北方奔馳前四后八自卸車改裝設(shè)計(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過)

下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 北方奔馳前四后八自卸車改裝設(shè)計 系部名稱： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級： 車輛工程 B07-2 班 學(xué)生姓名： 梁曉龍 指導(dǎo)教師： 齊曉杰 職 稱： 教 授 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二一一年六月 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 The Graduation Design for Bachelors Degree North Benz 8 4 dump truck modification design Candidate: Liang Xiaolong Specialty: Vehicle Engineering Class: B07-2 Supervisor: Prof. Qi Xiaojie Heilongjiang Institute of Technology 2011-06Harbin 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 I 摘 要 本次設(shè)計的題目是北方奔馳前四后八自卸車改裝設(shè)計。以二類底盤為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)之上，進行改裝設(shè)計。北方奔馳前四后八自 卸車近幾十年來它在國內(nèi)外獲得迅速的發(fā)展與普及，它最大的優(yōu)點是實現(xiàn)了卸貨的機械化，從而提高卸貨效率。 不僅可以減輕工人勞動強度，還可以促進國家的經(jīng)濟建設(shè)速度， 關(guān)系到國家重點建設(shè)項目的建設(shè)和發(fā)展。同時在自卸車研究和生產(chǎn)過程中，也帶動了鋼鐵，化工等其它很多行業(yè)，又提供了大量的工作崗位，減輕就業(yè)壓力， 并日趨完善，成為系列化多品種的產(chǎn)品。因此，自卸車的發(fā)展是很有必要的。 所以本文以北方奔馳前四后八自卸車為設(shè)計題目，設(shè)計的主要內(nèi)容有以下幾個方面 ,確定自卸車的總體設(shè)計方案，對舉升機構(gòu)進行選擇，對液壓控制系統(tǒng)的進行設(shè)計，對車 廂的結(jié)構(gòu)及副車架進行設(shè)計等。最后所設(shè)計出來的自卸車能夠承載 15 噸的貨物的結(jié)實耐用的產(chǎn)品。 關(guān)鍵詞 ：自卸車；車廂；改裝；副車架；前四后八黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 II ABSTRACT The design on the topic of north Benz 8 4 dump design modification. Second class based on chassis, based on this, the modification. North Benz 8 4 dump in recent decades it at home and abroad and the development of the speedy popularization, its biggest advantage is realized the mechanization of discharge, so as to improve the efficiency of discharge. It can not only reduce labor intensity, also can promote the countrys economic construction speed, related to the national key construction project construction and development. At the same time in the research and production equipments in the process, also contributed to the steel, chemical and other many industries, and provide a great deal of the work, reduce the employment pressure, and improve, become a series of many varieties products. Therefore, the development of tipper is very necessary. So this paper to north Benz 8 4 equipments for design topic, design of the main content in the following aspects, determine the dump overall design scheme for the lifting mechanism of choice of hydraulic control system, the design of the structure of the carriage, and vice frame design, etc. Finally designed to carry the dump of 15 tons of goods sturdy products. Keywords: Equipments； Carriage； Modification； Deputy Frame； 8 4黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 目 錄 摘 要 . I Abstract . II 第 1章 緒 論 . 錯誤 !未定義書簽。 1.1 自卸車的發(fā)展 1 1.1.1 自卸車的種類 1 1.1.2 研究的意義目的 2 第 2章 自卸車主要性能計算 . 4 2.1 概述 4 2.2 主要性能計算 4 2.2.1 汽車的行駛方程式 9 2.2.2 汽車最高車速的確定 11 2.2.3 最大爬坡度 13 2.3 燃油經(jīng)濟性計算 13 2.4 整車軸荷分配計算 14 2.5 本章小結(jié) 15 第 3章 自卸車改裝設(shè)計 . 16 3.1 概述 16 3.2 舉升機構(gòu)的種類 16 3.3 舉升機構(gòu)的參數(shù)計算及校核 18 3.4 自卸汽車液壓系統(tǒng)設(shè)計 19 3.4.1 液壓系統(tǒng)工作原理與結(jié)構(gòu)特點 19 3.5 車廂主要尺寸參數(shù)設(shè)計 22 3.5.1 自卸車車廂的簡單說明和介紹 22 3.5.2 車廂鉸支座的設(shè)計 24 3.6 副車架主要尺寸參數(shù)設(shè)計及零部件的尺寸設(shè)計 25 3.6.1 副車架主要尺寸設(shè)計 25 3.6.2 副車架上鉚釘?shù)倪x擇 27 3.6.3 車廂鎖的設(shè)計 28 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3.6.4 止推連接板的設(shè)計 29 3.6.5 車廂導(dǎo)向板的設(shè)計 30 3.7 取力器 31 3.7.1 專用車取力器總體布置方案 31 3.7.2 取力器的基本參數(shù)與基本結(jié)構(gòu) 32 3.8 自卸過程各項參數(shù)計算 33 3.8.1 裝載質(zhì)量的確定 33 3.8.2 舉升過程中縱向穩(wěn)定性的計算 33 3.9 本章小結(jié) 34 結(jié) 論 . 35 參考文獻 36 致 謝 . .37 附 錄 . 38 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 1 買文檔送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 2 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 4 第 1章 緒 論 1.1 自卸車的發(fā)展 1.1.1 自卸車的種類 自卸車是指通過液壓或機械舉升而自行卸載貨物的車輛。又稱翻斗車。由汽車底盤、液壓舉升機構(gòu)、貨廂和取力裝置等部件組成。 自卸車在土木工程中，經(jīng)常與挖掘機、裝載機、帶式輸送機等工程機械聯(lián)合作業(yè)，構(gòu)成裝、運、卸生產(chǎn)線，進行土方、砂石、散料的裝卸運輸工作。 前四后八簡單通俗的說是商用車的一種類別。即前轉(zhuǎn)向輪為兩軸四輪 ,后驅(qū)動輪為兩軸 (橋 )每組雙輪共八輪。所謂前四后八 就是說前面是四個輪后面是 8 個輪，前 4就是前面是雙橋 4 個輪，后八也是雙橋，就是 8 個輪子驅(qū)動，每個橋 4 個輪，每個橋的左右各 2個輪，一般說雙橋單橋，都是指后面有幾個驅(qū)動橋 。 汽車是作為一種交通工具而產(chǎn)生的，但發(fā)展到今天已經(jīng)不能把它理解為單純的行的手段。因為汽車化”改變了當(dāng)代世界的面貌，它已經(jīng)成為當(dāng)代物質(zhì)文明與進步的象征及文明形態(tài)的一種代表。中國汽車工業(yè)的振興也必然會使中國的面貌煥然一新，在繁榮經(jīng)濟，促進四個現(xiàn)代化的實現(xiàn)，提高中國人民的生活水平，推動社會與地球上近四分之一的人類進步方面，發(fā)揮重大作用。現(xiàn)在人類社會 在不斷的進步與繁榮，交通的變革與發(fā)展在促進社會的發(fā)展中起了突出的作用，汽車作為一種交通工具的產(chǎn)生黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 5 對社會更具有重要的意義。人類社會及人們生活的“汽車化”，大大地擴大了人們?nèi)粘；顒拥姆秶?，擴大并加速了地區(qū)間、國際間的交往，成倍地提高了人們外出辦事的效率，極大地加速了人們的活動節(jié)奏，促進了世界經(jīng)濟的大發(fā)展與人類的快速進步，開創(chuàng)了現(xiàn)代“汽車社會”這樣一個嶄新的時代。據(jù)統(tǒng)計 :在以前蒸汽機輪船與蒸汽機車的問世曾推動了當(dāng)時的產(chǎn)生革命。繼蒸汽機輪船與火車出現(xiàn)之后， 1886 年德國工程師戴姆勒與奔茨二人以汽油內(nèi)燃機為動力，分別 獨立地制成了最早的實用汽車 1903 年美國人亨利福特創(chuàng)建了福特汽車公司， 1908 年推出了 T型車，并于 1913 年建成了流水作業(yè)裝配線進行汽車的大批量生產(chǎn)。這項大生產(chǎn)技術(shù)的出現(xiàn)，為提高汽車質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本及以后的汽車工業(yè)大發(fā)展創(chuàng)造了條件。 1921 年 T型汽車的產(chǎn)量已占世界汽車產(chǎn)量達 200 萬輛。 1927 年夏 T型車成為歷史，共售出 1500 多萬輛。 自 1963 年由美國 Unit-Rig 公司和 G.E 公司合作研制出世界上第一臺裝載質(zhì)量為 77t (85 短噸 ) 礦用自卸車以來，經(jīng)過 30 多年的不斷完善和大量新技術(shù)、新材料、新工藝的采用，重型礦用自卸車作為汽車中的一類已發(fā)展成熟。目前世界上生產(chǎn)重型礦用自卸車 (包括機械傳動 ) 的國家有美國、日本、白俄羅斯和法國等，主要生產(chǎn)廠家有小松礦用設(shè)備公司、尤克里德 日立公司、尤尼特 里格公司、卡特彼勒、利勃海爾公司、特雷克斯公司和白俄羅斯的別拉斯等。國外生產(chǎn)廠家的共同特點為全系列、專業(yè)化，并具有完整的配套體系。形成了以美國德萊賽 (Dresser)公司、尤克里德 日立 ( Euclid) 公司、尤尼特 里格 ( Unit-Rig)公司等為代表的礦用自卸車生產(chǎn)企業(yè)，其裝載質(zhì)量已從第一臺車的 77t 上升到目前最大的 317.5t (350 短噸 )，并具有 108t、120t、 154t、 170t、 190t、 220t、 280t 等多個系列。在年開采量千萬噸級以上大型露天礦山的運輸設(shè)備中， 礦用自卸車已占據(jù)近 2/3 的市場，承擔(dān)著世界上 40%的煤、 90%的鐵礦的開采運輸量。 重型礦用自卸車在我國大型露天礦山的使用始于 70 年代中期，到目前為止使用單位已達 10 個 ,主要分布在煤炭、冶金等行業(yè)，總購車量達 543 臺，其裝載質(zhì)量主要為 108t 、 154t 兩種。目前仍然在礦山使用的 471 臺電動輪自卸車中 (已報廢 72 臺 ) ， 進口自卸車 219 臺， 46.5%，中外合作生產(chǎn)車 87 臺，占 18.5%，國產(chǎn)車 165 臺，占35%。我國重型礦用自卸車的生產(chǎn)大約經(jīng)歷了獨立開發(fā)、合作生產(chǎn)、國產(chǎn)化三個階段，生產(chǎn)廠家主要有三家 : 湖南湘潭電機廠、遼寧本溪重型汽車廠、江蘇常州冶金機械廠。湘潭電機廠于 1977 年 5 月研制出國產(chǎn)第一臺 SF3100 型 108t 自卸車樣車 ,以后經(jīng)過20 余年的不斷改進和完善，已形成了 SF3102 、 SF3103 、 SF3102C、 SF3102D 型四個系列，并具備年產(chǎn) 100 余臺車的生產(chǎn)能力。遼寧本溪重型汽車廠 生產(chǎn)礦用自卸車的歷史與湘潭電機廠類似 ,亦起步于 70 年代。該廠于 80 年代曾生產(chǎn)了 10 余臺 LN3101 型108t 自卸車，其后由于多種原因已停產(chǎn)。江蘇常州冶金機械廠主要與美國 Unit-Rig 公黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 6 司合作生產(chǎn) Mark-36 型 154t 礦用自卸車，其產(chǎn)品在南芬鐵礦使用。 汽車問世百余年來，特別是從汽車產(chǎn)品的大批生產(chǎn)以及汽車工業(yè)的大發(fā)展以來，汽車己經(jīng)為世界經(jīng)濟的大發(fā)展、為人類進入現(xiàn)代生活，產(chǎn)生了無法估量的巨大影響，為人類社會的進步做出了不可磨滅的巨大貢獻，掀起了時代的革命。汽車的作用對國際化的發(fā)展起著不可磨滅的作用，首先 ，以美國為例 :美國汽車工業(yè)早己經(jīng)發(fā)展成為與鋼鐵、建筑并列的三個最大的行業(yè)之一如今美國的信息產(chǎn)業(yè)與高薪技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，但汽車工業(yè)仍不失為美國產(chǎn)業(yè)最主要的支柱之一，在全球的汽車保有量中美國生產(chǎn)的汽車占 34.8%。日本汽車工業(yè)在 1941 年己經(jīng)有 5 萬輛的年產(chǎn)能力， 1955 年就能達到15 萬輛。 1.1.2 研究的意義目的 針對目前的大量的土建和水利等工程的建設(shè)，自卸車得到了越來越廣泛的應(yīng)用，成為了建筑過程中的不可或缺的重要因素。因此，我選擇了“ 北方奔馳前四后八自卸車改裝設(shè)計”為自己的設(shè)計題目。主要目的是針對目前對自 卸車的廣闊的市場需求來進行設(shè)計及改裝，以北方奔馳前四后八自卸車為例來進行設(shè)計。 專用汽車市場愈來愈要求高技術(shù)含量、高附加值的產(chǎn)品。 目前，我國經(jīng)濟持續(xù)高速的增長，尤其在金融危機到來的時候，在國家的大力扶植下，很好的發(fā)展了道橋、測繪及房地產(chǎn)等相關(guān)行業(yè)，基于此，為自卸車的發(fā)展提供了極大的空間。 20 世紀 80 年代，我國完成了工業(yè)化進程中的清華工業(yè)化階段。經(jīng)過多年的經(jīng)濟和技術(shù)等方面的積累和 1998 年以后擴大內(nèi)需政策的支持，以汽車和住宅需求啟動為突破口，我國的工業(yè)化過程進入資本技術(shù)密集的重化工業(yè)化階段，而重工化的中國為專 用車帶來了廣闊的市場，尤其是重型自卸車。 近幾十年來它在國內(nèi)外獲得迅速的發(fā)展與普及 ,它最大的優(yōu)點是實現(xiàn)了卸貨的機械化，從而提高卸貨效率。 自卸車的研究和設(shè)計不僅可以減輕工人勞動強度，還可以促進國家的經(jīng)濟建設(shè)速度， 關(guān)系到國家重點建設(shè)項目的建設(shè)和發(fā)展。同時在自卸車研究和生產(chǎn)過程中，也帶動了鋼鐵，化工等其它很多行業(yè)，又提供了大量的工作崗位，減輕就業(yè)壓力， 并日趨完善，成為系列化多品種的產(chǎn)品。 因此，自卸車的發(fā)展是很有必要的。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 7 第 2 章 自卸車主要性能計算 2.1 概述 自卸車的主要性能對于整車在實際運用過程 中有著很重要的影響，他直接決定了自卸車完成任務(wù)的能力，所以，在這一章中要對自卸車的各項主要參數(shù)進行計算，驗證設(shè)計能夠滿足使用要求。 2.2 主要性能計算 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，除了滿足基本型汽車的性能要求外，還要滿足專用功能要求，這就形成了其自身的特點。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。在根據(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。 如上所述，專用汽車底盤選型的好壞對專用汽車性能影響很大。目前，改裝專用汽車選用的底盤主 要是二類或三類汽車底盤，也有為某些專用汽車設(shè)計的專用底盤。目前我國對于常規(guī)的自卸汽車通常是采用二類汽車底盤改裝設(shè)計。這是目前專用汽車設(shè)計中選用底盤型式最多的一種。所謂 二類底盤，即在基本型整車的基礎(chǔ)上，去掉貨箱。在改裝設(shè)計的總布置時，在沒有貨箱的汽車底盤上，加裝所需的工作裝置或特種車身。 在專用汽車底盤 或總成選型方面，一般應(yīng)滿足下述要求 : 1.適用性 對貨運車用的總成應(yīng)適應(yīng)貨運要求，保證貨運安全無損 ；對各種專用改裝車的總成 適于專用汽車特殊功能的要求，并以此為主要目標進行改裝選型設(shè)計 2.可靠性 所選用的各總成工作應(yīng)可靠，出現(xiàn)故障的機率少，零部件耍有足夠的強度和壽命，且同一車型各總成零部件的壽命應(yīng)趨 于均衡。 3.先進性 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 8 所選用的底盤或總成，應(yīng)使整車在動力性、經(jīng)濟性、制動性、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等車型的先進水平。而且在專用性能上 要滿足國家或行業(yè)標準的要求。 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(jié)構(gòu)緊湊與裝配調(diào)試空間合理的矛盾。由上條件考慮，此次設(shè)計我所選用的汽車底盤為北方奔馳ND1312D50J 型汽車，其底盤為二類底盤，數(shù)據(jù)如下： 根據(jù)任務(wù)書的要求，底盤型號為 ND1312D50J ，整備質(zhì)量為 15495kg，額定載質(zhì)量為 15375kg，質(zhì)量利用系數(shù)為 1，其主要技術(shù)參數(shù)如下表所示： 表 2.1 自卸車的主要技術(shù)參數(shù) 汽車總長 /mm 11180 汽車總寬 /mm 2500 汽車總高 /mm 3180 車廂總長 / mm 8500 車廂總寬 /mm 2300 車廂總高 /mm 950 最大總質(zhì)量 /kg 20900 整車整備質(zhì)量 /kg 15495 最大裝載質(zhì)量 /kg 15375 車廂后傾角度 / 50 軸距 /mm 1500+5050+1450 前輪輪距 /mm 1995/1995 后輪輪距 /mm 1800/1800 輪胎數(shù) 12 輪胎規(guī)格 12.00-20,12.00R20,11.00-20,11.00R20 發(fā)動機的選擇： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 9 表 2.2 發(fā)動機的主要技術(shù)參數(shù) WP10.336 發(fā)動機 型號 WP10.336 系列 WP10 國機 生產(chǎn)廠家 濰柴 發(fā)動機型號 濰柴 WP10.336 汽缸數(shù) 6 燃油種類 柴油 氣缸排列形式 直列 排量 9.726L 排放標準 國 最大輸出功率 247kw 最大馬力 336 馬力 最大扭矩 1250Nm 最大扭距轉(zhuǎn)數(shù) 1200-1600r/min 發(fā)動機形式 水冷，四沖程，帶排氣門制動，直噴，增壓中 冷 發(fā)動機凈重 875kg 一米外噪音 104dB 額定轉(zhuǎn)數(shù) 2200RPM 發(fā)動機尺寸 1525 730 1063mm 氣缸行程 130mm 汽缸缸徑 126mm 每缸氣門數(shù) 2 進氣形式 增壓中冷 發(fā)動機的外特性： 發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率隨著發(fā)動機的轉(zhuǎn)速變化的二條重要特性曲線，為非黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 10 線形曲線。工程實踐表明，可用而次三相式來描述汽車發(fā)動機的的外特性，即 cbnanTeee 2（ 2.1） 式中 eT 發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩 (Nm)； en 發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)速 (r/min)； a、 b、 c 待定系數(shù)，有具體的外特性曲線決定。 根據(jù)外特性數(shù)值建立外特性方程式 如果已知發(fā)動機的外特性，則可利用拉格朗日三點插值法求出公式中的三個待定系數(shù)的 a、 b、 c。在外特性曲線上取三點，即1eT、1en、2eT、2en及3eT、3n，依拉氏插值三項式有 )()()()()()(231321312321323121321eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee nnnn nnnnTnnnn nnnnTnnnn nnnnTT （ 2.2） 將上式展開，按冪次高低合并，即可得三個三個待定系數(shù)為： )()()( 2313 33212 23121 1 eeee eeeee eeeee e nnnnTnnnnTnnnnTa（ 2.3） )()()()()()(231332132122313121132eeeeeeeeeeeeeeeeeeeee nnnn Tnnnnnn Tnnnnnn Tnnb （ 2.4） )()()( 2313 3213212 2313121 132 eeee eeeeeee eeeeeee eee nnnnTnnnnnnTnnnnnnTnnc（ 2.5） 因為不知道外特性曲線圖，故按經(jīng)驗公式擬合外特性方程式。 如果沒有所要發(fā)動機的外特性，但從發(fā)動機銘牌上知道該發(fā)動機的最大輸出功率及相應(yīng)轉(zhuǎn) 速和該發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速時，可用下列經(jīng)驗公式來描述發(fā)動機的外特性： 22 )()( etptpememe nnnnTTTT （ 2.6） 式中 emT 發(fā)動機最大輸出轉(zhuǎn)矩（ Nm）； tn 發(fā)動機最大輸出轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)速（ r/min）； pn 發(fā)動機最大輸出功率時的轉(zhuǎn)速（ r/min）； pT 發(fā)動機最大輸出功率時的轉(zhuǎn)矩（ Nm）。 pemp nPT 9550 （ 2.7） 由公式（ 4.1）和公式（ 4.2）可得 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 11 2222)()()()(2)(pttpememptpemtptpemnnnTTTcnnTTnbnnTTa（ 2.8） 對臺架試驗數(shù)據(jù)用修正系數(shù) 進行修正，才能得到發(fā)動機的使用外特性。按 GB標準試驗中 =0.85 0.91。 圖 2.1 發(fā)動機萬有特性曲線 變速器的選擇： 表 2.3 變速器的主要參數(shù)選擇 型號 CA10TA160m 直接擋變速器 系列 CA10TA(X)160/190/210m 生產(chǎn)廠家 一汽 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 變速箱形式 雙中間軸，主副箱結(jié)構(gòu)，副箱帶同步器 油容量 13/13.5（帶取力器） L 重量 342kg 倒檔 2 傳動比 3.382 倒檔 1 傳動比 15.089 10 檔傳動比 1 9 檔傳動比 1.345 8 檔傳動比 1.83 7 檔傳動比 2.464 6 檔傳動比 3.301 5 檔傳動 比 4.464 4 檔傳動比 6.003 3 檔傳動比 8.166 2 檔傳動比 11 1 檔傳動比 14.734 最大輸出轉(zhuǎn)矩 1600Nm 換擋方式 手動 操縱方式 直接操縱，遠距離單、雙桿操縱 2.2.1 汽車的行駛方程式 自卸車在直線行駛時，驅(qū)動力和行駛阻力之間的關(guān)系式如下： t f w i jF F F F F （ 2.9） 式中 tF 驅(qū)動力； fF 滾動阻力； wF 空氣阻力； iF 坡度阻力； jF 加速阻力。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 13 1、驅(qū)動力tF的計算 液化石油氣汽車在地面行駛時受到發(fā)動機限制所能產(chǎn)生的驅(qū)動 力tF與發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩eT的關(guān)系為： dget riiTF 0= （ 2.10） 式中 gi 變速器某一擋的傳動比； 0i 主減速器傳動比； 傳動系統(tǒng)某一擋的機械效率； dr 驅(qū)動輪的動 力半徑； 發(fā)動機外特性修正系數(shù)。 一檔傳動比 ig1=14.734； 主減速器傳動比 i0=5.128； 一檔傳動效率 =0.86； 發(fā)動機外特性修正系數(shù) =0.82； 驅(qū)動輪的動力半徑dr=733.26mm。發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩最大時，驅(qū)動力最大，此時Te=1250Nm 所以求的tF=90830.77N 2、滾動阻力fF的計算 液化石油氣汽車的滾動阻力fF的計算公式為： co sgfmF af （ 2.11） 式中 am 整車整備質(zhì)量； 道路坡度角； f 滾動阻力系數(shù)。 整車整備質(zhì)量 am =30870kg； 道路坡度角，按照國家規(guī)定取 30%，約為 16.5； 滾動阻力系數(shù) f的取值范圍是：良好的瀝青或混凝土路面 0.0100.018。 f=f0+kv=0.00928 所以空氣阻力fF=2691.83N 3、坡道阻力 iF 的計算 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 14 汽車上坡行駛時，整車重力沿坡道的分力為坡道阻力，其計算公式為： s ingmF ai （ 2.12） =30870 9.8 sin 16.5 =85922.03N 4、空氣阻力wF的計算 汽車的空氣阻力與車速 v 的平方成反比，即 2047.0 vACF DDw （ 2.13） 式中 DC 空氣阻力系數(shù)可取為 0.6 1.0； DA 迎風(fēng)面積（ m2）， 可按 BHA 估算，輪距 B 為 2500mm，整車高度 H 為3180mm，所以求得 DA =7.95m2。 所以 20 . 0 4 7 0 . 6 7 . 9 5 5 0 5 6 . 0 4 7 5wF N 5、加速阻力jF的計算 加速阻力是汽車加速行駛時所需克服的慣性阻力計算公式為 jmFaj （ 2.14） 式中 j 汽車加速度（ m/s2）； am 汽車整備質(zhì)量（ kg）； 傳統(tǒng)系統(tǒng)回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)。 可按下述經(jīng)驗公式估算 值： 2211 gi （ 2.15） 代入得： )s i nco s(212 fCCBvAvjm aaa 求解得： jmFaj =3605.08N 綜上，發(fā)動機提供的驅(qū)動力能夠克服各種阻力驅(qū)使汽車行駛。 2.2.2 汽車最高車速的確定 汽車最高車速的計算（其它參數(shù)見表 4.1 4.2）。 1769 5 5 0 9 5 5 0 7 0 02400emp pPTn - 0. 001 3450 1500-1900/2479549)-( T- 22em =pte nnTa黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 15 222472 1 4 5 0 (1 5 0 0 9 5 4 9 )2 ( ) 1900 3 . 7 0 3 8( ) (1 4 5 0 1 9 0 0 )t e m ptpn T Tbnn 2 222() ( 1 5 0 0 1 2 4 1 . 3 7 ) 1 4 5 01 5 0 0 1 1 8 5 . 2 8( ) ( 1 4 5 0 1 9 0 0 )e m p temtpT T ncTnn- -?= - = - = -當(dāng)汽車以直接擋行使時有公式 DDdo ACrr aiA 047.0142.0 23 - 2 0 6 0 732 . 50 . 70 . 0 4 7-104.5334.533142.0 )- 0 . 0 0 1 3(9.088.0128.5734.14 9-233= = do rrbiB 377.0 2 =156121.49 dor ciC 1= -1185.28 gmCa2=-303800 22 1 2( ) 4 ( )oD B k C A C f C= + - +=163.53 因為 A 0， D 0，求專用汽車的最高車速maxv為： 2m a x () 1102B k C DV A+-=km/h 表 2.4 相關(guān)系數(shù)的確定 名稱 符號 數(shù)值 發(fā)動機外特性修正系數(shù) 0.82 直接擋時傳動效率 0 0.89 其他擋時傳動效率 0.86 空氣阻力系數(shù) DC 0.8 滾動阻力系數(shù) of 0.0186 k 27500 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 表 2.5 汽車參數(shù) 名稱 符號 數(shù)值與單位 發(fā)動機最大功率 emP 247kw 發(fā)動機最大功率時的轉(zhuǎn)速 pn 2200r/min 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 emT 1500N m 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)速 tn 1500 r/min 車輪滾動半徑 r 0.558m 主減速比 oi 5.128 汽車迎風(fēng)面積 DA 7.95m2 汽車滿載總質(zhì)量 am 30870kg 2.2.3 最大爬坡度 按照汽車以最低檔穩(wěn)定速度爬坡，有 j=0，為簡化起見， f=f0。 E= 21244B ACAC- =0.5356 =arcsin（ E-f0 21 E- ） =31.85 2.3 燃油經(jīng)濟性計算 專用汽車的燃油經(jīng)濟性通常用車輛在水平的混凝土或瀝青路面上，以經(jīng)濟車速 v滿載行駛的百公里油耗量來評價，百公里油耗 Q ，單位 L/100km?？梢愿鶕?jù)發(fā)動機萬有特性來計算。公式為： 1 . 0 2e aPbQugr=（ 2.16） 式中 燃油的密度，（ kg/L）。柴油可取 g 7.94N/L 8.13N/L； g 重力加速度。 首先計算出經(jīng)濟車速下相應(yīng)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速 rviin age 377.00=(r/min) （ 2.17） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 17 自卸車的經(jīng)濟車速為 65km/h 則 0 4 . 4 4 1 6 51 4 2 8 . 20 . 3 7 7 0 . 3 7 7 0 . 5 3 6gaei i vnr (r/min) 在經(jīng)濟車速下發(fā)動機功率為 31 3 6 0 0 7 6 1 4 0a DDe a am g f CAP v v 31 2 7 8 0 0 9 . 8 0 . 0 2 0 . 8 7 . 9 56 5 6 5 1 6 7 . 7 40 . 8 6 3 6 0 0 7 6 1 4 0 由（ 4.16）式得： 1 6 7 . 7 4 1 3 9 . 3 4 4 . 3 91 . 0 2 6 5 7 . 9 4Q L/100km 2.4 整車軸荷分配計算 將廂體簡化成如下圖所示： 支點 1 處為牽引銷位置，支點 2 為掛車兩軸中心位置， F 的作用點為廂體質(zhì)心位置。 圖 2.2 軸荷分配簡圖 L1=4550mm L=7400mm F=180000N 求水平面內(nèi)支撐反力 FC1、 FC2 FC1+FC2=F （ 2.18） FC1L F（ L L1） =0 （ 2.19） F 的值為 14137 9.8=144422.6N，加上車廂的質(zhì)量取最大值為 180000N，由 2.18 、2.19 兩式可得 FC1=69324N， FC2=110676N。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)求得支點 1 支撐重量為 7074kg，支點 2 支撐重量為 11293kg。最大載質(zhì)量為 15375kg，后軸最大載質(zhì)量為 18t。滿足設(shè)計的要求。 F F C1 F C2 支點 1 支點 2 L 1 L 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 18 2.5 本章小結(jié) 本章對設(shè)計的自卸車的整體進行簡單的分析，對整車動力性和經(jīng)濟性進行分析及計算。但對整車的軸荷分配進行了計算，確定了當(dāng)自卸車滿載時副車架所承受的載質(zhì)量。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 19 第 3章 自卸車改裝設(shè)計 3.1 概述 舉升機構(gòu)力學(xué)分析的目 的就是要求得各構(gòu)件在車廂任意舉升角 時的受力最大值為液壓系統(tǒng)參數(shù)確定和構(gòu)件截面尺寸的計算提供依據(jù)。舉升力系數(shù)是體現(xiàn)舉升機構(gòu)動力性的指標 ， 是指單位舉升質(zhì)量所需要的液壓缸推力。液壓缸推力直接影響自卸汽車的經(jīng)濟性能 ， 其值越小越好。隨著車廂舉升角的變化 ，液壓缸推力的 值是變化的?？紤]到機構(gòu)在初始位置時車廂內(nèi)貨物最多 ， 阻力臂也最大 ， 車廂啟動時又有慣性阻力作用 ， 此時油缸推力最大。因此 ,下面只對初始位置時各構(gòu)件進行力學(xué)分析。 3.2 舉升機構(gòu)的種類 自卸汽車舉升機構(gòu)分為兩大類，即 直推式舉升機構(gòu)和連桿組合式舉升機構(gòu)。它們采用液體壓力作為舉升動力。 舉升機構(gòu)是自卸車的核心，是判別自卸車優(yōu)劣的首要指標。 舉升機構(gòu)的型式目前國內(nèi)常見的有： F式三角架放大舉升機構(gòu)、 T式三角架放大舉升機構(gòu)、雙缸舉升、前頂舉升和雙面?zhèn)确?，如下圖所示。 三角架放大式舉升機構(gòu)是目前國內(nèi)使用最多的一種舉升方式，適用載重量 8 40噸，車廂長度 4.4 6 米。優(yōu)點為結(jié)構(gòu)成熟、舉升平穩(wěn)、造價低；缺點為車廂底板與主車架上平面的閉合高度較大。 雙缸舉升形式大多用在 6X4 自卸車上，是在第二橋前方兩側(cè)各安裝一支 多級缸（一般為 3 4 級），液壓缸上支點直接作用在車廂底板上。雙缸舉升的優(yōu)點為車廂底板與主車架上平面的閉合高度較??；缺點是液壓系統(tǒng)很難保證兩液壓缸同步，舉生平穩(wěn)性較差，對車廂底板的整體剛度要求較高。 前頂舉升方式結(jié)構(gòu)簡單、車廂底板與主車架上平面的閉合高度可以很小，整車穩(wěn)定性好，液壓系統(tǒng)壓力較小，但前頂多級缸行程較大，造價很高。 雙面?zhèn)确簤焊资芰^好，行程較小，可實現(xiàn)雙面?zhèn)确坏簤汗苈份^復(fù)雜，舉生翻車事故發(fā)生率較高。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 20 F式三角架放大舉升機構(gòu) b.T 式三角架放大舉升機構(gòu) 雙缸舉升 前頂舉升 雙面?zhèn)确?圖 3.1 舉升示意圖 直推式舉升機構(gòu)利用液壓油缸直接舉升車廂傾卸。該機構(gòu)布置簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、舉升效率高，但液壓油缸工作 行程長，因此 ,一般要求采用單作用的 2級或多級伸縮式套筒油缸。另外單缸系統(tǒng)其橫向剛度不足 ,系統(tǒng)傾卸穩(wěn)定性差，還存在工作壽命短、成本高等缺點。如圖 3.1 所示 :前三種是液壓缸中置式自卸車，第四種為液壓缸前置式舉升自卸車，最后一種是雙面?zhèn)确孕盾嚒?黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 21 連桿組合式舉升機構(gòu)具有舉升平順、油缸活塞的工作行程短、機構(gòu)布置靈活等優(yōu)點。該機構(gòu)又分油缸后推式和油缸前推式兩種油缸后推式機構(gòu)舉升力系數(shù)適中，結(jié)構(gòu)緊湊，但各部件布置集中在后部，車廂底板受力大，適用于中型自卸汽車油缸前推式機構(gòu)舉升力系數(shù)小、省力、油壓特性好，適用于重型自卸汽 車。 為滿足工作要求以及借鑒重卡市場上現(xiàn)有車型的設(shè)計，本車的舉升機構(gòu)選用前置直推式舉升機構(gòu)。 3.3 舉升機構(gòu)的參數(shù)計算及校核 圖 3.2 整體示意圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 22 圖 3.3 副車架受力圖 圖中，作用在點上，對 O 點取矩，則有 FB L=W (L-L1) 式中 =， 當(dāng) 0 時，也就是第一節(jié)液壓缸將要伸出時，求此時的力 ，此時的力為最大值。 W 為汽車滿載時作用在車廂上面的 力。 由上述可知： 0 7400, 40A ， 0 (7 4 0 0, 3 0 5)B，0 ( 2 9 5 0 , 6 2 5 )C ， 0 (0,150)D 14,2378 E ，直線 AO 與 X 軸的夾角為 0。 式中 BF 對任意舉升角的舉升力， 0 時的液壓缸推力最大。最大推力為 60066.39N。當(dāng)?shù)诙?jié)液壓缸推出時，液壓推力為 55794.34N。之后推力依次減少。 針對如上信息，本車選用柳汽前頂置液壓缸， 198/T 系列的 5TG-198 6480 型號的液壓缸。油缸壓力為 19MPa，舉升重量為 60-95t，自重 516kg，安裝距 345mm， H為 1622mm。 3.4 自卸汽車液壓系統(tǒng)設(shè)計 3.4.1 液壓系統(tǒng)工作原理與結(jié)構(gòu)特點 普通自卸汽車液壓系統(tǒng)工作原理。該系統(tǒng)由取力器、油泵、液壓控制閥、油缸、限位閥、油箱、操縱系統(tǒng)以及油管系統(tǒng)等組成。 a:準備 先使自卸汽車處于駐車制動狀態(tài)，并將變速器置于空擋。將轉(zhuǎn)閥手柄置于水平初W F B F O B O L1 1 L 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 23 始位置。啟動發(fā)動機，然后 踩離合器，結(jié)合取力器