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一、選題的目的、意義
液壓傳動是機械設(shè)備最常用的傳動方式,它與機械傳統(tǒng)相比,它具有:體積小、質(zhì)量輕,并且可以實現(xiàn)無及調(diào)速。此次設(shè)計的液壓舉升裝置主要應(yīng)用于自卸車方面。隨著基礎(chǔ)設(shè)施投資的不斷增長,自卸汽車需求量也越來越大,為了滿足運輸時常的使用要求,對自卸汽車的需求也將不斷增加,以滿足工程運輸?shù)谋憷?、安全、實惠等要求?
自卸車液壓舉升裝置主要分為:前置式、腹置式兩種。與目前普遍使用的腹置液壓舉升系統(tǒng)相比,前置式多級舉升系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:
1、舉升能力提高:對于同等直徑的油缸,在相同壓力的情況下,由于前置油缸例舉好,其舉升能力一般為腹置式油缸的兩倍。
2、降低重心,提高整車穩(wěn)定性;由于腹置油缸安裝在車廂下方,為了布置放大機構(gòu)和油缸必須加高,加大附車架縱梁與車廂縱梁,而這將顯著增加整車的重心高度,影響整車安全性。
3、提高系統(tǒng)安裝與維修的方便性:前置舉升油缸安裝在車廂的前面,具有足夠的空間,便于安裝及維護;但腹置油缸安裝在車廂下面,一旦舉升系統(tǒng)發(fā)生故障,維修人員必須鉆進車下修理,空間受到限制且不安全。
4、提高系統(tǒng)適用性“前頂舉升油缸適用于各種噸位級別的自卸車,尤其適用于中重型自卸車及半掛自卸車。
5、對車廂要求與影響?。河捎谇绊斉e升油缸安裝在車廂前面,只要對廂體適當(dāng)加強即可,而腹置放大系統(tǒng)安裝在廂體下方,油缸對廂體的作用力主要作用在廂體底板上,必須對廂體底板進行加強,因而對廂體的制作工藝、焊接以及鋼材消耗量等要求特別高,成品廂體重量更大,成本更高。
因此,本次設(shè)計方案內(nèi)容為“(前置式)自卸車液壓舉升裝置”,包含兩個重點:
1、設(shè)計出“(前置式)自卸車液壓舉升裝置”的詳細原理圖,以及各部分組件的3D視圖。
2、設(shè)計和制作一種用于“(前置式)自卸車液壓舉升裝置”中的重要組成部件:非對稱漸開線齒輪泵。
二、本題的基本內(nèi)容
1、自卸車液壓舉升裝置的原理設(shè)計
自卸車液壓舉升裝置是由液壓油泵、進油管、液壓油缸、回油管、液壓油箱、導(dǎo)管構(gòu)成。液壓油泵上裝有舉升閥,在舉升閥上連接有杠桿,杠桿的另一端連接氣缸,通過氣缸的升降經(jīng)杠桿傳動,控制舉升閥運動,使液壓油缸升降,如圖1所示。
圖1 液壓原理圖
當(dāng)換向閥處于中間位置時,電動機帶動液壓泵旋轉(zhuǎn),液壓泵從油箱內(nèi)經(jīng)過過濾器吸油液,經(jīng)換向閥順左路流回油箱,此時液壓缸處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖2所示。當(dāng)換向閥右移時,此時換向閥封死,油液通過單向閥,由右路流進液壓缸,此時,油液對活塞有壓力能,推動活塞向上移動,即“液壓舉升裝置”的舉升階段。
圖2 換向閥右移圖
圖3 換向閥左移圖
如圖3所示,當(dāng)換向閥左移時,電動機帶動液壓泵旋轉(zhuǎn),液壓泵從油箱內(nèi)經(jīng)過過濾器吸油液,油液經(jīng)換向閥從中路流入,從右路流進液壓缸,推動活塞向下移動,即“液壓舉升裝置”的下降階段。
在液壓舉升裝置組成部件中,液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置,它把驅(qū)動它的原動機(一般為電動機)的機械能轉(zhuǎn)換成輸送到系統(tǒng)中區(qū)的油液的壓力能。
在本次設(shè)計中,將設(shè)計一種高壓齒輪泵,具有管式連接方式,其出油口內(nèi)置單向閥。主要用于前頂、側(cè)翻開式液壓舉升系統(tǒng)的重型自卸車。其特點抗液壓沖擊力強、噪聲低、使用壽命長。另外該齒輪泵還具有可以和取力器直接連接的特點,減少傳動軸的成本。
2.液壓泵內(nèi)部非對稱漸開線齒輪的設(shè)計與加工
本次設(shè)計與加工的液壓泵內(nèi)部的齒輪與普通市場的齒輪不同,為非對稱漸開線齒輪。如圖4所示。改圖為非對稱漸開線齒輪的一個齒,與傳統(tǒng)的對稱漸開線齒輪相比,它的齒形明顯的向右凸起,這樣在齒輪嚙合中,可以有更大的空間供油液流過。在同等體積情況下,可增大排量,降低流量脈動率,同時有利于降低流體噪音。齒輪安裝形式擬采用交錯齒結(jié)構(gòu),即同軸上二個齒輪周向錯開了半個齒形角,這種結(jié)構(gòu)可降低齒輪泵流量脈動率,大大提高了該齒輪泵的品質(zhì)。
在設(shè)計該齒輪泵中,工藝是一項非常重要的流程,它是保證液壓泵平穩(wěn)和高效運轉(zhuǎn)中的一份不可缺少的部分,在以后的設(shè)計中,將會把新型齒輪加工工藝設(shè)計出來。
圖4 非對稱漸開線齒輪單齒結(jié)構(gòu)圖
三、完成期限和主要措施
2011.03.08~2011.03.23
研究非對稱漸開線齒輪的性能以及液壓泵的結(jié)構(gòu)圖。
通過autocad軟件,設(shè)計出非對稱漸開線齒輪,通過soliworks軟件完成液壓泵其余部分的設(shè)計。計算非對稱漸開線齒輪與普通漸開線齒輪在同樣的模數(shù)和齒數(shù)情況下,兩種齒輪的流量比。
2011.04.1~2011.04.16
研究“自卸車液壓舉升裝置”的原理以及結(jié)構(gòu)。
通過soliworks軟件,設(shè)計出“自卸車液壓舉升裝置”整體結(jié)構(gòu)圖,并完善
“自卸車液壓舉升裝置”的液壓原理圖。
2011.04.16~2011.04.30
研究非對稱漸開線齒輪的加工工藝。
通過autocad軟件,設(shè)計出非對稱漸開線齒輪整體加工工藝流程,運用機械加工方法制作出非對稱漸開線齒輪,最后完成性能測試。
四、預(yù)期達到的目標(biāo)
設(shè)計并獲得“自卸車液壓舉升裝置”的整體結(jié)構(gòu)圖、非對稱漸開線齒輪泵的總裝圖以及齒輪的零件圖,研究出非對稱漸開線齒輪的設(shè)計與加工制作方法,計算并測試出非對稱漸開線齒輪的液壓油排量和流量脈動率等性能。
五、主要參考文獻
[1] 張?zhí)炝? 短平臺鉸接式汽車維修液壓舉升裝置. 機電工程技術(shù). 2000, 03: 24-25.
[2] 徐福玲. 液壓與氣壓傳動.. 2003
[3] 楊培元, 杜吳群, 張巖. 液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊 . 2001.
六、指導(dǎo)教師意見(包括畢業(yè)實習(xí))
指導(dǎo)教師簽字:
年 月 日
七、系審查意見
系主任簽章:
年 月 日
八、學(xué)院審查意見
院長簽章:
年 月 日