自卸汽車改裝設計

1、黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計本設計是獨立自主完成并順利通過答辯，只可用于學習交流，不可用于商業(yè)活動。另外：有需要電子檔的同學可以加我 3103064563,我存有該設計的全部電子檔，旨舊副車架dwg2ow5/28 17;0bautocad 圄形180 kb噬過程普星材料dm2011/$心1至 11microsoft word 田258 k&里后和阪瑞g2014/5/28 17:07autocad 圖格175 kb國后浦申與驟愿板皎支霞dwg2014/5/28 17; 06如wca口圖形119 kb百舉升機林dwg2014/5/28 17:08autocad191 kb崎開始告dw2011/67

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4、ad 圖形325 kb在互相幫助，共同進步，共同探討新的研究方案，維護社會主義文明，建設社會主義 和諧社會。2第1章緒 論1.1課題的提出自卸汽車又稱翻斗車（tipper,dump car）,它是依靠自身動力驅動液壓舉升機構， 使貨箱具有自動傾卸貨物的能力和復位功能的一種重要專用汽車。自卸汽車主要運輸 砂、石、土、垃圾、建材、煤炭、礦石、糧食、化肥和農產品等散裝貨物。它具有以 下多種分類方式：1、按用途分類：公路運輸的普通自卸車；非公路運輸的重型自卸車，主要用于礦 區(qū)裝卸作業(yè)與大中型土建工程。2、按最大總質量級別分類：輕型自卸車（1.8-6噸）；中型自卸車（6噸-14噸）； 重型自卸車（大于1

5、4噸）。3、按傳動類型分類：機械傳動、液力機械傳動和電力傳動三種類型。4、按卸貨方式分類：有后傾式、側傾卸式、三面卸式，以及貨廂升高后傾式等多 種形式。其中以后傾式應用最廣。5、按傾卸機構分類：直推式與連桿舉升式自卸車。直推式又可細分為前置式、后 置式等。連桿式又可細分為液壓缸前推連桿式、液壓缸后推連桿式。6、按車廂結構分類：一面開啟式、三面開啟式與無后欄板式。自卸車在土木工程中，常與挖掘機、裝載機、帶式輸送機等聯合作業(yè)，構成裝、 運、卸生產線，進行土方，沙石、松散物料的裝載運輸。由于自卸車的裝載車廂能自 動傾翻一定角度卸料，大大節(jié)省卸料時間和勞動力，縮短運輸周期，提高生產效率、 降低運輸成本

6、，并標明裝載，是常用的運輸機械。自卸汽車自20世紀初出現以來，不斷發(fā)展，日趨完善，已成為當今貨物運輸的主要車輛之一。自卸汽車需求快速增長， 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，同時黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計向運輸市場發(fā)展；自卸汽車保持較快發(fā)展，已成為公路運輸的主力車型。隨著國內基礎設施建設需要不斷增加，自卸汽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領先位置，但在種類、型式、材料運用方面與國外還有 一定的差距。中型自卸車是隨著我國農村經濟的不斷發(fā)展，上世紀80年代末發(fā)展

7、起來的自卸運輸車輛，其最大總重量在6t-14t之間。國家和地方均出臺專門的法規(guī)對商用車尺寸、 排放、車速等各方面性能進行規(guī)范，從而促進了中型自卸車的健康發(fā)展。自 2001年 11月10日起，中國正式成為 wto成員國，國內市場逐漸開放。同時，我國亦確立了 以擴大內需為主的經濟政策，實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略，加大對基建項目的投資力度，農 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、工地及股的十木工程等的運輸作業(yè)中型自卸車以其靈活機動、價格低 廉的優(yōu)點得到了廣泛的應用。傾卸裝置是自卸

8、汽車的主要結構部分。其主要組成如下:二類底盤傾卸桿系機構傾卸機構!車廂副車架普通自卸汽車卸裝置管路系統(tǒng) j液壓系統(tǒng)j油缸 *油泵、控制閥等傾卸動力（取力）系統(tǒng),安全撐桿 傾卸機構附件限位裝置 開合機構普通自卸汽車所示：機構組成圖如下圖1.1黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計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-后較鏈支座；7-安全撐桿；8-油箱；9-油泵10-傳動軸；11-取力器圖1.1普通自卸汽車結構組成在中型自卸車的設計當中，液壓舉升機構和車廂的設計一直處于重要的地位。這 是因為液壓舉升機構是自卸車的重要工作系統(tǒng)，其設計方案的優(yōu)劣直接影響著汽車的 多個主要性能

9、指標；對提高液壓舉升機構的設計質量和效率具有重要的意義。非公路運輸自卸汽車主要應用于大型礦山、水利工地等場所，運輸的貨物通常是 由與其配套的挖掘機械來完成裝載的。這類汽車也稱為礦用自卸汽車。這類自卸車輛 在長度、寬度、高度以及軸荷等方面不受公路法規(guī)的限制，但同時它也只能在礦山、 工地上使用，而不得用于公路運輸。另一類是公路運輸用的輕、中、重型（裝載質量 在210t）普通自卸汽車。這種自卸車主要承擔著泥土、砂石、煤炭等松散貨物的運 輸工作，它通常也是與裝載機械配套使用的。隨著中國經濟的不斷發(fā)展，東風尖頭140自卸汽車成為了公路運輸的重要設備。 城市建筑的增加，運輸道路的變化，鐵路運輸效率降低，曲

10、率半徑受到限制，爬坡能 力低，很難適應短途運輸的要求，從而為中型自卸車的發(fā)展提供了機遇。其中東風尖 頭140自卸汽車更是應用廣泛。東風尖頭140自卸汽車隨著城市建筑規(guī)模的擴大，裝載質量的增大，多數自卸汽 車經常是滿載連續(xù)行駛，又需要連續(xù)制動，發(fā)動機和傳動系統(tǒng)滿負荷運行時間長，因 此東風尖頭140自卸汽車的使用可靠性要求很高，這也是其售價適中，銷售量很高的原 因。1.2 課題來源及研究意義當今汽車工業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)是買方市場的形成和產品更新換代速度的日益加 快。汽車產品開發(fā)的一個主要手段就是變型設計，即以現有產品為基礎，保持其基本 結構和功能不變，對其局部結構、尺寸或配置進行一定范圍內的變動和調

11、整，以此快速形成適應市場需求的新產品。自卸汽車是以發(fā)動機為動力，經過變速器的取力機構和液壓傾卸裝置，進行車廂 自動傾卸，從而實現自動卸貨的一種車輛。因其短途卸載方便，動力性、機動性均較 好，與裝載機，帶式輸送機，吊車等其它吊裝機具配合使生產效率明顯提高，被廣泛 應用于建設工地、礦山、港口、碼頭等，用來搬運巖石，廢土，煤，沙子等物資。當今汽車工業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)是買方市場的形成和產品更新換代速度的日益加 快。汽車產品開發(fā)的一個主要手段就是變型設計，即以現有產品為基礎，保持其基本 結構和功能不變，對其局部結構、尺寸或配置進行一定范圍內的變動和調整，以此快 速形成適應市場需求的新產品。東風尖頭140自

12、卸汽車是一種專用汽車，技術要求適中，社會需求量高。過去很 長一段時間，國內卸汽車生產廠家主要靠引進國外車型，通過仿制和部分改造開發(fā)自 己的新車型。隨著設計水平和生產能力逐漸提高，部分自卸汽車生產廠家開始與高校 等科研機構合作，開發(fā)具有自主知識產權的自卸汽車。如北京首鋼重型汽車制造廠與 北京科技大學合作，開發(fā)的sga3550型礦用自卸汽車。在sga3550型自卸汽車樣機裝配過程中，發(fā)現了一些設計上的失誤，造成部分 零件的返工，延長了樣機制作時間?？梢?，有必要采用新的設計方法，如國外部分自 卸汽車生產廠家采用的虛擬樣機技術，保證整車一次裝配成功，減少甚至避免零件的 返工，縮短新車型的研制時間，降低

13、研制成本，提高整車性能。自卸汽車液壓系統(tǒng)是 自卸汽車重要組成部分，液壓系統(tǒng)性能好壞直接影響整車的工作性能和可靠性。本課題在滿足設計要求下，對東風尖頭 140自卸車的車廂和舉升機構進行合理的 選擇和設計，并為進一步研究整車的計算機輔助設計提供經驗，進而提高自卸汽車產 品的設計質量和設計效率。同時，也希望能為推廣虛擬樣機等先進cad技術的應用，以及為提高我國專用汽車的設計水平進行一些有益的探索。1.3 自卸汽車國內外研究概況及發(fā)展趨勢我國專用車市場 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。客車改裝量最大， 共

14、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%。 今年18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。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

15、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。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

16、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，

17、 將加快產品結構的變化和技術的升級。我國自卸汽車生產始于上世紀60年代初，經過40多年的發(fā)展，尤其是在上世紀 80年代以后通過技貿結合與合作生產方式，從國外引進若干先進的自卸汽車制造技 術，并在此基礎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企業(yè) 集團。當然除普通自卸汽車以外，專用自卸汽車的生產也得到了一定的發(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1。國外自卸汽車生產始于上世紀30年代，比我國早30多年在其后70多年的發(fā)展過 程中，其結構不斷改進，整車性能已有很大

18、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，其主要表現以下幾個方面：全面提高自卸汽 車內在質量和使用性能；在制造加工方面，自卸汽車朝著底盤生產專業(yè)化、零部件生 產專業(yè)化、工藝專業(yè)化和輔助生產專業(yè)化方向發(fā)展；廣泛采用計算機輔助設計，以提高設計的質量和縮短設計研制的周期；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構與車型系列。目前，各大自卸汽車生產企業(yè)生產的自卸車尾鉤鎖緊機構多數為拉桿式尾鉤鎖緊 機構、鏈條式尾鉤鎖緊機構、液壓手動控制式尾鉤鎖緊機構等，這些機構各有特點，在 運輸自卸車中被廣泛使用。國內使用的

19、自卸車車箱大部分使用16mn制造而成。其特點 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。16mn的屈服強 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筋。hardox是瑞典鋼鐵集團生產的一種耐磨鋼板,具有較高的屈服強度,是16mn的三 倍以上，并且具有較高的硬度和沖擊韌性。在設計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，且不需要加強筋。據國外 的

20、一些廠家反饋，車箱使用hardox鋼板后，重量能減少很多。作為專用車輛的東風尖頭140自卸汽車，幾十年來在國內獲得迅速發(fā)展與普及， 至 今其保留量大約占專用汽車的25%,并且日趨完善，成為系列化多品種的產品。東風 尖頭140自卸汽車有兩個比較顯著的發(fā)展趨勢：穩(wěn)定化和智能化。對于自卸汽車，一般不專門作底盤設計，而是用具有相同裝載質量的載貨汽車底 盤進行改裝。因此，自卸汽車的設計主要是舉升機構的設計，舉升機構的設計質量是 影響自卸汽車使用性能的關鍵因素。雖然舉升機構是自卸汽車的關鍵部件，但是很多廠家在進行舉升機構的設計時所 采用的方法還比較落后，其主要方法是對于不同裝載質量的自卸汽車舉升機構，根據

21、 現有自卸汽車舉升機構的大小，憑經驗按照一定的比例加大或縮小相應構件的尺寸設 計成的，這就是傳統(tǒng)的經驗類比法。采用這種設計方法，由于舉升機構的復雜性以及 機構欽點位置布置的復雜性等問題，所以在決定實際結構時往往取較大的安全系數， 結果是材料的潛力不能充分發(fā)揮，產品性能也難以發(fā)揮。只能靠一次次的設計實驗來 改進，這樣設計出的舉升機構必然存在許多不合理的因素，影響自卸汽車舉升性能的 提高，也必然導致設計制造周期長，成本高。因此，要先獲得良好工作性能的舉升機 構，就必須從根本上改進設計手段和方法，提高舉升機構的設計質量。.電子計算機的 發(fā)展為此提供了有利條件，以計算機為輔助手段的計算機輔助設計、優(yōu)化

22、設計軟件及 計算機圖形學，使得自卸汽車舉升機構的虛擬設計成為現實，這一設計上的巨大進步 帶來的經濟效益是巨大的1。中型專用汽車在專用汽車中所占的比例繼續(xù)上升，與此同時，中型專用汽車在汽 車市場中所占份額也將繼續(xù)提高，預計幾年內將超過普通重型車所占的市場份額；專 用車需求進一步向專業(yè)化高技術含量發(fā)展，專用車生產向柔性化、自動化方向發(fā)展， 產品配套國際化、模塊化；市場競爭更趨激烈，具有較強市場應變能力的企業(yè)將不斷 發(fā)展壯大，而應變能力較差的企業(yè)將逐步被市場所淘汰；我國專用汽車企業(yè)的勞動力 優(yōu)勢與國外專用汽車企業(yè)的資金優(yōu)勢將逐步弱化，競爭力主要體現在企業(yè)的創(chuàng)新能力 和市場應變能力；重型專用汽車產量集

23、中度相對提高，逐步形成行業(yè)內的知名企業(yè)。隨著計算機技術的發(fā)展和應用，50年代發(fā)展起來的以線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃為主 要內容的新的數學分支一數學規(guī)劃被應用于解決工程設計問題，形成了工程設計的新 理論和新方法，即工程優(yōu)化設計理論與方法。特別從60年代以來，最優(yōu)化技術發(fā)展迅 速，而且得到了廣泛的應用。在汽車工業(yè)發(fā)達的歐、美、日等國家，汽車優(yōu)化設計理 論和方法已應用于汽車諸多領域的很多環(huán)節(jié)，從汽車發(fā)動機、底盤、車身等主要總成 的優(yōu)化到整車動力傳動系統(tǒng)的匹配，優(yōu)化設計使他們的汽車工業(yè)保持了世界領先地位。1.4 研究的內容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)

24、功能。因此在設計上，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

25、件進行設計，以縮短 產品的開發(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，以便根據不同用戶的需要而能很快的進行產 品變型。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可能性。5、對專用汽車工作裝置中的

26、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 性裝置。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

27、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。隨著中型自卸車變得越來越重要，則有關它的設計領域也變得日益重要起來。它 的總體設計程序與載貨車基本相近。在此基礎上擬定設計原則，協調使用、制造與經 濟三方面矛盾，處理好產品技術先進性與工藝繼承性、零部件通用化程度以及生產成 本的辯證關系，然后進入具體技術設計階段。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 協調的

28、整體，使汽車的基本性能和專用功能都得到充分發(fā)揮 20第2章 整車參數的確定及校核2.1 二類底盤的選擇及校核目前，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計的專用底盤。汽車底盤的選擇或設計專用底盤主要根據專用汽車的類型、用途、裝載質量、使用條件、專用汽車的性能指標、專用設備或裝置的外形尺寸、動力匹配 等來決定。我國對于常規(guī)的廂式車、罐式車、自卸車等通常是采用二類汽車底盤改裝設計。這是目前專用汽車設計中選用底盤型式最多的一種。所謂二類汽車底盤，即在基本型 整車的基礎上去掉貨箱。在改裝設計的總布置時，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。采用二類汽車底

29、盤進行改裝設計工作的重點是整車總體布 置和工作裝置設計。在設計時若嚴格控制了整車總質量、軸載質量分配、質心高度位 置等，則基本上能保持原車型的主要性能。但是，還要對改裝后的整車重新作出性能 分析和計算。對客車、客貨兩用車、廂式貨車等則通常采用三類汽車底盤改裝設計。所謂三類 汽車底盤，一般是在基本型車的基礎上，去掉貨箱和駕駛室。近年來，我國乘用車發(fā) 展很快，對乘用車使用性能的要求也在不斷提高，再用原來的三類汽車底盤改裝的客 車已越來越不受歡迎。因此，各類專用客車底盤應運而生。這些專用客車底盤的基本 特點是利用基本型總成，按客車性能要求更新進行整車布置，更新設計懸架系統(tǒng)。這79種底盤不僅在質心位置

30、、整車性能特別是平順性方面有很大的變化，而且在傳動系統(tǒng) 和動力匹配、以及制動系統(tǒng)等總成方面也有較大的改裝設計。目前在用普通汽車底盤作改裝設計時。把更換了發(fā)動機的底盤，如將汽油發(fā)動機 改換成柴油發(fā)動機.亦當作三類底盤處理3。在專用汽車底盤或總成選型方面，一般應滿足下述要求：1）適用性對貨運車用的總成應適應貨運要求， 保證貨運安全無損；對乘用車用的總成應適于 乘客的需要.達到乘座安全舒適；對各種專用改裝車的總成應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計。2）可靠性所選用的各總成工作應可靠，出現故障的幾率少，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均衡3）

31、先進性所選用的底盤或總成。應使整車在動力性、經濟性、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。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。在選用專用汽車底盤時，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小很大約部分，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地占有市場、企業(yè)能否增加效益等問題。二是 汽車底盤供貨要有來源，要同生產汽車底盤的主機廠有明確的協議或合同，無論汽車 底盤滯銷或緊俏，一定要按

32、時將底盤供貨。綜上所述，本文改裝的自卸車選擇 eq3092f麻盤。2.1.1 整車尺寸參數的確定承擔公路運輸的普通自卸車通常是由同種貨車變型設計而成。其總體設計程序與 載貨車相近。首先，進行一系列的市場調研和同類車型資料的收集分析，摸清產品主 要技術經濟指標，了解有關設計法規(guī)等。在此基礎上擬定設計原則，協調使用、制造 與經濟三方矛盾，處理好產品技術先進性與工藝繼承性、零部件通用化程度以及生產 成本的辯證關系，然后進入具體技術設計階段。在技術設計階段，首先進行自卸車結構選型，確定舉升機構類型與貨廂結構形式， 然后選擇自卸車總布置主要參數。東風尖頭140自卸汽車是選擇eq3092fj自卸車底盤，利

33、用該車發(fā)動機動力驅動液 壓舉升機構取力器-傳動軸-液壓泵-舉升油缸，將車廂舉升到一定角度卸貨，并依靠車 廂自重使其復位的專用汽車。該車最大裝載質量為 4.3t ,是適用于公路運輸的中型自 卸汽車。傾卸機構采用油缸前推式舉升機構。該自卸汽車主要由車廂、副梁、液壓舉 升機構、液壓系統(tǒng)等部件組成，主要技術參數見表 2.1 o表2.1整車參數汽車外形尺寸 mm父mmxmm6500 x 2460 x 2600取大裝載質里 me kg4300整備質量m0 kg5255軸距mm3950輪距（前/后）mm1810 / 1800前懸 lf mm1065后芯 lr mm1485接近角334離去角飛233。貨箱尺寸

34、mm3100 m 2250 m 750傾斜時間（舉開/落f）15s/ 13s最大舉升角50?？傎|量kg9750最高車速（km/h）85額定裝載質量是自卸汽車的基本使用性能參數之一?？紤]到廠家的額定裝載質量 的合理分級，以利于產品系列化、部件通用化和零件標準化。止匕外，額定裝載質量還 必須與選用的二類貨車底盤允許的最大總質量相適應。改裝部分質量主要包括：車廂質量、副車架質量、液壓系統(tǒng)質量、舉升機構質量 以及其他改裝部件的質量。改裝部分質量既可通過計算、稱重求得，也可以根據同類 產品提供的數據進行估算。自卸汽車整車整備質量是指裝備齊全、加夠油料、液壓油和冷卻液的空車質量3它一般是二類底盤整備質量與

35、改裝部分質量的總合，是自卸汽車總體設計的重要設計 參數之一。整備質量m0: 5255kg;裝載質量me:選取4300kg;駕駛員質量mr : 65kg/人，額定載員3人，3m65 =195kg;自卸汽車總質量是指裝備齊全，包括駕駛員，并按規(guī)定裝滿貨物的質量。其值可按下式確定：ma =m0 me mr =5255+4300+195kg=9750kg貨廂最大舉升角是當貨廂舉升角是當貨廂舉升至設計極限位置時，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，一般自卸車最大舉開角常取50-60錯誤！未找到引用源。止匕外，

36、尚應注意在最大舉開角時，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開角所需時間。降落時間系指 空載時貨廂從最大舉升角降至車架的時間。此兩項參數太長將影響運輸生產率；太短 又勢必增大液壓系統(tǒng)負荷。故一般設計舉升時間要求為15s-25s,降落時間要求為8s-15s4。2.1.2 總體布局的設計專用車的總體布局要滿足車輛自身的質量及專用車的特殊用途。東風尖頭140自卸汽車的總體布局要求各部滿足國家標準及使用安全，各個部件間要滿足配合要求， 尤其是車廂及舉升機構的布局要使自身車輛使用方便，美觀。2.1.3 取力器布置方案的選定取力器，除少數專用汽車的工作裝置因考慮工

37、作的可靠性和特殊要求而配備專門 動力驅動外（例如部分冷藏汽車的的制冷系統(tǒng)），絕大多數專用汽車上的的專用設備都 是以汽車自身的發(fā)動機為動力源。各類專用汽車的專用工作裝置的動力來源，主要由汽車發(fā)動機提供。取力器就是 其中一種動力輸出的專用裝置，它能夠實現從發(fā)動機取出部分功率，用于驅動各類液 壓泵、真空泵、空壓機以及各類專用汽車工作機械。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，絕大多數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

38、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構5 0常見的取力方式分類：發(fā)動機前端取力前置式j發(fā)動機后端取力、夾鉗式取力變速器上蓋取力取力器取力方式j中置式/變速器側蓋取力、變速器后端蓋取力尸皆,j分動器取力、口 傳動軸取力下面著重介紹幾種常用的取力方式：1）發(fā)動機前端取力發(fā)動機前端取力是一種常用的形式，一般是有正時齒輪室或由發(fā)動機的風扇，水 泵的皮帶輪輸出。圖2.1

39、是有一種發(fā)動機前端取力的布置方式，取力后用來驅動混凝土攪拌運輸車 的滾筒。這種取力方式適用于有普通長頭式汽車底盤改裝的專用車輛。由于該取力方 式的取力器到裝用裝置的距離太長，且需要轉換傳動方向，若采用機械傳動其機構就 很復雜，因此一般采用液力傳動。圖2.1發(fā)動機前端取力2）夾鉗式取力圖2.2是飛輪前端取力的布置方案，在飛輪前端的曲軸齒輪通過中間軸齒輪帶動 取力器齒輪，從而驅動取力器的輸出軸。這種取力方式的有點是不受主離合器的控制,但因改變了曲軸末端的結構，對其平衡發(fā)動機制造會有一些影響。這種布置在機場消 防中應用較多。1 發(fā)動機2取力器3水泵離合器4 一局壓水泵5 一變速器6 離合器圖2.2夾

40、鉗式取力3）發(fā)動機后端取力如圖2.3所示，這種取力方式類似飛輪前端取力，取力器不受主離合器的控制， 但區(qū)里齒輪位于主離合器之后。這種取力方式常用于有平頭式汽車底盤改裝的大、中、 型混凝土攪拌運輸車，取力器到滾筒的距離較短，因而傳動系統(tǒng)簡單，傳動效率較高。1 一閥2液壓泵3 取力器輸出4 變速器5 發(fā)動機曲軸及飛輪圖2.3發(fā)動機后端取力的傳動路線4）變速器上蓋取力這種布置方案是改制原變速器的上蓋，將取力器置于變速器之上，用一個惰輪和 變速器的第一軸輸人齒輪常嚙合，再由該惰輪將動力傳給取力器的輸出軸，固需改制 原變速器頂蓋，如圖2.4所示。這種取力方式亦具有和發(fā)動機同轉速輸出的特點，因 而適合于需

41、要高轉速輸入的工作裝置，如自卸車、冷藏車、垃圾車等一般都從變速器 上端取力。1 一齒輪軸2 一離合器套3 花鍵軸4 一蝸桿5 渦輪6 一離合手柄7 法蘭8變速器第一軸9一撥叉10拉桿11取力器殼體12惰性齒輪13一小齒輪圖2.4變速器上蓋取力器5 ）變速器后端蓋取力1發(fā)動機2一離合器3變速箱4取力器5汽車傳動軸圖2.5變速器后蓋取力示意圖如圖2.5為一種變速器后端蓋取力傳動示意圖。動力有中間軸直接取出，并在中軸的 后端蓋處輸出。6 ）變速器側蓋取力圖2.6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

42、；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-彈性柱銷聯軸節(jié)；20-液壓泵；22-連接套筒 根據所選二類底盤的特點，本次設計采用發(fā)動機前端取力的方式。2.1.4整車性能分析自卸車的整車性能分析也很重要，下面是對自卸車的各項性能進行了逐一分析， 確保自卸車在使用過程中安全可靠。一.汽車動力性能分析1 .基本參數確定發(fā)動機的輸出轉矩和輸出功率隨著發(fā)動機的轉速變化的二條重要特性曲線，為非線形曲線。工程實踐表明，可用二次三相式來描述汽車發(fā)動機的的外特性，即2te =ane + bne +c（2.1 ）式中te發(fā)動機輸出轉矩（n m）;

43、ne發(fā)動機輸出轉速（r/min）;a、b、c待定系數，由具體的外特性曲線決定。根據外特性數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的a、b、co在外特性曲線上取三點，即te1 ne1te2%2及te3、n3,依拉氏插值三項式有(ne -ne2)(ne -3)t e 二 t el 一,-7(nei ne2)(ne1 - ne3 )(ne -ne3)(ne - nel)(ne - nei)(ne - ne2) t e2- t e3(ne2 一 ne3)(ne2 一 %i)(%3 - %1 )(%3 - %2 )將上式展開，按幕次高低合并,(2.2

44、)即可得三個三個待定系數為:(nel -2)(%1 -%3)(%2 -門凹)(%2 - 3)(%3 一，1)(%3 - 2)b 二- (飛 血人.(ne1ne3)te2 .(ne1ne2)te3(nel -ne2)(ne1 - ne3)(ne2 一 %)(入2 -3)(%3 -.)(%3 一 2)%2叫3丁5nei ne3te2叫1%2丁03c 二(nei -ne2)(ne1 -ne3)(ne2 1)(/2 - 3)(叫3 -叫1)(%3 - 叫2)(2.3)(2.4)(2.5)因為不知道外特性曲線圖，故按經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

45、輸出功率 及相應轉速和該發(fā)動機的最大轉矩及相應轉速時，可用下列經驗公式來描述發(fā)動機的 外特性：temf ,、2te =tem -tt (nt - ne)(2.6 )(nt -np)式中 tem 發(fā)動機最大輸出轉矩(n-項，取283n m；nt發(fā)動機最大輸出轉矩時的轉速(r/min), 2667r/min；np發(fā)動機最大輸出功率時的轉速(r/min) ,4000r/min；tp 發(fā)動機最大輸出功率時的轉矩(nj- n)0p由上述公式可得:-tem tpa = 1(nt -np),2nt(tem -tp)b -7t-(nt -np)tp =955o3=955099m000=236.36n m np

46、c -tem2(tem -tp)nt(nt -np)2所以 a=-2.62 105 ； b=0.14; c=96.3.2 .汽車的行駛方程式自卸車在直線行駛時，驅動力和行駛阻力之間的關系式如下：ft =ff +fw+fi +fj(2.7)式中：ft 驅動力；ff 滾動阻力；fw 空氣阻力；fi坡度阻力；fj 加速阻力。1)驅動力ft的計算自卸車在地面行駛時受到發(fā)動機限制所能產生的驅動力ft與發(fā)動機輸出轉矩te的關系為：t i i y l tei gi0ft = (2.8)d式中ig 變速器某一擋的傳動比，分別為 4.65,3.42,2.51,1.85,1.36io 主減速器傳動比，6.28;刈

47、一一傳動系統(tǒng)某一擋的機械效率，0.87;d 驅動輪的動力半徑，0.469m； 發(fā)動機外特性修正系數，按 gbs準試驗中仙=0.85。2)滾動阻力ff的計算自卸車的滾動阻力ff的計算公式為：ff=magfcos(2.9)式中ma 汽車的總質量，9750kg；久一一道路坡度角，167;f 滾動阻力系數，0.02。滾動阻力系數f取決于輪胎的結構形式及氣壓、車輛的行駛速度、路面條件等因 素。當車速在50 km/h以下時，f可取常數；當車速超過50 km/h時，可用經驗公式f =f。=kv來求得7。（式中f。、k、v分別為常數項、比例系數、道路清障車行駛的速度）3）坡道阻力fi的計算汽車上坡行駛時，整車

48、重力沿坡道的分力為坡道阻力，其計算公式為:(2.(10)(2.(11)fi = mag sin ;4）空氣阻力fw的計算汽車的空氣阻力與車速v的平方成反比，即:2f w = 0.047cd ad v式中cd 空氣阻力系數，0.85;ad迎風面積（m2）, 4.7m2。(2.(12)(2.(13)5）加速阻力fj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:fj = ma j式中j 汽車加速度（m/s2）;ma 汽車整備質量（kg）;.傳統(tǒng)系統(tǒng)回轉質量換算系數，0.030.05。6的計算公式為：一2 2i w i fi0 ig、二1 - 22marmaraa式中iw 車輪的車動慣量

49、(kgm2);i f發(fā)動機飛輪的轉動慣量（kg m2）;r車輪的滾動半徑（m）0進行動力性計算時，若iw、if的值不確定，則可按下述經驗公式估算 6值:,2二=1,1-2%g(2.14)式中n %&2 =0.03 0.05。低擋時取上限，高檔時取下限。將式(2.8 )、( 2.9 )、( 2.10 )、( 2.11 )、( 2.12 )綜合，得：，2.、ioig2.(ane bne c)=mag(fcos二sin ： ) cdavamaj(2.15)(2.16)將式（2.16）代入（2.15）中得:-2m a j = av a bv a c 1 c 2 ( f cos ,，sin 二)(2.1

50、7)式中:3 .汽車最高車速的確定20.142r2rd-cd ar i23 bb 二0.377rrdcci rdc2 - -mag當汽車以直接擋行使時有公式:iaa = -0.0 4cdad= 1.9398 0.1 4122 rdi，l bb = =87.0050.377rrdcii。co = 1284.28rdc2 = -ma g =-95550d 二 . (b kc2)2 -4a(c1 foc2) =1031.52表2.2汽車參數名稱符號數值與單位發(fā)動機最大功率%99kw發(fā)動機最大功率時的轉速np4000r/min發(fā)動機最大轉矩tem283n- m發(fā)動機最大轉矩時的轉速nt2667 r/m

51、in車輪動力半徑q0.483 m車輪滾動半徑r0.469 m主減速比io6.278汽車迎風面積ad24.7m汽車滿載總質量ma9750kg表2.3各檔位時的系數 a b、c、c和d的計算結果檔位abcic2d1-66.4481021.254391.09-955501244.212-43.144725.683229.57-955501211.203-20.621544.372370.24-955501154.614-8.978206.271746.99-955501098.475-1.939887.0051284.28-955501031.52二.燃油經濟性計算專用汽車的燃油經濟性通常用車輛在水

52、平的混凝土或瀝青路面上，以經濟車速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l(fā)動機萬有特性來計算。根據 pe和ne的計算值，在萬有特性圖上查出有效燃油消耗率ge(g/kw-h),再利用下式計算百公里燃油消耗量 q (kg/100km)：pegeq = z021(l/100km)(2.18)式中：燃油的密度，(kg/l )。汽油可取 =6.96n/l7.15n/l ;柴油可取=7.94n/l8.13n/l網。自卸車的最高車速為85km/h,ne = 2 . 64278 41.36 85a404.54r2nin0.3 7-70.0 737.76 9).5 3 6在

53、經濟車速下發(fā)動機功率為：-1 magf cd ad 3pe a va d d va33600761401= 0.869750m 9.8父 0.020.854.7 ”3、3600,85 -76tx85 j=99.65kw由(2.18)式得:99.65 0.14=18.56l/100km1.02 85 8.67三.整車穩(wěn)定性分析行駛穩(wěn)定是保證自卸車安全的一項重要性能指標。因此，設計時要對自卸車空載質心高度、空載側傾角和最小轉彎直徑進行了計算，保證行駛的安全性9。計算時可根據已有的資料，或利用試驗結果，也可用計算方法來確定專用車各總成的質量及其質心位置坐標，然后按照力矩平衡方程式，求出整車的質心位置

54、。針對東風尖頭140自卸車已有的資料，又因輪距為3950mm ,可得重心離地高度為hg=1.89m。 g自卸車空載的側傾角a是評價整車穩(wěn)定性的重要參數。如圖 2.7所示。自卸車空載側傾角口的計算公式為u = arctan b/2h)(2.19)b車輪外側傾翻點寬度，為2460mm;h自卸車質心高度，為1893mm；則a = arct 2i4(6/(2 1 8 9)3 38根據規(guī)定，自卸車空載側傾角口應大于等于35白，故設計滿足側向穩(wěn)定性條件。圖2.7自卸車側傾角在計算本設計的自卸車的最小轉彎直徑時，取自卸車的轉彎極限位置計算。如圖2.8所示圖例，由此自卸車的最小轉彎半徑：(2.20)r= 3.

55、95 3.95 1.23 1.23=4.2故計算最小轉彎直徑：d=8.4m由與所選底盤的最小轉彎直徑為 16m,圖2.8的極限位置打不到，所以汽車的轉 彎直徑為16m。圖2.8最小轉彎半徑2.2本章小結.本章分別從整車動力性、燃油經濟性、最大托舉重量的穩(wěn)定性等幾個方面，對改 裝后的自卸車進行了合理性的性能計算分析。從計算分析的結果可以看出，該設計方 案滿足各方面的性能要求。第3章液壓舉升機構的設計3.1液壓舉升機構時應滿足的性能對于液壓舉升機構考慮到工作環(huán)境、工作性質及工作內容等的要求，在設計過程 中應滿足以下功能：1、較強的免維護性2、良好的動力性舉升機構作為自卸車卸料時的動力來源，為保證卸料順利完成