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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 目 錄 3.4  第1章 緒 論 1.1 課題的提出 專用自卸車是裝有液壓舉升機(jī)構(gòu)，能將車廂卸下或使車廂傾斜一定角度，貨物依靠自重能自行卸下或者水平推擠卸料的專用汽車。自卸汽車主要運(yùn)輸砂、石、土、垃圾、建材、煤炭、礦石、糧食、化肥和農(nóng)產(chǎn)品等散裝貨物①。它具有以下多種分類方式。 1、按用途分類：公路運(yùn)輸?shù)钠胀ㄗ孕盾?；非公路運(yùn)

2、輸?shù)闹匦妥孕盾嚕饕糜诘V區(qū)裝卸作業(yè)與大中型土建工程。 2、按裝載質(zhì)量級別分類：輕型自卸車（一般小于3.5噸）；中型自卸車（4噸-8噸）；重型自卸車（大于8噸）。 3、按傳動(dòng)類型分類：機(jī)械傳動(dòng)、液力機(jī)械傳動(dòng)和電動(dòng)三種類型。 4、按卸貨方式分類：有后傾式、三面傾卸式、底卸式，以及貨廂升高后傾式等多種形式。其中以后傾式應(yīng)用最廣。 5、按傾卸機(jī)構(gòu)分類：直推式與杠桿舉升式自卸車。直推式又可細(xì)分為單缸式、雙缸式、多級式等。杠桿式又可細(xì)分為杠桿前置式、杠桿后置式、杠桿中置式等。 6、按車廂結(jié)構(gòu)分類：一面開啟式、三面開啟式與無后欄板式。 輕型農(nóng)用自卸車是隨著我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，上世紀(jì)80年代

3、末發(fā)展起來的自卸運(yùn)輸車輛，其裝載重量在1t-4t之間。國家和地方均出臺專門的法規(guī)對農(nóng)用車尺寸、排放、車速等各方面性能進(jìn)行規(guī)范，從而促進(jìn)了輕型農(nóng)用自卸車的健康發(fā)展。自2001年11月10日起，中國正式成為WTO成員國，國內(nèi)市場逐漸開放。同時(shí)，我國亦確立了以擴(kuò)大內(nèi)需為主的經(jīng)濟(jì)政策，實(shí)施西部大開發(fā)戰(zhàn)略，加大對基建項(xiàng)目的投資力度，農(nóng)林牧漁、采礦、水利、軍工、環(huán)保、商業(yè)運(yùn)輸、交通、通訊、金融、機(jī)場、電力、城市建設(shè)和石油開采等行業(yè)均快速發(fā)展，使各種類型的專用車需求量大增。在廣大城鄉(xiāng)的沙場、礦山、工地及般的十木工程等的運(yùn)輸作業(yè)中輕型農(nóng)用自卸車以其靈活機(jī)動(dòng)、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。 傾卸裝置是自卸汽

4、車的主要結(jié)構(gòu)部分。其主要組成如下： 普通自卸汽車機(jī)構(gòu)組成圖如下圖1.1所示： 1-液壓傾卸操縱裝置；2-傾卸機(jī)構(gòu)；3-液壓油缸；4-拉桿；5-車廂； 6-后鉸鏈支座；7-安全撐桿；8-油箱；9-油泵10-傳動(dòng)軸；11-取力器 圖1.1 普通自卸汽車結(jié)構(gòu)組成 在輕型農(nóng)用自卸車的設(shè)計(jì)當(dāng)中，液壓舉升機(jī)構(gòu)和車廂的設(shè)計(jì)一直處于重要的地位。這是因?yàn)橐簤号e升機(jī)構(gòu)是輕型農(nóng)用自卸車的重要工作系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣直接影響著汽車的多個(gè)主要性能指標(biāo);對提高液壓舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率具有

5、重要的意義。 1.2 專用汽車設(shè)計(jì)特點(diǎn) 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： 1、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

6、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。 2、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。 3、針對專用汽車品種多、批量少的生產(chǎn)持點(diǎn) 專用汽車設(shè)計(jì)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 圖1—1為菜廠牽引車、半掛車和全掛車系列型譜。對專用汽車零部

7、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。 4、對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)持點(diǎn)工的可能性。 5、對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。 6、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，因此要對一些重要的總成結(jié)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度校核。 7、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 對于某些特殊車輛，如重型半掛車、油田修井車、機(jī)場寬體客車等，應(yīng)作

8、為特定作業(yè)環(huán)境的特種車輛來處理。 8、某些專用汽車可能會在很惡劣的環(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。 綜上所述，專用汽車的設(shè)計(jì)有其自身的特點(diǎn)和要求，既要滿足汽車設(shè)計(jì)的一般要求。同時(shí)又要獲得好的專用性能。這就要求汽車和專用工作裝置合理匹配，構(gòu)成一個(gè)協(xié)調(diào)的整體，使汽車的基本性能和專用功能都得到充分發(fā)揮[2]。 由于專用汽車種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用面廣、開發(fā)期短等待點(diǎn)，所以專用汽車設(shè)計(jì)人員。 既要具備汽車設(shè)計(jì)的知識相能力．向時(shí)也要掌握專用汽車各種不同工作裝置的原理與設(shè)計(jì)計(jì)算。此外專用汽車設(shè)計(jì)人員還需要對用

9、戶的要求，市場動(dòng)態(tài)有充分的了解，這樣設(shè)計(jì)的產(chǎn)品才能在性能上先進(jìn)，在市場上適銷對路，在使用上滿足用戶的要求。 1.3課題的實(shí)際意義 對于液壓舉升機(jī)構(gòu)考慮到工作環(huán)境、工作性質(zhì)及工作內(nèi)容等的要求，在設(shè) 計(jì)液壓舉升機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)滿足的性能有: 1、較強(qiáng)的免維護(hù)性 自卸車主要應(yīng)用場所是沙場、礦山、工地等，這些場所沙塵肆虐，工作環(huán)境惡劣，自卸機(jī)構(gòu)的維護(hù)條件較差，甚至有時(shí)根本談不上什么維護(hù)。因此需要自卸機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮到鉸支點(diǎn)和油缸的免維護(hù)性。 2、良好的動(dòng)力性 舉升機(jī)構(gòu)作為輕型農(nóng)用自卸車卸料時(shí)的動(dòng)力來源，為保證卸料順利完成，要求其必須具有良好的動(dòng)力性能。輕型農(nóng)用自卸車由于其特定的使用環(huán)境和

10、用戶群體決定了它經(jīng)常處于超載狀態(tài)，這就要求舉升機(jī)構(gòu)要具有一定的過載系數(shù)。 3、平穩(wěn)性 要求舉升機(jī)構(gòu)在傾卸貨物時(shí)具有較好的平穩(wěn)性，不得有較大的動(dòng)力沖擊，降低沖擊力對機(jī)構(gòu)各部件的損傷概率，保證機(jī)構(gòu)的使用壽命。 4、卸料性 輕型農(nóng)用自卸車顧名思義就是省卻了人力卸料之苦，通過特定的機(jī)構(gòu)使用液壓力自動(dòng)卸料。因此，自卸車舉升機(jī)構(gòu)應(yīng)達(dá)到的卸料目標(biāo)是:a、在較短的時(shí)間內(nèi)使貨箱舉升一定的角度，即舉升機(jī)構(gòu)將貨箱舉升到最大舉升角所需的時(shí)間(對此國家規(guī)定了時(shí)間限值);b、貨箱被舉升機(jī)構(gòu)舉升到最大轉(zhuǎn)角時(shí)，貨物應(yīng)順利地傾卸完畢(即最大舉升角達(dá)到貨物的安息角)。 5、緊湊性 輕型農(nóng)用自卸車多數(shù)是中小噸位的

11、工程運(yùn)輸車輛，其裝載工具多為小型裝載機(jī)械。為了裝載方便，輕型農(nóng)用自卸車的貨箱布置位置一般較低，同時(shí)又要考慮到輕型農(nóng)用自卸車的工作環(huán)境，應(yīng)使其具有較好的通過性(即離地間隙受限)，因此，自卸車的舉升機(jī)構(gòu)布置空間就受到很大的限制，這就要求機(jī)構(gòu)具有較好的緊湊性，占用較少的空間。 6、協(xié)調(diào)性 液壓舉升機(jī)構(gòu)實(shí)際上是一種演化的四連桿機(jī)構(gòu)，在外力作用下，各部件能沿自己的鉸支點(diǎn)按設(shè)計(jì)者的意圖順利轉(zhuǎn)動(dòng)，不得出現(xiàn)傳動(dòng)角小于許用傳動(dòng)角的情況，更不能有死點(diǎn)位置的存在。 1.4 國內(nèi)外自卸汽車的發(fā)展概況 我國專用車市場“蛋糕”將越做越大。去年以來，我國專用車市場取得較好的經(jīng)營業(yè)績，全國395家改裝車企業(yè)改裝汽車2

12、3.06萬輛，銷售23.05萬輛。客車改裝量最大，共改裝萬輛，占總量的44.88％；載貨汽車44870輛，占總量的19.46％；自卸汽車27125輛，占總量的11.76％；廂式、罐式等專用車銷售40966輛，占總量的17.77％。今年1～8月份，各類專用車銷售均有較大增幅，樂觀估計(jì)今年全年專用車產(chǎn)銷將達(dá)30萬輛。 通過數(shù)字來看，去年一年銷售專用車達(dá)23萬輛，結(jié)合我國道路、經(jīng)濟(jì)等實(shí)際情況，應(yīng)該說數(shù)量還是比較可觀的。但是問題就在于395家改裝企業(yè)才生產(chǎn)23萬輛?？梢钥闯?，我國汽車改裝企業(yè)和汽車制造一樣，存在著規(guī)模小、技術(shù)落后、生產(chǎn)點(diǎn)過多等問題。 從改裝車生產(chǎn)分布地區(qū)來看，也存在較大不均衡性。江

13、蘇、河北、安徽、河南等8個(gè)省去年產(chǎn)量之和約占總產(chǎn)量的75％，其他21個(gè)省僅占總產(chǎn)量的25％。地域的不均衡性也顯示出專用車市場前景看好。 目前，我國改裝車市場最大銷售量約25萬輛左右，改裝量最大的除了客車外，主要有廂式車、罐式車、自卸車等主要車型。但是總體來看，這些專用車均存在技術(shù)附加值低、工藝較落后等問題。從品種來看，我國改裝車品種較少，僅有400多個(gè)品種。那么，未來改裝車市場到底是什么市場呢？肯定地說，應(yīng)該向多品種、高、精、尖方向發(fā)展。 這種發(fā)展方向除了我國公路條件改善外，還和我國公路貨物運(yùn)輸市場息息相關(guān)。目前，我國公路貨運(yùn)市場的主體依然是以個(gè)體戶為主，公路貨運(yùn)甚至還談不上物流管理，具有

14、運(yùn)輸成本高、隨意性大、服務(wù)沒有保證等特點(diǎn)。隨著我國加入世界貿(mào)易組織，這種格局將要逐步被打破。我國汽車工業(yè)保護(hù)期只有五年，但是公路貨運(yùn)市場卻可以向外資開放?？鐕锪鞴菊⒁曧耥穸⒅袊坟涍\(yùn)這塊大市場。這場戰(zhàn)斗誰是贏者，不言自明。集團(tuán)化貨運(yùn)市場對卡車的個(gè)性化要求將越來越高，同時(shí)需求數(shù)量也將越來越大?？梢院敛豢鋸埖卣f，未來的卡車發(fā)展方向?qū)⑹菍Ｓ密嚒? 美國等發(fā)達(dá)國家專用車市場十分巨大，專用車具有品種多、技術(shù)含金量高等特點(diǎn)。就專用車品種而言，美國就有5000多個(gè)品種，甚至很多專用車已經(jīng)被E化，裝有電腦、衛(wèi)星導(dǎo)航等系統(tǒng)。確切地說，我國專用車市場最終是向多品種、高精尖的方向發(fā)展。尤其是隨著我國公路運(yùn)

15、輸主體的逐漸變化，將加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化和技術(shù)的升級。 我國自卸汽車生產(chǎn)始于上世紀(jì)60年代初，經(jīng)過40多年的發(fā)展，尤其是在上世紀(jì)80年代以后通過技貿(mào)結(jié)合與合作生產(chǎn)方式，從國外引進(jìn)若干先進(jìn)的自卸汽車制造技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上形成以若干大型汽車制造廠為主體的機(jī)械傳動(dòng)式自卸汽車生產(chǎn)企業(yè)集團(tuán)。公路用自卸汽車的裝載質(zhì)量從2～20t、礦用自卸汽車裝載質(zhì)量從20～154t以基本形成完整的自卸汽車系列，為我國自卸汽車的騰飛打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)然除普通自卸汽車以外，專用自卸汽車的生產(chǎn)也得到了一定的發(fā)展，尤其是新世紀(jì)以來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)和交通環(huán)境的改善，各行業(yè)對專用汽車尤其是工程系列專用汽車的需求越來越大。專用汽車

16、將跟更加注重行業(yè)化、專用化、系列化。 國外自卸汽車生產(chǎn)始于上世紀(jì)30年代，比我國早30多年在其后70多年的發(fā)展過程中，其結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，整車性能已有很大提高。為提高自卸汽車的科技含量，追求高附加值，各國更是不斷采用先進(jìn)技術(shù)，其主要表現(xiàn)以下幾個(gè)方面：全面提高自卸汽車內(nèi)在質(zhì)量和使用性能；在制造加工方面，自卸汽車朝著底盤生產(chǎn)專業(yè)化、零部件生產(chǎn)專業(yè)化、工藝專業(yè)化和輔助生產(chǎn)專業(yè)化方向發(fā)展；廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，以提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量和縮短設(shè)計(jì)研制的周期；在材料配置上，將更多地采用高強(qiáng)度鋁合金、不銹鋼、工程塑料和聚合材料等。目前，自卸汽車以形成自己獨(dú)特的結(jié)構(gòu)與車型系列。 目前, 各大自卸汽車生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的自

17、卸車尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)多數(shù)為拉桿式尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)、鏈條式尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)、液壓手動(dòng)控制式尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)等, 這些機(jī)構(gòu)各有特點(diǎn), 在運(yùn)輸自卸車中被廣泛使用。國內(nèi)使用的自卸車車箱大部分使用16Mn制造而成。其特點(diǎn)是鋼板厚, 車箱沉重, 截面一般呈方形, 邊板和底板有很多的加強(qiáng)筋。16Mn的屈服強(qiáng)度較低, 硬度較小, 且沖擊性能較差。這些特性決定了不適合用于制造輕量化的車箱。在歐美, 很多車箱都使用HARDOX耐磨鋼板材料, 與傳統(tǒng)的方形車箱有著很大的區(qū)別, 其特點(diǎn)是橫截面呈U形或半弧形, 而且車箱邊板和底板幾乎沒有使用加強(qiáng)筋。HARDOX是瑞典鋼鐵集團(tuán)生產(chǎn)的一種耐磨鋼板, 具有較高的屈服強(qiáng)度, 是16Mn的三倍

18、以上, 并且具有較高的硬度和沖擊韌性。在設(shè)計(jì)裝載量相同的情況下, 用HARDOX鋼板制造的車箱與16Mn用制造的車箱相比, 板材厚度更薄, 且不需要加強(qiáng)筋。據(jù)國外的一些廠家反饋, 車箱使用HARDOX鋼板后, 重量能減少, 甚至更多。 某些自卸車在產(chǎn)品開發(fā)、試驗(yàn)和用戶的使用過程中均發(fā)現(xiàn)舉升機(jī)構(gòu)中三角臂早期斷裂問題。實(shí)際構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)過程中承受一定動(dòng)載荷的沖擊,受力大小方向不規(guī)則,使用傳統(tǒng)的方法很難對受力點(diǎn)的受力情況進(jìn)行測量,直接利用現(xiàn)有的有限元軟件ANSYS 也無法對其進(jìn)行分析,很難確定在運(yùn)動(dòng)過程中極限應(yīng)力區(qū)域;但是軟件劃分網(wǎng)格功能強(qiáng)大;而仿真分析軟件ADAMS 雖然處理剛性物體運(yùn)動(dòng)精度較高,但

19、對于復(fù)雜的柔性體的建模和計(jì)算都比較困難。為此一些專家利用有限元軟件ANSYS 和動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS 進(jìn)行聯(lián)合仿真分析,找出了三角臂早期斷裂的原因,并提出改進(jìn)方案。  第2章 輕型自卸車主要性能參數(shù)的選擇 承擔(dān)公路運(yùn)輸?shù)钠胀ㄗ孕盾囃ǔＪ怯赏N貨車變型設(shè)計(jì)而成。其總體設(shè)計(jì)程序與載貨車相近。首先，進(jìn)行一系列的市場調(diào)研和同類車型資料的收集分析，摸清產(chǎn)品主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，了解有關(guān)設(shè)計(jì)法規(guī)等。在此基礎(chǔ)上擬定設(shè)計(jì)原則，協(xié)調(diào)使用、制造與經(jīng)濟(jì)三方矛盾，處理好產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)性與工藝?yán)^承性、零部件通用化程度以及生產(chǎn)成本的辯證關(guān)系，然后進(jìn)入具體技術(shù)設(shè)計(jì)階段。 在技術(shù)設(shè)計(jì)階段，首先進(jìn)行自卸車結(jié)構(gòu)選型，

20、確定舉升機(jī)構(gòu)類型與貨廂結(jié)構(gòu)形式，然后選擇自卸車總布置主要參數(shù)。 2.1整車尺寸參數(shù)的確定 表2.1 整車尺寸參數(shù) 外形尺寸（長寬高） 454018001980（mm） 軸距 2800mm 輪距（前/后） 1480/1470(mm) 前懸 970mm 后懸 770mm 接近角 25 離去角 36 最小離地間隙 185mm 2.2質(zhì)量參數(shù)的確定 自卸車質(zhì)量參數(shù)包括廠定最大裝載質(zhì)量、整備質(zhì)量、廠定最大總質(zhì)量、質(zhì)量利用系數(shù)、容積利用系數(shù)，以及重心位置等[3]。 1、廠定最大裝載質(zhì)量 根據(jù)裝載質(zhì)量級別分類中，輕型自卸車小于3.5噸的規(guī)定，由于本設(shè)計(jì)中自卸車裝載

21、貨物為農(nóng)產(chǎn)品，因此這里取最大裝載質(zhì)量為1500kg。 2、整備質(zhì)量 整備質(zhì)量指的是裝備齊全、加滿油水的空車質(zhì)量。它等于底盤的整備質(zhì)量與汽車改裝部分之和。改裝部分質(zhì)量包括取力器裝置、液壓系統(tǒng)、舉升機(jī)構(gòu)、副車架、貨廂以及其它改裝附件的質(zhì)量。在總體設(shè)計(jì)時(shí)，常參考同類樣車及總成，進(jìn)行零部件稱重或質(zhì)量分析，初步估算出改裝部分質(zhì)量與整備質(zhì)量。這里參考同類車型取整備質(zhì)量為2100kg。 3、 廠定最大總質(zhì)量 最大總質(zhì)量是按規(guī)定裝滿貨物、坐滿司機(jī)乘坐人員的整備質(zhì)量?？砂聪率接?jì)算： (2.1) 式中： ——自

22、卸車整備質(zhì)量，kg ——廠定最大裝載質(zhì)量，kg ——額定司機(jī)乘客人員質(zhì)量，每人按65kg計(jì)。 kg 4、質(zhì)量利用系數(shù) 是廠定最大裝載質(zhì)量與其整備質(zhì)量之比 (2.2) 越大，則該車材料消耗少，材料利用率高。因此可反映自卸車設(shè)計(jì)制造水平。提高的主要措施在于設(shè)法減輕傾卸機(jī)構(gòu)與貨廂質(zhì)量。一般3噸以下輕型自卸車之約為0.5-1.0。 5、容積利用系數(shù) 即單位容積裝載質(zhì)量。它取決于常運(yùn)貨物的種類。通常堆裝部分的體積約占貨廂體積的三分之一。確定的原則是既要充分利用汽車額

23、定載重能力；又要避免在運(yùn)輸高比重貨物時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重超載。對普通自卸車常取=1650。 6、質(zhì)心位置 質(zhì)心位置對汽車附著性能和穩(wěn)定性能等能產(chǎn)生重要影響，因此是一項(xiàng)重要指標(biāo)。質(zhì)心位置又分為空載質(zhì)心與滿載質(zhì)心兩種狀況。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求使改裝自卸車的質(zhì)心位置盡量接近原車質(zhì)心。質(zhì)心計(jì)算公式如下： 質(zhì)心水平位置 (2.3) 質(zhì)心垂直位置 (2.4) 式中：——自卸車廠定最大總質(zhì)量，kg； ——自卸車前、后軸軸載質(zhì)量，kg； ——底盤質(zhì)量，kg； ——改裝部分各總成質(zhì)

24、量，kg； ——廠定最大裝載質(zhì)量，kg； 、——底盤質(zhì)心坐標(biāo)； 、——改裝部分各總成質(zhì)量質(zhì)心坐標(biāo)； 、——裝載質(zhì)量質(zhì)心坐標(biāo)。 2.3其它性能參數(shù) 貨廂最大舉升角是當(dāng)貨廂舉升角是當(dāng)貨廂舉升至設(shè)計(jì)極限位置時(shí)，貨廂底部與車架平面之夾角。它取決于常運(yùn)貨物靜安息角的大小。多數(shù)貨物靜安息角在40—45范圍。故為保證卸貨干凈，一般自卸車最大舉升角常取50—60。此外，尚應(yīng)注意在最大舉升角時(shí)，車廂后板下垂最低點(diǎn)與地面保持一定卸貨高度。舉升時(shí)間指滿載時(shí)從開始舉升至最大舉升角所需時(shí)間。降落時(shí)間系指空載時(shí)貨廂從最大舉升角降至車架的時(shí)間。此兩項(xiàng)參數(shù)太長將影響運(yùn)輸生產(chǎn)率；太短又勢必增大液壓系統(tǒng)負(fù)荷。故一般設(shè)

25、計(jì)舉升時(shí)間要求為15s-25s，降落時(shí)間要求為8s-15s。 2.4本章小結(jié) 本章主要對輕型農(nóng)用自卸汽車的整車尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)以及其他性能參數(shù)進(jìn)行了確定，綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。  第3章 自卸車車廂的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 3.1 自卸汽車車廂的結(jié)構(gòu)形式 3.1.1車廂的結(jié)構(gòu)形式 車廂是用于裝載和傾卸貨物。它一般是由前欄板、左右側(cè)欄板，圖3.1為典型的底板橫剖面呈矩形的后傾式車廂結(jié)構(gòu)。為避免裝載時(shí)物料下落碰壞駕駛室頂孟，通常車廂前欄板加做向上前方延伸的防護(hù)擋板。車廂底板固定在車廂底架之上。車廂的側(cè)欄板、前后欄板外側(cè)面通常布置有加強(qiáng)筋。 后傾式車廂廣泛用

26、于輕、中和重型自卸汽車。它的左右側(cè)欄板固定，后欄板左右兩端上部與側(cè)欄板餃接，后欄板借此即可開啟或關(guān)閉。 1-車廂總成；2-后欄板；3、4-鉸鏈座；5-車廂鉸支座； 6-側(cè)欄板；7-防護(hù)擋板；8-底板 圖3.1 車廂結(jié)構(gòu)圖 側(cè)傾式及三面傾卸式車廂欄板與底板為直角，如圖3.2所示。其欄板開啟、關(guān)閉的鉸接軸為上置式，開啟時(shí)，欄板呈自由懸垂?fàn)?，多用于有?cè)傾要求的中型自卸汽車。 礦用白卸汽車和重型自卸汽車的車廂多采用簸箕式，以方便裝載，傾卸礦石、砂石等。有的簸箕式車廂采用雙層底板結(jié)構(gòu)，以增加底板的強(qiáng)度和剛度，并可減輕自重。簸箕式車廂如圖3.3所示。 圖3.2 側(cè)頃式及三面傾卸式車

27、廂 圖3.3 簸箕式車廂 本文設(shè)計(jì)的自卸車是承擔(dān)農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)短途運(yùn)輸?shù)钠胀ㄗ孕镀?，沒有側(cè)傾要求，故采用后傾式車廂。 3.1.2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16Mn工程用鋼材。 3.2車廂的設(shè)計(jì)規(guī)范及尺寸確定 3.2.1車廂尺寸設(shè)計(jì) 外廓尺寸應(yīng)在廂式貨車總體設(shè)計(jì)階段予以確定。為了防止緊急制動(dòng)時(shí)貨廂與駕駛室之間留有150-250mm的間隙。為滿足汽車的軸荷分配，車廂和貨物的質(zhì)心離后橋中心線的距離為：對于后輪為雙胎的長頭或短頭車，該距離一般為軸距L的（2-10）；對于平頭車，該距離一般為軸距的（12-22）；根據(jù)

28、車廂質(zhì)心到后橋中心線的距離以及駕駛室后壁的位置，可確定車廂長度，取車廂長度為2700mm；廂體寬度主要由底盤輪距1480mm、使用要求及法規(guī)限寬的因素決定,這里取車廂寬度為1800 mm；廂體高度由改裝后的質(zhì)心高度（影響汽車的行駛穩(wěn)定性）決定，在滿足裝載容積及裝卸方便的情況下，應(yīng)盡量減小廂體高度，以降低質(zhì)心，提高汽車行駛穩(wěn)定性，這里取車廂高為400 mm。 將全金屬焊接車廂設(shè)計(jì)成等剛度體車廂是自卸汽車設(shè)計(jì)的重點(diǎn).但是很難既能保證高強(qiáng)度又能保證輕量化。 就整車而言，可以看成由車輪、前軸、后橋殼、懸架、車架、車廂及其橡膠緩沖塊等不同剛度單元組合而成的彈性體，受力時(shí)，將按照各自的剛度產(chǎn)生

29、各自的變形，其變形量與剛度成反比，吸收的能量與剛度成正比。 車廂剛度，無論是彎曲剛度還是扭轉(zhuǎn)剛度，都會增加車架的相應(yīng)剛度，兩者的剛度是相輔相成、互相補(bǔ)償?shù)?。?dāng)汽車前后左右車輪處于高差較大的路面，車架扭曲較大時(shí)，車廂應(yīng)該有一定的扭轉(zhuǎn)隨動(dòng)性。如果車廂的扭轉(zhuǎn)剛度過大，當(dāng)車架扭轉(zhuǎn)到一定程度時(shí)，車廂前支承緩沖塊相應(yīng)的一側(cè)壓到極限位置，車廂縱梁的另一側(cè)可能離開緩沖塊，車廂前端的一大部分重量轉(zhuǎn)移到一側(cè)的車架縱梁上，縱梁可能超載損壞。如果車廂扭轉(zhuǎn)剛度過小，能與車架扭轉(zhuǎn)隨動(dòng)，當(dāng)車架產(chǎn)生較大扭曲時(shí)，車廂可能因變形過大而早期損壞。 全金屬焊接等剛度車廂設(shè)計(jì)的規(guī)范化的定量的設(shè)計(jì)計(jì)算方法并不是很完善，根據(jù)一

30、些經(jīng)驗(yàn)，可以知道一些設(shè)汁規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 車廂底板和側(cè)梁斷面應(yīng)小些，布置應(yīng)密集，這樣易于形成等剛度。自卸汽車車架斷面系數(shù)也應(yīng)比同級噸位的貨車車架大一倍。 對于兩軸載質(zhì)為10t的車廂，車架按1.5t整體重物從lm高處落人車廂的沖擊負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，車廂底板厚度應(yīng)不小于10mm，其選材強(qiáng)度等級大于60kg級。3t自卸汽車的車廂底板厚度應(yīng)不小于6mm，本文所設(shè)計(jì)的自卸車，其額定載荷為1.5t，故其車廂底板厚度取6mm。 車廂的內(nèi)部形狀應(yīng)為簸箕形，底板前窄后寬，單邊角度1°～1.5°，橫端面下窄上寬，單邊角度1°～1.5°。這樣，當(dāng)車廂傾卸時(shí)，貨物不易在車廂內(nèi)卡住，易于傾卸。 3.2.2車廂內(nèi)框尺

31、寸及車廂質(zhì)量 自卸車的裝載質(zhì)量為1500kg，農(nóng)用自卸車常運(yùn)貨物密度如表3.1： 表3.1 農(nóng)用自卸車常運(yùn)貨物密度 土豆 玉米 小麥 甜菜 680kg/ 640kg/ 730kg/ 650kg/ 自卸車滿載時(shí)，裝載的質(zhì)量為 M (3.1) 內(nèi)框尺寸確定了車廂容積的大小。應(yīng)從車輛用途、裝載質(zhì)量、貨物密度以及包裝方式、尺寸規(guī)格等方面考慮，以便提高運(yùn)輸效率。車廂容積按下式計(jì)算 V

32、 (3.2) 式中 V——車廂容積（）; ——廂內(nèi)有效長度、寬度、高度（mm）。 普通矩形車廂標(biāo)準(zhǔn)配置板厚為：前板4 mm邊板4 mm底板6mm后板5 mm。 由此得出， V 符合要求。 由此，確定出EQ3040B車廂的尺寸如表3.2： 表3.2 NTQ3040B車廂主要尺寸 長(mm) 寬(mm) 高(mm) 底板厚(mm) 2700 1800 400 6 側(cè)板厚(mm) 底板傾斜角度(°) 側(cè)板傾斜角度(°) 4 1 1 本車貨箱尺寸為23601800400 貨箱各板體積 V=40018009+400270042+1

33、80027006 = 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16Mn工程用鋼材。 貨箱材料錳鋼密度7.81 貨箱質(zhì)量為m308.7kg. 取過載系數(shù)為90，則車廂及滿載時(shí)的質(zhì)量為150090+308.72000kg 3.2.3車廂地板高度 車廂地板高度直接影響貨物裝卸的方便性和汽車質(zhì)心的高度。該高度過高，對行駛穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響；過低，則輪胎與地板下平面容易發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，這是不允許的。影響車廂地板高度的主要因素有：輪胎直徑、道路條件、懸架動(dòng)撓度以及車輛空載時(shí)車輪與地板下平面之間預(yù)留的空間等。設(shè)計(jì)時(shí)該預(yù)留空間一般取230左右。 3

34、.3車廂板的鎖啟機(jī)構(gòu) 自卸車汽車車廂板的鎖啟機(jī)構(gòu)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種，現(xiàn)在大多采用自動(dòng)鎖啟機(jī)構(gòu)。當(dāng)自卸汽車卸貨時(shí)，車廂逐漸傾斜，當(dāng)傾斜到一定程度，傾斜方向的車廂板便自動(dòng)開啟，使車廂內(nèi)的貨物卸出[4]。卸完貨后，車廂逐漸下落，直至落到原始位置，鎖啟機(jī)構(gòu)使自動(dòng)將車廂板鎖住。本設(shè)計(jì)采用自動(dòng)開閉機(jī)構(gòu)原理簡圖如下， 1-限位塊，2-鎖鉤 圖3.4 自動(dòng)開閉機(jī)構(gòu) 當(dāng)車廂被舉升時(shí)，限位塊1隨著車廂一起升高，這時(shí)鎖鉤2右端鉤子一側(cè)在重力作用下繞軸旋轉(zhuǎn)與廂板脫離，這樣后廂板打開。當(dāng)車廂回落時(shí)，限位塊壓著鎖鉤的左側(cè)，這樣鉤子就會勾住廂板，使后廂板閉合。 3.4 本章小結(jié) 本章主要對輕型農(nóng)用自卸

35、汽車的車廂的結(jié)構(gòu)和尺寸以及材料的選擇進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)對車廂后欄板的自動(dòng)開閉機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。  第4章 自卸舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1自卸舉升機(jī)構(gòu)的選擇 4.1.1舉升機(jī)構(gòu)的類型 自卸車舉升機(jī)構(gòu)又稱傾卸機(jī)構(gòu)，包括貨廂、副車架、車廂鉸鏈、舉升油缸及其杠桿系統(tǒng)?，F(xiàn)代自卸車的舉升機(jī)構(gòu)均以液壓能作為舉升動(dòng)力。其功能是承載物料，并在液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下完成傾卸動(dòng)作。 自卸汽車對傾卸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求如下： （1）利用連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)車廂的翻轉(zhuǎn)，其安裝空間不能超過車廂底部與托架大梁間的空間； （2）結(jié)構(gòu)要緊湊，可靠，具有很好的動(dòng)力傳遞性能； （3）完成

36、傾卸后，要能夠復(fù)位[5]。 舉升機(jī)構(gòu)的主要類型有： 1、油缸直推式 油缸直推式傾卸機(jī)構(gòu)的示意圖如圖4.1所示，這種機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單緊湊、舉升效率高、工藝簡單、成本較低。采用單缸時(shí)，容易實(shí)現(xiàn)三面傾斜。另外，若油缸垂直下置時(shí)，油缸的推力可以作為，車廂的舉升力，因而所需的油缸功率較小。但是采用單缸時(shí)機(jī)構(gòu)橫向強(qiáng)度差，而且油缸的推程較大；采用多節(jié)伸縮時(shí)密封性也稍差。 圖4.1 直推式傾卸機(jī)構(gòu) 2、俯沖式 俯沖式桿系傾卸結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，橫向剛度好，舉升轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑平順。但油缸必須增大容量[5]。如圖4.2所示。 圖4.2 俯沖式傾卸機(jī)構(gòu) 3、前推杠桿組合式 前推杠桿組合式傾卸機(jī)構(gòu)示

37、意圖如圖4.3所示，該機(jī)構(gòu)橫向剛度好，舉升時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)平順圓滑，在舉升過程中，舉升力小，構(gòu)件受力改善。但油缸的行程過大，偏擺角大。 圖4.3前推杠桿組合式傾卸機(jī)構(gòu) 4、杠桿平衡式（油缸后推杠桿組合式） 油缸前推連桿組合式傾卸機(jī)構(gòu)的示意圖如圖4.4所示，這種機(jī)構(gòu)橫向剛度較好，舉升時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑平順，三腳架推動(dòng)車廂舉升時(shí)，車廂傾翻軸支架的水平反力比較小，車架底部的受力也比較均勻。但是油缸在車廂翻轉(zhuǎn)過程中擺動(dòng)角度較大，且活塞行程稍大[6]。 5、油缸后推連桿組合式（加伍德舉升臂式） 油缸后推連桿組合式傾卸機(jī)構(gòu)的示意圖如圖4.5所示，該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較緊湊，橫向剛度較好，油缸的推程小，舉升

38、時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑平順。但舉升力系數(shù)大，舉升臂(三角架)較大[7]。 圖4.4杠桿平衡式傾卸機(jī)構(gòu) 圖4.5油缸后推連桿組合式傾卸機(jī)構(gòu) 6、油缸浮動(dòng)連桿式（強(qiáng)力型） 油缸浮動(dòng)連桿傾卸機(jī)構(gòu)示意圖如圖4.6所示，該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，橫向剛度較好,舉升時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑平順。油缸進(jìn)出油管活動(dòng)范圍大，油管長，副車駕受力改善，舉升力系數(shù)較小。但該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較大，油缸固定在節(jié)點(diǎn)上，從而使桿件剛度要求較高。而且油缸轉(zhuǎn)動(dòng)角度過大。 7、油缸前推連桿組合式（馬勒里舉升臂式） 油缸前推連桿組合式傾卸機(jī)構(gòu)的示意圖如圖4.7所示，這種機(jī)構(gòu)橫向剛度較好，舉升時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑平順，三腳架推動(dòng)車廂舉升時(shí)，車廂傾翻軸

39、支架的水平反力比較小，車架底部的受力也比較均勻。但是油缸在車廂翻轉(zhuǎn)過程中擺動(dòng)角度較大，且活塞行程稍大。 圖4.6油缸浮動(dòng)連桿式傾卸機(jī)構(gòu) 圖4.7油缸前推連桿組合式傾卸機(jī)構(gòu) 4.1.2自卸汽車傾卸機(jī)構(gòu)性能比較 傾卸機(jī)構(gòu)是自卸汽車的重要裝置，它直接關(guān)系到自卸車的結(jié)構(gòu)與舉升性能。國內(nèi)外典型傾卸機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型、性能特征，見表4.1。 目前，輕型、中型自卸車廣泛采用直推式傾斜機(jī)構(gòu)，三面傾卸式自卸車均采用直推式傾斜機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)不僅具有結(jié)構(gòu)緊湊、改裝方便等優(yōu)點(diǎn)，而且通過合理地選取各支撐點(diǎn)的位置、液壓缸直徑（特別是多級液壓缸各節(jié)的直徑）等參數(shù)，可以獲得比較理想的油壓特性（即液壓

40、缸推舉過程中油壓變化很小，且初始時(shí)的油壓略低于最高油壓）。而中、重型自卸車大多采用連桿式傾卸機(jī)構(gòu)，其中中型自卸車一般采用油缸后推連桿式和油缸后推杠桿式，其他4種型式的傾卸機(jī)構(gòu)多用在重型自卸車上。這主要是因?yàn)楦菀走_(dá)到省力的目的，更能使車廂在舉升過程中獲得較好的橫向穩(wěn)定性，并可獲得更理想的油壓特性與傾卸性能。 表4.1 自卸汽車舉升機(jī)構(gòu)特性比較 結(jié)構(gòu)形式 車型舉例 性能特征 直推式 單缸 前置 斯太爾1291280K38 卡瑪斯——5511 結(jié)構(gòu)緊湊、舉升效率高、工藝簡單、成本較低，采用單缸時(shí)，橫向剛度不足，采用多節(jié)伸縮時(shí)密封性較差 中置 斯太爾991200K38

41、 依發(fā)50LK CA340 雙缸 QD3151 EQ340 連桿組合式 馬勒里舉升臂式 五十鈴TD50ALCQD JN3180 QD362 橫 向 剛 度 好 、 舉 升 轉(zhuǎn) 動(dòng) 圓 滑 平 順 舉升力系數(shù)小、省力、油壓特性好，但缸擺角大活塞行程稍大 加伍德舉升臂式 TD50A-D QD352 HF352 轉(zhuǎn)軸反力小，舉升力系數(shù)大，舉升臂較大，活塞行程短 油缸前推杠桿組合式 SX3180 舉升力小，構(gòu)件受力改善，油缸擺角大 油缸后推杠桿組合式 日產(chǎn)PTL81SD 舉升力適中，結(jié)構(gòu)緊湊但布

42、置集中后部，車廂底板受力大 油缸液動(dòng)連桿組合式 YZ——300 油缸進(jìn)出油管活動(dòng)范圍大，油管長 俯沖式 東急73型 桿系結(jié)構(gòu)極簡，造價(jià)低，但油缸必須增大容量 綜上所述，對于本設(shè)計(jì)自卸車，本文選用油缸直推式傾卸機(jī)構(gòu)。該種舉升機(jī)構(gòu)直 接與車廂底板相連推動(dòng)車廂，啟動(dòng)性能較好，并能承受較大的偏置載荷；舉升支點(diǎn)在車廂中心附近，車廂受力狀況較好。 4.2舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與受力分析及參數(shù)選擇 4.2.1.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 該車總體布置基本參數(shù)如下： 廠定最大裝載質(zhì)量:1500kg； 舉升總質(zhì)量:2000kg; 最大舉升角:502 用作圖法進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，其結(jié)果詳見圖4.

43、8。 圖4.8 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析圖 圖中OAB為舉升初始位置，其舉升總質(zhì)量質(zhì)心為；OA為舉升終了位置，其舉升總質(zhì)量質(zhì)心為由總布置獲得： a;b 油缸總行程L計(jì)算：總行程L應(yīng)保證最大舉升角的設(shè)計(jì)要求[5]?？筛鶕?jù)余弦定理，從OA解出： L) (4.1) 式中： OA 2.05 4.92 O d 代入式(3.1)得 L=1064.9mm 根據(jù)L=1065其三級行程分別為

44、 , 。 4.2.2.舉升機(jī)構(gòu)受力分析與參數(shù)選擇 自卸車之油缸舉升力應(yīng)保證最大舉升質(zhì)量時(shí)所需的舉升力矩。為此，對NTQ3040B輕型農(nóng)用自卸車舉升機(jī)構(gòu)的最大受力狀況（即舉升初始狀態(tài)）進(jìn)行受力分析，如圖4.9。通過受力分析求得油缸舉升力P、各級油缸直徑、、，以及各級油缸力矩比系數(shù)、、等主要參數(shù)如下： （1）油缸舉升力P 油缸推力P對貨箱翻轉(zhuǎn)中心O產(chǎn)生的舉升力矩與舉升總質(zhì)量m對O點(diǎn)的阻力矩應(yīng)取得平衡[6][7]。即： (4.2) 油缸舉升力矩 最大舉升阻力矩 代入（4.2）得:P 油缸舉

45、升力 P (4.3) 式中：——舉升總質(zhì)量，等于廠定最大裝載質(zhì)量和貨箱質(zhì)量之和，kg; X——質(zhì)心至翻轉(zhuǎn)中心水平坐標(biāo)，它是隨車廂舉升角變化的函數(shù)，當(dāng)時(shí)， 圖4.9 機(jī)構(gòu)受力分析圖 X為最大值X=1030; ——油缸軸心線與底座OA之夾角，在舉升過程中為變量，因此油缸舉升力也隨之為變量[8][9]。 （2）油缸直徑確定 油缸推力與油缸直徑的關(guān)系為： P (4.4) 式中：p——液壓系統(tǒng)最大工作壓力，取p=10MP[10]。 將式（4.4）代入式（4.3）即可求得各

46、級油缸之最小直徑： 按上式可計(jì)算出各級油缸的最小直徑后，再經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化選定油缸直徑系列為: =100 mm、mm、=60mm。 由式（4.4）計(jì)算出各節(jié)油缸總推力分別為： ===7854N ===5027N ===2827N 4.3本章小結(jié) 本章主要對輕型農(nóng)用自卸汽車的舉升機(jī)構(gòu)的形式進(jìn)行了選擇，對舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和參數(shù)的選擇，根據(jù)所求出舉升力的大小確定了油缸的直徑。綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。  第5章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 自卸車所采用的油泵、油缸、液壓閥等液壓系統(tǒng)元件均為高

47、度標(biāo)準(zhǔn)化、系列化與通用化且由專業(yè)化液壓件廠集中生產(chǎn)供應(yīng)。因此在自卸車改裝設(shè)計(jì)中只需要進(jìn)行液壓元件選型計(jì)算。其主要內(nèi)容包括油缸的直徑與行程、油泵工作壓力、流量、功率以及油箱容積與管路內(nèi)徑等。 5.1液壓系統(tǒng)工作原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 5.1.1工作原理 該系統(tǒng)由取力器、油泵、液壓控制閥、油缸、油箱、操縱系統(tǒng)以及油管系統(tǒng)等組成。其工作原理如下： 1、準(zhǔn)備 先將自卸車處于駐車制動(dòng)狀態(tài)，并將變速器置于空擋。將轉(zhuǎn)閥手柄置于水平位置。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，然后踩離合器結(jié)合取力器使油泵進(jìn)入工作狀態(tài)。此時(shí)液壓油經(jīng)油泵、單向閥、液壓換向閥流回油箱。 2、舉升 將轉(zhuǎn)閥手柄逐漸向上轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)閉換向閥。此時(shí)，從油泵經(jīng)單向閥

48、來的高壓油，進(jìn)入油缸實(shí)現(xiàn)舉升。油缸舉升到最大行程時(shí)撥動(dòng)限位閥，將高壓油路與回油路接通而卸荷，舉升停止，貨廂處于舉升最高位置。 3、保持 將轉(zhuǎn)閥手柄置于“保持舉升區(qū)間”，并切斷取力器停止油泵工作。此時(shí)壓力油被鎖死在油缸內(nèi)?？砂葱枋关泿幱谌我馀e升位置保持。 4、降落 將轉(zhuǎn)閥手柄推至慢落位置，回油路僅部分打開，實(shí)現(xiàn)車廂緩慢降落。若將轉(zhuǎn)閥手柄推到底，則回油路被全部打開，油缸下腔油液經(jīng)分流體向油箱快速回油[11]。 5.1.2液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置 自卸車液壓系統(tǒng)由液壓能產(chǎn)生部件、工作部件與操縱控制部件三大部分組成。 1、液壓能產(chǎn)生部件 包括取力器、油泵及單向閥、油箱及油泵傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。取力器通

49、常均與變速器直接安裝成一體。取力方式可分左側(cè)取力、右傾取力或箱頂取力三種。油箱安裝位置則比較靈活，主要視副車架與貨廂間的空間便于安裝維護(hù)液壓管路系統(tǒng)并盡量縮短油管長度。 2、工作部件 主要指油缸與翻傾杠桿系統(tǒng)。油缸通過油缸支座安裝在副車架中部或中后部的加強(qiáng)橫梁上。由于工作部件受力極大，要求各連接鉸支點(diǎn)處有足夠的連接強(qiáng)度、剛度，所有摩擦副應(yīng)有良好的配合精度與潤滑。 3、控制部件 包括液壓分配閥、限位閥以及操縱系統(tǒng)。控制部件多安裝在汽車前部的駕駛室內(nèi)部或后部，既要方便操縱與維護(hù)；又要減少管路的迂回。 5.1.3 液壓分配閥 液壓分配閥式控制系統(tǒng)的核心；分為滑閥和轉(zhuǎn)閥兩大類。三

50、位四通閥應(yīng)用范圍比較廣；而轉(zhuǎn)閥多用于低壓、小流量的輕型、中型自卸車上。分配閥又分為常開式和常壓式。常開式分配閥在車廂不舉升時(shí)，油泵的壓力油經(jīng)分配閥后又返回油箱，在系統(tǒng)中不產(chǎn)生高壓，因此可減輕油泵磨損，并可防止自卸車在行駛中意外舉升貨廂造成事故，故常開式分配閥在自卸車應(yīng)用最為廣泛。分配閥選型主要考慮額定工作壓力、流量及操縱方式。 分配閥操縱機(jī)構(gòu)的形式有機(jī)械操縱式，氣壓操縱式和液壓操縱式；以氣壓操縱式應(yīng)用最為廣。操縱過程應(yīng)具有舉升、停止、下落三個(gè)動(dòng)作。 機(jī)械操縱式：駕駛員通過機(jī)械杠桿或鋼絲軟軸直接撥動(dòng)液壓分配閥實(shí)現(xiàn)換向。 液壓操縱式：通過手動(dòng)液壓操縱閥建立油壓來打開或關(guān)閉液動(dòng)舉升閥

51、實(shí)習(xí)換向。此閥沒有中停位置，故必須切斷油泵動(dòng)力才能實(shí)現(xiàn)中停。 氣動(dòng)操縱式：利用貯氣筒的壓縮空氣，通過氣動(dòng)操縱閥控制操縱氣管，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)分配閥上的氣缸工作，實(shí)現(xiàn)分配閥換向。 機(jī)械操縱式的優(yōu)點(diǎn)是可靠性好、通用性強(qiáng)、維修方便；缺點(diǎn)是桿件布置比較麻煩，不適合翻轉(zhuǎn)駕駛室采用。 液壓操縱式的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，操縱可靠，在我國引進(jìn)生產(chǎn)的斯太爾重型自卸車上采用了此種操縱系統(tǒng)。其不足處事反應(yīng)較慢，沒有中停位置。 氣動(dòng)操縱式的優(yōu)點(diǎn)是功能齊全、操作簡便、反應(yīng)靈敏，結(jié)構(gòu)先進(jìn)，因此廣泛應(yīng)用于中、重型具備氣源的自卸車。其缺點(diǎn)是需同時(shí)具備液、氣兩套管路系統(tǒng)、維修麻煩。

52、綜合以上優(yōu)缺點(diǎn)本設(shè)計(jì)采用機(jī)械操縱式，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖5.1 圖5.1 手動(dòng)轉(zhuǎn)閥 當(dāng)把手柄拉到極限位置時(shí)，液壓缸開始舉升。當(dāng)卸完貨物后，把手柄拉到降落區(qū)間時(shí)，車廂開始下落，手柄越靠近水平下落的速度越快。 5.2油缸選型與計(jì)算 作為液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的油缸分為活塞式和浮柱式兩類。浮柱式為多級伸縮式油缸，一般有2~5個(gè)伸縮結(jié)，其結(jié)構(gòu)緊湊，并具有短而粗、伸縮長度大、使用油壓高（可達(dá)35兆帕），易于安裝布置等優(yōu)點(diǎn)。因此這里選用單作用多級浮柱式油缸GHL1100。 1、用泵工作壓力p PMPa5.41MPa

53、 （5.1） 式中： ——油缸最大舉升力; A ——油缸橫截面積。 2、油泵理論流量 L/min （5.2） 式中：——油缸最大工作容積（）,按下式計(jì)算： t——舉升時(shí)間，一般要求t，t取15s; ——液壓泵容積效率,取0.85。 L/min 3、油泵排量q q17.6 （5.3）

54、式中：——油泵流量,L/min; n——油泵額定轉(zhuǎn)速,r/min。 取力器速比： 　　　　　　　　i 舉升時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速=1600 r/min 油泵轉(zhuǎn)速 n r/min 4、油泵功率N N （5.4） 式中：p——油泵最大工作壓力，Pa; ——油泵額定流量，/s; ——油泵總效率。 按以上各式計(jì)算出p后，從標(biāo)準(zhǔn)油泵系列選取齒輪泵CB-C型[12]。 5.3油箱容積與油管內(nèi)徑計(jì)算 1、油箱容積V計(jì)算 一般要求油箱容積V不得小于全部工作油缸容積的三倍，即：

55、 V （5.5） 取V 則取油箱的長寬高為（mm） 2、油缸直徑計(jì)算 由 高壓管路內(nèi)徑 12.2 （5.6） 式中：——油缸理論流量，L/min; ——高壓管路中油的流 低壓管路內(nèi)徑 （5.7） 式中：——高壓管路中油的流。 5.4取力器的設(shè)計(jì) 除了少量專用汽車的工作裝置因考慮工作可靠相符殊的要

56、求而配備專門動(dòng)力驅(qū)動(dòng)外(例如部分冷藏汽車的機(jī)械制冷系統(tǒng))，絕大多數(shù)專用汽車上的專用設(shè)備都是以汽車底盤自身的發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，經(jīng)過取力器，用來驅(qū)動(dòng)齒輪液壓泵、真空泵、柱塞泵、輕質(zhì)油液壓泵、自吸液壓泵、水泵、空氣壓縮機(jī)等，從而為自卸車、加油車、牛奶車、垃圾車、吸污車、隨車起重車、高空作業(yè)車、散裝水泥車、攔板起重運(yùn)輸車等諸多專用汽車配套使用。因此，取力器在專用汽車的設(shè)計(jì)和制造方面顯得尤為重要。 根據(jù)取力器相對于汽車底盤變速器的位置，取力器的取力方式可分為前置、中置和后置三種基本型式，每一種基本形式又包括若干種具體的結(jié)構(gòu)，如下所列。 其中，變速器側(cè)蓋取力，由于在設(shè)計(jì)變速器時(shí)已考慮了動(dòng)力輸出，因

57、而一般在變速器左側(cè)和右側(cè)都留有標(biāo)準(zhǔn)的取力接口，也有專門生產(chǎn)與之配套的取力器的廠家，這種取力器較為常用，故本課題中，為了便于設(shè)計(jì)，節(jié)約成本，同時(shí)也考慮到大批量生產(chǎn)，采用變速器側(cè)蓋取力方式。 1-氣缸；2-活塞；3、4-O型封圈；5-活塞桿；6-彈簧；7-撥叉；8-滑動(dòng)齒輪；9-接合齒輪；10-油封；11-輸出軸；12-滾針軸承；13-中間齒輪；14-外殼；15-定位銷；16-十字軸；17、21-傳動(dòng)軸；18-泵架；19-彈性柱銷聯(lián)軸節(jié)；20-液壓泵；22-連接套筒 圖5.2 變速器側(cè)蓋取力器 5.5本章小結(jié) 本章主要對輕型農(nóng)用自卸汽車的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、液壓油缸、油箱進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對液壓油

58、泵取力器進(jìn)行了選取，綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。  第6章 副車架的設(shè)計(jì) 在專用汽車設(shè)計(jì)時(shí)，為了改善主車架的承載情況，避免集中載荷，同時(shí)也為了不破壞主車架的結(jié)構(gòu)，一般多采用副車架(副梁)過渡。本車在工作中受較大的彎曲應(yīng)力。因此，本車副車架縱梁采用兩根抗彎性能較好的平直槽行梁，材料為16MnL[13]。 在增加副車架的同時(shí)，為了避免由于副車架剛度的急劇變化而引起主車架上的應(yīng)力集中，所以對副車架的形狀、安裝位置及與主車架的連接方式都有一定的要求。 6.1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6.1所示的槽

59、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6.1 副車架的截面形狀 參照國內(nèi)外總質(zhì)量相近車型的副車架縱梁端面尺寸，確定副車架縱梁端面尺寸為100、80、60mm。 6.2副車架前段形狀及位置 6.2.1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

60、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主車架的約束。 副車架與主車架連接如圖6.2所示。 圖6.2 副車架與主車架的連接 A-A處是截面突變點(diǎn)，在受沖擊載荷時(shí)，此處出現(xiàn)應(yīng)力集中，嚴(yán)重時(shí)造成主車架斷裂。這就要求副車架的前端結(jié)構(gòu)要設(shè)計(jì)成漸變截面，以減緩應(yīng)力集中。 圖6.3 副車架的前端結(jié)構(gòu) 副車架前端形狀常有三種形狀(見圖6.4)。 對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6.4(c)所示：；。 （a）U形；（b）角形；（c）L形 圖6.4副車架的三種前端形狀 如果

61、加工上述形狀困難時(shí)，可以采用如圖6.5所示的副車架前端簡易形狀，此時(shí)斜面尺寸較大[14]。 對于鋼質(zhì)副車架：； 對于硬本質(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。 圖6.6為某散裝水泥運(yùn)輸車的罐體、副車架相對于汽車底盤的安裝位置。在滿足軸荷分配的前提下，其中A不宜過大，留足空壓機(jī)的位置即可；B為副車架的前增離主車架拱形橫粱的距離，一般在100 mm之內(nèi)；C為固定副車架的前面第一個(gè)U型螟栓距拱形橫梁的距離，一般控制在500-800 mm的范圍內(nèi)。 （a）剛質(zhì)副車架 ；（b）硬木質(zhì)副車架 圖6.5 副車架前端簡易形狀 圖6.6 副車架的安裝位置

62、 6.2.2 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6.7 1-縱梁；2-連接板；3-橫梁 圖6.7 橫梁與縱梁的連接 圖6.7（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6.7（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

63、上下翼面早期損壞。 圖6.7（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]。 6.2.3 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6.8是

64、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6.8 止推連接板的結(jié)構(gòu) 圖6.9 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

65、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6.9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。 6.3副車架

66、主要尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 6.3.1副車架主要尺寸設(shè)計(jì) 副車架對主車架起到加固作用，其寬度和選用的底盤的寬度相同，高度也相同，長度在底盤主車架長度基礎(chǔ)上去掉主車架與車廂之間的距離長度。其尺寸設(shè)計(jì)如下： 副車架長度： 2760mm(從車廂到駕駛室方向220mm) 副車架寬度： 578mm 副車架高度： 150mm 6.3.2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 在自卸車按額定裝載質(zhì)量進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)，對主車架來說，其整車重心后移。其受力簡圖見圖6.10 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： 由圖，可以列出： 求得 圖6.10 主車架額定裝載運(yùn)輸重心作用簡圖 2、副車架剪力及彎矩的求解 副車架和主車架通過U型螺栓相聯(lián)，在自卸車額定裝載時(shí)，由主車架重心作用簡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化圖4.2。 圖6.11 副車