精密仪器及应用课程设计.docx

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精密仪器及应用课程设计

西京学院

课程设计报告

项目名称：

汽车横向侧停装置设计

所属课程：

精密机械设计

实践日期：

2012/11/14-2012/12/14

班级测控1001班

学号

姓名

成绩

机电工程系

课程设计概述：

【课程设计目的及要求】

1.课程设计目的

⑴了解汽车的基本结构，并掌握汽车的基本基础知识；

⑵重点掌握汽车的底盘及其结构，和相应尺寸；

⑶测量并了解汽车轮胎的基本结构尺寸；

⑷了解飞机起落架的结构，并设计应用到汽车的构造中；

⑸合理设计一款起落架，使得汽车实现横向的侧方停车，解决现实生活中停车难的问题。

2.课程设计要求

⑴实现汽车的横向侧方停车的功能；

⑵最大竖顶行程40，最大的横向行程2.5m（油缸，油马达对最大左右行程有影响）；

⑶最大的承载重量2.5T（起重重量2.5t，千斤顶300kg，与轮的轴承承载300N）；

⑷横向运动的速度（油马达的转速问题，100-775转/min）；

⑸该机构的结构须确保与汽车可靠连接并不影响汽车的正常行驶；

⑹培养学生创新精神和扎实的设计技能。

3.课程设计原理

（一）汽车相关的基本组成和原理与结构

1.发动机：

发动机的曲柄连杆机构为本装置提供动力。

2.底盘：

底盘是支承、安装本装置的基础。

3.车身：

车身安装在底盘的车架上，用以驾驶员、旅客乘坐或装载货物。

轿车、客车的车身一般是整体结构，货车车身一般是由驾驶室和货箱两部分组成。

4.电气设备：

电气设备由电源和用电设备两大部分组成。

电源包括蓄电池和发电机；用电设备包括发动机的起动系、汽油机的点火系和其它用电装置。

（2）起落架的设计原理

起落架收放液压系统主要由液压动力组件（含电机和液压泵〉、液压分配器、压力开关、应急控制活门、收放动作筒和系统管路等组成。

其基本工作情形是，液压动力组件产生起落架收放、竖顶所需的液压压力，经增压的液压缸油通过系统管路流入动作筒“收上”或“放下”室及竖顶油缸，推动动作筒液压缸及竖顶油缸活塞运动，从而使起落架收上或放下并实现汽车的竖顶。

（3）液压系统的工作原理

液压系统最基本的原理就是液体内部压强处处相等。

利用油泵产生一定内部压力的液态油，通过液压管路传送到液压执行元件，比如液压油缸，高压油作用在活塞上，使得活塞两端压力不平衡，于是活塞运动做功，高压油也可以作用在周向布置的叶片上，带动叶片轴旋转，这就是油马达。

液压系统就是传送压强的装置，液压油是压强传送的载体，具有一定压强的液体作用在一定大小的面积而产生作用力，该作用力驱动零件运动

课程设计内容：

【方案设计】

（1）汽车底盘的构造及尺寸

底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。

传动系

传动系一般由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成。

本课程设计以骐达为例：

车身

新骐达

现款骐达

长度（mm）：

4295

4250

宽度（mm）：

1760

1695

高度（mm）：

1523

1535

轴距（mm）：

2700

2600

底盘距离地面的距离：

160mm

（二）选用适合的轮【轴承和外形的设计】

轿车的普通车重与载重为p.轴承的数量为x.每个轴承的载荷为z.

Z=p/x.【x=8.p=2500kg】

Z=312.5kg.

选用能够承载300牛的轴承。

（2）起落架的选择及设计

1、起落架的原理图：

2、起落架的说明：

起落架收放液压系统主要由液压动力组件（含电机和液压泵〉、液压分配器、压力开关、应急控制活门、收放动作筒和系统管路等组成。

其基本工作情形是，液压动力组件产生起落架收放所需的液压压力，经增压的液压缸油通过系统管路流入动作筒“收上”或“放下”室，推动动作筒液压缸活塞运动，从而使起落架收上或放下。

（3）液压系统的选定设计

根据整个液压系统所提出的要求,选择合适的工作回路与泵源回路组成液压系统。

工作部分要满足各动作部件功能、可靠性能等方面的需要;泵源部分应满足与工作部分协调一致。

液压系统工作部分工作时,系统泵源应能立即提供所要求的功率;液压系统停止工作时候应能自动转入卸荷状态。

图3-1液压系统图

1、17、为油缸2为虑清器3为油泵4为溢流阀5为油马达6为节流阀7为起落架的液压油缸8为竖顶的液压油缸9、15为换向阀10、11、12、13、16、为磁铁

当12工作时液压油通过油路使得7工作然后保持工作状态、11工作使得8工作让竖顶装置工作然后保持状态。

接下来13工作液压油通过油路进入5油马达使其正常工作，当要反向转动时液压油通过15换向器使得油马达反转。

为了满足所提出的技术要求，设计液压缸最基本的内容在于保证其一定的有效面积，强度和不漏油，并满足性能指标及使用要求。

2）设计步骤和方法

（1）液压缸的输入压力P是根据系统的工作压力来确定

液压缸的输入压力p是根据系统的工作压力来确定的，通常有三种不同的观点：

其一，按最小重度观点。

经理论计算和实验检验，航空液压系统总重量与系统工作压力有关，目前系统认为的最佳压力应为Pg=22MPa。

所以，液压缸的输入压力P1在考虑进油管路损失时，取：

P1=0.9Pg=22×0.9=19.8MPa

其二，按最佳强度观点，此观点在本质上还是为了减小元件的尺寸和重量，不过是以材料强度为依据罢了，其结果形式为：

（4-1）

式中

为液压缸缸壁材料的许用应力。

这就是说，此种方法是按照液压缸材料来确定压力的，其壁厚应满足筒内外径比值

其三，按液压泵的实际工作压力确定液压缸的最大输入压力。

即

（4-2）

这种方法不能满足最佳性能的要求，但却是一种按具体问题采取具体解决的方法。

式子种的系数，是考虑到传输管路和控制阀的压力损失。

3）确定液压泵供油量

液压泵供油量根据上面算出的式子有以下公式可得:

（1）液压系统存在内部泄漏

；

（2）带动液压泵的发动机转速下降时,液压泵的流量下降

；

（3）长期使用液压泵使供油量下降

；

（4）系统中有些控制阀直接流回油箱

。

因此,液压泵的供油量应为:

（4-20）

故液压泵的供油量为

故选取泵型号:

CB-FD40

理论排量/mL·r^（-1）:

40.38

压力/MPa|额定:

22

压力/MPa|最高:

25

转速/r·min^（-1）|额定:

2000

转速/r·min^（-1）|最高:

3000

转速/r·min^（-1）|最低:

600

容积效率/%:

≥91

总效率/%:

≥82

驱动功率/kW（额定工作状况）:

31

（5）起落架在汽车底盘的安装及说明

1、结构示意图

安装结构图

工作原理：

本课程设计是为了实现汽车的横向停车，从而解决现今社会，停车难的问题。

相比于我们一般现在的车，该系统多了一个类似于飞机起落架的结构，功能即为千斤顶的作用，平时当我们需要停车时，人们需要多次倒车来调整车的方位，从而使得汽车能够顺利的停放到指定的位置。

而我们该课题就旨在解决这一繁琐的过程，如安装结构图所示，其中的1,2,3,4，为起落架的安装位置，但是错开汽车的地盘结构，工作时该起落架系统在液压系统的作用下，离开5.6安放槽缓慢的支撑起汽车，使得该过程稳定进行，当达到一定位置时，横行的动力起作用，实现汽车的横向直接停车。

在平时的行进过程中，1、2、3、4都收放在5、6凹槽中，减小对汽车正常行进的影响。

起落架的结构图如下图①所示，液压马达的结构图如下图②所示。

图①

图②

①对于脚座固定式移动液压缸的中心轴线应与负载作用力的轴线同心，以避免引起侧向力，侧向力容易使密封件磨损及活塞损坏。

对移动物体的液压缸安装时使缸与移动物体在导轨面上的运动方向保持平行，其不平行度一般不大于0.05mm/m。

　②安装液压缸体的密封压盖螺钉，其拧紧程度以保证活塞在全行程上移动灵活、无阻滞和无轻重不均匀的现象为宜。

螺钉拧得过紧，会增加阻力，加速磨损;过松则会引起漏油。

　　③在行程大和工作油温高的场合，液压缸的一端必须保持浮动以防止热膨胀的影响。

　　液压泵的安装及要求

　　液压泵布置在单独油箱上时，有两种安装方式：

卧式和立式。

立式安装，管道和泵等均在油箱内部，便于收集漏油，外形整齐。

卧式安装，管道露在外面，安装和维修比较方便。

　　液压泵一般不允许承受径向负载，因此常用电动机直接通过弹性联轴节来传动。

安装时要求电动机与液压泵的轴应有较高的同心度，其偏差应在0.1mm以下，倾斜角不得大于1，以避免增加泵轴的额外负载并引起噪声。

必须用皮带或齿轮传动时，应使液压泵卸掉径向和轴向负荷。

液压马达与泵相似，对某些马达允许承受一定径向或轴向负荷，但不应超过规定允许数值。

　　液压泵吸油口的安装高度通常规定：

距离油面不大于0.5m，某些泵允许有较高的吸油高度。

而有一些泵则规定吸油口必须低于油面，个别无自吸能力的泵则需要另设辅助泵供油。

【小结】

对于本次的课程设计我们小组的基本设计框架思路上大体已经完成。

同时在本次的设计中也暴露出我们的许多问题，给了我许多警示。

对于整个团队而言，只有共同的努力，共同协作才能够达到事半功倍的效果。

在本次的设计课程中并没有达到最初的全部目标，其中的培养团队合作精神最终无疾而终，这一点上，我感觉到，这是本次设计合作的最大的败笔。

让我懂得在合作的过程中，我们应该求同存异，更加的知道个人的力量毕竟是有限的，团队精神是非常重要的。

设计中涉及的多学科知识彼此相互关联，对于处理相互的衔接部分出现了许多失误。

这主要是由于理论与实践的结合不够完善。

没有做到学以致用，在平时更应该注重这方面的训练与培养。

更加提高在细节方面的改变，在设计中，要考虑全面的因素，多查资料、多想、多总结，到最后找到最简，最实用的方案，理论是唯一的，只要你多想，它就会适用于多种场合。

当然设计存在许多缺点，比如说液压系统的结构怎样设计，起落架如何安装，安装在什么位置对汽车行进影响最小，轮胎的选择计算不够精确等等缺陷。

在课程设计过程中我们发现了很多问题，以前都是老师给出了要做什么和怎么做，所以都不用思考就可以完成，而这次就不同，完全要靠我们自己了。

从开始的课题选择，课题的设计，液压的设计，起落架的选择等。

我们的课题是一个新的课题，虽然有创新的意识，但是由于选择的课题过大，在设计的过程中，遇到种种困难，也有过气馁。

但是，在老师的鼓励与帮助下，我们最后坚持了下来。

还算圆满的完成了本次的课程设计。

实践出真知，实践是检验真理的唯一标准。

只有在不断地发现与改正的过程中，我们才能够真正取得优异的成绩。

最后感谢老师的悉心指导。

【参考文献】

[1]田明.《精密机械设计》.北京：

北京大学出版社，2010

[2]《简明机械设计手册》，宋宝玉主编，哈尔滨工业大学出版社

[3]田朗，冯进良，白素平.《精密机械设计》.北京：

北京大学出版社，2011.9

[4]吴宗泽.《机械零件设计手册》.北京：

机械工业出版社，2003.11

[5]江晓安等.《数字电子技术（第三版）》。

西安：

西安电子科技大学出版社，2008,6

[6]《机械设计手册》，成大先主编，化学工业出版社

指导教师评语及成绩：

评语：

指导教师签名：

批阅日期:

2012年月日

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