東風(fēng)擺臂式垃圾車設(shè)計(jì)【雙擺臂式】【4噸】,雙擺臂式,4噸,東風(fēng)擺臂式垃圾車設(shè)計(jì)【雙擺臂式】【4噸】,東風(fēng),擺臂式,垃圾車,設(shè)計(jì)
SY-025-BY-5
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
填表日期
2011年4月20日
迄今已進(jìn)行 8 周剩余 8 周
學(xué)生姓名
劉強(qiáng)
系部
汽車與交通工程
學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程07-10班
指導(dǎo)教師姓名
楊兆
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
否
題目名稱
東風(fēng)擺臂式垃圾車設(shè)計(jì)
學(xué)
生
填
寫
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度
已完成主要內(nèi)容
待完成主要內(nèi)容
存在問題及努力方向
學(xué)生簽字：
指導(dǎo)教師
意 見
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
教研室
意 見
教研室主任簽字： 年 月 日
SY-025-BY-2
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
學(xué)生姓名
劉強(qiáng)
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程07-10班
指導(dǎo)教師姓名
楊兆
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
東風(fēng)擺臂式垃圾車設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)目的、意義
本課題的選擇充分考慮了研究課題對(duì)汽車車輛工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)和工作的指導(dǎo)作用，對(duì)本課題的研究能夠使學(xué)生了解專用汽車改裝設(shè)計(jì)方法，通過本課題的研究學(xué)生可以完成理論課程的實(shí)踐總結(jié)，獲得一定的工程設(shè)計(jì)工作方法。
二、設(shè)計(jì)內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法）
主要內(nèi)容：改裝設(shè)計(jì)一種垃圾車。滿足專用汽車相關(guān)設(shè)計(jì)要求。
要求正確進(jìn)行二類底盤的選擇、主要參數(shù)數(shù)據(jù)齊備、進(jìn)行二類底盤選型分析、產(chǎn)生具有實(shí)踐意義的選型總結(jié)；
要求進(jìn)行車輛的總體布置，用總布置草圖表達(dá)主要底盤部件的改動(dòng)和重要工作裝置的布置；
要求進(jìn)行舉升機(jī)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)，在正確計(jì)算的基礎(chǔ)上，完成部部件設(shè)計(jì)選型，要求工藝合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高；
要求進(jìn)行裝卸裝置設(shè)計(jì)計(jì)算選型；
完成總裝配圖，清楚表達(dá)設(shè)計(jì)。
要求完成整車性能分析計(jì)算，以評(píng)價(jià)和分析整車設(shè)計(jì)情況。針對(duì)性能分析結(jié)構(gòu)如有必要進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)。
三、設(shè)計(jì)完成后應(yīng)提交的成果
全部圖紙均要求計(jì)算機(jī)繪圖；合計(jì)圖量A0 3張左右；
提交設(shè)計(jì)說明書1份，字?jǐn)?shù)大于1.5萬字；符合規(guī)范要求。
四、設(shè)計(jì)進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、資料收集、完成開題報(bào)告 第1、2周（2月28日～3月13日）
(2) 根據(jù)給出的相關(guān)尺寸參數(shù)進(jìn)行相關(guān)部件的參數(shù)計(jì)算，并進(jìn)行驗(yàn)證 第 3、4、5周（3月14 日～4月3日）
(3) 繪制裝配圖并進(jìn)行驗(yàn)證 第6、7、8周（4月4日～4月24日）
（4）繪制零件圖 第9、10、11周（4月25日～5月15日）
（5）設(shè)計(jì)1.5萬字說明書一份，零件圖一套（包括PRO/E零件圖）第12、13、14周（5月16日～6月5日）
（6）畢業(yè)設(shè)計(jì)審核、修改 第15、16周（6月6日～6月19日）
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周（6月20日～6月26日）
五、主要參考資料
（1） 期刊類：道路與公路類，筑路機(jī)械或工程機(jī)械類，交通工程類，有關(guān)大學(xué)學(xué)報(bào)等（五年內(nèi)）。
（2）科技圖書和教材：機(jī)械設(shè)計(jì)類、制圖類、及相關(guān)專業(yè)書；
（3）設(shè)計(jì)手冊(cè)：機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)等；
（4） 網(wǎng)絡(luò)資源：檢索關(guān)鍵詞：舉升汽車，專用汽車改裝設(shè)計(jì)等；
其它：相關(guān)產(chǎn)品廣告，參觀有關(guān)產(chǎn)品展覽會(huì)。
六、備注
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
教研室主任簽字：
年 月 日
本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)
東風(fēng)擺臂式垃圾車設(shè)計(jì)
院系名稱： 汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)班級(jí)： 車輛工程 BW07-10
學(xué)生姓名： 劉強(qiáng)
指導(dǎo)教師： 楊兆
職 稱： 講師
黑 龍 江 工 程 學(xué) 院
二○一一年六月
The Graduation Design for Bachelor's Degree
Design of the Dongfeng Waving Arm
Garbage Truck
Candidate：Liu Qiang
Specialty：Vehicle Engineering
Class：BW07-10
Supervisor：Lecturer. Yang Zhao
Heilongjiang Institute of Technology
2011-06·Harbin
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
設(shè)計(jì)（論文）題目: 東風(fēng)擺臂式垃圾車設(shè)計(jì)
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級(jí): 車輛工程07-10班
學(xué) 生 姓 名: 劉 強(qiáng)
導(dǎo) 師 姓 名: 楊 兆
開 題 時(shí) 間: 2011年03月14日
指導(dǎo)委員會(huì)審查意見：
簽字： 年 月 日
開題報(bào)告撰寫要求
一、“開題報(bào)告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義；
2. 文獻(xiàn)綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）；
3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題；
4. 技術(shù)路線或研究方法；
5. 進(jìn)度安排；
6. 主要參考文獻(xiàn)。
二、“開題報(bào)告”撰寫規(guī)范
請(qǐng)參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
學(xué)生姓名
劉強(qiáng)
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程07-10班
指導(dǎo)教師姓名
楊兆
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
東風(fēng)擺臂式垃圾車設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
目前我國(guó)的專用車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。近20年來，專用汽車行業(yè)伴隨我國(guó)汽車工業(yè)得到了飛速的發(fā)展，成為我國(guó)汽車工業(yè)的一個(gè)重要組成部分。六七十年代期間，我國(guó)的專用汽車企業(yè)大多規(guī)模小，工藝設(shè)備差，人員技術(shù)素質(zhì)低，生產(chǎn)方式落后，缺乏開發(fā)設(shè)計(jì)能力，一般是根據(jù)下達(dá)任務(wù)的上級(jí)部門提供的原蘇聯(lián)樣車進(jìn)行仿制。那時(shí)供改裝車選用的底盤很少，由于多數(shù)企業(yè)采用作坊式生產(chǎn)，工藝落后，專用汽車的產(chǎn)品技術(shù)水平也比較低。到70年代末，全國(guó)專用汽車生產(chǎn)企業(yè)僅200余家，年生產(chǎn)能力約2.5萬輛，個(gè)類專業(yè)品種只有100種左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展需要。
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)專用汽車的需求日益增加，專用汽車的市場(chǎng)日漸擴(kuò)大。由于專用汽車的專用功能對(duì)各行業(yè)的發(fā)展有著明顯的促進(jìn)作用，其附加價(jià)值又相對(duì)高，這就促使更多的其他行業(yè)的企業(yè)加入到專用汽車行業(yè)中來。2005年，我國(guó)專用汽車當(dāng)年的保有量達(dá)到275萬輛，當(dāng)年的需求量為34萬輛；2011年，我國(guó)專用汽車當(dāng)年的保有量達(dá)到428萬輛，當(dāng)年的需求量為54萬輛。據(jù)有關(guān)部門的資料，我國(guó)專用汽車保有量的飽和值約為2000萬輛，需求量的飽和值為200萬輛。
到2020年前中國(guó)商用車市場(chǎng)將保持年均9%左右的增長(zhǎng)速度，從而為專用汽車的發(fā)展提供良好的發(fā)展空間。龐大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目將給工程類專用汽車帶來極大的需求空間和市場(chǎng)增量，高等級(jí)公路建設(shè)總量依然巨大，帶動(dòng)修建公路的工程車輛、維護(hù)公路的特種作業(yè)車輛、公路運(yùn)營(yíng)車輛的快速發(fā)展。同時(shí)，我國(guó)能源消耗總量巨大，能源物資的運(yùn)輸也會(huì)擴(kuò)大專用車總需求量。
由于我國(guó)專用汽車起步較晚、管理不力、生產(chǎn)規(guī)模小、技術(shù)力量弱，尤其高新技術(shù)的應(yīng)用上還不普及，與國(guó)外先進(jìn)水平比較，仍有較大差距。就總體而言，我國(guó)專用汽車仍處于中低檔水平。要推動(dòng)我國(guó)專用汽車進(jìn)一步發(fā)展，高新技術(shù)化是必由之路。
但是我國(guó)的專用汽車高新技術(shù)化也存在著諸多的問題：
（1）專用汽車底盤的專用化程度不高
目前我國(guó)專用汽車除了自卸車、半掛牽引車、混凝土攪拌運(yùn)輸車等專用底盤有所供應(yīng)外，多數(shù)專用汽車企業(yè)只能用普通載貨汽車的二類底盤進(jìn)行改裝。二類載貨汽車底盤不僅配置低，可靠性、安全性、耐久性和舒適性達(dá)不到要求，而且專用化程度不高，極大影響了專用汽車技術(shù)水平的提高。
（2）專用裝置的技術(shù)含量偏低
專用汽車的專用裝置具有多樣性、復(fù)雜性和專用性的特點(diǎn)，因此隨著高新技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)對(duì)新產(chǎn)品開發(fā)力度的加強(qiáng)，對(duì)專用裝置技術(shù)含量提出了越來越高的要求。
（3）運(yùn)輸用專用汽車的技術(shù)水平停滯不前
運(yùn)輸用專用汽車是目前我國(guó)多數(shù)專用汽車廠家的主導(dǎo)產(chǎn)品，鑒于需求量大、技術(shù)要求低、容易生產(chǎn)，多數(shù)企業(yè)安于現(xiàn)狀，產(chǎn)品幾十年不變，技術(shù)水平處于停滯不前的狀態(tài)，更談不上高新技術(shù)的運(yùn)用。
（4）專用汽車高新技術(shù)化步伐不快
作業(yè)用專用汽車為滿足特殊作業(yè)的要求，一般具有較高的技術(shù)含量。但是，與國(guó)外先進(jìn)水平相比在功能的可靠性、安全性、多樣性以及操作的簡(jiǎn)便性等方面均存在著較大的差距，這其中的主用因素在于高新技術(shù)的運(yùn)用還很不普遍。國(guó)產(chǎn)作業(yè)用專用汽車功能單一，使用效率很低時(shí)普遍存在的問題。
作業(yè)用專用汽車為滿足特殊作業(yè)的要求，一般具有較高的技術(shù)含量。但是，與國(guó)外先進(jìn)水平相比在功能上可靠性、安全性、多樣性以及操作的簡(jiǎn)便性等方面均存在著較大的差距，這其中的主要因素在于高新技術(shù)的運(yùn)用還很不普遍。中國(guó)的專用車市場(chǎng)處于性能提升階段，產(chǎn)品以中端市場(chǎng)需求為主，隨著城市經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高性能、高品質(zhì)的高端產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，而隨著中國(guó)新農(nóng)村的城鎮(zhèn)化建設(shè)，滿足基本功能、價(jià)格相對(duì)便宜的低端產(chǎn)品需求也將進(jìn)一步擴(kuò)大。國(guó)產(chǎn)作業(yè)用專用汽車的功能單一，使用效率很低是普遍存在的問題。在這一問題上，我國(guó)的專用車生產(chǎn)企業(yè)要予以重視。
目前我國(guó)有多個(gè)企業(yè)生產(chǎn)垃圾車。這些廠家生產(chǎn)的垃圾車產(chǎn)品，種類較多，按功能特點(diǎn)大致可分為自卸式垃圾車、壓縮式垃圾車、擺臂式垃圾車等。其中，擺臂式垃圾車是裝備有可回轉(zhuǎn)的起重?cái)[臂，車斗或集裝垃圾箱懸吊在起重臂上，隨起重?cái)[臂回轉(zhuǎn)、起落，實(shí)現(xiàn)垃圾自裝自卸的專用自卸汽車。
國(guó)外垃圾車發(fā)展較早較成熟，為了縮短作業(yè)時(shí)間，提高作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)了專項(xiàng)作業(yè)的機(jī)械化和單位化。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)城市環(huán)境衛(wèi)生及垃圾運(yùn)輸設(shè)備的要求日益提高。垃圾車作為一種專用車作業(yè)效率明顯提高，因而具有廣闊的市場(chǎng)前景。近些年來，國(guó)家出臺(tái)了許多有關(guān)垃圾收集與處理的政策、法規(guī)和文件，促進(jìn)了各種垃圾車的增長(zhǎng)。
我國(guó)的專用汽車領(lǐng)域要想得到飛速的發(fā)展，就需要正視我們存在的問題并且要不斷的借鑒國(guó)外的技術(shù)，發(fā)展具有我們自己特點(diǎn)的專用汽車。
2、 選題目的和意義
現(xiàn)如今經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市人口快速增長(zhǎng)，導(dǎo)致了城市垃圾量也跟著急劇上升，隨之而來的是固體生活垃圾的處理越來越受到人們的重視。城市固體生活垃圾的處理大體有3種形式：分類回收、焚燒和填埋。而不論采用哪種處理方式，其最終的處理場(chǎng)所均需遠(yuǎn)離城市居民區(qū)。而垃圾城市到處理場(chǎng)所的運(yùn)輸就需要快捷、方便的交通運(yùn)輸工具，垃圾車就擔(dān)當(dāng)了每天上千噸（中等城市）的固體生活垃圾的運(yùn)輸?shù)闹厝巍[臂式垃圾汽車以其顯著的特點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用于城市垃圾的運(yùn)輸，并且方便。所以為了更好的滿足城市固體垃圾運(yùn)輸?shù)男枨螅瑪[臂式垃圾汽車的改裝技術(shù)需要快速的發(fā)展，這就需要我們一代代汽車人的不斷努力來實(shí)現(xiàn)。
擺臂式垃圾車結(jié)合國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)技術(shù)，充分運(yùn)用液壓技術(shù)，使整車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，性能優(yōu)良，操作靈活簡(jiǎn)便。具有整車造型美觀、外形美觀、駕駛便捷、結(jié)構(gòu)緊湊合理。主要配套件全部采用國(guó)內(nèi)外通用標(biāo)準(zhǔn)件，維修方便。車廂容積大，強(qiáng)度高技術(shù)成熟的液壓舉升機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)垃圾輕松裝卸。
本課題的選擇充分考慮了研究課題對(duì)汽車車輛工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)和工作的指導(dǎo)作用，對(duì)本課題的研究能夠使學(xué)生了解專用汽車改裝設(shè)計(jì)方法，通過本課題的研究學(xué)生可以完成理論課程的實(shí)踐總結(jié)，獲得一定的工程設(shè)計(jì)工作方法。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1、主要內(nèi)容：
改裝設(shè)計(jì)一種垃圾車。滿足專用汽車相關(guān)設(shè)計(jì)要求。
要求正確進(jìn)行二類底盤的選擇、主要參數(shù)數(shù)據(jù)齊備、進(jìn)行二類底盤選型分析、產(chǎn)生具有實(shí)踐意義的選型總結(jié)；
要求進(jìn)行車輛的總體布置，用總布置草圖表達(dá)主要底盤部件的改動(dòng)和重要工作裝置的布置；
要求進(jìn)行垃圾車擺臂機(jī)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)；
要求進(jìn)行裝卸裝置設(shè)計(jì)計(jì)算選型；
完成總裝配圖，清楚表達(dá)設(shè)計(jì)。
要求完成整車性能分析計(jì)算，以評(píng)價(jià)和分析整車設(shè)計(jì)情況。針對(duì)性能分析結(jié)構(gòu)如有必要進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)。
2、擬解決的主要問題與采取的預(yù)計(jì)辦法
（1）擺臂式垃圾車的總體設(shè)計(jì)
（2）擺臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
（3）液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
方法：按照專用汽車的設(shè)計(jì)步驟，首先進(jìn)行二類底盤的選擇然后進(jìn)行車架的設(shè)計(jì)，要正確選定整車參數(shù)，合理布置工作裝置和附件，使取力器、專用工作裝置、其它附件與所選定的汽車底盤構(gòu)成相互協(xié)調(diào)和匹配的整體，達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書所提出的整車基本性能和專用性能的要求。
三、技術(shù)路線（研究方法）
確定總體方案
東風(fēng)擺臂式垃圾車數(shù)據(jù)采集、分析、處理
確定總體設(shè)計(jì)方案
完成開題報(bào)告
擺臂式垃圾車底盤的選擇
車架的設(shè)計(jì)
擺臂的設(shè)計(jì)
總布置方案分析與選擇
液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
取力器的選擇
整車性能計(jì)算分析
四、設(shè)計(jì)進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、資料收集、完成開題報(bào)告 第1、2周（2月28日～3月13日）
(2) 根據(jù)給出的相關(guān)尺寸參數(shù)進(jìn)行相關(guān)部件的參數(shù)計(jì)算，并進(jìn)行驗(yàn)證 第 3、4、5周（3月14日～ 4月3日）
(3) 繪制裝配圖并進(jìn)行驗(yàn)證 第6、7、8周（4月 4日～4 月24 日）
（4）繪制零件圖 第9、10、11周（4月25日～5月15日）
（5）設(shè)計(jì)1.5萬字說明書一份，零件圖一套第12、13、14周（5月16日～6月5日）
（6）畢業(yè)設(shè)計(jì)審核、修改 第15、16周（6月6日～6月19日）
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周（6月20日～6月26日）
五、參考文獻(xiàn)
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[3]劉哲義.何明輝.專用汽車構(gòu)造[M].武漢武漢工業(yè)大學(xué)出版社,1994.
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六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
摘 要
垃圾車在現(xiàn)代生活中起到的作用越來越大，越來越被人們的重視?，F(xiàn)代的垃圾車設(shè)計(jì)在專用車設(shè)計(jì)中的占有的地位也越來越高。目前，垃圾車設(shè)計(jì)普遍存在著價(jià)位過高，與當(dāng)前垃圾車的實(shí)際接受能力存有一定的距離，致使高消費(fèi)的垃圾專用車的消費(fèi)量較小。本設(shè)計(jì)從市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)需求角度出發(fā)，看重實(shí)際，把設(shè)計(jì)功能較完善合理，充分滿足功能要求作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。在設(shè)計(jì)中,積極使用新型材料、降低成本價(jià)格,以期生產(chǎn)出占有市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),功能全，價(jià)格低，市場(chǎng)需求量較多的實(shí)用型擺臂垃圾車。
本設(shè)計(jì)中的主要工作及過程如下：首先進(jìn)行了專用車輛的發(fā)展現(xiàn)狀的簡(jiǎn)要的概述，
接下來就是方案的分析與選擇，其中包括底盤、副車架以及托架的選擇設(shè)計(jì)，總布置方案的分析和確定。然后進(jìn)入了專用裝置的設(shè)計(jì)，有液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、取力器的選用以及擺臂的設(shè)計(jì)等，最后是對(duì)各種裝置的校核和汽車總性能的計(jì)算。
關(guān)鍵詞：專用汽車；擺臂式垃圾車；液壓系統(tǒng)；擺臂
ABSTRACT
Garbage truck the role which plays in the modern life is getting bigger and bigger, more and more by people's value. The modern garbage truck design the status which holds in the private car design is also getting higher and higher. At present, garbage truck design universal existence changes to the high consumption, has certainly certainly with the current actual garbage truck market demand is uncoordinated, the cause high consumption's trash private car's consumption quantity is small. Regards the reality, from market realistic demand angle embarking, is perfect the design function reasonably, in satisfies the function request in the foundation, uses the new material, to truncate the low price, to hold the market superiority positively to take the design idea and the starting point, produces the function entire, the cost is low, the market demand many practical suspends the arm garbage truck.
The main contact of the design as follows: first, it introduces the special-purpose automobile's development; secondly, it introduces the analysis and choose of the project; the project includes the design of the chassis, the assistant frame, the bracket and ensuring the total project. Thirdly, it introduces the design of special equipment, including the design of hydraulic pressure, the choose of the implement and the design of the waving arm of rubbish truck. Finally, it checks all the kinds of equipment and calulates the capability of the special-purpose automobile.
Key words：Special-Purpose Automobile; The Waving Arm Of Garbage Truck; Hydraulic System; Suspending Arm
目 錄
摘要 Ι
Abstract Ⅱ
第1章 緒論 1
1.1 專用汽車的發(fā)展 1
1.2 專用汽車概念和分類 3
1.3 專用汽車設(shè)計(jì)要求 3
1.4 擺臂式垃圾汽車的設(shè)計(jì)內(nèi)容 5
第2章 東風(fēng)擺臂式垃圾汽車底盤的選取 6
2.1底盤的選取 6
2.1.1汽車底盤選型要求 6
2.1.2底盤選型 6
2.1.3底盤的選取 7
2.2選用的底盤主車架的尺寸 8
2.3擺臂垃圾車質(zhì)量參數(shù)的估算 8
2.4本章小結(jié) 8
第3章 擺臂式垃圾車車廂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10
3.1 車廂設(shè)計(jì) 10
3.2 車廂車斗的外形設(shè)計(jì) 11
3.2.1廂斗形狀的確定 11
3.2.2廂斗的尺寸設(shè)計(jì) 12
3.2.3廂斗選材 12
3.3 擺臂式垃圾車舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 13
3.3.1擺臂液壓缸的選用 13
3.3.2擺臂的設(shè)計(jì) 14
3.3.3擺臂的受力分析 15
3.3.4擺臂的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 18
3.4支腿的設(shè)計(jì) 21
3.5總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22
3.6本章小結(jié) 23
第4章 擺臂式垃圾車副車架設(shè)計(jì) 24
4.1副車架截面形狀及尺寸 24
4.1.1副車架前端形狀及安裝位置 24
4.1.2縱梁與橫梁的鏈接設(shè)計(jì) 25
4.1.3副車架與主車架的連接設(shè)計(jì) 26
4.1.4副車架的形狀 27
4.2副車架主要尺寸及參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 27
4.2.1副車架主要尺寸設(shè)計(jì) 27
4.2.2副車架強(qiáng)度剛度彎曲適應(yīng)性校核 28
4.3本章小結(jié) 34
第5章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 35
5.1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算 35
5.1.1 擺臂舉升液壓缸選型與設(shè)計(jì) 35
5.1.2 擺臂舉升油泵的選型計(jì)算 36
5.1.3 支腿油缸選型計(jì)算 37
5.1.4 油箱容積與油管內(nèi)徑計(jì)算 38
5.1.5 方向控制閥的選型 39
5.2操縱方式的選型 39
5.3液壓系統(tǒng)原理 40
5.4取力器的選擇 41
5.5本章小結(jié) 42
第6章 東風(fēng)擺臂式垃圾汽車主要性能計(jì)算 43
6.1動(dòng)力性計(jì)算 43
6.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)外特性 43
6.1.2 汽車行駛方程式 43
6.1.3 動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算 46
6.1.4 擺臂式垃圾車整車動(dòng)力性計(jì)算 48
6.2燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算 51
6.3汽車穩(wěn)定性計(jì)算 52
6.4本章小結(jié) 53
結(jié)論 55
參考文獻(xiàn) 56
致謝 57
附錄 58
V
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
第1章 緒 論
1.1專用汽車的發(fā)展
目前我國(guó)的專用汽車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。近10年來，專用汽車行業(yè)伴隨我國(guó)汽車工業(yè)得到了飛速的發(fā)展，成為我國(guó)汽車工業(yè)的一個(gè)重要組成部分。六七十年代期間，我國(guó)的專用汽車企業(yè)大多規(guī)模小，工藝設(shè)備差，人員技術(shù)素質(zhì)低，產(chǎn)生方式落后，缺乏開發(fā)設(shè)計(jì)的能力，一般是根據(jù)下達(dá)任務(wù)的上級(jí)部門提供的原蘇聯(lián)的樣車進(jìn)行仿制。那時(shí)供改裝車選用的底盤非常少，由于多數(shù)企業(yè)采用作坊式生產(chǎn)，工藝落后，專用汽車的產(chǎn)品技術(shù)水平比較低。到80年代末，全國(guó)專用汽車生產(chǎn)業(yè)僅200余家，年生產(chǎn)能力約2.5萬輛，各類專用汽車產(chǎn)品只有100種左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展需要。
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)專用汽車的需求日益增加，專用汽車的市場(chǎng)日漸擴(kuò)大。由于專用汽車的專用功能對(duì)各行業(yè)的發(fā)展有著明顯的促進(jìn)作用，其附加價(jià)值又相對(duì)較高，這就促使更多的其他行業(yè)加入到專用汽車行業(yè)中來。2005年，我國(guó)專用汽車當(dāng)年的保有量達(dá)275萬輛，當(dāng)年的需求量為34萬輛；2010年，我國(guó)專用汽車當(dāng)年的保有量達(dá)到425萬輛，當(dāng)年的需求量為52萬輛。據(jù)有關(guān)部門的資料，我國(guó)專用汽車保有量得飽和值約為2000萬輛，需求量的飽和值約為200萬輛[5]。
由于我國(guó)專用汽車起步晚、管理不力、生產(chǎn)規(guī)模小、技術(shù)力量弱，尤其高新技術(shù)的應(yīng)用上還不普及，與國(guó)外先進(jìn)水平相比，仍有較大差距。就總體而言，我國(guó)專用汽車仍處于中低檔水平。要推動(dòng)我國(guó)專用汽車進(jìn)一步發(fā)展，高新技術(shù)化是必由之路。但是我國(guó)的專用汽車高新技術(shù)化也存在著許多諸多的問題：
1.專用汽車底盤的專用化程度不高
目前我國(guó)專用汽車，除了自卸車、半掛牽引車、混凝土攪拌運(yùn)輸車等專用底盤有所供應(yīng)外，多數(shù)專用汽車企業(yè)只能選用普通載貨汽車的二類底盤進(jìn)行改裝。二類載貨汽車底盤不僅配置低檔，可靠性、安全性、耐久性和舒適性都達(dá)不到要求，而且專用化程度不高，極大地影響了專用汽車技術(shù)水平的提高。
2.專用裝置的技術(shù)含量偏低
專用汽車的專用裝置具有多樣性、復(fù)雜性和專用性的特點(diǎn)，因此隨著高新技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)對(duì)新產(chǎn)品開發(fā)力度的加強(qiáng)，對(duì)專用裝置技術(shù)含量提出了越來越高的要求。
3.運(yùn)輸用專用汽車的技術(shù)水平停滯不前
運(yùn)輸用專用汽車是目前我國(guó)多數(shù)專用汽車廠家的主導(dǎo)產(chǎn)品，鑒于需求量大、技術(shù)要求低、容易生產(chǎn)，多數(shù)企業(yè)安于現(xiàn)狀，產(chǎn)品幾十年不變，技術(shù)水平處于停滯不前的狀態(tài)，更談不上高新技術(shù)的運(yùn)用。
4.專用汽車高新技術(shù)化步伐不快
作業(yè)用專用汽車為滿足特殊作業(yè)的要求，一般具有較高的技術(shù)含量。但是，與國(guó)外先進(jìn)水平相比在功能的可靠性、安全性、多樣性以及操作的簡(jiǎn)便性等方面均存在著較大的差距，這其中的主用因素在于高新技術(shù)的運(yùn)用還很不普遍。國(guó)產(chǎn)作業(yè)用專用汽車功能單一，使用效率很低時(shí)普遍存在的問題。
作業(yè)用專用汽車為滿足特殊作業(yè)的要求，一般具有較高的技術(shù)含量。但是，與國(guó)外先進(jìn)水平相比在功能上可靠性、安全性、多樣性以及操作的簡(jiǎn)便性等方面均存在著較大的差距，這其中的主要因素在于高新技術(shù)的運(yùn)用還很不普遍。中國(guó)的專用車市場(chǎng)處于性能提升階段，產(chǎn)品以中端市場(chǎng)需求為主，隨著城市經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高性能、高品質(zhì)的高端產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，而隨著中國(guó)新農(nóng)村的城鎮(zhèn)化建設(shè)，滿足基本功能、價(jià)格相對(duì)便宜的低端產(chǎn)品需求也將進(jìn)一步擴(kuò)大。國(guó)產(chǎn)作業(yè)用專用汽車的功能單一，使用效率很低是普遍存在的問題。在這一問題上，我國(guó)的專用車生產(chǎn)企業(yè)要予以重視。
我國(guó)的專用汽車領(lǐng)域要想得到飛速的發(fā)展，就需要正視我們存在的問題并且要不斷的借鑒國(guó)外的技術(shù)，發(fā)展具有我們自己特點(diǎn)的專用汽車。
擺臂自卸式汽車是工程機(jī)械中的一種車型，在我國(guó)的專用汽車領(lǐng)域里占有相當(dāng)大的比例，也是專用運(yùn)輸車輛中一個(gè)多品種車型。擺臂式垃圾車的載重范圍很大。隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，自卸車主要以后傾式自卸車，發(fā)展到兩側(cè)傾斜式和三面傾斜式等多品種系列化。目前國(guó)外使用較多的是車廂可卸式自卸車，由于該形式自卸車得車廂與底盤是分開的，可卸下車廂裝貨和卸貨，而汽車底盤再換裝其它車廂繼續(xù)運(yùn)輸，因此縮短了汽車裝卸的停歇時(shí)間，提高了運(yùn)輸效率。
擺臂式垃圾汽車是自卸汽車中的一種，以其顯著的特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。擺臂式垃圾汽車擺臂可以平移起落車斗，它同時(shí)具有車斗和垃圾自動(dòng)裝卸的功能，而且兩種功能由同一個(gè)車載工作裝置完成。由于它具備自動(dòng)裝卸車斗的功能，裝垃圾時(shí)一般均將車斗卸下降低裝垃圾的高度，裝滿垃圾后，則將車斗自動(dòng)裝車并運(yùn)輸。該車使用方便，運(yùn)輸效率高，擺臂式垃圾車又依其特有的機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于小噸位垃圾的運(yùn)輸?，F(xiàn)如今經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市人口快速增長(zhǎng)，導(dǎo)致了城市垃圾量也跟著急劇上升，隨之而來的是固體生活垃圾的處理越來越受到人們的重視。城市固體生活垃圾的處理大體有3種形式：分類回收、焚燒和填埋。而不論采用哪種處理方式，其最終的處理場(chǎng)所均需遠(yuǎn)離城市居民區(qū)。而垃圾城市到處理場(chǎng)所的運(yùn)輸就需要快捷、方便的交通運(yùn)輸工具，垃圾車就擔(dān)當(dāng)了每天上千噸（中等城市）的固體生活垃圾的運(yùn)輸?shù)闹厝?。擺臂式垃圾汽車以其顯著的特點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用于城市垃圾的運(yùn)輸，并且方便。所以為了更好的滿足城市固體垃圾運(yùn)輸?shù)男枨?，擺臂式垃圾汽車的改裝技術(shù)需要快速的發(fā)展，這就需要我們一代代汽車人的不斷努力來實(shí)現(xiàn)[21]。
1.2 專用汽車的概念和分類
專用車輛是為了實(shí)現(xiàn)各類專項(xiàng)作業(yè)的車輛。
我國(guó)對(duì)“專用汽車”定義為：裝置有專用設(shè)備，具有專用功能，用于承擔(dān)專門運(yùn)輸任務(wù)或?qū)ｍ?xiàng)作業(yè)的汽車和汽車列車。
我國(guó)的專用汽車分劃為：廂式汽車、罐式汽車、專用自卸汽車、起重舉升汽車、倉(cāng)柵汽車和特種結(jié)構(gòu)汽車等六大類。其中專用自卸汽車的定義為：裝有由本身發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓舉升機(jī)構(gòu)，能將車廂卸下或使車廂傾斜一定角度，垃圾依靠自重能自行卸下的專用汽車[3]。
1.3 專業(yè)汽車設(shè)計(jì)要求
專用汽車與普通汽車的區(qū)別主要是改裝了具有專用功能的上裝部分，能完成某些特殊的運(yùn)輸和作業(yè)功能。因此在設(shè)計(jì)上，除了要滿足基本型汽車的性能要求外，還要滿足專用功能的要求，這就形成了其自身特點(diǎn)，概括如下：
專用汽車設(shè)計(jì)多選用定型的基本型汽車底盤進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)，這首先就需要了解國(guó)內(nèi)外汽車產(chǎn)品，特別是貨車產(chǎn)品的生產(chǎn)情況、底盤規(guī)格、供貨渠道、銷售價(jià)格及相關(guān)資料等。然后根據(jù)所設(shè)計(jì)的專用汽車的功能和性能指標(biāo)要求，在功率匹配、動(dòng)力輸出、傳動(dòng)方式、外形尺寸、軸載質(zhì)量、購(gòu)置成本等方面進(jìn)行分析比較，優(yōu)選出一種基本型汽車底盤作為專用汽車改裝設(shè)計(jì)的底盤。能否選到一種好的汽車底盤，是能否設(shè)計(jì)出一種好的專用汽車的前提。
對(duì)于不能直接采用二類底盤或三類底盤進(jìn)行改裝的專用汽車，也應(yīng)盡量選用定型的汽車總成和部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，以縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期和提高產(chǎn)品的可靠性。
專用汽車設(shè)計(jì)的主要工作是總體布置和專用工作裝置匹配，設(shè)計(jì)時(shí)既要保證專用功能滿足其性能要求，也要考慮汽車底盤的基本性能不受到影響。在必要時(shí)，可適當(dāng)降低汽車底盤的某些性能指標(biāo)，以滿足實(shí)現(xiàn)某些專用工作裝置性能的要求。
專用汽車的生產(chǎn)特點(diǎn)是品種多、批量少，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮產(chǎn)品的系列化，以便根據(jù)不同用戶的需要而能很快的進(jìn)行產(chǎn)品變型。對(duì)專用汽車零部件的設(shè)計(jì)，應(yīng)按“三化”的要求進(jìn)行，最大限度地選用標(biāo)難件，或選用已經(jīng)定型產(chǎn)品的零部件，盡量減少自制件。
對(duì)專用汽車自制件的設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循單件或小批量的生產(chǎn)特點(diǎn)。
對(duì)專用汽車工作裝置中的某些核心部件和總成如各種水泵、油泵、氣泵、空壓機(jī)及各種閥等，要從專業(yè)生產(chǎn)廠家中優(yōu)選 因?qū)Ｓ闷噷ｍ?xiàng)作業(yè)性能的好壞，主要決定干這些部件的性能和可靠性。
在普通汽車底盤上改裝的專用汽車，底盤受載情況可能與原設(shè)計(jì)不同，因此要對(duì)一些重要的總成結(jié)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度校核。
專用汽車設(shè)計(jì)應(yīng)滿足有關(guān)機(jī)動(dòng)車輛公路交通安全法規(guī)的要求對(duì)于某些特殊車輛，如重型半掛車、油田修井車、機(jī)場(chǎng)寬體客車等，應(yīng)作為特定作業(yè)環(huán)境的特種車輛來處理。
某些專用汽車可能會(huì)在很惡劣的環(huán)境下工作，其使用條件復(fù)雜，要了解和掌握國(guó)家及行業(yè)相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，使專用汽車有良好的適應(yīng)性，工作可靠，是要設(shè)安全性裝置[20]。
然而，擺臂式垃圾車除了具有以上的特點(diǎn)外，還有自己獨(dú)特的要求，就擺臂式垃圾車而言，它的顯著特點(diǎn)就是對(duì)擺臂的要求高，不僅要加工工藝簡(jiǎn)單而且要符合強(qiáng)度的要求。
本設(shè)計(jì)中的擺臂式垃圾車是采用了雙擺臂式，而且車斗可更換。
1.4 擺臂式垃圾汽車的設(shè)計(jì)內(nèi)容
擺臂式垃圾車的整車設(shè)計(jì)，副車架的選取，舉升機(jī)構(gòu)力學(xué)分析，舉升裝置尺寸確定，車廂設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)主要性能參數(shù)計(jì)算和車廂時(shí)間的校核，整車性能分析，利用CAD軟件建立自卸車舉升機(jī)構(gòu)的裝配圖以及零部件圖。
第2章 擺臂式垃圾車底盤的選取
從目前垃圾車生產(chǎn)廠家的廣告及市場(chǎng)上銷售的擺臂垃圾車噸位來看，以二類底盤車改裝的，裝載質(zhì)量在4噸左右的車型為多。本設(shè)計(jì)的擺臂垃圾車的設(shè)計(jì)目標(biāo)噸位選為4噸，選取的底盤為東風(fēng)二類底盤。
2.1底盤的選取
2.1.1汽車底盤選型要求
汽車底盤一般應(yīng)滿足以下要求：
（1）適用性
專用汽車底盤應(yīng)適用于專用汽車的特殊使用功能要求,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝造型設(shè)計(jì)；
（2）可靠性
汽車底盤工作可靠,出現(xiàn)故障的幾率要小，零部件要有足夠的強(qiáng)度剛度和使用壽命，并且各總成零部件的使用壽命趨于一致；
（3）先進(jìn)性
所選汽車底盤,在動(dòng)力性,經(jīng)濟(jì)性，操作穩(wěn)定性，行駛穩(wěn)定性及通過性等基本性能指標(biāo)和功能方面達(dá)到同類車型的先進(jìn)水平，并且滿足國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；
（4）方便性
所選底盤要便于改裝，檢查保養(yǎng)及維修，結(jié)構(gòu)緊湊與調(diào)試裝配空間合理匹配[6]。
2.1.2底盤選型
我國(guó)目前生產(chǎn)的各類型專用車輛的基本模式，大多是為了滿足在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的某一服務(wù)區(qū)域的特定使用要求，主要在已經(jīng)定型的已有車型底盤基礎(chǔ)之上，再進(jìn)行車身及有特殊工作要求的裝置的再設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)已有的汽車底盤進(jìn)行必要的更改，以達(dá)到滿足工作需求的要求，具有合理的匹配,良好的性能。
專用車輛采用的底盤主要分為二類，三類和四類。二類底盤，是在整車的基礎(chǔ)之上去掉廂體；三類底盤，是從整車上去掉貨箱和駕駛室；四類底盤，是在三類底盤上再去掉車架總成后剩余的散件。
選取的底盤的好壞，直接影響到專用車的性能。在選取汽車底盤時(shí)，主要是根據(jù)專用車的用途，裝載質(zhì)量，使用條件，性能指標(biāo)，專用裝置或設(shè)備的外形尺寸及動(dòng)力匹配等進(jìn)行。目前，進(jìn)80%的專用車輛采用二類底盤進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)。
選取二類汽車底盤進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)工作是整車總體布置和有特殊工作需求的裝置的設(shè)計(jì)，對(duì)底盤僅做輔助的性能分析和必要的強(qiáng)度校核，確保改裝后的整車性能在基本上與底盤接近,達(dá)到合理的匹配。
2.1.3底盤的選取
根據(jù)以上，本設(shè)計(jì)所用底盤主要從東風(fēng)汽油與柴油擺臂垃圾車底盤中選用。以下表2.1將兩種底盤參數(shù)列出,進(jìn)行比較：
表2.1 東風(fēng)EQ1092FJ和EQ1092HJ底盤參數(shù)比較
底盤型號(hào)
EQ1092FJ
EQ1092HJ
額定載質(zhì)量(kg)
4000
4000
整備質(zhì)量(kg)
3550
5000
外形尺寸(mm)
6605*2364*2370
6910*2470*2475
發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)
EQ6100-1
YC6105QC
排量/功率(ml/kw)
5420/99
2800/105
鋼板彈片數(shù)(前/后)
8/11+8
9/11+8
軸距(mm)
3950
3950
前輪距/后輪距(mm)
1810/1800
1810/1800
接近角/離去角(度)
34/19
34/19
前懸/后懸(mm)
1065/1590
1065/1895
燃油類型
汽油
柴油
軸數(shù)/輪胎數(shù)
2/6
2/6
輪胎規(guī)格
9.00-20
7.00-20
駕駛室準(zhǔn)乘人數(shù)
3
3
最高車速(km/h)
90
95
由比較可以看到，EQ1092FJ和EQ1092HJ兩種型號(hào)底盤在整體性能上相差無幾，不同之處在于兩種底盤汽車燃用的燃料。燃用汽油的汽車底盤在價(jià)格上略占有優(yōu)勢(shì)，但在燃料價(jià)格上，然用柴油的底盤具有長(zhǎng)效優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，然用柴油的底盤載重較大，功率稍大。因此選用EQ1092HJ作為本次設(shè)計(jì)的底盤。
2.2選用的底盤主車架的主要尺寸
由上選用的底盤EQ1092HJ底盤,其主車架尺寸如下：
表2.2 東風(fēng)EQ1092HJ底盤主車架尺寸 (單位：mm)
主車架的長(zhǎng)度
6285
主車架的高度
1300
主車架上面尺寸到地面高度
755
主車架的厚度
250
2.3垃圾車質(zhì)量參數(shù)的估算
額定載重質(zhì)量是擺臂垃圾車基本使用性能的參數(shù)。由上面的敘述知道，本設(shè)計(jì)的垃圾車輛額定載質(zhì)量定位4000kg。
整車整備質(zhì)量也是擺臂垃圾車的重要性能參數(shù)。在擺臂垃圾車車廂的設(shè)計(jì)過程中，主要采用同類產(chǎn)品提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行估算整車整備質(zhì)量。整車整備質(zhì)量包括底盤質(zhì)量、底盤以外外加的副車架、車廂、擺臂、廂斗以及液壓系統(tǒng)等裝置的質(zhì)量，是加夠各種油液料后的空車質(zhì)量。本設(shè)計(jì)的垃圾車整車整備質(zhì)量估算為5000kg。
裝載質(zhì)量 選取為
整車整備質(zhì)量 估算為
駕駛員質(zhì)量 65kg/人,額定載員3人,
汽車總質(zhì)量是指裝備齊全，裝滿額定貨物后的汽車質(zhì)量，包括駕駛員在內(nèi)的額定載員質(zhì)量。即：
。
2.4本章小結(jié)
本章按確定的設(shè)計(jì)目標(biāo)，根據(jù)底盤選取的原則和要求，主要對(duì)東風(fēng)汽車汽油EQ1092FJ底盤和柴油EQ1092HJ底盤進(jìn)行了對(duì)比，選擇了這次設(shè)計(jì)的底盤，給出了選用底盤的主要參數(shù),并對(duì)所設(shè)計(jì)的擺臂式垃圾車質(zhì)量參數(shù)的估算。
第3章 擺臂式垃圾車車廂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1車廂設(shè)計(jì)
1.車廂外形設(shè)計(jì)
車廂在運(yùn)輸中起到承載的作用，其由兩部分組成。一部分用于盛放垃圾廂斗，將其設(shè)計(jì)成平面，底部與車廂大梁焊接；另一部分用于約束和放置擺臂液壓缸、支撐約束擺臂，放置支腿和支腿液壓缸，將其設(shè)計(jì)成兩片平行鋼板通過點(diǎn)焊聯(lián)結(jié)后再分別與車廂大梁和車廂側(cè)壁焊接，實(shí)現(xiàn)兩部分的一體(在本設(shè)計(jì)中稱為U型鋼板)。同時(shí)，車廂與駕駛室之間設(shè)計(jì)隔離廂板，與駕駛室空留一段距離,起到安全和便于維修檢查的作用。車廂示意圖見圖3.1。
圖3.1 車廂示意圖
2.車廂選材
在全面分析車廂的工作條件、受力狀態(tài)、工作環(huán)境和零件失效等各種因素的前提下，選用Q235工程用鋼材。
3.2擺臂式垃圾車車箱斗外形設(shè)計(jì)
3.2.1廂斗形狀的確定
擺臂式垃圾車的廂斗一般分為方形和船形兩種形式。方形用于地坑式放置，船形置于地面，以便適用于公共場(chǎng)所、街道、生活區(qū)的垃圾收集。為了增加垃圾的運(yùn)送量和汽車的運(yùn)輸效率，加強(qiáng)實(shí)用性，本設(shè)計(jì)采用多邊形廂斗。
3.2.2廂斗的尺寸設(shè)計(jì)
與同類產(chǎn)品進(jìn)行比較，EQ1092HJ底盤垃圾車廂斗載重容積約在6~10立方米之間，擬設(shè)定長(zhǎng)*寬*高為2300*1760*1400，即其廂斗容積：
在常用容積之內(nèi)，即車箱斗的長(zhǎng)，寬，高選為：
表3.1 車廂尺寸 （單位：mm)
車廂長(zhǎng)度
2300
車廂寬度
1760
車廂高度
1400
車廂鋼板厚度
2
車廂加強(qiáng)肋厚度
32
車廂加強(qiáng)肋寬度
30
廂斗采用多邊形狀，實(shí)現(xiàn)吊裝、吊卸、傾卸的方便。其結(jié)構(gòu)見示意圖3.2。
圖3.2廂斗示意圖
3.2.3廂斗選材
1.廂斗鋼板選材
在遵循滿足使用性能要求，較好工藝性和較好經(jīng)濟(jì)性的前提下，廂斗選用選用Q235工程用鋼材。
2.廂斗工程硬塑選材
工程塑料的一般選用原則：具有良好的使用性能，優(yōu)良的工藝性及合理的經(jīng)濟(jì)性。
（1）使用性能，使用性能是選材考慮的主要問題。
（2）工藝性能，材料加工的工藝流程要適合批量生產(chǎn)。
（3）經(jīng)濟(jì)性能，選擇材料的經(jīng)濟(jì)性是當(dāng)前注意的問題。
考慮到廂斗的使用條件和使用環(huán)境，工程塑料的選擇要滿足耐腐蝕性的要求，要有長(zhǎng)期受酸、堿及其他腐蝕性介質(zhì)侵蝕，抵抗各種強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑和有機(jī)溶劑等化學(xué)介質(zhì)腐蝕的能力，同時(shí)其熱脹系數(shù)要小，粘附性要好。
滿足以上要求，可選用硬聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氯化聚醚等，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)性原則，選擇硬聚氯乙稀作為設(shè)計(jì)所用材料。
3.3擺臂式垃圾車舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
擺臂式垃圾車的舉升機(jī)構(gòu)均采用車廂兩側(cè)雙杠舉升，采用液壓驅(qū)動(dòng)。舉升機(jī)構(gòu)主要由液壓缸體，擺臂和懸掛鏈條組成，主要完成裝載和傾卸放置。
擺臂式垃圾車對(duì)傾卸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求如下：
（1）裝載機(jī)構(gòu)應(yīng)保證在設(shè)計(jì)的載荷下連續(xù)正常工作，工作循環(huán)不大于40s；
（2）裝載機(jī)構(gòu)應(yīng)能在任何工作位置上停留。在滿載提升過程的中間位置上停留5min，其提升液壓油缸的活塞桿的沉降量不大于10mm；
（3）傾卸料的卸料角(包括后翻和側(cè)翻)不應(yīng)小于45度；
（4）卸料機(jī)構(gòu)每個(gè)工作循環(huán)(從卸料動(dòng)作開始至復(fù)位)時(shí)間不應(yīng)大于60s；
（5）傾卸機(jī)構(gòu)在滿載的情況下，在傾卸角為20~25度位置上停留5min，其舉升液壓缸的活塞桿沉降量不應(yīng)大于10mm。
當(dāng)進(jìn)行廂斗的裝載時(shí)，液壓缸外伸的活塞桿拉動(dòng)擺臂，帶動(dòng)與擺臂相連的鏈條，將廂斗安穩(wěn)舉升到車廂上；進(jìn)行廂斗的卸載時(shí)，液壓缸的活塞桿推動(dòng)擺臂做類似的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)廂斗的卸載；進(jìn)行垃圾的傾倒時(shí)，將吊置在擺臂上傾倒用的鐵鏈掛到廂斗的勾環(huán)上，打開后箱體的鎖削，當(dāng)液壓缸推置廂斗到一定高度時(shí)，箱體后部被鏈條勾住抑制了后箱體的運(yùn)動(dòng)，此時(shí)隨著液壓缸的繼續(xù)舉升，箱體前半部分隨之抬高，后廂蓋在自重和垃圾貨物的壓力下，自動(dòng)打開，完成了垃圾的傾卸[1]。
3.3.1擺臂液壓缸的選用
由于液壓缸要完成擺臂的升降，所以液壓缸選擇單桿雙作用液壓缸，在兩側(cè)各放置一個(gè)，液壓缸后座絞接固定在車廂上，活塞桿的一端和擺臂的一處合適位置絞接。
3.3.2擺臂的設(shè)計(jì)
1.擺臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
擺臂呈工字型，擺臂的兩側(cè)下端與U型鋼板絞接，上部用拉桿將兩側(cè)擺臂連接，在略低與拉桿處的擺臂上安置能夠隨著廂斗的翻轉(zhuǎn)而跟隨著連接在其上的鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)的滑動(dòng)軸，在擺臂的中部安置用于卸料并帶有鏈條的掛環(huán)。見示意圖3.3。
圖3.3 液壓缸示意圖
圖3.4 擺臂示意圖
2.擺臂選材
在進(jìn)行擺臂的剛度、強(qiáng)度及彎曲變形校核的前提下，考慮到較好的工藝性及合理性的經(jīng)濟(jì)性，擺臂選用Q235工程用鋼材。
3.擺臂鏈接鏈條長(zhǎng)度應(yīng)用說明
擺臂鏈接的鐵鏈長(zhǎng)度盡量實(shí)現(xiàn)能夠剛好滿足廂斗與擺臂滑動(dòng)軸之間的距離，防止廂斗在起吊的時(shí)候廂斗底部與車廂造成過大的摩擦。
3.3.3擺臂的受力分析
擺臂的受力分析可按吊裝和傾卸兩種工況進(jìn)行討論。受力分析如圖3.1所示。
圖3.5 吊裝、吊卸工況擺臂受力分析
1.吊裝、吊卸工況
o點(diǎn)為油缸與車架的鉸接點(diǎn)，A點(diǎn)為油缸與擺臂的鉸接點(diǎn)；雙作用油缸作用力Fa的大小和方向隨擺臂的轉(zhuǎn)動(dòng)而改變，并為擺臂轉(zhuǎn)角β的單值函數(shù)；B點(diǎn)為吊鏈位置，B0為吊卸初始狀態(tài)的吊鏈軸位置；B1為吊鏈在吊裝工況初始狀態(tài)的位置。Γa為油缸軸線與x軸的正向夾角。
擺臂式垃圾汽車的吊裝和吊卸過程中，擺臂受力的兩個(gè)典型工況：當(dāng)B點(diǎn)位于B1點(diǎn)時(shí)，擺臂可以從下極限位置吊裝貨箱；當(dāng)B點(diǎn)位于B0點(diǎn)時(shí)擺臂可以從車架上吊卸車斗。
當(dāng)?shù)跹b車斗時(shí)，計(jì)算公式如（3.1）取擺臂為分離體：
由ΣMp=0，得：
（3.1）
式中 Fax、Fay—油缸作用力Fa在x軸、y軸上的投影（N）；
油缸上鉸支點(diǎn)A1的X、Y坐標(biāo)值（m）；
Ge—吊裝重力（N）；
上式可以進(jìn)一步整理成公式（3.2）：
（3.2）
繼續(xù)整理后得到公式（3.3）：
（3.3）
由公式（3.3）計(jì)算出來的Fa值為油缸提供負(fù)載依據(jù)，同時(shí)它也為擺臂強(qiáng)度和剛度計(jì)算提供依據(jù)。
有知道擺臂在下限位置時(shí)，擺臂轉(zhuǎn)角為，，，，式中α為與的夾角。將上三公式代入式（3.3）得：
（3.4）
式中為結(jié)構(gòu)幾何尺寸，均可通過計(jì)算獲得。
當(dāng)擺臂處于吊卸初始位置時(shí)，B點(diǎn)位于B0，，根據(jù)上述分析同理可得：
（3.5）
式（3.4）和（3.5）分別給出了和時(shí)油缸所受的推力和拉力。通常情況下，以和作為選用油缸和擺臂強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)。
具體計(jì)算結(jié)果如下：
當(dāng)擺臂在下極限位置時(shí)：
當(dāng)擺臂在吊卸位置時(shí)：
2.傾卸工況
由于傾卸工況所需油缸的推力和拉力遠(yuǎn)小于吊裝、吊卸工況所需的油缸作用力，故對(duì)油缸作用力和擺臂受力和擺臂受力不予以討論。通過分析計(jì)算，求出吊鏈所受的最大拉力，以便對(duì)吊鏈進(jìn)行強(qiáng)度校核。傾卸工況受力分析如圖3.6所示：
圖3.6傾卸工況吊鏈?zhǔn)芰Ψ治?
傾翻初始，左吊鏈?zhǔn)芰椋?
（3.6）
公式中的和由本身的結(jié)構(gòu)尺寸決定。
當(dāng)車斗傾卸到最大傾翻角時(shí)，左吊鏈?zhǔn)芰椋?
（3.7）同理公式中和也有自身的機(jī)構(gòu)決定。通常的情況下左、右吊鏈尺寸、規(guī)格均相同時(shí)，故設(shè)計(jì)時(shí)只取和中較大值作為選取吊鏈的依據(jù)。事實(shí)上，當(dāng)車斗傾卸到最大角度時(shí)，車斗內(nèi)的垃圾所剩不多，故一般情況下，>.。
計(jì)算結(jié)果如下：
由公式（3.6）得：
3.3.4擺臂的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核
根據(jù)圖（3.5）結(jié)構(gòu)分析得PB位置為重要位置，所以分析PB位置，根據(jù)總布置可以將擺臂簡(jiǎn)化成以下簡(jiǎn)支梁：
圖3.7擺臂簡(jiǎn)化簡(jiǎn)支梁
對(duì)PB進(jìn)行受力分析：
圖3.8 PB受力分析
根據(jù)擺臂材料體積估算擺臂重為150㎏。
由以上得到：
根據(jù)得
得到：
得到：
因?yàn)椋?方向向下。
選取擺臂材料為Q235號(hào)鋼，其許用應(yīng)力為，許用安全系數(shù)， 畫出擺臂的剪力圖和彎矩圖，擺臂的危險(xiǎn)截面點(diǎn)為A點(diǎn)。
圖3.9 擺臂剪力圖
圖3.10擺臂彎矩圖
擺臂橫截面高度h可按經(jīng)濟(jì)條件（結(jié)構(gòu)質(zhì)量最?。┯?jì)算確定有：
（3.8）
式中：M—擺臂承受的最大合成彎矩（以作業(yè)斗的額定載荷處在最大臂幅時(shí)計(jì)算）
—厚高比（ ）
得到：
（3.9）
得到：B=85mm
擺臂截面圖如下：
圖3.11擺臂截面圖
慣性矩：
（3.10）
= 0.0000065
（3.11）
由上式得出擺臂式安全的。
3.4支腿的設(shè)計(jì)
1.支腿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
支腿在料斗卸料，在廂斗的提升過程中或者需要時(shí)可以獨(dú)立打開，其結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)成三角形狀，采用液壓缸實(shí)現(xiàn)支腿的打開與伸縮收回。見識(shí)意圖3.12。
圖3.12 支腿示意圖
2.支腿的液壓缸的選用
由于支腿液壓缸在工作的過程中，起到打開與收縮支腿的作用，選用雙作用單桿液壓缸，其結(jié)構(gòu)形狀同擺臂液壓缸。
3.支腿選材
在參考同類車型支腿材料選用的基礎(chǔ)上，考慮到支腿的受力，選用Q235作為支腿材料。
3.5總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
由以上對(duì)擺臂式垃圾車車廂各結(jié)構(gòu)形狀的設(shè)計(jì)說明，進(jìn)行優(yōu)化組合后，可得整車形狀結(jié)構(gòu)，如下示意圖3.13。
圖3.13 整體結(jié)構(gòu)示意圖
3.6本章小結(jié)
本章主要對(duì)擺臂式垃圾車的車廂、廂斗、擺臂及支腿的結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)進(jìn)行了說明，對(duì)擺臂進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算與校核，對(duì)關(guān)鍵位置進(jìn)行受力分析，確保達(dá)到要求，確定了本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖樣，為下一章的設(shè)計(jì)計(jì)算奠定了基礎(chǔ)。
第4章 擺臂式垃圾車副車架設(shè)計(jì)
4.1副車架的截面形狀及尺寸
專用汽車副車架的截面形狀一般和主車架縱梁的截面形狀相同，多采用如圖4.1所示的槽形結(jié)構(gòu)，其截面形狀尺寸取決于專用汽車的種類及其承受載荷的大小。
圖4.1副車架截面形狀
4.1.1副車架的前端形狀及安裝位置
在保證使用可靠的前提下，為了提高撓曲性，減小副車架剛度，應(yīng)盡量減少副車架的橫梁，以減少對(duì)縱梁的扭轉(zhuǎn)約束。
副車架油缸支承橫梁與翻轉(zhuǎn)軸橫梁形成框架。油缸支承橫梁應(yīng)盡量靠近后懸架前支承處的橫梁，最好能位于后框架之內(nèi)。因?yàn)檫@段主車架變形小，所以副車架對(duì)其扭轉(zhuǎn)約束力也相應(yīng)減弱，同時(shí)保證了舉升機(jī)構(gòu)的幾何特性。
在副車架結(jié)構(gòu)要求剛性較高時(shí)，可在主、副車架中間增加一層橡膠墊，當(dāng)主車架變形時(shí)以彈性橡膠的變形來減弱副車架對(duì)主車架的約束。
副車架前端形狀常有三種形狀(見圖4.2)。
對(duì)于這三種不同形狀的副車架前端，在其與主車架縱梁相接觸的翼面上部加工有局部斜面，其斜而尺寸如圖4.2(c)所示：；。
（a）U形；（b）角形；（c）L形
圖4.2副車架的三種前端形狀
如果加工上述形狀困難時(shí)，可以采用如圖4.3所示的副車架前端簡(jiǎn)易形狀，此時(shí)斜面尺寸較大[1]。
對(duì)于鋼質(zhì)副車架：；
對(duì)于硬本質(zhì)副車架；；
副車架在汽車底盤上布置時(shí)，其前端應(yīng)盡可能地往駕駛室后圍靠近。
4.1.2 縱梁與橫梁的連接設(shè)計(jì)
橫梁與縱梁的連接方式主要有三種，見圖4.3
1-縱梁；2-連接板；3-橫梁
圖4.3橫梁與縱梁的連接
圖4.3（a）橫梁與縱梁上下翼板連接，該種連接方式優(yōu)點(diǎn)是利于提高縱梁的抗扭剛度。缺點(diǎn)是當(dāng)車架產(chǎn)生較大扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，縱梁上下翼面應(yīng)力將大幅度增加，易引起縱梁上下翼面的早期損壞。由于車架前后兩端扭轉(zhuǎn)變形較小，因此本車架前后兩端采用了該種連接方式，為了提高縱梁的扭轉(zhuǎn)剛度采用了縱向連接尺寸較大的連接板。橫梁僅固定在腹板上。
圖4.3（b）橫梁僅固定在腹板上，這種連接形式連接剛度較差，允許截面產(chǎn)生自由蹺曲，可以在車架下翼面變形較大區(qū)域采用，以避免縱梁上下翼面早期損壞。
圖4.3（c）橫梁同時(shí)與縱梁的腹板及上或下翼板相連，此種連接方式兼有以上兩種方式連接的特點(diǎn)，但作用在縱梁上的力直接傳遞到橫梁上，對(duì)橫梁的強(qiáng)度要求較高。由于該車平衡懸架的推力桿與平衡懸架支架上的兩根橫梁連接，因此，這兩根橫梁與縱梁共同承受平衡懸架傳遞過來的垂直力(反)和縱向力(牽引力、制動(dòng)力)。
綜合以上考慮，本副車架的縱梁與橫梁的連接采用第1種方式，即橫梁與縱梁上下翼板連接，同時(shí)為了降低成本和適于批量生產(chǎn)，本車架縱梁和橫梁的連接方式采用螺栓連接[15]。
4.1.3 副車架與主車架的連接設(shè)計(jì)
副車架與主車架的連接常采用如下幾種形式。
1.止推連接板
圖4.4是采用的止推連接板的結(jié)構(gòu)形狀及其安裝方式。連接板上端通過焊接與副車架固定，而下端則利用螺栓與主車架縱梁腹板相連接。止推板的優(yōu)點(diǎn)在于可以承受較大的水平載荷，防止副車架與主車架縱梁產(chǎn)生相對(duì)水平位移。相鄰兩個(gè)推止推連接板之間的距離在500～1000 mm范圍內(nèi)。
1-副車架；2-止推連接板；3-主車架縱梁 1-上托架；2-下托架；3-螺栓
圖4.4 止推連接板的結(jié)構(gòu) 圖4.5 連接支架
2.連接支架
連接支架由相互獨(dú)立的上、下托架組成，上、下托架均通過螺栓分別與副車架和主車架縱梁的腹板相固定，然后再用螺栓將上、下托架相連接，見圖4.5所示。由于上、下托架之間留有間隙，因此連接支架所能承受的水平載荷較小，所以連接支架應(yīng)和止推連接板配合使用。一般布置是在后懸架前支座前用連接支架連接，在后懸架前支座后用止推連接板連接。
3.U型夾緊螺栓
當(dāng)選用其它連接裝置有困難時(shí)，可采用U型夾緊螺栓。但在車架受扭轉(zhuǎn)載荷最大的范圍內(nèi)不允許采用U型螺栓。當(dāng)采用U型螺栓固定時(shí)，為防止主車架縱梁翼面變形，應(yīng)在其內(nèi)側(cè)襯以木塊，坦在消聲器附近，必須使用角鐵等作內(nèi)襯。
綜合考慮三種連接方式的特點(diǎn)，以及裝配工藝性，本文設(shè)計(jì)的自卸車主副車架之間采用止推連接板式。
4.1.4 副車架的形狀
圖4.6副車架形狀
4.2副車架主要尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算
4.2.1 副車架主要尺寸設(shè)計(jì)
由參考文獻(xiàn)[12]可知，在設(shè)計(jì)自卸車時(shí)，所選取的二類底盤只有主車架，為了增加車架的強(qiáng)度剛度，延長(zhǎng)車架的使用壽命，在原有主車架的基礎(chǔ)上增加了副車架。
對(duì)具有較高質(zhì)心位置及載質(zhì)量較大的廂式車一般采用槽形通長(zhǎng)式副縱粱。制造材料應(yīng)具有良好的焊接性和機(jī)械性能，一般要求抗拉強(qiáng)度 ≥370N／mm2 ，屈服極限≥240N／mm2。延伸率以≥20％翼緣寬度應(yīng)與主車架縱粱(簡(jiǎn)稱主縱粱)翼緣寬度相同。不宜大于主縱粱翼緣寬度。副縱粱截面尺寸確定后，要分別對(duì)副縱粱和主縱粱進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，并根據(jù)其慣性矩、抗彎截面系數(shù)分配彎矩。
在汽車制造工藝中，鋼板沖壓成型工藝占有十分重要的位置。沖壓成形的零件具有互換性好、能保證裝配的穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率高和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
載重汽車用中板數(shù)量較多，受力的車架縱梁和橫梁、車廂的縱梁和橫梁均采用中板沖制且多以低合金高強(qiáng)度鋼板沖壓生產(chǎn)，也是適應(yīng)提高汽車承載能力、延長(zhǎng)使用壽命、降低汽車自重和節(jié)能節(jié)材以及安全行駛等要求的發(fā)展趨勢(shì)。
目前，我國(guó)載重汽車車架的縱梁和橫梁已經(jīng)全部采用低合金高強(qiáng)度鋼鋼板制造?？v梁可以用抗拉強(qiáng)度為510MPa的16MnL和09SiVL(必須是用往復(fù)式扎機(jī)生產(chǎn)的)、10TiL和B510L鋼板生產(chǎn)，橫梁可以用抗拉強(qiáng)度為390MPa的08TiL和B420L鋼板來生產(chǎn)。
由以上，副車架材料選用載重汽車橫縱梁的一般選用材料，縱梁采用16MnL，橫梁采用08TiL生產(chǎn)。
副車架對(duì)主車架起到加固作用，其寬度和選用的底盤的寬度相同，高度可以小于主車架，長(zhǎng)度在底盤主車架長(zhǎng)度基礎(chǔ)上去掉主車架與車廂之間的距離長(zhǎng)度。其尺寸設(shè)計(jì)如下：
表4.1 副車架尺寸 （單位：mm）
副車架長(zhǎng)度
34500
副車架寬度
1300
副車架高度
150
副車架厚度
5
4.2.2 副車架的強(qiáng)度剛度彎曲適應(yīng)性校核
1.額定裝載時(shí)整車重心作用點(diǎn)的求解
對(duì)主車架來說，其整車重心后移。其受力簡(jiǎn)圖如下
圖4.7主車架額定裝載運(yùn)輸重心作用簡(jiǎn)圖
設(shè)定自卸車在額定裝載質(zhì)量下，其前后軸承受的載荷相同，即有：
（4.1）
由圖，可以列出：
求得
2.副車架剪力及彎矩的求解
由主車架重心作用簡(jiǎn)圖及求得的整車重心作用點(diǎn)，可以畫出額定裝載質(zhì)量時(shí)自卸車副車架受力簡(jiǎn)化圖如下圖：
圖4.8副車架額定裝載受力簡(jiǎn)圖
將此時(shí)受力的副車架看為簡(jiǎn)支梁(見下圖)，以便進(jìn)行強(qiáng)度剛度及彎曲變形的校核。由下圖，可以列方程組：
圖4.9副車架等效簡(jiǎn)支梁簡(jiǎn)圖
可求得：
=
=
= 28765.89N
即大小為 28765.89N，方向與設(shè)定的方向相同。
可求得：
=
=
=
即大小為9165.8N，方向與設(shè)定的方向相反。
由以上，可畫出實(shí)際的副車架等效梁示意圖。
圖4.10副車架實(shí)際等效梁簡(jiǎn)圖
列出彎曲剪力及彎矩方程：
OA段
= = 28765.89 N (0
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