自卸車設(shè)計

51頁 19000字數(shù)+論文說明書+7張CAD圖紙【詳情如下】

舉升機構(gòu).dwg

外文翻譯--自卸車舉升系統(tǒng)設(shè)計淺談.doc

液壓操縱.dwg

自卸車前頂液壓缸.dwg

自卸車總成圖.dwg

自卸車設(shè)計說明書.doc

自卸過程.dwg

車廂.dwg

車架總成.dwg

目  錄

第1章 緒論 3

1.1 課題的提出 3

1.2 專用汽車設(shè)計特點 5

1.3課題的實際意義 6

1.4 國內(nèi)外自卸汽車的發(fā)展概況 7

第2章 輕型自卸車主要性能參數(shù)的選擇 10

2.1整車尺寸參數(shù)的確定 10

2.2質(zhì)量參數(shù)的確定 10

2.3其它性能參數(shù) 12

2.4本章小結(jié) 12

第3章 自卸車車廂的結(jié)構(gòu)與設(shè)計 13

3.1 自卸汽車車廂的結(jié)構(gòu)形式 13

3.1.1車廂的結(jié)構(gòu)形式 13

3.1.2車廂選材 14

3.2車廂的設(shè)計規(guī)范及尺寸確定 14

3.2.1車廂尺寸設(shè)計 15

3.2.2車廂內(nèi)框尺寸及車廂質(zhì)量 16

3.3車廂板的鎖啟機構(gòu) 17

3.4 本章小結(jié) 17

第4章 自卸舉升機構(gòu)的設(shè)計 18

4.1自卸舉升機構(gòu)的選擇 18

4.1.1舉升機構(gòu)的類型 18

4.1.2自卸汽車傾卸機構(gòu)性能比較 21

4.2舉升機構(gòu)運動與受力分析及參數(shù)選擇 23

4.2.1機構(gòu)運動分析 23

4.2.2舉升機構(gòu)受力分析與參數(shù)選擇 24

4.3本章小結(jié) 26

第5章 液壓系統(tǒng)設(shè)計 27

5.1液壓系統(tǒng)工作原理與結(jié)構(gòu)特點 27

5.1.1工作原理 27

5.1.2液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置 28

5.1.3 液壓分配閥 28

5.2油缸選型與計算 29

5.3油箱容積與油管內(nèi)徑計算 30

5.4取力器的設(shè)計 31

5.5本章小結(jié) 32

第6章 副車架的設(shè)計 33

6.1副車架的截面形狀及尺寸 33

6.2副車架前段形狀及位置 33

6.2.1 副車架的前端形狀及安裝位置 33

6.2.2 縱梁與橫梁的連接設(shè)計 35

6.2.3 副車架與主車架的連接設(shè)計 36

6.3副車架主要尺寸參數(shù)設(shè)計計算 37

6.3.1副車架主要尺寸設(shè)計 37

6.3.2副車架的強度剛度彎曲適應(yīng)性校核 37

6.4本章小結(jié) 44

結(jié)論 45

參考文獻 46

致謝 47

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：公路運輸?shù)钠胀ㄗ孕盾?；非公路運輸?shù)闹匦妥孕盾?，主要用于礦區(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、按傳動類型分類：機械傳動、液力機械傳動和電動三種類型。

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、按傾卸機構(gòu)分類：直推式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、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)濟的不斷發(fā)展，上世紀80年代末發(fā)展起來的自卸運輸車輛，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行規(guī)范，從而促進了輕型農(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，我國亦確立了以擴大內(nèi)需為主的經(jīng)濟政策，實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略，加大對基建項目的投資力度，農(nóng)林牧漁、采礦、水利、軍工、環(huán)保、商業(yè)運輸、交通、通訊、金融、機場、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輸作業(yè)中輕型農(nóng)用自卸車以其靈活機動、價格低廉的優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用。

傾卸裝置是自卸汽車的主要結(jié)構(gòu)部分。其主要組成如下：

普通自卸汽車機構(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)計當中，液壓舉升機構(gòu)和車廂的設(shè)計一直處于重要的地位。這是因為液壓舉升機構(gòu)是輕型農(nóng)用自卸車的重要工作系統(tǒng)，其設(shè)計方案的優(yōu)劣直接影響著汽車的多個主要性能指標;對提高液壓舉升機構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量和效率具有重要的意義。

1.2 專用汽車設(shè)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(shè)計上，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，概括如下：

1、專用汽車設(shè)計多選用定型的基本型汽車底盤進行改裝設(shè)計  

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、銷售價格及相關(guān)資料等。然后根據(jù)所設(shè)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(zhì)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(shè)計的底盤。能否選到一種好的汽車底盤，是能否設(shè)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(yīng)盡量選用定型的汽車總成和部件進行設(shè)計，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)計的主要工作是總體布置和專用工作裝置匹配

設(shè)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(chǎn)持點

專用汽車設(shè)計應(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。對專用汽車零部件的設(shè)計，應(yīng)按“三化”的要求進行，最大限度地選用標難件，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，應(yīng)遵循單件或小批量的生產(chǎn)持點工的可能性。

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椬鳂I(yè)性能的好壞，主要決定干這些部件的性能和可靠性。

.4本章小結(jié)

本章主要對輕型農(nóng)用自卸汽車的副車架的結(jié)構(gòu)、連接形式、主要尺寸進行了設(shè)計，對副車架的剛度和強度進行了校核，綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點，選擇本設(shè)計的設(shè)計方案。

結(jié)  論

本次自卸汽車的改裝設(shè)計是在已有的載貨汽車上加裝一套舉升裝置，使汽車具有自動卸貨功能。本次設(shè)計是在選定總體設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，進行對輕型農(nóng)用汽車的機械部分，即舉升機構(gòu)的設(shè)計、尺寸參數(shù)確定、校核，及液壓元件的選定。在此過程中完成了以下工作。

（1）了解自卸汽車的概念、功用、結(jié)構(gòu)。并在了解目前專用車改裝用底盤類型及應(yīng)用的基礎(chǔ)上，確定選用二類底盤作為此次改裝設(shè)計用底盤。然后，比較分析舉升機構(gòu)、液壓系統(tǒng)、副車架等相關(guān)不同方案的優(yōu)缺點，完成對其的方案選擇和作出適當?shù)母倪M。從而完成對整車總體設(shè)計方案的最終確定。

（2）完成對自卸車廂的設(shè)計以及舉升機構(gòu)的運動學、力學分析，確定舉升機構(gòu)相關(guān)尺寸參數(shù)。

（3）在選定的液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)上完成了舉升液壓缸、液壓泵、液壓油箱的計算與選型，則在保證其功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)上完成了對其的簡要設(shè)計。同時對管路內(nèi)徑、液壓油等作了簡單的計算與選擇。

（4）最后對自卸汽車的副車架的尺寸、連接形式進行了設(shè)計并對其進行強度校核。

至此，對輕型農(nóng)用自卸車的改裝設(shè)計基本完成。通過這次系統(tǒng)的研究，本人認為創(chuàng)新點就在于給自卸車車廂自動開閉裝置，選用了杠桿掛鉤。這種杠桿掛鉤設(shè)計不僅會自卸車卸料自如，結(jié)構(gòu)簡單便于維護的優(yōu)點，而且還較好的解決了運輸時掉渣和卸貨時的操作方便等問題，有利于自卸車工作效率提高。

本自卸車卸貨舉升機構(gòu)，操縱方便省力，堅固耐用，滿足各種惡劣條件下的使用要求，防護性好，不宜損壞；結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，利于推廣；車廂自動開閉機構(gòu)

通用性強，方便各種車型的裝配。本自卸車雖然具有許多優(yōu)點，但本設(shè)計還存在一些問題，例如材料強度不高，密封存在死角，以及液壓系統(tǒng)的密封等問題。

參考文獻

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致    謝

至此，為期一個學期的畢業(yè)設(shè)計就要結(jié)束了，同時也給自己的大學生活畫上一個句號。這次畢業(yè)設(shè)計可以說對自己大學這幾年所學知識進行的一個全面的回顧和復(fù)習，這其中也發(fā)現(xiàn)了自己的不足和欠缺之處，雖然今后像大學這樣系統(tǒng)的學習機會還會有很多，但是能夠通過畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己不足之處，能夠再一次全面系統(tǒng)的學習一次大學知識，尤其是那些與汽車專業(yè)息息相關(guān)的內(nèi)容，將會對自己起到很大的幫助。

通過這么長時間的鍛煉和學習，使自己學到了很多在課堂上不曾學到的知識和經(jīng)驗，這也是在踏上研究生學習之路以前對自己能力的一個檢驗。

輕型農(nóng)用自卸車廂和舉升機構(gòu)的設(shè)計完成了，但是能否真正符合實際性能要求，還得需要進行實際的檢驗。由于本人能力和經(jīng)驗的有限，可能會與實際的需要情況出現(xiàn)較大的偏差，但是畢業(yè)設(shè)計目的不在于實際的應(yīng)用，而是在于通過這次設(shè)計達到鍛煉自己獨立完成任務(wù)的目的。在這次的畢業(yè)設(shè)計過程中得到了指導(dǎo)老師韓春強的大力支持，在此表示深深的敬意和衷心的感謝。對本人設(shè)計時所引用到的各種期刊文獻的作者表示由衷的謝意。也感謝汽車工程系的各級領(lǐng)導(dǎo)和車輛工程教研室的各位老師，在畢業(yè)設(shè)計期間他們給了本人莫大的幫助

附 錄 附錄 A 英文原文 A In a in of of of of of a . of of 2. in of to be of in in of of by .2 on of on of to in 9001350 007500600mm to 600 2300 1500in of In of of to of in is 2.2 of in in of of we on of of of of on a of of In to of of of on If of By of of it is .6 .7 of is of to as to of to of to ue to of of at of so of is to to of of to of we a at of on s of to As to a of to to in on to a to in as as to to or to of to of to of on of of in of to is in to to be to of 3. of we an in to to to in to to a be as a in be in 00to to to of to in or to on in he to is 3.2 to of s is of to of of to a in on of of a in a in of in 4. of is of in of of At of to of a of of of 附錄 B 中文翻譯 自卸車舉升系統(tǒng)設(shè)計淺談 馬丁 克洛斯 摘要 :本 文通過對自卸車的簡要設(shè)計分析 , 針對長度較大的重型自卸車的特點 , 從舉升系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及液壓設(shè)計方面提出了相應(yīng)的措施 , 對重型自卸車的舉升系統(tǒng)設(shè)計有一定的指導(dǎo)作用。 關(guān)鍵詞 :重載；舉升；系統(tǒng) 1、 自卸車主要結(jié)構(gòu) 自卸車的結(jié)構(gòu)主要包括舉升系統(tǒng)、底盤、副車架、車廂等組成 , 2、 舉升機構(gòu)設(shè)計分析 重型自卸車舉升系統(tǒng)在設(shè)計過程中需要解決的主要問題包括 :舉升形式的選取、車箱在舉升過程中的穩(wěn)定性、前后橋的軸荷分配合理性及液壓系統(tǒng)的可靠性。下面將通過底盤上設(shè)計 自卸車這一具體事例 ,闡述自卸車舉升機構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計的一般思 路。 步確定車廂容積 根據(jù)二類底盤的參數(shù) :軸距 3900350懸 900質(zhì)量 17500整后懸為 1600要求 ,車箱尺寸確定 5600300500步確定車箱在底盤上的位置為車箱后端出去底盤車架后端 870確定舉升形式后 ,需要再通過分析計算前后橋的軸荷分配情況 ,驗證車箱在二類車上的位置是否合理。 升形式的確定 自卸車常用的舉升形式主要是有 F 式、 T 式、前置直頂式等形式。要在 T 式、前置直頂式三種舉升形式中確定一種最合適的 ,就需要分別就 三種情況進行分析校核。三種舉升形式各有其優(yōu)缺點 ,前置直頂式結(jié)構(gòu)緊湊、舉升效率高。工藝簡單、成本較低。但舉升后穩(wěn)定性差 ,對路面情況要求較高 ;F 式和 T 式舉升機構(gòu)橫向鋼度好、舉升轉(zhuǎn)動圓滑平順 ,油缸活塞的工作行程短 ,但舉升力系數(shù)較大。 為了確定究竟選用哪一種舉升形式最合適 ,筆者分別就三種情況做了理論分析。如果選用 F 式和 T 式舉升形式 ,最重要的對其舉升力系數(shù)進行計算比較。經(jīng)計算 不是很理想 (通常舉升力系數(shù)為 效果較好 )。而前 置直頂式油缸舉升力 T 大于 8 噸就可以了?？紤]到采用 F 式或 T 式舉升機構(gòu) ,舉升非常費力 ,需要大的舉升油缸 ,而且對三角臂等要求很高 ,不易實現(xiàn)。結(jié)合前述的分析 ,決定采用前置直頂式舉升形式。 高舉升穩(wěn)定性措施 因本次設(shè)計的車箱長度較大 ,同時又采用前置直頂式舉升形式 ,所以車箱的穩(wěn)定性非常重要 ,需要采取措施來提高車廂舉升過程中整車的穩(wěn)定性 ,防止整車發(fā)生側(cè)翻。通常情況自卸車車箱連接設(shè)計采用鉸軸與副車架連接 ,副車架通過 次設(shè)計我們采用了新的結(jié)構(gòu) ,扁鋼通過焊在側(cè)面的連接板用螺栓固定在主 車架上 ,這樣就大大降低了整車的重心 ,增加了穩(wěn)定性。由于車箱是通過鉸軸和鉸軸座來實現(xiàn)舉升轉(zhuǎn)動的 ,鉸軸座有一定高度現(xiàn)在用扁鋼替代了副車架 ,鉸軸座需要安裝在主車架縱梁上翼面以下 ,因此在主車架后端需要安裝一個 Z 型的橫梁來支撐后鉸軸座 ,Z 型的橫梁總成通過螺栓固定在車架后端 ,同時兩鉸軸座之間的距離盡量加大 ,以增加車箱舉升時的穩(wěn)定性。因車箱長度較大 ,設(shè)計時需考慮采用了穩(wěn)定裝置來增加整車穩(wěn)定性 ,穩(wěn)定裝置安裝在車廂中部偏前的位置。車箱安全撐桿設(shè)計在車架左右縱梁之間 ,形式簡單 ,安全可靠 ,操作方便?？紤]到車箱舉升后 ,鉸軸座處受力 非常大 ,因此在鉸軸座處需采用加強措施 ,以增加對鉸軸座的支撐力。 3、 舉升機構(gòu)液壓系統(tǒng)設(shè)計 前置直頂式的液壓傾卸機構(gòu)包括齒輪油泵、液壓油缸、舉升操縱閥、舉升閥、液壓油箱、管路、舉升機構(gòu)。液壓系統(tǒng)我們采用了先進的三回路系統(tǒng)。液壓控制系統(tǒng)工作原理圖 ,。在三回路的自卸車系統(tǒng)中 ,油液會通過流向油缸的唯一油路返回泵閥總成 ,在油液返回油箱的過程中 ,泵中的閥將會引導(dǎo)油液通過另一條油路 ,它只被用作返回油路 ,因為在大多數(shù)出色的油路設(shè)計中 ,回程油路中會安裝使用容量為 100過濾器 ,來過濾要進入油泵的污物 ,延長泵中零件的使用 壽命。三回路系統(tǒng)的主要優(yōu)點在于 :保證潔凈的油液會始終供給油泵 ,而不至于當自卸車在中位或保持位置時的供油只依靠泵在轉(zhuǎn)動時的內(nèi)部容積。 要部件的選擇 液壓系統(tǒng)主要采用海沃系統(tǒng) ,液壓油缸選用海沃多級套筒缸。 壓油缸安裝位置的確定 安裝直頂式液壓油缸要求車箱和駕駛室之間有足夠的空間 ,經(jīng)研究二類底盤的布置 ,駕駛室后面的消音器需要移動位置。因取消了副車架 ,液壓油缸需要安裝在主車架兩縱梁之間 ,利用主車架上的孔 ,設(shè)計了一個液壓油缸安裝座總成。安裝座用螺栓固定在主車架左右縱梁上 ,液壓油缸支撐軸再安裝在安裝座上 ,液壓油缸支架固定在車箱前板上。 4、結(jié)束語 以上是自卸車舉升系統(tǒng)的設(shè)計過程 ,本次設(shè)計的的主要特點就是在整車長度較大的自卸車中采用前置直頂式舉升機構(gòu) ,液壓系統(tǒng)為三回路系統(tǒng) ,采用泵閥一體式結(jié)構(gòu) ,工作原理簡單 ,結(jié)構(gòu)新穎 ;同時通過采用新結(jié)構(gòu)解決了在舉升過程中車廂的穩(wěn)定性問題。通過以上一個具體車型舉升系統(tǒng)設(shè)計過程的介紹 ,也可以反映自卸車舉升系統(tǒng)的一般設(shè)計思路。 1 目 錄 第 1 章 緒論 ....................................................................................................................... 3 題的提出 .............................................................................................................. 3 用汽車設(shè)計特點 .................................................................................................. 5 ....................................................................................................... 6 內(nèi)外自卸汽車的發(fā)展概況 .................................................................................. 7 第 2 章 輕型自卸車主要性能參數(shù)的選擇 ............................................................. 10 ............................................................................................. 10 ..................................................................................................... 10 ......................................................................................................... 12 ................................................................................................................. 13 第 3 章 自卸車車廂的結(jié)構(gòu)與設(shè)計 ........................................................................... 14 卸汽車車廂的結(jié)構(gòu)形式 .................................................................................... 14 .......................................................................................... 14 ...................................................................................................... 15 ................................................................................. 15 .............................................................................................. 15 .......................................................................... 16 ................................................................................................. 17 章小結(jié) ................................................................................................................ 17 第 4 章 自卸舉升機構(gòu)的設(shè)計 ..................................................................................... 18 ............................................................................................. 18 .......................................................................................... 18 卸機構(gòu)性能比較 ...................................................................... 21 ................................................................. 23 .............................................................................................. 25 .................................................................. 26 2 ................................................................................................................. 26 第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計 ................................................................................................... 27 理與結(jié)構(gòu)特點 ............................................................................. 27 ...................................................................................................... 27 ...................................................................................... 28 壓分配閥 ................................................................................................. 28 ..................................................................................................... 29 ..................................................................................... 30 ......................................................................................................... 31 ................................................................................................................. 35 第 6 章 副車架的設(shè)計 ................................................................................................... 36 ..................................................................................... 36 ......................................................................................... 36 車架的前端形狀及安裝位置 ................................................................. 36 梁與橫梁的連接設(shè)計 ............................................................................. 38 車架與主車架的連接設(shè)計 ..................................................................... 36 ............................................................................. 37 .................................................................................. 37 .......................................................... 37 ................................................................................................................. 44 結(jié)論 ...................................................................................................................................... 45 參考文獻 ............................................................................................................................ 46 致謝 ...................................................................................................................................... 47 3 第 1章 緒 論 題的提出 專用自卸車是裝有液壓舉升機構(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 ：公路運輸?shù)钠胀ㄗ孕盾?；非公路運輸?shù)闹匦妥孕盾嚕?要用于礦區(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 中型自卸車（ 4噸 重型自卸車（大于 8噸）。 3、按傳動類型分類 ：機械傳動、液力機械傳動和電動三種類型。 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、按傾卸機構(gòu)分類 ：直推式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、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)濟的不斷發(fā)展，上世紀 80 年代末發(fā)展起來的自卸運輸車輛，其裝載重量在 1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行規(guī)范，從而促進了輕型農(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 內(nèi)市場逐漸開放。同時，我國亦確立了以擴大內(nèi)需為主的經(jīng)濟政策，實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略，加大對基建項目的投資力度，農(nóng)林牧漁、采礦、水利、軍工、環(huán)保、商業(yè)運輸、交通、通訊、金融、機場、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輸作業(yè)中輕型農(nóng)用自卸車以其靈活機動、價格低廉的優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用。 傾卸裝置是自卸汽車的主要結(jié)構(gòu)部分。其主要組成如下： 4 ???????????????????????????????????????????????????開合機構(gòu)限位裝置安全撐桿傾卸機構(gòu)附件傾卸動力（取力）系統(tǒng)油泵、控制閥等油缸管路系統(tǒng)液壓系統(tǒng)副車架車廂傾卸桿系機構(gòu)傾卸機構(gòu)二類底盤普通自卸汽車傾 卸裝置 普通自卸汽車機構(gòu)組成圖如下圖 12345 6789011 5 圖 通自卸汽車結(jié)構(gòu)組成 在輕型農(nóng)用自卸車的設(shè)計當中，液壓舉升機構(gòu)和車廂 的設(shè)計一直處于重要的地位。這是因為液壓舉升機構(gòu)是輕型農(nóng)用自卸車的重要工作系統(tǒng)，其設(shè)計方案的優(yōu)劣直接影響著汽車的多個主要性能指標 ;對提高液壓舉升機構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量和效率具有重要的意義。 用汽車設(shè)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(shè)計上，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，概括如下： 1、專用汽車設(shè)計多選用定型的基本型汽車底盤進行改裝設(shè)計 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、銷售價格及相關(guān)資料等。然后根據(jù)所設(shè)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(zhì)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(shè)計的底盤。能否選到一種好的汽車底盤，是能否設(shè)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(yīng)盡量選用定型的汽車總成和部件進行設(shè)計，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)計的主要工作是總體布置和專用工作裝置匹配 設(shè)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(chǎn)持點 專用汽車設(shè)計應(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。對專用汽車零部件的設(shè)計，應(yīng)按 “ 三化 ” 的要求進行，最大限度地選用標難件，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，應(yīng)遵循單件或小批量的生產(chǎn)持點工的可能性。 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 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椬鳂I(yè)性能的好壞，主要決定干這些部件的性能和可靠性。 6 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)計不同，因此要對一些重要的總成結(jié)構(gòu)件進行強度校核。 7、專用汽車設(shè)計應(yīng)滿足有關(guān)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(yīng)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(fù)雜，要了解和掌握國家及 行業(yè)相應(yīng)的規(guī)范和標準，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)計有其自身的特點和要求，既要滿足汽車設(shè)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(gòu)成一個協(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，所以專用汽車設(shè)計人員。 既要具備汽車設(shè)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(shè)計計算。此外專用汽車設(shè)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(shè)計的產(chǎn)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。 題的實際意義 對于液壓舉升機構(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) 計液壓舉升機構(gòu)時應(yīng)滿足的性能有 : 1、較強的免維護性 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，自卸機構(gòu)的維護條件較差，甚至有時根本談不上什么維護。因此需要自卸機構(gòu)在設(shè)計時就要考慮到鉸支點和油缸的免維護性。 2、良好的動力性 舉升機構(gòu)作為輕型農(nóng)用自卸車卸料時的動力來源，為保證卸料順利完成，要求其必須具有良好的動力 性能。輕型農(nóng)用自卸車由于其特定的使用環(huán)境和用戶群體決定了它經(jīng)常處于超載狀態(tài)，這就要求舉升機構(gòu)要具有一定的過載系數(shù)。 3、平穩(wěn)性 要求舉升機構(gòu)在傾卸貨物時具有較好的平穩(wěn)性，不得有較大的動力沖擊，降低沖擊力對機構(gòu)各部件的損傷概率，保證機構(gòu)的使用壽命。 7 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，通過特定的機構(gòu)使用液壓力自動卸料。因此，自卸車舉升機構(gòu)應(yīng)達到的卸料目標是 :a、在較短的時間內(nèi)使貨箱舉升一定的角度，即舉升機構(gòu)將貨箱舉升到最大舉升角所需的時間 (對此國家規(guī)定了時間限值 );b、貨箱被舉升機構(gòu) 舉升到最大轉(zhuǎn)角時，貨物應(yīng)順利地傾卸完畢 (即最大舉升角達到貨物的安息角 )。 5、緊湊性 輕型農(nóng)用自卸車多數(shù)是中小噸位的工程運輸車輛，其裝載工具多為小型裝載機械。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，自卸車的舉升機構(gòu)布置空間就受到很大的限制，這就要求機構(gòu)具有較好的緊湊性，占用較少的空間。 6、協(xié)調(diào)性 液壓舉升機構(gòu)實際上是一種演化的四連桿機構(gòu)，在外力作用下，各部件能沿自己的鉸支點按設(shè)計者的意圖順利轉(zhuǎn)動，不得出現(xiàn) 傳動角小于許用傳動角的情況，更不能有死點位置的存在。 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 輛，銷售 車改裝量最大，共改裝 103492 萬輛，占總量的 ；載貨汽車 44870輛，占總量的 ；自卸汽車 27125輛，占總量的 ；廂式、罐式等專用車銷售 40966 輛，占總量的 。今年 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(chǎn)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(jié)合我國道路、經(jīng)濟等實際情況，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。可以看出，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。江蘇、河北、安徽、河南等 8個省去年產(chǎn)量之和約占總產(chǎn)量的 75％ ，其他 21個省僅占總產(chǎn)量的 25％ 。地域的不均衡性也顯示出專用車市場前景看好。 8 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輸市場息息相關(guān)。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(wù)沒有保證等特點。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?？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。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(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 60 年代初，經(jīng)過 40 多年的發(fā)展，尤其是在上世紀80 年代以后通過技貿(mào)結(jié)合與合作生產(chǎn)方式，從國外引進若干先進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械傳動式自卸汽車生產(chǎn)企業(yè)集團。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實的基礎(chǔ)。當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，尤其是新世紀以來，隨著我國社會經(jīng)濟和交通環(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 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，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技術(shù)，其主要表現(xiàn)以下幾個方面：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；廣泛采用計算機輔助設(shè)計，以提高設(shè)計的質(zhì)量和縮短設(shè)計研制的周期；在材料配置上，將更多地采用高強度 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)的自卸車尾鉤鎖緊機構(gòu)多數(shù)為拉桿式尾鉤鎖緊 9 機構(gòu)、鏈條式尾鉤鎖緊機構(gòu)、液壓手動控制式尾鉤鎖緊機構(gòu)等 , 這些機構(gòu)各有特點 , 在運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 16特點是鋼板厚 , 車箱沉重 , 截面一般呈方形 , 邊板和底板有很多的加強筋。 16 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 與傳統(tǒng)的方形車箱有著很大的區(qū)別 , 其特點是橫截面呈 而且車箱邊板和底板幾乎沒有使用加強筋。 具有較高的屈服強度 , 是 16 并且具有較高的硬度和沖擊韌性。在設(shè)計裝載量相同的情況下 , 用 6 板材厚度更薄 , 且不需要加強筋。據(jù)國外的一些廠家反饋 , 車箱使用 重量能減少 , 甚至更多。 某些自卸車在產(chǎn)品開發(fā)、試驗和用戶的使用過程中均發(fā)現(xiàn)舉升機構(gòu)中三角臂 早期斷裂問題。實際構(gòu)件在運動過程中承受一定動載荷的沖擊 ,受力大小方向不規(guī)則 ,使用傳統(tǒng)的方法很難對受力點的受力情況進行測量 ,直接利用現(xiàn)有的有限元軟件 無法對其進行分析 ,很難確定在運動過程中極限應(yīng)力區(qū)域 ;但是軟件劃分網(wǎng)格功能強大 ;而仿真分析軟件 然處理剛性物體運動精度較高 ,但對于復(fù)雜的柔性體的建模和計算都比較困難。為此一些專家利用有限元軟件 動力學軟件 行聯(lián)合仿真分析 ,找出了三角臂早期斷裂的原因 ,并提出改進方案。 10 第 2 章 輕型自卸車主要性能參數(shù)的選擇 承擔 公路運輸?shù)钠胀ㄗ孕盾囃ǔＪ怯赏N貨車變型設(shè)計而成。其總體設(shè)計程序與載貨車相近。首先，進行一系列的市場調(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)濟指標，了解有關(guān)設(shè)計法規(guī)等。在此基礎(chǔ)上擬定設(shè)計原則，協(xié)調(diào)使用、制造與經(jīng)濟三方矛盾，處理好產(chǎn)品技術(shù)先進性與工藝繼承性、零部件通用化程度以及生產(chǎn)成本的辯證關(guān)系，然后進入具體技術(shù)設(shè)計階段。 在技術(shù)設(shè)計階段，首先進行自卸車結(jié)構(gòu)選型，確定舉升機構(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)。 車尺寸參數(shù)的確定 表 車尺寸參數(shù) 外形尺寸（長 寬 高） 4540錯誤 !未找到引用源。 1800錯誤 !未找到引用源。 1980（ 軸距 2800距（前 /后） 1480/1470(前懸 970懸 770近角 25 離去角 36 最小離地間隙 185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 錯誤 !未找到引用源。 、整備質(zhì)量 錯誤 !未找到引用源。 、廠定最大總質(zhì)量 錯誤 !未找到引用源。 、質(zhì)量利用系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 、容積利用系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 ，以及重心位置 等 [3]。 1、廠定最大裝載質(zhì)量 錯誤 !未找到引用源。 根據(jù)裝載質(zhì)量級別分類中，輕型自卸車小于 于本設(shè)計中自卸車裝 11 載貨物為農(nóng)產(chǎn)品，因此這里取最大裝載質(zhì)量 錯誤 !未找到引用源。 為 1500 2、整備質(zhì)量 錯誤 !未找到引用源。 整備質(zhì)量 錯誤 !未找到引用源。 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)計時，常參考同類樣車及總成，進行零部件稱重或質(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 2100 3、 廠定最大總質(zhì)量 錯誤 !未找到引用源。 最大總質(zhì)量 錯誤 !未找到引用源。 是按規(guī)定裝滿貨物、坐滿司機乘坐人員的整備質(zhì)量?？砂聪率接嬎悖? 錯誤 !未找到引用源。 (式中： 錯誤 !未找到引用源。 —— 自卸車整備質(zhì)量， 誤 !未找到引用源。 —— 廠定最大裝載質(zhì)量， 誤 !未找到引用源。 —— 額定司機乘客人員質(zhì)量，每人按 65 錯誤 !未找到引用源。 、質(zhì)量利用系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 是廠定最大裝載質(zhì)量與其整備質(zhì)量之比 錯誤 !未找到引用源。 (錯誤 !未找到引用源。 越大，則該車材料消耗少，材料利用率高。因此 錯誤 !未找到引用源。 可反映自卸車設(shè)計制造水平。提高 錯誤 !未找到引用源。 的主要措施在于設(shè)法減輕傾卸機構(gòu)與貨廂質(zhì)量。一 般 3噸以下輕型自卸車之 錯誤 !未找到引用源。 約為 5、 容積利用系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 即單位容積裝載質(zhì)量。它取決于常運貨物的種類。通常堆裝部分的體積約占貨廂體積的三分之一。確定 錯誤 !未找到引用源。 的原則是既要充分利用汽車額定載重能力；又要避免在運輸高比重貨物時出現(xiàn)嚴重超載。對普通自卸車常取 錯誤 !未找到引用源。 =1650誤 !未找到引用源。 。 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，因此是一項重要指標。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)計時應(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)心計算公式如下： 質(zhì)心水平位置 錯誤 !未找到引用源。 ( 12 質(zhì)心垂直位置 錯誤 !未找到引用源。 (式中： 錯誤 !未找到引用源。 —— 自卸車廠定最大總質(zhì)量， 錯誤 !未找到引用源。 —— 自卸車前、后軸軸載質(zhì)量， 錯誤 !未找到引用源。 —— 底盤質(zhì) 量， 錯誤 !未找到引用源。 —— 改裝部分各總成質(zhì)量， 錯誤 !未找到引用源。 —— 廠定最大裝載質(zhì)量， 錯誤 !未找到引用源。 、 錯誤 !未找到引用源。 —— 底盤質(zhì)心坐標； 錯誤 !未找到引用源。 、 錯誤 !未找到引用源。 —— 改裝部分各總成質(zhì)量質(zhì)心坐標； 錯誤 !未找到引用源。 、 錯誤 !未找到引用源 。 —— 裝載質(zhì)量質(zhì)心坐標。 它性能參數(shù) 貨廂最大舉升角是當貨廂舉升角是當貨廂舉升至設(shè)計極限位置時，貨廂底部與車架平面之夾角。它取決于常運貨物靜安息角的大小。多數(shù)貨物靜 安息角在 40— 45錯誤 !未找到引用源。 范圍。故為保證卸貨干凈，一般自卸車最大舉升角常取 50— 60錯誤 !未找到引用源。 。此外，尚應(yīng)注意在最大舉升角時，車廂后板下垂最低點與地面保持一定卸貨高度。舉升時間指滿載時從開始舉升至最大舉升角所需時間。降落時間系指空載時貨廂從最大舉升角降至車架的時間。此兩項參數(shù)太長將影響運輸生產(chǎn)率；太短又勢必增大液壓系統(tǒng)負荷。故一般設(shè)計舉升時間要求為 15落時間要求為8 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) 進行了確定，綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點，選擇本設(shè)計的設(shè)計方案。 13 第 3 章 自卸車車廂的結(jié)構(gòu)與設(shè)計 卸汽車車廂的結(jié)構(gòu)形式 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 避免裝載時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)面通常布置有加強筋。 后傾式車廂廣泛用于輕、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。 123、 45 678圖 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 欄板開啟、關(guān)閉 14 的鉸接軸為上置式，開啟時，欄板呈自由懸垂狀，多用于有側(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)，以增加底板的強度和剛度，并可減輕自重。簸箕式車廂如圖 示。 圖 頃式及三面傾卸式車廂 圖 箕式車廂 本文設(shè)計的自卸車是承擔農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)短途運輸?shù)钠胀ㄗ孕镀?，沒有側(cè)傾要求，故采用后傾式車廂。 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 16程用鋼材。 廂的設(shè)計規(guī)范及尺寸確定 廂尺寸設(shè)計 外廓尺寸應(yīng)在廂式貨車總體設(shè)計階段予以確定。為了防止緊急制動時貨廂與駕駛室之間留有 150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 2 ；對于平頭車，該距離一般為軸距的（ 12 ；根據(jù)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 2700體寬度主要由底盤輪距 1480用要求及法規(guī)限寬的因素決定 ,這里取車廂寬度為 1800 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 將全金屬焊接車廂設(shè)計成等剛度體車廂是自卸汽車設(shè)計的重點 5 證高強度又能保證輕量化。 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，將按照各自的剛度產(chǎn)生各自的變形，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、互相補償?shù)?。當汽車前后左右車輪處于高差較大的路面，車架扭曲較大時，車廂應(yīng)該有一定的扭轉(zhuǎn)隨動性。如果車廂的扭轉(zhuǎn)剛度過大，當車架扭轉(zhuǎn)到一定程度時，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，當車架產(chǎn)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(shè)計的規(guī)范化的定量的設(shè)計計算方法并不是很完善，根據(jù)一些經(jīng)驗，可以知道一些設(shè)汁規(guī)范和經(jīng)驗數(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 體重物從 處落人車廂的沖擊負荷進行計算，車廂底板厚度應(yīng)不小于 10選材強度等級大于 60 。 3t 自卸汽車的車廂底板厚度應(yīng)不小于 6文所設(shè)計的自卸車，其額定載荷為 其車廂底板厚度取 6 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° ～ ，橫端面下窄上寬，單邊角度 1° ～ 。這樣，當車廂傾卸時，貨物不易在車廂內(nèi)卡住，易于傾卸。 廂內(nèi)框尺寸及車廂質(zhì)量 自卸車的裝載質(zhì)量為 1500用自卸車常運貨物密度如表 表 用自卸車常運貨物密度 土豆 玉米 小麥 甜菜 680誤 !未找到引用源。 640誤 !未找到引用源。 730誤 !未找到引用源。 650誤 !未找到引用源。 自卸車滿載時，裝載的質(zhì)量為 未找到引用源。 16 ( 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，以便提高運輸效率。車廂容積按下式計算 未找到引用源。 (式中 V—— 車廂容積（ 錯誤 !未找到引用源。 ） ; 錯誤 !未找到引用源。 —— 廂內(nèi)有效長度、寬度、高度（ 普通矩形車廂標準配置板厚為：前板 4 由此得出， V 錯誤 !未找到引用源。 符合要求。 由此，確定出 廂的尺寸如表 表 廂主要尺寸 長 (寬 (高 (底板厚 (2700 1800 400 6 側(cè)板厚 (底板傾斜角度 (° ) 側(cè)板傾斜角度 (° ) 4 1 1 本車貨箱尺寸為 2360 錯誤 !未找到引用源。 1800 錯誤 !未找到引用源。 400 貨箱各板體積 V=400 錯誤 !未找到引用源。 1800 錯誤 !未找到引用源。 9+400 錯誤 !未找到引用源。 2700 錯誤 !未找到引用源。 4 錯誤 !未找到引用源。 2+1800 錯誤 !未找到引用源。 2700 錯誤 !未找到引用源。 6 =44280000 錯誤 !未找到引用源。 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 16程用鋼材。 貨箱材料錳鋼密度 錯誤 !未找到引用源。 誤 !未找到引用源。 貨箱質(zhì)量為 未找到引用源。 取過載系數(shù)為 90 錯誤 !未找到引用源。 ，則車廂及滿載時的質(zhì)量為 1500 錯誤 !未找 到引用源。 90 錯誤 !未找到引用源。 +誤 !未找到引用源。 2000 車廂地板高度 17 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)生運動干涉，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、懸架動撓度以及車輛空載時車輪與地板下平面之間預(yù)留的空間等。設(shè)計時該預(yù)留空間一般取 230錯誤 !未找到引用源。 左右。 廂板的鎖啟機構(gòu) 自卸車汽車車廂板的鎖啟機構(gòu)有手動和自動兩種，現(xiàn)在大多采用自動鎖啟機構(gòu)。當自卸汽車卸貨時，車廂逐漸傾斜，當傾斜到一定程度，傾斜方向的車廂板便自動開啟，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，鎖啟機構(gòu)使自動將車廂板鎖住。本設(shè)計采用自動開閉機構(gòu)原理簡圖如下， 12圖 動開閉機構(gòu) 當車廂被舉升時，限位塊 1 隨著車廂一起升高，這時鎖鉤 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。當車廂回落時，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。 章小結(jié) 本章主要對輕型農(nóng)用自卸汽車的車廂的結(jié)構(gòu)和尺寸以及材料的選擇進行設(shè)計，同時對車廂后欄板的自動開閉機構(gòu)進行設(shè)計，綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點，選擇本設(shè)計的設(shè)計方案。 18 第 4 章 自卸舉升機構(gòu)的設(shè)計 卸舉升機構(gòu)的選擇 升機構(gòu)的類型 自卸車舉升機 構(gòu)又稱傾卸機構(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)代自卸車的舉升機構(gòu)均以液壓能作為舉升動力。 其功能是承載物料，并在液壓系統(tǒng)的驅(qū)動下完成傾卸動作。 自卸汽車對傾卸機構(gòu)的設(shè)計要求如下： （ 1）利用連桿機構(gòu)實現(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，具有很好的動力傳遞性能； （ 3）完成傾卸后，要能夠復(fù)位 [5]。 舉升機構(gòu)的主要類型有： 1、油缸直推式 油缸直推式傾卸機構(gòu)的示意圖如圖 種機構(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，容易實現(xiàn)三面傾斜。另外，若油缸垂直下置時，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。但是采用單缸時機構(gòu)橫向強度差，而且油缸的推程較大；采用多節(jié)伸縮時密封性也稍差。 液壓油缸車廂圖 推式傾卸機構(gòu) 2、俯沖式 俯沖式桿系傾卸結(jié)構(gòu)簡單，造價低，橫向剛度好，舉升轉(zhuǎn)動圓滑平順。但油缸必 19 須增大容量 [5]。如圖 推杠桿組合式 前推杠桿組合式傾卸機構(gòu)示意圖如圖 示，該機構(gòu)橫向剛度好，舉升時轉(zhuǎn)動平順圓滑，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。 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構(gòu)的示意圖如圖 示，這種機構(gòu)橫向剛度較好，舉升時轉(zhuǎn)動圓滑平順，三腳架推動車廂舉升時，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 合式傾卸機構(gòu)的示意圖如圖 示，該機構(gòu)結(jié)構(gòu)比較緊湊，橫向剛度較好，油缸的推程小，舉升時轉(zhuǎn)動圓滑平順。但舉升力系數(shù)大，舉升臂 (三角架 )較大 [7]。 圖 推杠桿組合式傾卸機構(gòu) 圖 沖式傾卸機構(gòu) 20 缸后推連桿組合式傾卸機構(gòu) 6、油缸浮動連桿式（強力型） 油缸浮動連桿傾卸機構(gòu)示意圖如圖 示，該機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，橫向剛度較好 ,舉升時轉(zhuǎn)動圓滑平順。油缸進出油管活動范圍大，油管長，副車駕受力改善，舉升力系數(shù)較小。但該機 構(gòu)結(jié)構(gòu)比較大，油缸固定在節(jié)點上，從而使桿件剛度要求較高。而且油缸轉(zhuǎn)動角度過大。 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構(gòu)的示意圖如圖 示，這種機構(gòu)橫向剛度較好，舉升時轉(zhuǎn)動圓滑平順，三腳架推動車廂舉升時，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)過程中擺動角度較大，且活塞行程稍大。 圖 桿平衡式傾卸機構(gòu) 21 缸浮動連桿式傾卸機構(gòu) 卸汽車傾卸機構(gòu)性能比較 傾卸機構(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)外典型傾卸機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型、性能特征，見表 目前，輕型、中型自卸車廣泛采用直推式傾斜機構(gòu)，三面傾卸式自卸車均采用直推式傾斜機構(gòu)。該機構(gòu)不僅具有結(jié)構(gòu)緊湊、改裝方便等優(yōu)點，而且通過合理地選取各支撐點的位置、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（即液壓缸推舉過程中油壓變化很小，且初始時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 種型式的傾卸機構(gòu)多用在重型自卸車上。這主要是因為更容易達到省力的目的，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。 圖 缸前推連桿組合式傾卸機構(gòu) 22 表 卸汽車舉升機構(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 1291 錯誤 !未找到引用源。 280 錯誤 !未找到引用源。 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，橫向剛度不足，采用多節(jié)伸縮時密封性較差 中置 斯太爾 991錯誤 !未找到引用源。 200 錯誤 !未找到引用源。發(fā) 50L 錯誤 !未找到引用源。 K 缸 桿組合式 馬勒里舉升臂式 五十鈴 向 剛 度 好 、 舉 升 轉(zhuǎn) 動 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 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 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) 升力適中，結(jié)構(gòu)緊湊但布置集中后部，車廂底板受力大 油缸液動連桿組合式 300 油缸進出油管活動范圍大，油管長 俯沖式 東急 73 型 桿系結(jié)構(gòu)極簡，造價低，但 23 綜上所述，對于本設(shè)計自卸車，本文選用油缸直推式傾卸機構(gòu)。該種舉升機構(gòu)直 接與車廂底板相連推動車廂，啟動性能較好，并能承受較大的偏置載荷；舉升支點在車廂中心附近，車廂受力狀況較好。 升機構(gòu)運動與受力分析及參數(shù)選擇 該車總體布置基本參數(shù)如下： 廠定最大裝載質(zhì)量 錯誤 !未找到引用源。 :1500 舉升總質(zhì)量 錯誤 !未找到引用源。 :2000最大舉升角 錯誤 !未找到引用源。 :50錯誤 !未找到引用源。 2 用作圖法進行機構(gòu)的運動分析，其結(jié)果詳見圖 構(gòu)運動分析圖 油缸必須增大容量 24 圖中 舉升初始位置，其舉升總質(zhì)量質(zhì)心為 錯誤 !未找到引用源。 ； 誤 !未找到引用源。 為舉升終了位置，其舉升總質(zhì)量質(zhì)心為 錯誤 !未找到引用源。 由總布置獲得： a 錯誤 !未找到引用源。 ;b 錯誤 !未找到引用源。 油缸總行程 L 計算：總行程 L 應(yīng)保證最大舉升角 錯誤 !未找到引用源。 的設(shè)計要求 [5]?？筛鶕?jù)余弦定理，從 誤 !未找到引用源。 解出： L 錯誤 !未找到引用源。 )錯誤 !未找到引用源。 (式中： 誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 O 錯誤 !未找到引用源。 錯 誤 !未找到引用源。 d 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 代入式 ( L=據(jù) L=1065 其三級行程分別為 錯誤 !未找到引用源。 , 錯誤 !未找到引用源。 。 自卸車之油缸舉升力應(yīng)保證最大舉升質(zhì)量時所需的舉升力矩。為此，對型農(nóng)用自卸車舉升機構(gòu)的最大受力狀況（即舉升初始狀態(tài)）進行受力分析，如圖 過受力分析求得油缸舉升力 P、各級油缸直徑 錯誤 !未找到引用源。 、錯誤 !未找到引用源。 、 錯誤 !未找到引用源。 ，以及各級油缸力矩比系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 、 錯誤 !未找到引用