毕业设计（论文）-拖挂式房车底盘结构设计及三维建模

毕业设计说明书(论文)作者:学号：学院(系):专业:题目:拖挂式房车底盘结构设计及三维建模指导者：评阅者：2018年月摘要全套图纸加V信153893706或扣3346389411随着科技水平的进步与发展,人们生活水平的提高，对汽车使用的需求不在是汽车本身，而是集中表现在汽车使用和流通的全过程中为人所带来的更好的服务需求，汽车工业的发展必然带动了汽车多样化的发展。由于社会对汽车的运作效率和经济性，以及各种功能和性能的要求也越来越高，从而使汽车运输工具向专用化发展成为必然趋势。拖挂式房车的进一步研究将会给人们的生活乃至整个房车行业和社会带来重要的积极意义，在研究的同时还可以让学生的综合能力得到开发与锻炼，最为重要的是总体设计就体现了这一点。第一，我们要让现在毕业的学生打好专业知识的基础并从而提升所学的知识，从而在以后工作中能够游刃有余。第二，可以让他们在课题中能够用发展性的眼光看待问题，充分发挥创新能力，攻破现实难题。对于拖挂式房车设计这一课题，它的涵知识面较广，具有极强的综合性，学生则必须要凭借过硬的专业能力和海量的知识，加上要有一定的在计算机上绘制图表的能力。因此，学生可以积极主动的思考和钻研这个设计课题，这样学生便可以在问题的分析解决上得到能力的提升，从而也能够积累对未来有帮助的工作经验。这篇论文会对国内拖挂式房车的历来的情况进行一个简要的概述，而且加上了拖挂式房车工作的理念简述，综述国内外拖挂式房车的现在的发展情况后，也综合了它的装置构造是如何设计概念。论文中，做好了拖挂式房车构造与设计的方案，对该装置的参数进行设计，校对其强度，分析其运动，拖挂式房车的每个机械构造和尺寸分别得到确认和完善。关键词：房车,底盘,机构，三维造型

AbstractWiththedevelopmentandtheprogressofscienceandtechnologylevel,peoplelivingstandardrise,thedemandforcarsisnotcaritself,butratherconcentratedexpressioninthewholeprocessofcaruseandcirculationisbroughtaboutbythebetterservicedemand,thedevelopmentoftheautoindustrywillleadtothedevelopmentofdiversificationofthecar.Duetothesocialoperationalefficiencyandeconomyofthecar,andavarietyoffunctionalandperformancerequirementsalsomoreandmorehigh,sothatthecartransporttothespecialtydevelopmentbecomeinevitabletrend.

Forthefurtherstudyofthepull-typervwillgivepeople'slifeandthewholecarindustryandsocialbringimportantpositivesignificance,inthestudyatthesametimealsocanletthestudents'comprehensiveabilitydevelopmentandexercise,themostimportantistheoveralldesignreflectsthis.First,wewanttomakegraduatestudentsnowlayafoundationofprofessionalknowledgeandtoimproveknowledge,whichcaninthelaterwork.Second,canletthemadequatedevelopmentalviewoftheproblemsinsubject,andgivefullplaytotheirabilitytoinnovate,therealproblem.Forpull-typesalooncartodesignthetopic,itcontaintheaspectofknowledgebroad,withastrongcomprehensive,studentshavetorelyonexcellentprofessionalabilityandvastamountsofknowledge,andtohavethecertainabilitytodrawdiagramsonacomputer.Asaresult,thestudentscanactivelythinkingandworkingonthedesigntask,sothatstudentscangetonproblemsolvingabilityofascension,andcanalsoaccumulatehelpfulexperienceforthefuture.

Thispaperonthedomesticpull-typervhasalwaysbeenthecaseforabriefoverview,andcombinedwiththeconceptofpull-typesalooncarwork,nowofpull-typesalooncarathomeandabroadissummarizedinthispaper,afterthedevelopmentoftheintegrateditsdevicestructureisalsohowtodesignconcept.Paper,readytopull-typervconstructionanddesignscheme,designparametersofthedevice,checkitsstrength,toanalyzeitsmovement,pull-typeeachmechanicalstructureandsizeofthetrailer,andperfect.

Keywords:rv,chassis,body,three-dimensionalmodelling

目录TOC\o"1-3"\h\u摘要 2Abstract 31绪论 81.1课题研究的意义 81.2国内研究现状 81.3国外研究现状 101.5主要研究内容 122拖挂式房车底盘结构的方案设计 132.1拖挂式房车底盘结构的方案 132.2拖挂式房车底盘结构的组成 143拖挂式房车底盘结构的部件设计 163.1底盘支架的设计 163.2钢材料的设计 173.3制动器设计 183.3.1制动器分析 183.3.2鼓式制动器 193.3.3制动器的间隙 203.4鼓式制动器主要参数的确定 213.4.1制动鼓内径D 213.4.2摩擦衬片宽度b和包角β 213.5鼓式制动器的设计计算 223.5.1压力沿衬片长度方向的分布规律 223.6衬片的设计 283.7连接架的设计 313.7.1连接架的尺寸 313.8固定板的设计 323.9锁紧装置的设计 333.10弹簧的设计 343.11拖挂式房车底盘结构的三维装配 354拖挂式房车底盘结构结构的设计与校核 374.1主轴的计算及校核 374.1.1轴的结构设计 374.1.2主轴组件的性能要求 384.1.3主轴参考数据的规定 384.2轴承的选择计算 394.3键校核 424.3.1联轴器与轴的键连接 42结论 44致谢 45参考文献 46

1绪论1.1课题研究的意义最近几年来，中国的拖挂式房车发展已经取得了很大的成绩，但与国外相比之下仍存在多年的技术差距。本课题对拖挂式房车进行研究设计，目的在于使我们更深层次的了解拖挂式房车运作过程及设计的原理，从而能够对其加以改进完善，并且考核我们4年来所学的机械知识。伴随着科技的进步，涌现出很多新的机械设计方法，为设备的研发制造奠定了坚实的基础，为了能够研发出更为先进的拖挂式房车，对拖挂式房车的选型设计有着重要的研究意义。拖挂式房车越来越受到人们的喜爱，房车车厢装有隔热层，车内设有桌椅、睡具（可由座具转变而来）、炊具、储藏（包括食品和物品）、卫生设施及必要的照明和空气调节等设施，用于旅游和野外工作人员宿营的专用汽车。这次毕业设计是拖挂式房车的设计。拖挂式房车是依据工况加工的需要，以及在机械设备所需求的本质上，结合实际生产要求及技术参数，对拖挂式房车设备进行总体结构设计及零部件设计。本次设计主要是将他们学到的知识与辅助材质结合起来运用到设计中，大大的巩固以及深化了所学知识，掌握机械系统设计计算的一般过程和方法，确定正确合理的执行机制，使用标准机械元件，熟练使用机械基本回路构成满足基本性能要求的机械系统管理。设计过程中最重要的是绘图。这不仅可以清楚地显示设计的内容，而且还能干体现知识是否被充分理解掌握。还是需要大力发展机械行业才能够使得我国的生产力得到提高，我国的综合国力也与此行业的发展有着重大的关系。在这个日新月异的社会当中，研究发展才是进步的垫脚石。1.2国内研究现状近几年，随着相关技术的不断成熟，拖挂式房车得到了蓬勃发展，欧美等发达国家许多公司和科研机构投入了的大量的人力物力和财力进行相关技术和系统的研究，并先后研制出多种房车底盘系统，相继投入商业运作。在中国大陆，拖挂式房车仍然是新生事物，但是房车打破常规旅游模式、其自由奔放的形式吸引了很多“小资”和中产阶级人士，有一些公司也租房车出外开会或者旅游。租房车的日租金最多为2000元，由于可以合租，这个价格对大型城市的白领阶层还是可以接受的。买房车的用户大多来自政府部门、企业集团和个人三个方面。政府部门买这种车主要是为接待贵宾以及官员外出远行为工作之用。值得我们注意的是，在政府层面上。这种车型为政府机关用公款购车接待来宾或者官员外出提供了方便，而政府采购在中国历来都是巨额市场。企业集团购买此车，在接待多位客户时，省去了多部轿车的烦恼。对于中国的私人买主来说，房车既是一种新鲜的旅居工具，还是一种“炫耀性消费”，因此再这块市场上，房车的需求曲线是向右上方上扬的。他们购买的房车甚至装载了航天电动按摩可加热真皮座椅，高价格在中国资产新贵那里是很好的促销工具。据调查，私人房车购买者的平均年龄在41岁，依据外国的经验，房车发展的中期，持续的宣传将把年轻一代（尤其是受高等教育群体的消费者）将会被带进房车市场，这是房车的持续性市场，对房车销售发展成熟市场起着举足轻重的作用。尽管房车和房车旅游在中国被看好，也存在有潜力的市场，但是，整个房车市场在中国还仅仅处在“概念”阶段。在中国大陆地区，目前所有的房车生产厂家均处于前期摸索阶段，仍然还没有形成成熟的营销模式，生产也都是试点生产或者定制生产，没有进去正规生产阶段，更不用说批量生产了。在销售方面，专门做国外原进口房车代销业务的销售公司在近一两年内比以往有较大的突破，但是比起之前的房车销售七点还是相当的低，甚至为零。除此之外，国产房车的销售量没有实质性进展，各生产厂商都是在看到了这块市场的潜力，但要么需求不足不敢贸然进入，要么资金、技术等不足无法进入，因此根本就没有真正规模的房车销售。有实力的公司也仅仅是出于战略考虑再做市场培育和观望以及观念疏导的工作，对于当期盈利仍然不抱有幻想。具体的问题大致表现在：第一，房车以及房车旅游的概念还有相当大的消费者不了解，房车旅游的理念甚至在大城市中的普及程度也很低；第二，现行房车的价格相对于广大的中国消费者的可自由支配收入而言还是显得过高，这使得房车无论是直接销售还是用来做房车旅游，预期回报率都会比较低，无法行车有效的盈利模式；第三，落牌照问题：房车在中国牌照不是很容易上，因为在中国房车属于特种车辆，收到的管制比较多，比如房车多被上成大客车车牌，比小客车车牌要多交很多的费用；第四，中国适合房车旅游的景区的道路状况普遍不太适合现在国产房车的行驶。另外，国产的大部分房车都是经过改装的改装车，重心在车前部，防震效果不是很理想，噪音偏大，房车内部设计还有待做更适合于中国人的改进，如：冰箱体积过大，使用效率不高的家具很多，而乘客的生活空间太小等。很多常用设备由于技术和费用问题无法正常使用，这些都是影响了房车的舒适性和操控稳定性。中国正成长为世界第二大经济实体和新的“世界工厂”，经济仍在保持增长中，从产业经济的角度看来，一个地区的生活成本是其产业结构函数的内生变量，制造业属于低附加值、低风险收入的行业，对生活成本变量富有弹性，因而制造业中心在自由市场中回向低劳动力成本地区流动。世界的制造中心从荷兰的奥姆斯特丹，到英国的凯撒郡和曼彻斯特，再到欧洲的的泪罗斯顿然后转向美国的底特律，游到东亚的日本、韩国，都印证着这个规律，中国大陆成为新的“世界工厂”是自然的。与此相反，服务行业就将向高劳动力成本地区蔓延。由此看来，一方面中国的房车生产将有望伴随汽车工业高速发展，大陆地区不但将会成为自产房车的生产基地，而且在销售欧美方面亦有极大的潜力和各种基础。另一方面，从大陆内部的地理格局来看，房车的生产基地有北签的势头，因为从成本流转来看，北部及西部工业重镇将成为中国大陆的制造腹地，而房车的服务商则有聚集于沿海和都市经济发展带的趋势。在此，地区旅游资源是个外生变量，所以符合上述综合条件的地区，将成为房车服务经营上聚集的首选之地。1.3国外研究现状发明并且学会使用各种新的工具减少人类的工作量、降低劳动程度是人类进步的标志。美国在1947年率先发明出了一种用于拖挂式房车研究的拖挂式房车。1954年，美国多维尔公司首先提出了工业拖挂式房车的概念，然后申请了专利，使之成为一家独具特色的公司。而后，美国联合公司在1959年制造出了世界上首台拖挂式房车，这就标志着拖挂式房车的开发以及使用的开始。拖挂式房车是过去30年独立开发的典型的机电一体化自主工具。到现在，拖挂式房车技术已经被许多大型公司引入并用于工业生产。它主要体现在机械制造、汽车制造和化学工程等领域。拖挂式房车的使用是机械自动化水平高低的体现。拖挂式房车在工业领域可以替代人类进行各种高强度，高风险以及一些可能危害人体安全的工作。它们在保证工人的人身安全的同时，又能够确保高效和有序地进行。因此拖挂式房车的研究以及设计是非常必要的。美国房车工业协会近期发布了2010年7月房车新车销售数据统计，根据统计报告，相对于2009年7月，2010年7月美国房车新车销售总量增加53%，其中自行式房车销售增加125%，拖挂式房车销售增加48%。随着销售高峰季节的过去，相对于2010年上半年，房车销售增长速度趋于缓和。与2010年6月26,600辆相比，201年7月自行式房车销量为25,600辆；拖挂式房车由241,600辆下降到201,800辆。在欧洲，卡尔文俱乐部（TheCaravanClub）是颇具规模的房车俱乐部。它拥有近80000个房车会员、200个营地，提供旅游服务、旅游咨询、保险等服务项目。英国的大篷车俱乐部（MotorCaravanners’Club）是有42年悠久历史的唯一一个房车爱好者自我服务的俱乐部，它拥有近3000个营地，大部分在乡村，靠近小酒馆、公园、体育俱乐部、游船地等。最早登陆中国大陆地区的房车是原装进口豪华配置的高档次旅行休闲车，每台最低售价在70多万元左右，最高可达100多万元。金黄河旅行车有限责任公司成立于1999年，是中国国内首家从事房车租赁、制造研发、房车经营代理和旅游项目的股份制公司。至2000年时，又有多家公司正式投产拖挂式房车。中国的房车产业在这一年真正迈出了自己的步伐。房车在美国、欧洲已经是人们休闲旅游甚至生活的一部分。由于欧美的福利制度比较完善，房车消费的主要市场是退休人群，因为他们有时间、积蓄和想脱离城市喧嚣，走进大自然放松的诉求。美国的家庭房车拥有率在2005年时已经达到9%-10%，这个数字还在增长，个人购买在数量上要多于租赁，在最近的5年中，新车销售量达140多万辆，每年生产的房车30多万辆（拖挂式居多），每年新房车零售额可到90亿美元左右。在外国，房车的品牌非常多，有330余种，主要是生产四大类型房车：自行式、托挂式、半托挂式和特种用途房车。就美国来讲，房车经销商就有3000多家。与外国相比，房车对大多数中国人来说仍然是一个全新的概念，直到近几年，才进去人们的实现。目前国内的房车生产只是处于摸索阶段，少数型号才能实现批量生产，对房车的经营也处于概念阶段，市场还没有完全启动，利润回报还比较不稳定。但是房车旅游这种形式已经出现，便吸引了各个阶层人士的目光，它能够在进行休闲旅游活动的时候前所未有的满足人们在交通、住宿、饮食、娱乐等方面的便利性和经济性的要求，引领了时尚运动生活的旗帜，也必定会成为一个新的财富行业，目前，大陆地区比较成熟的制造商大致有二十余家。1.5主要研究内容1.正确进行拖挂式房车底盘的选择、主要参数数据齐备、进行拖挂式房车底盘选型分析、产生具有实践意义的选型总结；2.设计车辆的总体布置，用总布置图表达主要底盘部件的设计和重要工作装置的布置；3.对拖挂式房车底盘各个部件的详细设计，在正确计算的基础上，完成部部件设计选型，要求工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高；4.对拖挂式房车底盘关键零件工程图设计计算选型；5.完成总装配图，清楚表达设计以及拖挂式房车底盘三维模型。6.完成房车性能分析计算，以评价和分析房车设计情况。针对性能分析结构如有必要进行设计改进。2拖挂式房车底盘结构的方案设计2.1拖挂式房车底盘结构的方案通过房车底盘布置草图的绘制，可以初步确定各总成的布置关系，进而确定房车底盘各有关的(布置)尺寸参数和质量参数，以便为总成设计提供原始数据。在绘制房车底盘总布置草图时，可以参考同类车型的相关总成的外廓尺寸和质量，按房车底盘的总布置需要，进行总布置草图的绘制。初步确定主要布置尺寸和进行质量参数的计算。确定支架，连接装置的型式，以及同发动机、前轴(轮)的相互布置关系后，绘制布置总布置草图，并在此基础上布置各大总成。一般房车总布置图在满载状态下绘制，在确定各总成质心在空载状态下的离地高度时应考虑到前、后轮胎和悬架相对满载状态的垂直变形的影响；空载状态下各总成质心纵向位置相对满载状态的变化忽略不记。汽车的主要尺寸参数包括轴距、轮距、总长、总宽、总高、前悬、后悬、接近角、离去角、最小离地间隙等。这种拖挂式房车底盘结构的结构示意图如下：图2-1拖挂式房车底盘结构图2.2拖挂式房车底盘结构的组成(1)车架和底盘；(2)后簧、后桥和支架；(3)前簧、前轴和连接杆；(4)传动系；(5)锁紧机构及拉杆系统，并确定前轮转角和进行转弯直径的计算；(6)布置油箱、电瓶、消声器、贮气简、及备胎等其它总成。完成房车底盘总布置草图后，房车底盘的外廓尺寸及相关的布置尺寸参数已基本确定，然后进行质量参数的计算。计算质量参数前，要列出各大总成的质量，再定出空载和满载时各总成的质心至前轴和地面的距离，最后计算出空载和满载时的轴荷分配和质心至前轴、地面的距离。设计方案确立后，总布置设计草图初步完成的情况下，应首先对房车质量参数(包括：空载状态下的房车整备质量、轴荷分配、质心高度；满载状态下的房车最大总质量、轴荷分配以及非悬架质量等)进行估算，为房车性能计算和总成设计提供依据。各总成质量，可通过样件实测得到，亦可参照同类车型样件实测值修正得到。各总成质心位置可通过实测得到或按其几何形状和结构特点估计得到，然后在房车总布置图上确定其质心相对于前轮中心的纵向位移(一般规定在前轮中心后为正值，在前轮中心前为负值)以及空载状态下的离地高度；和满载状态下的离地高度。3拖挂式房车底盘结构的部件设计基本参数是拖挂式房车底盘结构的基本技术数据，是根据房车的用途及结构类型来确定的，它反映了房车底盘工作能力及特点，也基本上确定了房车底盘的轮廓尺寸及本体总质量等。3.1底盘支架的设计底盘支架由5400x640x209的45#板焊接而成，在底盘支架上部安装整个房车系统。图3-1基座（支架长度）=5400mm（采用长度取整切割，加工方便成本低）（支架高度）=209mm（支架不宜过高。上面安装各种部件，操作不方便，又增加了成本）（支架宽度）=640mm（从经济方面考虑足够安装部件即可，不宜太宽）由材料力学知识可知，在相同质量情况下，方管具有很好的力学性能。其材质均采用常见材质，为45，机架常见材料45，45普通碳素结构钢，又称A3钢。普通碳素结构钢-普通钢板是钢材。Q表示该材料的屈服极限，其次是235，这意味着该材料的屈服值约为235MPa。随着材料厚度的增加其屈服值降低（厚度/直径≤26mm，屈服强度为235MPa;26mm<厚度/直径≤40mm。3.2钢材料的设计支架采用钢结构。与其它结构钢框架结构相比，具有以下特点：1：可靠性高钢的生产，整个过程可以被严格控制，质量稳定，性能可靠，钢结构，接近各向同性；就其物理力学性质和材料力学性能的基本假设是一致的；钢结构的实际工作性能与理论计算结果是一致的，计算结果可靠，因此钢结构高。2：钢结构的材料强度高，重量轻，与其它材料相比，虽然钢具有较大的重力密度，但同时具有较高的强度和它的弹性模量，而且强度和重力密度比更高，那么相同的加载条件下，钢结构的横截面积很小，结构的自重小。小的钢结构的重量，便于运输和安装，可以减少地基的荷载，减少和成本的基本组成部分的基础。3：钢材具有较好的塑性和韧性钢材有较好的的塑性，钢结构不会因为超载和破裂，在一般情况下，故障通常有一个明显的变形，容易被发现，可以及时采取补救措施，避免重大事故的发生。钢结构的韧性，对动态负荷适应性的钢结构的能量吸收能力强，具有良好的抗震性能，优良的。4：制造钢结构较简便，具有较短的施工工期钢结构通常是专业制造工厂，容易实现机械化，生产力和产品质量高，质量保证，对工程结构的工业化程度是最高的结构。组件的制造完成后，运到施工现场的组装结构。组件可以方便地安装螺栓连接，有时成较大的单位，安装在地面，然后提升。施工周期短，能尽快发挥投资的经济效益的作用，由于钢结构具有连接方便的特点，因此加强，重建和搬迁。5：钢结构密封性好钢结构焊接连接可以制成的水密和常压和高压管道结构的气密性，等。6：钢材不耐锈蚀在一般环境下无腐蚀性介质，普通钢结构的除锈，然后再涂合格镀层，腐蚀不严重。由于没有腐蚀性介质环境的车库，所以钢结构本身和低维护成本。根据炼钢方法不同，可分为两类型钢梁和组合梁。设计梁，梁的刚度和强度的控制，因此双方截面设计。的拉伸弯曲和弯曲控制安全要求梁截面设计系统的车库系统的刚度和强度特别高，所以整体稳定计算。此外，梁的节点应采取措施防止钢结构，端截面扭转。在截面梁的设计，考虑强度，网络应该是既高又瘦，与总体稳定，法兰应宽而薄的，所以在荷载作用下，翼缘和腹板的波形压缩屈曲，即梁发生局部失稳。所以在负载和整体稳定性降低，这是以增加加强筋厚度的一半或一系列措施。3.3制动器设计3.3.1制动器分析制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠的停在原地或坡道上。制动系统的一般工作原理是，利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势。而制动器就是实现制动功能的主要部件。制动器主要有摩擦式、液力式和电磁式等几种。电磁式制动器虽有作用滞后性好、易于连接而且接头可靠等优点，但因成本太高，只在一部分总质量较大的商用汽车上用作车轮制动器或缓速器；液力式制动器一般只作缓速器。目前广泛应用的仍为摩擦式制动器。一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩，使后者的旋转角速度降低，同时依靠车轮与地面的附着作用，产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器都成为摩擦制动器摩擦式制动器按摩擦副结构形式的不同，可分为盘式、鼓式和带式三种。3.3.2鼓式制动器鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛用于各类汽车上。但由于结构问题使它在制动过程中散热性能差和排水性能差，容易导致制动效率下降，因此在近三十年中，在轿车领域上已经逐步退出让位给盘式制动器。但由于成本比较低，仍然在一些经济类汽车中使用。鼓式制动器除了成本比较低之外，还有一个好处，就是便于与驻车（停车）制动组合在一起，凡是后轮为鼓式制动器的汽车，其驻车制动器也组合在后轮制动器上。这是一个机械系统，它完全与车上制动液压系统是分离的：利用手操纵杆或驻车踏板拉紧钢拉索，操纵鼓式制动器的杠件扩展制动蹄，起到停车制动作用，使得汽车不会溜动；松开钢拉索，回位弹簧使制动蹄恢复原位，制动力消失。典型的鼓式制动器主要由底板、制动鼓、制动蹄、轮缸（制动分泵）、回位弹簧、定位销等零部件组成。底板安装在车轴的固定位置上，它是固定不动的，上面装有制动蹄、轮缸、回位弹簧、定位销，承受制动时的旋转扭力。每一个鼓有一对制动蹄，制动蹄上有摩擦衬片。制动鼓则是安装在轮毂上，是随车轮一起旋转的部件，它是由一定份量的铸铁做成，形状似园鼓状。当制动时，轮缸活塞推动制动蹄压迫制动鼓，制动鼓受到摩擦减速，迫使车轮停止转动。各种鼓式制动器各有利弊。就制动效能而言，在基本结构参数和轮缸工作压力相同的条件下，自增力式制动器由于对摩擦助势作用利用得最为充分而居首位，以下依次为双领蹄式、领从蹄式、双从蹄式。但蹄鼓之间的摩擦系数本身是一个不稳定的因素，随制动鼓和摩擦片的材料、温度和表面状况(如是否沾水、沾油，是否有烧结现象等)的不同可在很大范围内变化。自增力式制动器的效能对摩擦系数的依赖性最大，因而其效能的热稳定性最差。

在制动过程中，自增力式制动器制动力矩的增长在某些情况下显得过于急速。双向自增力式制动器多用于轿车后轮，原因之一是便于兼充驻车制动器。单向自增力式制动器只用于中、轻型汽车的前轮，因倒车制动时对前轮制动器效能的要求不高。双从蹄式制动器的制动效能虽然最低，但却具有最良好的效能稳定性，因而还是有少数华贵轿车为保证制动可靠性而采用。领从蹄制动器发展较早，其效能及效能稳定性均居于中游，且有结构较简单等优点，故目前仍相当广泛地用于各种汽车。所以选用领从蹄制动器。l.领蹄2.从蹄3、4.支点5.制动鼓6.制动轮缸图3-2领从蹄式制动器示意图图为领从蹄式制动器示意图，设汽车前进时制动鼓旋转方向如图中箭头所示。沿箭头方向看去，制动蹄1的支承点3在其前端，制动轮缸6所施加的促动力作用于其后端，因而该制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相同。具有这种属性的制动蹄称为领蹄。与此相反，制动蹄2的支承点4在后端，促动力加于其前端，其张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反。具有这种属性的制动蹄称为从蹄。当汽车倒驶，即制动鼓反向旋转时，蹄1变成从蹄，而蹄2则变成领蹄。这种在制动鼓正向旋转和反向旋转时，都有一个领蹄和一个从蹄的制动器即称为领从蹄式制动器。3.3.3制动器的间隙制动蹄在不工作的原始位置时，其摩擦片与制动鼓间应有合适的间隙，其设定值由汽车制造厂规定，一般在0.25～0.5mm之间。任何制动器摩擦副中的这一间隙(以下简称制动器间隙)如果过小，就不易保证彻底解除制动，造成摩擦副拖磨；过大又将使制动踏板行程太长，以致驾驶员操作不便，也会推迟制动器开始起作用的时刻。但在制动器工作过程中，摩擦片的不断磨损将导致制动器间隙逐渐增大。情况严重时，即使将制动踏板踩到下极限位置，也产生不了足够的制动力矩。因此，制动器需要对间隙进行调节，这次采用一个凸轮机构来实现这一功能。3.4鼓式制动器主要参数的确定3.4.1制动鼓内径D输入力F0一定时，制动鼓内径越大，制动力矩越大，且散热能力也越强。但增大D受轮辋内径限制。制动鼓与轮辋之间应保持足够的间隙，通常要求该间隙不小于20mm，否则不仅制动鼓散热条件太差，而且轮辋受热后可能粘住内胎或烤坏气门嘴。制动鼓应有足够的壁厚，用来保证有较大的刚度和热容量，以减小制动时的温升。制动鼓的直径小，刚度就大，并有利于保证制动鼓的加工精度。制动鼓直径与轮辋直径之比D／Dr，的范围如下：轿车：D／Dr=0.64～0.74货车：D／Dr=0.70～0.83制动鼓内径尺寸应参照专业标准QC/T309—1999《制动鼓工作直径及制动蹄片宽度尺寸系列》选取。根据汽车选用的车轮轮辋直径Dr=18in=182.54=45.72cmD=Dr（0.70～0.83）=32.00～36.58cm最后在尺寸系列中选择354mm。3.4.2摩擦衬片宽度b和包角β摩擦衬片宽度尺寸b的选取对摩擦衬片的使用寿命有影响。衬片宽度尺寸取窄些，则磨损速度快，衬片寿命短；若衬片宽度尺寸取宽些，则质量大，不易加工，并且增加了成本。制动鼓半径R确定后，衬片的摩擦面积为Ap=Rβb。制动器各蹄衬片总的摩擦面积∑Ap越大，制动时所受单位面积的正压力和能量负荷越小，从而磨损特性越好。摩擦衬片包角为：90º～130º时，磨损最小，制动鼓温度最低，且制动效能最高。β角减小虽然有利于散热，但单位压力过高将加速磨损。实际上包角两端处单位压力最小，因此过分延伸衬片的两端以加大包角，对减小单位压力的作用不大，而且将使制动不平顺，容易使制动器发生自锁。因此，包角一般不宜大于140º。设计中，取摩擦衬片包角135º。衬片宽度b较大可以减少磨损，但过大将不易保证与制动鼓全面接触。制动衬片宽度尺寸系列见QC/T309—1999。3.5鼓式制动器的设计计算3.5.1压力沿衬片长度方向的分布规律除摩擦衬片因有弹性容易变形外，制动鼓、蹄片和支承也有变形，所以计算法向压力在摩擦衬片上的分布规律比较困难。通常只考虑衬片径向变形的影响，其它零件变形的影响较小而忽略不计。如图所示，将坐标原点取在制动鼓中心O点。yI坐标轴线通过蹄片的瞬时转动中心A1点。图3-4制动器衬片受力示意图此时蹄片在张开力和摩擦力作用下，绕支承销A1转动dy角。摩擦衬片表面任意点B1沿蹄片转动的切线方向的变形就是线段B1B1’，其径向变形分量是这个线段在半径OB1延长线上的投影，即为B1C1线段。由于dy很小，可认为∠=90º，故所求摩擦衬片的变形应为(3—1)考虑到OAl～OB1=R,那么分析等腰三角形AlOB1则有AlB1/sinɑ=Rsinγ，所以表面的径向变形和压力为(3—2)(3—3)综上所述可知，新蹄片压力沿摩擦衬片长度的分布符合正弦曲线规律，可用上式计算。沿摩擦衬片长度方向压力分布的不均匀程度，可用不均匀系数△评价(3—4)式中，pf为在同一制动力矩作用下，假想压力分布均匀时的平均压力；pmax为压力分布不均匀时蹄片上的最大压力。3.3.2计算蹄片上的制动力矩[1]计算鼓式制动器制动器，必须查明蹄压紧到制功鼓上的力与产生制动力矩之间的关系。为计算有一个自由度的蹄片上的力矩，在摩擦衬片表面取一横向微元面积，如图8—9所示。它位于ɑ角内，面积为bRdɑ，其中b为摩擦衬片宽度。由鼓作用在微元面积上的法向力为(3—5)同时，摩擦力fdF1产生的制动力矩为(f为摩擦因数，计算时取0.3)(3—6)从ɑ’到ɑ’’区段积分上式得到(3—7)(3—8)从式(3—7)和式(3—8)能计算出不均匀系数(3—9)从式(3—7)和式(3—8)能计算出制动力矩与压力之间的关系。但是，实际计算时还必须建立制动力矩与张开力F0的关系。紧蹄产生的制动力矩Mut1用下式表达(3—10)式中，F1为紧蹄的法向合力；R1为摩擦力fF1的作用半径(图3—6)。图3-5计算制动力矩简图图3-6计算张开力简图如果已知蹄的几何参数(图3—6中的hac等)和法向压力的大小，便能用式(3—7)计算出蹄的制动力矩。为计算随张开力F01而变的力F0，列出蹄上的力平衡方程式(3—11)式中，δ1为хl轴和力F1的作用线之间的夹角；F’х为支承反力在хl轴上的投影。解联立方程式(3—11)得到(3—12)(3—13)对于松蹄也能用类似的方程式表示，即(3—14)为计算δl、δ2、及Rl、R2值，必须求出法向力F及其分量，沿着相应的轴线作用有dFx和dFy力，它们的合力为dF(图3—5)。有(3—14)(3—15)所以(3—16)根据式(3—7)和式(3—10)并考虑到(3—17)如果顺着制动鼓旋转的蹄片和逆着制动鼓旋转的蹄片的和角度不同，很显然两块蹄片的δ和值也不同。制动器有两块蹄片，鼓上的制动力矩等于它们的摩擦力矩之和，即=+=+(3—18)用液力驱动时，F01=F02。所需的张开力为=/(+)(3—19)用凸轮张开机构的张开力，可由前述作用在蹄上的力矩平衡条件得到的方程式求出=0.5/=0.5/(3—20)计算鼓式制动器，必须检查蹄有无自锁的可能。由式(3—13)得出自锁条件。当式(3—13)中的分母等于零时，蹄自锁，即(3—21)如果 <就不会自锁。由方程式(3—7)和式(8—13)可计算出领蹄表面的最大压力为(3—22)3.6衬片的设计图3-7衬片简图摩擦衬片(衬块)的磨损受温度、摩擦力、滑磨速度、制动鼓(制动盘)的材质及加工情况，以及衬片(衬块)本身材质等许多因素的影响，因此在理论上计算磨损性能极为困难。但试验表明，影响磨损的最重要的因素还是摩擦表面的温度和摩擦力。从能量的观点来说，汽车制动过程即是将汽车的机械能(动能和势能)的一部分转变为热量而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎承担了汽车全部动能耗散的任务。此时，由于制动时间很短，实际上热量还来不及逸散到大气中，而被制动器所吸收，致使制动器温度升高。这就是所谓制动器的能量负荷。能量负荷越大，则衬片(衬块)磨损将越严重。对于盘式制动器的衬块，其单位面积上的能量负荷比鼓式制动器的衬片大许多倍，所以制动盘的表面温度比制动鼓的高。各种汽车的总质量及其制动衬片(衬块)的摩擦面积各不相同，因而有必要用一种相对的量作为评价能量负荷的指标。目前，各国常用的指标是比能量耗散率，即每单位衬片(衬块)摩擦面积的每单位时间耗散的能量。通常所用的计量单位为W／mm2。比能量耗散率有时也称为单位功负荷，或简称能量负荷。双轴汽车的单个前轮及后轮制动器的比能量耗散率分别为：(3—23)(3—24)(3—25)式中，ma为汽车总质量(t)；δ为汽车回转质量换算系数；v1,v2为制动初速度和终速度(m／s)；j为制动减速度(m／s2)；t为制动时间(s)；A1、A2为前、后制动器衬片(衬块)的摩擦面积(mm2)；β为制动力分配系数。在紧急制动到停车的情况下，v2=0，并可认为δ=1，故(3—26)(3—27)据有关文献推荐，鼓式制动器的比能量耗散率以不大于1．8W／mm2为宜，计算时取减速度j=0．6g。制动初速度：轿车用100km／h(27．8m／s)；总质量3．5t以下的货车用80km／h(22.2m／s)；总质量3.5t以上的货车用65km／h(18m／s)。另一个磨损特性指标是每单位衬片(衬块)摩擦面积的制动器摩擦力，称为比摩擦力。比摩擦力越大，则磨损将越严重。单个车轮制动器的比摩擦力为:(3—28)式中，Mu为单个制动器的制动力矩；R为制动鼓半径(衬块平均半径Rm或有效半径Re)；A为单个制动的衬片(衬块)摩擦面积。在j=0.6g时，鼓式制动器的比摩擦力f0以不大于0．48N／mm2为宜。与之相应的衬片与制动鼓之间的平均单位压力户p0=f0/f=1.37～1.60N／mm2设摩擦因数f：0.3～0.35。这比过去一些文献中所推荐的pm许用值2～2．5N／mm2要小，因为磨损问题现在已较过去受到更大程度的重视。3.7连接架的设计3.7.1连接架的尺寸mpnmpn（1）连接架尺寸p（连接架宽）=取整=55mmn（连接架长）=145mmm（连接架厚度）=1341mm方孔尺寸O（孔长）=水平位移长度+活动间隙=49mm+2m=51mm3.8固定板的设计固定板尺寸q1p1q1p1twttwtt（固定板厚）=72mmp1（固定板长）=固定板水平位移长度+活动间隙+ 厚*2=64mm+1mm+5mm*2=75mmq1（固定板宽）=承载长+活动间隙+厚*2=38mm+2mm+5mm*2=50mmw（两边之间的距离）=125m3.9锁紧装置的设计锁紧装置尺寸：tq1rp1rttq1rp1rtt（锁紧装置长）=142mmp1（锁紧装置高）=锁紧装置水平位移长度+活动间隙+厚*2=33mm+2mm+5mm*2=45mmq1（锁紧装置宽）=承载长+活动间隙+厚*2=123mm+1mm+5mm*2=134mmr（锁紧装置内部孔宽）=12mm3.10弹簧的设计弹簧尺寸：D（线径）=8mmD1（小外径）=20mmD2（大外径）=40mmN（有效圈数）=2Th0（自由高度）=165mmh1（荷重高）=80mm（经计算[]，弹簧能承载的最大压力[]F1：2541.3N）弹簧材料：弹簧钢SUP型。当房车底盘在运转时能承载的最大压力为254.1Kg，满足所需设计需求。即该款弹簧的行程为120mm，选取弹簧，因为房车底盘对力度要求比较大，所选弹簧很多为弹簧钢SUP型。3.11拖挂式房车底盘结构的三维装配在三维造型软件里面，一般情况，对于装配组件有两种方式。一种是首先全部设计好了装配中的组件，然后将组建添加到装配中，在工程应用中将这种装配形式称为自底向上的装配。另一种是需要根据实际情况才能判断装配的大小和形状，因此首先需要创建一个新组件，然后在该组件中建立几何对象或将原有的几何对象添加到新建的组件中，这种装配方式称为自顶向下的装配。装配模块可以快速将组合零件组成产品，还可以在装配的上下文范围内建立新的零件模型，并产生明细列表。而且在装配中，可以参照其他组件进行组装配对设计，并可对装配模型进行间隙分析、重量质量管理等操作。装配模型生成后，可建立爆炸视图，并可将其引入到

工程图中。在三维造型软件里面，配合主要有重合、平行、垂直、相切、同轴心、锁定、及距离、角度等配合功能，根据具体的配合要求选取不同的配合来完成机器的装配，使之成为一个装配体。装配的界面如下图所示。图3-5装配界面示意图根据该拖挂式房车底盘结构机构型方案，其装配主要是各个零部件的配合，及面与面的重合，因此只需用到同轴心配合及重合两种装配方式。下面将以装配配合进行介绍。首先在三维造型软件里面建立装配体组装界面。打开装配体文件夹，具体操作过程如下：点击新建，里面有文件夹形式的选取，包括零件及按钮，选取装配体文件，打开装配体界面。各个部件之间的组装用到的命令有同心、重合、距离命令。运用三维造型渲染功能，渲染效果图如下图所示。图3-8拖挂式房车底盘结构三维渲染效果图4拖挂式房车底盘结构结构的设计与校核4.1主轴的计算及校核为保证轴的正常运行，应检查一般机器轴的强度，以防止由于轴的强度不足而导致其断；对于具有所需刚度的轴，必须检查刚度以防止轴过大。对于高速轴，必须执行振动稳定性计算以防止轴共振。在设计轴时，除了根据上述设计标准进行设计计算或验证计算之外，轴必须满足结构设计中轴部件的安装，固定和制造工艺要求，并且每个部件的形状必须合理确定结构尺寸。4.1.1轴的结构设计在进行轴的结构设计时，一般应已知：轴的转速、传递功率、传动布置方案、回转件的主要尺寸等。轴的结构设计包括确定轴的合理形状和每个部件的结构尺寸，以便轴的每个部分的直径和长度必须满足承载能力的要求，必须符合标准件和标准尺寸，并且也符合这些部件。轴的安装、固定、调整和处理的原则。轴的机构设计灵活多变，没有一成不变的规律，只能具体问题具体分析。轴和轴上零件的结构、工艺、轴上零件的布置等对轴的疲劳强度及刚度有很大的影响，改进这些方面能提高轴的承载能力。轴的尺寸如能减小，整个机器的质量也会随之降低。1.改善轴的受载状况2.减少应力集中3.改善轴的表面品质转轴是拖挂式房车底盘中的重要零件之一。传输动力零件在做回转运动时，都必须安装在轴上才可以进行运动和传递动力[17]。所以转轴的作用是支承回转零件又传递动力。4.1.2主轴组件的性能要求1．旋转精度2．静刚度 N/m3．抗振性4．温升和热变形5．精度保持性。6.主轴前端面做成短圆锥面。7．主轴的技术要求莫氏锥孔对轴径得径向圆跳动得：A处0.005mm，B处0.010mm。4.1.3主轴参考数据的规定1．主轴前轴径直径D1的规定按照主电动机功率P=2.4kW，得D=240mm，后径D2=1.6D=1.6×240=192(mm)2．主轴内孔直径d的确定3．主轴悬伸量a的规定主轴悬伸量a=440mm（毫米）。4．主轴最佳跨距离L的选定4.2轴承的选择计算轴上的轴承主要承受了轴向力，径向力几乎被抵消完，所以只用轴向力进行校核，由《机械设计》：查《机械设计》得载荷系数；轴向力主要是轴上零件的重力，估算重力约为2000N，则：查《机械设计》得：校核轴上端所装深沟球轴承：深沟球轴承动载荷。当量动载荷P=3200N。由《机械设计》查得推荐的轴承预期寿命。计算：所以深沟球轴承寿命足够。校核轴下端所装双列角接触的球轴承：对于角接触球轴承，基本额定当量动载荷，当量动载荷P=3200N，计算：所以双列角接触球轴承寿命足够。小齿轮轴承参数由《机械设计手册》查得：型号：33006单列圆锥滚子轴承（GB/T297-1994）径向当量动载荷：；径向当量静载荷：；计算系数：；由《机械设计》得：b.计算轴承的受力径向力(2)轴向外载荷附加轴向力S(4)实际轴向力因为所以c.计算当量动载荷，取动载荷系数对于轴承A：所以X=0.4，Y=2.1则对于轴承B：所以X=1，Y=0则d.计算轴承寿命其中：计算：故选用33006轴承寿命足够。4.3键校核4.3.1联轴器与轴的键连接此处选用圆头普通平键：（GB1095-79）联轴器与轴配合的毂孔长度84mm，由《机械设计》查得参考键的长度系列选取键长L=70mm。已知此处轴径：d=42mm，键与轮毂槽的接触高度：K=0.5h=0.58=4mm键的工作长度：轴的扭矩：又：键、轴和联轴器的材料均为钢，查《机械设计》许用挤压应力，取其中间值据式（6-1）进行校核：所以此键连接强度足够。结论大学短暂时期在这里匆匆要走向末端，然这对我的仅仅是人生其中的一个里程碑，新的旅途已然在前方向我挥手。大学期间的学识历程都有着老师长辈、朋友以及亲人的鼓励，旅途虽然艰辛但也会收货许多许多，于论文即将划上一个完美的句号时，又开始对这完美犹豫，此时五味陈杂。我会仰慕许多名人，但是我却急迫想要把我心中无限仰慕送给一个普普通通的人，那就是我的师长。我也许在你眼中并不出类拔萃，但是你在我心中却又重要的地位。您教学负责，您的思想和博学都无