風(fēng)光互補(bǔ)沙灘車創(chuàng)意設(shè)計(jì)

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XX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 目前ATV在動(dòng)力上采用純電動(dòng)，在能源匱乏、城市車輛尾氣造成的空氣污染日益嚴(yán)重的情況下，發(fā)展新能源車輛已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略發(fā)展的重要方向，ATV一經(jīng)問世，其動(dòng)力系統(tǒng)就摒棄了流行的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)模式而采用純電動(dòng)模式。純電動(dòng)車輛(Blade Electric Vehicles，BEV)在一定程度上減輕了尾氣造成的空氣污染，但電力拖動(dòng)的電源目前還是基于煤炭、石油等不可再生能源的耗費(fèi)。當(dāng)今各種新能源業(yè)已得到大力的開發(fā)，其中太陽能技術(shù)和風(fēng)能技術(shù)的開發(fā)引人注目，相對(duì)一次能源而言，太陽能和風(fēng)能幾乎取之不盡用之不竭，又屬于清潔能源。因此，研究開發(fā)太陽能技術(shù)和風(fēng)能技術(shù)在ATV上的應(yīng)用顯然具有現(xiàn)實(shí)的積極意義。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來自當(dāng)今當(dāng)今社會(huì)能源在車輛的運(yùn)用的現(xiàn)實(shí)問題，通過設(shè)計(jì)出沙灘車，從而來掌握沙灘車的整個(gè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程，培養(yǎng)工程意識(shí)。 關(guān)鍵詞：動(dòng)力系統(tǒng)；能源；沙灘車；工程意識(shí) Abstract The ATV in power by pure electric, in the lack of energy and vehicle emissions on urban air pollution increasingly serious situation, development of new energy vehicles has become an important direction of the development of a national strategy, ATV by the advent of, the power system abandoned popular fuel engine model and the pure electric mode. Pure electric vehicles (Electric Vehicles Blade, BEV) to a certain extent, to reduce the air pollution caused by exhaust, but the power of the power is still based on the power of coal, oil and other non renewable energy consumption. Todays new energy already vigorously developed, striking the development of the technology of solar energy and wind energy technology, relative energy, solar and wind energy almost inexhaustible, belongs to clean energy. Therefore, the research and development of solar energy technology and wind energy technology in the application of ATV obviously has the positive significance of reality. This graduation project from todays social energy in the application of the real problem, through the design of the beach car, so as to master the entire design of the beach car production process, training engineering awareness. 關(guān)鍵詞：動(dòng)力系統(tǒng)；能源；沙灘車；工程意識(shí) Key words: power system; energy; beach vehicle; engineering consciousness 目 錄 摘要 I Abstract II 1 緒論 1 1.1課題的來源與研究的目的和意義 1 1.2本課題研究的內(nèi)容 2 1.3研究的意義 3 2 沙灘車的總體方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 2.1沙灘車的總體方案 6 2.2沙灘車的結(jié)構(gòu)和布置形式 7 2.2.1沙灘車的結(jié)構(gòu) 7 2.2.2布置方式 7 3 傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 8 3.1電機(jī)的選型計(jì)算 10 3.2 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 11 3.3 傘齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 13 3.4螺栓的選型計(jì)算 14 3.5蓄電池的選型計(jì)算 15 4 各主要零件強(qiáng)度的校核計(jì)算 17 4.1滾動(dòng)軸承的校核及壽命計(jì)算 20 4.2傳動(dòng)軸強(qiáng)度的校核計(jì)算 21 4.3齒輪傳動(dòng)的校核計(jì)算 21 5 主要零件的三維建模 22 5.1 傘齒輪的三維建模 23 5.2 傳動(dòng)軸的三維建模 24 5.3 車架的三維建模 25 5.4 風(fēng)光互補(bǔ)沙灘車的三維建模 27 總結(jié) 28 致謝 29 參考文獻(xiàn) 30 1 緒論 1.1 課題的來源與研究的目的和意義 沙灘車指全地形車（All Terrain Vehicle即ATV，適合所有地形的交通工具），全地形包括沙灘、河床、林道、溪流甚至沙漠等惡劣路況，故也稱四輪全地形車。ATV可提供越野娛樂、邊防巡邏、野生動(dòng)物巡視、荒野援救、野外探礦等多種用途，故在各國越發(fā)收到青睞。我國也大力發(fā)展ATV制造業(yè)，國內(nèi)已制定其生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)QC/T760-2006《四輪全地形車通用技術(shù)條件》等。 我國生產(chǎn)的沙灘車結(jié)構(gòu)簡陋，使用性能始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的沙灘車的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，沙灘車的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場(chǎng)需求，開發(fā)出一種新型的沙灘車勢(shì)在必行！ 相信此種沙灘車的出現(xiàn)將會(huì)大大提高對(duì)各種底面的適應(yīng)能力和行駛速度，為生產(chǎn)沙灘車企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面，以及經(jīng)濟(jì)效益方面能夠帶來顯著的進(jìn)步，同時(shí)也在某種程度上推進(jìn)了ATV工業(yè)的不斷發(fā)展。 由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個(gè)人掌握所有，一些專業(yè)知識(shí)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識(shí)分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科研項(xiàng)目，縮小范圍，提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù)，提高外部條件變化的適應(yīng)能力。封閉的專業(yè)知識(shí)的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢(shì)。人們?cè)絹碓街匾暬A(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對(duì)專業(yè)合并的分化。機(jī)械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，并研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個(gè)超級(jí)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù)。機(jī)器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務(wù)?，F(xiàn)代機(jī)械工程機(jī)械和機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復(fù)雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實(shí)。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細(xì)胞和分子。電子計(jì)算機(jī)硬件和軟件，人類的新興科學(xué)已經(jīng)開始加強(qiáng)，并部分代替人腦科學(xué)，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復(fù)雜的工作，從而促進(jìn)手功能。又一方面實(shí)踐促進(jìn)人腦智力。在人類的進(jìn)化過程中，以及在每個(gè)人的成長過程中，大腦和手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化。 隨著國際標(biāo)準(zhǔn)化（SIO）的實(shí)施，世界沙灘車以采用新材料、新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),19世紀(jì)80年代，美國的HUGER公司將新開發(fā)的沙灘車應(yīng)用到該公司的子公司---一個(gè)生產(chǎn)沙灘車的機(jī)械公司，經(jīng)過幾年的運(yùn)行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤。繼美國HUGER公司之后，德國的DESTO公司也看到了沙灘車的利潤所在，投入了相當(dāng)大的人力和精力來開發(fā)研制各種類型的沙灘車，并且與二十世紀(jì)中期投入到了北美等市場(chǎng)。當(dāng)前，全世界各大沙灘車廠商為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，都大力進(jìn)行沙灘車的研發(fā)工作?，F(xiàn)在國外等著名沙灘車的品牌中，都有沙灘車的銷售，全世界沙灘車的應(yīng)用越來越廣泛。有一點(diǎn)值得注意的是，沙灘車的市場(chǎng)，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場(chǎng)。 目前國外特別是美國正在考慮發(fā)展沙灘車的功率最大化，結(jié)構(gòu)最優(yōu)化的問題。自“九五”期間沙灘車的開發(fā)和研制已經(jīng)被列入美國的重大科技攻關(guān)計(jì)劃，以跟蹤世界技術(shù)的發(fā)展和開發(fā)適合美國ATV工業(yè)發(fā)展的沙灘車。 我國從1953年開始生產(chǎn)沙灘車，于1958年自行設(shè)計(jì)制造功力在50、70、90、120、500等種類的沙灘車之后，為了適應(yīng)沙灘車生產(chǎn)廠家的需要，1959年又制造了500、1000、1200等大功力的沙灘車。 為了滿足沙灘車生產(chǎn)工業(yè)發(fā)展需要，我國于1970年研制了大型沙灘車。經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐證明效果很好。同年，福建的金明公司更是大量引入外來技術(shù)人才，全身心地投入到了沙灘車的研發(fā)中，利用豐富的人力資源和設(shè)備，研發(fā)出了多種可利用風(fēng)能電能進(jìn)行自動(dòng)提供動(dòng)力的沙灘車，與同年12月投入市場(chǎng)，獲得了非常大的經(jīng)濟(jì)利潤。近幾年又研制出PX1400/170沙灘車，其設(shè)計(jì)功率為15KW，實(shí)際達(dá)到18KW，是設(shè)計(jì)值的1.5倍。 目前機(jī)械式沙灘車將逐漸被全自動(dòng)沙灘車所代替。傳統(tǒng)的機(jī)械式的沙灘車已經(jīng)不能完全滿足當(dāng)今市場(chǎng)的需要，迫切需要各種多功能的沙灘車來滿足市場(chǎng)需求，如是福建金明公司加大人力開發(fā)出了五個(gè)規(guī)格十四種類型的沙灘車，然而我國所需的沙灘車全部依賴進(jìn)口，其成本提高很大，但近年來，各種各樣的沙灘車陸續(xù)出現(xiàn)在路面上，說明沙灘車的市場(chǎng)前景令人樂觀。傳統(tǒng)的沙灘車的產(chǎn)品圖如下圖1、圖2所示： 圖1 圖2 1.2 本課題研究的內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)沙灘車進(jìn)行設(shè)計(jì)，從沙灘車的整體方案出發(fā)，然后具體細(xì)化出具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)方面： （1）通過網(wǎng)絡(luò)和圖書館查找各種關(guān)于沙灘車的相關(guān)資料，對(duì)沙灘車進(jìn)行方案的比較和預(yù)定。 （2）分析沙灘車的結(jié)構(gòu)與參數(shù) （3）確定設(shè)計(jì)總體方案 （4）確定具體設(shè)計(jì)方案 （5）沙灘車的三維圖的繪制、CAD裝配圖、零件圖的繪制。 （6）說明書的整理 1.3 研究的意義 本論文主要研究運(yùn)用SolidWorks對(duì)沙灘車進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過對(duì)沙灘車進(jìn)行設(shè)計(jì)，來了解沙灘車的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及以后的發(fā)展趨勢(shì)和現(xiàn)狀。該課題來自于沙灘車生產(chǎn)制造公司的生產(chǎn)實(shí)際，通過設(shè)計(jì)出沙灘車，從而來掌握沙灘車的整個(gè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程，培養(yǎng)工程意識(shí)。 前流行的沙灘車多為無蓬式，但也有有蓬的，多見于巡警、旅游觀光、野外勘探等用途電動(dòng)車輛。有蓬不僅可遮陽擋雨，在本題中還可以考慮用作太陽能電池板布局。 我國生產(chǎn)的沙灘車結(jié)構(gòu)簡陋，使用性能始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的沙灘車的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，沙灘車的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場(chǎng)需求，開發(fā)出一種新型的沙灘車勢(shì)在必行！本文運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，提出了沙灘車的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，構(gòu)建了沙灘車總的指導(dǎo)思想，從而得出了該沙灘車的優(yōu)點(diǎn)是成本低廉，經(jīng)濟(jì)，并且路面適應(yīng)能力強(qiáng)，運(yùn)行平穩(wěn)的結(jié)論。 通過設(shè)計(jì)沙灘車，要求學(xué)生掌握大學(xué)四年所學(xué)到的知識(shí)，了解機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)，綜合運(yùn)用三維繪圖軟件，二維繪圖軟件對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，綜合提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用水平和設(shè)計(jì)能力。 相信此種沙灘車的出現(xiàn)將會(huì)大大提高沙灘車的市場(chǎng)價(jià)值，為企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面，以及經(jīng)濟(jì)效益方面能夠帶來顯著的進(jìn)步，同時(shí)也在某種程度上推進(jìn)了ATV汽車工業(yè)的不斷發(fā)展。 2 沙灘車的總體方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1沙灘車的總體方案 本次設(shè)計(jì)的風(fēng)光互補(bǔ)沙灘車主要由車架，輪子，傳動(dòng)部分，蓄電池，電機(jī)以及傳動(dòng)軸等部分組成，通過蓄電池給電機(jī)提供動(dòng)力，電機(jī)通過傘齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)傳動(dòng)軸運(yùn)行，從而驅(qū)使沙灘車的后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而沙灘車就可以運(yùn)行了，駕駛?cè)藛T座在上面，通過駕駛手把控制沙灘車的方向。具體方案圖如下圖3所示： 圖3 方案圖 2.2沙灘車的結(jié)構(gòu)和布置形式 2.2.1沙灘車的結(jié)構(gòu) 沙灘車的組成部分主要有機(jī)架部分；傳動(dòng)軸部分；車輪部分； 滾動(dòng)軸承部分；主動(dòng)力部分；方向控制部分。 2.2.2布置方式 通過蓄電池給電機(jī)提供動(dòng)力，電機(jī)通過傘齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)傳動(dòng)軸運(yùn)行，從而驅(qū)使沙灘車的后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而沙灘車就可以運(yùn)行了，駕駛?cè)藛T座在上面，通過駕駛手把控制沙灘車的方向。 3 傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1電機(jī)的選型計(jì)算 已知整個(gè)沙灘車中機(jī)架及其他所有零件的重量，我們?nèi)】傊亓繛?00Kg，其中忽略齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率，計(jì)算所需要的電機(jī)功率，從而來選擇電動(dòng)機(jī)，具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下: 具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下: 1、確定運(yùn)行時(shí)間 本次設(shè)計(jì)加速時(shí)間 負(fù)載速度（m/min） 有速度可知每秒上升50mm， 電機(jī)轉(zhuǎn)速 3.負(fù)載轉(zhuǎn)矩 式中： 4.電機(jī)轉(zhuǎn)矩 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 必須轉(zhuǎn)矩 S為安全系數(shù)，這里取1.0。 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用電機(jī)型號(hào)為160BL-A，此無電機(jī)廠家為機(jī)電產(chǎn)品。根據(jù)電機(jī)的特性曲線以及參數(shù)表如下： 根據(jù)計(jì)算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表，我們選用電機(jī)型號(hào)為92BL-4030H1-LK-B，電機(jī)額定功率為1.5KW，額定轉(zhuǎn)矩為7.62N.m，最大轉(zhuǎn)矩為9N.m， 額定轉(zhuǎn)速為 3000r/min。 3.2傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 軸作為機(jī)器的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，其為各類傳動(dòng)部件的安裝，傳動(dòng)的扭矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)圍繞軸進(jìn)行，而且經(jīng)過軸承和機(jī)架連接。為了滿足定位軸上的緊固件和容易加工和裝配的軸類零件和拆卸，通常軸設(shè)計(jì)成階梯軸。軸系的零件是由軸和它上邊的零部件構(gòu)成一個(gè)裝配體系，研究軸的過程中不僅要研究軸體自己的數(shù)據(jù)，還要將系統(tǒng)里的全部零碎部件融合在一起。 傳動(dòng)軸是沙灘車的最關(guān)鍵零件，對(duì)于保證沙灘車正常運(yùn)轉(zhuǎn)和提高沙灘車行駛能力有著重要的意義。 傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)首先是確定它的受力情況。沙灘車行駛時(shí)，由于制造、安裝、檢修等原因，常會(huì)出現(xiàn)傳動(dòng)軸壓在錐襯套下口的情況。我們就按傳動(dòng)軸處于最不利的這種情況，作為傳動(dòng)軸受力狀態(tài)，并且按承受最大扭矩和正常扭矩F兩種集中載荷（圖4.9）計(jì)算傳動(dòng)軸的強(qiáng)度。 用圖解可以求得和對(duì)O點(diǎn)的力矩 （3.54） （3.55） 將和分解到動(dòng)錐平面和垂直于進(jìn)動(dòng)平面的力矩 （3.56） （3.57） （3.58） （3.59） 式中 —偏心套給傳動(dòng)軸的反力與進(jìn)動(dòng)平面的夾角，一般=15~25。 此外，動(dòng)錐在進(jìn)動(dòng)平面內(nèi)還作用著旋回力矩和重力矩，故 （3.60） （3.61） （3.62） （3.63） 所以，動(dòng)錐上各力對(duì)O點(diǎn)的總力矩為： 和被傳動(dòng)軸套給傳動(dòng)軸下端的實(shí)際反力和對(duì)O點(diǎn)的力矩所平衡，所以： （3.64） （3.65） 已知或后，把動(dòng)錐的傳動(dòng)軸看成懸臂梁，則其危險(xiǎn)斷面上的彎曲應(yīng)力為 （3.66） （3.67） 對(duì)于強(qiáng)度限為50~65MPa的優(yōu)質(zhì)鋼，=100~120MPa；=200~240MPa。 利用上述方法，可以求得傳動(dòng)軸危險(xiǎn)斷面b—b的直徑。然后，根據(jù)沙灘車的進(jìn)動(dòng)角、錐襯套的結(jié)構(gòu)尺寸大小以及傳動(dòng)軸與錐襯套上下口間隙，便可決定傳動(dòng)軸下端直徑的值。傳動(dòng)軸上部與動(dòng)錐內(nèi)孔相配合部位的軸向的尺寸，可按設(shè)計(jì)確定的破碎腔椎體部分尺寸并參考實(shí)際資料確定。傳動(dòng)軸與椎體內(nèi)孔相配合部位的直徑，可參考實(shí)際資料確定。 3.3 傘齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1初步計(jì)算 （1）材料選擇 因傳動(dòng)尺寸無嚴(yán)格限制，批量較小，故小齒輪用40Cr(調(diào)質(zhì)），硬度241HB~286HB，平均取為280HB，大齒輪用45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度229HB~286HB,平均取為240HB。選齒輪精度為7級(jí)。 （2）節(jié)錐角的計(jì)算 （3.11） （3.12） （3.13） 由文獻(xiàn)[2]表可知， （3.14） 式中，齒頂高系數(shù)，。 取小齒輪齒數(shù)， （3.15） 取大齒輪齒數(shù)。 （3）根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為 （3.16） （4）齒輪分度圓的直徑 mm （3.17） mm （3.18） （5）錐距 mm （3.19） （6）齒輪齒頂、齒根圓直徑 由文獻(xiàn)[3]表可知， 齒頂高 mm （3.20） 齒頂圓直徑 mm （3.21） mm （3.22） 齒根高 mm （3.23） 齒輪基圓直徑 mm （3.24） mm （3.25） （7）齒寬 由文獻(xiàn)[2]表可知，， mm （3.26） （8）節(jié)圓周速度 m/s （3.27） 3.4螺栓的選型計(jì)算 螺栓的強(qiáng)度在機(jī)械聯(lián)接中至關(guān)重要，特別是在重要的場(chǎng)合，其強(qiáng)度校核和計(jì)算尤其重要。其受力簡圖如上圖所示，圖中以合力代替均勻分布的作用力假設(shè)應(yīng)力在剪切面內(nèi)是均勻分布的，若為剪切面面積，則應(yīng)力為： 與剪切面相切，故為剪應(yīng)力。 2、擠壓實(shí)用計(jì)算 在工程上也使用相似剪切的計(jì)算方法，假設(shè)擠壓應(yīng)力是均勻分布的，則 擠壓面面積為擠壓面的正投影面積。對(duì)于平鍵接觸面面積就是擠壓面面積；對(duì)于螺栓擠壓面面積就是直徑平面面積，其值為。 3、強(qiáng)度條件 剪切和擠壓的強(qiáng)度條件如下： 剪切強(qiáng)度條件：≤ 擠壓強(qiáng)度條件：≤ 式中 塑性材料： 脆性材料： 先按剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì)： ≤?≤ d≥ 再用擠壓強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，擠壓力為，所以 d≥ 最后得到螺栓的抗大強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度是合適的。 3.5蓄電池的選型計(jì)算 首先要確定變電站直流負(fù)荷的容量及事故放電時(shí)間。其中直流容量需考慮經(jīng)常性負(fù)荷，事故負(fù)荷，沖擊負(fù)荷等，統(tǒng)計(jì)好負(fù)荷容量，又知道直流額定電壓（220V居多），便可求出事故放電電流。 確定蓄電池個(gè)數(shù)： 原則首先按浮充電運(yùn)行時(shí), 直流母線電壓為1.05 Un 來確定電池個(gè)數(shù), Nf = 1. 05 Un/ Uf , Uf 為單個(gè)電池的浮充電壓,取2. 25 V。 根據(jù)直流母線允許的最低電壓,并計(jì)及蓄電池至直流母線間的電壓降來校驗(yàn)蓄電池的放電終止電壓Ud ,應(yīng)滿足Ud ≥0. 86 Un/ Nf 。具體計(jì)算過程如下： Nf = 1. 05 Un/ Uf = 1. 05220/ 2. 25 = 102. 7 ,取104 個(gè)。Ud ≥0. 86 Un/ Nf = 0. 86220/ 104 = 1. 82 V ,取1. 85 V。 蓄電池容量的計(jì)算用電流換算法計(jì)算,根據(jù)直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表繪出直流放電負(fù)荷曲線。查找相關(guān)資料可得容量換算系數(shù)Kc 。Krel = Kt Ka Kr 式中: Krel為可靠系數(shù),一般取1. 4 Kt 為溫度修正系數(shù),一般取1. 10 Ka 為老化系數(shù),一般取1. 10 Kr 為裕度系數(shù),一般取1. 15再根據(jù)具體放電負(fù)荷曲線計(jì)算容量。 根據(jù)以上分析，確定蓄電池電流為300Ah，放電時(shí)間率有20Hr。 4 各主要零件強(qiáng)度的校核計(jì)算 4.1滾動(dòng)軸承的校核及壽命計(jì)算 （1）滾動(dòng)軸承的選擇 滾動(dòng)軸承為雙列圓錐滾子軸承350324B，由文獻(xiàn)[2]表得KN，KN，，。 （2）壽命驗(yàn)算 軸承所受支反力合力 N 對(duì)于雙列圓錐滾子軸承，派生軸向力互相抵消。 ，N 由文獻(xiàn)[2]表得， ， N 按軸承B的受力大小驗(yàn)算 h h=年 由于沙灘車的沖擊力較大，必須選擇較大壽命的軸承，又由于沙灘車的沖擊力，軸承并不能達(dá)到所計(jì)算的壽命。 經(jīng)審核后，此軸承合格。 4.2傳動(dòng)軸強(qiáng)度的校核計(jì)算 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。由文獻(xiàn)可知，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 MPa 選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)[1]表可知，MPa。因此，，故安全。 （7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 ①判斷危險(xiǎn)截面 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面IV和V引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，而V受的彎矩較大；從受載的情況來看，截面C的應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，故C面不用校核。只需校核截面V。 ②截面V左側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm 抗扭截面系數(shù) mm 截面V左側(cè)的彎矩M為 Mpa 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應(yīng) Mpa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPa 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。MPa，MPa，MPa。 用插入法求出 ， 軸按精車加工，可知，表面質(zhì)量系數(shù)為： 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理， 固得綜合系數(shù)為 可知，碳鋼的特性系數(shù) 取 取 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。 ③截面V右側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm 抗扭截面系數(shù) mm 截面V左側(cè)的彎矩M為 MPa 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應(yīng)力 MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及取：因，， ， 軸的材料的敏感系數(shù)為 ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn)[1，附]為 軸的截面形狀系數(shù)為 軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為 綜合系數(shù)為 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。 4.3齒輪傳動(dòng)的校核計(jì)算 （Ⅰ）校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 （1）接觸應(yīng)力的計(jì)算 由文獻(xiàn)[4]表可知，齒面接觸應(yīng)力計(jì)算公式，即 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ① 計(jì)算載荷系數(shù) 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，由文獻(xiàn)[4]表可知，取 平均分度圓直徑 mm 平均分度圓圓周速度 m/s 由文獻(xiàn)[4] 圖（a）可知，按，得； 由文獻(xiàn)[4] 圖（b）可知，按，齒輪懸臂布置，； 由文獻(xiàn)[4]表可知，； ② 由文獻(xiàn)[1]表可知，彈性系數(shù)； ③ 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 計(jì)算得， MPa （1） 接觸疲勞強(qiáng)度的許用應(yīng)力 由文獻(xiàn)[4] 表可知，許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式，即 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa ②最小安全系數(shù) ③由文獻(xiàn)[1，10-13]可知，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 由文獻(xiàn)[1] 圖10-19可知，查得接觸疲勞壽命系數(shù) ， ④尺寸系數(shù) ⑤工作硬化系數(shù)，按 ⑥潤滑油膜影響系數(shù)， 計(jì)算得， MPa （3）由于MPaMPa，故安全。 （Ⅱ）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 （1）齒根應(yīng)力的計(jì)算 由文獻(xiàn)[4]表可知，彎曲應(yīng)力計(jì)算公式，即 （3.30） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ① 由文獻(xiàn)[1]表可知， ， ② 由文獻(xiàn)[1]表可知， ， 計(jì)算得， MPa （2）彎曲強(qiáng)度的齒根許用應(yīng)力 由文獻(xiàn)[4]表可知，齒根許用應(yīng)力計(jì)算公式，即 （3.31） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①彎曲疲勞極限MPa ③ 齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) ④ 彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù) ⑤ 彎曲疲勞壽命系數(shù) ， ④彎曲疲勞的尺寸系數(shù) 計(jì)算得， （3）由于MPaMpa，故安全。 5 主要零件的三維建模 5.1傘齒輪的三維建模 5.2傳動(dòng)軸的三維建模 5.3 車架的三維建模 5.4 風(fēng)光互補(bǔ)沙灘車的三維建模 總 結(jié) 光陰似箭，一轉(zhuǎn)眼幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)就接近尾聲了，讓我感到唏噓不已 ，在前期的時(shí)候，對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)不了解的我，如無頭蒼蠅似的亂撞，然后通過大量的文獻(xiàn)查閱，漸漸的知道了沙灘車的發(fā)展歷史，國內(nèi)外現(xiàn)狀而且發(fā)現(xiàn)了它們的不足，然后便投入了沙灘車原理和結(jié)構(gòu)的研究中，通過本次設(shè)計(jì)，加深了我對(duì)沙灘車的工作原理，一個(gè)機(jī)器的成型，各個(gè)零部件之間都要緊密聯(lián)系，在選取數(shù)據(jù)的時(shí)候不能出一點(diǎn)差錯(cuò)，一點(diǎn)錯(cuò)，就會(huì)讓我的設(shè)計(jì)功虧一簣。正所謂：一步錯(cuò)，步步錯(cuò)。通過沙灘車的設(shè)計(jì)我了解到傳動(dòng)軸機(jī)構(gòu)，傘齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)配合的重要性。 通過本次設(shè)計(jì)，我還提高了利用制圖軟件的水平，并吸收了大量的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出以下幾點(diǎn)。關(guān)于圖紙的繪制方面，當(dāng)零件的尺寸已經(jīng)給出，不考慮圖紙尺寸不合適的，基于實(shí)物，裝配時(shí)必須考慮的大小是合適的，因?yàn)锳utoCAD繪圖效果不好，也會(huì)引起的尺寸誤差，和甚至出現(xiàn)欠定義大小，因此，必須通過在這個(gè)時(shí)候?qū)α慵M(jìn)行測(cè)量，進(jìn)行修改，直到符合要求。 通過本次設(shè)計(jì),讓我學(xué)習(xí)到了許多知識(shí)，特別是對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用方面，是我收獲最大的地方。本次的設(shè)計(jì)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包含了齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)這一最典型的機(jī)構(gòu)，通過查找與它相關(guān)的設(shè)計(jì)資料，到計(jì)算帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)所需要在輸出扭矩從而對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括傳動(dòng)齒輪的選型，例如齒數(shù)，模數(shù)的確定以及之后的強(qiáng)度校核部分的設(shè)計(jì)，都花費(fèi)了我好多精力。同時(shí)，也讓我學(xué)到了好多知識(shí)。 在相關(guān)的實(shí)際問題的討論中，我的導(dǎo)師總是孜孜不倦的引導(dǎo)著我，幫助著我。每周一次的進(jìn)度檢查和問題討論，促使我在正確的道路上大步前進(jìn)，不僅工作的按時(shí)保質(zhì)保量的完成得到了保證，我本人的研究能力，工作的態(tài)度也得到了充分的鍛煉和提高。這些寶貴的品質(zhì)影響著我，毫無疑問，它們對(duì)我以后的工作，學(xué)習(xí)，生活都會(huì)起到深遠(yuǎn)而長久的良好影響。也能為人生打下一個(gè)夯實(shí)地基礎(chǔ)！ 在具體的研究設(shè)計(jì)過程中，同學(xué)們也在平日的學(xué)習(xí)與生活中提供了無私與周到的幫助，充分用他們的工作熱情感染著我，鼓勵(lì)著我，讓我少走了很多彎路，再次一并致謝！另外也感謝我的父母，朋友和同學(xué)們的幫助。在做設(shè)計(jì)感覺受挫，枯燥與迷茫時(shí)，是他們?cè)谙ば牡臑槲裔尫艍毫Γ膭?lì)我不要?dú)怵H，勇敢面對(duì)。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 最后，感謝學(xué)校各位領(lǐng)導(dǎo)與老師給了我在濱海學(xué)院學(xué)習(xí)生活四年以及參加這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的寶貴的鍛煉機(jī)會(huì)，它使我深刻認(rèn)識(shí)到在知識(shí)的汪洋大海面前我是多么無知和微不足道。這是一個(gè)最好的時(shí)代，也是尊重知識(shí)，充分學(xué)習(xí)知識(shí)，掌握知識(shí)的時(shí)代。只有持續(xù)的不間斷地學(xué)習(xí)，才不會(huì)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中落后于別人，也才能用自己的真才實(shí)學(xué)為社會(huì)做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。知識(shí)是無止境的，無價(jià)的，我愿在求真的道路上下而求索！ 致 謝 直到今天，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動(dòng)。在具體的研究設(shè)計(jì)過程中，我的老師和同學(xué)學(xué)習(xí)與生活中提供了無私與周到的幫助，充分用他們的工作熱情感染著我，鼓勵(lì)著我，讓我少走了很多彎路，再次一并致謝！因?yàn)橛辛死蠋煹恼佌伣虒?dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識(shí)和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對(duì)我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識(shí)，同時(shí)我的生活中的也有了一個(gè)明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過去的那個(gè)愛玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過近半年的設(shè)計(jì)計(jì)算，查找各類沙灘車的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因?yàn)槲沂窃趺聪氲模@是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識(shí)和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是來自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識(shí)。另外也感謝我的父母，在做設(shè)計(jì)感覺受挫，枯燥與迷茫時(shí)，是他們?cè)谙ば牡臑槲裔尫艍毫Γ膭?lì)我不要?dú)怵H，勇敢面對(duì)。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。在以后的工作中，我們將繼續(xù)努力，爭(zhēng)取把自己的本職工作做好。 直到符合要求。 參考文獻(xiàn) [1] 張華 機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì) 北京：科學(xué)出版社，2004.5 [2] 李念 風(fēng)光互補(bǔ)沙灘車概述 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1 [3] 張棟 沙灘車的創(chuàng)新設(shè)計(jì).高等教育出版社，2004.3 [4] 姜繼海，宋錦春，高常識(shí). 沙灘車工作原理.高等教育出版社，2002.8 [5] 張春林，曲繼方，張美麟.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2001.4 [6] 錢平. 加工專機(jī)應(yīng)用技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1 [7] 張遼遠(yuǎn). 沙灘車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn). 機(jī)械工業(yè)出版社，2002.8 [8] 基恩士傳感器選擇手冊(cè) 2010版本 [9] 黃長藝，嚴(yán)普強(qiáng).機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ). 機(jī)械工業(yè)出版社，2001.1 [10] 張桓，陳作模.機(jī)械原理.高等教育出版社，2000.8 [11] 王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn). 沙灘車原理.高等教育出版社，1995.12 [12] 徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì). 高等教育出版社，2004.4 [13] 鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制.華中科技大學(xué)出版社，2001.3 [14] 劉延俊.液壓與氣壓傳動(dòng).機(jī)械工業(yè)出版社，2002.12 [15] 章宏甲，黃誼，王積偉. 沙灘車的逆向設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2000.5 [16] 胡泓，姚伯威.機(jī)電一體化原理及應(yīng)用. 北京：國防工業(yè)出版社，2000.6 [17] 陳鐵鳴 沙灘車的創(chuàng)新. 高等教育出版社，2003.7 [18] 孫靖民.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì). 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