公交客車內(nèi)擺式氣動(dòng)門操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【任務(wù)書+畢業(yè)論文+開(kāi)題報(bào)告】,公交客車,內(nèi)擺式,氣動(dòng)門,操縱機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì),任務(wù)書,畢業(yè)論文,開(kāi)題報(bào)告,公交客車內(nèi)擺式氣動(dòng)門操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 學(xué) 院 東方學(xué)院 班 級(jí) 07 姓 名 題 目 設(shè)計(jì) 公交客車內(nèi)擺式氣動(dòng)門操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 論文 來(lái) 源 其它 主要內(nèi)容及基本要求 本設(shè)計(jì)任務(wù)涉及到公交客車 內(nèi)擺式 氣動(dòng)門操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 和汽車液壓與氣壓傳動(dòng)知識(shí)完成氣動(dòng)門操縱機(jī)構(gòu)尺寸的確定、主要元件的選型。根據(jù)上述要求，學(xué)生須完成如下內(nèi)容： 1. 查、閱相關(guān)資料不少于 15 篇。 2. 學(xué)習(xí)汽車?yán)碚?、汽車設(shè)計(jì)及相關(guān)專業(yè)知識(shí)，設(shè)計(jì)氣動(dòng)門操縱機(jī)構(gòu)主要參數(shù)。 畢業(yè)論文寫作。 設(shè)計(jì)（研究）條件及主要技術(shù)指標(biāo) 比較客車內(nèi)擺式和外擺式氣動(dòng)門的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，完成內(nèi)擺式氣動(dòng)門的 設(shè)計(jì) ，主要完成以下工作： 1． 內(nèi)擺式氣動(dòng)門四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，確定氣動(dòng)門的運(yùn)行軌跡，四桿機(jī)構(gòu)的尺寸等。 2． 對(duì)所設(shè)計(jì)的四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度校核。 3． 對(duì)氣動(dòng)門的控制氣動(dòng)管路進(jìn)行設(shè)計(jì)。要求滿足開(kāi)門氣動(dòng)門的時(shí)間條件。 進(jìn)度安排 起 止 日 期 內(nèi) 容 11月 26日 5日 12 月 26 日 25 日 3 月 26 日 26 日 4 月 27 日 30 日 調(diào)研、收集資料、學(xué)習(xí)理論知識(shí) 四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 氣動(dòng) 回路及氣動(dòng)元件的設(shè)計(jì)選型 論文寫 作，答辯 2 參 考 文 獻(xiàn) [1] 許福玲，陳堯明 2 版） [M]械工業(yè)出版社， 2] 國(guó)）有限公司 3 版） [M]械工業(yè)出版社， 3] 趙冬梅，鄭萬(wàn)年 M]學(xué)工業(yè)出版社， 2008. [4] 吳宗澤 ． 機(jī)械設(shè)計(jì) [M]． 北京：人民交通出版社 ， 5] 曹龍華 ,蔣希成 M]1990. [6] 成本綜合自動(dòng)化） [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1999 [7] 劉善林，胡鵬浩 J]2008（ 5）： 798] 趙燕翔 J]2001(5):339] 王冬 J]2003（ 1）： 2010] 吳超，許兆勤，李寶，梁秀鵬 J]2007（ 2） 11] 賈志偉，董社森，王慶國(guó) J]2005（ 3）： 3012] 姚波 . 客車氣動(dòng)門夾持力測(cè)試 [J]2008（ 3）： 3513] 汽車工程手冊(cè)編委會(huì) 計(jì)篇） [M]民交通出版社， 14] 國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局 S]國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社， 導(dǎo)教師（簽名）： _____________ 2010 年 11 月 5 日 系部審核意見(jiàn) 符合畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱要求，同意立題。 系主任（簽名）： _____________ 年 月 日 說(shuō)明：畢業(yè)論文任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)課題的具體情況填寫，經(jīng) 系部 審核并由 系 主任簽字后生效。此任務(wù)書在畢業(yè)論文開(kāi)始前一周內(nèi)填寫并發(fā)給學(xué)生。 開(kāi)題報(bào)告 題 目 公交客車內(nèi)擺式氣動(dòng)門操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 專 業(yè) 汽車服務(wù)工程 姓 名 指導(dǎo)教師 ______ __ _ 設(shè)計(jì)地點(diǎn) 起止日期 2010 年 11 月 1 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 一、課題的意義目的 隨著我國(guó)客車 技術(shù)的發(fā)展和客車市場(chǎng)的需要，內(nèi)擺式乘客門由于能夠增大乘客上下車通道的寬度 ； 乘客門關(guān)閉后，門和車身外部側(cè)圍曲線相一致，從而增加整車美觀性 ； 乘客門具有防夾功能等優(yōu)點(diǎn)，內(nèi)擺式乘客門越來(lái)越多地在客車上應(yīng)用。 我國(guó)采用較多的是折疊式車門。由于車門凹陷于車身，不僅增加行車時(shí)的空氣阻力，影響整車的外形美觀，而且由于車門縫隙大，密封困難，在行駛中產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)噪聲和漏氣，從而影響乘坐舒適性。而氣動(dòng)內(nèi)擺門具有開(kāi)度大 ,有效通道寬 ,乘客上下車方便、快捷 ,駕駛員控制方便等優(yōu)點(diǎn) ,而且雙扇內(nèi)擺門前后兩扇門上都能安裝上下車扶手 ,便于乘客上 下車時(shí)抓扶 ,可有效防止上下車時(shí)受傷。不僅如此 ,內(nèi)擺門的外形可以和側(cè)圍外形一致 ,不僅外形美觀 ,還能避免客車行駛時(shí)由于乘客門內(nèi)凹而形成空氣渦流 ,減小風(fēng)阻 ,降低油耗和噪聲。 本設(shè)計(jì)任務(wù)涉及到客車內(nèi)擺式氣動(dòng)門操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和汽車液壓與氣壓傳動(dòng)知識(shí)完成氣動(dòng)門操縱機(jī)構(gòu)尺寸的確定、主要元件的選型 。要學(xué)會(huì)收集和整理材料，能提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，并將其結(jié)果以文字的形式表達(dá)出來(lái)，并培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立地分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 二、 設(shè)計(jì)的內(nèi)容及過(guò)程 (1)內(nèi)擺式氣動(dòng)門的結(jié)構(gòu) (2)內(nèi)擺式氣動(dòng)門工作原理 (1)門的結(jié)構(gòu) (2)門的運(yùn)動(dòng)軌跡 (1)連桿機(jī)構(gòu)選型 四連桿機(jī)構(gòu)尺寸的確定 氣動(dòng)門的運(yùn)行軌跡 開(kāi)門氣動(dòng)門的時(shí)間條件 (1)元件選型 (2)氣動(dòng)管路設(shè)計(jì) 三 ﹑ 預(yù)期成果 根據(jù)搜集整理的各種參數(shù)和材料完成 客車內(nèi)擺式氣 動(dòng)門操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 的理論計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算設(shè)計(jì)出四連桿機(jī)構(gòu)確定運(yùn)動(dòng)軌跡和尺寸以及對(duì)四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度校核并設(shè)計(jì)好控制氣動(dòng)管路， 確定開(kāi)門氣動(dòng)門的時(shí)間條件 最后完成設(shè)計(jì)。之后 保證此設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可行性。 四、 時(shí)間安排 調(diào)研、收集資料、學(xué)習(xí)理論知識(shí) 四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 氣動(dòng)回路及氣動(dòng)元件的設(shè)計(jì)選型 論文寫作，答辯 五 、 主要參考文獻(xiàn) [1] 許福玲，陳堯明 2 版） [M]械工業(yè)出版社， 2] 國(guó)）有限公司 3 版） [M]械工業(yè)出版社， 3] 趙冬梅，鄭萬(wàn)年 M]學(xué)工業(yè)出版社， 2008. [4] 吳宗澤 ． 機(jī)械設(shè)計(jì) [M]． 北京：人民交通出版社 ， 5] 曹龍華 ,蔣希成 M]1990. [6] 成本綜合自動(dòng)化） [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1999 [7] 劉善林，胡鵬浩 J]2008（ 5）： 798] 趙燕翔 J]2001(5):339] 王冬 J]2003（ 1）： 2010] 吳超，許兆勤，李寶，梁秀鵬 J]2007（ 2） 11] 賈志偉，董社森，王慶國(guó) J]2005（ 3）： 3012] 姚波 . 客車氣動(dòng)門夾持力測(cè)試 [J]2008（ 3）： 3513] 汽車工程手冊(cè)編委會(huì) 計(jì)篇） [M]民交通出版社，14] 國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局 S]國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師 __________ 2011 年 1 月 3 日 系（教研室）意見(jiàn)： 主任： _______ 2011 年 月 日 注：開(kāi)題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，此報(bào)告應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下，由學(xué)生填寫，經(jīng)導(dǎo)師簽署意見(jiàn)及所在系（教研室）審核后生效。 第 1 頁(yè) 共 41 頁(yè) 目錄 序言 ?????????????????????????????? 1 第一章 系統(tǒng)原理圖的擬定 ??????????????????? 2 體傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇 ……………………………………………………… 2 泵類型選擇 …………………………………………………………… 2 向回路選擇 …………………………………………………………… 度控制回路選擇 ????????????????????? 3 動(dòng)防夾系統(tǒng) ??????? ??????????????? 4 統(tǒng)原理圖繪制 ?????????????????????? 5 第二章 氣動(dòng)內(nèi)擺門運(yùn)動(dòng)分析 ……………………………………………… 7 擺門結(jié)構(gòu)及工作原理 ………………………………………………… 7 擺門的運(yùn)動(dòng)分析 ????????????????????? 8 缸、擺臂的運(yùn)動(dòng) ??????????????????? 8 臂與門體的運(yùn)動(dòng) ?????????????????? 10 擺門各點(diǎn)位置確定 ???????????????????? 11 軸中心 C 點(diǎn)與氣缸轉(zhuǎn)軸中心的相對(duì)位置 ????????? 11 臂回轉(zhuǎn)中心 C、轉(zhuǎn)臂與門體鉸接點(diǎn) D 及滾輪中心 E 相對(duì)位置 ? 11 第三章 內(nèi)擺門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ????????????????? 13 本結(jié)構(gòu) ????????????????????????? 13 定已知參數(shù) …………………………………………………………… 13 構(gòu)尺寸計(jì)算 ………………………………………………………… 14 構(gòu)連桿尺寸計(jì)算 ??????????????????? 15 塊 E 處于兩極限位置時(shí)的距離 (滑塊行程 ) ?????? 16 ??????????????? 16 第 2 頁(yè) 共 41 頁(yè) 第四章 內(nèi)擺門門泵的選型與計(jì)算 ??????????????? 18 品分類、型號(hào) ……………………………………………………… 18 品分類 ?????????? ????????????? 18 泵按氣動(dòng)門在開(kāi)啟后所處的位置分類 ?????????? 18 品型號(hào)的標(biāo)記方法 ?????????????????? 18 品型號(hào)標(biāo)記示例 ??????????????????? 18 術(shù)要求 ???????????????????????? 19 作環(huán)境 ??????????????????????? 19 作電壓 ??????????????????? ???? 19 全性能 ????????????????????????? 19 缸的選型與計(jì)算 ????????????????????? 19 定設(shè)計(jì)參數(shù) ????????????????????? 20 缸選擇標(biāo)準(zhǔn) ????????????????????? 20 缸的尺寸計(jì)算與選擇 ????????????????? 21 缸輸出力計(jì)算 ???????????????????? 22 缸型號(hào)選擇 ??????????????????????? 23 缸耗氣量計(jì)算 ?????????????????????? 24 塞桿外伸行程的耗氣量 ???????????????? 24 塞桿內(nèi)伸行程的耗氣量 ??????????????? 25 沖性能計(jì)算 ??????????????????????? 25 缸的 平均速度和最大速度 ??????????????? 26 沖性能檢驗(yàn) ???????????????????? 26 第五章 控制元件的選擇 ??????????????????? 27 控制元件的合成有效截面積確定 ………………………………… 27 控制元件的有效截面積和尺寸確定 ????????????? 27 急閥的型 ??????????????????????? 28 第六章 氣源裝置選型 ……………………………………… …………… 29 第 3 頁(yè) 共 41 頁(yè) 源裝置的定義及組成 ………………………………………………… 29 氣壓縮機(jī)選擇 ?????????????????????? 29 塞式壓縮機(jī)分類 ?????????????????? 30 定空氣壓縮機(jī)的輸出壓力 ??????????????? 30 氣壓縮機(jī)的吸入流量 ????????????????? 31 氣壓縮機(jī)功率 ???????????????????? 31 擇空氣壓縮機(jī)型號(hào) ?????????????????? 31 冷卻器選擇 ??????????????????????? 32 油器、儲(chǔ)氣瓶及主管道過(guò)濾器選型 ????????????? 35 油器選型 ?????????????????????? 35 氣瓶選型 ?????????????????????? 35 氣過(guò)濾器選型 ???????????????????? 36 統(tǒng)性能驗(yàn)算 ??????????????????????? 37 參考文獻(xiàn) ??????????????????????????? 38 致謝 ?????????????????????????????? 39 第 4 頁(yè) 共 41 頁(yè) 公交客車氣動(dòng)門操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 序言 氣壓傳動(dòng)與控制技術(shù)簡(jiǎn)稱氣動(dòng)技術(shù)，是指以壓縮空氣為工作介質(zhì)來(lái)進(jìn)行能量與信號(hào)的傳遞，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)械化、自動(dòng)化的一門技術(shù)，它是流體傳動(dòng)與控制學(xué)科的一個(gè)重要組成部分。從廣義上看，氣動(dòng)技術(shù)范疇，除空氣壓縮機(jī)、空氣凈化器、氣動(dòng)馬 達(dá)、各類控制閥及輔助裝置外，還包括真空發(fā)生裝置、真空?qǐng)?zhí)行元件、以及各種氣動(dòng)工具等。 由于氣 動(dòng)技術(shù)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)、電傳動(dòng)及液壓傳動(dòng)而言有許多突出優(yōu)點(diǎn)，因而近年來(lái) 發(fā)展十分迅速，在機(jī)械、紡織、化工、交通運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)部門已得到廣泛的應(yīng)用。 公交客車氣動(dòng)門用于乘客的上下車。氣動(dòng)門的優(yōu)點(diǎn)是： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，成本低 ，過(guò)載能自動(dòng)保護(hù)， 操縱方便 —— 只需駕駛員控制氣源開(kāi)關(guān) 。氣動(dòng)門的開(kāi)啟和關(guān)閉可靠，它是以空氣為工作介質(zhì)，工作介質(zhì)獲得比較容易用后的空氣排到大氣中，處理方便，與液壓傳動(dòng)相比不必設(shè)置回收的油箱和管道。 與液壓傳動(dòng)相比， 氣動(dòng)門的動(dòng)作迅速，反應(yīng)快，維護(hù)簡(jiǎn)單并有防夾功能 。氣動(dòng)門的缺點(diǎn)是工作速度穩(wěn)定性較差，工作噪聲較大。 客車 氣動(dòng)門 按結(jié)構(gòu)可分為折疊門、內(nèi)擺門、外擺門等 。 近年來(lái)，隨著城市公交的發(fā)展，公交用戶所需求的城市客車已不再僅僅是滿足運(yùn)輸客流的需要，城市客車造型更體現(xiàn)了一個(gè)城市的形象。所以，原先城市客車 門 所采用的折疊門由于其側(cè)圍外部占用空間大，上部又有較復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)， 占用車內(nèi)空間較大并且不可避免地造成乘客上下車時(shí)有逆向行為而導(dǎo)致?lián)頂D。因折疊門在結(jié)構(gòu)上為平面直線構(gòu)件，與車身側(cè)圍曲線不能吻合， 響車身 造型的美觀，所以折疊門已不能滿足城市客車的設(shè)計(jì)要求。而內(nèi)擺門具有開(kāi) 度大，有效通道寬，乘客上下車方便，快捷，駕駛員控制方便等優(yōu)點(diǎn)。并 且雙扇內(nèi)擺門前后兩扇門上都能安裝上下車扶手，便于乘客上下車時(shí)抓扶，不僅如此，內(nèi)擺門的外形可以和側(cè)圍外形一致，不僅外形美觀，還能避免客車行駛時(shí)由于 氣動(dòng)門 內(nèi)凹而形成空氣渦流，減少風(fēng)阻，降低油耗和噪聲 ,這些優(yōu)點(diǎn)使得內(nèi)擺門 目前是城市客車較多采用的 客車 門 系統(tǒng) 。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 5 頁(yè) 共 41 頁(yè) 第 一 章 系統(tǒng)原理圖的擬定 本設(shè)計(jì)要求由氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)控制門泵驅(qū)動(dòng)門體作內(nèi)擺 式 運(yùn)動(dòng)。 滿足 在 門體處于 關(guān)閉鎖緊位置時(shí)，門扇 要與車身側(cè)圍弧度一致，在完全開(kāi)啟位置時(shí)門扇垂直于車身側(cè)圍面 。并進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 與系統(tǒng)性能驗(yàn)算。 體傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 選擇 本設(shè)計(jì)要求門體 在關(guān)閉鎖緊位置時(shí)，門扇要與車身側(cè)圍弧度一致，在完全開(kāi)啟位置時(shí)門扇垂直于車身側(cè)圍面 ， 經(jīng)調(diào)查研究 采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 泵類型 選擇 門泵 是 以壓縮空氣或電為動(dòng)力源，用于啟閉客車 氣動(dòng)門 的一種控制執(zhí)行裝置 。 門體的 開(kāi)啟和關(guān)閉是氣 缸左右兩腔通過(guò)壓縮空氣推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，因此 可選擇雙作用單桿活塞缸 。 向 回路 選擇 氣泵產(chǎn)生壓縮空氣經(jīng) 后 冷卻器，除油器凈化后 ， 經(jīng)儲(chǔ) 氣罐穩(wěn)壓后經(jīng)空氣過(guò)濾器進(jìn)一步 凈化后通向緊急閥后通過(guò)電磁閥換向， 這里選用二位五通電磁閥， 圖 1二位五通電磁閥的圖形符號(hào)。 圖 1位五通電磁閥 圖形符號(hào) 兩位五通電磁閥具有 1個(gè)進(jìn)氣孔 P(接進(jìn)氣氣源 )、 1個(gè)正動(dòng)作出氣孔 A 和 1個(gè)反動(dòng)作出氣孔 B(分別提供 氣 缸 一正一反動(dòng)作的氣源 )、 1個(gè)正動(dòng)作排氣孔 1個(gè)反動(dòng)作排氣孔 裝消聲器 )。 兩位五通電磁閥一般為雙電控 (即雙線圈 )。 兩位五通雙電控電磁閥動(dòng)作原理：給正動(dòng)作線圈通電，則正動(dòng)作氣路接通 (正動(dòng)作出氣孔有氣 )，即使給正動(dòng)江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 6 頁(yè) 共 41 頁(yè) 作線圈斷電后正動(dòng)作氣路仍然是接通的 ，將會(huì)一直維持到給反動(dòng)作線圈通電為止。 給反動(dòng)作線圈通電，則反動(dòng)作氣路接通 (反動(dòng)作出氣孔有氣 )，即使給反動(dòng)作線圈斷電后反動(dòng)作氣路仍然是接通的，將會(huì)一直維持到給正動(dòng)作線圈通電為止。這相當(dāng)于 “ 自鎖 ” ，這樣可以保護(hù)電磁閥線圈不容易損壞。 度控制回路 選擇 雙作用 氣 缸的調(diào)速回路主要有進(jìn)氣節(jié)流和排氣節(jié)流方法， 如圖 1 1 圖 1作用氣缸的排氣節(jié)流回路 圖 1作用氣缸的 進(jìn) 氣節(jié)流回路 一般多采用排氣節(jié)流。進(jìn)氣節(jié)流回路由于進(jìn)氣流量小而排氣流量大，進(jìn)氣腔壓力上升緩慢，當(dāng)進(jìn)氣和排氣兩腔 壓差達(dá)到剛好克服各種反力時(shí)，活塞就突然前進(jìn)，使進(jìn)氣腔容積突然增大，進(jìn)氣腔壓力下降，活塞就停止前進(jìn)。 氣 缸活塞這種“忽走忽?！钡默F(xiàn)象稱為氣缸的爬行，故較少采用這種調(diào)速方法 。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 7 頁(yè) 共 41 頁(yè) 動(dòng)防夾系統(tǒng) 內(nèi)擺式乘客門防夾系統(tǒng)的作用是當(dāng)乘客門和車身外部門關(guān)閉過(guò)程中，遇到阻礙時(shí)，乘客門能夠自動(dòng)地打開(kāi)。 如何 1 1、低氣壓保護(hù)開(kāi)關(guān) 2、手撥開(kāi)關(guān) 3、電磁閥 4、門泵氣缸活塞桿 5、斷防夾開(kāi)關(guān) 6、壓縮彈簧 7、門泵氣缸 8、氣動(dòng)防夾系統(tǒng) 9、防夾開(kāi)關(guān) 其工作原理： 關(guān)門時(shí)，門泵氣缸內(nèi)活塞桿 (件 4)向左移動(dòng)，遇到阻礙物時(shí)，活塞桿受 到向右作用力，門泵氣缸右側(cè)腔內(nèi)壓力增大，左側(cè)腔內(nèi)壓力降低，當(dāng)壓力降低到一定數(shù)值時(shí)，氣防夾系統(tǒng)中的壓縮彈簧 (件 6)伸張，使防夾開(kāi)關(guān)接通，電磁閥開(kāi)門系統(tǒng)開(kāi)始送氣，乘客門被 打開(kāi)。 其中防夾系統(tǒng)的工作原理如圖 1蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 8 頁(yè) 共 41 頁(yè) 圖 1、電磁閥 2、防夾開(kāi)關(guān) 3、低氣壓保護(hù)開(kāi)關(guān) 4、斷防夾開(kāi)關(guān) 5、雙復(fù)位開(kāi)關(guān) 其原理為： 當(dāng)乘客門關(guān)閉過(guò)程中，遇到阻礙物時(shí)，乘客門防夾開(kāi)關(guān)被接通，防夾系統(tǒng)開(kāi)始起作用，開(kāi)門系統(tǒng)的電路接通，電磁閥將向開(kāi)門的氣路中送氣，使乘客門打開(kāi)。 當(dāng)乘客門接近關(guān)閉位置時(shí)，斷防夾開(kāi)關(guān)被打開(kāi)，使防夾系統(tǒng)不起作用，這樣就保 證了乘客門關(guān)閉時(shí)，不能因?yàn)榉缞A開(kāi)關(guān)被接通而使乘客門自動(dòng)打開(kāi)。 如果關(guān)門時(shí)門氣路中氣壓較低，乘客門關(guān)閉的速度和作用力很小，不會(huì)對(duì)乘客造成傷害，這時(shí)低氣壓保護(hù)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，防夾系統(tǒng)不起作用，從而使電磁閥不通電，以保護(hù)電磁閥。正常使用中，低氣壓保護(hù)開(kāi)關(guān)設(shè)定的最低氣壓不小于 氣防夾機(jī)構(gòu)中，當(dāng)手撥開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)”的狀態(tài)時(shí)，防夾開(kāi)關(guān)接通，而低氣壓保護(hù)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，防夾系統(tǒng)不起作用，從而使電磁閥不處于常通電狀態(tài)，以保護(hù)電磁閥。 統(tǒng)原理圖 繪制 將上述所選定的機(jī)構(gòu)與氣壓基本回路組合成氣動(dòng)門 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并根據(jù)需要作修 改與調(diào)整，最后畫出的氣動(dòng)門驅(qū)動(dòng)原理圖如圖 1示 。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 9 頁(yè) 共 41 頁(yè) 圖 1氣動(dòng)門驅(qū)動(dòng)原理圖 1 2卻器 3 4 5濾器 6 7 8 9 1011 1213論文 ) 第 10 頁(yè) 共 41 頁(yè) 第 二 章 氣動(dòng)內(nèi)擺門運(yùn)動(dòng)分析 以單扇氣動(dòng)內(nèi)擺門為例 ，介紹其結(jié)構(gòu)和工作原理，并利用 確定內(nèi)擺門各點(diǎn)位置。 擺門結(jié)構(gòu)及工作原理 氣動(dòng)內(nèi)擺門的結(jié)構(gòu)如圖 2示。氣缸 1通過(guò)轉(zhuǎn)軸 固定在門泵托板 7上，門泵托板通過(guò)螺栓固定 ,在門體上方的側(cè)圍骨架上，氣缸的活塞推桿與擺臂 2在 臂在連接。門軸上端穿過(guò)門泵托板，與擺臂通過(guò)花鍵固定，下端通過(guò)軸承安裝在踏步地板上，轉(zhuǎn)臂 4與門軸定，下端通過(guò)軸承安裝在踏步地板上，轉(zhuǎn)臂 4與門軸通過(guò)螺栓固定為一體，轉(zhuǎn)臂與門體 5在 體運(yùn)動(dòng)時(shí)滾輪在滑槽內(nèi)滑動(dòng)，滑槽固定在門泵托板的下方 。 圖 2內(nèi)擺門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1 2 3 4 5 6 78 9江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 11 頁(yè) 共 41 頁(yè) 圖 2電，氣路工作原理圖 1 2 3 4圖 2氣動(dòng)內(nèi)擺門最基本的電、氣路工作原理圖。其中緊急閥為 2，又稱手撥開(kāi)關(guān)。在正常狀態(tài)下，手撥開(kāi)關(guān)處于“ 開(kāi)”的狀態(tài)，壓縮空氣由氣源經(jīng)過(guò)手撥開(kāi)關(guān)通向二位五通電磁閥。當(dāng)雙向開(kāi)關(guān) 4的 磁閥右端線圈通電，壓縮空氣經(jīng)電磁閥向氣缸 3右腔充氣 ,氣缸左腔殘留的空氣經(jīng)電磁閥的排氣口排出，壓縮空氣推動(dòng)活塞向左運(yùn)動(dòng)， 氣動(dòng)門 打開(kāi)；當(dāng)雙向開(kāi)關(guān) 4的 磁閥左端 線圈通電，壓縮空氣經(jīng)電磁閥 向氣缸左腔充氣，氣缸右腔殘留的空氣經(jīng)電磁閥的排氣口排出，壓縮空氣推動(dòng)活塞向右運(yùn)動(dòng)， 氣動(dòng)門 關(guān)閉。當(dāng)氣路、電路出現(xiàn)故障時(shí)，將手撥開(kāi)關(guān)撥到“關(guān)”的位置，氣缸左、右腔的壓縮空氣都能通過(guò)電磁閥的排氣口及手撥開(kāi)關(guān)的排氣口排出，可以實(shí)現(xiàn) 氣動(dòng)門 的手動(dòng)打開(kāi)、關(guān)閉。 門的運(yùn)動(dòng)分析 臂的運(yùn)動(dòng) 氣缸、擺臂的運(yùn)動(dòng)如圖 2示。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，壓縮空氣推動(dòng)氣缸活塞左右移動(dòng)，活塞推桿隨之外伸或回縮，使擺臂繞 動(dòng)門軸繞其中心 避免運(yùn)動(dòng)干涉，氣缸活塞在左右移動(dòng)的同時(shí)，氣缸本身還繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng) 。對(duì)擺臂推力 擺臂 的方向垂直于擺臂方向，推力方向與運(yùn)動(dòng)方向江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 12 頁(yè) 共 41 頁(yè) 夾角 ? 越小，運(yùn)動(dòng)所需的驅(qū)動(dòng)力越小，運(yùn)動(dòng)就越輕便靈活。因此運(yùn)動(dòng)到中間位置 B′時(shí) ,擺臂與推桿垂直，在極限位置 〞 點(diǎn)，夾角 ? 也是越小越好。 圖 2氣 缸、擺臂運(yùn)動(dòng)軌跡 圖 2轉(zhuǎn)臂、門體運(yùn)動(dòng)示意圖 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 13 頁(yè) 共 41 頁(yè) 轉(zhuǎn)臂與門體的運(yùn)動(dòng)如 圖 2示， 氣缸驅(qū)動(dòng)擺臂繞 ，帶動(dòng)門軸及轉(zhuǎn)臂繞門軸中心 體上的 點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，門體上各點(diǎn)隨之運(yùn)動(dòng)。在門體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 ,持 圖 2以看出，當(dāng) 點(diǎn)旋轉(zhuǎn) ? 角到 D′時(shí)，門體上 看作該點(diǎn)隨著 點(diǎn)平移到 E′,同時(shí) 該點(diǎn)繞 D′反向旋轉(zhuǎn)，由 E′旋轉(zhuǎn)至 E〞 ，由于滑槽的限位作用 ,E〞 與 向上位置不變 樣，門體上其它各點(diǎn) 的運(yùn)動(dòng)也可 看作是這兩種運(yùn)動(dòng)的合成。由于 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)由 ′,于 D′因此 也等于 的 。 即 ?? (2又因?yàn)?E〞 與 向上位置不變 ,所以 ???? (2由此可得 ???? (2令 ( X c d/Y c d)a r c ta n??? (2式中 : 門體關(guān)閉時(shí)轉(zhuǎn)臂回轉(zhuǎn)中心 門體鉸接點(diǎn) 向距離； 點(diǎn)之間的 令 ( X c d/Y d e )a r c ta n??β (2式 中： 點(diǎn)之間的 ； 點(diǎn)之間的 由 圖可知 )c o s (L c dc o sL c d)180c o s (o sL c c ααααα ???????????????? (2式中 : 轉(zhuǎn)臂回轉(zhuǎn)中心 之間的直線距離。 同理，可以得出 )c o s (L d ec o sL d e)180c o s (o βββββ ?????????????????????????? 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 14 頁(yè) 共 41 頁(yè) (2式中 ： 轉(zhuǎn)臂與門體鉸接點(diǎn) 點(diǎn)之 間的直線距離。 將式 (2式 (2入式 (2 ，可得 : )c o s (L d ec o sL d e)c o s (L c dc o sL c d βββααα ????????? (2式 (2是轉(zhuǎn)臂、門體運(yùn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)角 β與 α的關(guān) 系式， 當(dāng) ， 時(shí)， 且 βα ??? 此時(shí) βα? 。在這種情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)臂隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過(guò) 一個(gè)角度時(shí)，鉸接點(diǎn) ′門體上各點(diǎn)隨之平移的同時(shí)，還繞 D′反向旋轉(zhuǎn)相同的角度 。 確定 點(diǎn) 與氣缸轉(zhuǎn)軸中心的相對(duì) 位置 由圖 2以看出， 響驅(qū)動(dòng)力方向和運(yùn)動(dòng)方向的夾角 ? ， ? 越小，所需的驅(qū)動(dòng)力越小，內(nèi)擺門的運(yùn)動(dòng)越輕便靈活。在轉(zhuǎn)到正中位置時(shí)，應(yīng)使 0?? ，這樣效果最好。 氣缸轉(zhuǎn)軸中心距 門框內(nèi)側(cè)的距離不宜過(guò)大，否則門泵托板外形尺寸過(guò)大， 影響上車通道的寬度和塔步深度。 門軸及轉(zhuǎn)臂在回轉(zhuǎn)過(guò)程中，應(yīng)保 證不與側(cè)圍等其它件干涉，在滿足 此項(xiàng)要求的前提下，該距離越小越好 。 距離大概 8～10 、轉(zhuǎn)臂與門體鉸接點(diǎn) 相對(duì)位置 (1)向位置已確定 。確定 向位置應(yīng)注意，要使 點(diǎn)太靠左，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，門軸、轉(zhuǎn)臂很可能與側(cè)圍密封立柱、門框干涉； 占用 氣動(dòng)門 的空間，使門的開(kāi)度、上車通道有效寬度降低。這里 定 方向與門框?qū)R 。下面對(duì) 氣動(dòng)門 完全打開(kāi)后，各部點(diǎn)之間的相對(duì)位置進(jìn)行分析。 氣動(dòng)門 完全打開(kāi)后，門體與車身相對(duì)位置如圖 2示。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 15 頁(yè) 共 41 頁(yè) 圖 2門打開(kāi)后門體位置示意圖 當(dāng) 氣動(dòng)門 完全打開(kāi)后，門體垂直于車身側(cè)圍，即門扇打開(kāi)了 90°， 此時(shí)門軸轉(zhuǎn)角等于 90°，滾輪位于 E′點(diǎn)，通道最寬，而且不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 。 (2)C、 D、 定 由上可知，當(dāng)車門打開(kāi) 90°時(shí)，滾輪位于 E′點(diǎn)時(shí)，內(nèi)擺門打開(kāi)的效果最好，從 式 (2以得出，此時(shí) ， 。 當(dāng)受到空間限制，門口尺寸較小時(shí)，可以適當(dāng)加大 尺寸，使得門軸轉(zhuǎn)角超過(guò)90°，以加大門口通道寬度，但應(yīng)進(jìn)行校核，確保不干涉。而且門軸轉(zhuǎn)角越大，在極限位置 ? 角越大，所需驅(qū)動(dòng)力也越大，影響門扇啟閉的靈活性。江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 16 頁(yè) 共 41 頁(yè) 第三章 內(nèi)擺門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化為平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)就是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，下面以 結(jié)合上述 內(nèi)擺門運(yùn)動(dòng) 分析 來(lái)計(jì)算 該傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 的尺寸 。 如 圖 3 擺門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 圖，它由門軸、轉(zhuǎn)臂、門框、密封膠條、門體和滾輪等 組成，采用氣控來(lái)實(shí)現(xiàn)門的關(guān)閉，門的關(guān)閉鎖緊是依靠關(guān)閉壓縮空氣控制門的運(yùn) 動(dòng)件來(lái)達(dá)到的。 圖 3門體上端面俯視圖 1 2 3 4 5 6在圖 3 3研究并 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和車身側(cè)圍弧度并選定密封膠條后，可以確定的參數(shù)有 :L =810,3L=50 ,4L=80 ,T =100，1T=102,門軸直徑為 Φ38 。由第二章分析可知35L =L =50, 。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 17 頁(yè) 共 41 頁(yè) 圖 3門體上端面俯視圖 圖 3門體上沿端面俯視圖 算 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 18 頁(yè) 共 41 頁(yè) 算 使設(shè)計(jì)既要符合標(biāo)準(zhǔn)，又要使 門扇要運(yùn)動(dòng)到圖 3置，必須符合以下條件：（參照 圖 2圖 3 3 A.Ⅱ位置處，門扇超出車身側(cè)圍弧度部 分盡量小 B． ， ， , 1 (3C．2122?????(3美觀起見(jiàn)，僅讓密封膠條部分超出車身側(cè)圍最寬處，即圖 3位置處，門邊密封膠條與門體弧度最寬處平齊。則有 : 1 2 4T +T =L 代入 已知數(shù)據(jù)得 21 0 0 + 1 0 2 = L 求得 2L=282 ( 由 式 (3得 122L =代入數(shù)據(jù) ,解得 1L=264 ( 將以上所得數(shù)值代入 式 (32122?????(3 得 282264100L c 2 ?????? 解得 282 ( 所以 282? ( 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 19 頁(yè) 共 41 頁(yè) 處于 兩 極限位置時(shí)的距離 （滑塊行程） 由 上面的分析可知，當(dāng)門打開(kāi)到極限位置時(shí)，即門體垂直于車身側(cè)圍，此時(shí)門軸轉(zhuǎn)角為 90°，因?yàn)檗D(zhuǎn)臂是通過(guò)螺栓與門軸固定在一起的，所以此時(shí)轉(zhuǎn) 臂也轉(zhuǎn)過(guò)了 90°。 根據(jù)圖 3可列出下式 ??? (35 2 82 6 422 ???? (又因?yàn)? 22 ???? (34121 ????? (3代入數(shù)據(jù)可得 264? (所以 19826428222 ???? (所以滑塊行程為 3 3 01 9 85 2 8??? (強(qiáng)度校核由公式： （ 3 公式中：N ? 常用材料的抗拉強(qiáng)度見(jiàn)表 3 ??? ?? m 論文 ) 第 20 頁(yè) 共 41 頁(yè) 材料名稱或牌號(hào) 屈服點(diǎn) ? / 抗拉強(qiáng)度 ?b /伸長(zhǎng)率 ? (％ ) 斷面收縮率 ? (％ ) 35 390 25～ 27 ? ? ㏒? ? ?琰茞 ?? ü 35 314 530 20 28～ 45 45 353 598 16 30～ 40 4085 960 9 30～ 45 12 538 2 拉 150 壓 637 彎 330 表 3公式和表中數(shù)據(jù)可驗(yàn)算曲柄機(jī)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度，滿足要求 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 21 頁(yè) 共 41 頁(yè) 第四章 內(nèi)擺門門泵的選型與計(jì)算 客車門泵的選擇需遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)，在 678車 氣動(dòng)門 門泵標(biāo)準(zhǔn) )中規(guī)定了 門泵的類型、 工作條件，選擇標(biāo)準(zhǔn)。 號(hào) (1)氣動(dòng)門泵（代號(hào)不標(biāo)出）：以壓縮空氣為動(dòng)力源的門泵。 (2)電動(dòng)門泵（代號(hào) D）：以電為動(dòng)力的門泵。 動(dòng)門 在開(kāi)啟后所處的位置分 類 (1)外擺 氣動(dòng)門 門泵（代號(hào) W）： 氣動(dòng)門 開(kāi)啟后擺移至車身外，其具車身有一定距離。 (2)內(nèi)擺 氣動(dòng)門 門泵（代號(hào) N）： 氣動(dòng)門 開(kāi)啟后，大部分?jǐn)[移至車廂內(nèi)。 (3)折疊 氣動(dòng)門 門泵（代號(hào) Z）： 氣動(dòng)門 開(kāi)啟后至少有兩扇 氣動(dòng)門 膠接折疊在一起 。 (4)滑移 氣動(dòng)門 門泵（代號(hào) H）： 氣動(dòng)門 開(kāi)啟后貼于車身外或藏于車身夾層中。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 22 頁(yè) 共 41 頁(yè) (1)溫度： ～ 65℃ 。 (2)相對(duì)濕度不大于 90％ (1)氣動(dòng)門泵額定工作氣壓為 作氣壓范圍為 (2)電動(dòng)門泵標(biāo)稱電壓為 124V，工作電壓范圍分別為 11V～ 15V,或 22V～ 30V (1)門泵系統(tǒng)應(yīng)符合 3094證 氣動(dòng)門 鎖止可靠，在客車行駛中，不允許 氣動(dòng)門 自行開(kāi)啟。 (2)除折疊式 氣動(dòng)門 外，門泵系統(tǒng)應(yīng)符合 3094氣動(dòng)門 在任何情況下，啟閉時(shí)應(yīng)緩速，并使乘客不會(huì)被 氣動(dòng)門 傷害或夾住。在啟閉過(guò)程中遇到障礙物， 氣動(dòng)門 應(yīng)能停止關(guān)閉或自動(dòng)開(kāi)啟。氣動(dòng)門泵夾緊力應(yīng)不大于 150N，電動(dòng)門泵夾緊力應(yīng)不大于 250N。 (3)門泵系統(tǒng)應(yīng)符合 258車靜止或發(fā)生故障時(shí)，在車內(nèi)或車外能手動(dòng)操縱緊急開(kāi)啟裝置，在緊急開(kāi)啟裝置動(dòng)作后， 氣動(dòng)門 能被立即打開(kāi)。 的選型與計(jì)算 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 23 頁(yè) 共 41 頁(yè) 計(jì) 參數(shù)： (1)工作壓力 P=2)氣 缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間 推出 2(s)縮回 1.6(s)t l ? (3)氣缸行程 L=100（ (4)負(fù)載工作力 W=980（ N） (5)氣缸活塞運(yùn)動(dòng)方向 水平方向 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定， 氣缸應(yīng)選擇 標(biāo)準(zhǔn)氣缸，其次才考慮自行設(shè)計(jì)選擇 ， 一般 遵循表 4 表 4缸的選擇依據(jù) 考慮因素 內(nèi)容 安裝形式 安裝形式由安裝位置 、 使用目的等因素決定。在一般場(chǎng)合下，多用固定式安裝方式：軸向支座（ ）前法蘭（ ）、后法蘭（ ）等；在要求活塞直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)又要缸體作較大圓弧擺動(dòng)時(shí)，可選用尾部耳軸（ ）和中間軸銷（ 安裝方式；如需要在回轉(zhuǎn)中輸出直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可采用回轉(zhuǎn)氣缸。有特殊要求時(shí)，可選用特殊氣缸。 輸出力 根據(jù)工作機(jī)構(gòu)所需力的大小，考慮氣缸載荷率確定 活塞桿上的推力和拉力，從而確定氣缸內(nèi)徑， 氣缸由于其工作壓力較?。?其輸出力不會(huì)很大，一般在 10000N（不超過(guò) 20000N）左右，輸出力過(guò)大其體積（直徑）會(huì)太大，因此在氣動(dòng)設(shè)備上應(yīng)盡量采用擴(kuò)力機(jī)構(gòu)，以減小氣缸的尺寸。 氣缸行程 氣缸（活塞）行程與其使用場(chǎng)合及工作機(jī)構(gòu)的行程比有關(guān)。多數(shù)情況下不應(yīng)使用滿行程，以免活塞與缸蓋相碰撞，尤其用來(lái)夾緊等機(jī)構(gòu)，為保證夾緊效果，必須按計(jì)算行程多加 10～ 20 運(yùn)動(dòng)速度 氣缸的運(yùn)動(dòng)速度主要由所驅(qū)動(dòng)的工作機(jī)構(gòu)的需要來(lái)決定， 要求速度緩慢、平穩(wěn)時(shí)，宜采用氣液阻尼缸或采用節(jié)流調(diào)速。節(jié)流調(diào)速的方式有：水平安裝推力載荷推薦用排氣節(jié)流；垂直安裝升舉載荷推薦用進(jìn)氣節(jié)流；具體回路見(jiàn)基本回路一節(jié)。用緩沖氣缸可使缸在行程終點(diǎn)不發(fā)生沖擊現(xiàn)象，通常緩沖氣缸在阻力載荷且速度不高時(shí)，緩沖效果才明顯。如果速度高，行程終端往往會(huì)產(chǎn)生沖擊。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 24 頁(yè) 共 41 頁(yè) 由氣動(dòng)氣缸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（ 5923可知 此類 氣缸運(yùn)動(dòng)速度范圍為 50～ 50mm/s，查氣動(dòng)手冊(cè) 根據(jù)表 4可 取 負(fù)載率 %50?? 。 表 4缸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與負(fù)載率 由氣缸負(fù)載率公式 100%0?? (4式中 : F — 氣缸活塞桿受到的軸向負(fù)載力 （ N） ； 0F— 氣缸的理論輸出力 （ N） 。 代入數(shù)據(jù)得 ? 解得 0F=1960 (N) 普通雙作用氣缸的理論推力為 0 4??(4式中 : D — 氣缸內(nèi)徑 ( P — 氣缸工作壓力 ( 。 代入數(shù)據(jù)得 ?? D? 解得 D =根據(jù) 2348缸內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，將上述結(jié)果圓整成標(biāo)準(zhǔn)缸徑為 63 查氣動(dòng)手冊(cè)可知，活塞桿外徑選擇遵循表 4蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 25 頁(yè) 共 41 頁(yè) 表 4常用中小型氣缸尺寸參數(shù) (從表 4選得活塞桿外徑 d =20 氣缸輸出力計(jì)算 氣缸無(wú)桿腔有效作用面積為 21 4 ?(4將 D=63算得 21 氣缸有桿腔有效作用面積為 )(4 222 ? ?(4代入已知數(shù)據(jù)得 22 (1)計(jì)算氣缸理論輸出力 理論拉力公式 -(4π 220 ?(4代入數(shù)據(jù)計(jì)算出 19610 . 7)20( 6 34π 220 ????F (N) (2)計(jì)算氣缸實(shí)際輸出力 氣缸未加負(fù)載時(shí)實(shí)際所能輸出的軸向力，受到氣缸活塞和活塞桿本身摩擦力影響，用氣缸效率 η 表示，如圖 4缸效率 η 與氣缸的缸徑 論文 ) 第 26 頁(yè) 共 41 頁(yè) 徑增大，工作壓力增大，則氣缸效率 η 增加，在氣缸缸徑增大時(shí)，在同樣的加工工藝條件下、氣缸結(jié)構(gòu)條件下，活塞運(yùn)動(dòng)的摩擦力在氣缸的理論輸出力中所占的比例明顯減少了，即效率提高了，一般氣缸的效率在 圖 4缸效率曲線 這里取 實(shí)際輸出推力為 ?? 4?(4代入數(shù)據(jù)求 得 853 (N) 實(shí)際輸出拉力為 P ηe )(4 22 ?? (4代入數(shù)據(jù)求得 667 (N) 型號(hào) 選擇 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，結(jié)合氣缸產(chǎn)品樣本選用 ￠ 32-￠ 320 型號(hào) ： — 3×100 內(nèi)擺門氣缸 氣缸 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 27 頁(yè) 共 41 頁(yè) 63×100— 缸徑×行程 技術(shù)參數(shù)： 工作壓力 P=缸往 復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間 推出 2(s)縮回 1.6(s)t l ? 氣缸行程 L=100（ 負(fù)載工作力 W=980（ N） 氣缸活塞運(yùn)動(dòng)方向 水平方向 安裝方法 ： 尾部單耳環(huán)安裝 氣缸的耗氣量通常用自由空氣耗氣量表示，對(duì)于單桿雙作用氣缸，全程往復(fù)一次的自由空氣耗氣量包括 活塞桿外伸行程耗氣量和活塞內(nèi)縮回程耗氣量 兩部分 。下面分別計(jì)算這兩部分。 1 0 1 0 1 21 ??? (4式中 q — 自由空氣耗氣量 (L)； D — 缸徑 ( L — 行程 ( P — 工作壓力 ( 代入數(shù)據(jù)得 2 . 4 60 . 1 0 1 30 . 1 0 1 30 . 7100 . 140 . 0 6 33 . 1 4 321 ??????q （ L） 內(nèi)縮行 程的耗氣量 0 . 1 01 30 . 1 01 310)(4 3222 ???? 代入數(shù)據(jù)得 ： 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 28 頁(yè) 共 41 頁(yè) 2 . 2 20 . 1 0 1 30 . 1 0 1 30 . 7100 . 14 )0 . 0 2( 0 . 0 6 33 . 1 4 3222 ???????q （ L） 考慮到換向閥至氣缸之間的管道容積在氣缸每次動(dòng)作時(shí)要消耗空氣，而且管道系統(tǒng)有泄漏損失，故實(shí)際耗氣量 上述兩項(xiàng)之和要大。 即 )( 21 ?? (4取系數(shù) K = ??(L) 為防止氣缸活塞運(yùn)動(dòng)到行程終端位置時(shí)撞擊缸蓋，氣缸內(nèi)部必須采用緩沖裝置，通常缸徑小于 16徑大于 16計(jì)算得 出 缸徑為 63采用氣墊緩沖結(jié)構(gòu)。 圖 4氣缸的緩沖結(jié)構(gòu)，它由緩沖柱塞、節(jié)流閥和緩沖腔室等構(gòu)成， 氣墊緩沖的工作原理是，在活塞高 速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞右腔的空氣經(jīng)缸蓋柱塞孔和進(jìn)排氣口排向大氣。在氣缸活塞桿行程進(jìn)入終端前，緩沖柱塞依靠緩沖密封圈將缸蓋柱塞孔堵住，于是，封閉在活塞和缸蓋之間環(huán)形腔室內(nèi)的空氣只能通過(guò)節(jié)流閥排向大氣。由于節(jié)流閥流通面積很小，環(huán)形腔室內(nèi)的空氣在運(yùn)動(dòng)活塞的壓縮下背壓升高形成氣墊作用，迫使活塞迅速減速，最后停下來(lái)。改變節(jié)流閥的開(kāi)度，就可以調(diào)節(jié)緩沖速度。 從緩沖柱塞封閉柱塞孔起，到活塞停下來(lái)為止，活塞所走的行程稱為緩沖行程。緩沖裝置就是利用形成的氣墊和節(jié)流阻尼來(lái)吸收活塞運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能量，達(dá)到緩沖的目的。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 29 頁(yè) 共 41 頁(yè) 圖 4沖 結(jié)構(gòu) 1 2 3 4 5均速度和最大速度 831 0 0 /1 ?? （ mm/s） 1 04 . 21 . 21 00 / 0 . 880m a x ???? mm/s) 式中系數(shù) 隨氣缸的具體工作情況而異，一般在 查氣動(dòng)手冊(cè)由圖 4知?dú)飧椎淖畲笏俣?00動(dòng)能低于允許吸 收能量，故可以使用。 圖 4缸負(fù)載質(zhì)量和最大速度關(guān)系 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 30 頁(yè) 共 41 頁(yè) 第五章 控制元件的選擇 定 有效截面積 公式為 0 )21(2525 ???)2 (5式中 0V— 氣缸排氣側(cè)容積 )( t — 活塞單行程運(yùn)動(dòng)時(shí)間 （ s） K — 隨氣缸負(fù)載率 ? 變化的系數(shù) αK 21?? 代入 上 式 1 . 624 101 0 06 . 33 . 1 40 . 5 )25 . 2 ( 1 32 ?? ?????? ?S )(根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，可由產(chǎn)品樣本中選定型號(hào)。 定 為滿足氣缸活塞運(yùn)動(dòng)而求出的合成有效截面積，是由單向節(jié)流閥（速度控制閥）、二位五通電磁閥（方向控制閥）、 消聲器 的各個(gè)有效截面積組合而成。在 選擇各控制元件有效截面積時(shí)， 要在規(guī)格表中選擇接近于計(jì)算得出的合成有效截面積的兩倍左右，并選定接口尺寸和型號(hào)，這可由生產(chǎn)廠的產(chǎn)品樣本查得。 表 5向控制閥的有效截面積 （ 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 31 頁(yè) 共 41 頁(yè) 表 5向節(jié)流閥的有效截面積 （ 表 5聲器的有效 截面積 （ 對(duì)照表 5 5表 5(1)二位五通電磁閥 型號(hào)規(guī)格 : 6 （直動(dòng)式） 技術(shù)參數(shù) ： 公稱通徑 6效截面積 25 換向時(shí)間 工作電壓 4V 工作壓力范圍 2)單向節(jié)流閥 型號(hào)規(guī)格： 術(shù)參數(shù)： 公稱通徑 3效截面積 4 )(工作壓力范圍 啟壓力 ? 3)消聲器 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 32 頁(yè) 共 41 頁(yè) 型號(hào)規(guī)格： 膨脹 干涉吸收型 — 技術(shù)參數(shù)： 有效截面積 10 )( 驗(yàn)算這些元件實(shí)際使用時(shí)的合成有效截面積，公式為 32221221111 ?? (5代入數(shù)據(jù) 2222 10151411 ???S 解得 S =(可見(jiàn)其合成值稍大于要求 的 (可以使用。 型 緊急閥（手撥開(kāi)關(guān)）為二位三通閥（ 常閉 式），控制方式為手動(dòng)直動(dòng)式，當(dāng)緊急閥在工作時(shí)，手撥開(kāi)關(guān)處于“開(kāi)”的位置，進(jìn)氣腔與工作腔相通，壓縮空氣經(jīng)緊急閥通向二位五通電磁閥，流向氣缸。當(dāng)電、氣路出現(xiàn)故障時(shí)，將手撥開(kāi)關(guān)撥向“關(guān)”的位置，此時(shí)進(jìn)氣腔與工作腔不通，而工作腔與排氣腔相通，氣缸左右腔的壓縮空氣 都能通過(guò)電磁閥的排氣口及手撥開(kāi)關(guān)的排氣口排出，此時(shí)可以實(shí)現(xiàn) 氣動(dòng)門 的手動(dòng)打開(kāi)與關(guān)閉。 對(duì)照表 5結(jié)合產(chǎn)品樣本選定緊急閥的型號(hào)如下 型號(hào)規(guī)格： 術(shù)參數(shù)： 公稱通徑 8作壓力范圍 0～ 8效截面積 24 操作力 30N? 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 33 頁(yè) 共 41 頁(yè) 第六章 氣源裝置 選型 氣源裝置是用來(lái)產(chǎn)生具有足夠壓力和流量的壓縮空氣并將其凈化，處理及儲(chǔ)存的一套裝置。 它主要由空氣壓縮機(jī)、 后 冷卻器、除油器、儲(chǔ)氣瓶、空氣過(guò)濾器組成。 (1)空氣壓縮機(jī) 空氣壓縮機(jī)是 將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w壓力能的裝置，是氣動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力源，一般有活塞式、膜片式、葉片式、螺桿式等幾種類型。其中，氣壓系統(tǒng)最常用的機(jī)型為活塞式壓縮機(jī)。在選擇空氣壓縮機(jī)時(shí)，其額定壓力應(yīng)等于或略高于所需的工作壓力，其流量等于系統(tǒng)設(shè)備最大耗氣量并考慮管道泄漏等因素。 (2)后 冷卻器 后 冷卻器安裝在壓縮機(jī)出口管道上，將壓縮機(jī)排出的壓縮氣體溫度由140～ 170℃降至 40～ 50℃，使其中水汽、油霧氣凝結(jié)成水滴和油滴，以便經(jīng)除油器析出。 后 冷卻器一般采用水冷換熱裝置，其結(jié)構(gòu)形式有列管式、散熱片式、套管式、蛇管式和板式等。其中， 蛇管式冷卻器最為常用。 (3)除油器 除油器的作用是分離壓縮空氣中的凝聚的水分和油分等雜質(zhì)，使壓縮空氣得到初步凈化， 其結(jié)構(gòu)形式有環(huán)形回轉(zhuǎn)式、撞擊折回式、離心旋轉(zhuǎn)式和水浴式等。 (4)儲(chǔ)氣瓶 儲(chǔ)氣瓶主要用來(lái)調(diào)節(jié)氣流，減少輸出氣流的壓力脈動(dòng)，使輸出氣流具有流量連續(xù)性和氣壓穩(wěn)定性。 (5)空氣過(guò)濾器 空氣過(guò)濾器的作用是濾除壓縮空氣的水分、油滴及雜質(zhì)，以達(dá)到氣動(dòng)系統(tǒng)所要求的凈化 程度 。 根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式，壓縮機(jī)可分為容積式壓縮機(jī)和動(dòng)力式壓縮機(jī)兩大類，如圖 6 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 34 頁(yè) 共 41 頁(yè) 圖 6縮機(jī)結(jié)構(gòu)形式分類 在各種不同結(jié)構(gòu)形式的壓縮機(jī)中，目前活塞式壓縮機(jī)使用最廣 (1)按活塞式壓縮機(jī)的排氣量 ，活塞式壓縮機(jī)可分為 微型： 1L/ 8 小型： q=1～ 10L/P=8～ 60型： q=10～ 100L/P=60～ 50型： 100L/ P? 5002)按活 塞式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為 根據(jù)氣缸的排列形式和相互位置，可分為立式、臥式和角度式。 根據(jù)氣體在氣缸內(nèi)被壓縮的次數(shù)分為單級(jí)、兩 級(jí)和多級(jí)。 根據(jù)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的差異，可分為無(wú)十字頭 （多用于低壓、小型壓縮機(jī)） 和有十字頭 （適用于大、中型高壓壓縮機(jī)） 。 根據(jù)活塞的工作面在氣缸內(nèi)的作用情況，分為單作用式（指活塞只在一側(cè)進(jìn)行壓縮）和雙作用式。 空氣壓縮機(jī)的輸出壓力公式為 ? ??? 一般情況下，令 ? ??? ) M P ，這里取 ? ? ΔP 式中 P — 氣缸的最高使用壓力 ( ，這里取 ； ??P — 氣動(dòng)系統(tǒng)的總壓力損失 ( 。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 35 頁(yè) 共 41 頁(yè) 代入數(shù)據(jù)得 ??( 機(jī)的吸入流量 本系統(tǒng)中，壓縮機(jī)不設(shè)氣罐，故 流量公式為 (6式中 氣動(dòng)系統(tǒng)的最大耗氣量 （ L/ 所以 084.6?) 空氣壓縮機(jī)功率計(jì)算 公式為 ]1)[(( )1(111 ????? ?? (6式中 n — 中間冷卻器個(gè)數(shù)， 1?n ； k — 修正系數(shù)，一般可令 ?k ； 1P — 吸入空氣的絕對(duì)壓力， (M P ； 輸出空氣的絕對(duì)壓力， (5.0? 代入數(shù)據(jù)求得 (根據(jù)表 6結(jié)合 13279 選擇 兩 級(jí)往復(fù)活塞式壓縮機(jī)， 型號(hào)為 : 表 6塞式壓縮機(jī)技術(shù)性能及特點(diǎn) 技術(shù)參數(shù)： 排氣量 蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (論文 ) 第 36 頁(yè) 共 41 頁(yè) 公稱排氣壓力 1率 復(fù)活塞 兩級(jí)活塞壓縮機(jī)如圖 6圖 6級(jí)活塞式空氣壓縮機(jī) 它分為 兩個(gè)階段 將吸入的大氣壓縮到最終的壓力。 擇 一般從空氣壓縮機(jī)輸出的壓縮空氣溫度很高，在此情況下壓縮空氣中所含的油、水均為氣態(tài)，如直接送入儲(chǔ)氣罐及氣動(dòng)設(shè)備，將會(huì)帶來(lái)不良后果。因此，需在壓縮機(jī)出口之后，裝設(shè)后冷卻器及時(shí)吸收壓縮空氣中的熱量，使之降溫至 40～ 50℃ ，使其中的水分、油霧大部分凝成水滴和油滴而分離出去。一般分為風(fēng)冷式和