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長(zhǎng)春理工大學(xué)光電信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 盤(pán)式重型飛機(jī)牽引車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Disk Shaped Heavy Duty Aircraft Tug 專 業(yè)：機(jī)械電子工程 班 級(jí)： 姓 名： 指導(dǎo)老師： 2009年06月 目錄 第一章 緒言 - 1 - 1.1 飛機(jī)牽引車(chē)的概述 - 1 - 1.2 飛機(jī)牽引車(chē)的發(fā)展及現(xiàn)狀 - 1 - 1.3 新型無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)及生產(chǎn)廠家的競(jìng)爭(zhēng) - 2 - 1.4 飛機(jī)牽引車(chē)在我國(guó)的需求狀況 - 2 - 第二章 飛機(jī)牽引車(chē)的結(jié)構(gòu) - 3 - 第三章 盤(pán)式重型飛機(jī)牽引車(chē)的特點(diǎn) - 4 - 1.6.1 牽引效率高 - 4 - 1.6.2 轉(zhuǎn)向靈活 - 5 - 1.6.3 動(dòng)力特性好,起步平穩(wěn),牽引力大 - 5 - 1.6.4 操縱方便安全 - 5 - 1.6.5 便于大功率布局 - 5 - 1.6.6 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易,成本較低 - 5 - 第四章 電力機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) - 6 - 4.1．電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)單元 - 6 - 4.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇 - 6 - 4.1.2減速器的選擇 - 6 - 4.2．同步轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的電機(jī)選擇 - 7 - 第五章 車(chē)體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) - 7 - 5.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的概述 - 7 - 5.2 第一級(jí)蝸桿副（高速級(jí)） - 8 - 5.1.1 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 - 9 - 5.2．第二蝸桿傳動(dòng)副（低速級(jí)） - 11 - 5.2.1 初步估算傳動(dòng)中心距 - 11 - 5.2.2 確定主要的幾何尺寸 - 11 - 5.2.3 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 - 12 - 5.2.4 齒根強(qiáng)度校核 - 13 - 5.3．聯(lián)軸器的選擇 - 15 - 5.4．結(jié)構(gòu)評(píng)述 - 15 - 第六章 電動(dòng)輪單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 - 15 - 6.1 立軸的強(qiáng)度校核 - 16 - 6.1.1 判斷危險(xiǎn)截面 - 17 - 6.1.2 截面一上的應(yīng)力 - 18 - 6.1.3 應(yīng)力集中系數(shù) - 18 - 6.1.4 安全系數(shù) - 18 - 6.2 制動(dòng)器的設(shè)計(jì) - 19 - 結(jié) 論 - 21 - 參考文獻(xiàn) - 21 - 長(zhǎng)春理工大學(xué)光電信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 緒言 1.1 飛機(jī)牽引車(chē)的概述 飛機(jī)牽引車(chē)，是指主要用來(lái)移動(dòng)飛機(jī)的特種車(chē)輛，根據(jù)與飛機(jī)之間的不同作用關(guān)系，可分為無(wú)桿牽引車(chē)和傳統(tǒng)牽引車(chē)(或稱有桿牽引車(chē))兩類(lèi)。無(wú)桿牽引車(chē)是相對(duì)傳統(tǒng)牽引車(chē)而言，其區(qū)別就在于二者與飛機(jī)之間的相互關(guān)系——交互界面的不同。由于交互界面的變化，使得牽引車(chē)對(duì)飛機(jī)的作用方式發(fā)生改變。無(wú)桿牽引車(chē)取消了與飛機(jī)相連接的中間環(huán)節(jié)——牽引桿，利用本身具有的特殊裝置直接與飛機(jī)起落架上的機(jī)輪相作用，導(dǎo)致?tīng)恳?chē)的特性發(fā)生了變化，具有車(chē)輛與飛機(jī)附件的雙重屬性。無(wú)桿牽引車(chē)不與飛機(jī)連接時(shí)，作為一獨(dú)立的車(chē)輛，具有牽引車(chē)輛的一切特征;與飛機(jī)聯(lián)接后，則變?yōu)轱w機(jī)的一個(gè)附屬部分，應(yīng)具有飛機(jī)附件的特性。 傳統(tǒng)飛機(jī)牽引車(chē)與飛機(jī)相連接是通過(guò)牽引桿來(lái)實(shí)現(xiàn)的，牽引桿獨(dú)立于飛機(jī)和飛機(jī)牽引車(chē)，牽引車(chē)與飛機(jī)連接過(guò)程中，必須有一專人負(fù)責(zé)牽引桿的掛接作業(yè)；而無(wú)桿牽引車(chē)是將牽引桿及負(fù)責(zé)牽引桿掛接的人的作用集成到牽引車(chē)的一個(gè)特殊裝置——聯(lián)機(jī)裝置上。根據(jù)聯(lián)機(jī)裝置的存在與否，便可確定該牽引車(chē)的類(lèi)別，帶有上述特殊裝置的飛機(jī)牽引車(chē)即為無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)。無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)的主要結(jié)構(gòu)類(lèi)型聯(lián)機(jī)裝置是無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)的核心部分，因結(jié)構(gòu)不同可分為驅(qū)動(dòng)型和馱負(fù)型。 1.2 飛機(jī)牽引車(chē)的發(fā)展及現(xiàn)狀 大型無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)圍繞A380飛機(jī)在提高技術(shù)、增加品種的同時(shí)，中小型無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)也在發(fā)展，其主要表現(xiàn)在電動(dòng)牽引車(chē)工作動(dòng)力的增加、聯(lián)機(jī)裝置性能的提高及牽引車(chē)結(jié)構(gòu)的小型化。 以電作為動(dòng)力的中小型無(wú)桿牽引車(chē)出現(xiàn)新的變化，具體表現(xiàn)在電動(dòng)牽引車(chē)向高功率方向發(fā)展。這不僅體現(xiàn)在一直以電動(dòng)無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)為主導(dǎo)產(chǎn)品Lektro公司的牽引車(chē)上，也表現(xiàn)在那些主營(yíng)常規(guī)動(dòng)力牽引車(chē)的公司的產(chǎn)品上。早期的步行式飛機(jī)牽引車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率僅為7.5 kW，而目前的新型電動(dòng)無(wú)桿牽引車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率已達(dá)20 kW。中小型無(wú)桿牽引車(chē)在結(jié)構(gòu)上也有了一定的進(jìn)展，主要表現(xiàn)在夾持裝置上。重點(diǎn)解決對(duì)接方便，增加夾持裝置對(duì)飛機(jī)起落架的友善程度，提高對(duì)多種機(jī)型的適應(yīng)性和牽引飛機(jī)的安全性問(wèn)題。如TBL-25型無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)，其夾持裝置在保證實(shí)現(xiàn)以往TBL系列牽引車(chē)夾持裝置的功能外，還能水平旋轉(zhuǎn)一定的角度，以確保前起落架的安全性及對(duì)接的方便性。無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)要盡量降低車(chē)身高度，最新款式的小型無(wú)桿牽引車(chē)RAM(Multi Aircraft Matrix System)充分體現(xiàn)了這一思想。改變了常規(guī)牽引器、牽引車(chē)的操作方式，取消了牽引車(chē)的操作臺(tái)或牽引器的操縱桿，利用線控或遙控方式實(shí)現(xiàn)各種作業(yè)，使得整車(chē)結(jié)構(gòu)緊湊、車(chē)身低矮，整車(chē)高度不超過(guò)400 mm，極大地提高了適用性，可用 于多種小型飛機(jī)和直升機(jī)。 飛機(jī)牽引車(chē)是一種服務(wù)性產(chǎn)品，它的存在和發(fā)展與飛機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展緊密相關(guān)。每出現(xiàn)一種新的飛機(jī)機(jī)型，就為牽引車(chē)產(chǎn)品的發(fā)展創(chuàng)造一次契機(jī)。2005年空中客車(chē)公司A380的面世，又為飛機(jī)牽引車(chē)生產(chǎn)廠家提供了新的發(fā)展機(jī)遇，因此，全球有實(shí)力的生產(chǎn)企業(yè)都在積極迎接新的挑戰(zhàn)。TLD公司捷足先登，2004年就將為A380研制生產(chǎn)的2輛TPX-500S無(wú)桿式飛機(jī)牽引車(chē)運(yùn)抵空客在法國(guó)Toulouse的裝配廠，在2005年1月18日舉行的有法、英、德、西班牙等國(guó)的首腦出席的A380揭幕典禮上初顯身手。GHH公司也在自己原有的AM500型無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)的基礎(chǔ)上研制出X L版的A M 5 0 0，即AM500-XL來(lái)滿足從事?tīng)恳鼳380作業(yè)的需要。Goldhofer公司最新推出了AST-1X系列無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)，其行走裝置為6輪結(jié)構(gòu)以提高驅(qū)動(dòng)和承載能力，2005年6月已有2輛飛機(jī)牽引車(chē)運(yùn)到空客公司位于Hamhurg的一個(gè)相關(guān)部門(mén)。Douglas公司為了搶占市場(chǎng)，2005年開(kāi)始將TBL-600型無(wú)桿牽引車(chē)作為T(mén)BL-400的加大型，首先用于商業(yè)航線。為了適應(yīng)A380的使用需要，在結(jié)構(gòu)尺寸上TBL-600比TBL-400加寬400 mm，加長(zhǎng)600 mm。在歐洲這些公司加緊備戰(zhàn)A380的同時(shí)，美國(guó)的FMC公司也準(zhǔn)備好了自己的殺手锏——Expediter 600型無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)。 1.3 新型無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)及生產(chǎn)廠家的競(jìng)爭(zhēng) 飛機(jī)牽引車(chē)是一種服務(wù)性產(chǎn)品，它的存在和發(fā)展與飛機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展緊密相關(guān)。每出現(xiàn)一種新的飛機(jī)機(jī)型，就為牽引車(chē)產(chǎn)品的發(fā)展創(chuàng)造一次契機(jī)。2005年空中客車(chē)公司A380的面世，又為飛機(jī)牽引車(chē)生產(chǎn)廠家提供了新的發(fā)展機(jī)遇，因此，全球有實(shí)力的生產(chǎn)企業(yè)都在積極迎接新的挑戰(zhàn)。TLD公司捷足先登，2004年就將為A380研制生產(chǎn)的2輛TPX-500S無(wú)桿式飛機(jī)牽引車(chē)運(yùn)抵空客在法國(guó)Toulouse的裝配廠，在2005年1月18日舉行的有法、英、德、西班牙等國(guó)的首腦出席的A380揭幕典禮上初顯身手。GHH公司也在自己原有的AM500型無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)的基礎(chǔ)上研制出X L版的A M 5 0 0，即AM500-XL來(lái)滿足從事?tīng)恳鼳380作業(yè)的需要。Goldhofer公司最新推出了AST-1X系列無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)，其行走裝置為6輪結(jié)構(gòu)以提高驅(qū)動(dòng)和承載能力，2005年6月已有2輛飛機(jī)牽引車(chē)運(yùn)到空客公司位于Hamhurg的一個(gè)相關(guān)部門(mén)。Douglas公司為了搶占市場(chǎng)，2005年開(kāi)始將TBL-600型無(wú)桿牽引車(chē)作為T(mén)BL-400的加大型，首先用于商業(yè)航線。為了適應(yīng)A380的使用需要，在結(jié)構(gòu)尺寸上TBL-600比TBL-400加寬400 mm，加長(zhǎng)600 mm。在歐洲這些公司加緊備戰(zhàn)A380的同時(shí)，美國(guó)的FMC公司也準(zhǔn)備好了自己的殺手锏——Expediter 600型無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)。 1.4 飛機(jī)牽引車(chē)在我國(guó)的需求狀況 隨著我國(guó)航空業(yè)的發(fā)展，機(jī)場(chǎng)地面設(shè)備的市場(chǎng)越來(lái)越大，國(guó)際上幾個(gè)較大的飛機(jī)牽引車(chē)企業(yè)都在競(jìng)爭(zhēng)中國(guó)的市場(chǎng)；而由于飛機(jī)牽引車(chē)在我國(guó)研制生產(chǎn)的歷史較短，生產(chǎn)能力比較薄弱，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的品種、作業(yè)能力還很難完全滿足需求，民用機(jī)場(chǎng)用的牽引車(chē)還不得不主要依靠進(jìn)口。近些年，無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)使用量逐漸增加，國(guó)外生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品在我國(guó)的一些機(jī)場(chǎng)大量使用，如Douglas公司的TBL-180、Goldhofer公司的AST-3用在北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)，F(xiàn)MC公司的Expditer300用在廣州白云機(jī)場(chǎng)等。我國(guó)目前只有北京、山東的少數(shù)幾家企業(yè)生產(chǎn)飛機(jī)牽引車(chē)。產(chǎn)品主要用于中小型飛機(jī)，國(guó)產(chǎn)傳統(tǒng)型牽引車(chē)牽引力在200 kN以上的車(chē)型很少，無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)產(chǎn)品都集中在牽引力在80 kN以下的檔次。國(guó)產(chǎn)無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)雖然起步較晚，但近幾年發(fā)展迅速，目前國(guó)產(chǎn)無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)從大到小已逐漸形成系列，產(chǎn)品可以覆蓋現(xiàn)役的120 t以下的大部分飛機(jī)機(jī)型。液壓驅(qū)動(dòng)、雙向駕駛及適應(yīng)多機(jī)型是這類(lèi)牽引車(chē)的共同特點(diǎn)，內(nèi)燃機(jī)是其主要?jiǎng)恿υ?。其他?dòng)力形式的無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)也在研制之中，近期已出現(xiàn)了電動(dòng)無(wú)桿牽引車(chē)產(chǎn)品。雖然國(guó)產(chǎn)無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)的覆蓋范圍、作業(yè)能力等方面與國(guó)外產(chǎn)品還有一定的差距，但在結(jié)構(gòu)性能上的差距逐漸在減小，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的某些結(jié)構(gòu)、性能已達(dá)到甚至超過(guò)國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平。 根據(jù)中外各方的預(yù)測(cè)，到2020年，我國(guó)至少需要增加1 500架大型飛機(jī)，采購(gòu)這些飛機(jī)需要花費(fèi)1 000億美元。2006年1月召開(kāi)的全國(guó)科學(xué)技術(shù)大會(huì)上，溫家寶總理在講到國(guó)家中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃時(shí)，談到了關(guān)于大型飛機(jī)問(wèn)題，并陳述了這組數(shù)據(jù)。日前，由原航空工業(yè)部飛機(jī)局局長(zhǎng)胡溪濤提供的數(shù)據(jù)顯示，今后15年中國(guó)對(duì)大型飛機(jī)的需求結(jié)構(gòu)為：100座276架，150座802架，200座338架，300座250架，400座以上77架，合計(jì)1 743架。所謂大型飛機(jī)一般指起飛總質(zhì)量超過(guò)100 t的運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)，包括軍用和民用大型運(yùn)輸機(jī)，也包括150座以上的干線客機(jī)。所以研究飛機(jī)牽引有著重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 第二章 飛機(jī)牽引車(chē)的結(jié)構(gòu) 本文所述盤(pán)式牽引車(chē)的結(jié)構(gòu)如圖1所示： （圖 1） 其外觀為沒(méi)有方向性的圓盤(pán)形，8個(gè)車(chē)輪均勻地分布在圓周上．獨(dú)立懸掛，由電力驅(qū)動(dòng)，各輪均配有單獨(dú)的電機(jī)5直接與車(chē)輪6相連，構(gòu)成幾組獨(dú)立的電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)單元4。電動(dòng)輪通過(guò)立軸安裝在各自的輪架3上。輪架又通過(guò)鉸鏈l2安裝到多邊形的中心機(jī)艙2上，其間裝有減振彈簧11。機(jī)艙內(nèi)設(shè)動(dòng)力電池組和發(fā)電機(jī)。機(jī)艙上方是駕駛艙1。每個(gè)電動(dòng)輪都由裝在立軸上方的蝸輪7帶動(dòng)， 可繞各自的立軸轉(zhuǎn)動(dòng)。所有電動(dòng)輪的蝸輪全都通過(guò)蝸桿8連鎖在一起， 同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)體轉(zhuǎn)向。另有一個(gè)同樣的蝸輪9裝在駕駛艙的立軸上，使駕駛艙也能與各電動(dòng)輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，并保證駕駛艙韻方向始終能與車(chē)體行進(jìn)方向一致。 駕駛艙的立軸是中空的，電氣控制線從中通過(guò)。立軸的外圍是軸承套環(huán)，牽引鉤就從這里引出。根據(jù)上述原理結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)的驗(yàn)證車(chē)直徑8.8米， 車(chē)高1.4米(不含駕駛艙)， 重約4o噸。使用由110伏4000AH 電池組和2臺(tái)300KW 柴油發(fā)電機(jī)組組成的混合動(dòng)力。設(shè)計(jì)車(chē)速5kM／h，最大牽引力250kN。 （圖 2） 第三章 盤(pán)式重型飛機(jī)牽引車(chē)的特點(diǎn) 相對(duì)于現(xiàn)有各種牽引車(chē),盤(pán)式牽引車(chē)具有如下優(yōu)點(diǎn): 1.6.1 牽引效率高 由于采用全輪主動(dòng)和全輪轉(zhuǎn)向,因而能夠做到牽引方向與車(chē)體的行進(jìn)方向始終保持一致。這在轉(zhuǎn)彎和推動(dòng)飛機(jī)時(shí)對(duì)提高牽引效率和牽引安全是非常重要的。而按汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的牽引車(chē)是做不到這一點(diǎn)的。 1.6.2 轉(zhuǎn)向靈活 由于采用了全輪立軸轉(zhuǎn)向,因此,能夠做到使車(chē)體在靜態(tài)下就地轉(zhuǎn)彎,轉(zhuǎn)彎半徑為零。在行駛中更能做到全方位360°度任意轉(zhuǎn)向。采用立軸轉(zhuǎn)向,普通車(chē)上必須考慮的主銷(xiāo)后傾、外傾、前束等問(wèn)題均不存在,卻能自然保持行駛穩(wěn)定和轉(zhuǎn)向的靈活輕便。盤(pán)式飛機(jī)牽引車(chē)的這種特點(diǎn)在規(guī)模比較小的機(jī)場(chǎng)尤為適合，這和我國(guó)的基本國(guó)情相一致，大部分城市的機(jī)場(chǎng)并不是十分的大，所以需要這種轉(zhuǎn)向靈活的飛機(jī)牽引車(chē)，在中國(guó)的應(yīng)用前景什么廣闊。 1.6.3 動(dòng)力特性好,起步平穩(wěn),牽引力大 這主要是由于采用電力驅(qū)動(dòng)的緣故。除了電池組,本機(jī)還裝有柴油發(fā)電機(jī)?？蛰d時(shí)發(fā)電機(jī)給電池組充電,工作時(shí)由發(fā)電機(jī)與電池共同向各輪電機(jī)供電。兩者配合使用,可減少電池的配置量,發(fā)電機(jī)的容量也可以小些。同時(shí),這樣配置可使本牽引車(chē)兼做大功率電源車(chē)使用,進(jìn)一步提高其使用效率。這種組合的動(dòng)力源可以將節(jié)能性能發(fā)揮到極致，達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目的。 1.6.4 操縱方便安全 由于采用電力驅(qū)動(dòng),本車(chē)很容易實(shí)現(xiàn)全電力操作,不但輕便省力,而且操縱性能良好。又由于駕駛艙位于車(chē)身中心頂部,視野360°,方向總是自動(dòng)保持與牽引方向一致,因此可保證司機(jī)在任何情況下都能看清包括牽引點(diǎn)在內(nèi)的所有位置,無(wú)須地面指揮即可自主操作,提高了牽引時(shí)的安全性,有效地避免了刮碰事故的發(fā)生。另外采用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，可以有效的減少噪聲染污，使駕駛?cè)藛T感覺(jué)安全舒適。 1.6.5 便于大功率布局 對(duì)于牽引力在250 kW以上的重型牽引車(chē),配置功率需1000 kW,.動(dòng)系統(tǒng)很難再按汽車(chē)結(jié)構(gòu)布局,各輪動(dòng)力分配和變速器、離合器和差速器的設(shè)計(jì)以及牽引車(chē)的駕駛也都將發(fā)生困難。而采用盤(pán)式布局,再輔以電力驅(qū)動(dòng),這些問(wèn)題就能夠得到解決。除了大功率牽引車(chē),小功率下也可以采用圓盤(pán)式布局。 1.6.6 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易,成本較低 除了圓盤(pán)形的車(chē)體骨架之外,該車(chē)主要部分就是數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)單元,很容易做到按標(biāo)準(zhǔn)化批量生產(chǎn)。由于具有互換性,拆裝和維修都很方便。在比較小型的機(jī)場(chǎng)，這種特點(diǎn)顯得尤為重要，維護(hù)的成本極低。 第三章 電力機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1．電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)單元 4.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇 按車(chē)速5kM/h ，最大牽引力250kN設(shè)計(jì)； 牽引車(chē)的輸出功率：P =FV=250kN5kM/h=347.2kW 電動(dòng)機(jī)輸出的總功率：P=kP／η=1.2×347.2kW/0.94=443.2kW 每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元用2個(gè)電機(jī)，一是為了減小每個(gè)電動(dòng)機(jī)的功率，二是這樣裝配采取對(duì)稱布置方式，使驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理。即整個(gè)機(jī)車(chē)電動(dòng)輪部分共使用16個(gè)電動(dòng)機(jī)。則每個(gè)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為。按《新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選擇小型直流電動(dòng)機(jī)， 型 號(hào) Z3-73， 額定轉(zhuǎn)速 n額=1500r/min 額定功率 p額=30kW 額定電流 I額=212A(V額=220V) 4.1.2減速器的選擇 由于擺線針輪減速器有如下優(yōu)點(diǎn) (1)傳動(dòng)比范圍大。單級(jí)傳動(dòng)9—87。 (2)體積小，重量輕。用他代替兩級(jí)普通圓柱齒輪減速器，體積可減少1/2—2/3；重量約減輕1/3—1/2。 (3)效率高。一般效率0.9—0.94，最高可達(dá)0.97。 (4)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，過(guò)載能力大。 (5)工作可靠，壽命長(zhǎng)。其壽命較普通齒輪減速器可提高2—3倍，所以，在設(shè)計(jì)中我們采用了這種減速器。一來(lái)使機(jī)車(chē)的體積盡可能小，二來(lái)提高了機(jī)車(chē)的實(shí)用性能。 根據(jù)表25.1—60選取工作情況系數(shù)KA=1.0；i=43選取單級(jí)擺線減速器，取 =0.94 ==29.5(kW) 按表25.1—36選取BXWD30—9—43，輸出軸功率=30kw. 減速器輸入軸轉(zhuǎn)速 =1500r/min 輸出轉(zhuǎn)速 =35r/min 車(chē)輪的輪徑為d===760mm 4.2．同步轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的電機(jī)選擇 電動(dòng)機(jī)的輸出功率主要損耗在克服地面摩擦轉(zhuǎn)矩，渦輪—蝸桿傳動(dòng)副中。每個(gè)輪胎與地面之間的摩擦力為： f=N==9.8kgm/=7.45N 按輪胎與地面接觸部分的最大中心距50mm為設(shè)計(jì)，則輪胎與地面之間的摩擦力矩為：T=Fr=7.450.05Nm=17.98kW 把聯(lián)軸器及花鍵軸傳動(dòng)效率看作1，則蝸桿軸的輸入轉(zhuǎn)矩為： T==Nm=17.98kW 則需輸入功率為：p=T=17.98=2.8kW 則整個(gè)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)所需總功率為：=k8p=1.282.8kw=26.9kW 按《新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選擇小型直流電動(dòng)機(jī)，型號(hào)Z3—73； 額定轉(zhuǎn)速=1500r/min 額定功率=30kw 額定電流=212A ( =220V ) 第五章 車(chē)體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的概述 動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)是利用外部動(dòng)力協(xié)助司機(jī)輕便操作轉(zhuǎn)向盤(pán)的裝置。隨著最近汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)馬力的增大和扁平輪胎的普遍使用，使車(chē)重和轉(zhuǎn)向阻力都加大了，因此動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)越來(lái)越普及。值得注意的是，轉(zhuǎn)向助力不應(yīng)是不變的，因?yàn)樵诟咚傩旭倳r(shí)，輪胎的橫向阻力小，轉(zhuǎn)向盤(pán)變得輕飄，很難捕捉路面的感覺(jué)，也容易造成轉(zhuǎn)向過(guò)于靈敏而使汽車(chē)不易控制。所以在高速時(shí)要適當(dāng)減低動(dòng)力，但這種變化必須平順過(guò)度。 液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置： 液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，利于改善轉(zhuǎn)向操作感覺(jué)，但液體流量的增加會(huì)加重泵的負(fù)荷，需要保持怠速旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。 電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置： 電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置是最新形式的轉(zhuǎn)向裝置，由于它節(jié)能，故受到人們的重視。它是利用蓄電池轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生推力。由于不直接使用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，所以大大降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率損失(液壓式最大損失5-10馬力)，且不需要液壓管路，便于安裝。尤其有利于中置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)。但目前電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置所得動(dòng)力還比不上液壓式，所以只限用于前輪軸輕的中置發(fā)動(dòng)機(jī)后驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)上。 電動(dòng)液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置： 即由電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向助力泵并由計(jì)算機(jī)控制的方式，它集液壓式和電動(dòng)式的優(yōu)點(diǎn)于一體。因?yàn)槭怯?jì)算機(jī)控制，所以轉(zhuǎn)向助力泵不必經(jīng)常工作，節(jié)省了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。這種方式結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝布置，但液壓產(chǎn)生的動(dòng)力不能太大，所以適用排量小的汽車(chē)。由于本設(shè)計(jì)主要采用電力驅(qū)動(dòng)，所以采用電動(dòng)式動(dòng)力裝置。 整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由一臺(tái)雙輸出軸的直流電動(dòng)機(jī)分兩路驅(qū)動(dòng)。該電機(jī)與安裝在中心機(jī)艙里的八個(gè)蝸桿通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器及套筒聯(lián)軸器邊成一個(gè)整體。這八個(gè)蝸桿副將電機(jī)的輸出功率分別傳送裝在每個(gè)電動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向軸上的渦輪及駕駛艙的轉(zhuǎn)向軸上的渦輪，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)輪及駕駛艙同時(shí)并且同向同角度轉(zhuǎn)動(dòng)，從而車(chē)體轉(zhuǎn)向。 整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要部分是兩組渦輪—蝸桿傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng)用于交錯(cuò)軸之間傳遞運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力，通常交錯(cuò)角為90。，它的優(yōu)點(diǎn)是：傳動(dòng)比大，工作穩(wěn)定，噪音低，結(jié)構(gòu)緊湊，可以自鎖。主要缺點(diǎn)：效率低，需要貴重的減摩性有色金屬。 5.2 第一級(jí)蝸桿副（高速級(jí)） 輸入功率 =3kw，輸入轉(zhuǎn)速=1500r/min。傳動(dòng)比=12.5，起動(dòng)過(guò)載系數(shù)2。初步估算傳動(dòng)的中心距 蝸桿材料為40C?r，表面淬火，精磨渦輪齒圈：ZCuSn10P1。圓弧圓柱蝸桿。浸油潤(rùn)滑根據(jù)齒面接觸強(qiáng)度要求，按圖23.5—16查得中心距 a=80mm 根據(jù)熱平衡條件，蝸桿上裝有風(fēng)扇，按圖23.5—17，查得a=90mm,為了利用標(biāo)準(zhǔn)的刀具，取a=100mm. 為同時(shí)滿足接觸強(qiáng)度及散熱條件的要求，應(yīng)取a=100mm. 確定主要的幾何尺寸： 查表23.5—18，當(dāng)a=100mm,i=12.5時(shí)，得=3, =37, =44mm, m=4mm , x=1,按表23.5—19，求其它尺寸：砂輪軸截面圓弧半徑=(5-5.5)m=20-22mm, 取 =21mm; 蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角 γ=arctan= arctan==; 蝸桿齒頂圓直徑 =+2m=44+24=52mm; 蝸桿齒根圓直徑 =-2m(h+)=44-24(1+0.16)=34.72mm; =2.5m=2.54=64mm; 取 =70mm; 蝸輪分度圓直徑 =m=437=148mm; 蝸輪齒頂圓直徑 =+2(+x)m=148+2(1+1) 4=164mm; 蝸輪頂圓直徑 =+m=164+4=168mm; =0.45(+6m)=0.45(44+64)=30.6mm; =+sin=+21sin=30.2054mm; =-+=-1.164+=92.36mm; 為砂輪直徑 , =150mm; =0.44=5.027mm; =cosr=5.027cos=4.850mm 5.1.1 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 渦輪軸上的轉(zhuǎn)=9549==289.653Nm; 渦輪的切向力：===3713.5N; 按式（23.5—8）；齒面接觸應(yīng)力：=; 系數(shù)===0.95 齒輪系數(shù)，查表23.5—20，得=0.624;所以 ==1.255N/ 由式（23.5—11），蝸輪接觸疲勞極限 =; 查表23.5—21，得=7.84N/（錫青銅齒圈），速度系數(shù)，按滑動(dòng)速度， ===3.58m/s, 查表23.5—23，得=0.411 壽命系數(shù)， 按==12，查表23.5—22，得=1，載荷系數(shù)， 因載荷平穩(wěn) =1 則=7.840.41111=3.22N/；按式（23.5—7）， 齒面接觸疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù)： ===2.566> 按===0.93m/s。 查表23.5—24，采用6級(jí)精度，得=1.6，故通過(guò)。 齒根強(qiáng)度校核 考慮機(jī)器起動(dòng)時(shí)，過(guò)載系數(shù)為2。 故=2=23173.5=7427N，按式（23.5—15）渦輪齒根最大應(yīng)力系數(shù) =， =m cosr=4cos=3.860mm, =1.1=1.132=35.2mm, 于是 = =17.40N/； 查表（23.5—25）得 =39.2N/ 過(guò)且過(guò)；按式（23.5—14），蝸輪齒根強(qiáng)度的安全系數(shù) ===2.251 由此得出結(jié)論：設(shè)計(jì)符合要求。 5.2．第二蝸桿傳動(dòng)副（低速級(jí)） 蝸桿輸入功率=30.8=2.4kw， 轉(zhuǎn)速 =120r/min，傳動(dòng)比i=20，要求用壽命12000h 。 由于此處蝸輪，蝸桿所承受的切向力很大，而圓弧圓柱蝸桿具有承載力大，效率高的優(yōu)點(diǎn)，所以設(shè)計(jì)中采用了采用了圓弧圓柱傳動(dòng)。 5.2.1 初步估算傳動(dòng)中心距 蝸桿用40Cr,表面淬火，HRC45—50，精磨齒，表面粗糙度Ra為1.6um.蝸輪輪緣選用ZcuSn10p1,金屬模鑄造；輪緣與輪芯裝配好后再精車(chē)和切制輪齒。采用脂潤(rùn)滑。 根據(jù)齒面接觸強(qiáng)度要求，按圖23.5—16查得中心距a=140 mm。 根據(jù)熱平衡條件，蝸桿上裝有風(fēng)扇，按圖23.5—17查得a=150mm,為了利用標(biāo)準(zhǔn)的刀具，取a=155mm。 為同時(shí)滿足接觸強(qiáng)度及散熱條件的要求，應(yīng)取a=155mm, 5.2.2 確定主要的幾何尺寸 查表23.5—18，當(dāng)a=155mm, i=20時(shí)，得=2,=9， =80mm, m=7.1mm, =0.866, 表23.19 求其他尺寸： 砂輪軸截面圓弧半徑=(5-6)m=35.5-40.05mm,取 =40mm; 蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角 γ =arctan=artan== 蝸桿齒頂圓直徑 =+2m=80+27.1=90mm; 蝸桿齒根圓直徑 =-2m(+)=80-27.1(1+0.16)=74.328mm; =1.5m=2.57.1=116.03mm 取 =110mm; 蝸輪分度圓直徑 =m=7.139=230mm; 蝸輪齒頂圓直徑 =+2(+)m=230+2(1+0.866) 7.1=238.8mm; 蝸輪頂圓直徑 =+m=303.4+7.1=235.5mm; 蝸輪齒根圓直徑 =-2=230-27.1(1+0.16-0.866)=212.7mm; =0.45(+6m)=0.45(70.8+67.1)=51.03mm; =+sin=+38sin=50.03mm; =-+=-1.167.1+=102.2mm; 為砂輪直徑, 取 =150mm; =0.4m=0.47.1=8.922mm; =cos r=8.922cos=8.748mm; 5.2.3 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 蝸輪軸上的轉(zhuǎn)矩：=9549==3501N/m; 蝸輪的切向力: ===24211.9N 按式（23.5—8），齒面接觸應(yīng)力 =; 系數(shù) ===1 齒型系數(shù)， 查表23.5—20，得 =0.683； ==2.52N/; 由式（23.5—11），蝸輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 =; 查表（23.5—21），得=7.84N/;； 速度系數(shù)， 按滑動(dòng)速度 == =0.45m/s； 查表（23.—23），得=0.810； 壽命系數(shù)，按==12，查表（23.5—22），得=1;載荷系數(shù)， 因載荷平穩(wěn) =1 于是 =7.840.81011=6.35N/; 按式（23.5—7），齒面接觸疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù) ===2.52>； 按===0.08m/s，查表23.5—24，采用7級(jí)精度，得=1.8，故通過(guò)。 5.2.4 齒根強(qiáng)度校核 考慮機(jī)器起動(dòng)時(shí)，過(guò)載系數(shù)是2，故=2=224211.9=48423.8N，按式（23.5—15）渦輪齒根最大應(yīng)力系數(shù) =， =m cosr=7.1cos=6.96mm, =1.1=1.152=57.2mm, 于是 = =38.72N/； 查表（23.5—25）得 =39.2N/ 過(guò)且過(guò)；按式（23.5—14），蝸輪齒根強(qiáng)度的安全系數(shù) ==>1 設(shè)計(jì)符合要求。 工作圖。 蝸輪的工作圖 蝸桿的工作圖. 蝸輪的工作圖見(jiàn)零件圖號(hào)1。 5.3．聯(lián)軸器的選擇 安裝在中心機(jī)艙的八個(gè)第一組蝸桿傳動(dòng)副，分裝在八個(gè)密封的箱體里采用浸油潤(rùn)滑。蝸桿軸，渦輪軸兩端都用軸承支撐。 由于中心機(jī)艙采用八邊形結(jié)構(gòu)，相鄰兩端蝸桿軸之間夾角為135度，所以相鄰兩軸間采用成對(duì)的單萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)，構(gòu)成雙萬(wàn)鉸鏈機(jī)構(gòu)，并且滿足主，從動(dòng)軸和中間軸位于統(tǒng)一平面內(nèi)，主，從動(dòng)軸的軸線與中心線之間的夾角相等位22.5度，中間軸兩端的叉面位于統(tǒng)一平面內(nèi)，這樣使得主，從動(dòng)軸的角度恒相等，于是實(shí)現(xiàn)了存在夾角的八個(gè)蝸桿的輸入角速度恒相等。又由于各個(gè)蝸桿軸的位置固定所以雙萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)的中間軸采用一根軸實(shí)現(xiàn)剛性連接即可。 中心機(jī)艙與輪架間采用鉸鏈連接在一起，并裝有減震彈簧。這一結(jié)構(gòu)是針對(duì)路面有起伏的情況而設(shè)計(jì)的。即當(dāng)?shù)孛嬗衅鸱鼤r(shí)，輪架繞鉸鏈有一定轉(zhuǎn)動(dòng)，高速級(jí)與低速級(jí)蝸桿傳動(dòng)間的軸長(zhǎng)度需發(fā)生變化，所以這之間雙萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)的中間軸采用可相對(duì)滑動(dòng)的聯(lián)結(jié)，這里設(shè)計(jì)成花鍵聯(lián)結(jié)。 由于中心機(jī)艙很大，周邊長(zhǎng)，動(dòng)力傳動(dòng)路線長(zhǎng)。如果軸太長(zhǎng)，勢(shì)必會(huì)加大成本，可以利用套筒聯(lián)軸器，適當(dāng)加長(zhǎng)周邊軸的長(zhǎng)度，同時(shí)也可縮短雙萬(wàn)向聯(lián)軸器中間軸的長(zhǎng)度。 5.4．結(jié)構(gòu)評(píng)述 這種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，原則上應(yīng)該能實(shí)現(xiàn)各輪的同步傳動(dòng)。但在實(shí)際運(yùn)行中，難免會(huì)出現(xiàn)各種轉(zhuǎn)過(guò)的角度會(huì)有差異。這種現(xiàn)象是由于各輪離動(dòng)力源的距離不同，在傳遞力矩中所接受的驅(qū)動(dòng)力就因能量的損耗有所不同而引起的。但這個(gè)角度差異很小，初步設(shè)計(jì)中將此問(wèn)題忽略，該問(wèn)題的解決還有待于進(jìn)一步去完善改進(jìn)。 第六章 電動(dòng)輪單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 整個(gè)車(chē)體是由八個(gè)獨(dú)立的電動(dòng)輪單元及一個(gè)中心機(jī)艙通過(guò)一定的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)成一體的。八個(gè)車(chē)輪均勻地分布在沒(méi)有方向性的圓盤(pán)上，獨(dú)立懸掛，每個(gè)輪均配有兩個(gè)電力驅(qū)動(dòng)體——直流電機(jī)的擺線針輪減速器與直流電幾構(gòu)成。該電力驅(qū)動(dòng)體直接與車(chē)輪相連，構(gòu)成八組獨(dú)立的電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)單元。電動(dòng)輪通過(guò)立軸安裝在各自的輪架上。該立軸的結(jié)構(gòu)特殊：它是由一根階梯軸與一個(gè)內(nèi)凹的圓盤(pán)體焊接而成的。 立軸與輪架間裝有軸承。軸承內(nèi)圈裝在立軸上，軸承的外圈安裝在輪架上，軸承焊接在輪架上。焊接時(shí)采用帶有臺(tái)肩的軸承套能承受較大的軸向力。而且長(zhǎng)期使用中，軸承套外圈和側(cè)壁內(nèi)孔仍能保持接觸良好，有利于保證蝸輪與蝸桿嚙合精度及軸承和蝸桿，蝸輪的使用壽命，焊接如圖2所示： 圖2 軸承套的焊接結(jié)構(gòu) 6.1 立軸的強(qiáng)度校核 鍵連接傳遞的扭矩為：T=3501Nm 為了增強(qiáng)連接的承載能力，采用兩個(gè)圓頭平鍵聯(lián)結(jié)。單鍵所能傳遞的扭矩為： T==127270200=3024Nm; 上式中：h——鍵高 ——鍵長(zhǎng) D——軸徑 []——鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力(MPa) 兩個(gè)鍵相隔布置,其承載能力按一個(gè)鍵的1.5倍計(jì)算: =1.5T=4536Nm 即鍵的擠壓強(qiáng)度足夠. 6.1.1 判斷危險(xiǎn)截面 初步分析截面1有較大的應(yīng)力和應(yīng)力集中，對(duì)截面1進(jìn)行安全系數(shù)校核。軸材料選用45鋼調(diào)質(zhì)，=650MPa, =360 MPa. 由表3.2所列公式可求得疲勞極限。 對(duì)稱循環(huán)疲勞極限： =0.44=0.44650=286 MPa. =0.30=0.30650=195 MPa. 脈動(dòng)疲勞極限： =1.7=1.7286=486 MPa. =1.6=1.6195=312 MPa. 等效系數(shù)： ===0.18 ===0.25 6.1.2 截面一上的應(yīng)力 彎矩：=7120.542Nm 彎矩應(yīng)力幅：====208 MPa 彎矩平均應(yīng)力：=0 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：===32 MPa 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅和平均應(yīng)力：====16 MPa 6.1.3 應(yīng)力集中系數(shù) 有效應(yīng)力集中系數(shù)： 在次截面處，有兩個(gè)鍵槽，從=650 MPa 附錄表1中查出 =1, =1.71 表面狀態(tài)系數(shù)： 由附錄表5查得=0.80 (Ra=6.3, =650 MPa )。 尺寸系數(shù)：由附表6查得=0.78，（按靠近應(yīng)力集中處的最小直徑查得）。 6.1.4 安全系數(shù) 彎曲安全系數(shù)： 設(shè)為無(wú)限壽命，=1, 由式16.5，得: ===1.2 扭轉(zhuǎn)安全系數(shù): ===3.88 復(fù)合安全系數(shù):S===1.6>[S]. 軸承的校核 預(yù)選7608E圓錐滾子軸承 = =0.055 查表18.7 e=1.5tan=1.5tan=0.345. ==0.05. 結(jié)論：選用7608圓錐滾子軸承可以滿足軸承壽命要求。 6.2 制動(dòng)器的設(shè)計(jì) 牽引車(chē)的制動(dòng)工作特性與其他工程車(chē)輛不同，其制動(dòng)系統(tǒng)的選型及設(shè)計(jì)對(duì)牽引車(chē)工作特性的影響很大，對(duì)牽引車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的分析與計(jì)算是保證牽引車(chē)穩(wěn)定工作的前提．飛機(jī)牽引車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的制動(dòng)器主要采用蹄式、鉗盤(pán)式和濕式盤(pán)式，近年來(lái)多采用濕式盤(pán)式制動(dòng)器． 濕式盤(pán)式制動(dòng)器為封閉式，可使內(nèi)部的零件免受外部污染，提高了安全可靠性，但摩擦制動(dòng)盤(pán)均置于油中，散熱性能的好壞將直接影響其使用性能．本文從牽引車(chē)車(chē)輪制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)扭矩的分析開(kāi)始，通過(guò)對(duì)牽引車(chē)制動(dòng)器的傳熱學(xué)計(jì)算，確定制動(dòng)器的工作溫度．并比較鼓式和盤(pán)式制動(dòng)器傳熱特性，討論獲得牽引車(chē)制動(dòng)性能最佳的途徑． 牽引車(chē)工作時(shí)的制動(dòng)情況特性與其他工程車(chē)輛的不同點(diǎn)在于：牽引勾對(duì)接時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)在較短時(shí)間頻繁動(dòng)作，制動(dòng)器發(fā)熱嚴(yán)重另外牽引車(chē)在牽引作業(yè)制動(dòng)時(shí)，牽引車(chē)尾部的牽引負(fù)荷也對(duì)其產(chǎn)生慣性推力F．大大增加了制動(dòng)器的工作負(fù)荷，引起制動(dòng)器發(fā)熱在制動(dòng)過(guò)程中，牽引車(chē)的動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)橹苿?dòng)器摩擦表面和輪胎與道路接觸表面的熱能，制動(dòng)力的太小與制動(dòng)踏板的操縱力、制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式和參數(shù)即所選擇的機(jī)械－氣動(dòng)或機(jī)械－液動(dòng)的參數(shù)有密切關(guān)系． 牽引車(chē)的實(shí)際制動(dòng)減速度取決于制動(dòng)力矩、輪胎滾動(dòng)半徑、路面附著系數(shù)，以及牽引車(chē)車(chē)橋?qū)Φ孛娴姆ㄏ蛄Γ? 輪胎的滾動(dòng)半徑對(duì)制動(dòng)性能將產(chǎn)生一定的影響，其與輪胎的充氣壓力、載荷以及車(chē)速有關(guān) 盤(pán)式制動(dòng)器的壓力損失～般為0.04MPa，而鼓式制動(dòng)器的壓力損失一般為0.4MPa．對(duì)于一定重量的牽引車(chē)，制動(dòng)因數(shù)B和制動(dòng)油缸(或制動(dòng)分泵)的工作面積是確定牽引車(chē)減速度的主要參數(shù)． 制動(dòng)因數(shù)B和制動(dòng)分泵的工作面積^的增加，將引起制動(dòng)器較高的敏感度，牽引車(chē)在制動(dòng)時(shí)將在產(chǎn)生“點(diǎn)頭” 現(xiàn)象，對(duì)飛機(jī)產(chǎn)生不利影響． 車(chē)輛動(dòng)能的一部分通過(guò)使制動(dòng)器摩擦偶件的相對(duì)摩擦而轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，另一部分由于輪胎產(chǎn)生滑移率而消耗，當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)扭矩遠(yuǎn)小于地面對(duì)輪胎的最大制動(dòng)力時(shí)，大部分制動(dòng)能量將由制動(dòng)器吸收，轉(zhuǎn)化成熱能． 在不考慮牽引車(chē)的車(chē)輪、車(chē)軸和傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能時(shí)，車(chē)輛的平均制動(dòng)能量E。，可由下式給出：E。=0.5(1— )(W／g+m)·(V 一 )／1 000(kW)，式中 s為輪胎的滑移率； 為車(chē)輛制動(dòng)初速度，m／s； 為車(chē)輛制動(dòng)終速度，m／s．當(dāng)牽引車(chē)制動(dòng)時(shí)，輪胎還沒(méi)有達(dá)到完全抱死，而接近它們的最大制動(dòng)力矩，輪胎將有約l5％－20％ 的滑移率，輪胎的圓周速度僅為車(chē)速的80％－85％ ，這部分動(dòng)能由制動(dòng)器吸收，余下的15％ ～20％被輪胎和路面吸收． 故制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩遠(yuǎn)小于地面對(duì)輪胎的最大制動(dòng)力矩時(shí)，大部分制動(dòng)能量將由制動(dòng)器吸收． 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩的選擇對(duì)牽引車(chē)尤其重要． 制動(dòng)器的示意圖如圖4所示。其具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)零件圖號(hào)6。 圖4 制動(dòng)器示意圖 設(shè)計(jì)過(guò)程: 牽引車(chē)可操作的飛機(jī)重量可達(dá)其自重的10倍，則制動(dòng)器所作的功為： W=m=4401.39J=38.225KJ. 額定制動(dòng)轉(zhuǎn)矩: 制動(dòng)時(shí)間t=3s，制動(dòng)時(shí)輪胎轉(zhuǎn)過(guò)的角度= ==38.225=12.17Nm 制動(dòng)輪直徑： D=0.76m 摩擦副間的摩擦系數(shù)： 石棉制品摩擦材料，材料牌號(hào)307；HB=25050, u=0.45, 沖擊強(qiáng)度39.2，制動(dòng)瓦塊額定壓力：==N=35.58KN 緊閘裝置額定拉力：===5.5KN 電磁鐵斷電后在自重和彈簧的共同作用下恢復(fù)到全前的狀態(tài)，松閘。 結(jié) 論 盤(pán)式重型飛機(jī)牽引車(chē)在設(shè)計(jì)上突破了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，克服了現(xiàn)有牽引車(chē)的許多缺點(diǎn)，理論上完全滿足牽引大型飛機(jī)的要求。但本文只對(duì)車(chē)體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并不包括對(duì)控制系統(tǒng)及電池組和柴油機(jī)組成的混合動(dòng)力設(shè)計(jì)。即本文所設(shè)計(jì)的內(nèi)容離一輛完整的飛機(jī)牽引車(chē)還有很大一段距離。 本文所設(shè)計(jì)的牽引車(chē)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不是很繁瑣，易于制作和加工，電控部分少，造價(jià)比較低，可靠性高。但還有許多地方需要改善和進(jìn)一步改進(jìn)。希望能在今后，有機(jī)會(huì)能和研究這項(xiàng)產(chǎn)品的老師交流一下，吸取一下他們的寶貴意見(jiàn)，使此設(shè)計(jì)更加的完善。 參考文獻(xiàn) [1]　王意.飛機(jī)牽引車(chē)技術(shù)的發(fā)展.國(guó)際航空,1994(9):18～20 [2]　王意.日臻成熟的無(wú)桿式飛機(jī)牽引車(chē).國(guó)際航空,1995(4):9～11 [3]　王意.行走機(jī)械液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展大觀.液壓氣動(dòng)與密封,2000(1):19～28;2000(3):1～6 [4]　韓家鋼.汽車(chē)液力傳動(dòng).重慶:重慶大學(xué)出版社,1988:145～160 [5] 姚懷新.行走機(jī)械液壓傳動(dòng)與控制[M].北京:人民交通出版社,2001. 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