机械毕业设计（论文）绿化洒水车设计（三吨载重量）管路设计和喷洒部件设计【全套图纸】.doc

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1、绿化洒水车设计（三吨载重量）管路设计和喷洒部件设计摘 要绿化洒水车具有除尘、清洁路面、植被和降温等作用，是城市绿化建设和卫生建设的专用汽车，随着人们对环境要求的不断提高，具有良好的市场前景。这次设计的绿化洒水车（三吨载重），是在选择通用二类底盘的基础上，对它作了一些改动。在设计中，主要完成了变速箱总成的改动，取力器总成的设计、水管总成的设计、水箱总成的设计和各总成的位置布置，而且保证了改动后的洒水车具有良好的动力性、操纵稳定性和行驶平稳性。洒水车最典型的部分也就是洒水管路，这次设计的洒水车管路在设计方面与以往不同的是各个管路在开关阀的作用下工作，不会影响各自管路的功能，使水泵在有效的工作环境中

2、发挥有效的功能，洒水车工作方式是，水罐的水从出水管经过水管阀门与水泵进口相连，水泵出水口通过各水管阀门与各自的分水管相连，最后通过各喷洒系统，实现不同的的洒水功能。洒水面在原来的基础上更能体现不同，水泡总成减轻了重量，而喷射距离在同工况下更优越。关键词：洒水车，管路，喷洒部件，设计全套图纸，加153893706DESIGN OF PIPELINE AND SPRAY COMPONENTS OF GREENING SPRINKLER (3 TONS LOAD)ABSTRACTGreening Sprinkler is used to dust, clean road, vegetation an

3、d cooling. Greening sprinkler is special purpose vehicle which is used for city building and health building.Because people need a good environment, it has good market prospects.The design for greening sprinkler (three tons load) is choosed a common chassis which is made some changes. In the design,

4、 the main designs are gearbox assemblys changes, tank assemblys design and the location of the assembly layout; it has also ensured that the changes for sprinkler have good momentum, handling, stability and smoothness of ride. The water spray pipeline is one of the most typical parts of greening spr

5、inkler. The design of water spray vehicle pipeline in the design aspect is different with former that. Under the switch valve function, the pipelines cannot affect each other. The working mode of watering machine is that water flows from the water outlet pipes valves and pumps connect imports, pump

6、through the outlet pipe valves and their respective sub-mains connected by the end of the sprinkler system. The water spray surface can manifest differently in the original foundation, and the blister unit can reduce the weight, but spray is away from under the same operating mode to be again more s

7、uperior. KEY WORDS: sprinkler, pipeline, spraying components, design目 录第一章 前言.1第二章 洒水车总体设计.3 2.1 洒水车总体概述.3 2.2 洒水车总体设计.3 2.3 洒水车的使用技术.8第三章 变速器改装与设计.93.1 、档传动比的确定.93.2 、档齿轮齿数的确定.10第四章 取力器的设计.13 4.1 取力器工作原理.134.2 取力器设计计算.14第五章 管路设计.175.1 管路系统结构设计及工作方式.175.2 管路系统主要参数计算.185.3 液体阻力损失计算.19第六章 水灌的设计.22 6.1

8、 水罐及其附属构件的设计. .22 6.2 水罐盖的设计. .246.3 水箱附属结构的设计.25第七章 主车架的改装.26 7.1 主车架强度校核.27 7.2 车架联接螺栓的校核.29第八章 结论.32参考文献.33致谢.34第一章 前言专用汽车是指装置有专用设备，具有专用功能，用于承担专门运输任务或专项作业的汽车。洒水车是作为绿化专用的工程专用车。随着国民经济和汽车使用的迅速发展，专用车向专业化方向变化是必然的客观规律。国外工业发达国家，专用汽车的保有量占到载货车保有量的50%以上。近年来，世界各国都大力发展专用汽车生产，致力于专用汽车的研究，扩大汽车的适用范围，以利于使各种专用汽车能够

9、最大的发挥各专用性能。为提高专用汽车的适应性，以满足各种特殊需要，有趋势表明国外正在谋求专用汽车的一车多用化，使专用车功能由单一向多功能发展，如1990年日本玿和飞机公司推出了多用途箱式专用汽车，该车车厢为二重结构设计，装备了散装货物用的传送带，既能一般货运又可运输散装物料。并且不少汽车厂专门从事专用汽车底盘生产，尤其重视专用底盘的系列化、专业化生产，满足专用车的特殊需要。新材料、新技术和微电脑的应用也使专用车具有强度高、质量轻、寿命长的优点。微电脑已广泛用于发动机控制、自动变速、专用装置动力传递、电器故障诊断等方面，是专用汽车的实用价值逐渐扩大，技术性能明显提高。我国专用汽车的生产是从60年

10、代初开始，在军用改装车辆、消防改装汽车的基础上逐步发展起来。70年代，一些专用汽车生产厂根据国民经济各部门的不同需要，形成了自己的产品特色，80年代，专用汽车得到了较大发展，在汽车行业中形成了独立的专用汽车行业。在经历了快半个世纪的发展，以具有一定的规模，特别是1983年以后的10年，专用汽车的发展一直保持较高的速度，还有在经历了一段低潮的90年代金融危机后，2002年至今专用车又有了飞跃的发展，各个专用汽车也有了质的变化，洒水车在专用车之乡-随州也跟着发展壮大也更系列化，光洒水车的品牌在随州就有好几家，像程力、金元、力神、博实等专用汽车生产厂都有各自的自主品牌。但综观国内经济发展需求和世界工

11、业发达国家专用汽车发展趋势，我国专用汽车的品种还比较集中、单一，数量和品质还远远不能满足国民经济发展需要。因此，不断开发新产品，增加产量和品种，提高产品品质在专用汽车厂家面前的一项紧迫而艰巨的任务。目前，专用汽车的“专”，已逐步向专业化高向发展，不断提高专用汽车的档次，使专更“专”。为此，众多国民经济发展急需的高科技、高技术、高质量、高附加值的专用汽车新产品急待开发生产，洒水车也是我们不断创新的课题。第二章 洒水车总体设计2.1 洒水车总体设计概述 施工企业为了适应城市建设的快速发展，利用二类底盘改造成工程专用洒水车，这样既达到了设备维修留用的目的；又满足了公路建设和环境保护对洒水车需求增加的

12、要求2.2 洒水车总体设计2.2.1 车的主要结构洒水车是装有专用罐型容器的专用汽车，具有吸水、洒水的功能。正规生产厂家一般采用汽车生产厂家的汽车底盘进行改装、安装专用装置生产而成。洒水车的总载质量和主要布置参数必须符合原汽车制造厂的有关规定。一般洒水车的结构如图1所示，由汽车底盘、水罐总成、传动总成、水泵管路和操纵系统组成。2.2.2 水罐总成洒水车的水罐一般由罐身、支撑腿、人孔以及内部隔仓、防波板等部分组成。水罐通常用钢板卷制焊接加工制作，形状可以是圆形、椭圆形或方形等，具体情况要依据最大容积、重心高度等技术参数加以确定。2.2.3 传动总成二类底盘汽车专用装置的动力来自汽车发动机，这决定

13、了洒水车专用装置的动力也必须取自汽车发动机，否则必然要增加改造投资。传动总成的作用是将汽车发动机的动力传输给水泵，并满足水泵的转速和旋向要求，一般是从汽车的变速箱取力，通过取力器来满足水泵转速和旋向的要求。2.2.4 水泵管路总成为了满足洒水车的功能，洒水车的水泵管路总成必须具有吸水水罐和水罐洒水的双重传输功能，洒水时既可以前喷，又可以后喷或者同时喷洒，并具有一定的洒水压力。2.2.5 操纵系统总成洒水车的操纵系统总成包括两大部分，取力箱挂档操纵和水泵吸水洒水操纵。依据自卸汽车取力箱挂档操纵方式，洒水车通常采用气动操纵方式，吸水洒水主要采用手动操纵方式，通过控制阀来决定水的流向，达到吸水和洒水

14、的目的。2.2.6 洒水车主要技术参数的确定二类底盘汽车制造洒水车的总体原则是遵循符合原车设计参数，即其轮距、轴距、最小转弯半径、最小离地间隙、最大总载质量等总体参数不宜改动，前悬和后悬、汽车外廓尺寸等不应超出原车的设计范围或须符合国家标准的有关规定。改装过程需要确定的整车参数有洒水车载质量、轴荷分配和重心位置。本次设计的三吨洒水车选用的汽车是NJ1061BLD131，它的整车技术参数如下所示：整备质量（Kg） 2660装载质量（Kg） 3450空载轴荷分布（前/后）（Kg） 1464/1196满载轴荷分布（前/后）（Kg） 2201/3909总质量（Kg） 6110外形尺寸（长宽高）(mm)

15、 599527062319轴距(mm) 3308最小离地间隙（cm） 240一、载质量的确定洒水车的载质量是在符合原汽车底盘最大总载质量的前提下，尽可能地增大有效载质量。因此在自卸汽车改装成洒水车，自卸汽车的零部件不能用于洒水车时，要都尽可能地拆除，重新选用洒水车的专用部件和加工件，在满足技术要求的前提下尽可能地轻量化，以提高洒水车的有效载质量。用公式表示为：。其中 =汽车底盘质量+专用装置质量， =驾驶员质量+助手质量（按60/人考虑）。有效载质量确定后，结合洒水车重心高度的要求可以计算出水罐的容积和端面形状，再依据罐的容积大小布置隔仓结构和防波板，人孔直径按专用车标准的规定（JT/T288

16、95），应不小于450二、轴荷分配的确定根据汽车的原理，轴荷分配适当与否对洒水车的牵引性、通过性、稳定性和轮胎的使用寿命都有很大影响。一般汽车的轴载质量是根据公路运输车辆的法规限制和轮胎的负荷能力确定，理想的轴荷分配是满载时使每个轮胎的负荷大致相等， 但为了提高汽车的驱动力，增加附着质量，常需要提高驱动轴的负荷#即增大后轴的轴载质量，同时满足国家允许轴载质量的限制。二类底盘车改装洒水车时应对轴荷分配提出一定要求。底盘汽车一般为后轴双胎（4*2）驱动的汽车，满载时前后轴轴载质量按1/3和2/3的比例分配，然后根据驾驶室形状是平头或长头再作适当的调整，具体数据范围可在有关手册上查到。依据轴荷分配可

17、以初步确定水罐在汽车纵轴方向的安装位置。三、重心位置的确定首先，从汽车行驶稳定性考虑，洒水车的重心应在汽车的纵向垂直平面内，且应满足前后轴质量分配要求；其次，从汽车操纵稳定性、 驱动和制动工况考虑，洒水车的重心愈低愈好，且应满足轮胎尺寸和离地间隙的限制。由图1，根据力矩平衡的原理可以求出汽车重心的纵向位置：其中： G总为洒水车总质量；G1、G2分别为汽车前、后轴载质量；L为洒水车前后轴中心的距离；L1、L2分别为洒水车重心距前、后轴中心的距离。当洒水车各总成的质量为gi，各总成重心到前轴中心水平距离为xi,到地面的高度为yi,则后轴的载质量为G2=gi*xi/L，前轴的载质量为，洒水车的重心高

18、度为hg=gi*yi/ G总。从行驶稳定性和操纵稳定性的角度考虑，洒水车的重心应满足以下几个条件。保证洒水车不发生侧翻的条件为：；保证汽车不发生侧翻的条件为：当L2,当L2 L1时, L1/ hg 。其中：B 为汽车轴距； 为附着系数，一般为0.70.8。2.2.7 洒水车专用装置的布置一、专用汽车水罐的布置二类底盘汽车改装为洒水车后安装水罐时,在满足轴荷分配的前提下，水罐和驾驶员之间应保持一定的间距，以防止洒水车紧急制动时水罐前窜冲撞驾驶室或行驶过程中因车架变形导致水罐与驾驶室相互摩擦，其中此间隙一般不于50cm。另外，为了避免集中载荷对纵梁的作用，改装时通常在不破坏主车架结构的情况下，采用

19、副车架,使集中载荷均分布在主车架上。在主车架上布置其他专用装置时，为了保持车架的强度，原则上在改装过程中不允许任意地在车架上进行钻孔和焊接加工，但为了满足专用设备和附件的安装要求，不得不对车架进行钻孔及焊接加工时，应遵守汽车改装的有关规则，尽量避免在车架高应力附近钻孔和焊接。二、水泵管路的选型布置洒水车的水泵一般是根据具体改装要求选用成熟的相关产品，在选用水泵的基础上加以改进，达到吸水和洒水的功能。洒水车配备水泵的主要技术参数有： 流量Q为900L/min1000L/min; 洒水主管压力p不低于0.3； 水泵吸程为4 6 ；水泵满足自吸泵浊水泵的功能。通过水泵的技术参数可以计算出水泵的输入功

20、率为：（）。其中： 为水泵流量(L/min)； 为水泵压力(Pa)； 为水泵容积效率.洒水车管路总成的布置必须满足工程需要的特点，即停车吸水，行车洒水过程前喷/后喷或者前后同时喷洒的要求，并且具有洒水管路压力保护装置等。管路布置如图2所示.阀门1、3关闭2、4打开为吸水作业；阀门1、3打开，2、4关闭为洒水作业。 三、洒水车动力输出装置的选型布置洒水车的专用装置都是利用汽车发动机作为动力源，从变速器输出动力是目前广泛采用的一种方式，动力由变速器的中间轴或输出轴输出，经取力器变速后传给专用设备。取力器的选型需要考虑的要素有： 水泵输入功率； 水泵所需的转速和旋向； 水泵额定转速与发动机转速的匹配

21、； 取力器轴承的使用寿命等四个方面。另外，在确定取力器结构之前，还要了解以下要素： 原汽车取力窗口的有关参数； 变速箱取力输出轴的转速、旋向和取力齿轮的有关参数； 取力器同车架与地面之间的有关参数； 水泵总成的安装位置关系；取力器与水泵总成的传动夹角的分析和调整。洒水车水泵、管路总成、取力器、传动轴选型确定后，在进行布设安装时要充分考虑操纵和维修的方便性，考虑专用设备的离地间隙及在车架上的安装要求，确保符合改装汽车的有关规定。另外，洒水车在改装完成后，水罐内部除锈后要涂防锈漆两遍，外部部件根据不同部位要求在涂防锈漆后再涂上不同的面漆加以装饰。2.3 洒水车的使用技术2.3.1 对水源的要求工程

22、用洒水车因工作环境差，能够选择的水源少，所以当洒水车使用河沟、池塘的水作为水源时，要注意将吸水管全部浸入水中，同时吸水管端部应有过滤装置，以防杂物、泥砂、小石块等物质的吸入损坏水泵。一、水泵要注意加引水洒水车的水泵为离心泵时，每次吸水前向水泵内先加引水；水泵为自吸泵时，一般第一次使用时需加引水，以后则不必再加引水。二、进水管系统要保持真空洒水车停车吸水时，进水管系统必须保持一定的真空度，才能将水吸入水罐内，为此进水管系统中各环节必须要密封可靠，否则若产生漏气现象，可导致水泵吸不上水的情况发生。三、洒水车的润滑与紧固工程洒水车作业的路况和环境一般较差，必须定期润滑传动总成的各润滑点，包括汽车底盘

23、，保证其正常的使用技术状况。还应经常检查、紧固各连接处，检查取力箱与变速箱连接处，水泵与车架连接处及管路系统连接处，排除故障，确保洒水车完好的工作状态。第三章 变速器改装及设计洒水车变速器改装的目的是根据洒水量的要求而进行的，主要是通过增加原变速器一、二档的传动比，从而降低车速，通过取力器给水泵提供功率，达到喷水洒水的目的。3.1 、档传动比的确定跃进NJ131型的具体参数从有关手册查得如下：变速器型号为CAS5-20；变速器各档传动比:表3-1 变速器各档传动比1档2档3档4档倒档640309169100576主减速比： =6.67；最高车速80，最低稳定车速45，最低经济车速40，最大爬坡

24、度1640；发动机结构参数NJ70L型，最大功率,最大扭矩；轮胎：普通斜交胎7.0020,断面宽度200mm,外直径904。从常用泵智能选择与查询手册选择泵 650Z60/32，其具体参数如下表：表3.2 泵650Z-60/32的参数Q/(m/h)H/m轴功率/kw60326.2 选择洒水宽度h=8，洒水量 q=1.03，则：hqvt=Qt v=7.0再选择洒水宽度h=8，洒水量 q=0.48，则： v=15因为发动机工作范围 14003300取n=2000,并计算传动比 =0.377 =0.377一档 =0.377=0.377=7.02二档 =0.377=0.377=3.273.2 、档齿轮

25、齿数的确定齿轮的计算：档齿轮Z，Z的计算：ZZ=54=i=6.81=3.76 3.76 Z+ Z=54 Z=11.34,取Z=11, 则Z43。档 7.00（）。档齿轮Z，Z的计算：ZZ=59=i=3.27=1.81,1.81 Z+ Z=59, Z=20.99,取Z=21,则Z=38。档 3.27（）。改装后的变速器各档传动比如下：表32 改装后变速器各档传动比1档7.0（）2档3.27（）3档1.634（）4档1倒档7.2 （）计算各齿轮参数得到如下表：表33 各档齿轮参数表：名称Zd=h=mhh=m(h+c)d=d+2hd=d-2h常啮合2160.032.53.12565.0353.783

26、8108.622.53.125113.62102.371档1134.592.753.437540.0927.71543135.202.753.4375140.70128.3252档2160.032.53.12565.0353.7838108.622.53.125113.62102.373档2880.032.53.12585.0373.783188.612.53.12593.6182.36倒档1721.252.53.12547.536.2530752.53.12580.068.7545112.52.53.125117.5106.25第四章 取力器设计4.1取力器工作原理本次设计的取力器为变速器侧

27、盖取力。由取力机构齿轮箱、操纵机构、传动轴、一级增速齿轮箱等组成。取力器壳体（21）由定位销（2）定位，用螺钉（6）紧固在洒水车变速器的侧下方。滚针轴承（4）套在轴上，输入齿轮（3）与变速器中间轴上的齿轮长啮合。图示位置为取力器空挡位置。此时，发动机工作，变速器也工作，但由于输出轴大齿轮（17）是安装在滚针轴承上，只能绕输出轴（18）空转，：动力不能由输出轴传出，水泵不工作。当操纵洒水车驾驶室内仪表板上的手动气阀，给取力机构汽缸（11）供气时，压缩空气进入汽缸（11）推动活塞杆（15）向前移动。通过拨叉（16）将啮合套（20）向左推移，使之与小齿轮（19）啮合。由于啮合套与输出轴花键配合，动力

28、便从变速器经输入齿轮、输出齿轮、啮合套、输出轴、万向节传动轴、一级增速齿轮箱传给水泵，使之工作。此时，发动机的转速为2000r/min，水泵的工作转速为1450r/min。若操纵手动气阀使汽缸放气，在弹簧（13）的回力作用下，拨叉带动啮合套脱离小齿轮，动力被切断，水泵停止工作。4.2 取力器设计计算4.2.1 已知基本数据一、发动机1、最大功率：62.5kw；转速：2、变速器：一轴常啮合齿轮；中间轴常啮合齿轮；模数；螺旋角3、水泵：轴功率：62kw；转速：二、传动比分配和齿轮参数的选择 1、传动比分配 ； 变速箱内常啮合齿轮的传动比：动力传动简图；设；则；原式变为：；所以，设；则在误差允许范围

29、内，所以，传动比的设计和齿数的分配合理。2、齿轮参数：根据变速箱的齿轮参数选定取力机构齿轮模数；螺旋角；所以，取力机构中两齿轮的分度圆直径分别为：初选一级增速齿轮箱内齿轮的模数；则：；取第五章 管路设计5.1 管路系统结构设计及工作方式5.1.1管路系统的结构管路系统的结构是由：钢管直管、弯头、三通管、水管阀门等组成。图5-1 管路结构示意图5.1.2工作方式洒水车工作方式是，水罐的水从出水管经过水管阀门与水泵进口相连，水泵出水口通过各水管阀门与各自的分水管相连，最后通过各喷洒系统，实现不同的的洒水功能。详细操作步骤如下。1、装水（1）不经过水泵进水球阀1打开，球阀2打开，球阀3皆关闭，其他球

30、阀及管路的分水管阀关闭，接水口另一端与地面上有水源的消防栓联接，然后打开地面上的消防开关。通过人孔观察罐内水位，将水罐加满水。（2）经水泵自吸进水球阀3开，球阀1、2打开，接水口与胶管一端连接，吸水管另一端（滤水器）放入水中。水泵吸水进入水罐。将水加满。2、前洒水打开球阀3，水泵工作，其他球阀皆关闭。水从水罐内通过球阀3进入水泵，前喷水作业。3、后洒水打开球阀1、3，球阀2关闭，水从水罐内通过球阀3进入水泵，经过球阀1进行后洒水5.1.3 管路的布置与固定管路的布置本次设计中，所选用的底盘型号为跃进NJ0520，根据的底盘的尺寸再进行管路的布置。详细注意事项如下：1、对于整个管路系统，为了减小

31、水流的流动损失，要求尽量减少弯头数，多用直管。2 、通向车头的直管，要靠近前悬架左侧钢板弹簧的内侧，从前轴的上平面5cm处穿过。3 、在水泵处入水口管接头不能短于18cm.4 、从水泵出口之后的水管，分别通向车头和车尾，通向车头的水管要比通向车尾的水管低，可用一个三通管和一个90弯头连接来实现。5.2 管路系统主要参数计算在水泵系统的设计中往往对流体阻力因素考虑不周或忽略不计，使水泵的性能达不到额定值。流体在管壁壁面的附着力及流体分子间的相互吸引力的这种特性使流体经管道截面上的各点的流速不同。管道中心处的流速最大；越靠近管壁的流速越小，在管壁处的流速几乎为零。而且，激流的流体内部会形成大小漩涡

32、，流体质点的速度大小和方向也会发生急剧的变化而会损失掉流体的能量。流体具有的这种粘滞性是产生流体阻力的内因，而受流体条件的影响是产生流体阻力的外因。本设计管路一般由直管、管件（三通、弯头等）、阀件等组成。5.2.1 确定直管内径管路内径计算管径主要取决于流量和流速，不同流体介质的流速不同，而且还要考虑液体在层流、紊流时管路中产生的气蚀、气穴、噪声，因为本次设计为洒水车管路的设计，计算时全部按照紊流计算则按水泵的最大流量确定内径 式中： 水泵额定流量，（/）; 水的经济（常用）流速，（取2.53.5/）。水泵是直接选取的，选取水泵型号为65QZ-40为给定水泵的额定流量为40/代入上式得：=67

33、79 选取65 管材的选定 选取直通管材料为镀锌钢管5.3 液体阻力损失计算液体阻力可分为直管阻力和局部阻力二种 A、直管阻力是液体在管径不变的直管中流动时，由于流道内壁产生的摩擦所引起的流体的压力损失。其计算是为：= 式中：流体流过直管的阻力（即压力损失），Pa; L 直管长度， ； 直管内径， ； 流体在直管中的常用流速， /； 重力加速度， ； 摩擦阻力系数。大量实验数据得出，摩擦阻力系数与流体的流速，管径，液体的粘度，密度以及管壁的粗糙度有关。复合数群、被定义为雷诺数，仅是和管壁粗糙度的函数，取值0.0060.100，在相同情况下，光滑管的摩擦阻力系数较粗糙管壁要小 则管壁厚取1.5，

34、即 =9.81=132467.34 PaB、局部阻力 局部阻力是流体流过管路中的管件（如三通、弯头等），阀件、管子的出入口时，由于受到局部障碍，致使流体流通方向或流速发生突然改变，造成大量旋涡而形成比较集中的阻力。其计算式为：=。 式中： 局部阻力（即压力损失） Pa； 局部阻力系数， 局部阻力系数 是通过大量实验得到，不同的结构有不同的局部阻力系数。 各种管件、阀件等的阻力系数见下表：名称 标准弯头 标准三通 球阀阻力系数 0.75 0.75、1.0、1.5 6.4其数值是将流体通过管件等处损失的压力（局部阻力）折合成相当于流体通过相同管径长度为 直管所损失的压力，直管长度 称为当量长度。由

35、于标准三通管因流体在流道内的流向不同，则阻力系数 取值也不一样。局部总阻力系数： =16.4流体阻力虽无法完全消除，但在掌握了特点后，可以将影响降至最小。通过上诉分析可知，水泵管路设计布置时，应综合考虑直管、管件、阀件等所产生的不同流体阻力使水泵性能得到改善。 C、管路总阻力流体在管路中流动时的总阻力为各段直管阻力与各个局部阻力之和。若整个管路直径不变，则管路总阻力的计算公式为： =132467.34+160.84=293307.34 Pa 式中： 流体流过直管的阻力； 流体流过管路中的管件、阀件、管子的出入口等处的阻力。 管路系统的工作压力满足工作要求。第六章 水罐的设计6.1 水罐及其附属

36、构件的设计6.1.1 罐体设计一、罐体外型罐体外型设计采用椭圆形，材料采用235，其特点是：质心低、稳定性较好、相对容积大。但同时也存在着缺点，比如，金属消耗大，这需要在实际设计、生产中加以改进。二、罐体容积计算总容积计算V= （2-1）其中 如下图6-1所示 a 为椭圆长半轴； 为椭圆短半轴； 为罐体总长；2b2a 图6-1水罐外型示意图6.1.2 隔板设计水罐隔板的作用不可忽视，其作用大体上可分为两点：1. 隔板可以起到削弱洒水车在行走过程中水罐中水摆动所引起的冲击力，对行车起到了安全保护作用。2. 隔板与水罐体采用焊接形式连接，同时也起到了对罐体的辅助支撑作用。在水罐隔板设计上主要采用类

37、比方法，可将隔板设计成如图2-3所示，中间开圆孔，其直径为450，底部削平其底边距中心高为300。在罐体内采用两块隔板，每块板厚为5材料为235。450300 图6-2 水罐隔板结构示意图6.1.3 罐体强度计算罐体的强度与选用的材质、罐体横截面形状、罐壁厚度、制造工艺以及使用工况等有关。一、应力计算罐体受内压力作用所引起的应力，可以按照壳体无矩理论计算。这种不承受弯矩的壳体也薄膜，而在壳体内的应力称为薄膜应力。椭圆形截面罐体的薄膜应力按半径为R的大圆弧区和半径为r的小圆弧区分别计算。大圆弧区和小圆弧区的厚度可以相等也可以不等，在本次设计中因考虑到工艺与材料的经济性问题，故将厚度取为均等。二、

38、轴荷分配前 轴后 轴满 载30356570空 载48544652质心确定保证车辆不发生侧翻： 其中： B专用汽车轴距 -质心高度 侧翻系数即质心纵向高度已经基本确定三、汽车基本性计算1.纵向稳定性满载时： 空载时： 故设计符合要求2.侧向稳定性 满载时： 空载时：故设计符合要求6.2 水罐盖的设计水罐盖的几何形状有：圆形、椭圆形、长圆形、矩形及正方形等，本次设计所采用的是圆形（如下图所示），由于洒水车水罐是常压容器，故水罐盖的设计只要满足对水罐普通密封、保证水不外溢即可。通过类比同类型的洒水车，通过经济分析将水盖的厚度定为5，水罐盖两端采用锁紧手柄将其固定以保证水罐的密封。 （a） 水罐盖截面

39、图 (b) 水罐盖俯视图水罐顶端的口径经参考洒水车设计行业标准，将其尺寸定位，以保证内部出现故障时，工作人员可以顺利进入水罐内进行维修。6.3 水箱附属结构的设计一、水罐两端及后端扶手的设计为保证工作人员的安全，将水罐扶手的最外端栏杆的直径设为30，将其中的支撑栏杆设计为。为了整车的外观造型，所以将扶手设计为大角度圆弧造型。二、工具箱设计工具箱外形图工具箱一般是用来存放洒水车加水时用的软管和消防用管路。将工具箱设计在洒水车水罐的两端偏下的位置，一是方便使用；二是为了整车造型美观。三、副车架的设计洒水车的各种专用装置都直接或间接地安装在汽车底盘车架 简称主车架上, 即主车架是专用汽车上专用装置的

40、主要承载构件。设计中, 为了防止主车架纵梁的应力集中, 使纵梁载荷均匀分布, 一般在专用装置与主车架之间采用副车架过渡。通过近几年使用情况的调查发现, 洒水车副车架出现裂纹、断裂及焊缝撕裂现象是使用中存在的主要问题, 而副车架的载荷分析是否正确、结构设计是否合理, 则是产生这些现象的重要原因。2.副车架的结构设计了解了副车架的受力情况, 则可在副车架的设计中采取相应措施, 最大限度地避免副车架产生上述各种缺陷。副车架的设计应从两方面考虑其结构, 一是副车架对主车架强度的影响, 二是副车架自身的强度问题。第七章 主车架的改装水箱总成是洒水车上的一个重要部件，它的装配要对主车架进行一些改装。而主车

41、架是受载荷很大的部件，除承受整车静载荷外，还要受到车辆行驶的动载荷，为了保持主车架的强度和刚度，在改装主车架的时候需要注意一些基本的事项，具体要求如下。在主车架上钻孔和焊接时，应避免在高应力区钻孔和焊接。主车架的纵梁高应力区在轴距之间纵梁的下翼面和后悬上翼面处。因为这些部位受力较大，钻孔容易产生应力集中。对于主车架纵梁高应力区以外的其余的地方需要钻孔或焊接时，应注意尽量减少孔径，增加孔间距离，对钻孔的位置和规范如下表所示： 尺寸重型车中型车轻型车孔间距A706050B504030C504030孔直径151311禁止在纵梁的边、角区域钻孔和焊接，因为这些区域极易引起车架早期开裂，严禁将车架纵梁和横梁加工的翼面加工成缺口形状。按照以上的要求，三吨的的洒水车属于轻型车，在改装主车架