2000Kg的電動壓路機設(shè)計18000字【論文】

12000Kg的電動壓路機設(shè)計 1 1 2第二章電動壓路機整機數(shù)據(jù)計算 4 4第二節(jié)基本技術(shù)參數(shù)的確定 9第三章后壓輥總成方案設(shè)計 第三節(jié)軸承的分類及其選擇 參考文獻2勢就是往電動方面發(fā)展的，所以要跟隨趨勢，發(fā)展電動壓路機。目前已上市的電動壓路機大多為小微型壓路機。所以本課題以電動壓路機后壓輥總成來研究設(shè)計。如今，石油等不可再生資源稀缺，石油是屬于不可再生資源的，油價上漲頻繁，柴油機運轉(zhuǎn)噪音大，柴油燃燒造成嚴重的環(huán)境污染。考慮能源戰(zhàn)略的變化，特別是基于環(huán)境保護和能源成本降低的變化。發(fā)展電動壓路機有著重要的意義。隨著電動汽車的發(fā)展，電控技術(shù)與電池技術(shù)已經(jīng)能夠投入特種車輛的使用。對電動壓路機的研究是大勢所趨。我們國家壓路機的發(fā)展模仿了20世紀中葉國外壓路機的早期形式，催生了我們國家內(nèi)的壓路機行業(yè)。自此，我國壓路機行業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，今天我國壓路機行業(yè)的產(chǎn)品和規(guī)格已經(jīng)非常齊全。壓路機的性能也得到了顯著提升，隨著我們國家規(guī)劃的實施，由于我們國家道路工業(yè)的發(fā)展迅速，壓路機成為道路建設(shè)中的重要設(shè)備，因此對壓路機的需求也顯著增加，帶動了壓路機的快速進步，國產(chǎn)壓路機技術(shù)有了很大的進步，和外國出色的壓路機技術(shù)能力的距離明顯縮短。外國壓路機的進步，今天的城市發(fā)展，對壓路機的要求越來越高，綠色環(huán)保的概念越來越受到關(guān)注。其中，新能源用于壓路機的設(shè)計和制造以及廢氣凈化技術(shù)，這樣使得產(chǎn)品更綠色環(huán)保。壓路機的組成中有壓輥，車架，駕駛室等等，而最重要的就是壓輥。因此，從電動壓路機的運行方面入手，制作出比以前壓路機性能更好，質(zhì)量更強的壓輥，這能夠讓電動壓路機在艱難的環(huán)境下也能夠順利的完成使命。電動汽車是現(xiàn)在汽車發(fā)展的趨勢，所以研究電動壓路機對以后的發(fā)展有著重要的意義。第二節(jié)研究內(nèi)容通過上網(wǎng)查閱各類文獻資料以及期刊論壇上關(guān)于電動壓路機的資料。了解電了解壓路機的各類的優(yōu)缺點，選擇切合選題內(nèi)容的資料，了解什么是壓路機，了解壓路機設(shè)計過程，明白壓路機后壓輥的總體設(shè)計的改進對社會發(fā)展有哪些意義，并通過對各類壓路機的發(fā)展歷史的了解，明確壓路機其后壓輥的改進方向，以確定其后壓輥與其車架的連接型式，方便進行電動壓路機的后壓輥的形狀設(shè)計。我們要比以前壓路機后壓輥的設(shè)計和加工更好，更完善，要改進形狀的選擇和參數(shù)選用，讓電動壓路機在作業(yè)的時候駕駛平穩(wěn)，使后壓輥的壽命更高。說明為什么要研究電動壓路機后壓輥，研究的實際意義是什么,研究的內(nèi)容以及怎么研究的，了解分析此次設(shè)計任務(wù)。發(fā)展電動壓路機就和發(fā)展電動汽車一34第一節(jié)整體方案的選擇按任務(wù)書要求，壓路機重量是2000Kg的電動壓路機。靜作用式壓路機可分為兩輪光輪壓路機、三輪光如名字所說，兩輪的比三輪的少一個壓輥構(gòu)造，因此構(gòu)造比構(gòu)造也很簡便，因此以壽命就長，比較靠譜。自行式輪胎壓路機因此硬化路面效果好。但構(gòu)造麻煩，因此不靠譜。5和上面的壓路機相比，拖式輪胎壓路機如名字所說，需要牽引車帶動工作。單鋼輪振動壓路機單鋼輪振動壓路機的特點是線性靜載荷高，壓實效果深，運行效率以有效地壓實。適合使用于道路，機場，路堤填料，港口，水壩等。雙鋼輪振動壓路機主要用于壓實路面，以及用于壓實路基、次路基和穩(wěn)定層等。凸塊式振動壓路機業(yè)中比較廣泛選擇使用，構(gòu)造靈并且成果顯著,硬化路面效果好，因此這種壓路機成了道路路基壓實機械的首先選擇。因此這次設(shè)計決定選擇兩輪靜作用式作為電動壓路機的類型。三、驅(qū)動形式汽車經(jīng)常用4X2、4X4、6X6等數(shù)字式表示汽車的驅(qū)動方式，其中前面的數(shù)字代表車輪的總數(shù)，后面的數(shù)字代表驅(qū)動輪的數(shù)量，由于體積小、重量輕，電動壓路機僅適用于小型道路的施工和緊湊場地的壓實。因此，短軸距4X2驅(qū)動車型6(一)邊梁式車架(二)中梁式車架1)中梁式車架增加了更高的抗扭矩剛度，增加了更大的前輪轉(zhuǎn)向角。2)這種構(gòu)造使車輛車輪獲得了更大的彈出環(huán)境，方便獨立懸架的裝配，提4)車架變得越來越堅固。脊柱還充當(dāng)防塵罩以便起到封閉驅(qū)動軸的作用。7(三)綜合式車架不適用。(四)無梁式車架(一)轉(zhuǎn)向機構(gòu)的技術(shù)要求1)要潤滑球形接頭。2)球型接頭在長期使用后可能會變卡，因此需要定期調(diào)整球形接頭的壓縮3)在組裝搖臂的時候，因為要方便組裝，因此在中間放轉(zhuǎn)向器的齒輪。4)組裝的時侯，要保證按順序來安裝，保證搖臂和方向盤安裝的位置的正8(二)轉(zhuǎn)向機構(gòu)的抉擇轉(zhuǎn)向機的組成：轉(zhuǎn)向柱、方向盤和各種動力總成部件，轉(zhuǎn)向機構(gòu)所起的主要功能有下面這些功能：1)通過更改動力運行方式和傳輸方向，駕駛員可以通過方向盤控制裝置輕松控制電動壓路機。2)增大轉(zhuǎn)動力矩，使駕駛?cè)藛T的體力有所節(jié)省，可讓駕駛員靈活控制電動壓路機的轉(zhuǎn)向，盡管對方向盤施加的力很小。3)可以抑制轉(zhuǎn)向阻力對電動壓路機轉(zhuǎn)向的影響。機械轉(zhuǎn)向器按照結(jié)構(gòu)形式可以分為齒輪齒條型，循環(huán)球型，蝸桿曲柄銷型，球形蝸輪蝸桿型，蝸輪蝸桿型等。經(jīng)常使用的有齒輪齒條型，循環(huán)球型和蝸桿曲齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器由于其結(jié)構(gòu)簡單且緊湊，所以是最簡單的轉(zhuǎn)向器。又因為齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器成本低，剛度高，布局方便等優(yōu)點而廣泛用于汽車和輕型卡車。球面蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點是接觸應(yīng)力小，強度高，加工工藝也較為簡單，可靠性也較高，和其他轉(zhuǎn)向器相比，不僅操控簡單而且傳動效率也比較高。所有這次電動壓路機設(shè)計選用球面蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器。(三)轉(zhuǎn)向機構(gòu)其他原件的尺寸方向盤：方向盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計也考慮了尺寸設(shè)計等因素，如果太小駕駛員將無法握住方向盤，所以使方向盤操作是不可能省力的，這樣使電動壓路機的轉(zhuǎn)向能力大大降低。如果設(shè)計的尺寸太大了，方向盤就會占用大量駕駛室空間，除了會干擾駕駛?cè)藛T上車和下車，還會妨礙方向盤的靈活轉(zhuǎn)向等操作，因此，方向盤的大小應(yīng)根據(jù)整體布局和機動性來確定。所以本設(shè)計的電動壓路機的方向盤尺寸取值在下面：方向盤的半徑大小是方向盤輪輻設(shè)計轉(zhuǎn)向軸安放形式3輪輻設(shè)計60°傾斜角傾斜方向盤位置布置的太高，這會影響駕駛?cè)藛T對道路狀況的判斷以及對電動壓路機前方目標點做出相應(yīng)的決策。方向盤位置布置過低，就會影響了電動壓路機的啟動或者制動時的腿部操作空間，改變了駕駛員操作電動壓路機工作的全進程。因此結(jié)合上面的分析，能夠把轉(zhuǎn)向橫拉桿的尺寸確定為740mm,桿的半徑大小是18mm,垂臂的尺寸大小確定是237mm和337mm。它們和緩沖裝置相配合，因此能夠效果顯著的減小源于地面的反作用力，使得轉(zhuǎn)向器使用壽命變長，與此同時，電動壓路機駕駛室的舒適性也有所提升，它還可以減少因路面不平整而對駕駛員造成的不好方面。9方式1:后輪驅(qū)動采用皮帶傳動，是兩個后輪軸通過三角帶來相連，后輪旋方式2:選擇使用以前的傳動構(gòu)造方式，機械傳動的方式。這個傳動方式的因此經(jīng)過上面的各種對比分析，決定使用方式2來作為本次電動壓路機后第二節(jié)基本技術(shù)參數(shù)的確定(一)整車整備質(zhì)量動壓路機整個車輛的質(zhì)量方案設(shè)計計劃上不得不放棄以前汽車的整個車輛重量的要求，可以使電動壓路機的整車重量為2000kg。(二)軸荷分配由于4X2的驅(qū)動方式的電動壓路機是在環(huán)境惡劣，路面不平的條件下工作轉(zhuǎn)向輪的載荷可以確定為電動壓路機總載荷的40%—50%,這樣有效地降低了轉(zhuǎn)上的載荷占電動壓路機全部載荷的50%-60%,這樣的分配不僅加強了車輪對路前轉(zhuǎn)向輪和后驅(qū)動輪的重量結(jié)合上面的分析可以分別設(shè)置為45%和55%,F前=20000×45%=9000N;F后=20000×55%=11000N(一)最大動力因素Dmax(二)最小轉(zhuǎn)彎半徑根據(jù)任務(wù)書上的設(shè)計要求，最小轉(zhuǎn)彎半徑不大于5m,所以確定為5m。(三)最高車速(四)電動壓路機最大功率(五)電動壓路機的最大牽引力電動壓路機重2000kg,壓實寬度為1200mm,因此，使用兩軸數(shù)就可以滿足了，電動壓路機的寬度設(shè)計應(yīng)根據(jù)傳統(tǒng)卡車或者是其他重型車輛的相關(guān)經(jīng)驗進為1200mm,所以后壓輥的寬度確定為1200mm。寬度確定完之后，就是后壓輥直徑的確定，經(jīng)過一系列分析考慮，將后壓輥直接設(shè)置為650mm。單節(jié)寬度設(shè)置為600mm。45%和55%,因此通過分析計算出前壓輥所受的重量為：9000N,后壓輥所受的還是按照任務(wù)書的需求，本設(shè)計的電動壓路機最高駕駛速度是：12km/h,還是按照任務(wù)書的設(shè)計要求，最小的拐彎半徑不能超過5m。第一節(jié)后壓輥輥體的設(shè)計用HT200來作為壓輥的材質(zhì)?；谙旅娴乃悸泛头治?，因2.消振性和耐磨性較好。3.因為具有良好的可鑄性，易于制作電動壓路機后壓輥這種圓筒形狀的鑄非常的適合電動壓路機的工作環(huán)境。而且用鑄鐵HT200制作后壓輥時，在相同的壁厚下，使用其他的材料制作后壓輥的過程比用鑄鐵HT200更加復(fù)雜。因此(一)后壓輥各壁厚的寬度確定大的自載荷。因此，可以將兩邊后壓輥的寬度設(shè)置成40mm,后壓輥的壁厚可以設(shè)置為30mm。本次設(shè)計的各種參數(shù)都滿足后壓輥的各種強度需求，保證電動壓慮，結(jié)合任務(wù)書的需求，后壓輥寬度為600mm,后壓輥直徑為650mm。(二)工藝尺寸設(shè)計相應(yīng)的承載能力要求，因此設(shè)計軸承座孔壁時，應(yīng)適當(dāng)增加孔壁厚度，經(jīng)過查找和閱讀有關(guān)的資料，可設(shè)置軸承座孔壁的厚度為40mm。同時，后壓輥的輥體必須與軸承相匹配，因此必須考慮同心度、粗糙度等相關(guān)條件，后壓輥的左右兩側(cè)設(shè)計為鏜孔并符合穩(wěn)定的粗糙度的條件。還是經(jīng)過查找和閱讀有關(guān)的資料，可以設(shè)置兩邊孔的半徑大小一個是75mm,另外一個半徑大小是77.5mm。還有，必須在兩邊設(shè)置靠譜的螺孔和梯形槽，要達到軸承蓋組件和氈圈組件的需求。后壓輥的簡圖如下圖：圖3-2后壓輥簡圖第二節(jié)后壓輥輥軸的設(shè)計一、材質(zhì)的抉擇一開始，查閱有關(guān)的資料可以知道，后壓輥輥軸的材質(zhì)大多時候選擇使用碳鋼和合金鋼這兩種。然后，對碳鋼和合金鋼這兩種材料進行對比和分析：這是因為碳鋼比相同量的合金鋼便宜，并且碳鋼的靈敏度比合金鋼的靈敏度低。除此之外，碳鋼的疲勞強度和耐磨性一般可以通過簡單的加工工藝就可以提高。因此在本次設(shè)計的時候，經(jīng)過重重考慮和分析，在經(jīng)過對各種材質(zhì)的對比分析來說，碳鋼比較靠譜。然后在現(xiàn)實的制造中，45鋼是選擇使用最多的，最為廣從別的角度和別的方面來看，與碳鋼相比，合金鋼更昂貴并且對重力集中比較敏感，不過合金鋼自身擁有極好的機械性能和極棒的淬火性能。如此的話，如果我們要選擇電動壓路機后壓輥的材料為合金鋼時，盡管是傳遞大量動力的輥軸，它的軸頸耐磨性也有所提高。此外，后壓輥輥材料采用合金鋼時，一般即使在溫率等各個方面考慮，最后選擇使用材料45鋼來制作電動壓路機后壓輥輥軸。(一)軸的裝配方法(二)各部分軸的長度和直徑的選擇1)因為要簡便的介紹各部分軸的長度尺寸和直徑大小，所以按照如圖3-3的樣子，從左邊到右邊開始介紹，如圖所示為軸的1段、軸的2段、軸的3段等軸向定位的條件，因此初步確定軸的1段的直徑為45mm,和傳動箱內(nèi)的孔的配合為過度配合。經(jīng)過各種分析考慮還有任務(wù)書的設(shè)計需求，軸的第2段處應(yīng)該裝配有相關(guān)的軸套部分來達到后壓輥和傳動系統(tǒng)的要求，因此，軸的第2段就可以依據(jù)軸套孔的直徑尺寸確定成48mm,軸的第3段的直徑尺寸的確定要經(jīng)過經(jīng)驗來確定，經(jīng)過仔細思考并加以分析，在不小于軸的第3段直徑尺寸的前提下，軸的第3段不能太大也不能太小，因為要考慮到后壓輥輥軸的機械性能和制造成本等多種因素，因此設(shè)定為55mm。依據(jù)后壓輥輥體的設(shè)計，受載荷集中處為軸的第4段的直徑尺寸設(shè)定為60mm,所以要選用M60×2的圓螺母來使它完美安裝，因此軸的第4段尺寸確定設(shè)置為60mm,長度包括退刀槽的長度，確定為40mm,[13]表3-25知道了退刀槽寬度是4mm。2)這是由于軸經(jīng)過軸承和電動壓路機的后壓輥主體相連接，因此這個軸上軸的第5段應(yīng)該選擇使用比較大的直徑尺寸，所以決定設(shè)置軸的第5段的直徑大小是64mm。3)軸的第6段是電動壓路機后壓輥主體徑直受力的地方，同時，必須考慮6段的直徑尺寸設(shè)定為70mm,長度為26mm,就可以滿足設(shè)計的需求。4)選擇合適的滾動軸承。這是因為軸承要同時承受徑向和軸向載荷，并且列圓錐滾子軸承3型。因為軸的第5段的直徑大小是64mm,所以軸承就可以選擇使用30212,為了形成表示軸向軸承位置的軸肩部，需要增大軸的第9段的直徑，因此查找閱讀參考文獻[13]得到軸承30212的最小定位軸肩為2mm,經(jīng)過一系列考慮和分析對比，最后確定軸的第9段直徑設(shè)置為75mm,以為要考慮很多方面的長度，因此軸的第9段長度選擇為26mm,使氈圈與軸同時緊密接觸。5)考慮到整體結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，將單段壓輥設(shè)置為600mm,因此軸的第7段長度設(shè)置為420mm,直徑設(shè)置為66mm,這部分不受到直接徑向載荷。6)和4)相同，把軸的第8段放大制作成軸肩，因此軸的第8段的直徑為70mm,長度為20mm,以保證軸與密封氈圈的配合。7)綜上所述，可以計算得出電動壓路機后壓輥半軸的長度為802mm。由于(一)后壓輥輥軸的受力分析文獻，整個后壓輥整體施加在軸上的徑向力可以按照下面的公式計算：上面式子中5-1中的p我們可以通過查閱相關(guān)的資料很輕易的找到，p=7.85g/cm3。然后通過結(jié)合式子(5-1)和式子(5-2),通過分析計算，我們可輥軸的總重力大概是21KG。再經(jīng)過前面的分析和計算，再通過網(wǎng)上的資料和自己對電動壓路機的分析，清楚的算出電動壓路機后壓輥的所以電動壓路機后壓輥軸所受到的載荷就能夠清楚的知道，為10790N。M=F1×120=5395×120=647160N·mm(二)軸的校核因此對受載荷F2的地方來一次校核，就可以完成軸的校核了。后壓輥輥軸校核的材質(zhì)確定為45鋼。因為電動壓路機后壓輥軸的特殊性，根據(jù)機械教科書，可第三節(jié)軸承的分類及其選擇(一)深溝球軸承(二)角接觸式球軸承DB組合，這些組合的軸承擁有優(yōu)良的承載能力，不管是面對來自哪個方位的載荷，都可以承受。當(dāng)在一個方向上施加大的軸向載荷時，則使用一個為DT組合有力，則工作性能也會提高。小直徑ACH型球數(shù)較多，主要用于設(shè)備的主軸等(三)四點接觸球軸承(四)調(diào)心球軸承(五)圓柱滾子軸承(六)實體型滾針軸承承受更大的軸向或徑向載荷。此外，不能以足夠的剛性和精度(例如，通過使用滾道表面)將能夠承受高徑向載荷的軸承安裝在軸的內(nèi)圈上。(七)圓錐滾子軸承承(內(nèi)圈和保持架的裝配)是可以分開的，在軸承裝配和維修過程中并不會覺得很困難。(八)調(diào)心滾子軸承(九)推力球軸承載荷(徑向作用力不可以同時作用于兩者)。(十)推力滾針軸承將薄槽(W)和厚槽圈(WS)組合在一起，這兩種組合我們可以隨意的選擇一由環(huán)形軌道(軸圈和墊圈),圓柱滾子和保持架來進行組裝完成的。在推力圓柱(十一)推力滾針軸承將薄槽(W)和厚槽圈(WS)組合在一起，我們可以根據(jù)自己的喜好選擇任何(十三)推力調(diào)心滾子軸承大多是點接觸，適用于相對較小或中等的負載，所以球軸承要選擇使用到受到的載荷小的地方。依據(jù)受到載荷的方位挑選軸承型號的時候，如果僅僅可以接受來自軸向的載荷時，經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)的企業(yè)一般都會選擇使用推力軸承。假如軸向載荷比較低，就可以使用推力滾珠軸承。假如純軸向載荷比較大，這種情況就挑選推力滾子軸承。但是，只受到純徑向的作用力的時候，通常就挑選深溝球軸承、滾針軸承和圓柱滾子軸承。經(jīng)過上網(wǎng)查找和閱讀文獻等有關(guān)資料，了解到電動壓路機后壓輥軸受到很多的徑向載荷，因此，在參考方向上選擇軸承時應(yīng)要多考慮到這一點。在根據(jù)軸承工作時的轉(zhuǎn)數(shù)選擇相應(yīng)的軸承時，滾子軸承常用于高速場合，這是因為軸承在極端條件下通常比球軸承更快。推力軸承的最大轉(zhuǎn)速在相對較高的運行速度和中等軸向載荷下相對較慢。角接觸球軸承可用于承受凈應(yīng)變。如果限速略高于手冊所列限速，我們可以選擇高承載或大間隙的承重，或使用油和旋轉(zhuǎn)霧，以提高高速軸承的性能和效率或改善循環(huán)油的冷卻。如果工作轉(zhuǎn)速超過極限轉(zhuǎn)速，應(yīng)該選擇使用高速滾動軸承。壓路機與普通汽車相比較，因為電動壓路機工作的時候，行動非常的慢，也不需要太快的速度。因此，在挑選比較靠譜的軸承的時候，我們就要了解到它運行的很忙慢，所以挑選轉(zhuǎn)速小的軸承。在選擇使用軸承時，調(diào)心性能對軸承來說是很重要的，所以要考慮到這一點。當(dāng)軸和軸承座的中心線不匹配的時候，軸會因角度或載荷誤差而彎曲、變形或扭曲，內(nèi)、外軸的環(huán)形軸承就會移動，因此，挑選軸承的時候就要好好的考慮一下了，要么軸承可以調(diào)心，要么選擇外徑球面軸承。此外，在挑選使用軸承的時候，我們分析很多問題就比如軸承怎么裝配和怎么拆卸的問題。如果軸承座變形，就要按照軸向安裝和拆卸軸承座，內(nèi)圈和外圈可以分開的軸承具有更好的選擇性。每個軸承都有它們自己的好處和壞處。和滑動軸承相比，滾動軸承最大的好處就是有現(xiàn)成品，滾動軸承的大小界限非常廣大，它的承受載荷的能力和壽命都不用計算，都是知道的。滾動軸承需求的徑向空間比較大，但是，核心面積相對較小，軸的大小和軸承臂的大小必須在非常窄的尺寸內(nèi)以校正負載。除此之外，如果氣密性很好，幾乎沒有潤滑油泄漏，初始摩擦非常小。經(jīng)過分析和對比上面所說的軸承，再考慮到電動壓路機的特殊性，挑選一個靠譜的軸承是很重要的，因為電動壓路機工作的時候運行很慢，不需要太快的速度，因此，選擇使用30000型圓錐滾子軸承。這種軸承非?？孔V，可以承受徑向和軸向載荷，可承受較大的徑向載荷，這種軸承通常要成對的使用。這些都非常適合電動壓路機后壓輥軸承的需求和條件。為了使軸承運動平穩(wěn)，不僅要選擇使用靠譜的軸承，而且設(shè)計時，要按照軸(一)對軸承30212其中根據(jù)上面計算可知它承受的作用力P=5395N軸承的基本額定動載荷可以查閱相關(guān)資料得C=102KN(二)對軸承30213同理有：通過查找相關(guān)資料確定基本額定載荷C=120KN代入n=27