30T貨車支撐腿設(shè)計

.緒論1.1課題背景“十四五”國家實施了信息化戰(zhàn)略，實施了“一帶一路”戰(zhàn)略，人民對網(wǎng)上購物的巨大需求，以及不斷擴展的貨運和物流市場，使得運輸費用問題成為了各個領(lǐng)域的研究熱點。由于適應(yīng)性強，運輸速度快，資金周轉(zhuǎn)快，因此，公路運輸已成為全國貨運行業(yè)的頭等大事。因此，采用高效、低成本的甩掛運輸方式已成為我國公路運輸發(fā)展的一個重要方向。國家發(fā)改委、公安部、交通運輸部、保監(jiān)會、海關(guān)總署等五個部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進甩掛運輸發(fā)展的通知》，將在全國開展甩掛運輸試點工作；在《國家物流業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》中，明確提出要發(fā)展現(xiàn)代物流組織形式，如甩掛運輸、共同配送、統(tǒng)一配送等。在國家政策的指導下，公路貨運由自行車運輸發(fā)展到甩掛運輸。但是，目前國內(nèi)主要的車輛運輸方式依然是“一車一吊”，但是隨著公路運輸?shù)陌l(fā)展，這種“甩掛”將成為未來的必然趨勢?，F(xiàn)行的半掛車支撐設(shè)備已不能適應(yīng)這種運輸方式，國內(nèi)現(xiàn)有的拖車運輸方式是：一車一掛，一掛一掛，這就是說，只要一臺半掛車與牽引車相匹配，在整個壽命周期中，它與拖拉機的壽命基本不能分開，支撐設(shè)備基本不用，多是做裝飾，質(zhì)量也沒有得到消費者和主機廠商的認可，市場上出現(xiàn)了很多劣質(zhì)產(chǎn)品。隨著甩掛運輸方式的出現(xiàn)，拖車與拖車之間的掛接、拆裝、支撐設(shè)備的使用頻率也隨之增加，因此，對高質(zhì)量、高效率的支撐設(shè)備的市場需求也就越來越大。本文以國內(nèi)拖車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況和發(fā)展需要為出發(fā)點，對30噸拖車的靜態(tài)使用狀況和汽車使用狀況進行了分析，并提出了一套適用于“甩掛運輸”技術(shù)發(fā)展的拖車支撐裝置的測試方法，并研制了相應(yīng)的測試設(shè)備，解決了國內(nèi)拖車產(chǎn)品質(zhì)量不齊，使用頻率低，壽命周期短等問題，增強了拖車的安全性和使用便利性，提高了支撐裝置的使用頻率和使用壽命，從而有利于提高拖車工作效率，降低運輸成本，促進甩掛運輸?shù)陌l(fā)展，確保運輸服務(wù)的及時性，同時能減少車輛排放對大氣環(huán)境的污染。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀在掛車用掛和名式聯(lián)運的過程中，半掛車與牽引車脫開后，支摚半掛車前部重量的支承裝置發(fā)揮者重要的作用，其產(chǎn)品質(zhì)量及技術(shù)性能指標關(guān)乎甩掛運輸過程的使用性和穩(wěn)定性。2017年，交通運輸部公路科學研究院和漢陽專用汽車研宄所共同申報了交通運輸標準化項目《掛車支承裝置》對掛車支承裝罝開展了前期研究工作，并在相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，申報了國家推薦性標準《掛車支撐裝置》(GB/T

26777-—2011）

的修訂計劃。2021年11月，國家標準化管理委員會下達了《掛車支承裝置》標準修訂計劃，計劃號為：20214948-T-339。我國的半掛車工業(yè)從50年代末開始，經(jīng)歷了近半個世紀的發(fā)展，已經(jīng)形成了一個龐大的市場。在《國家物流業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》中，明確提出要發(fā)展現(xiàn)代物流體系，如甩掛運輸、共同配送、統(tǒng)一配送等。隨著政府有關(guān)部門的大力支持，以及物流的發(fā)展，目前國內(nèi)的公路貨運模式正在由自行車轉(zhuǎn)向甩掛運輸，適合長途運輸?shù)陌霋爝\輸車和短途周轉(zhuǎn)的甩掛車市場將有大幅度增長。在"甩、掛"作業(yè)中，拖車和半掛貨車經(jīng)常會被用于拖掛設(shè)備，其支撐設(shè)備是否能夠省力、快速、安全、可靠地發(fā)揮其功能是其重要的一環(huán)。隨著甩掛運輸?shù)牟粩嗌钊?，半掛貨車的支撐設(shè)備也由最初的單機轉(zhuǎn)向了多元化的結(jié)構(gòu)。根據(jù)不完全的數(shù)據(jù)，全社會的拖車承載設(shè)備已超過100萬輛，年銷量達到360,000輛。目前，我國的約斯特（上海）汽車部件有限公司，廣東富華機械制造有限公司，揚州統(tǒng)一機械有限公司，賽夫華蘭德（廈門）汽車部件有限公司，山東梁山亞華機械有限公司，揚州通海汽車配件有限公司，以及揚州通海汽車配件有限公司，這些都是我國半掛車行業(yè)的龍頭企業(yè)。1.2.2國外研究現(xiàn)狀為了大量的滿足支承裝置對市場的要求，制定半掛車支承裝置的標準。1992年CIRP國際會議上正式提出的并行工程技術(shù)是快速設(shè)計技術(shù)的維形。美國鐵路協(xié)會標準手冊及推薦規(guī)范

AAR-N-931《支承裝置規(guī)格及性能驗證標準》和法國標準化協(xié)會標準NF-R-47。該標淮中規(guī)定了文撐裝置的互換性、基本參數(shù)、沖擊要求、動態(tài)要求、舉升能力要求、耐久性等。國外研究機構(gòu)及高校對于快速設(shè)計方法的研究中，涌現(xiàn)許多新的理論和研究方法。對半掛車支承裝置的快速發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。在國外，為了大量的滿足支承裝置對市場的要求，制定半掛車支承裝置的標準。1992年CIRP國際會議上正式提出的并行工程技術(shù)是快速設(shè)計技術(shù)的維形。美國鐵路協(xié)會標準手冊及推薦規(guī)范

AAR-N-931《支承裝置規(guī)格及性能驗證標準》和法國標準化協(xié)會標準NF-R-47。該標淮中規(guī)定了文撐裝置的互換性、基本參數(shù)、沖擊要求、動態(tài)要求、舉升能力要求、耐久性等。國外研究機構(gòu)及高校對于快速設(shè)計方法的研究中，涌現(xiàn)許多新的理論和研究方法。對半掛車支承裝置的快速發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。1.3未來發(fā)展趨勢通過甩掛運輸?shù)陌l(fā)展，可以推動公路運輸?shù)慕M織化、規(guī)?；?、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、標準化發(fā)展，推動公路運輸、海運、駝背運輸?shù)榷喾N運輸形式的發(fā)展。將對掛車支承裝置的性能提出更高和更嚴吉的要求。因此，結(jié)合國內(nèi)掛車支承裝置在實際使用過程中的受載情況，對現(xiàn)行標準進行了重新梳理分析，以制定符合我國運輸行業(yè)發(fā)展需求的掛車支承裝置標準具有十分重要的意義。1.4研究的基本內(nèi)容和擬解決的主要問題1.4.1研究的基本內(nèi)容支承裝置直齒圓柱齒輪的計算支承裝置圓錐齒輪的計算支承裝置零件強度計算校核支承裝置的設(shè)計計算（5）利用CAD軟件繪制裝配圖與各零件圖1.4.2主要解決的問題（1）支承裝置主要參數(shù)的確定（2）支承裝置總體結(jié)構(gòu)的布置方案（3）支承裝置零件的設(shè)計計算及校核（4）支承裝置各齒輪的設(shè)計計算及校核

2.方案論證支撐腿的結(jié)構(gòu)形式對貨車安全性，可靠性，操作方便性都有很大的直接影響。設(shè)計很好的支撐腿對貨車的平穩(wěn)性和人員操作安全性都是一種很好的保障。各零件的參數(shù)的合理選擇對安全性與方便性得到很大的提升。2.1支承裝置的功用和要求支腿的功用是根據(jù)支腿在承受不同的掛車的重量的條件下提出的要求，半掛車支承裝置為了應(yīng)適甩掛高度的變化。支承裝置腿里面的螺旋升降機構(gòu)也能夠使甩掛車和牽引車的分離和聯(lián)接都可以順利地進行。對半掛車支承裝置的要求主要有以下幾點是：（1）在使用的功能中考慮，從操作人員的方便性，對支承裝置安裝方便的條件下，盡可能對支承裝置進行簡化結(jié)構(gòu)，降低支承裝置成本。（2)設(shè)計應(yīng)保證支承裝置系統(tǒng)的可靠安全，工作使用功能原理明確、結(jié)構(gòu)簡單.（3）對人員滿足在安裝、操作、修理等各種功能安全的前提下，使支承裝置減少零件數(shù)量。2.2支腿結(jié)構(gòu)方案的確定2.2.1支腿的傳動機構(gòu)論證與形式的選擇本設(shè)計選擇的是手動單動型的支承裝置。手動單動型的支承裝置的組成為傳動機構(gòu)變速機構(gòu)、底座、內(nèi)外支撐腿、搖把、傳動桿等。支腿內(nèi)的螺旋升降結(jié)構(gòu)的高度升降可分為快慢兩檔速度。手柄進入時為轉(zhuǎn)動為高速升降，手柄拉出時為低速升降。高速檔用于空載，低速檔用于重載。齒輪傳動與鏈傳動比較，具有瞬間傳動比恒定、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長、效率高、兩軸間運動任意傳遞空間位置和適用范圍廣的功率與速度等優(yōu)點，因此，齒輪傳動與鏈傳動具有瞬間傳動比恒定、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠等優(yōu)點。圖2.1鏈傳動鏈傳動：傳動比、鏈速在瞬時發(fā)生變化，傳遞的平順性較差；工作時會有很大的震動和噪音；容易出現(xiàn)磨損后的跳牙現(xiàn)象；只能在平行軸間作變速之用。液壓式單動式支腿及聯(lián)動式支腿:圖2.2單動型支腿單動型支腿:此類型支腿兩側(cè)各有一個齒輪箱，分內(nèi)置和外置兩種，通過兩把搖把，可分別獨立升降，分高低速兩個檔位，一般空載高和低速擋皆可，重載必須使用低速擋，此類型為最基本的傳統(tǒng)支腿，其適應(yīng)能力比較強，在平地和不平的地面都可以使用。圖2.3聯(lián)動型支腿聯(lián)動型伸縮支腿：此類型支腿只有一個齒輪箱，通過一把搖把，可同時控制左右支腿同時升降，同樣分高低速兩個檔位，為最基本的傳統(tǒng)支腿的升級版，相對單動型支腿，升降效率提高了一倍，但是此種支腿只適用于平整的路面，在凹凸路面時就得靠墊塊保持支撐面基本水平才能使用。圖2.4液壓型伸縮支腿液壓式伸縮支腿：這種支腿是傳統(tǒng)支腿的升級替代產(chǎn)品，也是機電液一體化在掛車行業(yè)的創(chuàng)新應(yīng)用，這種支腿整體可以說是一套通過車載電源驅(qū)動電機驅(qū)動油泵，在產(chǎn)生到額定壓力后，通過電磁閥通斷電來控制油路方向的一體化微型液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)油缸單獨或同時伸縮，也就是支腿的升降，通過電機驅(qū)動油泵，將這條腿自動化程度高，在油缸的有效行程中，支腿可以自動平衡，適用于各種路況，升降只需電動控制開關(guān)操作即可，不需要傳統(tǒng)的甩把，省去了傳動齒輪，可以實現(xiàn)較大噸位的支撐，適用于追求高頻率的甩掛運輸，效率高，但自重較重，造價約為普通支腿的5倍，加上目前較少的維修點，因此，這條腿的自重較大，可以實現(xiàn)較大后期維護保養(yǎng)費用較高，造成了目前較少的市場應(yīng)用。2.3支承裝置主要零件結(jié)構(gòu)的方案論證支承裝置是由底座、內(nèi)外支承筒、傳動機構(gòu)、變速齒輪機構(gòu)、傳動桿及搖把等組成。2.3.1支承裝置底座的方案論證支撐裝置底座如按下表結(jié)構(gòu)型式的基本結(jié)構(gòu)有：A、G、R、S、T、C六種。圖2.5支承裝置底座2.3.2支承裝置內(nèi)外支承腿的方案論證半掛車支承裝置內(nèi)外支承筒也可以分類為方管、圓管或者是八角形管等幾種。但是方管和圓管在支承裝置中一般使用的比較多點，支承筒可以分類為折疊的或者是不可折疊的倆種。一般式支承著地高度是可以調(diào)整的有利于調(diào)節(jié)高度的傳動機構(gòu)具有良好的密封條件?；拘徒Y(jié)構(gòu)相對簡單，具有更好的潤滑條件。2.3.3支承裝置傳動機構(gòu)的方案論證支承裝置的傳動機構(gòu)以齒輪傳動為主。根據(jù)動力形式，支撐裝置有手動和電動式兩種，手動式是用人工旋轉(zhuǎn)手柄來完成支撐裝置的升降；變速變速箱一般分為2軸和3軸兩種，采用不同的速比，可實現(xiàn)快、慢兩檔，即在空載時采用快檔，在負荷時采用慢檔。一般采用3軸傳動方式可以得到更大的傳動比，3軸傳動比2軸傳動機構(gòu)所需的轉(zhuǎn)矩要低，因此，在旋轉(zhuǎn)手柄時，也能節(jié)省人力。電動式支架，體積小，承重能力強，采用汽車動力，操作簡便。另外，采用高精度澆鑄的變速箱和高精度的傳動裝置，既保證了更大的承載能力，又減少了工作時的噪聲。通過人力驅(qū)動操縱力不大于200N。我國一般采用單級齒輪傳動的支承裝置，用于載質(zhì)量在10T左右的半掛車。單級齒輪傳動的支承裝置結(jié)構(gòu)簡單，升降較快，但手部的作用力可能較大，因此在中型和小型半掛車上都適用。具有三級齒輪傳動裝置的支承裝置具有最大的傳動比，可減小操縱縱力，但在重、特、重型半掛車30-60T的載質(zhì)量中，升降速度較慢。雙級齒輪式傳動效果介于以上兩種齒輪式之間，手部操縱和變速比較適中，在質(zhì)量為10-30T的半掛車上，國內(nèi)外普遍采用。GB/T26777-2011要求所有的支承裝置都要有兩檔變速裝置。圖2.6升降驅(qū)動機構(gòu)2.3.4支承裝置動力方式的方案論證升降機構(gòu)一般是由一對螺母一絲桿完成的。半掛車支承裝置的升降機構(gòu)都是左、右各一個。在重型半掛車上，由于需要的手換縱力很大，其開降機構(gòu)必須左、右分開獨立操作。而中型以下的半掛車則一般都采用左右聯(lián)動的操縱裝置。聯(lián)動操縱裝置是在左、右分開獨立操作的支承裝置的基礎(chǔ)上，在兩邊支承裝置之間增加一個聯(lián)動管，從而取消了另一邊的齒輪箱裝置。這樣，只需要操縱一邊的手柄就可同時驅(qū)動左、右兩邊支承裝置的升降。支承裝置的升降機構(gòu)還應(yīng)具有足夠可靠的自鎖能力和良好的支承穩(wěn)定性。由于在GB／T26777．201l《掛車支承裝置》對支承裝置的手柄驅(qū)動力的大小與其自鎖性能與升降速度均提出了一定的要求。同時，傳動裝置和升降機構(gòu)都應(yīng)具有一定的密封防護性能，以防止可能減弱其功能和機械效率的雜質(zhì)進入其中如下圖。圖2.7升降機構(gòu)2.3.5支承裝置運行方式的方案論證支承裝置根據(jù)工作方式可分為單動式和連桿式，單動式支承裝置的左右支腿都裝有變速箱和傳動裝置，可以分別操縱左右支腿的升降，其優(yōu)點是：在重型車輛運輸時，操縱更加方便，對路面條件的要求也更小，但是兩邊都要人工操作，因此效率不高。連桿支撐機構(gòu)由中間連桿連接，由旋轉(zhuǎn)傳動機構(gòu)控制左右腳同時升降，目前使用的是連桿支撐機構(gòu)。2.3.6支承裝置承載類型的方案論證根據(jù)支撐方式，支撐件可分為輕型和重型兩種，最大的不同點是內(nèi)部支架具有無螺紋和螺帽。輕型支撐設(shè)備適合于輕型拖車，低卸載次數(shù)。重載式支撐設(shè)備常用于經(jīng)常拋吊、負載較大的情況下，其重載支架通常具有可變速度和傳動機構(gòu)，并利用傳動機構(gòu)使支架在任意高度（規(guī)格內(nèi)）升降，滿足各種工作需要。2.3.7支承裝置連接方式的方案論證根據(jù)連接方式，將支撐設(shè)備分成兩類：標準接頭和多孔接頭。多孔接頭主要適用于半掛貨車在載重較大時，長、高均超過常規(guī)使用。3.支承裝置齒輪傳動主要參數(shù)選擇與計算3.1直齒圓柱齒輪傳動齒輪的設(shè)計計算3.1.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)（1）選用直齒圓柱齒輪傳動（2）速度不高，故選用7級精度。（3）材料選擇，齒輪用鍛鋼制造，常用的是含碳量0.17%--0.23%的碳鋼或合金鋼。鋼滲碳淬火后具有較高的抗彎強度和耐磨性能由《機械設(shè)計》表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。（4）選小齒輪齒數(shù)z1=13，大齒輪齒數(shù)z2齒頂高：ha=h齒根高：hf=h齒高h=2h齒距p=πm=3.14×3.5=10.99齒厚S=πm/2=5.495槽寬e=πm/2=5.495分度圓直徑：d=mz=3.5×13=45.5齒頂圓直徑：da=d＋2ha=45.5＋2×齒根圓直徑：df=d-2hf=45.5齒寬：b1=由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表10-10選取齒寬系數(shù)?d3.1.2齒面接觸強度計算σH=ZEZH32K式中：σHT1b——齒寬，U——齒數(shù)比，u=z2d1——小齒輪的ZE——ZH——節(jié)點區(qū)域系數(shù)K——載荷系數(shù)[σH選載荷系數(shù)Kt支承裝置要求手動輸入，通過查找相關(guān)資料，可以得知：一個成年人一股扳手腕能使300N-600N：人的平均握力大約是100磅，即約454N：一個成年人一股力氣為有500N-600N。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，確定通過人力手動輸入的力取為較小的340N，這樣所設(shè)計的將更具有一般性。由于尺寸的限制，設(shè)支承裝置手柄長度最大為360cm，人對扳手施加的力為340N（考慮到普通人的一般臂力和本設(shè)計的初衷一省力的目的，取手動輸入340N的力板動手柄)，則人手對支承裝置施加的轉(zhuǎn)矩為T1=F×L=340×360=122400N.m由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》【1】由表10-11查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa12。節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.90;齒輪的工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60nrth式中：n——齒輪轉(zhuǎn)速r/minr——齒輪每轉(zhuǎn)一周齒輪同一側(cè)齒面粘合次數(shù)th——小齒輪總工作的小時數(shù)N1=60×330×1×（1×300×10）=5.94×N2=N13.1.3計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由齒輪的許用應(yīng)力計算公式σ=[σ[σ計算圓周速度v。v=計算載荷系數(shù)。根據(jù)v=0.785ms，7級精度，由《機械設(shè)計》[1]圖10-8查得動載系數(shù)直齒輪，KHα由表10-2查得使用系數(shù)KA由表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪相對平行布置時，KHβKHβ=1.315查圖10-13得KK=K把以上數(shù)據(jù)結(jié)果代入公式（3-1）得σH3.1.4校核齒根彎曲強度設(shè)計彎曲強度的設(shè)計公式為σF=式中:Z1σF——齒根YFaK——載荷系數(shù)T1b——齒寬，m——齒輪的模數(shù)K——載荷系數(shù)由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限σFE1=500MPa；大齒輪的彎曲疲勞強度極限由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.85，計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由齒輪的許用應(yīng)力計算公式σ=[[計算載荷系數(shù)K。K=K查取齒形系數(shù)。由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表10-5查得YFa1=2.65；查取應(yīng)力校正系數(shù)。由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表10-5查得YSa1=1.58；計算大小齒輪的YFaσF1=2KYSa1T1σF2=2KYSa2T齒根彎曲疲勞強度足夠計算分度圓直徑dd計算中心距a=計算齒輪齒寬b=則B2=b=45.5mm，3.2直錐齒輪傳動的設(shè)計計算及校核由于直齒錐齒輪大端的尺寸最大，測量方便。因此,規(guī)定錐齒輪的參數(shù)和幾何尺寸均以大端為準。大端的模數(shù)m的值為標準值，按下表選取。在GB12369-90中規(guī)定了大端的壓力角a=20。，齒頂高系數(shù)ha＊=1，頂隙系數(shù)c＊=0.2。11.1251.251.3751.51.7522.252.52.7533.253.53.7544.555.566.578圖3.4錐齒輪模數(shù)（摘自GB12368—90）3.2.1齒面接觸強度設(shè)計由設(shè)計計算公式進行試算，即d1≥34K式中：d1——T1φR——ZE——K——載荷系數(shù)U——齒數(shù)比確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值試選載荷系數(shù)Kt計算小傘齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T選小傘齒輪齒數(shù)z1=18，大齒輪齒數(shù)由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表10-7選取齒寬系數(shù)φR由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)ZE節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》【1】圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim1=600MPa；大齒輪的接觸疲勞強度極限由齒輪的工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60njLNN由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.90;計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由齒輪的許用應(yīng)力計算公式σ=[[計算試算小傘齒輪分度圓直徑d1t，代入[d1計算模數(shù)m=d1由圖3.4表取標準模數(shù)m=3.5為了有利于磨損均勻取d1=mzd2=mzR=m2b=φR取b1=b3.2.2校核齒根彎曲疲勞強度[σ[σF復合齒形系數(shù)δ1=arctanz1δ2=90°-22zv1=z1/cosδ1zv2=z2/cosδ2=55/cos68.YF1=4.11x1.05=4.32σF=2x1.5x255000.85x26.65x32x22(1σF2=σF1YFs2所以滿足要求4.支承裝置各主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算4.1底座參數(shù)的選擇本設(shè)計選擇T型的支承裝置底座，參考文獻GB/T26777-2011掛車支承裝置要求。在國家標準GB/T700-2006中隨著材質(zhì)的厚度的增加而使其屈服值減小。板厚/直徑(mm)屈服強度(MPa)板厚/直徑≤16mm屈服強度235MPa16mm<板厚/直徑≤40mm屈服強度為225MPa40mm<板厚/直徑≤60mm屈服強度為215MPa60mm<板厚/直徑≤100mm屈服強度為205MPa100mm<板厚/直徑≤150mm屈服強度為195MPa150mm<板厚/直徑≤200mm屈服強度為185MPa圖4.1材質(zhì)的厚度與屈服值的關(guān)系圖底座的厚度為7mm,支承裝置底座選擇板厚/直徑≤16mm，屈服強度為235MPa；4.2內(nèi)、外支撐殼體參數(shù)的選擇厚度質(zhì)量內(nèi)支撐殼體4mm10.3kg外支撐殼體4mm12.4kg由圖4.1可知，內(nèi)、外支撐殼體16mm<板厚/直徑≤40mm，屈服強度為235MPa；30噸貨車的支撐腿即是半掛車支撐裝置，位于半掛貨車車架前端，供半掛貨車與牽引貨車脫離后使用。由于半掛貨車的特殊結(jié)構(gòu)需要，半掛貨車與牽引貨車分離后，只能依靠支撐腿的支撐保持平穩(wěn)。目前半掛貨車支撐腿主要是手搖機械式結(jié)構(gòu)，通過手柄的搖動帶動齒輪機構(gòu)完成支腿的升降。，詳細內(nèi)容見圖。D-單動式，L-聯(lián)動式型號舉升負荷t/對承載負荷T/對閉合高度Hmm行程Smm支承裝置質(zhì)量kg/對手柄力/N（L=360mmL10≥10.025.0≤920≥370≤85≤150D10≥10.025.0≤920≥480≤95≤75L20≥20.050.0≤920≥370≤90≤280D20≥20.050.0≤920≥450≤105≤140L30≥30.075.0≤950≥350≤95≤340D30≥30.075.0≤950≥450≤110≤170圖4.2支承裝置基本參數(shù)5.校核5.1變速桿的設(shè)計計算5.1.1初步確定變速桿軸的最小直徑由軸的初估直徑公式d≥A03Pn估算軸的最小直徑。由于設(shè)計支承裝置的輸入軸，屬于一般軸的設(shè)計問題，故選取軸的材料為45鋼，正火處理，由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》查表13-1取抗拉強度σb=600MPa，彎曲疲勞強度σ-1d按軸的直徑序列將其圓整為d5.1.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計齒輪在箱內(nèi)用銷進行定位，齒輪的左端用限位彈簧和鋼球進行定位，軸的右端面用軸套定位。軸的長度為252mm,圖5.1變速桿的結(jié)構(gòu)尺寸圖軸的受力分析如下圖:5.2軸的受力分析圖齒輪的受力圓周力：F徑向力：F水平面內(nèi)彎矩圖豎直面內(nèi)彎矩圖扭矩圖由圖5.2受力分析圖知，在大齒輪和小齒輪處所受彎矩最大，則只需校核這兩處的強度即可。小齒輪處：繪制軸受力簡圖（如上圖）繪制合成彎矩圖（如上圖）M繪制扭矩圖按彎扭合成進行強度計算進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強度。由于軸雙向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對稱循環(huán)變應(yīng)力，取α=1，則軸的計算應(yīng)力為σ因此該軸強度足夠。5.2齒輪軸的設(shè)計計算選取軸的材料為45鋼，正火處理，由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》查表13-1取抗拉強度σb=600MPa，彎曲疲勞強度σ-1=255MPa，許用彎曲應(yīng)力σ-1d考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d按軸的直徑序列將其圓整為d5.2.1齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖5.3齒輪軸的結(jié)構(gòu)尺寸圖軸的受力分析如下圖：齒輪的受力大齒輪2931N；1066.8N小齒輪7252N；2639.5N水平面內(nèi)軸承約束力豎直面內(nèi)軸承約束力彎矩圖和扭矩圖水平面內(nèi)彎矩圖豎直面內(nèi)彎矩圖扭矩圖最危險截面的合成彎矩452392Nmm（注意單