游樂卡丁車設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、娛樂卡丁車設(shè)計(jì)計(jì)算書一、框架強(qiáng)度和剛度的計(jì)算1.框架強(qiáng)度驗(yàn)證框架應(yīng)力示意圖：圖1前端沖擊力圖考慮到均勻載荷，體重為Gk=399kg千克q=2793(N/m)最大速度v=12km公里/小時(shí)=3.3米/秒因此，沖擊載荷Rc=9058.5(N)軸承反作用力Ra=2139(北)Rb=3270(北)圖2后端沖擊力圖軸承反作用力Ra=3822(北)Rb=1589(北)為了保證它的安全，取一個(gè)大的值。Ra=3822(N)(圖2)，Rb=3270(N)(圖1)材料的彎曲模量w為16.82210-6 (m3)Q235材料的抗拉強(qiáng)度 b為335 (MPa)，安全系數(shù)n=5Q235材料的許用應(yīng)力為=67(Mpa)框

2、架的剪力圖和彎矩圖如下：圖3框架剪切彎矩圖危險(xiǎn)區(qū)域距離后橋中心443毫米。在距后橋中心443毫米的彎矩下M2=Rb0.957-q0.9570.957/2=32700.957-27930 . 9570 . 957/2=1850(Nm)=27.4(Mpa)滿足要求。沖擊力Rc對(duì)斜柱的沖擊力矩M3=Rc0.13=9058.50.13=1178(Nm)=34(Mpa)滿足要求。因此，框架強(qiáng)度滿足要求。2.框架剛度驗(yàn)證彈性模量E=206(Gpa)慣性矩I=50.46810-8(m4)框架本身的撓度fmax=0.00095(m)=1.34(mm)(中點(diǎn))撓度fmax=0.0014(m)=1.4(mm)活載

3、Qk引起的撓度fmaxa=0.957，b=0.443，x=0.77fmax=0.00017(m)=0.17(mm)總撓度約為2.91剛度滿足要求。二。沖擊軸強(qiáng)度和剛度的計(jì)算(1)前沖擊軸的應(yīng)力圖如下：圖4前碰撞軸的力圖1.強(qiáng)度驗(yàn)證橫向最大速度v=1/3 12公里/小時(shí)=1.1米/秒因此，沖擊載荷Rc=3019.5(N)根據(jù)均勻載荷的考慮，那么q=43(牛/毫米)材料45鋼的抗拉強(qiáng)度 b為600兆帕，安全系數(shù)為5材料45鋼的許用應(yīng)力為=120(Mpa)軸的最大彎曲法向應(yīng)力出現(xiàn)在固定端。=2985公里=0.012(Mpa)滿足要求。2.剛性驗(yàn)證材料的彈性模量取E=206(Gpa)慣性矩I=1.3(

4、)軸的最大擾動(dòng)發(fā)生在另一端。fmax=6.4m滿足要求(2)后沖擊軸的應(yīng)力圖如下圖5后沖擊軸受力圖1.強(qiáng)度驗(yàn)證軸的最大彎曲法向應(yīng)力出現(xiàn)在固定端。=4693公里=0.018(Mpa)滿足要求。2.剛性驗(yàn)證軸的最大擾動(dòng)發(fā)生在另一端。fmax=2.2米滿足要求三、左右轉(zhuǎn)向節(jié)及剛度計(jì)算1.左右轉(zhuǎn)向節(jié)的強(qiáng)度計(jì)算左右轉(zhuǎn)向節(jié)的應(yīng)力圖如下：圖6左右轉(zhuǎn)向節(jié)應(yīng)力圖軸的材料是45鋼，經(jīng)過淬火和回火。其抗拉強(qiáng)度b=630(Mpa)，安全系數(shù)n=5材料45鋼的容許應(yīng)力為=126(Mpa)F=末端的最大彎矩是M1=0.057=16350.057=93.2(Nm)該位置的彎曲模量W1=4.210-6(m3)彎曲應(yīng)力x=22

5、.19(Mpa)2.左右轉(zhuǎn)向節(jié)剛度計(jì)算材料的彈性模量取E=206(Gpa)慣性矩I1=2.4()，I2=0.6()軸的最大擾動(dòng)發(fā)生在軸的自由端。fmax=f1 f1=1.06()滿足要求四、板簧剛度檢查其中：替代可以計(jì)算：鋼板彈簧組件的剛度176.89五、前后碰撞裝置根據(jù)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的碰撞時(shí)間計(jì)算方法，本次碰撞的基本假設(shè)是完全非彈性碰撞。根據(jù)非球形物體碰撞時(shí)間的計(jì)算公式，得出兩滑塊非完全彈性縱向碰撞的時(shí)間為是兩輛車的縱向質(zhì)心之間的距離對(duì)于兩種車速e是碰撞恢復(fù)系數(shù)。在完全非彈性碰撞中，取e=0，通過數(shù)字模型的實(shí)際尺寸測量，和根據(jù)碰撞前后的動(dòng)量守恒和沖量定理：碰撞前的速度，碰撞后的速度，質(zhì)量威爾，通過

6、替換上述值，我們可以獲得：彈簧剛度的計(jì)算公式d是彈簧鋼絲的直徑g是剪切模量r是彈簧直徑。n是彈簧的有效圈數(shù)。將彈簧直徑d=8 mm，有效圈數(shù)n=20，r=15 mm，g=80 gpa代入公式，得到k=75.8 kn/m。Kk，所以滿足要求。六、the滑動(dòng)軸的端部受到壓力，應(yīng)力圖如下：圖7滑動(dòng)軸應(yīng)力圖材料為45鋼，其抗壓強(qiáng)度bb=355兆帕安全系數(shù)n=5，=71兆帕滑動(dòng)軸的端部承受沖擊載荷，取極限值。F=Rc=3019.5N牛壓縮區(qū)因此，它符合要求。七、電機(jī)的選擇汽車的動(dòng)力性能主要取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率。發(fā)動(dòng)機(jī)功率越高，動(dòng)力性能越好。最大功率值根據(jù)所需的最大車速Vamax計(jì)算，如下所示其中：Pmax-最大功率，kw-傳動(dòng)系效率，單級(jí)減速器為0.9重力加速度，9.8m/s2F-橡膠輪胎和水泥地面之間的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，0.3Cd-空氣阻力系數(shù)，0.9A-汽車正面