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湖南大学毕业设计(论文)第1页1绪论随着我国经济的快速发展和城市对环境卫生质量要求的不断提高，各地环卫部门加快了提高城市道路清扫作业机械化程度的步伐。我国扫地车行业历经数十年的发展，产品从单一的纯扫式发展到目前的多种型式，产品性能和产品质量迅速提高，特别是在改革开放以后，通过进口关键外购件使扫路车产品性能和可靠性大大提高。但目前我国扫路车的水平与国外发达国家相比，还存在一定的差距，特别是在产品的可靠性方面。为尽快提高我国扫路车的水平，缩小与先进国家扫路车水平的差距，满足我国环卫部门对路面清扫作业的要求，扫路车生产企业应选择一个合适的扫路车研究方向。随着社会的发展、进步，不再满足于单纯意义上的吸尘车，将从多功能、环保、经济等方面提出更多的要求，市场呼唤能满足各种需求的吸尘车。为适应市场需求，近年来，国内众多环卫车辆研发机构、生产厂家在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，加快了扫路车的自主研发和生产，推出了一大批各具特色、性能优良、符合中国国情的扫路车。随着机电液一体化技术、数字化信息技术和自动控制技术的大量采用，我国扫路车的设计和制造水平与发达国家的差距在逐步缩小。1.1背景本项目的垃圾清扫车拟将意大利进口的DULEVO200QUATTRO车作为蓝本进行设计制造。如图1.1。意大利DULEVO道路宝扫地机工厂，系全球为数不多的专业生产扫地机之著名企业，特别在重工业型扫地车领域，其产品科技含量更是遥遥领先于其它工厂。其产品采用全液压驱动系统，防尘防水耐低温、高温，在极其恶劣的环境下，仍能正常工作。Dulevo在雅典政府的一项竞标中脱颖而出，向奥运会提供十三台扫路机。瑞士制造商Bucher也赢得了一项竞标，将另外提供九台设备。希腊的主要环境特点是多尘和缺水，而Dulevo的设备特别适用于此类环境。在中国，Dulevo产湖南大学毕业设计(论文)第2页品在首都天安门广场、北海舰队、神华集团均有突出表现！1975年创立以来，在清扫设备及机械的设计、制造方面已经巩固了它的世界领导地位。获得国际组织DNV-DetNorskeVeritas的专业认证，它还是重要的清扫设备生产商协会Afidamp的成员及国际卫生提供协会ISSA的成员。所有的机型中均使用超细过滤系统(小到三微米)。国内相近清扫车调研：1.FJ5051TSL道路清扫车(SHZ22型单发动机全液压驱动扫路机)(2001年《专用汽车》)这款外观精巧漂亮的扫路车是由龙马专用车辆制造有限公司自主开发的精品这款车同来自德国的凯驰ICCI型垃圾清扫车驾驶室外形极为相似采用全景式驾驶室设计宽大的风挡和全景式车门可以让操作者获得开阔的视野对道路及作业情况一目了然驾驶室密封良好室内空间宽敞各种布置简洁明快操纵控制装置布置合理操作方便FJ5051TSL道路清扫车具有很强的清扫能力可随意清扫道路两侧和死角并有扫刷避障和调节地距功能清扫刷(盘刷)前置由液压系统驱动最大清扫宽度为2400mm同前种道路清扫车相比这款道路清扫车最大的特点是只有一个发动机没有专门用来驱动风机的副发动机发动机是道路清扫车的动力源启动后带动变量泵双联泵通过液压系统传递动力实现清扫作业系统风机工作系统行走系统转向系统及其他系统各项作业是名副其实的全液压驱动得益于只有1台发动机的优点使得该车结构更加紧凑并具有了低油耗低噪声低排放的良好的环保性能这款车的另一个亮点是采用微电脑控制自动化程度更高。这款车采用无级变速技术可以极低速稳定行驶平稳作业最小离地间隙170mm通过性能优于德国凯驰ICCI型垃圾清扫车(140mm)该车最高车速低于40km/h适于城市道路高架桥机场码头等路面的清扫保洁作业。经过调研，现在龙马专用车辆制造有限公司在产的产品没有这款清扫车，全部是双发动机形式的清扫车。2.扬州盛达特种车有限公司湖南大学毕业设计(论文)第3页该车采用专用底盘，由单台发动机驱动整机的各个动力装置，协调了整车运行与清扫作业的匹配。选用静液压行走驱动系统，无级变速，适合扫路车低速工况的要求。驾驶室视野开阔，座椅前后位置可调、靠背角度可调。驾驶室有空调，可全天候进行清扫作业。采用不锈钢垃圾箱，垃圾箱举升五十度，自动卸料高度为1.3m，方便垃圾的倾卸的转运。风机具有噪音低、耗能少、体积小、静压高、自洁能力好等优点。对叶片、蜗壳等易损件进行加强处理，增加其耐磨寿命。清扫工作装置，电控调节扫丝与地面的压力，减少扫丝材料磨损，延长使用寿命，同时还能电控调节扫盘的清扫宽度，使扫盘起到机械手的作用，把外边的垃圾扫进吸口处。扫盘具有防撞、避让功能。吸口前端部位安装翻板机构，遇到大体积垃圾时，可通过控制杆手动把前端弹性胶皮翘起，吸入垃圾。液压系统：清扫部分采用三套液压回路，工作可靠，方便安装及维修。电器系统：采用现代电子集成电路，操作方便，易于布置，实现了机电液一体化。经过调研该厂生产的清扫车整车需要定作，使用的是五十铃的发动机，价格大概在30万左右。底盘由自己设计、生产，驱动桥为液压驱动，由该厂自行设计制造。图1.1意大利DULEVO200QUATTRO1.2任务和目的湖南大学毕业设计(论文)第4页任务：利用UG软件及AutoCAD软件进行新型的路面清扫车的车门总成三维建模和二维结构设计。目的:掌握三维建模及二维结构设计方法，熟悉车身结构。1.3课题研究方法本次设计采用UG和CAD对车门进行三维和二维建模。对具体车门结构进行设计和校核。1.4论文的构成及研究内容本篇论文讨论了车身部件的结构设计。对车门的分类构成及车门的功能要求进行了讨论。对车门各附件如车门铰链，车门密封条，车门锁，玻璃导轨和车门窗框的设计进行了具体分析。指出了各种附件的具体选择和校核方法，各附件的功能要求。车门各附件得选择应本着简单实用，方便美观的原则。完成了各附件的设计计算选择之后，开始对车门进行三维建模，和二维建模。湖南大学毕业设计(论文)第5页2车门设计概述车门是汽车车身结构中相对独立的总成，是供乘员或货物进出的必要通道。它主要由车门骨架及盖板、车门护面、门窗、车门玻璃及玻璃升降器、门锁及其手柄、车门铰链、车门密封条和车门开关机构组成。车门设计的好坏直接影响到整车的造型效果、安全性、密封性、视野、噪声控制以及乘座空间等诸方面的优劣。车门结构设计与附件布置考虑的因素较多，既要保证车门与整车的协调一致，还要保证车门本身的技术要求，具有一定的代表性。2.1车门的分类车门的结构类型多种多样。按开启方式可分为旋转门、拉门、折叠门和外摆式车门；按车门结构可分为整体式车门和分开式车门；按有无窗框可分为有窗框和无窗框式车门；按旋转方向可分为顺开门、逆开门和上开门。表2.1车门分类分类方式类型特点及常用车型开启方式旋转门用于大多数汽车折叠门多用于客车拉门多用于轻型客车结构整体式车门刚度好、质量高、随形性好分开式车门钣金件少、材料利用率高、视野性好窗框有窗框车门大多数汽车，可为独立窗框或整体式车门无窗框车门敞篷车、硬顶车、运动车使用旋转方向逆开门较少采用，仅为方便上、下车顺开门安全性好，较常用上开门轿车和轻型车的背门，也用于低矮的汽车湖南大学毕业设计(论文)第6页2.2车门的构成不同类型的车门可分为车门本体、车门附件两部分。车门本体属百车身范畴，指作为一个整体涂漆、未装备状态的钣金哈杰总称，包括车门内外板、加强板和窗框等，是实现车门整体造型效果、强度、刚度及附件安装的基础框架。而附件则是为了满足车门的各项功能要求，在白车身上装配的零件及总成，其中包括车门锁、铰链、限位器、玻璃、拉手、操纵钮、出风口、密封件及内外装饰件等，另外还有一些其他的在车门上的装备的附件，如烟灰盒、扬声器、放物袋、限位块和行程开关等。车门总成的组成如表2-2所示。表2.2车门总成的组成车门车门本体车门附件内外板加强板与抗撞梁窗框车门锁铰链及限位器玻璃及升降器门及窗密封条内外装饰件其他附件2.3车门的功能要求车门作为汽车的重要组成部分，是车身侧面最富变化和最受人关注的对象。一方面，车门作为车身结构中的重要组成部分，其造型风格、强度、刚度、可靠性及工艺性等必需满足车身整体性能的要求；另一方面，车门结构自身的视野性、安全性、密封等性能，既对整个车身结构性能影响较大，也是车门功能要求的重要部分。第一，对使用方便性来说，要求：开关方便性：灵活、轻便、自如，有最大、中间两档开度，并能可靠限位；上下车方便性：开度应足够，一般不低于60或开度不小于650mm。第二，对视野性来说，要求：尽量加大车门窗口及玻璃尺寸，并合理布置三角窗位置、大小、形状。湖南大学毕业设计(论文)第7页第三，对可靠性安全性来说，要求：足够的强度、刚度，不允许因变形、下沉而影响车门开关可靠性；车门开关时不允许有振动噪声；部件性能可靠、不干涉；撞翻车时不能自行开门，以确保乘员安全；满足侧撞时对乘员的保护要求。第四，对密封性来说，要求：雨、雪、尘不能进入车内，应具备良好的气密封性。第五，对工艺性维修性来说，要求：易于冲压并便于安装附件。第六，对造型方面来说，外形上与整车协调。2.4车门的设计流程车门是车身结构中的一个分总成，车门设计应与车身总体设计相统一。在进行具体的车门设计前首先应根据整车参数，以同类型车为参考，进行车门部分的产品描述，确定车门类型，附件类型及种类。车门的设计过程一般如下：1．产品描述。应根据设计任务书和调研的分析结果对车门总成及零件进定性描述；2．确定输入和输出。输入一般指：总布置提供的设计任务书；车身CAD表面三维数据模型和二维线图；设计法规等。输出一般是确定需要建立的三维模型和图纸等；3．定车门边界，进行车门的总体结构方案设计：（1）车门附件布置（2）车门本体设计（3）附件设计4．门的运动校核；5．安全性校核；6．校核结果满足要求，完成设计。当然，上述的设计步骤并不是绝对不变的，要根据设计的需要灵活进行，各步骤之间的反复往往要多次进行，如：根据铰链位置等初步确定车门边界，然后进行附件布置，但布置过程中出现问题又要求重新修改边界等等，各步骤不断交叉进行，多方面考虑才能保证最终设计的合理。湖南大学毕业设计(论文)第8页3车门附件布置过程及特点车门附件是指具有独立功能并装置于车门上的总成，它和壳体、内饰盖板一起组成汽车的车门，如图3-1所示。车门附件的种类繁多，同一类附件不同类型车门附件在性能和特点等方面有很大的差异，而且有许多专业的车门附件生产厂家，不同厂家生产的车门附件的质量和价格也有差异。如何在种类和数目众多的车门附件中选择合理的附件是车门设计人员在进行车门附件布置设计时非常烦琐但又非常关键的一个环节，选择的好坏往往会影响到整个车门布置设计的最后结果。表3-1中给出了各附件的功能要求，其中铰链与门锁是车门承力件，开门时两铰链受力，关门时两铰链和门锁三点受力。因此，铰链、门锁对强度和刚度的要求较重要，车门限位器虽然不直接承受车门重力，但起开关限位作用，与门锁和铰链在寿命、可靠性方面要求应一致。另外，玻璃升降器、锁操纵手柄、按钮等的可靠性、耐久性也不可忽视。其它附件的结构和功能一般应与主要附件的要求相适应。湖南大学毕业设计(论文)第9页图3.1车门附件表3.1车门主要附件的功能要求车门附件结构形式功能要求车门锁1.机械门锁（舌簧锁、钩簧锁、卡板锁）—手动开闭锁；2.中控门锁：利用控制按钮或点火锁、有驾驶员集中控制开闭的门锁；3.防盗门锁：根据声、光、电、磁、等原理，在于强行开门时，蜂鸣器或灯光报警；1．车门外开闭锁功能及防误锁功能，有全锁和半锁两档位置，在锁止状态下，内外手柄打不开车门，开锁时，车内用按钮，车外用钥匙，有的也设计保险锁；2．开闭耐久性10×105次；3．承受纵横向载荷能力，全锁时：纵向11110N，横向8890N，半锁时纵向4450N，横向4450N；4．互开率：1000种不同钥匙牙花数以上；湖南大学毕业设计(论文)第10页5．耐惯性力：全锁状态承受3g加速度作用；玻璃升降器1.臂杆式，其中单臂式、交叉式、四连杆式常用2.绳轮式（都具有电动和手动两种型式）1．操作方便，摇手柄力矩不大于2Nm2．结构可靠，制动力矩足够，在臂杆滚轮处沿玻