飞机牵引车车架结构设计分析_毕业论文前期报告.doc

河北工业大学本科毕业设计（论文）前期报告河北工业大学2013届本科毕业设计（论文）前期报告毕业设计（论文）题目：飞机牵引车车架结构设计分析专业（方向）：车辆工程学生信息：学 号： ；姓 名： ；班 级：车辆093指导教师信息：教师号： ；姓 名： ；职 称：教授报告提交日期：2013年3月25日1、 研究飞机牵引车车架结构的意义飞机牵引车是一种重要的机场地面设备，起着举足轻重的作用。在现代民航机场上,飞机牵引车要承担如下作业: 将停靠在登机桥旁的飞机顶推离桥,直到有足够的场地让飞机靠自身动力向前滑行为止；将飞机由停机坪牵引至登机桥或客机坪上附近,供旅客上飞机等等。飞机机头部分的重量全部作用在车架上，车架的承载能力显然十分重要。车架是车辆总体构造的基础，在承受飞机前起落架载荷的同时，还要承受工作中的颠簸和震动的冲击。基于车架对车身所起的重要作用，车架必须具保证较高的强度，进行车架设计时必须注意到结构的合理性，还应兼顾结构的复杂度、料厚等，从而保证汽车的安全地移动飞机1,5。2、 飞机牵引车国内外发展历程与展望 1.飞机牵引车的发展历程 1）传统牵引车 飞机移动在早期是依靠其他的车辆代行牵引车职能，即在车辆上安装由离合器与手动齿轮变速箱组成的纯机械式传动装置，到目前为止，一些边远地区的简易机场上仍在使用。图一即为拖拉机牵引飞机。这种牵引车辆价格低廉，但从安全和技术层面来看，它有一定的局限性，代用车辆在起步变速过程中的冲击会给精细的飞机结构造成损害。代用车辆是从人力到专业飞机牵引车的一种过渡，目前用量越来越少，一般用于牵引中小型飞机，因此牵引车由代用车辆发展到专用车辆是必然趋势6。 专用车辆不仅可以保证专业作业的水准，提高牵引车对飞机的适应能力，还能够提高作业效率，从而进一步满足飞机顶推和牵引的需求。飞机专用车起步的标志就是传统飞机牵引车的出现。传统牵引车通过利用一种和飞机机型相匹配的专用工具牵引杆，将牵引力传递到飞机的前起落架上，以达到移动飞机的效果。牵引杆一端连接在传统牵引车上，另一端连接在飞机的前起落架上，它具有传递动力和飞机转向过度时减缓牵引车对飞机的冲击而保护飞机等作用。 传统飞机牵引车的特点如下： 移动飞机要灵活，能完成前、后桥转向； 牵引车要启动平稳，牵引与推进的速度适中； 它的牵引或推动飞机的动力要求特别大。各型号飞机前起落架挂点结构型式多样、销孔的尺寸不同，使得每一机型都有自己特定的牵引杆，且不可互换，并要人工挂接、脱卸2,4。 图一 代用车辆 图二 传统飞机杆牵引车工作示意图 2）新型无拖把牵引车 随着航空事业的发展，传统牵引车灵活机动性差、通用性差、车身较重的缺点日渐显露，其被新型无拖把牵引车取代成为必然。 无拖把式飞机牵引车不采用牵引杆，而是依靠抱轮举升机构直接抱夹飞机鼻轮，并托起飞机前起落架，完成飞机牵引和顶推作业。其具有下列特点： 在执行牵引作业的过程中，飞机与牵引车之间通过抱轮举升机构连成一体，节省了人力物力，提高了车辆的可操纵性，基本实现了通过遥控实现牵引飞机的目的，； 运行成本低。因为它在牵引时，会直接将飞机的前轮托起，依靠飞机的重量来增加牵引车车轮与地面之间的正压力，使其产生的附着力满足牵引飞机的要求。所以在牵引车设计时，从降低车辆运行成本上考虑，可尽力减轻牵引车自身重量； 取消了牵引杆等附属设备。作业时，停机位或机型改变的时刻，不需要更换同飞机匹配的牵引杆，从而避免了更换牵引杆所带来的麻烦。同时没有牵引杆的连接，精简了工作程序，提高了工作效率7,8 图三 无杆牵引车工作示意图国外七十年代即出现无拖把式飞机牵引车，适用短距离低速调度飞机。八十年代后，大型全功能无拖把式牵引车出现，在安全性、效率方面成绩卓著，引起了国际民航无拖把飞机牵引车性能分析及抱轮举升机构研究界的广泛注意。九十年代中期，北京金轮公司研制的小型无拖把飞机牵引车问世，先后与苏27、J7等飞机对接，同时少量装备部队，为我国飞机牵引车的一个里程碑。但其仅局限在内场使用，为脱离此局限性，金轮公司精益求精，与阎良军代表室、海装驻汉中联合研制了 K/DWC_IA 无拖把式牵引车，至此填补了国内空白，赶上国际新技术的步伐。 2.飞机牵引车的未来发展趋势 无拖把飞机牵引车减少了牵引杆等附属设备，直接将飞机的前轮载在牵引车身上，与飞机结合起来，形成一个整体， 提高了车辆的操纵稳定性。此种牵引车由于取消了与飞机相连接的牵引杆，节约人力物力财力，使得无拖把飞机牵引车成为发展的必然9。 1）牵引车动力的发展 早期的飞机牵引车多以内燃机作为动力装置，且柴油机居多。目前大型传统牵引车的动力仍以柴油机为主，节约能源、低碳、拓展新能源推进了其他动力形式的无拖把飞机牵引车的研制，多种动力形式层出不穷。电动无拖把牵引车产品应运而生，至此现代牵引车不仅拥有内燃机、电动机等驱动方式，混合动力也初露锋芒3。 2）传动方式的演变 传动装置可分为机械传动、液体传动与电力传动，而液体传动由液力和液压两种传动方式组成，飞机牵引车的传动方式也离不开这几种。飞机牵引车早期以机械传动为主，目前主要采用液力和液压传动，且有向后者发展的趋势3。由变量液压泵、液压马达和控制系统构成的液压传动装置较之液力传动来说具有更宽的无级调速范围、更好的动力制动特性、更优越的过载保护和连续变换输出转向的能力，液压技术的发展为飞机牵引车提供了另外一种更为合适的传动技术，这也提高了液压传动在牵引车行业使用的程度。 目前中国三大航空公司及北京、青岛、虹桥、广州等机场已采用无拖把式飞机牵引车，放眼未来，更多用户将会选择无拖把式飞机牵引车。三、课题的主要任务飞机牵引车是飞机地面移动的主要载运工具，本次毕业论文主要进行无拖把飞机牵引车车架结构部分设计分析。飞机牵引车车架通常采用蟹型结构，通过国查阅国内外飞机牵引车的结构设计特点，设计车架结构，保证该车可以牵引波音747等大型客机要求。 设计参数：飞机牵引车形式-无拖把式； 车架结构-蟹型形式； 轮胎规格：225/55R16实心胎； 具体结构参照天津机场飞机牵引车车架结构形式；本课题要设计无拖把牵引车车架、车桥具体结构，绘制车架结构图纸，建立车架有关数据模型，进行相关的计算分析，利用CAD软件画图，使用造型软件UG建立牵引车车架的三维模型，再用ANSYS进行有限元分析。四选题研究方法和要解决的关键问题 1.研究的主要方法是： 1）查阅国内外相关资料，写出文献综述并确定详细的研究进度； 2）学习软件ANASYS11,12； 3）仿真模型建立； 4）参数模拟验证。 2.要解决的关键问题：确定飞机牵引车的车架、车桥的结构形式，绘制车架、车桥的结构图纸，建立数据模型，对其强度进行相关的计算。五、计划进度安排工作进度工作质量、阶段成果要求第一周第三周第四周第七周第八周第十一周第十二周第十三周第十四周查阅相关的飞机牵引车的发展历程，了解飞机牵引车结构特点，了解本次毕业设计牵引车车架初步的结构形式。确定飞机牵引车的车架、车桥的结构形式，撰写前期报告。飞机牵引车的车架、车桥的结构图纸，建立相关的数据模型，对其强度进行相关的计算，撰写中期报告。完善图纸及相关计算，撰写毕业论文初稿。撰写毕业论文终稿。毕业论文查重及毕业答辩。参考文献1. 李国勇.基于虚拟样机技术的无杆飞机牵引车的仿真研究.硕士学位论文.天津：中国民航大学，20082. 王志. 传统飞机牵引车的现状与发展J.商用汽车，2007，No.23. 王志.电动无杆飞机牵引车设计J.液压气动与密封，2006，No.34. 任长春、孟祥宝. 盘式重型飞机牵引车J.长春光学精密机械学院学报，2006，No.35. 冯茂林、郭少平. QY200型飞机牵引车J.工程机械，2000，No.126. 吴融华.飞机牵引车的结构改进与创新J.商用汽车，2005，No.87. 王志. 无杆飞机牵引车的现状与发展J.商用汽车，2006，No.68. 何兴银. 无杆式飞机牵引车J.中国科技月报，2000，No.129. 邢强. 无拖把飞机牵引车选型中应注意的若干问题J.民航经济与技术，2000，No.1110.袁一平. 法国 TAPR26D 型无拖把飞机牵引车性能简介J.专用汽车，1998，No.411.孙书蕾.飞机牵引车车架三维有限元静态分析J.机械设计与制造，2010，No.,312.龙凯 、覃文洁.基于有限元法的牵引车车架分析与改进设计，2012，No.18