游樂(lè)卡丁車(chē)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū).doc

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1、游樂(lè)卡丁車(chē)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一、車(chē)架強(qiáng)度及剛度計(jì)算1、車(chē)架強(qiáng)度校驗(yàn)車(chē)架受力示意圖：圖一前端受沖擊的受力圖車(chē)身自重為Gk=399kg，按均布載荷考慮，則q===2793（N/m）最大速度v=12km/h=3.3m/s故沖擊載荷Rc===9058.5(N)支座反力Ra===2139（N）Rb===3270（N）圖二后端受沖擊的受力圖支座反力Ra===3822（N）Rb===1589（N）為了保證其安全性，取大值。Ra=3822（N）（圖二），Rb=3270（N）（圖一）材料的抗彎模量W=16.822×10-6（m3）材料Q235的抗拉強(qiáng)度σb=335（Mpa），安全系數(shù)取n=5材料Q235的許用應(yīng)力為

2、[σ]==67（Mpa）車(chē)架的剪力圖和彎矩圖如下：圖三車(chē)架的剪力彎矩圖危險(xiǎn)斷面在離后軸中心443mm處在離后軸中心443mm的彎矩M2=Rb×0.957－q×0.957×0.957/2=3270×0.957－2793×0.957×0.957/2=1850（Nm）σ===27.4（Mpa）＜[σ]符合要求。沖擊力Rc對(duì)斜柱的沖擊彎矩M3=Rc×0.13＝9058.5×0.13＝1178（Nm）σ===34（Mpa）＜[σ]符合要求。所以,車(chē)架強(qiáng)度符合要求。2、車(chē)架剛度校驗(yàn)材料彈性模量E=206（Gpa）材料的慣性矩I=50.468×10-8（m4）車(chē)架自身的撓度f(wàn)max===0.00095（

3、m）=1.34（mm）（中點(diǎn)）沖擊力Rc產(chǎn)生的撓度f(wàn)max===0.0014（m）=1.4（mm）活載荷Qk產(chǎn)生的撓度f(wàn)maxa=0.957，b=0.443，x===0.77fmax===0.00017（m）=0.17（mm）合計(jì)撓度約2.91剛度符合要求。一、碰撞軸的強(qiáng)度與剛度計(jì)算（1）、前碰撞軸受力圖如下：圖四前碰撞軸受力圖1、強(qiáng)度校驗(yàn)側(cè)向最大速度v=1/312km/h=1.1m/s故沖擊載荷Rc===3019.5(N)按均布載荷考慮，則q===43（N/mm）材料45鋼的抗拉強(qiáng)度σb=600Mpa,安全系數(shù)取5材料45鋼的許用應(yīng)力為[σ]==120（Mpa）軸的最大彎曲正應(yīng)力發(fā)生于固

4、定端=2985kNmmσ===0.012（Mpa）＜[σ]符合要求。2、剛度校驗(yàn)材料的彈性模量取E=206(Gpa)材料的慣性矩I=1.3()軸的最大擾度發(fā)生在另一端fmax===6.4m符合要求（2）、后碰撞軸受力圖如下圖五后碰撞軸受力圖1、強(qiáng)度校驗(yàn)軸的最大彎曲正應(yīng)力發(fā)生于固定端=4693kNmmσ===0.018（Mpa）＜[σ]符合要求。2、剛度校驗(yàn)軸的最大擾度發(fā)生在另一端fmax===2.2m符合要求一、左、右轉(zhuǎn)向節(jié)及剛度計(jì)算1、左、右轉(zhuǎn)向節(jié)強(qiáng)度計(jì)算左、右轉(zhuǎn)向節(jié)的受力圖如下：圖六左右轉(zhuǎn)向節(jié)受力圖軸的材料選45鋼，調(diào)質(zhì)處理，其抗拉強(qiáng)度σb=630（Mpa），安全系數(shù)取n=5材料45鋼

5、的許用應(yīng)力為[σ]===126（Mpa）F=最大的彎矩在端部為M1=F×0.057=1635×0.057=93.2（Nm）該處的抗彎模量W1===4.2×10-6(m3)該處彎曲應(yīng)力σx===22.19（Mpa）<[σ]2、左、右轉(zhuǎn)向節(jié)的剛度計(jì)算材料的彈性模量取E=206(Gpa)材料的慣性矩I1=2.4()，I2=0.6()軸的最大擾度發(fā)生在軸的自由端fmax=f1+f1+===1.06()符合要求四、板簧的剛度校驗(yàn)其中：代入可求:鋼板彈簧裝配總成后的剛度176.89五、前后碰撞裝置根據(jù)所查資料的碰撞時(shí)間的計(jì)算方法可知，此碰撞基本假設(shè)為完全非彈性碰撞。由非球形物體碰撞時(shí)間的計(jì)算公式，得出

6、求出兩滑塊作非完全彈性縱向碰撞的時(shí)間為為兩車(chē)縱向質(zhì)心的距離為兩車(chē)車(chē)速e為碰撞恢復(fù)系數(shù)在完全非彈性碰撞中，取e=0，通過(guò)數(shù)模的實(shí)際尺寸測(cè)量，而根據(jù)碰撞前后動(dòng)量守恒和沖量定理：碰撞前速度，碰撞后速度，質(zhì)量為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　將，，，將上述取值代入，可得：　　彈簧剛度的計(jì)算公式d為簧絲的直徑G為剪切模量R為彈簧直徑N為彈簧有效圈數(shù)　將彈簧直徑ｄ＝８ｍｍ，有效圈數(shù)n=２０，Ｒ＝１５ｍｍ,G=80Gpa帶入公式可得[k]=75.8Kn/m。　k<[k],故滿(mǎn)足要求。六、滑軸的強(qiáng)度校核滑軸的端部受到壓力的作用

7、，受力圖如下：圖七滑軸受力圖材料為45鋼，其抗壓強(qiáng)度σbb=355Mpa安全系數(shù)取n=5,[σ]=71Mpa滑軸端部受到?jīng)_擊載荷的作用，其中取極限值F=Rc=3019.5N受壓面積<[σ]故符合要求。六、電機(jī)的選擇汽車(chē)的動(dòng)力性主要取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率越大，動(dòng)力性能越好，最大功率值根據(jù)的要求的最高車(chē)速Vamax計(jì)算，如下其中：Pmax-最大功率，kw-傳動(dòng)系效率，對(duì)于單級(jí)減速器取0.9G-重力加速度，9.8