车辆鞍座强度试验台纵向加载机械装置设计(附件)【字数：9323】
摘 要 鞍式牵引座，简称鞍座，是牵引车用来牵拉半挂车的牵拉件，它一般在牵引车车厢底部中间，用来给半挂车传送动力。鞍座是由锁紧机构、连接机构、座盖板、分离-连接机构、鞍座底座和支座组成。按照分离-连接机构的不同，鞍座又分为钩销式和夹板式。鞍座既要牵引半挂车，同时也要承担半挂车的一部分竖直方向上的重量。所以鞍座在实际工作中，会受到很多纵向，横向的交变作用力，还有各种弯矩，扭矩。正是由于鞍座在实际工作中的重要性，所以有了我这次的课题，设计一个模拟现实鞍座受力情况的试验台，用来对鞍座的强度，硬度，受力情况进行校核、检验。本次设计的试验台，称为车辆鞍座试验台，其主要分为机械装置和液压装置的设计，设计的主要思想是使用合适功率的液压马达来作为动力源，再让液压马达传动给凸轮，使凸轮转动，之后用弹簧传递凸轮轨迹所模拟的纵向交变载荷，这样就可以对鞍座的强度进行校核、检测。在本设计中，主要设计试验台的机械装置和相关零件，如加载弹簧、轴、轴承、凸轮等。当然，在实际情况中，除纵向外还有其它方向，所以实际应用中还需要横向加载试验台以及一套检验受测后鞍座质量的装备。考虑到方方面面才是一个成熟的设计，才能提高鞍座的质量。
目 录
第一章 引 言 1
第二章 初期准备与选择 2
2.1鞍座的分类 2
2.2被检测件的选择 2
2.3试验环境与条件 2
2.4关于载荷 2
2.4.1载荷要求 2
2.4.2水平方向 2
2.4.3垂直方向 3
2.5关于D的选用 3
2.6动态试验 3
2.6.1关于载荷 3
2.6.2载荷循环 3
2.6.3关于频率 3
2.6.4其他要求 3
第三章 加载弹簧的设计 4
3.1加载弹簧的参数的选择及计算 4
3.2刚度验算 4
3.3疲劳强度验算 5
3.4静应力强度计算 6
3.5共振性验算 6
第四章 凸轮的设计 7
第五章 轴的设计与校核 8
5.1轴的设计 8
5.2轴的强度计算 8 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
5.3联轴器 9
第六章 轴承的设计与校核 11
6.1轴承型号与数据的确定 11
6.2轴危险截面的校核 11
6.3轴承的校核 12
6.3.1计算两轴承受到的径向载荷F/和F/ 12
6.3.2计算两轴承的计算轴向力F/和F/ 13
6.3.3计算轴承当量动载荷P1和 P2 14
6.3.4验算轴承寿命 15
第七章 动力元件的选择 16
7.1弹簧的弹性势能 16
7.2马达型号的选择 16
7.3马达的特点 17
第八章 毕设总结 18
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
第一章 引 言
汽车对于来说大家都不陌生，有常识的人也都知道，汽车一般有四个车轮，但是对于很多牵引车来说，它们会有“第五轮”。对牵引车来说，这个第五轮就是今天的主角，鞍座。世界上最早的鞍座出现在1911年的美国，一名叫做Charles Martin的美国人，为了方便马车拖运货物，将一个圆盘状的东西整个装到了马车的整体框架上，方便转动，当时所有的车都只有四个轮子，所以鞍座就被称为了第五轮。这成为交通运输史上一个划时代的产物，由于鞍座的出现，现在的牵引车只要把半挂车滑入鞍座，锁死，就可以安全的拖拽半挂车进行货物的运输，鞍座，改变了全世界的交通运输方式。
当然，鞍座随着现在生产制造技术和科学的不断发展，从外观上来说已经越来越不像牵引车的第五轮了，但其对牵引车的重要性始终是无可替代的。接下来介绍一些比较有特色的鞍座，在12年的北京车展上，上汽依维柯红岩新的旗舰重卡S100展车，用的是一种手调移动式牵引座。其主要优点是通过调节牵引座的位置，合理的分配各轴的载重，可以有效降低油耗。当货物前面较重，可以将货箱往后移；是货箱前面的货比较轻，可以将货箱往前移，套上牵引座以后，拉着把手，通过移动卡车，实现牵引座位置的微移。还是北京车展，搭载奔驰OM 457发动机的福田欧曼GTL，其牵引座也是移动式的，不过它可是气控自动控制的。采用气动控制，使用起来更加方便。但是其价格比较昂贵，价格为2万元左右，量产车型不会安装。尼龙牵引座，听起来有点科幻，但在国外已经有成品了。在汉诺威国际车展上，就有采用尼龙牵引座的国外牵引车。相比传统的钢制牵引座，尼龙牵引座有自润滑性能好，无需抹黄油，重量更轻，不易磨损，抗冲击震动，耐腐蚀，寿命长等优点。
正是由于鞍座对牵引车的重要性，以及现在各种各样鞍座的兴起，对鞍座的检测也成了越来越重要的一件工序，只要检测的速度快，效率高，就同样可以提升鞍座的精度，减少鞍座的成本，从而提高效益。
第二章 初期准备与选择
2.1鞍座的分类
要检测鞍座，首先要对鞍座有一个初步的认知。
从型号上说，主要有50#鞍座和90#鞍座，这里的50和90指的是牵引销接口的尺寸，50指的是50mm，90指的是90mm。从功能上来说，按它允许的自由度不同，可以分为单自由度和二自由度。常见的就是单摆式和双摆式。单摆式主要用于较好的路面上高速行驶的轻载货车。而双摆式则适用于大件运输，重型的特种运输，因为这种鞍座既可以前后摆动，还可以左右摆动，可以有效保护重型运输牵引车的大梁。从材质上来说，鞍座的面板可以分为普通锰钢和高密度耐磨材料。对于不同型号的鞍座有不同的面板厚度，50#为8mm，90#为10mm。当然无论使用的是那种材料的面板，都要定期检查，防止磨损过大产生隐患。从安装上来说，鞍座又可以分为固定型、举升型和移动型。固定式的鞍座的底座固定在牵引车的大梁上，无法移动。举升型，顾名思义，是可以上下改变高度的鞍座，它主要用在港口牵引车和货场内牵引车的交接，方便不同高度的半挂车对接。移动型的鞍座和固定式的差别不大，关键在于鞍座的底座和牵引车的大梁处安装了多孔或插齿设计，可以根据实际情况进行移动安装，保证牵引车和半挂车的顺利对接.
2.2被检测件的选择
平常的鞍座主要分为50mm和90mm，即通常所说的50#鞍座和90#鞍座，所以本次试验的被检测件也选用这两种常用鞍座。
2.3试验环境与条件
鞍座的强度校核是一种在试验台上的动态的试验。
本次试验是要完全符合实际应用需求的，所以在试验台上，鞍座的固定方式是完全符合鞍座制造方的使用说明书的。
目 录
第一章 引 言 1
第二章 初期准备与选择 2
2.1鞍座的分类 2
2.2被检测件的选择 2
2.3试验环境与条件 2
2.4关于载荷 2
2.4.1载荷要求 2
2.4.2水平方向 2
2.4.3垂直方向 3
2.5关于D的选用 3
2.6动态试验 3
2.6.1关于载荷 3
2.6.2载荷循环 3
2.6.3关于频率 3
2.6.4其他要求 3
第三章 加载弹簧的设计 4
3.1加载弹簧的参数的选择及计算 4
3.2刚度验算 4
3.3疲劳强度验算 5
3.4静应力强度计算 6
3.5共振性验算 6
第四章 凸轮的设计 7
第五章 轴的设计与校核 8
5.1轴的设计 8
5.2轴的强度计算 8 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
5.3联轴器 9
第六章 轴承的设计与校核 11
6.1轴承型号与数据的确定 11
6.2轴危险截面的校核 11
6.3轴承的校核 12
6.3.1计算两轴承受到的径向载荷F/和F/ 12
6.3.2计算两轴承的计算轴向力F/和F/ 13
6.3.3计算轴承当量动载荷P1和 P2 14
6.3.4验算轴承寿命 15
第七章 动力元件的选择 16
7.1弹簧的弹性势能 16
7.2马达型号的选择 16
7.3马达的特点 17
第八章 毕设总结 18
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
第一章 引 言
汽车对于来说大家都不陌生，有常识的人也都知道，汽车一般有四个车轮，但是对于很多牵引车来说，它们会有“第五轮”。对牵引车来说，这个第五轮就是今天的主角，鞍座。世界上最早的鞍座出现在1911年的美国，一名叫做Charles Martin的美国人，为了方便马车拖运货物，将一个圆盘状的东西整个装到了马车的整体框架上，方便转动，当时所有的车都只有四个轮子，所以鞍座就被称为了第五轮。这成为交通运输史上一个划时代的产物，由于鞍座的出现，现在的牵引车只要把半挂车滑入鞍座，锁死，就可以安全的拖拽半挂车进行货物的运输，鞍座，改变了全世界的交通运输方式。
当然，鞍座随着现在生产制造技术和科学的不断发展，从外观上来说已经越来越不像牵引车的第五轮了，但其对牵引车的重要性始终是无可替代的。接下来介绍一些比较有特色的鞍座，在12年的北京车展上，上汽依维柯红岩新的旗舰重卡S100展车，用的是一种手调移动式牵引座。其主要优点是通过调节牵引座的位置，合理的分配各轴的载重，可以有效降低油耗。当货物前面较重，可以将货箱往后移；是货箱前面的货比较轻，可以将货箱往前移，套上牵引座以后，拉着把手，通过移动卡车，实现牵引座位置的微移。还是北京车展，搭载奔驰OM 457发动机的福田欧曼GTL，其牵引座也是移动式的，不过它可是气控自动控制的。采用气动控制，使用起来更加方便。但是其价格比较昂贵，价格为2万元左右，量产车型不会安装。尼龙牵引座，听起来有点科幻，但在国外已经有成品了。在汉诺威国际车展上，就有采用尼龙牵引座的国外牵引车。相比传统的钢制牵引座，尼龙牵引座有自润滑性能好，无需抹黄油，重量更轻，不易磨损，抗冲击震动，耐腐蚀，寿命长等优点。
正是由于鞍座对牵引车的重要性，以及现在各种各样鞍座的兴起，对鞍座的检测也成了越来越重要的一件工序，只要检测的速度快，效率高，就同样可以提升鞍座的精度，减少鞍座的成本，从而提高效益。
第二章 初期准备与选择
2.1鞍座的分类
要检测鞍座，首先要对鞍座有一个初步的认知。
从型号上说，主要有50#鞍座和90#鞍座，这里的50和90指的是牵引销接口的尺寸，50指的是50mm，90指的是90mm。从功能上来说，按它允许的自由度不同，可以分为单自由度和二自由度。常见的就是单摆式和双摆式。单摆式主要用于较好的路面上高速行驶的轻载货车。而双摆式则适用于大件运输，重型的特种运输，因为这种鞍座既可以前后摆动，还可以左右摆动，可以有效保护重型运输牵引车的大梁。从材质上来说，鞍座的面板可以分为普通锰钢和高密度耐磨材料。对于不同型号的鞍座有不同的面板厚度，50#为8mm，90#为10mm。当然无论使用的是那种材料的面板，都要定期检查，防止磨损过大产生隐患。从安装上来说，鞍座又可以分为固定型、举升型和移动型。固定式的鞍座的底座固定在牵引车的大梁上，无法移动。举升型，顾名思义，是可以上下改变高度的鞍座，它主要用在港口牵引车和货场内牵引车的交接，方便不同高度的半挂车对接。移动型的鞍座和固定式的差别不大，关键在于鞍座的底座和牵引车的大梁处安装了多孔或插齿设计，可以根据实际情况进行移动安装，保证牵引车和半挂车的顺利对接.
2.2被检测件的选择
平常的鞍座主要分为50mm和90mm，即通常所说的50#鞍座和90#鞍座，所以本次试验的被检测件也选用这两种常用鞍座。
2.3试验环境与条件
鞍座的强度校核是一种在试验台上的动态的试验。
本次试验是要完全符合实际应用需求的，所以在试验台上，鞍座的固定方式是完全符合鞍座制造方的使用说明书的。
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