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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
設(shè)計(jì)（論文）題目: 汽車自救裝置的設(shè)計(jì)
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級: 車輛工程 B07-2班
學(xué) 生 姓 名: 李 鑫
導(dǎo) 師 姓 名: 臧 杰
開 題 時(shí) 間: 2011年3月24日
指導(dǎo)委員會審查意見：
簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
學(xué)生姓名
李鑫
院系
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級
車輛工程07-2班
指導(dǎo)教師姓名
臧杰
職稱
教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
汽車自救裝置的設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
（一）研究現(xiàn)狀
汽車自救裝置即汽車電動絞盤（包括手動絞盤機(jī)、電動絞盤機(jī)、液壓絞盤機(jī)、氣動絞盤機(jī)和機(jī)械絞盤機(jī)）主要用于越野汽車、農(nóng)用汽車、ATV運(yùn)動車、游艇、以及其它特別車輛。是車輛、船只的自我保護(hù)及牽引裝置，可在雪地、沼澤、沙漠、海灘、泥濘山路等惡劣環(huán)境中進(jìn)行車輛自救，并可能在其它條件下，進(jìn)行清障、拖拉物品、安裝設(shè)施等作業(yè)，是軍警、石油、水文、環(huán)保、林業(yè)、交通、公安、邊防、消防及其它野外運(yùn)動不可缺少的安全裝置。
目前常見的汽車自救裝置按絞盤機(jī)原動力的不同，主要有四種：
電動絞盤機(jī)，是最常見的絞盤機(jī)。依靠車輛自身的電力系統(tǒng)驅(qū)動絞盤機(jī)，優(yōu)點(diǎn)：可以在車輛死火的情況下基本正常使用(這是它最大優(yōu)點(diǎn)是其他絞盤機(jī)無法比擬的），尤其對于水多的地區(qū)有很大優(yōu)勢，安裝簡單可以實(shí)現(xiàn)多位置安裝及迅速移位。缺點(diǎn)：不能維持長時(shí)間的使用（車輛自身電力系統(tǒng)局限性、自身易發(fā)熱等原因），大部分電動絞盤機(jī)能提供的驅(qū)動力較小，只能向一個(gè)方向施加力量（安裝于車前只能向前拉，安裝于后部只能向后拉）。
PTO絞盤機(jī)，使用分動箱輸出動力為動力源（POWER TAKE OFF），優(yōu)點(diǎn)：能持續(xù)提供較大的拉力，單次使用時(shí)間長（不存在發(fā)熱問題），可以提供多方向拉力（前、后、甚至左右），是軍用車輛或嚴(yán)肅的高性能越野最佳選擇。缺點(diǎn)：必須使用發(fā)動機(jī)動力，即在發(fā)動機(jī)因進(jìn)水等原因無法工作時(shí)無法使用；分動箱失去絞盤機(jī)方向驅(qū)動力時(shí)也無法使用。
油壓絞盤機(jī)，使用車輛的動力/助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為其動力源，使用助力轉(zhuǎn)向泵提供源動力。優(yōu)點(diǎn)：安裝方便，由于其外部固定部分基本實(shí)現(xiàn)了通用化，甚至在野外即可實(shí)現(xiàn)互換，驅(qū)動力界于電動和PTO絞盤機(jī)之間，發(fā)生高溫機(jī)會極其少見。缺點(diǎn)：和PTO絞盤機(jī)一樣，必須使用發(fā)動機(jī)驅(qū)動力，即必須保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動，且一旦動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出現(xiàn)故障則無法使用（在部分越野情況下，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)容易受到外界破壞）。
車輪絞盤機(jī)，這是一種比較新的絞盤機(jī)系統(tǒng)，即由車輪軸提供驅(qū)動力。原理是使用大部分越野車輪的6顆固定螺絲中的4顆以固定絞盤機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：安裝/拆卸極其簡便（和換輪胎是一個(gè)步驟），重量極輕（比任何一種其他絞盤機(jī)都輕，不會被前懸?guī)碇旅念~外重量），價(jià)格便宜，可提供前后雙方向拉力。缺點(diǎn)：目前我所知的缺點(diǎn)可以肯定的是由于其力量點(diǎn)是輪軸，所以位置太低，造成部分條件下無法使用，而且也必須使用發(fā)動機(jī)動力。
在西方，陸軍每10輛四驅(qū)卡車就最少有一輛帶有絞盤機(jī)，這還不包括工程部的回收車（回收車是一輛底盤由6×6、8×8重型卡車或者50噸以上的坦克改成的，它是帶有2—4個(gè)絞盤機(jī)的大型工程車，專門營救在野外陷入深坑的卡車或坦克）。絞盤機(jī)的重要性由此可見一斑。汽車絞盤機(jī)的歷史可追溯到第一次世界大戰(zhàn)期時(shí)期，由于當(dāng)時(shí)的道路條件極差，除了城市沒有正規(guī)的道路，戰(zhàn)場上充滿了泥濘和壕溝，汽車由于有差速的關(guān)系，很容易被陷在泥坑中或卡在壕溝上，影響了部隊(duì)的行進(jìn)速度。為了解決這個(gè)問題，技術(shù)人員想了許多方法，最后從碼頭使用的拖拽船舶絞盤機(jī)上得到了啟發(fā)，將其改在汽車上，并且以鏈條驅(qū)動它，這個(gè)設(shè)計(jì)取得了成功。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，科技取得了飛速發(fā)展，大量軍用技術(shù)轉(zhuǎn)移到民用產(chǎn)品中。隨著越野車成為普通家家庭的代步工具和競技越野車運(yùn)動的發(fā)展，汽車絞盤機(jī)作為越野車的重要組成部分成為了一種民用產(chǎn)品，并得到了很好的發(fā)展。19世紀(jì)60年代，電動絞盤機(jī)開始發(fā)展，它的好處是重量輕，造價(jià)便宜，可自行拆卸改裝在不同型號的汽車車上，而且就算汽車發(fā)動機(jī)不能工作，絞盤機(jī)同樣可以運(yùn)作。電動絞盤機(jī)的出現(xiàn)促進(jìn)了絞盤機(jī)的普及。
絞盤機(jī)的種類很多，有電動絞盤機(jī)、利用汽車發(fā)動機(jī)機(jī)械動力帶動的絞盤機(jī)以及用液壓泵操作的絞盤等，越野者使用最多的要數(shù)電動絞盤機(jī)了。電動絞盤機(jī)是從汽車本身獲得動力來驅(qū)動馬達(dá)帶動絞索的。這種絞盤機(jī)很方便，因?yàn)榭梢哉驹谌魏蔚胤酵ㄟ^遙控器上的旋鈕進(jìn)行操縱。它最大的優(yōu)點(diǎn)就是只要電池還有電就可以使用。
但是，絞盤機(jī)內(nèi)馬達(dá)的功率一般只有幾馬力，這么小功率的馬達(dá)何以能拖動一輛沉重的汽車亦或是其它重物呢?秘密就在減速器的使用上。即便馬達(dá)只能發(fā)出較小之力，但減速器卻能將其轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)大之力。不同的絞盤機(jī)制造商正是利用這個(gè)原理才制造出了不同的產(chǎn)品。
市場上大部分絞盤機(jī)都是使用行星齒輪做減速器。行星齒輪的優(yōu)點(diǎn)是體積較小而產(chǎn)生的減速比相對較大，而且齒輪的接觸點(diǎn)較多，使用壽命較長。絞盤機(jī)通常都安裝在較狹小的空間內(nèi)，因此越小越輕就越好。行星齒輪既能達(dá)到這一要求，同時(shí)又能產(chǎn)生較大的減速比，因此再理想不過了。
簡單地說，絞盤機(jī)內(nèi)部的工作機(jī)制是：從汽車來的電力首先帶動馬達(dá)，而后馬達(dá)帶動鼓輪轉(zhuǎn)動，鼓輪又帶動主動軸，主動軸再帶動行星齒輪，進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)大的扭力。隨后，扭力被傳回到鼓輪，鼓輪便帶動絞盤機(jī)。馬達(dá)和減速器之間有一個(gè)離合器，能通過一個(gè)把手來開關(guān)。制動單元在鼓輪內(nèi)，當(dāng)絞索繃緊時(shí)，鼓輪就自動鎖住。
隨著中國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民生活水平的顯著提高，中國的汽車需求在不斷擴(kuò)大。有相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)：2005年中國的汽車需求量為640萬臺，預(yù)計(jì)到今年將接近1500萬臺，相當(dāng)于目前全球汽車需求總量的四分之一。汽車多了，絞盤機(jī)的使用量也會隨之上升。此外，以前普通國民對絞盤機(jī)的認(rèn)識十分的稀少，在他們的生活中，根本不會在意有沒有這樣一個(gè)小家伙。然而近年來，國民自駕出游的人數(shù)也與日俱增，絞盤機(jī)成了這些人不可缺少的工具。因此對于這一課題的研究具有良好的研究前景和積極的意義。
（二）選題的目的、意義
通過對汽車自救裝置發(fā)展歷史的研究，可以清楚的知道其對汽車在野外工作有著重要的意義。隨著汽車工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國內(nèi)的汽車自救產(chǎn)品很多，例如汽車急救電源、汽車自用滅火機(jī)、汽車絞盤機(jī)等，其中汽車絞盤機(jī)是車輛在野外陷入困境時(shí)，所采用的最有效的一種自救工具。在現(xiàn)代工業(yè)中，絞盤機(jī)的使用十分廣泛，它在交通運(yùn)輸 、基建工地、等多種部門中發(fā)揮著巨大的作用。經(jīng)過近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，汽車絞盤機(jī)技術(shù)有了巨大的進(jìn)步。從最初的由船用絞盤機(jī)改裝而成，發(fā)展到現(xiàn)在的汽車專用電動絞盤機(jī)。電動絞盤機(jī)，各型四驅(qū)車幾乎都可以配上。工作在世界上路況最差地區(qū)的各型越野車，幾乎都裝有電動絞盤機(jī)。而各項(xiàng)越野挑戰(zhàn)賽和拉力賽，更是聲明沒有絞盤機(jī)就不能參加比賽。可見，絞盤機(jī)對越野車的重要性。考慮到我國幅員遼闊，地質(zhì)地貌復(fù)雜，山地、丘陵、沼澤、沙漠幾乎占了國土面積的一半，在野外生產(chǎn)作業(yè)過程中，車輛會經(jīng)常陷入困境，絞盤機(jī)的使用十分重要。因此，本課題所設(shè)計(jì)的絞盤機(jī)是針對上述地理?xiàng)l件下，中型越野車所使用的一種自救工具。同時(shí)，由于絞盤機(jī)構(gòu)在起重機(jī)中也發(fā)揮著不可忽視的作用。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容：本設(shè)計(jì)將參考現(xiàn)有電動絞盤機(jī)的基本形狀，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求查找相關(guān)資料進(jìn)行的設(shè)計(jì)，其中主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容有：
1. 電動絞盤機(jī)選擇；
2. 電動機(jī)選擇和設(shè)計(jì)；
3. 根據(jù)汽車自重來選擇減速器，離合器以及鋼絲繩索。
在設(shè)計(jì)絞盤機(jī)中的電動機(jī)后，根據(jù)汽車自重選擇減速器，使之符合使用要求。最后進(jìn)行絞盤機(jī)性能分析計(jì)算。在對各種結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了分析計(jì)算后，繪制汽車電動絞盤機(jī)的整體圖及主要部件的零件圖。
本設(shè)計(jì)主要研究方法：
（1）電動機(jī)的選擇計(jì)算；
（2）對減速器，離合器設(shè)計(jì)；
（3）鋼絲繩索的設(shè)計(jì)計(jì)算；
（4）使用AutoCAD進(jìn)行整體和零部件圖的繪制；
三、技術(shù)路線（研究方法）
調(diào)查研究收集資料
確定研究對象以及設(shè)計(jì)路線
減速器選擇設(shè)計(jì)
電動機(jī)選擇設(shè)計(jì)
離合器選擇設(shè)計(jì)
鋼絲繩索選擇設(shè)計(jì)
進(jìn)行計(jì)算校核
整理文檔形成設(shè)計(jì)說明書
四、進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、資料收集，完成開題報(bào)告 第4周（3月24日-3月30日）
（2）參數(shù)選擇方案確定，列文稿大綱 第5周（4月1日-4月7日）
（3）設(shè)計(jì)計(jì)算 第6-7周（4月8日-4月21日）
（4）完成設(shè)計(jì)說明書，完成圖紙繪制 第8-13周（4月22日-6月1日）
（5）交稿，預(yù)答辯 第14周（6月2日-6月8日）
（6）設(shè)計(jì)審核、修改 第15-16周（6月9日-6月22日）
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 第17周（6月23日-6月29日）
五、參考文獻(xiàn)
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[3]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].第四版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.
[4]楊文淵編. 簡明工程機(jī)械施工手冊[M]. 北京：人民交通出版社，2008.
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六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日