厢式全挂车(牵引架)结构设计本科生毕业论文(编辑修改稿)

厢式全挂车(牵引架)结构设计本科生毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

挂车和半挂车 D【 3】 （ KN）和牵引车的容许质量 mz（ t），挂车 /半挂车的容许质量 mAn（ t），以及重力加速度 g=（ m/s178。 ）有关。 对牵引连接有： D= nznz mm mgmAA＋ 一 牵引车与全挂车的机械连接装置的选取 根据国标 GB4781— 84，规定了牵引车与全挂车之间的机械联接装置互换性要求。 适用于带有拖挂总质量大于 的全挂铰接式车辆。 机械连接装置的主要类型与尺寸 （ 1）插销式机械连接装置 如图 221所示。 图 221 插销式连接 （ 2） 钩环式机械连接装置，注 :新车型或者换车型不用此结构。 吉林大学本科生毕业论文 5 图 222为其示意图。 图 222 钩环式连接 综上分析，插销式牵引钩容易获得更大的纵摆角和侧摆角，有利于改善汽车列车的挠曲性， 提高汽车的纵向通过能力，此次全挂车牵引架的设计选取插销式机械连接装置。 二 牵引钩及挂环 牵引钩的作用是将牵引车和铰接牵引杆挂车的牵引架或者中置轴挂车的牵引杆连接起来。 它与牵引车的后横梁固联。 因为连续制动时作用在载重汽车列车上的挂接载荷占到整个牵引质量的 60%，所以牵引钩是在大载荷作用下的危险应力部位。 这其中起决定性作用的不是恒定的牵引载荷，而是由路面不平度、制动和加速过程引起的拉压冲击载荷。 这种冲击载荷时恒定牵引载荷的数倍。 载货汽车通常采用自动插销式牵引钩。 其主要尺寸及与牵引车横梁的连接尺寸在国标中做了 规定。 其最小的运动范围是：绕纵轴（侧倾角 )177。 25176。 ，绕横轴（纵向倾角）177。 20176。 ，绕汽车垂直轴（转向角）177。 90176。 ，挂接装置在水平面内的开口角至少 75176。 全挂汽车列车的拖挂 牵引联接装置以牵引钩 — 挂环为主。 牵引钩安装在牵引车车架后横梁及附加支撑（车架），挂环安装在全挂车的牵引架上。 通过牵引钩与挂环使牵引车和全挂车联接。 图 222为典型牵引环结构。 3 图 222 牵引环结构 第三节 全挂车的转向装置 为保证挂车能绕着瞬时滚动中心自由转向，较好的重复牵引车轨迹，不产生挂车车轮滑移，应将挂车前轮或前后轮做成转向轮。 通常采用的方式有两种：一种是轴和车轮一起转向的轴转向。 多数车都采用转盘式轴转向形式。 一种是使车轮绕着轴上固定点转向的轮转向。 如图 231，图 232所示： 图 231 轴转向 图 232 全挂车轮转向结构示意图 多轴挂车的车轴为牵引转向桥或带转向装置的车轴，以保证曲线行驶时所有的车轮绕 同一瞬心滚动。 转向所必须的垂直方向铰链连接通过连接装置（牵引装置、半挂装置）和车轴上的转向装置实现。 一 轮转向装置 轮转向装置由于转向角度小，制作工艺复杂，成本高，一般较少使用。 但全挂车采用轮转向装置可以降低车厢地板高度，这在车载设备高度与整车外形限制高度发生矛盾时，转向装置就显示出了其优越性；其次配有轮转向装置的挂车，其转向装置的主要部件是转向臂和转向拉杆系统，转向时车轴相对于车架并未转动，车轮的转向角受到限制，这种转向装置在曲线行驶时，减少了挂车相对于牵引车主轨迹的位移。 使轮转向全挂列车的机 动性较轴转向好。 图 233为轮转向式吉林大学本科生毕业论文 5 牵引与转向装置示意图。 图 233 轮转向式牵引与转向装置示意图 二 轴转向装置 轴转向一般分为单转盘转向和双转盘转向。 单转盘转向单转盘转向的全挂车转向轴一般为长轴式，可以是一排一根，也可以是二排二根，而双转盘装箱的全挂车，其转向轴为短轴式，通常为一排二根。 转盘转向装置是为实现轴转向而设计的，它又分为主销式和无主销式两种。 （ 1） 有主销式转盘转向装置 有主销式转盘转向装置的结构如图 234所示。 其特点是：水平方向的作用力由主销承受，而垂直方向的力则转盘承受。 由于主销和主销座孔之间存在间隙，挂车行驶时会产生振动和冲击，所以该装置目前应用较少。 图 234 有主销式转盘转向装置 （ 2）无主销式转盘转向装置 铰接牵引杆挂车的前桥由牵引车的挂钩牵引转向，而后桥由前桥牵引转向。 转盘转向前桥同钢板弹簧一起安装在转向架上，而牵引架（铰接牵引杆）又通过牵引架弹簧支座与转向架铰接。 转向架上部为球轴承转盘体，该转盘体与车架相联。 为了保证滚珠能均匀的传递作用力，转盘体必须连接在连接在平坦且 3 抗扭强度尽可能高的框架结构上。 上下转盘体环形凸缘面积的 50%以上应该作为承载区而支撑，而且在汽车行驶方向和横向的面积应大致相等。 最重要的是转盘体结合面积的 支撑，即作用力在滚道中的传递。 由制造产生的平面误差可以通过衬垫补偿。 转盘体与转向架及车架通过螺栓连接，为了使螺栓不承受因加速或减速引起的水平作用力，必须在结合部位焊接纵向钢板。 （ a） （ b） 图 235 无主销式转盘转向装置 无主销式转盘转向装置的结构如图 235 所示。 其特点是：水平和垂直方向的力都由转盘或座圈承受。 由于滚球与滚道之间间隙小，所以有利于承受动载荷和提高行驶稳定性。 转盘转向装置上的载质量及全挂 车的最大总质量应符合表 236 的规定。 按所设计的挂车最大总质量及转向装置的承载质量选用不同型号的转盘装置，并根据所选定的型号，由图 235 及表 236 初定其主要尺寸。 再根据所设计挂车的有关尺寸，结构要求进行修正。 表 237 为转盘转向装置的主要尺寸 表 236 转盘转向装置的承载质量 【 4】 转向装置型号 转向装置的承载质量 /kg 全挂车的总质量 /t 1A ≤ 2744 ≤ 6 2A ≤ 3430 ≤ 8 3B ≤ 5292 ≤ 12 4B ≤ 8820 ≤ 20 5B ≤ 12740 ≤ 28 吉林大学本科生毕业论文 5 表 237 转盘转向装置的主要尺寸 （单位： mm） 型号 D D1 D2 D3 D4 D5 d n dn 1A 785 690 660 730 825 855 6 2A 985 895 860 930 1020 1055 8 3B 1010 975 870 910 980 1015 8 4B 1110 1075 970 1010 1080 1115 10 5B 1210 1175 1070 1110 1180 1215 10 结合工程实践以及全挂车的可靠性，工艺加工要求等，选取转盘式轴转向转向装置，并选择其中的无插销式，其中转盘分为上下两片，衔接部位均匀分布滚子。 尺寸参考如上，根据模型车对应的实体车型，确定全挂车的质量以及转盘转向装置的承载质量，最后确定转盘转向型号为 尺寸，根据车型以及车厢来进行尺寸调整，最后 确定数据如下 表 238 所示。 表 238 转向装置尺寸 单位（ mm） 型号 D D1 D2 D3 D4 D5 d n dn 4B 1110 1075 970 1010 1080 1115 10 综合分析全挂车的结构，功能，以及现在的使用情况，基于全挂车可大批量运输货物，承载能力较强，但挂车部分也会造成行车危险。 当全挂车行驶在路上时，会进行转弯或者紧急制动。 为减小行车过程 中转弯发生后挂车撞上前车现象的概率，同时也考虑到路上其他行车人员、财务的安全，转向装置应当尽可能减小装转动灵敏度。 当转盘轨道中选择滚珠时，一个很小的转向力就会引起很大的转向角度。 这样会使全挂车出现行驶不稳，挂车左右晃动的现象，可能会引发交通事故，造成交通堵塞，财务损失甚至人员伤亡。 因此，结合各种考虑，转盘轨道中可使用圆锥滚子，如图 239所示。 B 转盘的下盘设计 图 239 转盘转向装置设计示意图 3 此次设计的转盘转向装置分为上盘和下盘两部分，均为圆环状，在圆环内侧各自设有半个轨道，装配后合并成一个倾斜的圆形轨道，在内侧设有一个方形开口用来装卸滚子，并用一块薄片封挡。 除此之外，内侧设有油道用于注射润滑油，使转向装置能够正常运行工作。 上盘与车架焊接相连，下盘与中间连接装置焊接相连。 在全挂车转向过程中，下盘随车轴的转动而转动，由此带动挂车的转动，以此来达到转向的目的。 第四节 牵引架总体设计 为了保证自由转向，多节组合汽车列车（挂接铰接牵引杆挂车的载货汽车）牵引车与挂车之间的间距至少在 1700mm 以上。 带中置轴挂车的汽车列车采用牵引点下远后置的刚性牵引杆时（挂接点紧靠牵引车后桥），当直线行驶时，其货箱之间的间距只有 700mm。 图 241 牵引架 牵引架 （图 241） 是牵引车与全挂车之间的联接构件总成。 据国标 GB4781— 84标准，牵引架长度与离地高度需符合以下要求： （ 1）牵引架在垂直平面内的允许摆角不小于 160176。 — 180176。 （ 2) 牵引架的长度为 1500— 1800mm， 重型全挂车为 1800— 2300mm。 （ 3）离地高度为 600— 900mm， 大吨位 650— 1100mm。 (4) 牵引架上牵引杆的摆动角 ， 包括回转角 、 纵摆角 、 侧摆角 、 水平间隙角以及牵引装置的前置角（矩），挂车前端回转面距离等，参见 GB4781— 84的规定。 牵引架的长度直接影响全挂汽车列车的机动性和稳定性。 当汽车列车行驶与坡道或弯道时，牵引架产生倾斜，牵引力将以一定角度传给全挂车，不利于全挂车牵引力的传递。 适当增加牵引架的长度可以减少传力角度，但牵引架过长会增加其本身的质量， 而且不利于转向和倒车。 所以，设计全挂车牵引架时，应在牵引汽车与全挂车在各种行驶状况下互不干涉的前提下，尽量短一些。 牵引架的长度约为全挂车车厢的 70%左右，一般为 15001700mm。 牵引架的摆动角包括回转角、纵摆角、侧摆角。 回转角决定汽车列车的机动性，纵摆角和侧摆角表征汽车列车在地形陡变的不平道路上行驶的可能性，通常称为汽车列车的挠曲性。 它主要取决于牵引连接装置。 钩扣式和球铰式的挠曲性都较好。 吉林大学本科生毕业论文 5 GB478184中对牵引架摆动角规定如下： 回转角是指琴音连杆在一个通过连接点，平行 于牵引汽车纵轴线的平面内，围绕连接点转动时所形成的角度。 它直接影响汽车列车的机动性。 为保证汽车列车的顺利转向，牵引钩必须保证牵引杆的回转角不小于 75176。 纵摆角指牵引杆围绕一个通过连接点与牵引汽车水平轴线所形成的角度。 它直接影响着汽车列车的纵向挠曲性。 牵引杆的纵摆角不得小于 20176。 有的柱销式牵引连接装置中设有水平铰链，以增大其纵摆角。 侧摆角指牵引杆围绕一个通过连接点与牵引汽车水平面所形成的角度。 它直接影响着汽车列车的横向绕曲性。 该角度应不小于 25176。 为了方便更换损坏的牵引架，主要尺 寸在 DIN74040【 3】 中做了规定。 主要有牵引架长（ 1800mm、 2100mm、 2200mm 和 2400mm）、铰销中心间距（ 900mm、 980mm、1100mm 和 1200mm）、销孔宽度和销孔直径（ 70mm/26mm,80mm/28mm 和 100mm/30mm）。 牵引架长度与挂车。