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跨坐式单轨检测车的研究与设计
【摘要】：城市轨道交通正在我国高速发展,跨坐式轨道交通是城市轨道交通的一种形式,由于其造价低、占地面积小等特点也得到了一定的应用。轨道梁桥系统作为跨坐式单轨的重要组成部分,其健康状况将直接影响整个系统的安全性,检测车主要用于搭载检测仪器及人员对轨道梁桥系统进行在线的检测与维护。文中首先介绍了国内外类似检测技术与设备的现状,并制定了检测车的技术路线及研究内容。
检测车属于行走机械产品,文中从功能原理设计方法对检测车的功能要求进行了较为详细的分析,建立了检测车技术流程图,并对总功能进行了分解。通过对一些方案的优缺点进行对比和分析,提出了检测车的升降方案、用电方案及定位系统的控制方案。
驱动方案的设计是检测车设计内容的重要组成部分,文中通过对动力源进行比较,并给不同的动力源匹配了相应的驱动系统,针对几个潜在的驱动方案的优缺点进行了比较与分析,得出了最终的驱动方案,并对内燃机与静液压传动系统的功率匹配问题上做了分析与讨论。
文中依据机械产品设计的基本原则,结合跨坐式单轨车辆的结构特点,从检测车的主要工作机构出发,分别对车体、车厢、驱动系统、走行装置、升降装置等重要组成部分进行了结构设计和总体布置。通过计算机辅助设计方法对检测车车体、车厢进行了建模分析,并对车架、车厢、走行装置及升降装置在建模时进行了虚拟装配。充分体现出计算机辅助设计方法在方案设计阶段具有修改方便,开发周期短,研发成本低等优点。
此外,根据跨坐式单轨车辆的走行特点,并结合轮胎力学、汽车空气动力学等方面的知识,对检测车在不同的工况下所受到的各种行驶阻力进行了分析和计算,得出了检测车的行驶阻力及阻力功率一览表,为车辆的驱动系统设计提供了基础数据。接着对检测车的驱动系统主要元件进行了选型计算,根据所选的内燃机及液压系统元件计算出了车辆的牵引性能曲线。
最后介绍了驱动系统的液压工作原理,对DA控制下的变量泵变量过程进行了分析,并讨论了检测车液压系统的冷却问题。
【关键词】：
【学位授予单位】：重庆大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：U270【目录】：
中文摘要3-4英文摘要4-81 绪论8-12 1.1 选题背景8-10 1.2 国内外类似检测设备与技术10-11 1.3 研制的目的和意义11 1.4 主要研究内容11 1.5 本章小结11-122 总体功能原理设计12-27 2.1 功能原理设计基本概念12-16
2.1.1 功能与需求12-14
2.1.2 功能与原理14-16 2.2 功能原理设计基本过程16-18
2.2.1 目标功能确定16-17
2.2.2 功能原理匹配17-18 2.3 检测车的整体功能原理设计18-26
2.3.1 设计功能概述18-19
2.3.2 功能分析19-21
2.3.3 功能求解21-26 2.4 本章小结26-273 总体驱动方案设计27-35 3.1 动力源评价27-28
3.1.1 电动机与内燃机27-28
3.1.2 汽油机与柴油机28 3.2 驱动系统28-30
3.2.1 内燃机—机械驱动系统28-29
3.2.2 内燃机—液压驱动系统29-30 3.3 检测车驱动方案30-34
3.3.1 驱动方案分析30-31
3.3.2 驱动方案的选择31-32
3.3.3 发动机与静液压传动系统的功率匹配32-34 3.4 本章小结34-354 总体布置和工作机构方案设计35-46 4.1 检测车总体组成介绍35 4.2 方案设计应遵循的原则35-36 4.3 总体布置设计36-45
4.3.1 车架38
4.3.2 车厢38-39
4.3.3 驱动系统39-41
4.3.4 导向、稳定装置41-42
4.3.5 稳定支撑装置42
4.3.6 升降厢42-43
4.3.7 操作台43-45 4.4 本章小结45-465 行驶阻力分析及主要驱动元件计算46-64 5.1 整体阻力分析46-49
5.1.1 滚动阻力46-47
5.1.2 空气阻力47
5.1.3 坡度阻力47
5.1.4 加速阻力47-48
5.1.5 转弯阻力48
5.1.6 起动阻力48-49 5.2 驱动系统主要元件计算49-58
5.2.1 发动机49-51
5.2.2 液压系统计算51-58 5.3 液压系统原理58-63
5.3.1 系统工作原理58-59
5.3.2 DA 控制原理59-62
5.3.3 系统散热62-63 5.4 本章小结63-646 结论64-65致谢65-66参考文献66-69附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录69
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