東風(fēng)EQ1102自卸垃圾運(yùn)輸車(chē)改裝設(shè)計(jì)

1、第1章 緒論1.1 自卸車(chē)的概述自卸汽車(chē)是裝有液壓舉升機(jī)構(gòu),能將車(chē)廂卸下或使車(chē)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汽車(chē)，又稱(chēng)翻斗車(chē)。普通自卸車(chē)在工作時(shí)向后方卸貨物，是依靠自卸車(chē)后端的鉸接裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)廂的后翻，其動(dòng)力的來(lái)源是依靠裝于副車(chē)架中的舉升缸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。全套圖紙，加自卸汽車(chē)按其用途可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)屬非公路運(yùn)輸用的重型和超重型(裝載質(zhì)量在20t以上)自卸汽車(chē)。主要承擔(dān)大型礦山、水利工地等運(yùn)輸任務(wù)，通常是與挖掘機(jī)配套使用。這類(lèi)汽車(chē)也稱(chēng)為礦用自卸汽車(chē)。它的長(zhǎng)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(lèi)用于公路運(yùn)輸用的輕、中、重型(裝載質(zhì)量在2

2、20 t)普通自卸汽車(chē)。它主要承擔(dān)砂石、泥土、煤炭等松散貨物運(yùn)輸，通常是與裝載機(jī)配套使用。普通自卸汽車(chē)按裝載質(zhì)量分為:輕型自卸汽車(chē)、中型自卸汽車(chē)和重型自卸汽車(chē)；按運(yùn)載貨物傾卸方向分為：后傾式、側(cè)傾式、三面傾式和底卸式自卸汽車(chē)；按車(chē)廂欄板結(jié)構(gòu)分為：欄板一面開(kāi)啟式、欄板三面開(kāi)啟式和簸箕式(即無(wú)后欄板)自卸汽車(chē)；按傳動(dòng)系分為：機(jī)械傳動(dòng)、液力機(jī)械傳動(dòng)和電力傳動(dòng)自卸汽車(chē)。隨著國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要不斷增加，自卸汽車(chē)產(chǎn)量近年來(lái)一直保持較高產(chǎn)銷(xiāo)量，在專(zhuān)用車(chē)綜合產(chǎn)量中保持第一位置，但在種類(lèi)、型式、材料運(yùn)用方面與國(guó)外還有一定的差距。自卸汽車(chē)?yán)^續(xù)快速增長(zhǎng)，銷(xiāo)量超過(guò)載貨汽車(chē)上升到第一位。主要原因是固定資產(chǎn)投資強(qiáng)勁增長(zhǎng)

3、，巨大的投資規(guī)模奠定了自卸汽車(chē)市場(chǎng)需求基礎(chǔ)；自卸汽車(chē)品種增加，不僅適應(yīng)和滿(mǎn)足施工需求，同時(shí)向運(yùn)輸市場(chǎng)發(fā)展；牽引汽車(chē)保持較快發(fā)展，已成為長(zhǎng)距離公路運(yùn)輸?shù)闹髁?chē)型。舉升裝置是自卸汽車(chē)的主要結(jié)構(gòu)部分。其主要組成如下：取力器、液壓泵、副車(chē)架、車(chē)廂舉升機(jī)構(gòu)、車(chē)廂、鎖鉤機(jī)構(gòu)組成。圖1-1為普通自卸汽車(chē)結(jié)構(gòu)組成圖1-1 普通自卸汽車(chē)結(jié)構(gòu)組成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(chē)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；在自卸汽車(chē)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，液壓舉升機(jī)構(gòu)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)是中型自卸汽車(chē)的重要工作系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)方案的優(yōu)

4、劣直接影響著汽車(chē)的多個(gè)主要性能指標(biāo)；對(duì)提高液壓舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率具有重要的意義。1.2 專(zhuān)用自卸汽車(chē)設(shè)計(jì)特點(diǎn)專(zhuān)用汽車(chē)與普通汽車(chē)的區(qū)別主要是改裝了具有專(zhuān)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(mǎn)足基本型汽車(chē)的性能要求外，還要滿(mǎn)足專(zhuān)用功能的要求，這就形成了其自身特點(diǎn)，概括如下：1 專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)多選用定型的基本型汽車(chē)底盤(pán)進(jìn)行改裝設(shè)計(jì) 根據(jù)所設(shè)計(jì)的專(zhuān)用汽車(chē)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(gòu)置成本等方面進(jìn)行分析比較，優(yōu)選出一種基本型汽車(chē)底盤(pán)作為專(zhuān)用汽車(chē)改裝設(shè)計(jì)的底盤(pán)。2 專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)的主要工作是總體布置和專(zhuān)用工作裝置匹配設(shè)計(jì)時(shí)

5、既要保證專(zhuān)用功能滿(mǎn)足其性能要求，也要考慮汽車(chē)底盤(pán)的基本性能不受到影響。在必要時(shí)，可適當(dāng)降低汽車(chē)底盤(pán)的某些性能指標(biāo)，以滿(mǎn)足實(shí)現(xiàn)某些專(zhuān)用工作裝置性能的要求。3 針對(duì)專(zhuān)用汽車(chē)品種多、批量少的生產(chǎn)持點(diǎn)。 對(duì)專(zhuān)用汽車(chē)自制件的設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循單件或小批量的生產(chǎn)特點(diǎn)并應(yīng)保證加工的可能性。 對(duì)專(zhuān)用汽車(chē)工作裝置中的某些核心部件和總成，要從專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家中優(yōu)選,因?qū)Ｓ闷?chē)專(zhuān)項(xiàng)作業(yè)性能的好壞，主要決定于這些部件的性能和可靠性。如各種水泵、油泵、氣泵、空壓機(jī)及各種閥等，要從專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家中優(yōu)選，因?yàn)閷?zhuān)用汽車(chē)專(zhuān)項(xiàng)作業(yè)性能的好壞，主要決定于這些部件的性能和可靠性。 在普通汽車(chē)底盤(pán)上改裝的專(zhuān)用汽車(chē)，底盤(pán)受載情況可能與原設(shè)計(jì)不同，因

6、此要對(duì)一些重要的總成結(jié)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度校核。專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足有關(guān)機(jī)動(dòng)車(chē)輛公路交通安全法規(guī)的要求。 某些專(zhuān)用汽車(chē)可能會(huì)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(guó)家及行業(yè)相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，使專(zhuān)用汽車(chē)有良好的適應(yīng)性，工作可靠性，是要設(shè)安全性裝置。綜上所述，專(zhuān)用汽車(chē)的設(shè)計(jì)有其自身的特點(diǎn)和要求，既要滿(mǎn)足汽車(chē)設(shè)計(jì)的一般要求，同時(shí)又要獲得好的專(zhuān)用性能。這就要求汽車(chē)和專(zhuān)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(chē)的基本性能和專(zhuān)用功能都得到充分發(fā)揮。1.3國(guó)內(nèi)外自卸汽車(chē)的發(fā)展?fàn)顩r1.3.1國(guó)外專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)品的現(xiàn)狀 國(guó)外最早發(fā)展專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)品的是美國(guó)和西歐的一些國(guó)家，第二次世界大戰(zhàn)后，相繼在日本、前蘇聯(lián)等國(guó)

7、得到了發(fā)展。70年代末，當(dāng)汽車(chē)工業(yè)出現(xiàn)世界性的蕭條和滯銷(xiāo)時(shí)，發(fā)展專(zhuān)用汽車(chē)成了當(dāng)時(shí)擺脫汽車(chē)工業(yè)危機(jī)的一條出路。這樣，專(zhuān)用汽車(chē)在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展起來(lái)。美國(guó)是專(zhuān)用汽車(chē)發(fā)展最早的國(guó)家之一。專(zhuān)用汽車(chē)的生產(chǎn)是美國(guó)汽車(chē)工業(yè)的重要組成部分。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，美國(guó)1986年生產(chǎn)貨車(chē)輛，其中專(zhuān)用汽車(chē)的產(chǎn)量為輛，專(zhuān)用汽車(chē)的產(chǎn)量占貨車(chē)產(chǎn)量的58%，美國(guó)9-11.81的中型貨車(chē)的保有量中，專(zhuān)用汽車(chē)占2/3以上，美國(guó)的掛車(chē)生產(chǎn)70年代平均年產(chǎn)掛車(chē)已達(dá)15萬(wàn)輛左右（約占9t以上載貨豐產(chǎn)量的40%左右），大部分為專(zhuān)用掛車(chē)。70年代末期，日本專(zhuān)用汽車(chē)年平均產(chǎn)量在20萬(wàn)輛左右，其中特裝車(chē)占73.10%；廂式車(chē)占17.9%；特種車(chē)占

8、2.2%；半掛車(chē)占6.5%。到1990年，日本專(zhuān)用汽車(chē)總產(chǎn)量達(dá)到25.8萬(wàn)輛，近年來(lái)在中型貨車(chē)中，專(zhuān)用汽車(chē)的比例已超過(guò)54%。歐洲的專(zhuān)用汽車(chē)主要是重型專(zhuān)用汽車(chē)，且絕大多數(shù)產(chǎn)品為不同規(guī)格尺寸和不同承載量的低貨臺(tái)貨車(chē)、掛車(chē)和半掛車(chē)，最多的是適宜運(yùn)輸建筑機(jī)械的最大總質(zhì)量為30 t或40 t的低貨臺(tái)貨車(chē)。歐洲的大部分專(zhuān)用汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家集中在德國(guó)（原西德），1979年原西德掛車(chē)產(chǎn)量達(dá)15.1萬(wàn)輛，占載貨車(chē)產(chǎn)量的51%，占專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)量的87%。原蘇聯(lián)自1966年以來(lái)，汽車(chē)工業(yè)有較大的發(fā)展，但貨車(chē)在總產(chǎn)量中的比例卻在下降（50年代占81%，60年代占69%，80年代占35%），不過(guò)專(zhuān)用汽車(chē)在貨車(chē)保有量中的比例

9、卻逐年上升（50年代占5%，60年代占27%，70年代占42%，80年代占44.9%)3。綜上所述，近年來(lái)，世界各國(guó)都大力發(fā)展專(zhuān)用汽車(chē)生產(chǎn)，致力于專(zhuān)用汽車(chē)的研究，擴(kuò)大汽車(chē)使用范圍，以利于各種貨物的運(yùn)輸國(guó)外主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的專(zhuān)用汽車(chē)社會(huì)保有量占載貨汽車(chē)保有量的比率都在50%以上（50%-70%）。1.3.2我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)的生產(chǎn)是從60年代初開(kāi)始,在軍用改裝車(chē)輛、消防改裝汽車(chē)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來(lái)。70年代，一些專(zhuān)用汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的不同需要，形成了自己的產(chǎn)品特色，逐步成為某一門(mén)類(lèi)專(zhuān)業(yè)汽車(chē)生產(chǎn)的骨干企業(yè)。如生產(chǎn)半掛車(chē)的漢陽(yáng)特種汽車(chē)制造廠(chǎng)、生產(chǎn)粉罐汽車(chē)的武漢專(zhuān)用汽

10、車(chē)廠(chǎng)、生產(chǎn)冷藏汽車(chē)的鎮(zhèn)江冷藏汽車(chē)廠(chǎng)等。80年代，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，專(zhuān)用汽車(chē)得到了較大的發(fā)展，在汽車(chē)行業(yè)中形成了獨(dú)立的專(zhuān)用汽車(chē)行業(yè)。我國(guó)的專(zhuān)用汽車(chē)行業(yè)經(jīng)歷了近30年的發(fā)展，已具有一定的規(guī)模；特別是1983年以后的10年，專(zhuān)用汽車(chē)的發(fā)展一直保待較高的速度，年平均增長(zhǎng)率在24%以上。1992年的產(chǎn)量達(dá)到17.22萬(wàn)輛，約占當(dāng)年載重汽車(chē)產(chǎn)量的26%。目前，我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家大致可分四類(lèi)：一是生產(chǎn)基本型汽車(chē)的主機(jī)廠(chǎng)，從1992年統(tǒng)計(jì)的專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)量看，主機(jī)廠(chǎng)（實(shí)際是汽車(chē)集團(tuán)、公司下設(shè)的分公司或分廠(chǎng)）生產(chǎn)的專(zhuān)用車(chē)已占專(zhuān)用汽車(chē)總產(chǎn)量的53%，這個(gè)比率正在增長(zhǎng)；二是專(zhuān)用汽車(chē)的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)，在主機(jī)廠(chǎng)提供的汽車(chē)底

11、盤(pán)上進(jìn)行改裝，這是目前我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)生產(chǎn)的主要形式，其產(chǎn)量約占45%；三是非專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)，如客車(chē)、航天、航空、造船及軍工廠(chǎng)等在生產(chǎn)其它產(chǎn)品同時(shí)，也生產(chǎn)專(zhuān)用汽車(chē)；四是一些部門(mén)的修理廠(chǎng)，根據(jù)用戶(hù)需要也改裝少量專(zhuān)用車(chē)。據(jù)1994年“汽車(chē)產(chǎn)品目錄”統(tǒng)計(jì)，全國(guó)生產(chǎn)專(zhuān)用汽車(chē)企業(yè)有759家；專(zhuān)用汽車(chē)種類(lèi)已達(dá)121種類(lèi)，700多個(gè)品種。1992年我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)年產(chǎn)量達(dá)到17. 22萬(wàn)輛，其中以廂式車(chē)和自卸車(chē)比例最大，分別為7.3萬(wàn)輛和6.43萬(wàn)輛。1.4本章小結(jié)自卸汽車(chē)是利用本車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓舉升機(jī)構(gòu)將車(chē)廂傾斜一定角度，然后貨物依靠自重自行卸下的汽車(chē)。專(zhuān)用自卸汽車(chē)是在自卸汽車(chē)基礎(chǔ)上，增加了某些功能，使其成為具有專(zhuān)

12、門(mén)用途的自卸汽車(chē)。本設(shè)計(jì)的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種載重4.5t的自卸汽車(chē)，其性能參數(shù)與所選底盤(pán)車(chē)接近。自卸汽車(chē)是裝備有車(chē)廂舉升機(jī)構(gòu)裝置的載貨自卸汽車(chē)。因此本設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)容有：車(chē)廂舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算、液壓傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)計(jì)算選型、并進(jìn)行二類(lèi)底盤(pán)的選擇、主要參數(shù)數(shù)據(jù)齊備、進(jìn)行二類(lèi)底盤(pán)選型分析、產(chǎn)生具有實(shí)踐意義的選型總結(jié)；然后進(jìn)行車(chē)輛的總體布置和性能分析，并用總布置草圖表達(dá)主要底盤(pán)部件的改動(dòng)和重要工作裝置的布置；最后通過(guò)正確的計(jì)算，完成各部件設(shè)計(jì)選型，達(dá)到工藝合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高的設(shè)計(jì)要求，并附之以總裝配圖，清楚表達(dá)設(shè)計(jì)。第2章 中型自卸汽車(chē)設(shè)計(jì)計(jì)算2.1 基本尺寸參數(shù)的確定普通自卸汽車(chē)都一

13、樣，都是在二類(lèi)底盤(pán)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝而成，主要尺寸參數(shù)原則上應(yīng)于原車(chē)底盤(pán)尺寸相同，從而保證其整車(chē)性能參數(shù)與原車(chē)基本保持不變。常見(jiàn)二類(lèi)底盤(pán)機(jī)構(gòu)如圖2-1所示 圖2-1底盤(pán)結(jié)構(gòu) A-軸距； D-駕駛室最高點(diǎn)到車(chē)架上表面距離； H-底盤(pán)總高； J-后懸 ；K-底盤(pán)有效長(zhǎng)； L-底盤(pán)總長(zhǎng)； Y-推薦載物重心； U-前懸；2.2 質(zhì)量參數(shù)確定自卸車(chē)質(zhì)量參數(shù)包括廠(chǎng)定最大裝載質(zhì)量、整備質(zhì)量、廠(chǎng)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。1、廠(chǎng)定最大裝載質(zhì)量根據(jù)裝載質(zhì)量級(jí)別分類(lèi)中，中型自卸車(chē)小于8噸的規(guī)定，由于本設(shè)計(jì)中自卸車(chē)裝載貨物為垃圾，因此這里取最大裝載質(zhì)量為4500kg。2、整備質(zhì)量整備質(zhì)量指

14、的是裝備齊全、加滿(mǎn)油水的空車(chē)質(zhì)量。它等于底盤(pán)的整備質(zhì)量與汽車(chē)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(chē)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(lèi)樣車(chē)及總成，進(jìn)行零部件稱(chēng)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(lèi)車(chē)型取整備質(zhì)量為5215kg。3、廠(chǎng)定最大總質(zhì)量最大總質(zhì)量是按規(guī)定裝滿(mǎn)貨物、坐滿(mǎn)司機(jī)乘坐人員的整備質(zhì)量?？砂聪率接?jì)算： (2.1)式中： 自卸車(chē)總質(zhì)量， （kg）自卸車(chē)整備質(zhì)量，（kg） 自卸車(chē)裝載質(zhì)量，（kg） 額定司機(jī)乘客人員質(zhì)量，每人按65kg計(jì)算。 4、質(zhì)量利用系數(shù)是裝載質(zhì)量與整車(chē)整備質(zhì)量之比 （2.2）越大，則該車(chē)材料消耗

15、少，材料利用率高。因此可反映自卸車(chē)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8噸以下中型自卸車(chē)之約為1.0-1.5。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(lèi)。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(chē)額定載重能力；又要避免在運(yùn)輸高比重貨物時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重超載。2.3自卸汽車(chē)底盤(pán)的選擇專(zhuān)用汽車(chē)性能的好壞直接取決于專(zhuān)用汽車(chē)底盤(pán)的好壞，通常專(zhuān)用車(chē)輛所采用的基本底盤(pán)按結(jié)構(gòu)分可分為二、三、四類(lèi)底盤(pán)。二類(lèi)底盤(pán)是在整車(chē)基礎(chǔ)上去掉貨廂，三類(lèi)底盤(pán)是從整車(chē)上去掉駕駛室與貨廂，四類(lèi)底盤(pán)是在三類(lèi)底盤(pán)的上去掉車(chē)架總成剩下的散件。一般專(zhuān)用改裝車(chē)輛在選用底盤(pán)時(shí)

16、應(yīng)滿(mǎn)足下述要求：1適用性；2可靠性；3先進(jìn)性；4方便性。除了上述主要要求外，還有兩個(gè)值得注意的方面，一是汽車(chē)底盤(pán)價(jià)格，它是專(zhuān)用汽車(chē)購(gòu)置成本中很大的部分，一定要考慮到用戶(hù)可以接受。這也涉及到專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)品能否很快的占有市場(chǎng)，企業(yè)能否增加效益問(wèn)題。二是汽車(chē)底盤(pán)供貨要有來(lái)源，所選用的底盤(pán)在市場(chǎng)上必須具有一定的保有量。專(zhuān)用汽車(chē)底盤(pán)的選擇主要是根據(jù)專(zhuān)用汽車(chē)的類(lèi)型、用途、裝載質(zhì)量、使用條件、專(zhuān)用汽車(chē)的性能指標(biāo)、專(zhuān)用設(shè)備或裝置的外形、尺寸、動(dòng)力匹配等決定，目前，幾乎80%以上的專(zhuān)用車(chē)輛采用二類(lèi)底盤(pán)進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)。采用二類(lèi)汽車(chē)底盤(pán)進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)是整車(chē)總體布置和工作裝置設(shè)計(jì)，對(duì)底盤(pán)僅作性能適應(yīng)性分析和必要的強(qiáng)

17、度校核，以確保改裝后的整車(chē)性能基本與原車(chē)接近。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上底盤(pán)的種類(lèi)多、品種全，如解放、東風(fēng)、斯太爾等系列底盤(pán)性能好，價(jià)格便宜，市場(chǎng)保有量大，在載重量范圍48t的中型汽車(chē)，選用的底盤(pán)也多為這些系列的產(chǎn)品。底盤(pán)性能對(duì)比見(jiàn)表2-1。表2-1底盤(pán)性能對(duì)比列表解放東風(fēng)斯太爾適用性適用于各類(lèi)載重貨車(chē)及專(zhuān)用汽車(chē)特殊功能的要求適用于各類(lèi)載重貨車(chē)及專(zhuān)用汽車(chē)特殊功能的要求適用于各噸位載重貨車(chē)的改裝設(shè)計(jì)要求以及部分專(zhuān)用車(chē)輛的特殊要求可靠性工作可靠，出現(xiàn)故障的幾率少，零部件要有足夠的強(qiáng)度和壽命工作性能好，故障率低，零部件要有足夠的強(qiáng)度和壽命性能可靠，出現(xiàn)故障率低，各部件要有足夠的強(qiáng)度先進(jìn)性動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、行駛平順

18、性及通過(guò)性等基本性能指標(biāo)和功能方面達(dá)到同類(lèi)車(chē)型的先進(jìn)水平動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱穩(wěn)定性等基本性能指標(biāo)和功能方面達(dá)到同類(lèi)車(chē)型的先進(jìn)水平動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、行駛平順性及通過(guò)性等基本性能指標(biāo)和功能方面達(dá)到同類(lèi)車(chē)型的先進(jìn)水平方便性安裝、檢查保養(yǎng)和維修方便，結(jié)構(gòu)緊湊安裝、檢查保養(yǎng)和維修方便，結(jié)構(gòu)緊湊安裝、檢查保養(yǎng)和維修方便，結(jié)構(gòu)緊湊經(jīng)過(guò)實(shí)際調(diào)研和上網(wǎng)搜集各類(lèi)底盤(pán)及其技術(shù)參數(shù)相關(guān)方面的資料，并結(jié)合本次改裝設(shè)計(jì)專(zhuān)用車(chē)的用途、最大裝載質(zhì)量、使用條件、專(zhuān)用汽車(chē)的性能指標(biāo)、專(zhuān)用設(shè)備或裝置的外形、尺寸、動(dòng)力匹配、成本等各方面的綜合要求，不難發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行小規(guī)模的輕、中型載貨汽車(chē)或?qū)Ｓ密?chē)輛改裝制造時(shí)，選用東風(fēng)系列底盤(pán)相對(duì)較合理

19、。所以選擇東風(fēng)EQ1102FLJ5底盤(pán)作為本次自卸汽車(chē)的底盤(pán)。 其參數(shù)如表2-2所示。 表2-2底盤(pán)技術(shù)參數(shù)列表車(chē)型東風(fēng)EQ1102FLJ5發(fā)動(dòng)機(jī)YC4E140-30外形尺寸（mm）長(zhǎng)寬高0貨箱（mm）長(zhǎng)寬高0輪距（前/后mm）1800/1800前懸/后懸(mm)1065/1785整備質(zhì)量（kg）4955額定載質(zhì)量(kg)4500軸距（mm）3950輪胎規(guī)格9.00-20/9.00-202.4本章小結(jié)本章主要進(jìn)行自卸汽車(chē)底盤(pán)的選型。首先根據(jù)所需底盤(pán)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)查詢(xún)各牌號(hào)對(duì)應(yīng)的底盤(pán)，如東風(fēng)、解放以及斯太爾等；然后將現(xiàn)有滿(mǎn)足設(shè)計(jì)參數(shù)要求的各種底盤(pán)進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)比較他們的適用性、可靠性、先進(jìn)性、方

20、便性、價(jià)格以及供貨來(lái)源等各方面因素選擇比較使用的底盤(pán)；綜合各方面情況最后選用東風(fēng)EQ1102FLJ5底盤(pán)作為本次自卸汽車(chē)的底盤(pán)。汽車(chē)型式：后開(kāi)欄板，矩形車(chē)廂，D式三角臂組合式舉升機(jī)構(gòu)，后傾式自卸汽車(chē)。第3章 舉升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)油缸后推連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)工作原理如圖31所示。該機(jī)構(gòu)主要由舉升液壓缸OB、拉桿AO和三角臂ABC構(gòu)成。點(diǎn)K是車(chē)廂與副車(chē)架的鉸接點(diǎn)。工作時(shí)液壓缸充油，使液壓缸OB伸長(zhǎng)，三角臂ABC和拉桿AO隨著轉(zhuǎn)動(dòng)并升高，舉升車(chē)廂，使其繞點(diǎn)K傾翻。貨物卸完后，車(chē)廂靠自重復(fù)位。舉升機(jī)構(gòu)在初始位置所占據(jù)的空間越小越好，以保證機(jī)構(gòu)緊湊，各構(gòu)件不發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，可協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。圖3-1 舉升機(jī)構(gòu)工作原

21、理簡(jiǎn)圖3.1 舉升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析舉升機(jī)構(gòu)是自卸汽車(chē)的關(guān)鍵部件，它直接影響自卸汽車(chē)的整體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)性能。而油缸后推連桿放大式舉升機(jī)構(gòu)（如圖3-2所示）以其具有橫向剛度好，舉升過(guò)程轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑平順、機(jī)構(gòu)緊湊、油缸行程小、布置容易等優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于中輕噸位自卸汽車(chē)上。對(duì)該種舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析可以準(zhǔn)確掌握其運(yùn)動(dòng)參數(shù)變化的全過(guò)程，這對(duì)于全面分析舉升機(jī)構(gòu)的性能及設(shè)計(jì)合理的舉升機(jī)構(gòu)具有重要的意義。要對(duì)舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，建立其數(shù)學(xué)模型是關(guān)鍵。 3-2 油缸后推連桿式傾卸機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖3.1.1 角度關(guān)系的確定根據(jù)解析幾何的計(jì)算關(guān)系，可求得點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo)值： 其中和，且的坐標(biāo)為已知定值，式中為車(chē)廂傾卸的角

22、度。如圖3-2所示，由幾何關(guān)系可得出以下關(guān)系式： （3.1） 根據(jù)幾何關(guān)系和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)得向量方程式為： （3.2）根據(jù)幾何關(guān)系和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)得向量方程式為： （3.3）其中。根據(jù)幾何關(guān)系和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)得向量方程式為： （3.4）3.1.2 角速度關(guān)系的確定將兩邊對(duì)時(shí)間求導(dǎo)，則：分別將式（3-1）、（3-2）、（3-3）和（3-4）的兩邊對(duì)時(shí)間求導(dǎo)，則： （3.5） （3.6） （3.7） （3.8） （3.9）3.2 舉升機(jī)構(gòu)的動(dòng)力分析油缸后推連桿式傾卸機(jī)構(gòu)的油缸通過(guò)三角臂ABO3間接作用到貨廂上；油缸兩端通過(guò)鉸鏈O2、B分別與車(chē)架、三角臂相連；拉桿兩端通過(guò)鉸鏈O2、A分別與車(chē)架、三角臂相連；三角臂通過(guò)

23、鉸鏈O3與貨廂相連。如圖3-3所示為其受力示意圖。圖3-3 舉升機(jī)構(gòu)受力示意圖設(shè)車(chē)廂與車(chē)架間鉸接點(diǎn)到車(chē)廂底部的距離為h，車(chē)廂及貨物的重心到K點(diǎn)的距離為。（1）將車(chē)廂隔離進(jìn)行受力分析，并對(duì)點(diǎn)取矩，則： （3.10）在中。過(guò)作貨物重力G作用線(xiàn)的平行線(xiàn)，且于E點(diǎn)，則為與G的夾角；于是在中。又因?yàn)閯t： （3.11）那么，力與G的夾角 （3.12）在、G、三力構(gòu)成的力三角形中代入（3-12）中，則：（3-13）在中有： （3.14）其中為油缸初始長(zhǎng)度與油缸活塞某行程之和。過(guò)點(diǎn)作平行且交的延長(zhǎng)線(xiàn)于M點(diǎn)，則： （3.15）在中 將其代入式（3-15），則：（3.16）在中有： （3.17）（2）一傾卸角為的

24、連桿支架體作為一個(gè)研究整體，設(shè)油缸的推力為P，且P必過(guò)；拉桿對(duì)三角臂的拉力為T(mén)，且T必過(guò)。又因?yàn)槠叫杏?，則車(chē)廂對(duì)三角臂的反作用力一定與的方向相同；那么P、T、三力構(gòu)成一個(gè)匯交力系。在這個(gè)三角力系中由正弦定理可得： （3.18）代入式（3.10），則： （3.19）然后將式（3-14）、（3-16）、（3-17）代入上式（3-19）即可的P和T的關(guān)系式。3.3 舉升機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定油缸后推連桿式傾卸機(jī)構(gòu)主要需確定的尺寸有三角臂的尺寸、拉桿的尺寸、液壓缸的推力及行程、整體的安裝位置等。3.3.1 車(chē)廂的尺寸確定根據(jù)公式 =V其中：m為裝載質(zhì)量； 為城市垃圾密度，?。?00400）Kg/； V為垃圾箱

25、總體積；從而通過(guò)對(duì)長(zhǎng)寬高進(jìn)行估算并取值，得到垃圾箱的長(zhǎng)寬高。3.3.2 車(chē)廂最大傾卸角的確定自卸汽車(chē)是利用傾卸機(jī)構(gòu)使車(chē)廂具有一定的傾角，而使貨物自動(dòng)卸下。因而只有當(dāng)其傾斜角度大于松散貨物的安息角后，貨物才可能傾卸干凈，而大部分貨物的安息角都在3550的范圍內(nèi)（見(jiàn)表3-1）。同時(shí)考慮到松散貨物在濕淋狀態(tài)下其附著力的增加，故而國(guó)內(nèi)外自卸汽車(chē)的最大傾卸角有增加的趨勢(shì)，目前有的已達(dá)到60。參考絕大部分同類(lèi)車(chē)型以及本次設(shè)計(jì)的要求，最后確定該自卸汽車(chē)的最大傾卸角為50。表3-1部分松散貨物的安息角物 料煤焦炭鐵礦石細(xì)砂安息角27455040453045物 料粗砂石灰石粘土水泥安息角504045504050

26、3.3.3 基本尺寸參數(shù)的確定現(xiàn)有的機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般有解析法、作圖法、參考類(lèi)比法等三種設(shè)計(jì)方法，考慮到本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，在此選用作圖法進(jìn)行油缸后推連桿式傾卸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其具體設(shè)計(jì)過(guò)程如下，如圖3-4所示： 圖3-4 后推連桿式傾卸機(jī)構(gòu)作圖法（1）根據(jù)自卸汽車(chē)的整體設(shè)計(jì)方案，得車(chē)廂最大翻轉(zhuǎn)角，車(chē)廂尺寸為418024001250mm。（2）建立坐標(biāo)系并確定傾卸機(jī)構(gòu)的坐標(biāo)位置在此設(shè)定坐標(biāo)原點(diǎn)為車(chē)廂與托架的鉸支點(diǎn)。參考同類(lèi)型車(chē)輛傾卸機(jī)構(gòu)，初定傾卸油缸的自由長(zhǎng)度mm，油缸的最大工作行程mm。設(shè)傾卸機(jī)構(gòu)與車(chē)廂鉸支點(diǎn)為由經(jīng)驗(yàn)公式，則：mm，取mm。其中系數(shù)mm，當(dāng)L值較小時(shí)，R取下限；反之，R取上限。為車(chē)廂結(jié)

27、構(gòu)允許的最大值，參考同類(lèi)型結(jié)構(gòu)并結(jié)合本設(shè)計(jì)的整車(chē)結(jié)構(gòu)，初定mm。綜上所述，則。設(shè)傾卸機(jī)構(gòu)與副車(chē)架鉸支點(diǎn)為由經(jīng)驗(yàn)公式，則：mm，取mm。為結(jié)構(gòu)允許最小值，參考同類(lèi)型結(jié)構(gòu)并結(jié)合本設(shè)計(jì)的整車(chē)結(jié)構(gòu)，初定mm。綜上所述，則。（3）過(guò)點(diǎn)作線(xiàn)，使其與X軸成夾角（通常）；以E點(diǎn)為圓心，為半徑作圓弧線(xiàn)于點(diǎn)，則即為油缸初始位置的中心線(xiàn)。（4）連接，并將其繞O點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角，則轉(zhuǎn)到C點(diǎn)；再以C點(diǎn)為圓心，以為半徑畫(huà)??；又以E點(diǎn)為圓心，以為半徑畫(huà)弧；兩弧交于點(diǎn)B，則即為時(shí)油缸的中心線(xiàn)。（5）以點(diǎn)B為頂點(diǎn)，作（通常為，也可適當(dāng)增大），再以為頂點(diǎn)作。（6）作、的垂直平分線(xiàn)交于點(diǎn)F，了；連接；設(shè)線(xiàn)與的延長(zhǎng)線(xiàn)夾角為。以點(diǎn)F為頂

28、點(diǎn)，作，且交于；則點(diǎn)、和點(diǎn)A、B、C分別為和時(shí)三角臂的三個(gè)鉸支點(diǎn)。（7）分別連接、和、，則ABC和A0B0C0分別為三角臂在初始和終止時(shí)的位置。（8）分別連接、，則它們分別為和時(shí)拉桿對(duì)應(yīng)的位置。（9）在圖中測(cè)量出線(xiàn)、和線(xiàn)的長(zhǎng)度，從而得到三角臂和拉桿的尺寸參數(shù)。（10）測(cè)量得、，經(jīng)處理及反復(fù)作圖驗(yàn)算，最后得、。通過(guò)相關(guān)的計(jì)算與分析表明，該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足本次設(shè)計(jì)要求。3.3.4 拉桿截面尺寸的確定拉桿AO為二力受拉桿件，作用力對(duì)稱(chēng)分布在兩根拉桿上，因此作用在每根拉桿上的最大拉力： (3.20) 初選拉桿材質(zhì)為Q235，從手冊(cè)可查得取安全系數(shù)，由公式可知拉桿最小橫截面面積 (3.21) 取實(shí)際上 校核

29、安全系數(shù) (3.22) 因此，拉桿截面面積A=1600 滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。3.4本章小結(jié)本章首先對(duì)油缸后推連桿式傾卸機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力學(xué)分析，從而詳細(xì)敘述了它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和力學(xué)規(guī)律，為后面的計(jì)算與校核作鋪墊。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在車(chē)廂傾卸的整個(gè)過(guò)程中，三角臂和拉桿均受到很大的作用力。因?yàn)槿潜鄣牟牧虾统叽缍际菂⒖冀?jīng)驗(yàn)選取的。所以強(qiáng)度都能滿(mǎn)足要求。綜合以上因素，我們決定選用油缸后推式連桿舉升機(jī)構(gòu)。第4章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)自卸汽車(chē)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞，將直接影響整車(chē)的性能和生產(chǎn)效率。自卸汽車(chē)液壓系統(tǒng)一般主要包括舉升液壓系統(tǒng)以及其他輔助液壓系統(tǒng)。 本次自卸汽車(chē)的改裝設(shè)計(jì)主要偏重于機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析，而其液壓系統(tǒng)

30、所采用的油泵、油缸、液壓閥等液壓系統(tǒng)元件均為高度標(biāo)準(zhǔn)化、系列化與通用化且由專(zhuān)業(yè)化液壓件廠(chǎng)集中生產(chǎn)供應(yīng)；因此在改裝設(shè)計(jì)中只需要進(jìn)行液壓元件計(jì)算選型。其主要內(nèi)容包括油缸的直徑與行程、油泵工作壓力、流量、功率以及各種相關(guān)控制閥的選型等。4.1 油缸的計(jì)算與選型油缸是液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件，也是上述舉升機(jī)構(gòu)的直接動(dòng)力來(lái)源。通常油缸分為活塞式和浮拄式兩類(lèi)。活塞式均為單向作用，其缸體長(zhǎng)度大而伸縮長(zhǎng)度小、使用油壓低（一般不超過(guò)14MPa）。浮拄式為多級(jí)伸縮式油缸，一般有25個(gè)伸縮節(jié)，其結(jié)構(gòu)緊湊，并具有短而粗、伸縮長(zhǎng)度大、使用油壓高（可達(dá)35MPa）,易于安裝布置等優(yōu)點(diǎn)。浮拄式油缸又分為單向作用式與雙向作用式。雙向

31、作用式用油壓輔助車(chē)廂降落，因此工作平穩(wěn)，降落速度快。直推式傾卸機(jī)構(gòu)多采用單作用多級(jí)油缸；而桿系組合式傾卸機(jī)構(gòu)多采用單作用單級(jí)油缸。4.1.1 油缸直徑的確定油缸選型主要依據(jù)所需的最大作用力以及最大工作行程來(lái)確定的。根據(jù)液壓系統(tǒng)中油缸的工作特點(diǎn)，則 （4.1）式中：系統(tǒng)效率，通常按=0.8；液壓系統(tǒng)額定工作壓力（MPa）；參考表4-1選取,越高，對(duì)密封要求也越高，成本亦隨之上升；根據(jù)機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及其工作特點(diǎn)，取MPa。表4-1設(shè)備類(lèi)型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械或中型工程機(jī)械液壓機(jī)、重型機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門(mén)刨床拉床工作壓力P/（MPa）0.82.0352881010162032（1）舉升機(jī)構(gòu)油缸直徑

32、的計(jì)算由式（4-1）可知： mm4.1.2 油缸的選型根據(jù)上述計(jì)算的d值，查閱相關(guān)資料：舉升機(jī)構(gòu)油缸選用單級(jí)活塞雙作用缸HSG-L-01-140/801400-E2501。 4.2 油泵的計(jì)算與選型 4.2.1 油泵的基本參數(shù)計(jì)算自卸車(chē)常用油泵分為齒輪油泵與柱塞泵兩類(lèi)。齒輪泵多為外嚙合式，在相同體積下齒輪泵比柱塞泵流量大但油壓低。柱塞泵最大特點(diǎn)是油壓高（油壓范圍1635MPa），且在最低轉(zhuǎn)速下仍能產(chǎn)生全油壓，固可縮短舉升時(shí)間。中輕型自卸車(chē)上多采用齒輪泵，常用系列有CB、CBX、CG、CN等；重型自卸車(chē)常采用柱塞泵。1.油泵工作壓力P的計(jì)算 MPa （4.2）式中：油缸最大作用力，(N)； 油缸

33、橫截面積，(m2)。則： MPa2.油泵理論流量QT的計(jì)算 L/min （4.3）式中：油缸最大工作容積（m3），按下式計(jì)算： L、的單位均為m；舉升時(shí)間，(s)，一般要求20s，取s；液壓泵容積效率=0.850.9。則：L3.油泵排量q的計(jì)算 mL/r （4.4）式中：油泵流量，(L/min)； 油泵額定轉(zhuǎn)速，(r/min)。取力器速比：；油缸工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：r/min；則，油泵轉(zhuǎn)速r/min那么： mL/r （4.5）4.油泵功率N的計(jì)算 式中：油泵最大工作壓力，(Pa)；油泵額定流量，(m3/s)； 油泵總效率=0.8。則： KW4.2.2油泵的選型根據(jù)上述計(jì)算P、q和N的值，查閱相關(guān)

34、資料，選擇CB-FC40型號(hào)的齒輪泵。4.3 油箱與油管的計(jì)算與選型4.3.1 油箱容積V的計(jì)算一般要求油箱容積不得小于全部工作油缸工作容積的三倍，即：則：L取L4.3.2 油管內(nèi)徑d的計(jì)算由即： 式中：油泵理論流量，(L/min)； 管路中油的流速；高壓管路中油的流速3.6m/s；低壓管路中油的流速m/s。則：高壓油管內(nèi)徑mm低壓油管內(nèi)徑mm根據(jù)管路計(jì)算結(jié)果選用（HG4-406-66）兩層鋼絲編織膠管作為高壓管，管接頭形式為A型扣壓式；低壓回油管則選用（HG4-406-66）一層鋼絲編織低壓膠管。液壓油冬季選用HJ-20號(hào)機(jī)械油，夏季HJ-30號(hào)機(jī)械油。4.4 分配閥的選型根據(jù)本車(chē)的使用條件

35、與要求，選用通用性強(qiáng)、可靠性好、維修方便的控制分配閥二位四通換向閥、液控單向閥和先導(dǎo)式溢流閥。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)總布置見(jiàn)下圖圖4-1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖1.油箱2.濾油器3.油泵4.先導(dǎo)式溢流閥5.液控單向閥 6.二位四通換向閥7.調(diào)速閥8.舉升液壓缸4.5 取力器的選型各類(lèi)專(zhuān)用汽車(chē)的專(zhuān)用工作裝置主要由汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力源。取力器就是汽車(chē)的一種專(zhuān)用動(dòng)力輸出裝置。它從發(fā)動(dòng)機(jī)取出部分功率，用于驅(qū)動(dòng)各類(lèi)液壓泵、真空泵、空壓機(jī)以及各種專(zhuān)用汽車(chē)工作機(jī)械。4.5.1 取力器布置方案的選定專(zhuān)用車(chē)取力總布置方案決定于取力方式。常見(jiàn)的取力方式有發(fā)動(dòng)機(jī)取力、變速器取力、傳動(dòng)軸取力、分配器取力等四種。 從變速器取力有多種方案，

36、如從中間軸末端取力，從倒檔齒輪取力，從軸上取力等。但最常見(jiàn)的還是從中間軸齒輪取力，稱(chēng)為側(cè)置式取力，又可分為左側(cè)與右側(cè)布置方案。從變速器軸取力的布置方案又稱(chēng)變速器上置式方案。此種方案將取力器疊置于變速器之上，用一惰輪與軸常嚙合齒輪嚙合獲取動(dòng)力，固需改制原變速器頂蓋。此方案應(yīng)用很廣，如自卸車(chē)、冷藏車(chē)、垃圾車(chē)等一般都從變速器上端取力。根據(jù)所選二類(lèi)底盤(pán)的特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)采用從變速器中間軸取力的方式。4.5.2 取力器型號(hào)的選定取力器實(shí)質(zhì)上是一種單級(jí)變速器。其基本參數(shù)有取力器總速比、額定輸出轉(zhuǎn)矩、輸出軸旋向以及結(jié)構(gòu)質(zhì)量等。參考同類(lèi)型車(chē)輛，并根據(jù)本次自卸汽車(chē)的改裝需要，最終選擇4205D1-010型號(hào)的取力

37、器。它采用的是法蘭盤(pán)連接方式，其輸出旋向與發(fā)動(dòng)機(jī)旋向相反，總速比為1.588。4.6 本章小結(jié)本章主要是進(jìn)行自卸汽車(chē)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中包括了舉升液壓油缸的計(jì)算與選型、油泵和取力器的計(jì)算與選型、各種控制閥的選擇以及油箱油管的設(shè)計(jì)等。通過(guò)計(jì)算分析，最后選用CB-FC34型號(hào)的齒輪泵。根據(jù)所選二類(lèi)底盤(pán)的特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)采用從變速器中間軸取力的方式；并選用4205D1-010型號(hào)的取力器。第5章 副車(chē)架的設(shè)計(jì)自卸汽車(chē)副車(chē)架一般是由型鋼焊接而成，用U型螺栓或連接支架固定在車(chē)架上。副車(chē)架有兩根縱梁、若干根橫梁，并設(shè)有車(chē)廂傾卸的鉸接座，車(chē)廂固定鎖。在專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)，為了改善主車(chē)架的承載情況，避免集中載荷，同

38、時(shí)也為了不破壞主車(chē)架的結(jié)構(gòu)，一般多采用副車(chē)架(副梁)過(guò)渡。本車(chē)在工作中受較大的彎曲應(yīng)力。因此，本車(chē)副車(chē)架縱梁采用兩根抗彎性能較好的平直槽行梁，材料為16MnL。在增加副車(chē)架的同時(shí)，為了避免由于副車(chē)架剛度的急劇變化而引起主車(chē)架上的應(yīng)力集中，所以對(duì)副車(chē)架的形狀、安裝位置及與主車(chē)架的連接方式都有一定的要求。5.1副車(chē)架的截面形狀及尺寸專(zhuān)用汽車(chē)副車(chē)架的截面形狀一般和主車(chē)架縱梁的截面形狀相同，多采用如圖5.1所示的槽形結(jié)構(gòu)，其截面形狀尺寸取決于專(zhuān)用汽車(chē)的種類(lèi)及其承受載荷的大小。圖5.1 副車(chē)架的截面形狀參照國(guó)內(nèi)外總質(zhì)量相近車(chē)型的副車(chē)架縱梁端面尺寸，確定副車(chē)架縱梁端面尺寸為100、80、60mm。5.2副

39、車(chē)架前段形狀及位置5.2.1副車(chē)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(chē)架剛度，應(yīng)盡量減少副車(chē)架的橫梁，以減少對(duì)縱梁的扭轉(zhuǎn)約束。副車(chē)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(chē)架變形小，所以副車(chē)架對(duì)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(chē)架結(jié)構(gòu)要求剛性較高時(shí)，可在主、副車(chē)架中間增加一層橡膠墊，當(dāng)主車(chē)架變形時(shí)以彈性橡膠的變形來(lái)減弱副車(chē)架對(duì)主車(chē)架的約束。副車(chē)架與主車(chē)架連接如圖5.2所示。圖5.2 副車(chē)架與主車(chē)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

40、成主車(chē)架斷裂。這就要求副車(chē)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5.3 副車(chē)架的前端結(jié)構(gòu)副車(chē)架前端形狀常有三種形狀(見(jiàn)圖5.4)。對(duì)于這三種不同形狀的副車(chē)架前端，在其與主車(chē)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5.4(c)所示：；。 （a）U形；（b）角形；（c）L形 圖5.4副車(chē)架的三種前端形狀如果加工上述形狀困難時(shí)，可以采用如圖5.5所示的副車(chē)架前端簡(jiǎn)易形狀，此時(shí)斜面尺寸較大。對(duì)于鋼質(zhì)副車(chē)架：；對(duì)于硬本質(zhì)副車(chē)架；副車(chē)架在汽車(chē)底盤(pán)上布置時(shí)，其前端應(yīng)盡可能地往駕駛室后圍靠近。圖5.6為某散裝水泥運(yùn)輸車(chē)的罐體、副車(chē)架相對(duì)于汽車(chē)底盤(pán)的安裝位置。在滿(mǎn)足軸荷分配的前提下，其中

41、A不宜過(guò)大，留足空壓機(jī)的位置即可；B為副車(chē)架的前增離主車(chē)架拱形橫粱的距離，一般在100 mm之內(nèi)；C為固定副車(chē)架的前面第一個(gè)U型螺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(chē)架 ； （b）硬木質(zhì)副車(chē)架圖5.5 副車(chē)架前端簡(jiǎn)易形狀 圖5.6 副車(chē)架的安裝位置5.2.2 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(jiàn)圖5.7 1-縱梁；2-連接板；3-橫梁圖5.7 橫梁與縱梁的連接圖5.7（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(chē)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(chē)架

42、前后兩端扭轉(zhuǎn)變形較小，因此本車(chē)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5.7（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(chē)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5.7（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(duì)橫梁的強(qiáng)度要求較高。由于該車(chē)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(guò)來(lái)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(chē)架的縱

43、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(chē)架縱梁和橫梁的連接方式采用焊接方式連接。5.2.3 副車(chē)架與主車(chē)架的連接設(shè)計(jì)副車(chē)架與主車(chē)架的連接常采用如下幾種形式。1、止推連接板圖5.8是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(guò)螺栓與副車(chē)架固定，而下端則利用螺栓與主車(chē)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(chē)架與主車(chē)架縱梁產(chǎn)生相對(duì)水平位移。相鄰兩個(gè)止推連接板之間的距離在5001000 mm范圍內(nèi)。 1-副車(chē)架；2-止推連接板； 1-上托架；2-下托架； 3-主車(chē)架縱梁 3-螺栓圖5.8 止推連接板的結(jié)構(gòu) 圖5.9

44、 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(guò)螺栓分別與副車(chē)架和主車(chē)架縱梁的腹板相固定，然后再用螺栓將上、下托架相連接，見(jiàn)圖5.9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(chē)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(chē)架縱梁翼面變形，應(yīng)在其內(nèi)側(cè)襯以木塊，放在消聲器附近，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

45、性，本文設(shè)計(jì)的自卸車(chē)主副車(chē)架之間采用止推連接板式。5.3 材料的選用 專(zhuān)用汽車(chē)副車(chē)架的材料一般用低碳鋼,材料的型材（如槽鋼、I字鋼等）。材料自身強(qiáng)度的不足是引起副車(chē)架各種缺陷的主要原因之一，選用A3材料，必須設(shè)置較多的腹板才能滿(mǎn)足其強(qiáng)度。如果工藝條件允許，副車(chē)架材料可采用疲勞強(qiáng)度高的16Mn鋼板沖壓成型，以提高其抗疲勞扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度及其他機(jī)械性能。5.4 本章小結(jié) 專(zhuān)用汽車(chē)在使用中，其副車(chē)架縱梁出現(xiàn)的裂紋、斷裂及焊縫撕裂現(xiàn)象，以自卸車(chē)尤為嚴(yán)重。著重對(duì)副車(chē)架所受的靜載荷、動(dòng)載荷和疲勞破壞三方面進(jìn)行分析，強(qiáng)度符合，結(jié)構(gòu)合理。第6章 自卸汽車(chē)基本性能參數(shù)的計(jì)算專(zhuān)用汽車(chē)性能參數(shù)計(jì)算是總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，

46、其目的是檢驗(yàn)整車(chē)參數(shù)選擇是否合理，使用性能參數(shù)能否滿(mǎn)足要求。6.1自卸汽車(chē)整車(chē)參數(shù)表6-1自卸汽車(chē)部分整車(chē)參數(shù)名稱(chēng)符號(hào)數(shù)值與單位發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率193KW發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速2200r/min發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩1100Nm發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速13001600r/min車(chē)輪動(dòng)力半徑0.508m車(chē)輪滾動(dòng)半徑0.524m6.2 動(dòng)力性計(jì)算6.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)外特性發(fā)動(dòng)機(jī)外特性是指發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)全開(kāi)時(shí)的速度特性，是汽車(chē)動(dòng)力性計(jì)算的主要依據(jù)。在外特性圖上，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的二條重要特性曲線(xiàn)，為非對(duì)稱(chēng)曲線(xiàn)。工程實(shí)踐表明，可用二次三項(xiàng)式來(lái)描述汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性，即 (6-1)式中 發(fā)動(dòng)機(jī)輸

47、出轉(zhuǎn)矩，（Nm）；發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速，（r/min）；、待定系數(shù)，由具體的外特性曲線(xiàn)決定；、可由多種途徑獲得,下面是常用的兩種計(jì)算方法。已知外特性曲線(xiàn)時(shí)，根據(jù)外特性數(shù)值建立外特性方程式如果知道發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線(xiàn)時(shí)，則可利用拉格朗日三點(diǎn)插值法求出公式（6-1）中的待定系數(shù)、。在外特性曲線(xiàn)上選取三個(gè)點(diǎn)，即、，、，、，依拉氏插值三項(xiàng)式有: （6-2）將上式展開(kāi)，按冪次高低合并，然后與（3-1）式比較系數(shù)，即可得三個(gè)待定系數(shù)為： （6-3）6.2.2 汽車(chē)的行駛方程式自卸汽車(chē)在直線(xiàn)行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力之間存在如下平衡關(guān)系： （6-4）式中：驅(qū)動(dòng)力，（）； 滾動(dòng)阻力，（）；坡道阻力，（）； 空氣阻力，（）

48、；加速阻力，（）。（1）驅(qū)動(dòng)Ft的計(jì)算自卸汽車(chē)在地面行駛時(shí)受到發(fā)動(dòng)機(jī)限制所能產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系為： （6-5）式中 變速器某一擋的傳動(dòng)比；主減速器傳動(dòng)比；傳動(dòng)系統(tǒng)某一擋的機(jī)械效率；驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力半徑，（m）；發(fā)動(dòng)機(jī)外特性修正系數(shù)。（2）滾動(dòng)阻力Ff的計(jì)算高位自卸汽車(chē)的滾動(dòng)阻力由下式計(jì)算： （6-6）式中 后欄板起重運(yùn)輸汽車(chē)的總質(zhì)量（Kg）； 道路坡度角；滾動(dòng)阻力系數(shù)。滾動(dòng)阻力系數(shù)取決于輪胎的結(jié)構(gòu)形式及氣壓、車(chē)輛的行駛速度、路面條件等因素。當(dāng)車(chē)速在km/h以下時(shí)，可取常數(shù)；當(dāng)車(chē)速超過(guò)km/h時(shí)，可用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)求得。（式中、分別為常數(shù)項(xiàng)、比例系數(shù)、自卸汽車(chē)行駛的速度。）（3）坡道阻力

49、Fi的計(jì)算自卸汽車(chē)上坡行駛時(shí)，整車(chē)重力沿坡道的分力為坡道阻力，其計(jì)算公式為： （6-7）（4）空氣阻力F的計(jì)算大量試驗(yàn)結(jié)果表明，汽車(chē)的空氣阻力與車(chē)速的平方成反比，即 （6-8）式中 空氣阻力系數(shù)，高位自卸汽車(chē)可取為0.50.9；迎風(fēng)面積（m2），可按估算，為輪距（m），為整車(chē)高度（m）。（5）加速阻力Fj的計(jì)算加速阻力是汽車(chē)加速行駛時(shí)所需克服的慣性阻力，有： （6-9）式中 汽車(chē)加速度（m/s2）；汽車(chē)整備質(zhì)量（kg）；傳統(tǒng)系統(tǒng)回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)。的計(jì)算公式為 （6-10）式中 車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kgm2）；發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kgm2）； 車(chē)輪的滾動(dòng)半徑（m）。進(jìn)行動(dòng)力性計(jì)算時(shí)，若不知道、值，

50、則可按下述經(jīng)驗(yàn)公式估算值： （6-11）式中 。低擋時(shí)取上限，高檔時(shí)取下限。將式（6-5）、（6-6）、（6-7）、（6-8）、（6-9）及（6-1）代入式（6-4），換算后得 （6-12）又因?yàn)?（6-13）將式（6-13）代入（6-12）并整理后，得： （6-14）式中： （6-15）6.2.3 動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算衡量汽車(chē)動(dòng)力性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)有最高車(chē)速、最大爬坡度和加速性能。（1）最高車(chē)速vmax根據(jù)最高車(chē)速的定義，有,，由式（6-14）可得：將式（6-6）代入上式，有：因 所以 （6-16）又因,，可確定專(zhuān)用汽車(chē)的最高車(chē)速為： （6-17）（2）最大爬坡度imax當(dāng)汽車(chē)以最低擋穩(wěn)定速度爬坡時(shí)，有，為簡(jiǎn)化，可設(shè)，則由式（6-14）可得： （6-18）對(duì)上式兩邊以為自變量求導(dǎo)，可得： （6-19）當(dāng)時(shí)，取最大值，此時(shí)有：代入式（6-18），可得：令 （6-20）則： 對(duì)上式進(jìn)行整理后可得：當(dāng)時(shí)，但實(shí)際上滾動(dòng)阻力總是存在，并且滾動(dòng)阻力系數(shù)愈大，汽車(chē)爬坡能力愈小。因此上式中應(yīng)取負(fù)號(hào)，又因