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1、本科生畢業(yè)設計（論文） 本科學生畢業(yè)設計 QY3090雙側翻式 自卸車改裝設計 系部名稱： 專業(yè)班級： 學生姓名： 指導教師： 職 稱： The Graduation Design for Bachelor's De

2、gree QY3090 Refiting Design of the Bilateral Light Dump Truck Candidate： Specialty：Automobile Service Engineering Class：Two Class Supervisor：Associate Prof. 摘 要 雙側翻自卸車主要應用于農廠、窄路面的沿途卸貨維護。是一種輕型，高效的自卸車。它的車廂側傾自卸是雙側翻自卸車設計的重點項目，具有運載高效性、方便性、及卸貨的方便性、行駛的機動性、

3、卸貨時占地面積小的特點。在本設計中，首先對雙側翻自卸車的設計存在意義及目的進行分析，再對雙側翻自卸車的國內現(xiàn)狀分析，預測它的發(fā)展前景和未來應用前景，最后設計一個擬載重4噸的雙側翻自卸車，設計它的整體布局及設計方案。 本次設計先調查了雙側翻式自卸車的目前應用情況、發(fā)展現(xiàn)狀和存在的一些問題，并在此基礎上提出了本次設計的設計目標以及設計內容。設計中對雙側翻自卸車的設計過程進行了具體的說明，尤其對各部分零件的設計，如：副車架、液壓系統(tǒng)和車廂等做了細致的說明。 另外，對車廂進行設計時，對車廂的重量進行了詳細的計算，以保證整車的裝載質量不超過原車允許的裝載質量。在選擇液壓系統(tǒng)時也做了詳細的

4、計算，然后選擇；在整體設計完成后，對整車的性能也進行了計算和詳細的介紹。 本文的基本思路是先闡述原理，然后它們的優(yōu)缺點進行對比、分析，最后進行整車的綜合分析、選擇，以便使本次設計得思路清晰，讓人容易了解。 全套圖紙，加153893706 關鍵詞：雙側翻；自卸車；液壓系統(tǒng)；副車架；設計 ABSTRACT Turn along the way of bilateral discharging dump truck is mainly used in the farm, narrow road maintenance.?Is a ligh

5、tweight, efficient truck.?The compartment roll dump is bilateral turn key project of the design truck, carrying efficiency, convenience, and unloading convenience, driving the mobility, unloading when the area is small.?In the design, first of all on both sides of the turn design of unloading is the

6、 meaning and purpose of the analysis, to bilateral over the status of self unloading analysis, forecast its development prospects and future application prospect, finally design a quasi load 4 tons of bilateral tip dumpers and design its overall layout and design. This design to investigate the dou

7、ble side tipping type self unloading currently application and development present situation and the existence of some problems, and based on this, proposed the design the design goals and design content.?Design of double turn self unloading the design process of the specific instructions, especiall

8、y the design of the various parts, such as: Vice frame, hydraulic system and carriages made detailed explanation. In addition, the weight of the car was calculated in detail, in order to ensure the load quality of the vehicle is not more than the original vehicle loading quality.?In the selection o

9、f hydraulic system, the detailed calculation is also made, and then the performance of the whole vehicle is calculated and the details are introduced after the whole design is finished.. In this paper, the basic idea is elaborated the first principle, then their advantages and disadvantages are com

10、pared and analysis, finally vehicle comprehensive analysis, the choice was made in order to enable the design of clear thinking, makes it easier to understand. Keywords: bilateral double; dump truck; hydraulic system; subframe；design I 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1專用汽

11、車設計特點 1 1.2國內專用車發(fā)展現(xiàn)狀 3 1.3研究本課題的目的和意義? 4 1.4.自卸車分類? 5 第2章 總體設計 7 2.1 專用汽車總體布置原則 7 2.2總體設計方案確定? 8 2.3二類底盤的選擇? 9 2.3.1汽車底盤總成的滿足要求? 9 2.4車廂的設計? 10 2.4.1車廂選擇材料? 11 2.4.2估算車廂質量? 12 2.5 舉升機構的設計 13 2.5.1 舉升機構形式的選擇 13 2.6取力器的設計 15 2.7功率和比功率計算 17 2.7.1 功率平衡計算 17 2.7.2 比功率計算 16 2.8本章小結..

12、................................................................................................................16 第3章 副車架設計 17 3.1副車架的截面形狀及尺寸 17 3.1.1副車架的前端形狀及安裝位置 17 3.1.2 縱梁與橫梁的連接設計 18 3.1.3 副車架與主車架的連接設計 19 3.2副車架主要尺寸參數(shù)設計計算 20 3.3副車架的強度剛度彎曲適應性校核 21 3.4本章小結 27 第4章 整車總體參數(shù)最終確定 28 4.1 主要尺寸

13、參數(shù) 28 4.1.1 外廓尺寸 28 4.1.2 軸距與輪距 29 4.1.3 前、后懸 29 4.2 質量參數(shù) 29 4.2.1 裝載質量 29 4.2.2 整備質量 30 4.2.3 總質量 30 4.2.4 軸載質量 31 4.3 本章小結.................................................................................................................32 第5章 液壓系統(tǒng)設計 33 5.1液壓系統(tǒng)設計參數(shù)計算 33 5.1.1舉升液壓缸選型與

14、設計 33 5.1.2舉升油泵的選型計算 34 5.1.3油箱容積與油管內徑計算 35 5.1.5方向控制閥的選型 36 5.2操縱方式的選型 37 5.3本章小結 37 第6章 整車性能分析.....................................................................................................38 6.1 發(fā)動機的外特性..............................................................................

15、.......................38 6.2 雙側傾式自卸車的運動方程.................................................................................40 6.3動力性參數(shù)的計算..................................................................................................41 6.4燃油經濟性計算.....................................

16、.................................................................42 6.5 雙側傾卸自卸車穩(wěn)定性計算.................................................................................43 6.5.1雙側傾卸式自卸車運輸狀態(tài)穩(wěn)定性計算.....................................................43 6.5.2雙側傾卸式自卸車卸貨時穩(wěn)定性計算............

17、.............................................44 6.6 本章小結.................................................................................................................45 結論 46 參考文獻 47 致謝 48 附圖 49 第1章 緒 論 隨著國民經濟的持續(xù)快速增長，我國專用汽車市場進入了快速成長時期。以國外專用汽車發(fā)展為例，20世紀70～80年代，主要發(fā)達國家的專用汽車保有量

18、占載貨汽車保有量的50％左右，現(xiàn)在已經增加80%左右。2010年以來，我國專用車市場取得較好的經營業(yè)績，全國395家改裝車企業(yè)改裝汽車23.06萬輛，銷售23.05萬輛。自卸汽車27125輛，占總量的11.76％。隨著國內基礎設施建設需要不斷增加，自卸車產量近年來一直保持較高產銷量，在專用車綜合產量中保持第一位置，但在種類、型式、材料運用方面與國外還有一定的差距。作為專用汽車中一個分支的自卸汽車，陸續(xù)出現(xiàn)了多種多樣的型式，其中最常見的是后傾式自卸汽車，在當今社會自卸車中占絕大部分，其已經具有了一定的規(guī)模和體系，但對側傾式自卸汽車而言其生產量很少，在生產和運輸中就更難見到。側傾式自卸車在當今節(jié)約

19、型社會中對汽車裝卸停歇時間的縮短和運輸效率提高具有很重要的現(xiàn)實意義。 汽車工業(yè)發(fā)展的經濟效益不只是汽車本身，而是集中表現(xiàn)在汽車使用和流通的全過程中，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展必然是汽車運輸業(yè)的發(fā)展。由于社會對汽車的運輸效率和經濟性，以及各種功能和性能的要求也越來越高，從而使汽車運輸工具向專用化發(fā)展。?????????????????????????????????? 世界各國專用汽車在汽車工業(yè)中都占有舉足輕重的地位。從保有量來看，各國專用汽車的保有量在逐年增加，國際上各發(fā)達國家，其專用汽車的保有量約占載貨汽車保有量的50%~70%。? 專用汽車的研制、生產和應用不僅在實現(xiàn)

20、門到門的專業(yè)化運輸和作業(yè)方面受到社會的廣泛重視和歡迎，而且更直接的在大幅度地提高運輸效率、降低運輸成本、擴大汽車的應用領域等方面都發(fā)揮著極重要的作用。? 我國專用汽車生產近10年來雖然發(fā)展速度很快，成績巨大，但縱觀國內經濟發(fā)展藉求和世界工業(yè)發(fā)達國家專用汽車發(fā)展趨勢，我國專用汽車的品種還比較集中、單一，數(shù)量和品質還遠不能滿足國民經濟發(fā)展需要。因此，不斷開發(fā)新產品，增加產量和品種，提高產品品質是擺在專用汽車廠家面前的一項緊迫而艱巨的任務。? 1.1專用汽車設計特點 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輸和作業(yè)功能。因此在設計上，除了

21、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，概括如下： ①專用汽車設計多選用定型的基本型汽車底盤進行改裝設計 這首先就需要了解國內外汽車產品，特別是貨車產品的生產情況、底盤規(guī)格、供貨渠道、銷售價格及相關資料等。然后根據(jù)所設計的專用汽車的功能和性能指標要求，在功率匹配、動力輸出、傳動方式、外形尺寸、軸載質量、購置成本等方面進行分析比較，優(yōu)選出一種基本型汽車底盤作為專用汽車改裝設計的底盤。能否選到一種好的汽車底盤，是能否設計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行改裝的專用汽車，也應盡量選用定型的汽車總成和部件進行設計，以縮短產

22、品的開發(fā)周期和提高產品的可靠性。 ②專用汽車設計的主要工作是總體布置和專用工作裝置匹配 設計時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，可適當降低汽車底盤的某些性能指標，以滿足實現(xiàn)某些專用工作裝置性能的要求。 ③針對專用汽車品種多、批量少的生產持點 專用汽車設計應考慮產品的系列化，以便根據(jù)不同用戶的需要而能很快的進行產品變型 圖1—1為菜廠牽引車、半掛車和全掛車系列型譜。對專用汽車零部件的設計，應按“三化”的要求進行，最大限度地選用標難件，或選用已經定型產品的零部件，盡量減少自制件。 ④對專用汽車自制件的設計，應遵循單件或小批量的生產持點工的

23、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、空壓機及各種閥等，要從專業(yè)生產廠家中優(yōu)選 因專用汽車專項作業(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計不同，因此要對一些重要的總成結構件進行強度校核。 ⑦專用汽車設計應滿足有關機動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、機場寬體客車等，應作為特定作業(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雜，要了解和掌握國家及行業(yè)相應的規(guī)范和標準，使專用汽車有良好的適應性，工作可靠，是要設安全性

24、裝置。 綜上所述，專用汽車的設計有其自身的特點和要求，既要滿足汽車設計的一般要求．同時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，構成一個協(xié)調的整體，使汽車的基本性能和專用功能都得到充分發(fā)揮。 由于專用汽車種類繁多、結構復雜、使用面廣、開發(fā)期短等待點，所以專用汽車設計人員既要具備汽車設計的知識相能力．向時也要掌握專用汽車各種不同工作裝置的原理與設計計算。此外專用汽車設計人員還需要對用戶的要求，市場動態(tài)有充分的了解，這樣設計的產品才能在性能上先進，在市場上適銷對路，在使用上滿足用戶的要求。 1.2國內專用車發(fā)展現(xiàn)狀 我國專用車市場“蛋糕”將越做越大。去年以來

25、，我國專用車市場取得較好的經營業(yè)績，全國395家改裝車企業(yè)改裝汽車23.06萬輛，銷售23.05萬輛?？蛙嚫难b量最大，共改裝103492萬輛，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％。2014年1～8月份，各類專用車銷售均有較大增幅，樂觀估計今年全年專用車產銷將達30萬輛。 通過數(shù)字來看，去年一年銷售專用車達23萬輛，結合我國道路、經濟等實際情況，應該說數(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

26、小、技術落后、生產點過多等問題。 從改裝車生產分布地區(qū)來看，也存在較大不均衡性。江蘇、河北、安徽、河南等8個省去年產量之和約占總產量的75％，其他21個省僅占總產量的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多個品種。那么，未來改裝車市場到底是什么市場呢？肯定地說，應該向多品種、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輸市場息息相關

27、。目前，我國公路貨運市場的主體依然是以個體戶為主，公路貨運甚至還談不上物流管理，具有運輸成本高、隨意性大、服務沒有保證等特點。隨著我國加入世界貿易組織，這種格局將要逐步被打破。我國汽車工業(yè)保護期只有五年，但是公路貨運市場卻可以向外資開放?？鐕锪鞴菊⒁曧耥穸⒅袊坟涍\這塊大市場。這場戰(zhàn)斗誰是贏者，不言自明。集團化貨運市場對卡車的個性化要求將越來越高，同時需求數(shù)量也將越來越大。可以毫不夸張地說，未來的卡車發(fā)展方向將是專用車。 美國等發(fā)達國家專用車市場十分巨大，專用車具有品種多、技術含金量高等特點。就專用車品種而言，美國就有5000多個品種，甚至很多專用車已經被E化，裝有電腦、衛(wèi)星導航等

28、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輸主體的逐漸變化，將加快產品結構的變化和技術的升級。 1.3研究本課題的目的和意義? 自卸汽車是利用本車發(fā)動機動力驅動液壓舉升機構，將其車廂傾斜一定角度卸貨，并依靠車廂自重使其復位的專用汽車。 自卸汽車按其用途可分為兩大類：一類屬非公路運輸用的重型和超重型(裝載質量在20t以上)自卸汽車。主要承擔大型礦山、水利工地等運輸任務，通常是與挖掘機配套使用。這類汽車也稱為礦用自卸汽車。它的長度、寬度、高度以及軸荷等不受公路法規(guī)的限制，但它只能在礦山、工地上使用。另一類用于公路運輸用的輕、中、重型(裝載質量在2T～

29、20T)普通自卸汽車。它主要承擔砂石、泥土、煤炭等松散貨物運輸，通常是與裝載機配套使用。 某些自卸汽車是針對專門用途設計的，故又稱專用自卸汽車。如：擺臂式自裝卸汽車、自裝卸垃圾汽車等。圖1-1為普通自卸汽車的結構組成。 圖1-1 普通自卸汽車結構組成 1-液壓傾卸操縱裝置；2-傾卸機構；3-液壓油缸；4-拉桿；5-車廂； 6-后鉸鏈支座；7-安全撐桿；8-郵箱；9-油泵；10-傳動軸；11-取力器 普通自卸汽車技裝載質量分為：輕型自卸汽車、中型自卸汽車和重型自卸汽車；按運載貨物傾卸方向分為：后傾式、側傾式、 三面傾式和底卸式自卸汽車；按車廂欄板結構分為：欄板一面開啟式、欄

30、板三面開啟式和簸箕式(即無后欄板)自卸汽車。 隨著國內基礎設施建設需要不斷增加，自卸車產量近年來一直保持較高產銷量，在專用車綜合產量中保持第一位置，但在種類、型式、材料運用方面與國外還有一定的差距。自卸汽車繼續(xù)快速增長，銷量超過載貨汽車上升到第一位。主要原因是固定資產投資強勁增長，巨大的投資規(guī)模奠定了自卸車市場需求基礎；自卸汽車品種增加，不僅適應和滿足施工需求，同時向運輸市場發(fā)展；牽引汽車保持較快發(fā)展，已成為長距離公路運輸?shù)闹髁囆汀? 1.4自卸車分類? 1.按用途分類? 一般按用途分為兩大類：一類屬于公路運輸?shù)钠胀ㄗ孕盾?；另一類屬于非公路運輸?shù)闹匦妥孕盾嚕饕糜诘V區(qū)

31、裝卸作業(yè)與大中型土建工程。? 2.按裝載質量級別分類? 可分為輕型自卸車（其裝載質量一般小于3.5t）；中型自卸車（4t~8t）；重型自卸車（大于8t）。? 3.按傳動類型分類? 可分為機械傳動、液壓機械傳動和電傳動三種類型。載重30t以下的自卸車主要采用機械傳動；載重80t以上的重型自卸車多采用電傳動。? 4.按傾卸機構分類? 分直推式自卸車與杠桿舉升式自卸車。直推式又可細分為單缸式、雙缸式、多級式等。杠桿式又可細分為杠桿前置式、杠桿后置式和杠桿中置式等。? 5.按車廂結構分類 按欄板結構分一面開啟式、三面開啟式與無后欄板式（簸箕式）。

32、按底板橫斷面形狀分矩形式、船底式和弧底式。 ?6.按卸貨方式分類? 7、有后傾式、側傾式、三面傾卸式、底卸式以及貨箱升高后傾式等多種形式。? 第2章 自卸車主體設計 2.1 專用汽車總體布置原則 專用汽車總體布置的任務是正確選定整車參數(shù)，合理布置工作裝置和附件。使取力裝置、專用工作裝置、其它附件與所選定的汽車底盤構成相互協(xié)調和匹配的整體，達到設計任務書所提出的整車基本性能和專用性能的要求。在進行總體布置時應按照以下原則： (1) 盡量避免對汽車底盤各總成位置的變動 因為一些總成部件位置的變動，不僅會增加成本，而且也可能影響到整車性能。但有時為了滿足專用工作

33、裝置的性能要求，也需要作一些改動，如截短原汽車底盤的后懸、燃油箱和備胎架的位置作適當調整等。但改變的原則是不影響整車性能。 (2) 應滿足專用工作裝置性能的要求，使專用功能得到充分發(fā)揮 例如氣卸散裝水泥罐式汽車的專用功能是利用壓縮空氣使水泥流態(tài)化后，通過管道將水泥輸送到具有一定高度和水平距離的水泥庫中。氣卸水泥的主要性能指標是水泥剩余率或?；衣剩瑸榱私档瓦@一指標，可將罐體布置成與水平線成一定角度，如圖2-1所示。但這樣布置會使整車質心提高，減少了側傾穩(wěn)定角，因此也可以水平布置。所以在進行總布置時，要從多方面綜合考慮。 圖2-1 斜臥式粉罐汽車總體布置 1-裝料口；2-排氣閥；3-

34、空氣壓縮機；4-慮氣器；5-安全閥；6-進氣閥；7-二次噴嘴閥；8-壓力表；9-卸料口；10-調速器操縱桿；11-卸料軟管；12-進氣管道 1) 裝載質量、軸載質量分配等參數(shù)的估算和校核 為適應汽車底盤或總成件的承載能力和整車性能要求，在總布置初步完成后應對某些參數(shù)其中最主要涉及的是裝載質量的確定和軸載質量的分配進行估算和校核，這些參數(shù)對整車性能有很大影響。若不滿足要求應修改總體布置方案。 2) 應避免工作裝置的布置對車架造成集中載荷 例如在圖2-2混凝土攪拌運輸車的布置方案中，圖(a)的布置形成了明顯的集中載荷，而在圖(b)的布置中、由于采用了具有足夠剛性的副車架，因而可將這種集中

35、載荷轉化成均布載荷，有利于改善主車架縱梁的強度和壽命。 圖2-2 主車架縱梁載荷狀態(tài)比較 3) 應盡量減少專用汽車的整車整備質量，提高裝載質量 由于專用汽車工作裝置的增加，使得專用汽車的整備質量比同類底盤的普通貨車要增加。據(jù)統(tǒng)計，一般自卸車要增加耗材5%～10%，一般罐式車要增加耗材15％～25％，因此，減少整備質量，充分利用底盤的裝載質量，增大質量利用系數(shù)，是專用汽車改裝設計過程個要追求的主要指標之一。 4) 應符合有關法規(guī)的要求 例如對整車的長、寬、高、后懸等尺寸在相關法規(guī)中部有明確的規(guī)定，一定不能超出標準的要求。 2.2總體設計方案確定? 設計一輛載重量

36、為4噸的雙側翻式自卸車，設計主要包括以下幾個關鍵部分：? 1. 汽車底盤，自卸車的底盤擬選用EQ1092F19DJ5二類底盤。底盤的好壞對最后自卸車的性能有直接的影響，所以選好底盤非常重要；? 2. 自卸車的車廂，因為是雙側翻式的，所以設計的車廂要能達到雙側翻的目的，選擇的材料要滿足強度的需要，車廂的容積要符合我們載重量的要求；? 3. 舉升機構，舉升機構的設計要根據(jù)空間的大小、傾卸的方向和要達到的傾卸角度來設計，充分考慮到結構約束、機構傳動性約束和油壓特性約束；? 4. 鉸接機構，鉸接機構在運輸和傾卸過程中要保證安全，在行駛過程中不能意外打開，在傾卸過程中不能發(fā)生干涉，設計過程中要保

37、證足夠的強度，滿足傾卸的要求；? 5. 液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)要保證為車廂側翻提供足夠的舉升力，并且力不能過大，不能對車廂底部造成破壞。液壓系統(tǒng)的動力來源可以選用取力器。取力器的取力來源有很多種，常見的是變速箱取力，還有發(fā)動機取力、離合器取力、傳動軸取力等，根據(jù)需要在合適的位置取力。液壓系統(tǒng)還要有液壓泵、液壓閥、油箱和液壓油缸等。液壓缸的選擇我們可以通過最大舉升力和油缸行程來選取，在選取過程中還要考慮到空間結構的影響，油缸活塞頭有球頭式和鎖銷式兩種。當選擇球頭式的時候我們還要設計球頭座，確定球頭的安裝位置。當選擇鎖銷式活塞頭的時候，我們要設計鉸接座和選擇銷軸。在設計液壓油缸鉸支座時，要在副車架上

38、裝有橫梁。然后將其安裝到橫梁上去。具體位置在設計過程中決定；? 6. 附屬裝置，當需要時還要有一些附屬的裝置。例如，雙側傾式自卸車車廂底架與副車架之間的固定方式在舉升時應是活動的，這樣才能使車廂雙方向傾卸，但是在汽車行駛時車廂就應該是固定的，怎樣判斷是否固定，這就需要有相應的裝置來保證。還有需要高強度的部分還要安裝加強筋或者加強板。由于本車輛可用于城市街道的建設，所以在運輸物料時，在物料上面應該有苫布以保證在運輸過程中不能將東西散落于街道，造成污染。這樣在車廂上就要設計用來掛苫布的掛鉤。還要給苫布留有安裝位置，初步定在駕駛室上擋板下側。? 根據(jù)選用的二類底盤進行雙側翻式自卸車的設計，

39、使其具有雙側傾斜貨物的功能。 2.3二類底盤的選擇? 汽車底盤通常是指除車身以外的其余部分。在車架上安裝好發(fā)動機系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)以及轉向和制動系統(tǒng)等。? 在選擇底盤時，一般是按經濟效益來考慮的，比如：底盤的價格、裝載質量、超載能力、百公里油耗、養(yǎng)路費等。除此之外，用戶還要考慮底盤車架上平面離地高度。該數(shù)值越大整車重心越高，越容易造成翻車。影響該數(shù)值的因素主要是輪胎直徑、懸掛的布置和主車架截面高度。?? 專用車輛所采用的基本底盤按結構組成可分為二、三、四類底盤。根據(jù)整車的結構的需要，本設計采用了二類底盤，它是從基本整車上去掉貨箱裝置而形成的。目前

40、，幾乎80%以上的專用車輛均采用二類地盤進行改裝設計，其設計時要注意貨箱和工作裝置的設計，而且還要對其進行適應性分析和必要的強度校核。? 汽車底盤總成的滿足要求? 1. 適用性? 對于專用改裝車的總成應適用于專用汽車特殊功能的要求，并以此為主要目標進行改裝造型設計。? 2. 可靠性? 所選用的各總成工作應可靠，出現(xiàn)故障的幾率少，零部件要有足夠的強度和壽命，且同一車型各總成零部件的壽命應趨于平衡。? 3. 先進性? 所選用的底盤或總成，應使用整車在動力性、經濟性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性及通過性等基本性能指標和功能方面達到同類車型的先進水平。而且在專用性能上要滿足國家或行業(yè)標準的要求

41、。? 4. 方便性? 所選用的各總成要便于安裝、檢查保養(yǎng)和維修，處理好結構緊湊與裝配調試空間合理的矛盾。在選用底盤時，除了上述因素外，還有以下兩個很重要的方面：一是汽車底盤價格，它是專用汽車購置成本中很大的部分，一定要考慮到用戶可以接受。這也涉及到專用汽車產品能否很快的占有市場、企業(yè)能否增加效益等問題；二是汽車底盤供貨要有來源。東風車EQ1092F19DJ5適用于各類載重貨車及專用汽車特殊功能的要求，工作可靠，出現(xiàn)故障的幾率少，零部件有足夠的強度和壽命。動力性、經濟性、行駛平順性及通過性等基本性能指標和功能方面都能達到同類車型的先進水平，安裝、檢查保養(yǎng)和維修方便，結構緊湊，價格也比較便宜，

42、市場擁有量多，適合各種噸位的車型。 經過全面的考慮，選擇EQ1092F19DJ5型載貨車汽的二類底盤作為本設計自卸車的底盤，在此基礎上進行改裝設計。其主要參數(shù)如表下表。 2.4車廂的設計? 車廂是用于裝載和傾卸貨物，一般是由前欄板、左右側欄板、后欄板和底板等組成。它對自卸汽車的質量利用系數(shù)影響很大，對其使用壽命也有一定的影響。? 自卸汽車車廂的基本結構形狀有平底式、船底式、尾部上翹的半簸箕式和全長上翹簸箕式四種。其中側傾式自卸車主要用平底式車廂，箱體的前后板固定，左右欄板的上部采用鉸鏈活動固定可以展開為展翼狀。 在設計車廂時其載重量擬定為4噸，為了算

43、出車廂質量，首先確定車廂的體積。 2.4.1車廂選擇材料? 車廂材料的選擇比較重要，既要滿足剛度、強度方面的要求又要節(jié)省材料，降低制造成本。? 車廂底板主要受到貨物重力的作用，還有在裝卸時的慣性沖擊作用；車廂側板主要是運輸貨物過程中貨物對板的作用力比較大，相對受到力的作用要稍小于車廂底板；車廂后板的受力情況和側板相似，但還要考慮安全防護作用。? 綜合以上因素考慮：車廂底板選熱軋鋼板（GB/T709—1988）厚度6.0mm；車廂側板和后板選熱軋鋼板（GB/T?709—1988）厚度3.0mm；車廂的前板選熱軋鋼板（GB/T?709—1988）厚度3.0mm。

44、 車廂立柱的作用是固定側板和后板使車廂成為一個廂式結構。車廂立柱選熱軋扁鋼（GB704-1988）：寬度為100mm，厚度為50mm。 車廂底架主要承受來自貨物以及廂板的重力和慣性力作用，為了避免拖帶泥土及其它貨物再加上外觀美觀問題，皆選擇結構用冷拔無縫方形鋼管（GB/76728-2007），其結構如圖2.1所示。 圖2.1 2.4.2估算車廂質量? 車廂質量對后面的設計相當重要，一是根據(jù)其選取液壓缸（位置與最大承受壓力），二是確定車廂位置來分配軸荷。? 車廂底架所選矩形冷彎空心型鋼的數(shù)據(jù)如表2-2所示。 表2-2 車廂剛度，無論是

45、彎曲剛度還是扭轉剛度，都會增加車架的相應剛度，兩者的剛度是相輔相成、互相補償?shù)摹．斊嚽昂笞笥臆囕喬幱诟卟钶^大的路面，車架扭曲較大時，車廂應該有一定的扭轉隨動性。如果車相的扭轉剛度過大，當車架扭轉到一定程度時，車廂前支承緩沖塊相應的一側壓到極限位置，車廂縱梁的另一側可能離開緩沖塊，車廂前端的一大部分重量轉移到一側的車架縱梁上，縱梁可能超載損壞。如果車廂扭轉剛度過小，能與車架扭轉隨動，當車架產生較大扭曲時，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計的規(guī)范化的定量的設計計算方法并不是很完善，根據(jù)一些經驗，可以知道一些設汁規(guī)范和經驗數(shù)據(jù)： 1. 車廂底板和側梁斷面應小些，布

46、置應密集，這樣易于形成等剛度。自卸汽車的車架斷面系數(shù)也應比同級噸位的貨車車架大一倍。 2. 對于兩軸載質為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荷進行計算，車廂底板厚度應不小于10mm，其選材強度等級大于60kg級。5T自卸汽車的車廂底板厚度應不小于6mm，本文所設計的QY3090自卸車，其額定載荷為4t，故其車廂底板厚度取6mm。 由此，確定出QY3090車廂的尺寸如表2-2： 表2-2 QY3090車廂主要尺寸 長(mm) 寬(mm) 高(mm) 底板厚(mm) 4000 2220 980 6 側板厚(mm) 底板傾斜

47、角度(°) 側板傾斜角度(°) 3 0 0 2.5 舉升機構的設計 2.5.1 舉升機構形式的選擇 舉升機構分為兩大類：直推式和連桿組合式，它們均采用液體壓力作為舉升動力 直推式舉升機構利用液壓油缸直接舉升車廂傾卸。該機構布置簡單、結構緊湊、舉升效率高。但由于液壓油缸工作行程長，故一般要求采用單作用的2級或3級伸縮式套筒油缸。 按油缸布置位置不同，直推式舉升機構可分為前置和后置(也稱中置)兩種，如圖2-6所示。前置式油缸支在車廂前部,油缸的舉升力較小,油缸行程較大,一般用于重型自卸汽車上,油缸則通常采用多級伸縮油缸。，后置式油缸支在車廂中部,油缸行程較小,油缸的舉升力較大,多

48、采用雙缸雙柱式油缸。在相同舉升載荷條件下，前置式需要的舉升力較小，舉升時車廂橫向剛度大，但油缸活塞的工作行程長；后置式的情況則與前置式的相反。 圖2-6 直推式舉升機構的布置 (a)前置式；(b)后置式 常用的連桿組合式舉升機構布置有兩種：油缸前推式(又稱T式)和油缸后推式(又稱D式)，如圖2-7所示。 圖2-7 連桿組合式舉升機構 (a) 油缸前推式；(b) 油缸后推式 1- 鉸支座；2-車廂；3-油缸；4-三角臂 直推式和連桿組合式舉升機構的綜合比較見表2-2： 表2-2 直推式與連桿組合式舉升機構的綜合比較 類 別 項 目 直推式 桿系

49、傾卸式 結構布置 簡便，易于布置 比較復雜 系統(tǒng)質量 較小 較大 建造高度 較低 較高 油缸加工工藝 多級缸，加工精度高，工藝性差 單級缸，制造簡便，工藝性好 油壓特性 較差 較好 系統(tǒng)密封性 密封環(huán)節(jié)多，易滲漏，密封性差 密封環(huán)節(jié)少，不易滲漏，密封性好 工作壽命 磨損大，易損壞，工作壽命短 不易磨損，工作壽命長 制造成本 較高 較低 系統(tǒng)傾卸穩(wěn)定性 較差 較好 系統(tǒng)耐沖性 較好 較差 綜上所述，對于QY3090自卸車，本文選用直推式舉升機構。 2.5.2 最大舉升角的確定 確定車廂最大舉升角的依據(jù)是傾卸貨物的安息角。常見貨物

50、的安息角如表2-3所列。 表2-3 常見貨物的安息角 物料 煤 焦炭 鐵礦石 細砂 安息角 27°～45° 50° 40°～45° 45°～45° 物料 粗砂 石灰石 粘土 水泥 安息角 60° 40°～45° 50° 40°～50° 設計的車廂最大舉升角必須大于貨物安息角，以保證把車廂內的貨物卸凈。此外，在最大舉升角。時，車廂后欄板與地面須保持一定的間距H，如圖2-9所示。為了避免車廂傾卸時與底盤縱梁后端發(fā)生運動干涉，故圖2-9中的必須大于零。設計時，自卸汽車車廂最大舉升角可在27°～60°之間選取。對于QY3090自卸車，這里定其最大舉升角為60

51、°。 圖2-9 自卸汽車后傾最大舉升角的確定 2.6取力器的設計 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求而配備專門動力驅動外(例如部分冷藏汽車的機械制冷系統(tǒng))，絕大多數(shù)專用汽車上的專用設備都是以汽車底盤自身的發(fā)動機為動力源，經過取力器，用來驅動齒輪液壓泵、真空泵、柱塞泵、輕質油液壓泵、自吸液壓泵、水泵、空氣壓縮機等，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計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

52、種基本型式，每一種基本形式又包括若干種具體的結構，如下所列。 其中，變速器側蓋取力，由于在設計變速器時已考慮了動力輸出，因而一般在變速器左側和右側都留有標準的取力接口，也有專門生產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，為了便于設計，節(jié)約成本，同時也考慮到大批量生產，采用變速器側蓋取力方式。 圖2-10 變速器側蓋取力器 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-傳動軸；18-泵架；19-彈性柱銷聯(lián)

53、軸節(jié)；20-液壓泵；22-連接套筒 2.7功率和比功率計算 2.7.1 功率平衡計算 專用汽車在行駛過程中所需的驅動功率Pt按下式計算： 式中 ——整車總質量； ——滾動阻力系數(shù)； ——汽車底盤傳動系的機械效率； ——空氣阻力系數(shù)； ——整車迎風面積； ——最高車速； ——專用工作裝置在車輛行駛中從汽車底盤所取的功率； ——專用工作裝置的機械效率。 若考慮發(fā)動機功率有一定的儲備，則需要給發(fā)動機確定一定的負荷率，其范圍一般在75％～90％。當外載負荷變化大，或車輛行駛所需的功率估算不準確時，應取下限值，即0.75；當外載負荷變化小，或所需的功率估算較準確時，取上限

54、值，即0.90，一般負荷率不大于0.90。這樣可計算出專用汽車發(fā)動機所需要的總功率為： 2.7.2 比功率計算 所謂汽車的比功率是指單位汽車總質量的發(fā)動機功率，若不計風阻，其計算式有 據(jù)統(tǒng)計，專用汽車（含汽車列車）比功率的大致范圍是： 經計算可以得到以下結果：； 2.8本章小結 初步確定了本次設計的一些基本參數(shù)，汽車框架已經基本成型，以后的設計會在本基礎上相對展開。 第3章 副車架設計 3.1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3.1所示的槽形結構，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

55、。 圖3.1副車架截面形狀 3.1.1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，應盡量減少副車架的橫梁，以減少對縱梁的扭轉約束。 副車架油缸支承橫梁與翻轉軸橫梁形成框架。油缸支承橫梁應盡量靠近后懸架前支承處的橫梁，最好能位于后框架之內。因為這段主車架變形小，所以副車架對其扭轉約束力也相應減弱，同時保證了舉升機構的幾何特性。 在副車架結構要求剛性較高時，可在主、副車架中間增加一層橡膠墊，當主車架變形時以彈性橡膠的變形來減弱副車架對主車架的約束。 副車架前端形狀常有三種形狀(見圖3.2)。 對于這三種不同形狀的副車架前

56、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3.2(c)所示：；。 （a）U形；（b）角形；（c）L形 圖3.2副車架的三種前端形狀 如果加工上述形狀困難時，可以采用如圖3.3所示的副車架前端簡易形狀，此時斜面尺寸較大[1]。 對于鋼質副車架：； 對于硬本質副車架；； 副車架在汽車底盤上布置時，其前端應盡可能地往駕駛室后圍靠近。 3.1.2 縱梁與橫梁的連接設計 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3.3（a）橫梁與縱梁上下翼板連接，該種連接方式優(yōu)點是利于提高縱梁的抗扭剛度。

57、缺點是當車架產生較大扭轉變形時，縱梁上下翼面應力將大幅度增加，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3.3（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3.3（c）橫梁同時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，但作用在縱梁上的力直接傳遞到橫梁上，對橫梁的強度要求較高。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

58、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，同時為了降低成本和適于批量生產，本車架縱梁和橫梁的連接方式采用螺栓連接。 3.1.3 副車架與主車架的連接設計 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3.4是采用的止推連接板的結構形狀及其安裝方式。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生相對水平位移。相鄰兩個推止推連接板之間的距離在500～10

59、00 mm范圍內。 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3.4 止推連接板的結構 圖3.5 連接支架 2.連接支架 連接支架由相互獨立的上、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3.5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

60、接，在后懸架前支座后用止推連接板連接。 3.U型夾緊螺栓 當選用其它連接裝置有困難時，可采用U型夾緊螺栓。但在車架受扭轉載荷最大的范圍內不允許采用U型螺栓。當采用U型螺栓固定時，為防止主車架縱梁翼面變形，應在其內側襯以木塊，坦在消聲器附近，必須使用角鐵等作內襯。 綜合考慮三種連接方式的特點，以及裝配工藝性，本文設計的自卸車主副車架之間采用止推連接板式。 3.1.4 副車架的形狀 副車架形狀 如果已知車架在危險工況下，危險截面的彎矩為，則可計算出副車架在危險截面的彎矩，即: 副車架最大彎曲應力滿足以下強度條件: 式中: H—副車架截面高度

61、； —許用彎曲應力(可查有關手冊)。 以上所得出的副車架彎矩計算和強度校核公式完全可以用于設計計算和指導副車架的結構設計。 3.2副車架主要尺寸參數(shù)設計計算 由參考文獻可知，在設計自卸車時，所選取的二類底盤只有主車架，為了增加車架的強度剛度，延長車架的使用壽命，在原有主車架的基礎上增加了副車架。 對具有較高質心位置及載質量較大的廂式車一般采用槽形通長式副縱粱。制造材料應具有良好的焊接性和機械性能，一般要求抗拉強度 ≥370N/／mm2 ，屈服極限≥240N／mm2。延伸率以≥20％翼緣寬度應與主車架縱粱（(簡稱主縱粱)）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

62、后，要分別對副縱粱和主縱粱進行強度計算，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、生產效率高和生產成本低等優(yōu)點。 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度鋼板沖壓生產，也是適應提高汽車承載能力、延長使用壽命、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。 目前，我國載重汽車車架的縱梁和橫梁已經全部采用低合金高強度鋼鋼板制造?？v梁可以用抗拉強度為510MPa的16MnL和09SiVL(必須是用往復式扎機生產的)、10TiL和B51

63、0L鋼板生產，橫梁可以用抗拉強度為390MPa的08TiL和B420L鋼板來生產。 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。 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，高度可以小于主車架，長度在底盤主車架長度基礎上去掉主車架與車廂之間的距離長度。其尺寸設計如下： 表3.1 副車架尺寸 （單位：mm） 副車架長度 4180 副車架寬度 1420 副車架高度 260 副車架厚度 10 3.3副車架的強度剛度彎曲適應性校核

64、 1.額定裝載時整車重心作用點的求解 對主車架來說，其整車重心后移。其受力簡圖如下 圖3.7主車架額定裝載運輸重心作用簡圖 設定自卸車在額定裝載質量下，其前后軸承受的載荷相同，即有： （3.1） 2.副車架剪力及彎矩的求解 由主車架重心作用簡圖及求得的整車重心作用點，可以畫出額定裝載質量時自卸車副車架受力簡化圖如下圖： 圖3.8副車架額定裝載受力簡圖 將此時受力的副車架看為簡支梁(見下圖)，以便進行強度剛度及彎曲變形的校核。由下圖，可以列方程組： 圖3.9副車架等效簡支梁簡圖

65、 可求得： = = = 28765.89N 即大小為 28765.89N，方向與設定的方向相同。 可求得： = = = 即大小為9165.8N，方向與設定的方向相反。 由以上，可畫出實際的副車架等效梁示意圖。 圖3.10副車架實際等效梁簡圖 列出彎曲剪力及彎矩方程：

66、OA段 = = 28765.89 N (0