外形尺寸计算
汽车尺寸参数
汽车尺寸参数1、外形尺寸外形尺寸包括车长、车宽和车高三方面尺寸。
车长即沿汽车长度方向前后两极端之间的距离(mm)；车宽即沿汽车宽度方向两侧极端之间的距离(mm)；车高是指汽车最高点至地面间的距离(mm)，如图中的b、g、h所示。
汽车尺寸参数示意图a-轴距；b-车长；c-前悬；d-后悬；e-前轮距；f-后轮距；g-车宽；h-车高；j-离地间隙。
2、轴距轴距是指汽车两轴中心线之间的距离(mm)，如上图中的a。
对多轴汽车，轴距应从前至后分别注明相邻两轴间距离，总轴距为各轴距之和。
3、轮距轮距是指汽车同一轴上左右两轮中心面之间的距离(mm)，如上图中的e、f。
若为双轮胎时，则为同一轴左右双轮中心面之间的距离。
4、前后悬前悬是指汽车最前端至通过前轴轴线的垂面间的距离(mm)，如上图中c；后悬是指汽车最后端至通过后轴轴线的垂面间的距离(mm)，如上图中d。
5、最小离地间隙最小离地间隙是指汽车满载时，汽车最低点至地面的距离(mm)，如上图中j。
轴距:前后桥中心线间的水平距离。
轮距:同一桥左右车轮与地面接触面中心的距离。
多个车轮的轮距按中心点处测定。
汽车的载重量与轴距和轮距有密切的关系,基本上载重量越大,轴距和轮距就越大,可见,测量时的误差要小些!1、水平对置的发动机有什么优缺点？2、汽车轮距有的是前轮距大于后轮距，有的是后轮距大于前轮距，请问它们各有什么优缺点?答复：1、水平对置发动机的优点是能将发动机的重心降低，也就是说，普通发动机是立着的，而水平发动机是躺着的。
还有就是水平四缸的发动机震动较小，而且还不需要平衡轴。
另外就是水平发动机还可尽量把很多部件布置在车子的中央的直线上，有利于平衡左右的重量，但水平对置发动机比较宽，发动机舱不容易布置。
缺点就是成本较高。
2、汽车的轮距有三种情况，一是前轮距大于后轮距，二是前后轮距相同，三是后轮距大于前轮距。
增加轮距可以减少转弯时车子倾侧(ROLL)的量,简单地说就是减少“重量转移的幅度”，轮距越大，转移到外侧车轮上的重量就越小，因此在转弯时也就越能平衡左右两边轮胎上的负荷。
外形尺寸计算讲解
D1
D1
1.5
（四）视场光阑的直径D3
D3 2 f1tg 2 240 0.01455 6.98
（五）求目镜的视场角2ω ′
tg t9015,2 38030
（六）求出瞳距lz′
dⅡ 2D pⅡ
则等效空气板厚度为
dⅠ
dⅠ n
2D pⅠ n
dⅡ
dⅡ n
2D pⅡ n
根据图b可得距离aⅠ和aⅡ
aⅡ a DpⅠ 2
aⅠ
aⅡ
2
D pⅡ n
2
a
D pⅠ
2
D pⅡ n
4
将aⅠ、aⅡ分别代入Dp中得到DpⅠ和DpⅡ的
表达式：
D pⅠ
D3
2 a DpⅠ
f1 f 2
240mm 10mm
（二）求物镜的通光孔径
物镜的口径取决于分辨率的要求，若使 物镜的分辨率与放大率相适应，可根据 望远镜的口径与放大率关系式 Γ ≥D1/2.3求出D1,只是为了减轻眼睛的 负担,才取物镜的口径D1=1.5Γ =36mm
（三）求出瞳直径
第三，成像质量、视场、孔径的权重。
例一：只包括物镜和目镜的望远系统
计算一个镜筒长L=f1′+f2′=250mm，放大 率Γ= -24，视场角2ω=1º40′的刻普勒望 远镜的外形尺寸。
（一） 求物镜和目镜的焦距
L
f1 f1
f 2
f 2
250 24
得到
d
1 K D3
uz3
计算凸凹模尺寸
孔4×Ф5.5凸、凹模尺寸计算：凸模： d 凸=（d m in + x ∆）0凸δ-=（5.5+0.5⨯0.3）002.0-=5.65002.0-凹模： d 凹=（d 凸+ Z m in ）凹δ0=（5.65+0.64）02.00+=6.2902.00+ 孔Ф26凸凹模尺寸计算：凸模： d 凸=（d m in + x ∆）0凸δ-=（26+0.5⨯0.52）002.0-=26.26002.0- 凹模： d 凹=（d 凸+ Z m in ）凹δ0=（26.26+0.64）02.00+=26.9025.00+ 外形凸凹模尺寸的计算（落料）：根据零件的形状，凹模磨损后其尺寸变化都为第一类A （磨损后尺寸增大） 由教材表3—6查得 1x ＝0.5 2x ＝0.5凹A =凹（δ)∆+x A 式 ( 1—2 ) 式中： A —工件基本尺寸(mm) △—工件公差（mm ） 凹δ－凹模制造公差（mm ）1凹A =025.0045.1705.17015.0170-∆--==⨯+凹）（δ025.005.15415.01542--=⨯+=凹）（凹δA凹模的外形一般有矩形与原形两种。
凹模的外形尺寸应保证凹模有足够的强度与刚度。
凹模的厚度还应包括使用期内的修磨量。
凹模的外形尺寸一般是根据材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的。
查《冲压工艺及模具设计》万战胜主编中国铁道出版社表2—22 凹模外形尺寸得凹模最小壁厚C=52mm 凹模厚度H=36mm故凹模板的外形尺寸：长 L=L1＋2C=170＋52×2=274mm宽 B=L2＋2C=154＋52×2=258mm故L×B×H=274×258×36 mm又查《模具手册之四—冲模设计手册》编写组编著机械工业出版社表14-6 矩形和圆形凹模外行尺寸（GB2858-81）将上述尺寸改为315×250×40mm。
光学系统外形尺寸计算
根据使用要求确定光学系统整体结构尺寸的设计过程称为光学系统的外形尺寸计算。
光学系统的外形尺寸计算要确定的结构内容包括系统的组成、各光组元的焦距、各光组元的相对位置和横向尺寸。
外形尺寸计算基本要求：第一，系统的孔径、视场、分辨率、出瞳直径和位置；第二，几何尺寸，即光学系统的轴向和径向尺寸，整体结构的布局； 第三，成像质量、视场、孔径的权重。
一、 只包括物镜和目镜的望远系统计算一个镜筒长L=f1′+f2′=250mm ，放大率Γ= -24，视场角2ω=1º40′的刻普勒望远镜的外形尺寸。
（一） 求物镜和目镜的焦距⎩⎨⎧='='⇒⎪⎩⎪⎨⎧-=''-=Γ='+'=mmf mm f f f f f L 1024024250212121（二） 求物镜的通光孔径物镜的口径取决于分辨率的要求，若使物镜的分辨率与放大率相适应，可根据望远镜的口径与放大率关系式Γ≥D1/2.3求出D1,只是为了减轻眼睛的负担,才取物镜的口径D1=1.5Γ=36mm （三） 求出瞳直径5.11=Γ='DD（四） 视场光阑的直径D398.601455.02402213=⨯⨯='=ωtg f D（五） 目镜的视场角2ω′03382,51193492.001455.0240'=''='⇒=⨯=Γ='ωωωωtg tg（六） 求出瞳距lz ′42.102401010101222=⨯+='-'+'='f f f f lz（七） 求目镜的口径D278.83492.042.1025.1212=⨯⨯+=''+'=ωtg l D D z（八） 目镜的视度调节5.010001051000522±=⨯±='±=f x（九） 选取物镜和目镜的结构由于物镜的相对孔径D/f ′=36/240=1/6.67，焦距f ′=240mm ，选用双胶合物镜即可。
光学设计报告
湖北第二师范学院《光学系统设计》题目：望远镜的设计姓名：刘琦学号:1050730017班级：10应用物理学目录望远系统设计............................................................................................... 第一部分：外形尺寸计算 .......................................................................... 第二部分：PW法求初始结构参数（双胶合物镜设计） ....................... 第三部分：目镜的设计 .............................................................................. 第四部分：像质评价 .................................................................................. 第五部分心得体会 ..................................................................................望远镜设计第一部分：外形尺寸计算一、各类尺寸计算 1、计算'f o 和'f e由技术要求有：1'4o Df =，又30D mm =，所以'120o f mm =。
又放大率Γ＝6倍，所以''206o e f f mm ==。
2、计算D 出303056D D D mm =∴===Γ物出物 3、计算D 视场2'2120416.7824o o D f tg tg mm ω==⨯⨯=视场4、计算'ω（目镜视场）''45o tg tg ωωωΓ⨯=⇒≈5、计算棱镜通光口径D 棱（将棱镜展开为平行平板，理论略）该望远系统采用普罗I 型棱镜转像，普罗I 型棱镜如下图：将普罗I 型棱镜展开，等效为两块平板，如下图：如何考虑渐晕？我们还是采取50%渐晕，但是拦掉哪一部分光呢？拦掉下半部分光对成像质量没有改善（对称结构，只能使光能减少），所以我们选择上下边缘各拦掉25%的光，保留中间的50%。
计算凹模外形尺寸、选择典型组合
L=2(L1+L2) L1∥=15.2+15.2+3=33.4 L1⊥=67/2=33.5 L2按表2.5－1查得为30 L∥=2(L1∥+L2)=2×(33.4+30)=126.8 L⊥=2(L1⊥+L2)=2×(33.5+30)=127 （3）判断送料方向 ∵ L1∥ =126.8≤L1⊥=127
2.5 计算凹模外形尺寸、选择典型组合
2.5.3 本例凹模外形尺寸的计算，确定典型组合 （1）由排样图确定各凹模型孔位置如图2-19所示。
（在排样图上有两侧刃孔）。
图２-19 凹模型孔位置
2.5 计算凹模外形尺寸、选择典型组合
（2）确定凹模外形尺寸，在本例中已计算压力中心在距落 料型孔中心6.6mm处。 外形尺寸按下式计算
计算凹模外形尺寸、选择典型组合
2.5.1计算凹模外形尺寸 凹模的外形一般按下述的步骤进行。
1）确定凹模的几何中心。凹模的几何中心一般也 是模柄的中心。要求凹模的几何中心与压力中心 重合。如受模具结构限制或工件的精度低、冲裁 间隙大时，可允许凹模的几何中心与压力中心稍 有偏离，能不但超出模柄的投形面积的范围。否 则应采用置偏模柄的办法，使模柄中心与压力中 心重合。
2.5 计算凹模外形尺寸、选择典型组合
2）初步计算外型尺寸。
L＝2（L1＋L2）
(2－14)
式中 L－凹模的长度或宽度方向的尺寸；
L1－凹模几何中心到最远型孔孔壁的距离。
L2－凹模几何中心最远型孔孔壁到凹模边 缘的距离。查表2-9选用
3）选取标准值，确定凹模厚度。
2.5 计算凹模外形尺寸、选择典型组合
2.5.2 选择典型组合 选择典型组合时应考虑如下几方面的问题。 确定模具类型：是级进模（单工序模）还是复合模。
水轮发电机选择
水轮发电机的选择计算一、 发电机型式的选择水轮发电机按其轴线位置可分为立式布置和卧式布置两类，大中型机组一般采用立式布置，卧式布置通常用于中小型机组及贯流式机组。
本电站采用立式布置，立式布置又分为悬式和伞式两种。
悬式布置和伞式布置的适用条件，查参考【2】P 149表3-1，悬式适用于转速大于150/min r ，伞式适用于转速小于150/min r 。
因为水轮机的标准转速为166.7r/min ，所以水轮发电机选用悬式布置。
水轮发电机的冷却方式采用径向通风密闭式空气循环冷却。
二、 主要尺寸估算待选水轮发电机的有关参数如下：发电机型式：悬式 标准转速：166.7r/min 磁极对数：18外形尺寸计算如下：1、极距τ根据统计资料分析,极距与每极的容量关系如下: 42ps K f j =τ cm 参考【2】P 159公式3-2式中9,,,10~8,:18;:);(:本设计中取线速度高的取上限容量大一般为系数磁极对数发电机额定容量j f K P p KVA s =f s =N f ／cos ＆, cos ＆为功率因数角，取cos ＆取0.875。
f s =247423／0.875=282769KV A 。
418*2282769*9=τ=84.73 cm由上求出τ后,尚应校核发电机在飞逸状态下,转子飞逸线速度V f 是否在转子材料允许范围内。
V K V f f = 参考【2】P 160公式3-3式中飞逸线速度秒时在数值上等于极距周当频率转子额定线速度的比值确定与额定转速机组的飞逸转速与水轮机型式有关或按飞逸系数:;/50,:;,:f e f f V f V n n K τ= f K = f n ／e n =308.4／166.7=1.85; V =τ=84.73 cm.V K V f f ==1.85*84.73=156.75m ／s查参【2】P 160，转子磁轭的材料用整圆叠片。
2、定子内径i D 计算公式： τπpD i 2==3.784*18*2π=971.43 cm 参考【2】P 160公式3-43、定子铁芯长度t l 计算公式： ei f t n CD S l 2= cm 参考【2】P 160公式3-5式中：冷却方式为空冷取表见参考系数定子内径额定转速发电机额定容量,107,53]2[,:);(:);(:);(:6160-⨯=-C P C cm D rpm n KVA S i e f.7166*3.4971*10728276926-⨯=t l =256.79 cmt l ／τ=256.79／84.73=3.03＞3 ，通风较困难。
自制普通钢材钢板吊钩(A、B型)外形尺寸及受力计算
自制普通钢材钢板吊钩（A、B型）外形尺寸及受力计算编制：徐勇德审核：日期：2011年9月19日1A型自制普通钢材钢板吊钩外形尺寸及允许负载计算：外形尺寸附图：A型允许负载计算：G屈服点为235N/mm²(24Kgf/ mm²)的钢材塑性材料的安全系数n，在机械设计中一般取n=1.5～2.5。
我们在这里取中间值n=2。
C—不均匀受力系数取1.5～2.0，我们在这里取C=2。
安装系数：S=5。
抗拉强度：P=24Kgf×(120×20×+120×10)=86400Kgf。
吊钩的允许荷载:实际吊装允许负载=G÷S=21600÷5≈4300Kg。
得：实际吊装允许负载为4300Kg。
23B型自制普通钢材钢板吊钩外形尺寸及允许负载计算：外形尺寸附图：B型允许负载计算：G屈服点为235N/mm²(24Kgf/ mm²)的钢材塑性材料的安全系数n，在机械设计中一般取n=1.5～2.5。
我们在这里取中间值n=2。
C—不均匀受力系数取1.5～2.0，我们在这里取C=2。
安装系数：S=5。
横截面面积：A=(40×20)×2=1600mm²吊钩的允许荷载 :。
得：吊钩的允许荷载为3840Kg/f。
焊缝抗拉强度及允许拉力计算：焊缝：120×5+120×5+150×5+150×5=2700mm²屈服点为235N/mm²(24Kgf/ mm²)的钢材焊缝抗拉强度：P=24Kgf×2700mm²=64800Kg。
吊钩的允许荷载 : 。
得：实际吊装允许负载为3240Kg。
4。
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x 5 f2 5 102 0.5 1000 1000
（九）选取物镜和目镜的结构
由于物镜的相对孔径D/f′=36/240=1/6.67， 焦距f′=240mm，选用双胶合物镜即可。 由于目镜的视场只有38º30′，有没有其 它特殊要求，则选用开涅尔目镜或对称目 镜均可。
▪ 二、带有棱镜转像系统的望远镜
f1 D f 3 D3
而前面已设转像系统通光口径与物镜的像 面相等而D3 D2 2 f1t D
f1
2tg
D
f1 2
▪ 再由给定的渐晕条件，即 K 1 ，以及
转像系统的放大率 1 ，可3 从图中
得到
d
1 K D3
uz3
1 K D3
D2 / 2 f3
41 K tg
▪ 三、具有透镜转像系统的望远镜
▪ 一个具有双镜组转像系统的望远镜的外 形尺寸（均以mm为单位）。已知：望远 镜 的 放 大 率 Γ=6 ， 视 场 角 2ω=8º， 镜 管 长度L要求为1000mm，出瞳直径Dˊ=4mm， 轴外光束可有2/3的渐晕，即K=1/3，转 像透镜的通光口径与物镜的像面直径相 等。
▪ 例二：双筒望远镜的外形尺寸：望远镜的
放大率为 8， 视场角 2 60 ，出瞳直 径 D 4mm，物镜的相对孔径为1：4，使
用普罗Ⅰ型转像棱镜。 ▪ 计算步骤如下： ▪ （一）求物镜的口径
D1 D1 8 4 32mm
（二）求目镜的视场角
tg tg 8 tg30 8 0.0524 0.419
▪ 光学系统的外形尺寸计算
▪ 根据使用要求确定光学系统整体结构尺 寸的设计过程称为光学系统的外形尺寸 计算。
▪ 光学系统的外形尺寸计算要确定的结构 内容包括系统的组成、各光组元的焦距、 各光组元的相对位置和横向尺寸。
▪ 外形尺寸计算基本要求：
▪ 第一，系统的孔径、视场、分辨率、出 瞳直径和位置；
▪ 第二，几何尺寸，即光学系统的轴向和 径向尺寸，整体结构的布局；
22045,2 45030
▪ （三）求物镜的焦距
D1 1
f1
4
f1 4D1 432 128(mm)
▪ （四）求目镜的焦距
f 2
f1 128 8
16mm
▪ （五）视场光阑的直径
D3 2 f1tg 2128 tg30 256 0.0524 13.414 （六）计算普罗Ⅰ型棱镜的几何尺寸
▪ 如果不要求棱镜限制光束，则棱镜的通 光口径应为:
Dp D3 2atg 2dtg 其中tg D1 D3
2 f1 d 2Dp
n
▪ 图中Fˊ点为物镜的焦点，为了使目镜与 棱镜Ⅰ不相碰，需留有空隙a=4mm，并设 两棱镜的间隔b为2mm。棱镜的展开厚度 dⅠ和dⅡ与其通光口径DpⅠ和DpⅡ的关系为：
1 1 1
lz3
lz3
f 3
▪
将
l z3
d 2
153.77,
f 3
代入，则
230.54
lz3 461.77
转像系统的入瞳到场镜的距离为
dⅠ 2D pⅠ
dⅡ 2D pⅡ
则等效空气板厚度为
dⅠ
dⅠ n
2D pⅠ n
dⅡ
dⅡ n
2D pⅡ n
▪ 根据图b可得距离aⅠ和aⅡ
aⅡ a DpⅠ 2
aⅠ
aⅡ
2
D pⅡ n
2
a
D pⅠ
2
D pⅡ n
4
将aⅠ、aⅡ分别代入Dp中得到DpⅠ和DpⅡ的
表达式：
D pⅠ
D3
2 a DpⅠ
▪ 第三，成像质量、视场、孔径的权重。
例一：只包括物镜和目镜的望远系统
▪ 计算一个镜筒长L=f1′+f2′=250mm，放大 率Γ= -24，视场角2ω=1º40′的刻普勒望 远镜的外形尺寸。
▪ （一） 求物镜和目镜的焦距
L
f1 f1
f 2
f 2
250 24
f1 f 2
240mm 10mm
D
f12
4(2 K )tg
D
f1
1
1
f1
L
0
该式有两个解，应取f1ˊ＞0且f1ˊ＜L的 解。
▪ 把有关的数值代入，求得f1ˊ=198.94， 又因D=ΓDˊ=24mm,则可求得
f3
f 4
2t g 4 0 24
198.94 2
230.54
41 1 tg40 d 3 198.942 307.54
24
f 5
198.94 6
33.16
▪ 镜筒长度为
L 198.94 230.54 307.54 230.54 33.16 1000.71
与给定的筒长为1米的条件相符,满足要求。
（二）确定场镜的焦距
为了使光阑在系统中互相衔接，场镜应该 使物镜的出瞳与转像系统的入瞳重合。而 转像系统的光阑位于L3 、L4的中间，其入 瞳可由高斯公式求出
（五）求目镜的视场角2ω′
tg tg 24 0.01455 0.3492
19015,2 38030
（六）求出瞳距lz′
l z
f 2
f 2 f 2 f1
10 10 10 240
10.42
▪ （七）求目镜的口径D2
D2 D1 2lztg 1.5 210.42 0.3492 8.78
▪ （二）求物镜的通光孔径
▪ 物镜的口径取决于分辨率的要求，若使 物镜的分辨率与放大率相适应，可根据 望远镜的口径与放大率关系式 Γ≥D1/2.3求出D1,只是为了减轻眼睛的 负担,才取物镜的口径D1=1.5Γ=36mm
▪ （三）求出瞳直径
D1
D1
1.5
▪ （四）视场光阑的直径D3
D3 2 f1tg 2 240 0.01455 6.98
2 D pⅡ n
4tg
4 DpⅠ n
tg
DpⅡ
D3
2
a
D pⅠ
2
tg
4
D pⅡ n
tg
▪ 其中
tg D1 D3 32 13.4144 0.0726
2 f1
2 128
n 1.5163
求得
DpⅠ 28.678
DpⅡ 22.857
棱镜Ⅰ的斜边长度为57.356mm，棱镜Ⅱ 的斜边长度为45.714mm。
▪ 设lz=-100mm。
▪ 根据图中给定的几何成像关系确定物镜 的焦距f1ˊ
L f1 f3 d f4 f5
f1 f 5
转像系统为 1 的双镜组系统，考虑到转 像系统的成像质量以及场镜和分划板通光
口径的匀称性，宜将转像系统做成对称的
结构，即
f3 f4
▪ 因为透镜组L1、L2和 L3又组成了一个望 远系统，所以有