车用多功能防滑链设计说明书new.doc

第四届全国大学生机械创新设计大赛兰州理工大学 车用多功能防滑链设计说明书 设 计 者：周立涛，魏永昌，王力 郭红俊，何蕴 指导教师：强建国，贺瑗 车用多功能防滑链设计说明书 设计者：指导教师：强建国，（兰州理工大学工程学院，兰州 730050）主要汽车雪天行驶防滑，经济持续快速发展，人民收入不断增加，越来越多的中国普通百姓开始享受汽车文明。商务部的一份报告在世界各国前所未有2003年我国已经成为仅次于美国和德国的世界第三大汽车消费市场，到09年10月份中国机动车保有辆为1.9亿辆有专家预计：如果不出意外，我国汽车需求量在2020年将有望达到1700万辆与美国汽车消费市场规模相当。 (a) 防滑链正常工作示意图 (b) 防滑链跨越障碍示意图 图1车用多功能防滑链工作 总之，这种多路况防滑链全面考虑了不同服役环境的特点，采用巧妙的结构设计，使其具有对不同的路况均有较强的变形能力和自适应能力的特点。 3．结构设计 3.1 结构设计说明 这种多路况防滑链采用三条单链中间呈菱形结构相连，链与链之间的连接采用插销结构，这样设计可减轻重量，结构稳定可靠，不易变形，能有效减少防滑链与轮胎之间的滑动，而且因为链的固定点多对车胎的磨损 图2 车用多功能防滑链的双侧链节结构 图3 车用多功能防滑链的链节尺寸 3.2 多路况防滑链的材质 为既保证防滑链工作的可靠性，又能节省材料、降低成本，并增大使用寿命，我们选用了高锰钢作为防滑链的制作材料。高锰钢在使用过程中具有加工硬化现象，是公认的高强度耐磨材料，比强度（屈服强度与抗拉强度之比）较高，耐高温，可很好地适应防滑链的工作环境，具有优良的服役性能。 同时用这种材料来制作防滑链还可有效地降低成本。众所周知，链条结构简单，节省材料，制造成本低也便于工厂实现批量化生产，从而为大范围推广应用提供了可能。 3.3链节承载能力设计 当防滑链正装用于防滑时其受到挤压和摩擦作用，强度不需要验算，引文主要反装跨越路障时承载能力足够即可。一般小型桥车的重量为Q=10000~15000 KN，车轮直径约为D=600~800 mm，由于车辆由4个轮胎承重，因此载荷为P=Q/4。防滑链反装跨越路坑时可认为其为平面薄板受到集中载荷作用，其力学模型如图4所示，最大可跨越的障碍尺寸L取为轮胎直径的3倍即3D。 图4 防滑链反装跨越路坑的力学模型 防滑链的最大挠度为 (1) 式中，[Δy]为许用挠度，由于只要车轮可跨越障碍即可，因此取[Δy]=3D/50; t为防滑链厚度，为5mm； P为车轮载荷，取最大值，为3750 KN； D为车轮直径，取最大值，为80 mm; E 为锰钢的弹性模量，为206 Gpa。 经计算得防滑链的最大挠度为4.622mm，满足式（1）中的小于许用挠度。 直接计算链节上各点的应力不方便，可取单个链节的变形量然后据此计算最大应力。单个连节的变形量为 (2) 式中l0为单连节的长度，为60 mm。由此计算得到单个连节的变形量为0.116 mm。由此可计算得连节上的最大应力为 (3) 计算得= 229.69 Mpa，远小于锰钢的屈服极限，由此可知道防滑链反装工作时强度足够。 4． 安装与拆卸 本防滑链具有方便装卸的优点。操作过程简单明了，并不需要特殊培训，一般人员都可自行装卸，能够很好地替代专业人员的工作。方便的安装和拆卸也能有效地节省时间，为用户带来方便。车用多功能防滑链的模型外观图如图5所示。 图5 车用多功能防滑链的模型外观图 4.1多路况防滑链的安装说明 步骤相对安全的场所平坦的路段上来安装和拆卸链条要确保在车前和车后留出至少10英尺的空地，可以让有足够的空间移动链条确保已启动停车制动，已避免发生意外用木块支起车胎做为附加保护措施最后，清理掉车胎上多余的雪 步骤二：开始安装链条 链条必须钩起主要作用的那组轮胎确认车子是靠前轮还是后轮驱动的把链条在车子底下铺开，将在地面上的每一个链的第一个档靠在轮胎上。确认链条布满的一面朝地，这是链条起最大牵引力的部分步骤三：使链条咬紧（或脱离） 如果后轮驱动的，就要将链条倒退着咬紧。如果是前轮的，就要向前推动。检查确认每一个轮胎是否都固定住了链条，然后发动引擎，慢慢带着链条将车或倒退2英尺左右 步骤四：固定链条 步骤拆卸链条只按相反的步骤 (1) 最好在出行之前安好防滑链，而不要在遇到之后再安装 (2) 不要在瘪胎情况下安装防滑链 (3) 防滑链也有尺寸限制，分别适合不同的轮毂尺寸和胎宽，注意选择与车轮尺寸相配的防滑链 (4) 安装防