汽车碰撞牵引钢丝绳张紧装置设计(附件)【字数：14799】
由于早期进行试验的汽车碰撞牵引方式有重锤式或橡皮绳弹射式等，虽然其结构简单但是速度不易控制。因此随着试验技术的不断发展与进步，便出现了电机牵引方式，结构可靠、且速度易于控制。而此方式用钢丝绳对小车进行牵引，进而需用张紧装置对钢丝绳进行张紧，以减少钢丝绳由于松动引起的振动，达到对碰撞小车的有效牵引，提高试验精度及试验结果的可靠性。目前出现的张紧装置有机械张紧和液压张紧等，也有单端张紧和两端张紧之分，现在是工业飞速发展时代，自动化控制已是大势所趋，也是时代变革的要求。本文基于实现手动操作和自动控制操作两大功能要求，对汽车碰撞牵引钢丝绳张紧装置进行设计。既能在试验系统启用前对钢丝绳通过手动张紧进行调试，又能在试验时通过电机控制系统对电机的控制，进行自动张紧。这样，在试验时就无需再人工进行操作，既提高了试验效率又增加了试验安全性。本文通过对汽车碰撞牵引钢丝绳张紧装置功能的详细分析，采用机械张紧方式，用模块化方式进行了执行机构和支撑机构的具体设计。张紧原理为手动或者电机牵引的力和运动通过蜗轮蜗杆传递给丝杠，丝杠与蜗轮为螺旋传动，然后丝杠带动张紧装置滑块运动，钢丝绳张紧轮安装在滑块上，这样就实现了对钢丝绳的张紧。对具体关键的零部件本文亦进行了强度校核，如对丝杠等首先进行公式验证，然后用Inventor软件等进行强度仿真分析校核，以达到设计的可靠要求。关键词汽车碰撞， 牵引钢丝绳 ，张紧装置 ，结构设计，仿真分析。
目录
第一章 绪论 1
1.1 选题背景 1
1.2 汽车碰撞牵引钢丝绳张紧装置的研究现状 2
1.3 论文的主要工作内容 3
1.4 本章小结 3
第二章 汽车碰撞牵引钢丝绳张紧装置的结构设计 4
2.1 汽车碰撞牵引钢丝绳张紧装置的设计方案 4
2.1.1汽车碰撞牵引钢丝绳张紧装置的原始参数 4
2.1.2汽车碰撞牵引钢丝绳张紧装置的结构要求 4
2.2 汽车碰撞牵引钢丝绳张紧装置结构设计 4
2.2.1 总体结构设计 4
2.2.2 碰撞小车加速度的计算，牵引钢丝绳和滑轮的选取 5
2.2.3 牵引钢丝绳张紧力的计算 7
2.2.4 汽车碰撞牵引钢丝绳张紧装 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
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第一章 绪论 1
1.1 选题背景 1
1.2 汽车碰撞牵引钢丝绳张紧装置的研究现状 2
1.3 论文的主要工作内容 3
1.4 本章小结 3
第二章 汽车碰撞牵引钢丝绳张紧装置的结构设计 4
2.1 汽车碰撞牵引钢丝绳张紧装置的设计方案 4
2.1.1汽车碰撞牵引钢丝绳张紧装置的原始参数 4
2.1.2汽车碰撞牵引钢丝绳张紧装置的结构要求 4
2.2 汽车碰撞牵引钢丝绳张紧装置结构设计 4
2.2.1 总体结构设计 4
2.2.2 碰撞小车加速度的计算，牵引钢丝绳和滑轮的选取 5
2.2.3 牵引钢丝绳张紧力的计算 7
2.2.4 汽车碰撞牵引钢丝绳张紧装 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
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置电动机选型 8
2.2.5 螺旋传动设计 10
2.2.6 蜗轮蜗杆机构的参数及尺寸设计 16
2.2.7 同步皮带轮传动的设计 24
2.2.8 张紧轮滑块结构设计 24
2.2.9 滑块导轨、支架和箱体的设计 25
2.3 本章小结 27
第三章 汽车碰撞牵引钢丝绳张紧装置的结构强度校核 28
3.1 丝杠和蜗轮配合螺旋副螺纹强度校核 28
3.1.1 螺纹表面工作压强校核 28
3.1.2 丝杠的强度校核 28
3.1.3 螺纹牙强度校核 29
3.1.4 丝杠的稳定性校核 29
3.1.5 丝杠的刚度校核 30
3.1.6 丝杠的横向振动校核 31
3.2 蜗轮蜗杆传动的结构强度校核 31
3.2.1 齿面接触疲劳强度的验算 31
3.2.2 轮齿弯曲疲劳强度验算 32
3.2.3 蜗杆轴挠度的验算 32
3.2.4 温度计算 33
3.3 基于Inventor的丝杠应力仿真分析 33
3.3.1分析准备模型加载 34
3.3.2 创建仿真 34
3.3.3 指定材料 35
3.3.4 添加约束 36
3.3.5 添加载荷 36
3.3.6 添加接触条件和生成网格 36
3.3.7 运行仿真 37
3.3.8 小结 37
3.4 本章小结 37
第4章 总结与展望 38
4.1 总结 38
4.2 展望 39
致谢 40
参考文献 41
第一章 绪论
1.1 选题背景
随着科学技术和经济的发展，世界各国机动车保有量持续增加，全球每年约120万人由于道路交通事故造成死亡，而且遭受终身致残性伤害的约2000万人。在总体死亡人数中，由道路交通事故造成的死亡人数占有的比例一直很高，据统计道路交通事故伤害在15～59岁年龄段内死亡原因排序中是居于第4位的。而且据世界卫生组织（WHO）估计，全世界每年高达约5180亿美元的经济损失是由道路交通事故造成的，已占全球生产总值的1%～2%[1]。
人们的生活向着现代化迈进，在飞速变革的进程中，便捷的交通起到了举足轻重的作用，汽车便是众多交通工具之一。然而随着我国交通道路状况的不断改善、汽车保有量以及车速的连续增长，在社会安全问题中造成人员伤亡的汽车碰撞交通事故已悄然跃居首位。因而，在汽车碰撞交通事故中，对汽车的被动安全性提出了更高的要求。而要对汽车被动安全性进行研究，汽车碰撞试验无疑是综合评价和研究这一安全性最基本和最有效的方法。具备一套功能齐全、完善、安全可靠，易于控制的牵引系统则是进行汽车碰撞试验研究的基础[2]。
据估计在高收入国家从20002020年期间，道路交通事故死亡人数将下降30%左右，而在中等收入和低收入国家该项死亡人数则将会大幅度增加。如果全世界各国依旧不采取适当措施的话，到了2020年的时候道路交通伤害预计会成为全球伤害负担或者疾病的第3位原因。根据世界卫生组织的预测，到了2020年的时候，估计全球每年由交通事故造成的伤残和死亡人数还将会增加65%以上，在全球疾病，损伤负担中交通事故损伤将成为其主要的组成部分[3]。这样就使得进行汽车碰撞试验从而提高汽车安全性显得尤为重要。且正如调查研究发现越发达的国家，试验技术越好的国家由交通事故造成死亡的人数就越少。一方面是发达国家道路设施好，有关交通法规完善，另一方面则是由于对汽车碰撞试验技术的先进，大大提高了汽车生产的安全性能。
一般来说进行汽车碰撞试验可以在室内还可以在室外，而能在室内进行汽车实车碰撞实验的场所则称作汽车碰撞试验室。由实验来模拟车辆在路面上的碰撞过程以检验和测试汽车各方面的性能已成为汽车进一步研发的一种可靠依据。在汽车碰撞实验室中，牵引系统为整个碰撞试验提供动力来源，是试验进行的保障。其中张紧系统又是牵引系统能够顺利实现所需汽车碰撞牵引的重要因素，在试验前需要用张紧装置对钢丝绳进行张紧，以保证能有足够的牵引摩擦力，致使在进行汽车碰撞试验时不会出现打滑。所以在设计张紧系统时，应使其满足在牵引系统正常工作情况下具有充足的张紧行程并提供足够恒定的张紧力，并且能够便于调节和控制。通过对钢丝绳进行预张紧以及松紧度的调节，来避免牵引系统在运行过程中钢丝绳发生振动和跳跃现象，消除钢丝绳插接安装后的松弛以及由气温升高引起的钢丝绳长度的变化。
近年来，虽然随着技术的发展，在电机牵引方式出现后有了钢丝绳张紧装置的设计，但其实现功能终究过于单一。如今是现代化高速发展的时代，在很多实验过程中实现自动化越来越是发展的必然要求，所以基于手动和自动这两大功能，本文对张紧装置机械张紧方式进行了详细的设计。
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