassis modifications and ensure reliable connectivity. Meanwhile, specific design and calculation should be done, according to the different frame condition of each connection component. Connected components in structural design, based on their function and location for a reasonable structure design, in the choice of material to "standardize" the principle of choice. In the chassis design modifications, in meeting the overall layout of the program at the same time, its axle - load distribution, chassis strength and stiffness of the coupling, to ensure their performance meet the technical requirements of the same time, the assembly rational layout, compact, reliable, take into account the vehicle's aesthetic appearance. This paper also introduced the design of the other vehicle designs, pipe assembly, and tank assembly design; there edge assembly was for the design and transmission design modifications. The 5 -8 vehicle weight tons, mainly for urban greening and cleaning the streets, dust, also can be used as a emergency fire and mobile pumping station, because of its multi-functional, load appropriate, there is vast market. KEY WORDS: frame, connectivity, strength, standardization, sprinkler volume 3 4 目 錄 第一章 前言.............................................1 第二章 灑水車的總體設(shè)計(jì).................................3 §2.1 總體設(shè)計(jì)要求....................................3 §2.2 各總成的布置或參數(shù)要求..........................6 第三章 車架的改裝設(shè)計(jì)..................................9 §3.1 整車質(zhì)心的計(jì)算..................................9 §3.1.1 各總成質(zhì)量的估算...........................9 §3.1.2 質(zhì)心的計(jì)算與軸載質(zhì)量的分配.................10 §3.2 車架的改裝設(shè)計(jì)................................13 §3.2.1 車架聯(lián)接件的設(shè).............................13 §3.2.2 車架強(qiáng)度的校核.............................25 §3.2.3 后懸架的校核...............................28 §3.2.4 后輪輪胎的校核.............................30 第四章 管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì).................................31 第五章 水罐總成的設(shè)計(jì).................................33 第六章 變速器的改裝設(shè)計(jì)...............................34 第七章 取力器、減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)............................39 第八章 成本估算........................................45 第九章 結(jié)論............................................46 參考文獻(xiàn)..............................................47 致謝.............................................48 5 6 第一章 前 言 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，道路建設(shè)、城市化進(jìn)程不斷加快，各種附屬園林綠化 得以推廣開來(lái)，對(duì)園林綠化的需求不斷擴(kuò)大，包括城市、道路園林設(shè)施的綠化、 植保噴藥、樹林沖洗、行道樹的灌溉以及城市、廠礦和學(xué)校等企業(yè)事單位的路面 和園林的灑水作業(yè)。尤其是在“構(gòu)件和諧社會(huì)”方針政策的引導(dǎo)下，人們開始更 加關(guān)注自身生活環(huán)境的舒適與優(yōu)美，城市環(huán)境的整潔和園林的推廣成為人們?nèi)找?強(qiáng)烈的需求。 同時(shí)基于中國(guó)國(guó)情的特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)城市建筑、設(shè)施多屬于上個(gè)世紀(jì)早中期的產(chǎn) 物，這些陳舊的面貌與現(xiàn)代化城市的形象是相悖的，所以各大中小城市加快了對(duì) 陳舊社區(qū)、道路的改建和翻修的步伐，但隨之而來(lái)的的嚴(yán)重的揚(yáng)塵污染問(wèn)題成為 困擾。城市社區(qū)和道路兩旁多為人口和商業(yè)密集區(qū)，施工引起的揚(yáng)塵會(huì)危害人體 健康，影響植物生長(zhǎng)、破壞生態(tài)的平衡，不僅造成極壞的社會(huì)影響，而且會(huì)給國(guó) 家和企業(yè)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。 針對(duì)上述情況，對(duì)能進(jìn)行噴灑農(nóng)藥護(hù)林、植被澆灌、道路沖洗、凈化空氣降 塵，同時(shí)要求有安全消防滅火及用作移動(dòng)泵站的可滿足市政、環(huán)衛(wèi)、環(huán)保、工業(yè) 及民用等方面的多功能工程灑水車成為社會(huì)的需求，所以對(duì)灑水車的改裝設(shè)計(jì)是 完全符合當(dāng)前的實(shí)際需求的。 國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家灑水車起步較早，其技術(shù)和市場(chǎng)均十分先進(jìn)和成熟，其中以美 國(guó)、歐洲和日本為突出代表。這些國(guó)家的工程灑水車早已從只注重其功能性轉(zhuǎn)向 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度的智能化、多功能化方向發(fā)展，同時(shí)還十分 注重其專用底盤性能的可靠、技術(shù)先進(jìn)性，專用裝置最大限度發(fā)揮其功能，因此 大量的先進(jìn)技術(shù)被移植到灑水車上。零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，注重互換性設(shè)計(jì)， 整車輕量化、多功能更環(huán)保的突出發(fā)展趨勢(shì)，功能越來(lái)越多，技術(shù)越來(lái)越細(xì)膩， 體積越來(lái)越精巧，產(chǎn)品自動(dòng)化程度越來(lái)越高，是國(guó)外工程灑水車的現(xiàn)狀特點(diǎn)。 國(guó)內(nèi)灑水車發(fā)展較晚，受相應(yīng)技術(shù)和法規(guī)的限制，整體水平遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó) 家。整體表現(xiàn)為：產(chǎn)品做工不精良，性能不夠穩(wěn)定，防腐性差，多功能和自動(dòng)化 程度不高，外型不夠美觀。但近幾年來(lái)也出現(xiàn)了新工藝、新材料應(yīng)用的新型環(huán)保 灑水車，說(shuō)明國(guó)內(nèi)部分產(chǎn)商開始注重起整車的性能穩(wěn)定和環(huán)保性，同時(shí)開始出現(xiàn) 對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的吸收，使新工藝、新材料的應(yīng)用及機(jī)、電、液一體化成為今后 7 發(fā)展的另一方向。 8 第二章 灑水車的總體設(shè)計(jì) 作為灑水車設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該屬于整車設(shè)計(jì)的范疇，所以本設(shè)計(jì)應(yīng)該是以總體 設(shè)計(jì)開頭的，只有總體設(shè)計(jì)（總體布置）做好以后才能在其原則方案中進(jìn)行其他 部件總成的設(shè)計(jì)。 §2.1 總體設(shè)計(jì)要求 一、 灑水車設(shè)計(jì)的要求： 作為一種專用車，其設(shè)計(jì)也應(yīng)該符合專用車設(shè)計(jì)的要求。專用車與普通汽車 的區(qū)別主要是改裝了具有專用功能的上裝部分，能完成某些特殊的運(yùn)輸和作業(yè)功 能。因此，在設(shè)計(jì)上除了要滿足基本車型汽車的性能要求外，還要滿足專用車功 能的要求： 1、專用車設(shè)計(jì)多選用定型的基本車型汽車底盤進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)，一般選用二、 三類底盤進(jìn)行改裝。 2、專用車設(shè)計(jì)的主要工作是總體布置和專用工作裝置匹配：設(shè)計(jì)時(shí)既要保 證專用功能滿足其性能要求，也要考慮汽車底盤的基本性能不受影響。 3、專用車設(shè)計(jì)應(yīng)考慮產(chǎn)品的系列化，以便于根據(jù)不同用戶的需要而能很快 的進(jìn)行產(chǎn)品變型。對(duì)專用車零部件的設(shè)計(jì)，應(yīng)該按“三化”的要求進(jìn)行，最大限 度的選用標(biāo)準(zhǔn)件，或選用已經(jīng)定型產(chǎn)品的零部件，盡量減少自制件。 4、對(duì)專用車自制件的設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循單件或小批量的生產(chǎn)特點(diǎn)，要更多地考 慮通用設(shè)備加工的可能性。 5、對(duì)專用車工作裝置中的某些核心部件和總成，如水泵等，要從專業(yè)生產(chǎn) 廠家中優(yōu)選 6、要對(duì)一些重要的總成結(jié)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度校核。 7、應(yīng)滿足交通安全法規(guī)，了解掌握行業(yè)相應(yīng)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。 專用車底盤或總成選型方面，一般應(yīng)滿足下述要求： 1、適用性：對(duì)各種專用改裝車的總成應(yīng)適用于汽車特殊功能的要求，并以 此為主要目標(biāo)進(jìn)行改裝選型設(shè)計(jì)，例如各種取力器的輸出接口。 9 2、可靠性：所選的總成工作應(yīng)可靠，出現(xiàn)故障的機(jī)率少，零部件要有足夠 的 強(qiáng)度和壽命，且同一車型各總成零部件的壽命應(yīng)趨于平衡。 3、先進(jìn)型：所選的底盤活總成，應(yīng)該使得整車在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、 操縱穩(wěn)定性、行駛平順性及通過(guò)性等基本性能指標(biāo)和功能方面達(dá)到同類車型的先 進(jìn)水平，且在專用性能上要滿足國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。 4、方便性：便于安裝、檢查、保養(yǎng)和維修，處理好結(jié)構(gòu)緊湊與裝配調(diào)試空 間合理的矛盾。 還有：汽車底盤價(jià)格，它是專用車購(gòu)置成本中很大的部分，一定要考慮到用 戶可以接受；汽車底盤供貨要有來(lái)源。 二、總體布置的原則： 專用車總體布置的任務(wù)是正確選定整車參數(shù)，合理布置工作裝置和附件，使 取力器裝置、專用工作裝置、其它附件與所選底盤構(gòu)成相互協(xié)調(diào)和匹配的整體， 達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書所提出的整體基本性能和專用性能的要求。其原則是： 1、盡量避免對(duì)底盤各總成位置的改變。 2、應(yīng)滿足專用工作裝置性能的要求，使專用功能得到充分的發(fā)揮。 3、應(yīng)對(duì)裝載質(zhì)量、軸載質(zhì)量等參數(shù)的估算和校核。 4、應(yīng)避免工作裝置的布置對(duì)車型造成集中載荷。 5、應(yīng)盡量減少專用車的整車整備質(zhì)量，提高其裝載質(zhì)量。 6、應(yīng)符合相關(guān)法規(guī)的要求。 三、總體參數(shù)的要求： 總體參數(shù)包括總體布置參數(shù)和整車性能參數(shù)，在選用時(shí)應(yīng)考慮其專用功能、 使用條件等因素。 外廓尺寸屬于總體參數(shù)，我國(guó)法規(guī)規(guī)定：車輛高不超過(guò) 4m，車寬不超過(guò) 2.5m，外開窗、后視鏡等突出部分距車身不超過(guò) 250mm，車長(zhǎng)貨車不超過(guò) 12m。 軸距和輪距是影響汽車基本性能的主要尺寸參數(shù)。輪距則對(duì)汽車的機(jī)動(dòng)性和橫向 穩(wěn)定性有較大的影響，減少軸距可提高其通過(guò)性，但軸距過(guò)短，將導(dǎo)致制動(dòng)或上 坡時(shí)軸載質(zhì)量轉(zhuǎn)移增大，使汽車的制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性變壞。在設(shè)計(jì)灑水車時(shí)， 其質(zhì)心位置及軸載質(zhì)量應(yīng)滿足以下條件： 根據(jù) JT701-88《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)各種汽車的軸載質(zhì)量規(guī)定如下： 10 汽車最大總質(zhì)量（Kg） 10000 15000 20000 30000 前軸軸載質(zhì)量（Kg） 3000 5000 7000 6000 后軸軸載質(zhì)量（Kg） 7000 10000 13000 2×12000 軸載質(zhì)量不得超過(guò)法規(guī)的規(guī)定。 取力器傳動(dòng)比應(yīng)根據(jù)水泵的轉(zhuǎn)速、功率、和發(fā)動(dòng)機(jī)外特性來(lái)選擇，在滿足水 泵所需功率的前提下，選擇較低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和較高的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，這樣發(fā)動(dòng)機(jī) 的燃油經(jīng)濟(jì)性會(huì)比較好。 四、主車架改裝注意事項(xiàng) 由于本車結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，為布置管路系統(tǒng)、水罐、水泵，工作臺(tái)，需要對(duì)車架 進(jìn)行一些改裝。車架是受載荷情況最惡劣的部分，除承受整車靜載荷外，還要受 到車輛行駛時(shí)的動(dòng)載荷。為保證主車架的強(qiáng)度和剛度，在改裝車架時(shí)要注意一些 基本的事項(xiàng)，具體要求如下： 在車架上鉆孔和焊接時(shí)，應(yīng)避免在高應(yīng)力區(qū)鉆孔、焊接。車架的縱梁高應(yīng)力 區(qū)是軸距之間縱梁的下翼面和后懸上翼面。因?yàn)檫@些部位受力較大，鉆孔和焊接 易產(chǎn)生應(yīng)力集中。 對(duì)車架縱梁非高應(yīng)力區(qū)進(jìn)行鉆孔時(shí)，應(yīng)注意盡量減少孔徑，增加孔間距離， 對(duì)鉆孔的位置和規(guī)范見圖 2-1 和表 2-1。 表 2-1 尺寸 重型車 中型車 輕型車 A ＞70 ＞60 50 B ＞50 ＞40 ＞30 孔間距 C ＞50 ＞40 ＞30 孔直徑 ＜15 ＜13 ＜11 圖 2-1 11 禁止在縱梁的邊、角區(qū)域鉆孔和焊接，因?yàn)檫@些區(qū)域極易引起車架早期開裂， 嚴(yán)禁將車架縱梁和橫梁加工的翼面加工成缺口形狀。 按照以上的要求，五噸灑水車屬于中型車，在改裝主車架的時(shí)候嚴(yán)格遵守以 上的規(guī)范，保證主車架的強(qiáng)度和剛度。 §2.2 各總成的布置或參數(shù)要求 一、底盤的選取 灑水車目前市場(chǎng)上還沒(méi)有為之專門生產(chǎn)的專用底盤，故選用定型汽車二類底 盤進(jìn)行改裝。根據(jù)任務(wù)書，要求設(shè)計(jì)五噸載重量的工程灑水車，而市場(chǎng)上現(xiàn)有汽 車廠商供應(yīng)的通用二類底盤中，有平頭、長(zhǎng)頭類五噸汽車通用底盤。 長(zhǎng)頭貨車的優(yōu)點(diǎn)有：發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的接近性好，便于檢修；滿載時(shí)前軸負(fù) 荷小，有利于在壞路面上行駛時(shí)提高其通過(guò)能力；發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲、氣味、熱量和 振動(dòng)對(duì)駕駛員影響?。徽媾鲎矔r(shí)，駕駛員及前排乘員受到的傷害比平頭貨車好 得多。缺點(diǎn)是：總長(zhǎng)及軸距較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)彎半徑較大，機(jī)動(dòng)性不好；整備質(zhì)量大；駕 駛員的視野不如平頭貨車；面積利用率低。 平頭貨車的優(yōu)點(diǎn)是：機(jī)動(dòng)性好；整備質(zhì)量少；視野寬；面積利用率高。缺點(diǎn) 是：空載時(shí)前軸負(fù)荷較大，在壞路面的通過(guò)性變壞；進(jìn)、出駕駛室不如長(zhǎng)頭貨車 方便；發(fā)動(dòng)機(jī)的工作噪聲、氣味、熱量和振動(dòng)對(duì)駕駛員等均有較大影響；正面碰 撞時(shí)，易使駕駛員和前排乘員受到嚴(yán)重傷害的可能性增加。 為秉承以人為本的原則，增強(qiáng)駕駛員和乘員的舒適及安全性，本設(shè)計(jì)選用長(zhǎng) 頭式貨車進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)。經(jīng)查資料篩選，選取東風(fēng)長(zhǎng)頭 EQF140 中型貨車底盤。 東風(fēng) EQF140 貨車底盤的上戶噸位為五噸，相關(guān)尺寸和技術(shù)參數(shù)如下： 1、一般數(shù)據(jù)： 駕駛室座位數(shù) 3 裝載質(zhì)量 5000kg 外形尺寸：總長(zhǎng) 6910mm 總寬 2170mm 總高 2370mm 軸距 3950mm 2、使用數(shù)據(jù)： 12 最高車速 90km/h 最大爬坡度 ≥15°38′（28﹪） 3、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)： 最大功率 ≥135PS/3000r/min 最大扭矩 36kgf﹒m/1200-1400r/min 4、底盤結(jié)構(gòu)參數(shù)： 變速器： 型式與排擋數(shù) 五個(gè)前進(jìn)擋、一個(gè)倒車擋，二、三、四、五擋裝有鎖 環(huán)慣性式同步器 各擋變速比：一擋 7.31 二擋 4.31 三擋 2.45 四擋 1.54 五擋 1.00 倒擋 7.66 排擋位置 驅(qū)動(dòng)橋減速比 6.33 車架 結(jié)構(gòu)型式 邊梁式 縱梁斷面尺寸 235×80×6.5 車架上平面離地面高度 805mm 車架縱梁寬 861mm 輪胎型式 普通簾線寬輪車用輪胎 規(guī)格 9.00-20-10 氣壓 前輪 普通輪胎 4.0kgf/ 2cm 后輪 普通輪胎 5.3kgf/ 輪輞 7.0-20 等輻盤式 13 二、變速器參數(shù)的要求 根據(jù)灑水車灑水量的要求，原裝底盤的變速器的相應(yīng)擋位下的速度是不能滿 足其要求的，所以要對(duì)原變速器的一、二擋（灑水工作擋）進(jìn)行速比改裝設(shè)計(jì)。 灑水車變速器改裝的目的就是要根據(jù)灑水量的要求，通過(guò)增加原變速器一、二檔 的傳動(dòng)比，從而降低車速，通過(guò)取力器給泵傳遞功率，達(dá)到灑水的目的。 三、取力器參數(shù)的要求 取力器是水泵的動(dòng)力傳遞源，它由變速器傳出的速比及扭矩同樣關(guān)系到整車 灑水工作性能能否達(dá)到任務(wù)書的要求。一般取力器的布置有前置式、中置式、后 置式，本設(shè)計(jì)則確定采用中置式，即取力器布置在變速器的上，從變速器的中間 軸上取力。取力器的最終傳動(dòng)轉(zhuǎn)速要求為 1000 r/min,即水泵要求的轉(zhuǎn)速。 四、水罐參數(shù)的要求 水罐的容積關(guān)系到本車設(shè)計(jì)要求的裝載水的噸位問(wèn)題，所以要對(duì)它的要求是 上戶噸位為五噸，實(shí)際要求為 5-8 噸。由于所選車型底盤的特點(diǎn)，要求水罐在保 證裝載容積的前提下，其長(zhǎng)度不超過(guò) 3940mm，寬不能超過(guò) 2500mm，它置于底盤 之上時(shí)的高度不能超過(guò) 4000mm.其聯(lián)接副車架應(yīng)與管道系統(tǒng)的走向進(jìn)行相應(yīng)的配 合，開出水管通過(guò)的口子。 五、管道系統(tǒng)的布置及要求 灑水車要求前面有能向兩邊同時(shí)提供路面沖洗的噴頭，后部要求有位于車兩 邊的同時(shí)提供噴水的噴頭；以及一個(gè)能提供可以在噴射柱狀和霧狀水之間進(jìn)行調(diào) 節(jié)的射程大于 40m 的人工操作水炮（噴槍） ，使其能提供沖洗、霧化噴藥、和消 防功能。 第三章 車架的改裝設(shè)計(jì) 14 車架的改裝設(shè)計(jì)要求對(duì)整車的質(zhì)心進(jìn)行確定從而進(jìn)行軸載質(zhì)量的校核，車架 強(qiáng)度的校核，后懸架強(qiáng)度校核及輪胎負(fù)荷的校核；還包括對(duì)相應(yīng)與車架聯(lián)接部件 的聯(lián)接設(shè)計(jì)。 §3.1 整車質(zhì)心的計(jì)算 §3.1.1 各總成質(zhì)量的估算 一、作臺(tái)質(zhì)量的估算： （1）工作臺(tái)底板選用 GB3277-1991 扁豆花紋鋼板，其厚度 ，其理論質(zhì)m0.5?? 量為 ,則其質(zhì)量為2/5.40mkgW? kg7.41.40]2)80195(13[ 61 ?????? （2）工作臺(tái)護(hù)攔鋼管選用 GB13793-1992 直縫電焊鋼管，小管外徑 D=15mm，厚 度 ，其理論質(zhì)量 ；大管外徑 D=25mm，厚度 ，0.? mkgW/34.? 0.1?? 其理論質(zhì)量 ，則其質(zhì)量為kg/592.??????592.0)1.7095..743(2m 34206. kg6..18? （3）工作臺(tái)支撐梁選用 GB6723-1986 冷彎等邊槽鋼，腰高 H=180mm，厚度 ，翼寬 B=80mm，其理論質(zhì)量為 ，長(zhǎng) L=750mm，兩0.4?? mkgW/184.0? 根，其質(zhì)量為 kgm276.1584.0275.3?? 則工作臺(tái)的總質(zhì)量為 kg1.67.9.321 ???? 其質(zhì)心位置定于距工作臺(tái)尾部邊緣 400mm 的中心線上。 二、水罐質(zhì)量的估算： 水罐外型為橢圓狀截面，其長(zhǎng)軸 a=2000mm,短軸 b=1200mm,水罐長(zhǎng) ,厚 t=6mm。ml3740? 其體積為： ]120)120)([(4370])2([41 ?????????abtalbV32.0? 15 邊緣封板及隔板體積： 32 0452.61204mabtV?????? 水罐采用 Q235 鋼板制造，其密度是 /8.7cg? 水罐質(zhì)量為 kgVm 4.123)05.132.(085.7)(3211 ??????? 水罐總成的質(zhì)量是水罐加上副車架和工具箱的質(zhì)量，取其他部分質(zhì)量為 75kg，則 水罐總成的質(zhì)量為： kg4.38754. §3.1.2 質(zhì)心的計(jì)算與軸載質(zhì)量的分配： 由于選用的 EQF140 型底盤提供的數(shù)據(jù)資料是其原裝貨車的參數(shù)，故得分別 對(duì)其原車和除去貨抖之后的質(zhì)心及軸載質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算和校核 reafront 圖 3-1 空車的載荷分布如圖 2-1 所示，其中，汽車貨抖質(zhì)量 G2＝1000kg， 汽車底盤質(zhì)量 G1＝3080kg， 前軸承載質(zhì)量 N1 = 1930kg, 后軸承載質(zhì)量 N2 = 2150kg, 貨抖質(zhì)心距后軸軸線水平距離 x2=1970mm, 底盤質(zhì)心距后軸軸線水平距離為 x1, 軸距 L=3950mm。 由力矩平衡得 LNxG121??? 得 16 mGxLNx 1836308971951121 ??????? 去掉貨抖之后的底盤軸載質(zhì)量分配情況如下： reafront 圖 3-2 由力矩平衡得 1'1xGLN? 得 kgL x14323950861' ??? N'1'2? 表 3-1 灑水車各總成、部件位置及自身物理特征參數(shù)： 序號(hào) 總成名稱 （kg）0im（mm）iy（mm）ix 1 3 人+隨車工具 65 3+15=210?1222 1034 2 底盤 3080 840 2114 3 水罐總成 1318.44 1710 3140 4 工作臺(tái)總成 67.1 841 5666 5 水泵總成 50 650 2300 6 取力器總成 30 800 900 7 備胎 170 500 4880 8 前部水管 18 550 650 9 水泵附近水管 15 940 2200 10 后部水管 25 840 5881 17 為各總成部件在裝備好的質(zhì)量， 為各總成或部件質(zhì)心離地面的高度， 為0imiy ix 各總成或部件質(zhì)心距前軸軸線的水平距離，加上額定裝載質(zhì)量的水 5 噸后對(duì)其進(jìn) 行質(zhì)心的計(jì)算和軸載質(zhì)量的計(jì)算及校核。 由以下公式可以求得整車的質(zhì)心高度和水平位置： (3-1)??01imxl (3-2)0igyh 示中： 為整車質(zhì)心距前軸的水平距離1l 為整車質(zhì)心的離地面的高度g 計(jì)算得 230561.73408.6124308420 ???????ixm .28551793 ??? kgi 49.7.610 mxli 8.254.98320?? 則后軸載質(zhì)量由力矩平衡原理可得 12GlLN 求得 kgl 9.71539508.24.12 ??? 則后軸分配的載質(zhì)量系數(shù)為 %.7154.98362GN? 則前軸為 21?? 滿足《專用車設(shè)計(jì)》中要求的對(duì)長(zhǎng)頭貨車前軸分配軸載質(zhì)量不小于 25%的原則， 同時(shí)也接近《汽車設(shè)計(jì)》中對(duì)長(zhǎng)頭貨車滿載時(shí)的前軸載質(zhì)量占 25%~27%的要求， 所以本車軸載質(zhì)量是合理的，其總體布置算是成功的。 由式（3-2 ）可求得整車的質(zhì)心高度： 650841.671054.6380381200 ???????iym .39291573 ??? 18 mmyhig 26.138954.913860??? 為保證汽車在行駛時(shí)的安全穩(wěn)定性，不發(fā)生側(cè)翻要求 ；??ghB2 保證汽車不發(fā)生縱翻，要求 。??ghL2 其中： B 表示汽車的輪距 表示汽車質(zhì)心到后軸中心的距離2L 表示汽車質(zhì)心高度gh 表示路面附著系數(shù)，一般取 =0.7~0.8?? B=2400 mm, 取 =0.75， =1134.2 mm2L 則由上兩式可得： 75.024??ghB 求得 m16?75.0.342?ghL 求得 26.1 由前面質(zhì)心的計(jì)算結(jié)果可知，整車的質(zhì)心高度 mmhg 160.5.389?? 因此滿足不發(fā)生側(cè)翻和縱翻的質(zhì)心高度要求。 §3.2 車架的改裝設(shè)計(jì) §3.2.1 車架聯(lián)接件的設(shè)計(jì) 一、水泵支座聯(lián)接的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核： 1．螺栓結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)：采用如圖 3-3 所示的結(jié)構(gòu)，螺栓數(shù) z＝4，對(duì)稱布置。 2．螺栓的受力分析： (1).支座采用 6mm 厚的熱軋鋼板沖壓而成，由 GB709-1988 查得其理論質(zhì)量 W＝47.1kg/ ,橫（縱）板質(zhì)量為 =(350 200+350 20 2) 47.10=3.9564kg2m2m?? 水泵在出廠之前都進(jìn)行過(guò)動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)，故不考慮水泵本身工作時(shí)其旋轉(zhuǎn)件的 19 離心力沖擊，即不考慮水泵自身旋轉(zhuǎn)件給水泵支座與車架相聯(lián)接的螺栓組的軸向 力。但是由于水泵工作時(shí)，流過(guò)水泵的水流的不均勻性，應(yīng)適當(dāng)考慮一定的離心 沖擊力，也就是給螺栓組的軸向力，水平向右，作用于螺栓組中心，以 5% 圖 3-3 的重力計(jì) =G 5%=50 9.8 5%=24.5 N hF?? 橫向力（作用于結(jié)合面，垂直向下） = g + g =(50+2 3.9564) 9.8=567.5 Nv1m2? 翻轉(zhuǎn)力矩（逆時(shí)針?lè)较颍?M= g (140+ )+ g =50 225 9.8+3.9564 175 9.8=7275.2 N mm1?2702350?? (2).在軸向力的作用下，各螺栓組所受的工作拉力為 = =24.5/4=6.125 NaFhz? (3).在翻轉(zhuǎn)力矩 M 的作用下，下面的螺栓受到加載作用，而上面兩螺栓受到減載 作用，故下面的兩螺受力較大，所受的載荷為 = (3-3)maxF?ziL12ax 其中 表示螺栓中心到螺栓組的旋轉(zhuǎn)中心線的最大距離， 表示各螺栓到螺栓max iL 20 組的旋轉(zhuǎn)中心線的距離 = = ＝36.376 NmaxF??ziLM12ax2504.7? 所以下面的螺栓所受的軸向力工作載荷為 ＝6.125＋36.376＝42.501 Nmax? (4).在橫向力 的作用下，側(cè)面聯(lián)接接合面可能會(huì)產(chǎn)生滑移，根據(jù)側(cè)面不發(fā)生滑vF? 移的條件 (3-4)???vsmbKCzf)(0 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得接合面為軋制表面的摩擦系數(shù) ,并取螺栓聯(lián)接的相對(duì)3.0?f 剛度 =0.2 ，則 = ，取防滑系數(shù) =1.2，則各螺mb mb?8.1?bCsK 栓所需要的預(yù)緊力為 = =572.4 N)(10 ??hmbvsFCfKzF )5.24803.5672(4?? （5）下面兩個(gè)螺栓每個(gè)螺栓所受的總拉力為 ，按公式 可以2 FCFmb??02 求得，即 =572.4 + 0.2 42.501=580.9002 NFCFmb??02 ? 3.確定螺栓直徑 選擇材料為 Q235，性能等級(jí)為 4.6 級(jí)的螺栓，由《 機(jī)械設(shè)計(jì)》查得材料的屈 服極限 Mpa，查得螺栓聯(lián)接在靜載荷情況下，M6~M16 的安全系數(shù)240?s? S=5~4，取 S=4，故螺栓材料的許用應(yīng)力[ ]= = =60Mpa。?Ss420 根據(jù)公式 可以求得螺栓危險(xiǎn)截面的直徑（螺紋小徑 ）為][3.1421??Fd?? 1d = = 4.003 mm][.21 6092.58. 21 考慮到灑水車行駛至有一定不平度的路面產(chǎn)生顛簸沖擊，故應(yīng)適當(dāng)選用大的 螺栓尺寸，按照粗牙螺紋標(biāo)準(zhǔn)（GB196-81） ，選用螺紋公稱直徑為 d=12 mm（螺 紋小徑 =10.106 mm>4.003 mm） 。1d 4．校核螺栓組聯(lián)接接合面的工作能力 （1）.聯(lián)接接合面上端的擠壓應(yīng)力不超過(guò)許用值，以防止接合面壓碎，由下面公 式可求得 （3-5） WMCzFAmbp ???)(10max? 62350.7).2460175.4(23????0.8.?? Mpa523 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得 Mpa 192408..][???sp? ,故聯(lián)接接合面上端不致壓碎。maxp?? 聯(lián)接接合面下端應(yīng)保持一定的殘余應(yīng)力，以防止支座受力時(shí)接合面間產(chǎn)生間 隙，即 ，根據(jù)公式（3-5-a）可求得0in?p （3-5-a）WMFCzAhmb?????)(1mi? 04.83. Mpa > 0 故接合面下端受壓最小處不會(huì)產(chǎn)生間隙。 5．校核螺栓所需的預(yù)緊力是否合適 對(duì)碳素鋼螺栓，要求 10)7.~6(AFs?? 已知 ， ，取預(yù)緊力下限，MPas24?? 22214.80.4mdA???? 即 NAs 8.50.806..01? 要求的預(yù)緊力 N，小于上值，故滿足要求。7F 每組兩個(gè)螺母 GB6170-86 M12 選取螺栓 GB5782-86 M12 45 選取兩個(gè)螺母與螺栓配套，既可以省去考慮墊圈的程序，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)頂螺 22 擦防母的摩松。 二、水泵進(jìn)出口附近水管支架聯(lián)接的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核 1．結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)：采用如圖所示的結(jié)構(gòu),螺栓數(shù) z = 2 G 圖 3-4 2．螺栓的受力分析： （1）在總載荷 的作用下,螺栓組聯(lián)接承受以下的力和力矩的作用：由于?F 此處附近水管有三處分別與水泵進(jìn)水口、水罐、車架相連，可視為定位和固定， 使得水管對(duì)螺栓組無(wú)軸向力的施加，而只受橫向力（作用于接合面，垂直向下） 和傾覆力矩（順時(shí)針?lè)较颍?。 橫向力 NmgFv1478.95???? 傾覆力矩 M2020 （2）在傾覆力矩 M 的作用下，上面螺栓受到加載作用，而下面的；螺栓受 到減載的作用，故上面的螺栓受力較大，而受的載荷按公式（3-3）計(jì)算，其中 表示螺栓中心到螺栓組的旋轉(zhuǎn)中心線的最大距離， 表示各螺栓到螺栓組的maxL iL 旋轉(zhuǎn)中心線的距離 23 NLMFzi 1967529401maxax ???? 故上面的螺栓所受到軸向工作載荷為 = 0 +196 =196 Nmax?? （3）在橫向力 的作用下，底板聯(lián)接接合面可能產(chǎn)生滑移，根據(jù)底板不?vF 發(fā)生滑移的條件 ???vsmbKCzf)(0 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得接合面為軋制表面的摩擦系數(shù) ,并取 =0.2 ，3.0?fmbC? 則 = ，取防滑系數(shù) =1.2，則各螺栓所需要的預(yù)緊力為mbC?8.01??b sK NFCfKzFhmbvs 294)08.3.01472()(0 ?????? （4）上面螺栓受的總拉力為 mb 2.1962.402 ???? 3.確定螺栓直徑 選擇材料為 Q235，性能等級(jí)為 4.6 級(jí)的螺栓，由《 機(jī)械設(shè)計(jì)》查得材料的屈 服極限 Mpa，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得螺栓聯(lián)接在靜載荷情況下，M6~M16240?s? 的安全系數(shù) S=5~4，取 S=4，故螺栓材料的許用應(yīng)力[ ]= = =60Mpa。?Ss420 根據(jù)公式 可以求得螺栓危險(xiǎn)截面的直徑（螺紋小徑 ）為][3.1421??Fd?? 1d = = 3.03 mm][.21?60.. 考慮到灑水車行駛至有一定不平度的路面產(chǎn)生顛簸沖擊，故應(yīng)適當(dāng)選用大的 螺栓尺寸，按照粗牙螺紋標(biāo)準(zhǔn)（GB196-81） ，選用螺紋公稱直徑為 d=12 mm（螺 紋小徑 =10.106 mm>3.03 mm）1d 24 4．校核螺栓組聯(lián)接接合面的工作能力 （1）.聯(lián)接接合面上端的擠壓應(yīng)力不超過(guò)許用值，以防止接合面壓碎，由公式 （3-5）得 WMCzFAmbp ???)(0max? 6235409)8.294(3541??07.6.?? Mpa14 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得 Mpa 192408..0][???sp? ,故聯(lián)接接合面上端不致壓碎。][maxpp?? 聯(lián)接接合面下端應(yīng)保持一定的殘余應(yīng)力，以防止支座 0 受力時(shí)接合面間產(chǎn)生 間隙，即 ，根據(jù)公式（3-5-a）求得0in?p > 079.062.?? 故接合面上端受壓最小處會(huì)產(chǎn)生間隙，故應(yīng)加大預(yù)緊力，由 得0)(10min ????WMFCzAhmbp? 6 N.74235479.0 ?????bWMF 取 .74N? 下端螺栓 )235406972(35401)(10min ????????WMFCzAhmbp? =192 Mpa???Pa23.8.5. ][p? 從而保證下端接合面無(wú)間隙 5．校核螺栓所需的預(yù)緊力是否合適 對(duì)碳素鋼螺栓，要求 10)7.~6(AFs? 已知 ，MPas24?? FCzAhmb???)(1mi 25 ，取預(yù)緊力下限，即222114.806.4mdA????Ns .5..06.? 要求的預(yù)緊力 N，小于上值，故滿足要求。70F 每組兩個(gè)螺母 GB6170-86 M12 選取螺栓 GB5782-86 M12 45? 選取兩個(gè)螺母與螺栓配套，既可以省去考慮墊圈的程序，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)頂螺 母的摩擦防松。 三、工作臺(tái)支撐梁的聯(lián)接設(shè)計(jì)與校核 螺栓組受力分析： 由于工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)知，工作臺(tái)由兩根支撐梁支撐，故可簡(jiǎn)化為對(duì)一根支撐梁 進(jìn)行分析。 如圖 3-5 所示，轉(zhuǎn)矩為 mNmgGT ????????? 25.18/.9350)261.7(2/3502/)4075( 作用在聯(lián)接接合面內(nèi)，在轉(zhuǎn)矩 T 的作用下，接合面支撐梁的底板將繞通過(guò)螺 栓組中心 O 并與接合面垂直的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。為了防止它的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以采用普通螺栓 聯(lián)接，也可以用絞制孔用螺栓聯(lián)接。其傳力方式和受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接相同。 采用普通螺栓，此時(shí)靠聯(lián)接預(yù)緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來(lái)抵抗轉(zhuǎn)矩 T。假設(shè)各螺栓的預(yù)緊程度相同，即各螺栓的預(yù)緊力均為 F，則各螺栓聯(lián)接處產(chǎn)生 的摩擦力均相等，并假設(shè)此摩擦力集中作用于螺栓中心處。為阻止接合面發(fā)生相 對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，各摩擦力應(yīng)該與各該螺栓的軸線到螺栓組對(duì)稱中心 O 的連線（即力臂 ）ir 相垂直。根據(jù)作用在底板上的力矩平衡及聯(lián)接強(qiáng)度的條件，應(yīng)該有 TKrrfFs??)(43210 26 O 圖 3-5 由上式可得各螺栓所需的預(yù)緊力為 （3-6）????zissrfTKrfF143210)( 示中： 表示接合面的摩擦系數(shù)；f 表示地 i 個(gè)螺栓的軸線到螺栓組對(duì)稱中心 O 的距離；ir z 表示螺栓數(shù)目； 表示防滑系數(shù)， =1.1~1.3。sKsK 取 =1.2 ， =0.3 ，sf mrr 27.690124321 ??? 則預(yù)緊力為 NrfTKrrfTFziss 8.314927.643.058)(143210 ?????? 螺栓危險(xiǎn)截面的拉伸強(qiáng)度條件為 ][43.120????dFcaMP6][ 27 可得 mFd32.9608143.][43.10???????? 考慮到工作中由于路面不平造成的顛簸沖擊力，根據(jù)粗牙普通螺紋標(biāo)準(zhǔn) （GB196-81） ，選用螺紋公稱直徑 (螺紋小徑 )。d1 md32.985.13?? 為達(dá)到防松效果選配兩個(gè)螺母與一個(gè)螺栓組合。 螺栓為 GB5782-86 M16 55? 螺母為 GB6170=86 M16 由《專用車設(shè)計(jì)》知，對(duì)車架鉆孔的限制僅限于對(duì)車架承載區(qū)，由本車底盤 結(jié)構(gòu)可知，工作臺(tái)處在非承載區(qū)，故對(duì)于其要求的在承載區(qū)鉆孔孔徑10.46mm）,由于車架縱 梁的結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn) U 型螺栓的樣式不能匹配，故選用標(biāo)準(zhǔn)雙頭螺柱進(jìn)行相應(yīng)彎曲： GB-88 M20 550-Q? 五、止推聯(lián)接板工藝分析： 圖 3-6 此聯(lián)接樣式是目前較為新穎的板式聯(lián)接，與大梁聯(lián)接的部分采用四組螺栓各 分兩組緊固在大梁側(cè)面，它與上裝副梁聯(lián)接部分為圖示形狀。在與上裝副梁焊接 后，相對(duì)于直接用矩形板焊接的長(zhǎng)度要長(zhǎng)，故上裝聯(lián)接牢固可靠，其外型也很美 觀。在板的下側(cè)中間部位預(yù)留兩孔，可視上裝要求考慮是否增加聯(lián)接螺栓，同時(shí) 也起到車輛行駛顛簸時(shí)板自身應(yīng)力的釋放。 此聯(lián)接件為板式原料，45 鋼，其外型需采用沖壓成型，所以其主要加工部分 為六個(gè)孔的鉆取。以其豎直對(duì)稱線為工藝基準(zhǔn)，用自動(dòng)對(duì)心夾緊機(jī)構(gòu)夾緊板的左 右側(cè)面，此時(shí)定位基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)重合，無(wú)基準(zhǔn)不重合誤差。熱處理為調(diào)質(zhì)。 工藝流程為：沖壓——鉆 6 個(gè)孔 ――熱處理――檢驗(yàn)——入庫(kù)m1? 30 §3.2.2 車架強(qiáng)度的校核： 在所有總成都已經(jīng)設(shè)計(jì)好以后，要根據(jù)他們各自的分布情況，對(duì)車架進(jìn)行強(qiáng) 度的校核。 將前端橫向水管、工作臺(tái)處水管、水罐不計(jì)入整車時(shí)，對(duì)其進(jìn)行軸載質(zhì)量的 分配計(jì)算得： 1034215480790325014308 ????????ixm =7732860 kgi 5170 ?35286001?ixl 則后軸軸載質(zhì)量為 kgLlmNi 7.193507286102? 其軸載質(zhì)量系數(shù)為 %1.35.702??i? 可見此時(shí)前后軸載質(zhì)量分配是比較均勻的，所以在對(duì)車架進(jìn)行強(qiáng)度校核時(shí)將 車架簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的模型，并作出如下假設(shè)： （1） 、就以上述分布情況的底盤而言，其質(zhì)量看成均勻分布于兩縱梁的全長(zhǎng) 之上；（2） 、兩縱梁為支于前后軸間的簡(jiǎn)支梁；（3） 、所有作用力均通過(guò)車架截 面的彎心，而且不計(jì)局部扭轉(zhuǎn)造成的影響。 此時(shí)的載荷分布情況如圖 3-7 所示。 設(shè)的底盤重力為 =3555g ，水罐（載五噸水）總成重力為 =6318.44g ，前1G2G 端橫向水管重力為 =18g，工作臺(tái)處水管重力為 =25g。3 4 由前面可知，前軸軸載質(zhì)量為 =2866.64mm，則前軸支反力為1NgNF07.2893.64281??? 31 圖 3-7 在前后軸間的縱梁的彎矩有： （3-9）)()(4133111 xlGdlxxFM???? （3-10）)(4][)( 13223122 xlGallx ?? 由此可見，最大彎矩在前后軸之間，即有極值： 02)]([)(233212 ????axlGdlxFdx 可求得 =983.1mm2 代入式（3-10）得 mNM??65.1948max 考慮到行駛中受到動(dòng)載荷，因此在最大靜載荷之上乘以一動(dòng)載系數(shù)，取 ,則最大動(dòng)載彎矩為：31Kmaxaxd 總梁彎曲應(yīng)力： 縱梁的截面如圖 2-8 所示：H = 235mm , B = 80mm , t = 6.5mm 32 A132YZC 圖 3-8 則它的抗彎截面系數(shù)的計(jì)算為： 三部分各自面積及質(zhì)心位置： 21508.6mA??mz75.231.651?? 212 .2 3435.6A??z5.17.63?? 則截面的形心為 mAzz5.17321_? 三部分對(duì) 的慣性矩為cy 4221 3.6789250).17.(5.680 mIcy ?????2ccy 42359601.61mIcy? 整個(gè)圖形的慣性矩為： 4321 .7IIcccc yy?? 則截面系數(shù)為 33 3max1.602mHIzWccyy? 彎曲應(yīng)力為 MPaMd 8.3471.60295748ax?? 車架材料一般為 16MnL，因?yàn)榍懊嬉呀?jīng)考慮了動(dòng)載荷，相當(dāng)于考慮了其安全 系數(shù)，所以只需用其屈服強(qiáng)度進(jìn)行校核，其屈服強(qiáng)度為 ，則 MPas35?? ，滿足強(qiáng)度要求。s?? §3.2.3 后懸架的校核： 在考慮了車架的強(qiáng)度校核之后，還應(yīng)對(duì)汽車的后懸架進(jìn)行相應(yīng)的強(qiáng)度校核， 因?yàn)檫@也關(guān)系到底盤本身的承載能力。而對(duì)本車后懸架的校核主要是對(duì)其鋼板彈 簧進(jìn)行強(qiáng)的校核。 本車底盤后懸架型式為：滑板式鋼板彈簧（雙凹鋼板） ，裝有副鋼板彈簧。 鋼板彈簧的強(qiáng)度校核驗(yàn)算如下： 汽車驅(qū)動(dòng)時(shí)，后鋼板彈簧承受的載荷最大，在其前半段出現(xiàn)的最大應(yīng)力為 （3-11）])/[()]([ 1'202121'max bhmGWlclG?????? 式中： 為作用在后輪上的垂直靜負(fù)荷2 為驅(qū)動(dòng)時(shí)后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，貨車 =1.10~1.20，取 1.10' '2 為道路附著系數(shù)，取 0.8? 為鋼板彈簧的片寬b 為鋼板彈簧主片厚度1h 、 為鋼板彈簧前、后段長(zhǎng)度l2 為鋼板彈簧總截面系數(shù)0W 為彈簧固定點(diǎn)到路面的距離c 鋼板彈簧的截面尺寸參數(shù)為： =10mm , = =730mm , b=75mm ,板簧片數(shù)1h1l2 n=19。 其截面的慣性轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下： 34 A123 圖 3-9 三部分各自面積及質(zhì)心位置： 210mA??z51? 27.3 236 形心位置為 mz 78.46027105.352_ ????? 則三部分對(duì) 的慣性矩為cy 4221 17.83).45(Icy ?4222 52.0).378(0mIcy ????? 4223 .96).45(16Icy ? 431 2.7506.295.017.8 mI cccc yyy ??????? 截面系數(shù)為 3max.478.10256mzIWcy?Wn10? 由式（3-11 ）得 ])/[()]([ 1'202121'max bhGWlclG??????0758..960.4387 )439.6?? 35 〈 MPa6.185?Pa10][?? 還應(yīng)考慮到汽車行駛到不平路面時(shí)鋼板彈簧的強(qiáng)度問(wèn)題。 假設(shè)此時(shí)的后軸軸荷增加了 50%，即此時(shí)的垂直方向的加速度為 0.5g，則有：])/[()]([ 1'202121'max bhmGWlclG?????? 0758..89.60.4387 )43(59.6?? 〈 MPa.2?Pa1][?? 由上面分析可知，后懸架的強(qiáng)度是滿足要求的。 §3.2.4 后輪輪胎的校核： 輪胎作為支撐整車的唯一部件，其承載能力關(guān)系到整車的一切功用和安全， 所以要對(duì)其負(fù)荷能力進(jìn)行校核。 查得 9.00-20-10 普通輪胎的最大負(fù)荷質(zhì)量為 2300kg，而后軸載質(zhì)量為 7116.9kg，則每個(gè)輪胎的負(fù)荷為 7116.9/4=1779.2kg，所以輪胎對(duì)此載重量的整車 是完全有能力承載的。 第四章 管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 36 管路系統(tǒng)是整個(gè)灑水工作的關(guān)鍵部分之一，它的布局也是整體結(jié)構(gòu)布置的 前提之一，它是輸送水流的唯一樞紐。 水 罐 水 泵12345678cba 圖 4-1 管路系統(tǒng)組成 一、工作原理 管道系統(tǒng)組成見圖 3-1。灑水車工作原理是：水從水罐出口出來(lái)通過(guò)三通閥 與水泵進(jìn)口連通，水泵出水口通過(guò)各球閥與方向不同的管道相連，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的的 灑水作業(yè)。具體操作步驟如下： 1、裝水 將球閥 1、2、3、6、7、8 及三通球閥 5 的 b 端關(guān)閉，球閥 4 的接頭與吸水 管一端連接，吸水管另一端放入水中。打開球閥 4，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，將取力器掛上 檔，帶動(dòng)水泵旋轉(zhuǎn)。泵將水吸到管路進(jìn)入罐內(nèi)。通過(guò)液位顯示器觀察罐內(nèi)水位。 或直接從人孔注水。 2、前端沖洗 打開球閥 7、8（只需沖洗一邊時(shí)，關(guān)閉 7 或 8） ，三通球閥 5 的 c 向關(guān)閉，其 他球閥也關(guān)閉。水泵將水從罐內(nèi)吸出，再?gòu)某鏊谶M(jìn)入管道即可實(shí)現(xiàn)前端沖洗作 業(yè)。 3、后端灑水 打開球閥 1 和 2，三通球閥 5 的 c 向關(guān)閉，其它球閥皆關(guān)閉，即可實(shí)施后灑 37 水作業(yè)。 4、水炮噴水 三通球閥 5 的 c 向關(guān)閉，打開水炮管路上的球閥，其它球閥關(guān)閉，即可實(shí)現(xiàn) 高空噴水。根據(jù)需要調(diào)節(jié)噴頭即可實(shí)現(xiàn)柱狀噴水和霧狀噴藥。 二、管路系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算 1、水泵選擇 根據(jù)要求的灑水寬度、灑水量和作業(yè)速度，選型號(hào)為 65QZ-60/60 的水泵。 流量為 60 /h ，揚(yáng)程為 60m。滿足任務(wù)書的要求。3m 2、管路內(nèi)徑的確定 管徑與流量和流速有關(guān)，以水泵最大流量確定其內(nèi)徑 3210QdmV??? 式中 Q——水泵的額定流量，60 /h；3 V——水常用流速，取 1.5～2 m/s； 得 d=103～118 mm 選用內(nèi)徑 d=100mm 水管。 管路系統(tǒng)按方案做好后，需要進(jìn)行必要的壓力實(shí)驗(yàn)。根據(jù)要求進(jìn)行 1-1.5 個(gè) 大氣壓試壓實(shí)驗(yàn)，要求無(wú)泄露。它的安裝是在整車安裝時(shí)才進(jìn)行的，即根據(jù)其他 總成的安裝位置進(jìn)行相應(yīng)裝配與調(diào)整。 38 第五章 水罐總成的設(shè)計(jì) 水罐為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，罐體須能承受 20kpa 氣壓而無(wú)泄漏，內(nèi)裝橫向防波板， 將罐體分隔成相通的三個(gè)部分，減少行駛中水的動(dòng)蕩和沖擊。 一、罐體形狀及容積計(jì)算 1、罐體形狀： 采用橢圓形的優(yōu)點(diǎn)是：橢圓罐形受力狀況、加工工藝、外觀造型、綜合性能 最佳，可降低罐體自重 20%，增加罐體容積 50%，其罐內(nèi)壓力小于 0.1Mpa，重 心低，穩(wěn)定性高。 長(zhǎng)軸：a=2000mm 短軸 b=1200mm 水罐長(zhǎng)度：3740mm 人孔尺寸為：圓形孔（直徑） 500mm 罐體壁厚為：6mm 2、罐體容積 橢圓罐體實(shí)際容積： 4abVL???3.1207763m 二、罐體材料以及防腐蝕處理 罐體的材料選取普通碳素鋼板。普通碳素鋼板機(jī)械性能好，有足夠的強(qiáng)度、 韌性，焊接性和工藝性也好；價(jià)格便宜。 為提高罐體的耐蝕性和使用壽命，罐體內(nèi)表面要求作涂鋅防腐蝕處理。 水罐的安裝以車架上的定位塊為基準(zhǔn)上車裝配，定位好以后才進(jìn)行止推聯(lián)接 板的焊接和螺栓聯(lián)接裝配，然后安裝 U 型螺栓固定。 39 第六章 變速器改裝設(shè)計(jì) 根據(jù)灑水量要求，通過(guò)改變?cè)兯倨饕?、二檔的傳動(dòng)比，降低車速，通過(guò)取 力器給泵響應(yīng)轉(zhuǎn)速，達(dá)到灑水量要求。 一、檔傳動(dòng)比的確定 東風(fēng)牌 EQF140 型載貨汽車的具體參數(shù)如下： 變速器一軸和二軸的中心距 130mm，其他數(shù)據(jù)見第一章。 變速器各檔傳動(dòng)比: 變速器傳動(dòng)布置方案分析：采用中間軸式變速器，傳動(dòng)方案如圖 6-1： 圖