【摘 要】
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随着汽车数量急剧增加,附加的洗车行业也得到迅速发展。本文构思并设计了一种自驱动洗车设备,其摒弃了电力支持,直接利用被洗车辆车轮带动设备来进行清洗。该自驱动洗车清洗设备主要分为两大部分:一是由槽钢焊接而成的钢构架、钢构架上的覆板及传动部件组成的结构部分;二是由链接在传动件上的柱塞泵、清洗软管、扇形喷嘴等组成的喷洗部分。本文负责结构部分的设计及后续的优化工作。所设计的结构部分通过CREO、ANSYS软
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随着汽车数量急剧增加,附加的洗车行业也得到迅速发展。本文构思并设计了一种自驱动洗车设备,其摒弃了电力支持,直接利用被洗车辆车轮带动设备来进行清洗。该自驱动洗车清洗设备主要分为两大部分:一是由槽钢焊接而成的钢构架、钢构架上的覆板及传动部件组成的结构部分;二是由链接在传动件上的柱塞泵、清洗软管、扇形喷嘴等组成的喷洗部分。本文负责结构部分的设计及后续的优化工作。所设计的结构部分通过CREO、ANSYS软件实现参数化建模及有限元分析优化。结构部分中:钢构架左右对称,两对称部分根据受力变形要求又有前后支架之分。在结构尺寸设计完成后,为找到结构部分的最佳槽钢截面尺寸型号,又对钢构架及滚筒进行优化。结果为前段支架宜采用5号槽钢,支架上覆板厚度宜取5mm。而后段支架因变形要求不同采用5～10号槽钢。对于钢构架上转动部件,主要分析对象为滚筒及单向轴承。优化后滚筒转轴最小直径Ф18mm,滚筒壁厚为3.5mm。此时Ф18mm阶梯轴的疲劳寿命为8.52×10~6转。单向轴承既有分担载荷的作用又有反向逆止转动的作用。因此将其分为两个部分:一是支撑转动部分,利用有限元计算滚动体与内外圈接触应力(内圈1972MPa,外圈1788 MPa),与赫兹接触应力(内圈2049.60MPa,外圈1901.14 MPa)比较,发现数值解与理论值误差在10%以下,且理论值超出理论假设的条件范围:密合度较大。最后以数值解为准确值。并以数值解为依据计算了单向轴承内圈的疲劳寿命:7.36×10~8转。二是逆止部分,数值模拟了逆止件与内外圈的接触应力,发现最大接触应力(190.34MPa)相对于轴承钢的许用接触疲劳应力(2000MPa)较小,完全满足使用要求。本设计在总体结构尺寸不变情况下,将钢构架采用的槽钢截面尺寸作为变量,优化并找到满足各种条件的最佳参数。且在计算结构接触应力及疲劳寿命时,不仅仅采用数值方法,还采用相应的理论进行计算并比较,来验证数值解的准确性。图[54]表[18]参[62]。
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