自卸車(chē)舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

/目錄摘要 QUOTEAbstract Ⅱ第1章緒論 31.1課題的提出 31.2專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)特點(diǎn) 51.3課題的實(shí)際意義 61.4國(guó)內(nèi)外自卸汽車(chē)的發(fā)展概況 7第2章輕型自卸車(chē)主要性能參數(shù)的選擇 102.1整車(chē)尺寸參數(shù)的確定 102.2質(zhì)量參數(shù)的確定 102.3其它性能參數(shù) 122.4本章小結(jié) 12第3章自卸車(chē)車(chē)廂的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì) 133.1自卸汽車(chē)車(chē)廂的結(jié)構(gòu)形式 133.1.1車(chē)廂的結(jié)構(gòu)形式 133.1.2車(chē)廂選材 143.2車(chē)廂的設(shè)計(jì)規(guī)范及尺寸確定 143.2.1車(chē)廂尺寸設(shè)計(jì) 153.2.2車(chē)廂內(nèi)框尺寸及車(chē)廂質(zhì)量 163.3車(chē)廂板的鎖啟機(jī)構(gòu) 173.4本章小結(jié) 17第4章自卸舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 184.1自卸舉升機(jī)構(gòu)的選擇 184.1.1舉升機(jī)構(gòu)的類(lèi)型 184.1.2自卸汽車(chē)傾卸機(jī)構(gòu)性能比較 214.2舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及受力分析及參數(shù)選擇 234.2.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 234.2.2舉升機(jī)構(gòu)受力分析及參數(shù)選擇 244.3本章小結(jié) 26第5章液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 275.1液壓系統(tǒng)工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 275.1.1工作原理 275.1.2液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置 285.1.3液壓分配閥 285.2油缸選型及計(jì)算 295.3油箱容積及油管內(nèi)徑計(jì)算 305.4取力器的設(shè)計(jì) 315.5本章小結(jié) 32第6章副車(chē)架的設(shè)計(jì) 336.1副車(chē)架的截面形狀及尺寸 336.2副車(chē)架前段形狀及位置 336.2.1副車(chē)架的前端形狀及安裝位置 336.2.2縱梁及橫梁的連接設(shè)計(jì) 356.2.3副車(chē)架及主車(chē)架的連接設(shè)計(jì) 366.3副車(chē)架主要尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 376.3.1副車(chē)架主要尺寸設(shè)計(jì) 376.3.2副車(chē)架的強(qiáng)度剛度彎曲適應(yīng)性校核 376.4本章小結(jié) 44結(jié)論 45參考文獻(xiàn) 46致謝 47

緒論1.1課題的提出專(zhuān)用自卸車(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專(zhuān)用汽車(chē)。自卸汽車(chē)主要運(yùn)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(lèi)方式。1、按用途分類(lèi)：公路運(yùn)輸?shù)钠胀ㄗ孕盾?chē)；非公路運(yùn)輸?shù)闹匦妥孕盾?chē)，主要用于礦區(qū)裝卸作業(yè)及大中型土建工程。2、按裝載質(zhì)量級(jí)別分類(lèi)：輕型自卸車(chē)（一般小于3.5噸）；中型自卸車(chē)（4噸-8噸）；重型自卸車(chē)（大于8噸）。3、按傳動(dòng)類(lèi)型分類(lèi)：機(jī)械傳動(dòng)、液力機(jī)械傳動(dòng)和電動(dòng)三種類(lèi)型。4、按卸貨方式分類(lèi)：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(jī)構(gòu)分類(lèi)：直推式及杠桿舉升式自卸車(chē)。直推式又可細(xì)分為單缸式、雙缸式、多級(jí)式等。杠桿式又可細(xì)分為杠桿前置式、杠桿后置式、杠桿中置式等。6、按車(chē)廂結(jié)構(gòu)分類(lèi)：一面開(kāi)啟式、三面開(kāi)啟式及無(wú)后欄板式。輕型農(nóng)用自卸車(chē)是隨著我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，上世紀(jì)80年代末發(fā)展起來(lái)的自卸運(yùn)輸車(chē)輛，其裝載重量在1t-4t之間。國(guó)家和地方均出臺(tái)專(zhuān)門(mén)的法規(guī)對(duì)農(nóng)用車(chē)尺寸、排放、車(chē)速等各方面性能進(jìn)行規(guī)范，從而促進(jìn)了輕型農(nóng)用自卸車(chē)的健康發(fā)展。自2001年11月10日起，中國(guó)正式成為WTO成員國(guó)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)逐漸開(kāi)放。同時(shí)，我國(guó)亦確立了以擴(kuò)大內(nèi)需為主的經(jīng)濟(jì)政策，實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略，加大對(duì)基建項(xiàng)目的投資力度，農(nóng)林牧漁、采礦、水利、軍工、環(huán)保、商業(yè)運(yùn)輸、交通、通訊、金融、機(jī)場(chǎng)、電力、城市建設(shè)和石油開(kāi)采等行業(yè)均快速發(fā)展，使各種類(lèi)型的專(zhuān)用車(chē)需求量大增。在廣大城鄉(xiāng)的沙場(chǎng)、礦山、工地及般的十木工程等的運(yùn)輸作業(yè)中輕型農(nóng)用自卸車(chē)以其靈活機(jī)動(dòng)、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。傾卸裝置是自卸汽車(chē)的主要結(jié)構(gòu)部分。其主要組成如下：普通自卸汽車(chē)機(jī)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(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-取力器圖1.1普通自卸汽車(chē)結(jié)構(gòu)組成在輕型農(nóng)用自卸車(chē)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，液壓舉升機(jī)構(gòu)和車(chē)廂的設(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)是輕型農(nóng)用自卸車(chē)的重要工作系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)方案的優(yōu)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)用汽車(chē)設(shè)計(jì)特點(diǎn) 專(zhuān)用汽車(chē)及普通汽車(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，除了要滿足基本型汽車(chē)的性能要求外，還要滿足專(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) 這首先就需要了解國(guó)內(nèi)外汽車(chē)產(chǎn)品，特別是貨車(chē)產(chǎn)品的生產(chǎn)情況、底盤(pán)規(guī)格、供貨渠道、銷(xiāo)售價(jià)格及相關(guān)資料等。然后根據(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)。能否選到一種好的汽車(chē)底盤(pán)，是能否設(shè)計(jì)出一種好的專(zhuān)用汽車(chē)的前提。對(duì)于不能直接采用二類(lèi)底盤(pán)或三類(lèi)底盤(pán)進(jìn)行改裝的專(zhuān)用汽車(chē)，也應(yīng)盡量選用定型的汽車(chē)總成和部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，以縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期和提高產(chǎn)品的可靠性。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)既要保證專(zhuān)用功能滿足其性能要求，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) 專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)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(jìn)行產(chǎn)品變型圖1—1為菜廠牽引車(chē)、半掛車(chē)和全掛車(chē)系列型譜。對(duì)專(zhuān)用汽車(chē)零部件的設(shè)計(jì)，應(yīng)按“三化”的要求進(jìn)行，最大限度地選用標(biāo)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(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)持點(diǎn)工的可能性。5、對(duì)專(zhuān)用汽車(chē)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(jī)及各種閥等，要從專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家中優(yōu)選因?qū)Ｓ闷?chē)專(zhuān)項(xiàng)作業(yè)性能的好壞，主要決定干這些部件的性能和可靠性。6、在普通汽車(chē)底盤(pán)上改裝的專(zhuān)用汽車(chē)，底盤(pán)受載情況可能及原設(shè)計(jì)不同，因此要對(duì)一些重要的總成結(jié)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度校核。7、專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足有關(guān)機(jī)動(dòng)車(chē)輛公路交通安全法規(guī)的要求對(duì)于某些特殊車(chē)輛，如重型半掛車(chē)、油田修井車(chē)、機(jī)場(chǎng)寬體客車(chē)等，應(yīng)作為特定作業(yè)環(huán)境的特種車(chē)輛來(lái)處理。8、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，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[2]。由于專(zhuān)用汽車(chē)種類(lèi)繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用面廣、開(kāi)發(fā)期短等待點(diǎn)，所以專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)人員。既要具備汽車(chē)設(shè)計(jì)的知識(shí)相能力．向時(shí)也要掌握專(zhuān)用汽車(chē)各種不同工作裝置的原理及設(shè)計(jì)計(jì)算。此外專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)人員還需要對(duì)用戶的要求，市場(chǎng)動(dòng)態(tài)有充分的了解，這樣設(shè)計(jì)的產(chǎn)品才能在性能上先進(jìn)，在市場(chǎng)上適銷(xiāo)對(duì)路，在使用上滿足用戶的要求。1.3課題的實(shí)際意義對(duì)于液壓舉升機(jī)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(jì)液壓舉升機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)滿足的性能有:1、較強(qiáng)的免維護(hù)性自卸車(chē)主要應(yīng)用場(chǎng)所是沙場(chǎng)、礦山、工地等，這些場(chǎng)所沙塵肆虐，工作環(huán)境惡劣，自卸機(jī)構(gòu)的維護(hù)條件較差，甚至有時(shí)根本談不上什么維護(hù)。因此需要自卸機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮到鉸支點(diǎn)和油缸的免維護(hù)性。2、良好的動(dòng)力性舉升機(jī)構(gòu)作為輕型農(nóng)用自卸車(chē)卸料時(shí)的動(dòng)力來(lái)源，為保證卸料順利完成，要求其必須具有良好的動(dòng)力性能。輕型農(nóng)用自卸車(chē)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(jī)構(gòu)要具有一定的過(guò)載系數(shù)。3、平穩(wěn)性要求舉升機(jī)構(gòu)在傾卸貨物時(shí)具有較好的平穩(wěn)性，不得有較大的動(dòng)力沖擊，降低沖擊力對(duì)機(jī)構(gòu)各部件的損傷概率，保證機(jī)構(gòu)的使用壽命。4、卸料性輕型農(nóng)用自卸車(chē)顧名思義就是省卻了人力卸料之苦，通過(guò)特定的機(jī)構(gòu)使用液壓力自動(dòng)卸料。因此，自卸車(chē)舉升機(jī)構(gòu)應(yīng)達(dá)到的卸料目標(biāo)是:a、在較短的時(shí)間內(nèi)使貨箱舉升一定的角度，即舉升機(jī)構(gòu)將貨箱舉升到最大舉升角所需的時(shí)間(對(duì)此國(guó)家規(guī)定了時(shí)間限值);b、貨箱被舉升機(jī)構(gòu)舉升到最大轉(zhuǎn)角時(shí)，貨物應(yīng)順利地傾卸完畢(即最大舉升角達(dá)到貨物的安息角)。5、緊湊性輕型農(nóng)用自卸車(chē)多數(shù)是中小噸位的工程運(yùn)輸車(chē)輛，其裝載工具多為小型裝載機(jī)械。為了裝載方便，輕型農(nóng)用自卸車(chē)的貨箱布置位置一般較低，同時(shí)又要考慮到輕型農(nóng)用自卸車(chē)的工作環(huán)境，應(yīng)使其具有較好的通過(guò)性(即離地間隙受限)，因此，自卸車(chē)的舉升機(jī)構(gòu)布置空間就受到很大的限制，這就要求機(jī)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(jī)構(gòu)實(shí)際上是一種演化的四連桿機(jī)構(gòu)，在外力作用下，各部件能沿自己的鉸支點(diǎn)按設(shè)計(jì)者的意圖順利轉(zhuǎn)動(dòng)，不得出現(xiàn)傳動(dòng)角小于許用傳動(dòng)角的情況，更不能有死點(diǎn)位置的存在。1.4國(guó)內(nèi)外自卸汽車(chē)的發(fā)展概況我國(guó)專(zhuān)用車(chē)市場(chǎng)“蛋糕”將越做越大。去年以來(lái)，我國(guó)專(zhuān)用車(chē)市場(chǎng)取得較好的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)，全國(guó)395家改裝車(chē)企業(yè)改裝汽車(chē)23.06萬(wàn)輛，銷(xiāo)售23.05萬(wàn)輛?？蛙?chē)改裝量最大，共改裝103492萬(wàn)輛，占總量的44.88％；載貨汽車(chē)44870輛，占總量的19.46％；自卸汽車(chē)27125輛，占總量的11.76％；廂式、罐式等專(zhuān)用車(chē)銷(xiāo)售40966輛，占總量的17.77％。今年1～8月份，各類(lèi)專(zhuān)用車(chē)銷(xiāo)售均有較大增幅，樂(lè)觀估計(jì)今年全年專(zhuān)用車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)將達(dá)30萬(wàn)輛。通過(guò)數(shù)字來(lái)看，去年一年銷(xiāo)售專(zhuān)用車(chē)達(dá)23萬(wàn)輛，結(jié)合我國(guó)道路、經(jīng)濟(jì)等實(shí)際情況，應(yīng)該說(shuō)數(shù)量還是比較可觀的。但是問(wèn)題就在于395家改裝企業(yè)才生產(chǎn)23萬(wàn)輛?？梢钥闯?，我國(guó)汽車(chē)改裝企業(yè)和汽車(chē)制造一樣，存在著規(guī)模小、技術(shù)落后、生產(chǎn)點(diǎn)過(guò)多等問(wèn)題。從改裝車(chē)生產(chǎn)分布地區(qū)來(lái)看，也存在較大不均衡性。江蘇、河北、安徽、河南等8個(gè)省去年產(chǎn)量之和約占總產(chǎn)量的75％，其他21個(gè)省僅占總產(chǎn)量的25％。地域的不均衡性也顯示出專(zhuān)用車(chē)市場(chǎng)前景看好。目前，我國(guó)改裝車(chē)市場(chǎng)最大銷(xiāo)售量約25萬(wàn)輛左右，改裝量最大的除了客車(chē)外，主要有廂式車(chē)、罐式車(chē)、自卸車(chē)等主要車(chē)型。但是總體來(lái)看，這些專(zhuān)用車(chē)均存在技術(shù)附加值低、工藝較落后等問(wèn)題。從品種來(lái)看，我國(guó)改裝車(chē)品種較少，僅有400多個(gè)品種。那么，未來(lái)改裝車(chē)市場(chǎng)到底是什么市場(chǎng)呢？肯定地說(shuō)，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(guó)公路條件改善外，還和我國(guó)公路貨物運(yùn)輸市場(chǎng)息息相關(guān)。目前，我國(guó)公路貨運(yùn)市場(chǎng)的主體依然是以個(gè)體戶為主，公路貨運(yùn)甚至還談不上物流管理，具有運(yùn)輸成本高、隨意性大、服務(wù)沒(méi)有保證等特點(diǎn)。隨著我國(guó)加入世界貿(mào)易組織，這種格局將要逐步被打破。我國(guó)汽車(chē)工業(yè)保護(hù)期只有五年，但是公路貨運(yùn)市場(chǎng)卻可以向外資開(kāi)放?？鐕?guó)物流公司正虎視眈眈盯著中國(guó)公路貨運(yùn)這塊大市場(chǎng)。這場(chǎng)戰(zhàn)斗誰(shuí)是贏者，不言自明。集團(tuán)化貨運(yùn)市場(chǎng)對(duì)卡車(chē)的個(gè)性化要求將越來(lái)越高，同時(shí)需求數(shù)量也將越來(lái)越大?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō)，未來(lái)的卡車(chē)發(fā)展方向?qū)⑹菍?zhuān)用車(chē)。美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家專(zhuān)用車(chē)市場(chǎng)十分巨大，專(zhuān)用車(chē)具有品種多、技術(shù)含金量高等特點(diǎn)。就專(zhuān)用車(chē)品種而言，美國(guó)就有5000多個(gè)品種，甚至很多專(zhuān)用車(chē)已經(jīng)被E化，裝有電腦、衛(wèi)星導(dǎo)航等系統(tǒng)。確切地說(shuō)，我國(guó)專(zhuān)用車(chē)市場(chǎng)最終是向多品種、高精尖的方向發(fā)展。尤其是隨著我國(guó)公路運(yùn)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(jí)。我國(guó)自卸汽車(chē)生產(chǎn)始于上世紀(jì)60年代初，經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，尤其是在上世紀(jì)80年代以后通過(guò)技貿(mào)結(jié)合及合作生產(chǎn)方式，從國(guó)外引進(jìn)若干先進(jìn)的自卸汽車(chē)制造技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上形成以若干大型汽車(chē)制造廠為主體的機(jī)械傳動(dòng)式自卸汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)集團(tuán)。公路用自卸汽車(chē)的裝載質(zhì)量從2～20t、礦用自卸汽車(chē)裝載質(zhì)量從20～154t以基本形成完整的自卸汽車(chē)系列，為我國(guó)自卸汽車(chē)的騰飛打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)然除普通自卸汽車(chē)以外，專(zhuān)用自卸汽車(chē)的生產(chǎn)也得到了一定的發(fā)展，尤其是新世紀(jì)以來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和交通環(huán)境的改善，各行業(yè)對(duì)專(zhuān)用汽車(chē)尤其是工程系列專(zhuān)用汽車(chē)的需求越來(lái)越大。專(zhuān)用汽車(chē)將跟更加注重行業(yè)化、專(zhuān)用化、系列化。國(guó)外自卸汽車(chē)生產(chǎn)始于上世紀(jì)30年代，比我國(guó)早30多年在其后70多年的發(fā)展過(guò)程中，其結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，整車(chē)性能已有很大提高。為提高自卸汽車(chē)的科技含量，追求高附加值，各國(guó)更是不斷采用先進(jìn)技術(shù)，其主要表現(xiàn)以下幾個(gè)方面：全面提高自卸汽車(chē)內(nèi)在質(zhì)量和使用性能；在制造加工方面，自卸汽車(chē)朝著底盤(pán)生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化、零部件生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化、工藝專(zhuān)業(yè)化和輔助生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化方向發(fā)展；廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，以提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量和縮短設(shè)計(jì)研制的周期；在材料配置上，將更多地采用高強(qiáng)度鋁合金、不銹鋼、工程塑料和聚合材料等。目前，自卸汽車(chē)以形成自己獨(dú)特的結(jié)構(gòu)及車(chē)型系列。目前,各大自卸汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的自卸車(chē)尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)多數(shù)為拉桿式尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)、鏈條式尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)、液壓手動(dòng)控制式尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)等,這些機(jī)構(gòu)各有特點(diǎn),在運(yùn)輸自卸車(chē)中被廣泛使用。國(guó)內(nèi)使用的自卸車(chē)車(chē)箱大部分使用16Mn制造而成。其特點(diǎn)是鋼板厚,車(chē)箱沉重,截面一般呈方形,邊板和底板有很多的加強(qiáng)筋。16Mn的屈服強(qiáng)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(chē)箱。在歐美,很多車(chē)箱都使用HARDOX耐磨鋼板材料,及傳統(tǒng)的方形車(chē)箱有著很大的區(qū)別,其特點(diǎn)是橫截面呈U形或半弧形,而且車(chē)箱邊板和底板幾乎沒(méi)有使用加強(qiáng)筋。HARDOX是瑞典鋼鐵集團(tuán)生產(chǎn)的一種耐磨鋼板,具有較高的屈服強(qiáng)度,是16Mn的三倍以上,并且具有較高的硬度和沖擊韌性。在設(shè)計(jì)裝載量相同的情況下,用HARDOX鋼板制造的車(chē)箱及16Mn用制造的車(chē)箱相比,板材厚度更薄,且不需要加強(qiáng)筋。據(jù)國(guó)外的一些廠家反饋,車(chē)箱使用HARDOX鋼板后,重量能減少,甚至更多。某些自卸車(chē)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)和用戶的使用過(guò)程中均發(fā)現(xiàn)舉升機(jī)構(gòu)中三角臂早期斷裂問(wèn)題。實(shí)際構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中承受一定動(dòng)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(duì)受力點(diǎn)的受力情況進(jìn)行測(cè)量,直接利用現(xiàn)有的有限元軟件ANSYS也無(wú)法對(duì)其進(jìn)行分析,很難確定在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中極限應(yīng)力區(qū)域;但是軟件劃分網(wǎng)格功能強(qiáng)大;而仿真分析軟件ADAMS雖然處理剛性物體運(yùn)動(dòng)精度較高,但對(duì)于復(fù)雜的柔性體的建模和計(jì)算都比較困難。為此一些專(zhuān)家利用有限元軟件ANSYS和動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS進(jìn)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(jìn)方案。

第2章輕型自卸車(chē)主要性能參數(shù)的選擇承擔(dān)公路運(yùn)輸?shù)钠胀ㄗ孕盾?chē)通常是由同種貨車(chē)變型設(shè)計(jì)而成。其總體設(shè)計(jì)程序及載貨車(chē)相近。首先，進(jìn)行一系列的市場(chǎng)調(diào)研和同類(lèi)車(chē)型資料的收集分析，摸清產(chǎn)品主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，了解有關(guān)設(shè)計(jì)法規(guī)等。在此基礎(chǔ)上擬定設(shè)計(jì)原則，協(xié)調(diào)使用、制造及經(jīng)濟(jì)三方矛盾，處理好產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)性及工藝?yán)^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(jìn)入具體技術(shù)設(shè)計(jì)階段。在技術(shù)設(shè)計(jì)階段，首先進(jìn)行自卸車(chē)結(jié)構(gòu)選型，確定舉升機(jī)構(gòu)類(lèi)型及貨廂結(jié)構(gòu)形式，然后選擇自卸車(chē)總布置主要參數(shù)。2.1整車(chē)尺寸參數(shù)的確定表2.1整車(chē)尺寸參數(shù)外形尺寸（長(zhǎng)寬高）4540QUOTE1800QUOTE1980（mm）軸距2800mm輪距（前/后）1480/1470(mm)前懸970mm后懸770mm接近角25離去角36最小離地間隙185mm2.2質(zhì)量參數(shù)的確定自卸車(chē)質(zhì)量參數(shù)包括廠定最大裝載質(zhì)量QUOTE、整備質(zhì)量QUOTE、廠定最大總質(zhì)量QUOTE、質(zhì)量利用系數(shù)QUOTE、容積利用系數(shù)QUOTE，以及重心位置等[3]。1、廠定最大裝載質(zhì)量QUOTE根據(jù)裝載質(zhì)量級(jí)別分類(lèi)中，輕型自卸車(chē)小于3.5噸的規(guī)定，由于本設(shè)計(jì)中自卸車(chē)裝載貨物為農(nóng)產(chǎn)品，因此這里取最大裝載質(zhì)量QUOTE為1500kg。2、整備質(zhì)量QUOTE整備質(zhì)量QUOTE指的是裝備齊全、加滿油水的空車(chē)質(zhì)量。它等于底盤(pán)的整備質(zhì)量及汽車(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)量及整備質(zhì)量。這里參考同類(lèi)車(chē)型取整備質(zhì)量為2100kg。廠定最大總質(zhì)量QUOTE最大總質(zhì)量QUOTE是按規(guī)定裝滿貨物、坐滿司機(jī)乘坐人員的整備質(zhì)量?？砂聪率接?jì)算：QUOTE(2.1)式中：QUOTE——自卸車(chē)整備質(zhì)量，kgQUOTE——廠定最大裝載質(zhì)量，kgQUOTE——額定司機(jī)乘客人員質(zhì)量，每人按65kg計(jì)。QUOTEkg4、質(zhì)量利用系數(shù)QUOTEQUOTE是廠定最大裝載質(zhì)量及其整備質(zhì)量之比QUOTE(2.2)QUOTE越大，則該車(chē)材料消耗少，材料利用率高。因此QUOTE可反映自卸車(chē)設(shè)計(jì)制造水平。提高QUOTE的主要措施在于設(shè)法減輕傾卸機(jī)構(gòu)及貨廂質(zhì)量。一般3噸以下輕型自卸車(chē)之QUOTE約為0.5-1.0。5、容積利用系數(shù)QUOTEQUOTE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QUOTE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。對(duì)普通自卸車(chē)常取QUOTE=1650。6、質(zhì)心位置質(zhì)心位置對(duì)汽車(chē)附著性能和穩(wěn)定性能等能產(chǎn)生重要影響，因此是一項(xiàng)重要指標(biāo)。質(zhì)心位置又分為空載質(zhì)心及滿載質(zhì)心兩種狀況。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求使改裝自卸車(chē)的質(zhì)心位置盡量接近原車(chē)質(zhì)心。質(zhì)心計(jì)算公式如下：質(zhì)心水平位置QUOTE(2.3)質(zhì)心垂直位置QUOTE(2.4)式中：QUOTE——自卸車(chē)廠定最大總質(zhì)量，kg；QUOTE——自卸車(chē)前、后軸軸載質(zhì)量，kg；QUOTE——底盤(pán)質(zhì)量，kg；QUOTE——改裝部分各總成質(zhì)量，kg；QUOTE——廠定最大裝載質(zhì)量，kg；QUOTE、QUOTE——底盤(pán)質(zhì)心坐標(biāo)；QUOTE、QUOTE——改裝部分各總成質(zhì)量質(zhì)心坐標(biāo)；QUOTE、QUOTE——裝載質(zhì)量質(zhì)心坐標(biāo)。2.3其它性能參數(shù)貨廂最大舉升角是當(dāng)貨廂舉升角是當(dāng)貨廂舉升至設(shè)計(jì)極限位置時(shí)，貨廂底部及車(chē)架平面之夾角。它取決于常運(yùn)貨物靜安息角的大小。多數(shù)貨物靜安息角在40—45QUOTE范圍。故為保證卸貨干凈，一般自卸車(chē)最大舉升角常取50—60QUOTE。此外，尚應(yīng)注意在最大舉升角時(shí)，車(chē)廂后板下垂最低點(diǎn)及地面保持一定卸貨高度。舉升時(shí)間指滿載時(shí)從開(kāi)始舉升至最大舉升角所需時(shí)間。降落時(shí)間系指空載時(shí)貨廂從最大舉升角降至車(chē)架的時(shí)間。此兩項(xiàng)參數(shù)太長(zhǎng)將影響運(yùn)輸生產(chǎn)率；太短又勢(shì)必增大液壓系統(tǒng)負(fù)荷。故一般設(shè)計(jì)舉升時(shí)間要求為15s-25s，降落時(shí)間要求為8s-15s。2.4本章小結(jié)本章主要對(duì)輕型農(nóng)用自卸汽車(chē)的整車(chē)尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)以及其他性能參數(shù)進(jìn)行了確定，綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。

第3章自卸車(chē)車(chē)廂的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)3.1自卸汽車(chē)車(chē)廂的結(jié)構(gòu)形式3.1.1車(chē)廂的結(jié)構(gòu)形式車(chē)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3.1為典型的底板橫剖面呈矩形的后傾式車(chē)廂結(jié)構(gòu)。為避免裝載時(shí)物料下落碰壞駕駛室頂孟，通常車(chē)廂前欄板加做向上前方延伸的防護(hù)擋板。車(chē)廂底板固定在車(chē)廂底架之上。車(chē)廂的側(cè)欄板、前后欄板外側(cè)面通常布置有加強(qiáng)筋。后傾式車(chē)廂廣泛用于輕、中和重型自卸汽車(chē)。它的左右側(cè)欄板固定，后欄板左右兩端上部及側(cè)欄板餃接，后欄板借此即可開(kāi)啟或關(guān)閉。1-車(chē)廂總成；2-后欄板；3、4-鉸鏈座；5-車(chē)廂鉸支座；6-側(cè)欄板；7-防護(hù)擋板；8-底板圖3.1車(chē)廂結(jié)構(gòu)圖側(cè)傾式及三面傾卸式車(chē)廂欄板及底板為直角，如圖3.2所示。其欄板開(kāi)啟、關(guān)閉的鉸接軸為上置式，開(kāi)啟時(shí)，欄板呈自由懸垂?fàn)?，多用于有?cè)傾要求的中型自卸汽車(chē)。礦用白卸汽車(chē)和重型自卸汽車(chē)的車(chē)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(chē)廂采用雙層底板結(jié)構(gòu)，以增加底板的強(qiáng)度和剛度，并可減輕自重。簸箕式車(chē)廂如圖3.3所示。圖3.2側(cè)頃式及三面傾卸式車(chē)廂圖3.3簸箕式車(chē)廂 本文設(shè)計(jì)的自卸車(chē)是承擔(dān)農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)短途運(yùn)輸?shù)钠胀ㄗ孕镀?chē)，沒(méi)有側(cè)傾要求，故采用后傾式車(chē)廂。3.1.2車(chē)廂選材在全面分析車(chē)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16Mn工程用鋼材。3.2車(chē)廂的設(shè)計(jì)規(guī)范及尺寸確定3.2.1車(chē)廂尺寸設(shè)計(jì)外廓尺寸應(yīng)在廂式貨車(chē)總體設(shè)計(jì)階段予以確定。為了防止緊急制動(dòng)時(shí)貨廂及駕駛室之間留有150-250mm的間隙。為滿足汽車(chē)的軸荷分配，車(chē)廂和貨物的質(zhì)心離后橋中心線的距離為：對(duì)于后輪為雙胎的長(zhǎng)頭或短頭車(chē)，該距離一般為軸距L的（2-10）；對(duì)于平頭車(chē)，該距離一般為軸距的（12-22）；根據(jù)車(chē)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(chē)廂長(zhǎng)度，取車(chē)廂長(zhǎng)度為2700mm；廂體寬度主要由底盤(pán)輪距1480mm、使用要求及法規(guī)限寬的因素決定,這里取車(chē)廂寬度為1800mm；廂體高度由改裝后的質(zhì)心高度（影響汽車(chē)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(chē)行駛穩(wěn)定性，這里取車(chē)廂高為400mm。將全金屬焊接車(chē)廂設(shè)計(jì)成等剛度體車(chē)廂是自卸汽車(chē)設(shè)計(jì)的重點(diǎn).但是很難既能保證高強(qiáng)度又能保證輕量化。就整車(chē)而言，可以看成由車(chē)輪、前軸、后橋殼、懸架、車(chē)架、車(chē)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(shí)，將按照各自的剛度產(chǎn)生各自的變形，其變形量及剛度成反比，吸收的能量及剛度成正比。車(chē)廂剛度，無(wú)論是彎曲剛度還是扭轉(zhuǎn)剛度，都會(huì)增加車(chē)架的相應(yīng)剛度，兩者的剛度是相輔相成、互相補(bǔ)償?shù)摹．?dāng)汽車(chē)前后左右車(chē)輪處于高差較大的路面，車(chē)架扭曲較大時(shí)，車(chē)廂應(yīng)該有一定的扭轉(zhuǎn)隨動(dòng)性。如果車(chē)廂的扭轉(zhuǎn)剛度過(guò)大，當(dāng)車(chē)架扭轉(zhuǎn)到一定程度時(shí)，車(chē)廂前支承緩沖塊相應(yīng)的一側(cè)壓到極限位置，車(chē)廂縱梁的另一側(cè)可能離開(kāi)緩沖塊，車(chē)廂前端的一大部分重量轉(zhuǎn)移到一側(cè)的車(chē)架縱梁上，縱梁可能超載損壞。如果車(chē)廂扭轉(zhuǎn)剛度過(guò)小，能及車(chē)架扭轉(zhuǎn)隨動(dòng)，當(dāng)車(chē)架產(chǎn)生較大扭曲時(shí)，車(chē)廂可能因變形過(guò)大而早期損壞。全金屬焊接等剛度車(chē)廂設(shè)計(jì)的規(guī)范化的定量的設(shè)計(jì)計(jì)算方法并不是很完善，根據(jù)一些經(jīng)驗(yàn)，可以知道一些設(shè)汁規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：車(chē)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(chē)車(chē)架斷面系數(shù)也應(yīng)比同級(jí)噸位的貨車(chē)車(chē)架大一倍。對(duì)于兩軸載質(zhì)為10t的車(chē)廂，車(chē)架按1.5t整體重物從lm高處落人車(chē)廂的沖擊負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，車(chē)廂底板厚度應(yīng)不小于10mm，其選材強(qiáng)度等級(jí)大于60kg級(jí)。3t自卸汽車(chē)的車(chē)廂底板厚度應(yīng)不小于6mm，本文所設(shè)計(jì)的自卸車(chē)，其額定載荷為1.5t，故其車(chē)廂底板厚度取6mm。車(chē)廂的內(nèi)部形狀應(yīng)為簸箕形，底板前窄后寬，單邊角度1°～1.5°，橫端面下窄上寬，單邊角度1°～1.5°。這樣，當(dāng)車(chē)廂傾卸時(shí)，貨物不易在車(chē)廂內(nèi)卡住，易于傾卸。3.2.2車(chē)廂內(nèi)框尺寸及車(chē)廂質(zhì)量自卸車(chē)的裝載質(zhì)量為1500kg，農(nóng)用自卸車(chē)常運(yùn)貨物密度如表3.1：表3.1農(nóng)用自卸車(chē)常運(yùn)貨物密度土豆玉米小麥甜菜680kg/QUOTE640kg/QUOTE730kg/QUOTE650kg/QUOTE自卸車(chē)滿載時(shí)，裝載的質(zhì)量為MQUOTE(3.1)內(nèi)框尺寸確定了車(chē)廂容積的大小。應(yīng)從車(chē)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(yùn)輸效率。車(chē)廂容積按下式計(jì)算VQUOTE(3.2)式中V——車(chē)廂容積（QUOTE）;QUOTE——廂內(nèi)有效長(zhǎng)度、寬度、高度（mm）。普通矩形車(chē)廂標(biāo)準(zhǔn)配置板厚為：前板4mm邊板4mm底板6mm后板5mm。由此得出，VQUOTE符合要求。由此，確定出EQ3040B車(chē)廂的尺寸如表3.2：表3.2NTQ3040B車(chē)廂主要尺寸長(zhǎng)(mm)寬(mm)高(mm)底板厚(mm)270018004006側(cè)板厚(mm)底板傾斜角度(°)側(cè)板傾斜角度(°)411本車(chē)貨箱尺寸為2360QUOTE1800QUOTE400貨箱各板體積V=400QUOTE1800QUOTE9+400QUOTE2700QUOTE4QUOTE2+1800QUOTE2700QUOTE6=44280000QUOTE在全面分析車(chē)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16Mn工程用鋼材。貨箱材料錳鋼密度QUOTE7.81QUOTE貨箱質(zhì)量為mQUOTE308.7kg.取過(guò)載系數(shù)為90QUOTE，則車(chē)廂及滿載時(shí)的質(zhì)量為1500QUOTE90QUOTE+308.7QUOTE2000kg3.2.3車(chē)廂地板高度車(chē)廂地板高度直接影響貨物裝卸的方便性和汽車(chē)質(zhì)心的高度。該高度過(guò)高，對(duì)行駛穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響；過(guò)低，則輪胎及地板下平面容易發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，這是不允許的。影響車(chē)廂地板高度的主要因素有：輪胎直徑、道路條件、懸架動(dòng)撓度以及車(chē)輛空載時(shí)車(chē)輪及地板下平面之間預(yù)留的空間等。設(shè)計(jì)時(shí)該預(yù)留空間一般取230QUOTE左右。3.3車(chē)廂板的鎖啟機(jī)構(gòu)自卸車(chē)汽車(chē)車(chē)廂板的鎖啟機(jī)構(gòu)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種，現(xiàn)在大多采用自動(dòng)鎖啟機(jī)構(gòu)。當(dāng)自卸汽車(chē)卸貨時(shí)，車(chē)廂逐漸傾斜，當(dāng)傾斜到一定程度，傾斜方向的車(chē)廂板便自動(dòng)開(kāi)啟，使車(chē)廂內(nèi)的貨物卸出[4]。卸完貨后，車(chē)廂逐漸下落，直至落到原始位置，鎖啟機(jī)構(gòu)使自動(dòng)將車(chē)廂板鎖住。本設(shè)計(jì)采用自動(dòng)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)原理簡(jiǎn)圖如下，1-限位塊，2-鎖鉤圖3.4自動(dòng)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)當(dāng)車(chē)廂被舉升時(shí)，限位塊1隨著車(chē)廂一起升高，這時(shí)鎖鉤2右端鉤子一側(cè)在重力作用下繞軸旋轉(zhuǎn)及廂板脫離，這樣后廂板打開(kāi)。當(dāng)車(chē)廂回落時(shí)，限位塊壓著鎖鉤的左側(cè)，這樣鉤子就會(huì)勾住廂板，使后廂板閉合。3.4本章小結(jié)本章主要對(duì)輕型農(nóng)用自卸汽車(chē)的車(chē)廂的結(jié)構(gòu)和尺寸以及材料的選擇進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)車(chē)廂后欄板的自動(dòng)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。

第4章自卸舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.1自卸舉升機(jī)構(gòu)的選擇4.1.1舉升機(jī)構(gòu)的類(lèi)型自卸車(chē)舉升機(jī)構(gòu)又稱(chēng)傾卸機(jī)構(gòu)，包括貨廂、副車(chē)架、車(chē)廂鉸鏈、舉升油缸及其杠桿系統(tǒng)?，F(xiàn)代自卸車(chē)的舉升機(jī)構(gòu)均以液壓能作為舉升動(dòng)力。其功能是承載物料，并在液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下完成傾卸動(dòng)作。自卸汽車(chē)對(duì)傾卸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求如下：（1）利用連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)車(chē)廂的翻轉(zhuǎn)，其安裝空間不能超過(guò)車(chē)廂底部及托架大梁間的空間；（2）結(jié)構(gòu)要緊湊，可靠，具有很好的動(dòng)力傳遞性能；（3）完成傾卸后，要能夠復(fù)位[5]。舉升機(jī)構(gòu)的主要類(lèi)型有：1、油缸直推式油缸直推式傾卸機(jī)構(gòu)的示意圖如圖4.1所示，這種機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、舉升效率高、工藝簡(jiǎn)單、成本較低。采用單缸時(shí)，容易實(shí)現(xiàn)三面傾斜。另外，若油缸垂直下置時(shí)，油缸的推力可以作為，車(chē)廂的舉升力，因而所需的油缸功率較小。但是采用單缸時(shí)機(jī)構(gòu)橫向強(qiáng)度差，而且油缸的推程較大；采用多節(jié)伸縮時(shí)密封性也稍差。圖4.1直推式傾卸機(jī)構(gòu)2、俯沖式俯沖式桿系傾卸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，橫向剛度好，舉升轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑平順。但油缸必須增大容量[5]。如圖4.2所示。圖圖4.2俯沖式傾卸機(jī)構(gòu)3、前推杠桿組合式前推杠桿組合式傾卸機(jī)構(gòu)示意圖如圖4.3所示，該機(jī)構(gòu)橫向剛度好，舉升時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)平順圓滑，在舉升過(guò)程中，舉升力小，構(gòu)件受力改善。但油缸的行程過(guò)大，偏擺角大。圖4.圖4.3前推杠桿組合式傾卸機(jī)構(gòu)4、杠桿平衡式（油缸后推杠桿組合式）油缸前推連桿組合式傾卸機(jī)構(gòu)的示意圖如圖4.4所示，這種機(jī)構(gòu)橫向剛度較好，舉升時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑平順，三腳架推動(dòng)車(chē)廂舉升時(shí)，車(chē)廂傾翻軸支架的水平反力比較小，車(chē)架底部的受力也比較均勻。但是油缸在車(chē)廂翻轉(zhuǎn)過(guò)程中擺動(dòng)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(jī)構(gòu)的示意圖如圖4.5所示，該機(jī)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(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑平順。但舉升力系數(shù)大，舉升臂(三角架)較大[7]。圖圖4.4杠桿平衡式傾卸機(jī)構(gòu)圖4.5油缸后推連桿組合式傾卸機(jī)構(gòu)6、油缸浮動(dòng)連桿式（強(qiáng)力型）油缸浮動(dòng)連桿傾卸機(jī)構(gòu)示意圖如圖4.6所示，該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，橫向剛度較好,舉升時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑平順。油缸進(jìn)出油管活動(dòng)范圍大，油管長(zhǎng)，副車(chē)駕受力改善，舉升力系數(shù)較小。但該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較大，油缸固定在節(jié)點(diǎn)上，從而使桿件剛度要求較高。而且油缸轉(zhuǎn)動(dòng)角度過(guò)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(jī)構(gòu)的示意圖如圖4.7所示，這種機(jī)構(gòu)橫向剛度較好，舉升時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑平順，三腳架推動(dòng)車(chē)廂舉升時(shí)，車(chē)廂傾翻軸支架的水平反力比較小，車(chē)架底部的受力也比較均勻。但是油缸在車(chē)廂翻轉(zhuǎn)過(guò)程中擺動(dòng)角度較大，且活塞行程稍大。圖4.6油缸浮動(dòng)連桿式傾卸機(jī)構(gòu)圖圖4.7油缸前推連桿組合式傾卸機(jī)構(gòu)4.1.2自卸汽車(chē)傾卸機(jī)構(gòu)性能比較傾卸機(jī)構(gòu)是自卸汽車(chē)的重要裝置，它直接關(guān)系到自卸車(chē)的結(jié)構(gòu)及舉升性能。國(guó)內(nèi)外典型傾卸機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型、性能特征，見(jiàn)表4.1。目前，輕型、中型自卸車(chē)廣泛采用直推式傾斜機(jī)構(gòu)，三面傾卸式自卸車(chē)均采用直推式傾斜機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)不僅具有結(jié)構(gòu)緊湊、改裝方便等優(yōu)點(diǎn)，而且通過(guò)合理地選取各支撐點(diǎn)的位置、液壓缸直徑（特別是多級(jí)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(guò)程中油壓變化很小，且初始時(shí)的油壓略低于最高油壓）。而中、重型自卸車(chē)大多采用連桿式傾卸機(jī)構(gòu)，其中中型自卸車(chē)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(jī)構(gòu)多用在重型自卸車(chē)上。這主要是因?yàn)楦菀走_(dá)到省力的目的，更能使車(chē)廂在舉升過(guò)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及傾卸性能。表4.1自卸汽車(chē)舉升機(jī)構(gòu)特性比較結(jié)構(gòu)形式車(chē)型舉例性能特征直推式單缸前置斯太爾1291QUOTE280QUOTEK38卡瑪斯——5511結(jié)構(gòu)緊湊、舉升效率高、工藝簡(jiǎn)單、成本較低，采用單缸時(shí)，橫向剛度不足，采用多節(jié)伸縮時(shí)密封性較差中置斯太爾991QUOTE200QUOTEK38依發(fā)50LQUOTEKCA340雙缸QD3151EQ340連桿組合式馬勒里舉升臂式五十鈴TD50ALCQDJN3180QD362橫向剛度好、舉升轉(zhuǎn)動(dòng)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TD50A-DQD352HF352轉(zhuǎn)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SX3180舉升力小，構(gòu)件受力改善，油缸擺角大油缸后推杠桿組合式日產(chǎn)PTL81SD舉升力適中，結(jié)構(gòu)緊湊但布置集中后部，車(chē)廂底板受力大油缸液動(dòng)連桿組合式Y(jié)Z——300油缸進(jìn)出油管活動(dòng)范圍大，油管長(zhǎng)俯沖式東急73型桿系結(jié)構(gòu)極簡(jiǎn)，造價(jià)低，但油缸必須增大容量綜上所述，對(duì)于本設(shè)計(jì)自卸車(chē)，本文選用油缸直推式傾卸機(jī)構(gòu)。該種舉升機(jī)構(gòu)直接及車(chē)廂底板相連推動(dòng)車(chē)廂，啟動(dòng)性能較好，并能承受較大的偏置載荷；舉升支點(diǎn)在車(chē)廂中心附近，車(chē)廂受力狀況較好。4.2舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及受力分析及參數(shù)選擇4.2.1.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析該車(chē)總體布置基本參數(shù)如下：廠定最大裝載質(zhì)量QUOTE:1500kg；舉升總質(zhì)量QUOTE:2000kg;最大舉升角QUOTE:50QUOTE2用作圖法進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，其結(jié)果詳見(jiàn)圖4.8。圖4.8機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析圖圖中OAB為舉升初始位置，其舉升總質(zhì)量質(zhì)心為QUOTE；OAQUOTE為舉升終了位置，其舉升總質(zhì)量質(zhì)心為QUOTE由總布置獲得：aQUOTE;bQUOTE油缸總行程L計(jì)算：總行程L應(yīng)保證最大舉升角QUOTE的設(shè)計(jì)要求[5]?？筛鶕?jù)余弦定理，從OAQUOTE解出：LQUOTE)QUOTE(4.1)式中：OAQUOTEQUOTE2.05QUOTE4.92OQUOTEQUOTEdQUOTEQUOTE代入式(3.1)得L=1064.9mm根據(jù)L=1065其三級(jí)行程分別為QUOTE,QUOTE。4.2.2.舉升機(jī)構(gòu)受力分析及參數(shù)選擇自卸車(chē)之油缸舉升力應(yīng)保證最大舉升質(zhì)量時(shí)所需的舉升力矩。為此，對(duì)NTQ3040B輕型農(nóng)用自卸車(chē)舉升機(jī)構(gòu)的最大受力狀況（即舉升初始狀態(tài)）進(jìn)行受力分析，如圖4.9。通過(guò)受力分析求得油缸舉升力P、各級(jí)油缸直徑QUOTE、QUOTE、QUOTE，以及各級(jí)油缸力矩比系數(shù)QUOTE、QUOTE、QUOTE等主要參數(shù)如下：（1）油缸舉升力P油缸推力P對(duì)貨箱翻轉(zhuǎn)中心O產(chǎn)生的舉升力矩QUOTE及舉升總質(zhì)量m對(duì)O點(diǎn)的阻力矩QUOTE應(yīng)取得平衡[6][7]。即：QUOTE(4.2)油缸舉升力矩QUOTE最大舉升阻力矩QUOTE代入（4.2）得:PQUOTE油缸舉升力PQUOTE(4.3)式中：QUOTE——舉升總質(zhì)量，等于廠定最大裝載質(zhì)量和貨箱質(zhì)量之和，QUOTEkg;X——質(zhì)心至翻轉(zhuǎn)中心水平坐標(biāo)，它是隨車(chē)廂舉升角變化的函數(shù)，當(dāng)QUOTE時(shí)，圖4.9機(jī)構(gòu)受力分析圖X為最大值X=1030;QUOTE——油缸軸心線及底座OA之夾角，在舉升過(guò)程中QUOTE為變量，因此油缸舉升力也隨之為變量[8][9]。（2）油缸直徑確定油缸推力及油缸直徑的關(guān)系為：PQUOTE(4.4)式中：p——液壓系統(tǒng)最大工作壓力，取p=10MP[10]。將式（4.4）代入式（4.3）即可求得各級(jí)油缸之最小直徑：按上式可計(jì)算出各級(jí)油缸的最小直徑后，再經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化選定油缸直徑系列為:QUOTE=100mm、QUOTEmm、QUOTE=60mm。由式（4.4）計(jì)算出各節(jié)油缸總推力分別為：QUOTE=QUOTE=QUOTE=7854NQUOTE=QUOTE=QUOTE=5027NQUOTE=QUOTE=QUOTE=2827N4.3本章小結(jié)本章主要對(duì)輕型農(nóng)用自卸汽車(chē)的舉升機(jī)構(gòu)的形式進(jìn)行了選擇，對(duì)舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和參數(shù)的選擇，根據(jù)所求出舉升力的大小確定了油缸的直徑。綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。

第5章液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)自卸車(chē)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、系列化及通用化且由專(zhuān)業(yè)化液壓件廠集中生產(chǎn)供應(yīng)。因此在自卸車(chē)改裝設(shè)計(jì)中只需要進(jìn)行液壓元件選型計(jì)算。其主要內(nèi)容包括油缸的直徑及行程、油泵工作壓力、流量、功率以及油箱容積及管路內(nèi)徑等。5.1液壓系統(tǒng)工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5.1.1工作原理該系統(tǒng)由取力器、油泵、液壓控制閥、油缸、油箱、操縱系統(tǒng)以及油管系統(tǒng)等組成。其工作原理如下：1、準(zhǔn)備先將自卸車(chē)處于駐車(chē)制動(dòng)狀態(tài)，并將變速器置于空擋。將轉(zhuǎn)閥手柄置于水平位置。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，然后踩離合器結(jié)合取力器使油泵進(jìn)入工作狀態(tài)。此時(shí)液壓油經(jīng)油泵、單向閥、液壓換向閥流回油箱。2、舉升將轉(zhuǎn)閥手柄逐漸向上轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)閉換向閥。此時(shí)，從油泵經(jīng)單向閥來(lái)的高壓油，進(jìn)入油缸實(shí)現(xiàn)舉升。油缸舉升到最大行程時(shí)撥動(dòng)限位閥，將高壓油路及回油路接通而卸荷，舉升停止，貨廂處于舉升最高位置。3、保持將轉(zhuǎn)閥手柄置于“保持舉升區(qū)間”，并切斷取力器停止油泵工作。此時(shí)壓力油被鎖死在油缸內(nèi)?？砂葱枋关泿幱谌我馀e升位置保持。4、降落將轉(zhuǎn)閥手柄推至慢落位置，回油路僅部分打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)車(chē)廂緩慢降落。若將轉(zhuǎn)閥手柄推到底，則回油路被全部打開(kāi)，油缸下腔油液經(jīng)分流體向油箱快速回油[11]。5.1.2液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置自卸車(chē)液壓系統(tǒng)由液壓能產(chǎn)生部件、工作部件及操縱控制部件三大部分組成。1、液壓能產(chǎn)生部件包括取力器、油泵及單向閥、油箱及油泵傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。取力器通常均及變速器直接安裝成一體。取力方式可分左側(cè)取力、右傾取力或箱頂取力三種。油箱安裝位置則比較靈活，主要視副車(chē)架及貨廂間的空間便于安裝維護(hù)液壓管路系統(tǒng)并盡量縮短油管長(zhǎng)度。2、工作部件主要指油缸及翻傾杠桿系統(tǒng)。油缸通過(guò)油缸支座安裝在副車(chē)架中部或中后部的加強(qiáng)橫梁上。由于工作部件受力極大，要求各連接鉸支點(diǎn)處有足夠的連接強(qiáng)度、剛度，所有摩擦副應(yīng)有良好的配合精度及潤(rùn)滑。3、控制部件包括液壓分配閥、限位閥以及操縱系統(tǒng)。控制部件多安裝在汽車(chē)前部的駕駛室內(nèi)部或后部，既要方便操縱及維護(hù)；又要減少管路的迂回。5.1.3液壓分配閥液壓分配閥式控制系統(tǒng)的核心；分為滑閥和轉(zhuǎn)閥兩大類(lèi)。三位四通閥應(yīng)用范圍比較廣；而轉(zhuǎn)閥多用于低壓、小流量的輕型、中型自卸車(chē)上。分配閥又分為常開(kāi)式和常壓式。常開(kāi)式分配閥在車(chē)廂不舉升時(shí)，油泵的壓力油經(jīng)分配閥后又返回油箱，在系統(tǒng)中不產(chǎn)生高壓，因此可減輕油泵磨損，并可防止自卸車(chē)在行駛中意外舉升貨廂造成事故，故常開(kāi)式分配閥在自卸車(chē)應(yīng)用最為廣泛。分配閥選型主要考慮額定工作壓力、流量及操縱方式。分配閥操縱機(jī)構(gòu)的形式有機(jī)械操縱式，氣壓操縱式和液壓操縱式；以氣壓操縱式應(yīng)用最為廣。操縱過(guò)程應(yīng)具有舉升、停止、下落三個(gè)動(dòng)作。機(jī)械操縱式：駕駛員通過(guò)機(jī)械杠桿或鋼絲軟軸直接撥動(dòng)液壓分配閥實(shí)現(xiàn)換向。液壓操縱式：通過(guò)手動(dòng)液壓操縱閥建立油壓來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉液動(dòng)舉升閥實(shí)習(xí)換向。此閥沒(méi)有中停位置，故必須切斷油泵動(dòng)力才能實(shí)現(xiàn)中停。氣動(dòng)操縱式：利用貯氣筒的壓縮空氣，通過(guò)氣動(dòng)操縱閥控制操縱氣管，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)分配閥上的氣缸工作，實(shí)現(xiàn)分配閥換向。機(jī)械操縱式的優(yōu)點(diǎn)是可靠性好、通用性強(qiáng)、維修方便；缺點(diǎn)是桿件布置比較麻煩，不適合翻轉(zhuǎn)駕駛室采用。液壓操縱式的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，操縱可靠，在我國(guó)引進(jìn)生產(chǎn)的斯太爾重型自卸車(chē)上采用了此種操縱系統(tǒng)。其不足處事反應(yīng)較慢，沒(méi)有中停位置。氣動(dòng)操縱式的優(yōu)點(diǎn)是功能齊全、操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)靈敏，結(jié)構(gòu)先進(jìn)，因此廣泛應(yīng)用于中、重型具備氣源的自卸車(chē)。其缺點(diǎn)是需同時(shí)具備液、氣兩套管路系統(tǒng)、維修麻煩。綜合以上優(yōu)缺點(diǎn)本設(shè)計(jì)采用機(jī)械操縱式，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖5.1圖5.1手動(dòng)轉(zhuǎn)閥當(dāng)把手柄拉到極限位置時(shí)，液壓缸開(kāi)始舉升。當(dāng)卸完貨物后，把手柄拉到降落區(qū)間時(shí)，車(chē)廂開(kāi)始下落，手柄越靠近水平下落的速度越快。5.2油缸選型及計(jì)算作為液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的油缸分為活塞式和浮柱式兩類(lèi)。浮柱式為多級(jí)伸縮式油缸，一般有2~5個(gè)伸縮結(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)35兆帕），易于安裝布置等優(yōu)點(diǎn)。因此這里選用單作用多級(jí)浮柱式油缸GHL1100。1、用泵工作壓力pPQUOTEMPaQUOTE5.41MPa（5.1）式中：QUOTE——油缸最大舉升力;A——油缸橫截面積。2、油泵理論流量QUOTEQUOTEL/min（5.2）式中：QUOTE——油缸最大工作容積（QUOTE）,按下式計(jì)算：QUOTEt——舉升時(shí)間，一般要求tQUOTE，t取15s;QUOTE——液壓泵容積效率QUOTE,取0.85。QUOTEL/min3、油泵排量qqQUOTE17.6QUOTE（5.3）式中：QUOTE——油泵流量,L/min;n——油泵額定轉(zhuǎn)速,r/min。取力器速比：iQUOTE舉升時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速Q(mào)UOTE=1600r/min油泵轉(zhuǎn)速nQUOTEr/min4、油泵功率NNQUOTE（5.4）式中：p——油泵最大工作壓力，Pa;QUOTE——油泵額定流量，QUOTE/s;QUOTE——油泵總效率QUOTE。按以上各式計(jì)算出pQUOTE后，從標(biāo)準(zhǔn)油泵系列選取齒輪泵CB-C型[12]。5.3油箱容積及油管內(nèi)徑計(jì)算1、油箱容積V計(jì)算一般要求油箱容積V不得小于全部工作油缸容積QUOTE的三倍，即：VQUOTE（5.5）取VQUOTE則取油箱的長(zhǎng)寬高為20010090（mm）2、油缸直徑計(jì)算由高壓管路內(nèi)徑QUOTE12.2（5.6）式中：QUOTE——油缸理論流量，L/min;QUOTE——高壓管路中油的流QUOTE低壓管路內(nèi)徑QUOTE（5.7）式中：QUOTE——高壓管路中油的流QUOTE。5.4取力器的設(shè)計(jì)除了少量專(zhuān)用汽車(chē)的工作裝置因考慮工作可靠相符殊的要求而配備專(zhuān)門(mén)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)外(例如部分冷藏汽車(chē)的機(jī)械制冷系統(tǒng))，絕大多數(shù)專(zhuān)用汽車(chē)上的專(zhuān)用設(shè)備都是以汽車(chē)底盤(pán)自身的發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，經(jīng)過(guò)取力器，用來(lái)驅(qū)動(dòng)齒輪液壓泵、真空泵、柱塞泵、輕質(zhì)油液壓泵、自吸液壓泵、水泵、空氣壓縮機(jī)等，從而為自卸車(chē)、加油車(chē)、牛奶車(chē)、垃圾車(chē)、吸污車(chē)、隨車(chē)起重車(chē)、高空作業(yè)車(chē)、散裝水泥車(chē)、攔板起重運(yùn)輸車(chē)等諸多專(zhuān)用汽車(chē)配套使用。因此，取力器在專(zhuān)用汽車(chē)的設(shè)計(jì)和制造方面顯得尤為重要。根據(jù)取力器相對(duì)于汽車(chē)底盤(pán)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(jié)構(gòu)，如下所列。 其中，變速器側(cè)蓋取力，由于在設(shè)計(jì)變速器時(shí)已考慮了動(dòng)力輸出，因而一般在變速器左側(cè)和右側(cè)都留有標(biāo)準(zhǔn)的取力接口，也有專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)及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(shè)計(jì)，節(jié)約成本，同時(shí)也考慮到大批量生產(chǎn)，采用變速器側(cè)蓋取力方式。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(dòng)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(xiāo)；16-十字軸；17、21-傳動(dòng)軸；18-泵架；19-彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸節(jié)；20-液壓泵；22-連接套筒圖5.2變速器側(cè)蓋取力器5.5本章小結(jié)本章主要對(duì)輕型農(nóng)用自卸汽車(chē)的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、液壓油缸、油箱進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)液壓油泵取力器進(jìn)行了選取，綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。

第6章副車(chē)架的設(shè)計(jì)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[13]。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、安裝位置及及主車(chē)架的連接方式都有一定的要求。6.1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6.1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6.1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。6.2副車(chē)架前段形狀及位置6.2.1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)架油缸支承橫梁及翻轉(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)架及主車(chē)架連接如圖6.2所示。圖6.2副車(chē)架及主車(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6.3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6.4)。對(duì)于這三種不同形狀的副車(chē)架前端，在其及主車(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6.4(c)所示：；。（a）U形；（b）角形；（c）L形圖6.4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6.5所示的副車(chē)架前端簡(jiǎn)易形狀，此時(shí)斜面尺寸較大[14]。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6.6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。在滿足軸荷分配的前提下，其中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100mm之內(nèi)；C為固定副車(chē)架的前面第一個(gè)U型螟栓距拱形橫梁的距離，一般控制在500-800mm的范圍內(nèi)。（a）剛質(zhì)副車(chē)架；（b）硬木質(zhì)副車(chē)架圖6.5副車(chē)架前端簡(jiǎn)易形狀圖6.6副車(chē)架的安裝位置6.2.2縱梁及橫梁的連接設(shè)計(jì)橫梁及縱梁的連接方式主要有三種，見(jiàn)圖6.71-縱梁；2-連接板；3-橫梁圖6.7橫梁及縱梁的連接圖6.7（a）橫梁及縱梁上下翼板連接，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6.7（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6.7（c）橫梁同時(shí)及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)平衡懸架的推力桿及平衡懸架支架上的兩根橫梁連接，因此，這兩根橫梁及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)架的縱梁及橫梁的連接采用第1種方式，即橫梁及縱梁上下翼板連接，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螺栓連接[15]。6.2.3副車(chē)架及主車(chē)架的連接設(shè)計(jì)副車(chē)架及主車(chē)架的連接常采用如下幾種形式。1、止推連接板圖6.8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)焊接及副車(chē)架固定，而下端則利用螺栓及主車(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)架及主車(chē)架縱梁產(chǎn)生相對(duì)水平位移。相鄰兩個(gè)推止推連接板之間的距離在500～1000mm范圍內(nèi)。1-副車(chē)架；2-止推連接板；3-主車(chē)架縱梁1-上托架；2-下托架；3-螺栓圖6.8止推連接板的結(jié)構(gòu)圖6.9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)螺栓分別及副車(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6.9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，坦在消聲器附近，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。6.3副車(chē)架主要尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算6.3.1副車(chē)架主要尺寸設(shè)計(jì)副車(chē)架對(duì)主車(chē)架起到加固作用，其寬度和選用的底盤(pán)的寬度相同，高度也相同，長(zhǎng)度在底盤(pán)主車(chē)架長(zhǎng)度基礎(chǔ)上去掉主車(chē)架及車(chē)廂之間的距離長(zhǎng)度。其尺寸設(shè)計(jì)如下：副車(chē)架長(zhǎng)度：2760mm(從車(chē)廂到駕駛室方向220mm)副車(chē)架寬度：578mm副車(chē)架高度：150mm6.3.2副車(chē)架的強(qiáng)度剛度彎曲適應(yīng)性校核1、額定裝載時(shí)整車(chē)重心作用點(diǎn)的求解在自卸車(chē)按額定裝載質(zhì)量進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)，對(duì)主車(chē)架來(lái)說(shuō)，其整車(chē)重心后移。其受力簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖6.10設(shè)定自卸車(chē)在額定裝載質(zhì)量下，其前后軸承受的載荷相同，即有：由圖，可以列出：求得圖6.10主車(chē)架額定裝載運(yùn)輸重心作用簡(jiǎn)圖2、副車(chē)架剪力及彎矩的求解副車(chē)架和主車(chē)架通過(guò)U型螺栓相聯(lián)，在自卸車(chē)額定裝載時(shí)，由主車(chē)架重心作用簡(jiǎn)圖及求得的整車(chē)重心作用點(diǎn)，可以畫(huà)出額定裝載質(zhì)量時(shí)自卸車(chē)副車(chē)架受力簡(jiǎn)化圖4.2。圖6.11副車(chē)架額定裝載受力簡(jiǎn)圖將此時(shí)受力的副車(chē)架看為簡(jiǎn)支梁(見(jiàn)下圖6.12)，以便進(jìn)行強(qiáng)度剛度及彎曲變形的校核。由圖6.13，可以列方程組：圖6.12副車(chē)架等效簡(jiǎn)支梁簡(jiǎn)圖可求得：=QUOTE24086.56N即大小為24086.56N，方向及設(shè)定的方向相同?？汕蟮茫?QUOTE-5491.06N即大小為5491.06N，方向及設(shè)定的方向相反。由以上，可畫(huà)出實(shí)際的副車(chē)架等效梁示意圖6.13。圖6.13副車(chē)架實(shí)際等效梁簡(jiǎn)圖列出彎曲剪力及彎矩方程：OA段==24086.56N(0<X<585)==59920.71X(0X585)AB段==24086.56QUOTE=-13104.44(585<X<1985)QUOTE(331X1985)BC段==5491.06(1985<X<2760)==18785.21X67626762QUOTE(1985X2760)根據(jù)以上剪力和彎矩的求解，可以畫(huà)出剪力及彎矩圖6.14。圖6.14副車(chē)架額定載荷時(shí)剪力及彎矩圖3、副車(chē)架強(qiáng)度剛度校核對(duì)于塑性材料，其彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件為：由即有(6.1)式中，梁內(nèi)最大彎矩截面彎矩值；抗彎截面模量；梁截面對(duì)中性軸的慣性矩；最大彎矩截面距中性軸最遠(yuǎn)處。對(duì)及矩形副車(chē)架截面，截面慣性矩(6.2)即有：QUOTE由于副車(chē)架設(shè)計(jì)成對(duì)稱(chēng)的矩形，其截面上下邊緣最大抗拉應(yīng)力及最大抗壓應(yīng)力相等，即有：QUOTE在所選材料的許用應(yīng)力范圍內(nèi)[16]。4、副車(chē)架彎曲變形校核由以上知道副車(chē)架的等效簡(jiǎn)支梁形式，利用疊加法可求得梁的最大撓度和最大轉(zhuǎn)角，然后進(jìn)行副車(chē)架彎曲變形的校核。當(dāng)梁的形式為圖6.15所示形式時(shí)，梁的撓曲線方程為：(0xa)(6.3)(axl)(6.4)圖6.15副車(chē)架等效簡(jiǎn)支梁梁的轉(zhuǎn)角方程為：(6.5)(6.6)式中，為作用在梁上的力，規(guī)定其向下為正,向上為負(fù)；E為梁構(gòu)成材料的彈性模量,；I為梁的慣性矩。進(jìn)行疊加后求得，在自卸車(chē)額定裝載時(shí),其撓度為：(0xa)(axl)即有最大撓度：求得A、B兩處轉(zhuǎn)角為：

即梁的最大轉(zhuǎn)角：0.956860522度由計(jì)算的撓度和轉(zhuǎn)角，參照選材的許用撓度和許用最大轉(zhuǎn)角，均在許用數(shù)值之內(nèi)。6.4本章小結(jié)本章主要對(duì)輕型農(nóng)用自卸汽車(chē)的副車(chē)架的結(jié)構(gòu)、連接形式、主要尺寸進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)副車(chē)架的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行了校核，綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。結(jié)論本次自卸汽車(chē)的改裝設(shè)計(jì)是在已有的載貨汽車(chē)上加裝一套舉升裝置，使汽車(chē)具有自動(dòng)卸貨功能。本次設(shè)計(jì)是在選定總體設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行對(duì)輕型農(nóng)用汽車(chē)的機(jī)械部分，即舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、尺寸參數(shù)確定、校核，及液壓元件的選定。在此過(guò)程中完成了以下工作。（1）了解自卸汽車(chē)的概念、功用、結(jié)構(gòu)。并在了解目前專(zhuān)用車(chē)改裝用底盤(pán)類(lèi)型及應(yīng)用的基礎(chǔ)上，確定選用二類(lèi)底盤(pán)作為此次改裝設(shè)計(jì)用底盤(pán)。然后，比較分析舉升機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、副車(chē)架等相關(guān)不同方案的優(yōu)缺點(diǎn)，完成對(duì)其的方案選擇和作出適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。從而完成對(duì)整車(chē)總體設(shè)計(jì)方案的最終確定。（2）完成對(duì)自卸車(chē)廂的設(shè)計(jì)以及舉升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、力學(xué)分析，確定舉升機(jī)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(jì)算及選型，則在保證其功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上完成了對(duì)其的簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì)管路內(nèi)徑、液壓油等作了簡(jiǎn)單的計(jì)算及選擇。（4）最后對(duì)自卸汽車(chē)的副車(chē)架的尺寸、連接形式進(jìn)行了設(shè)計(jì)并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。至此，對(duì)輕型農(nóng)用自卸車(chē)的改裝設(shè)計(jì)基本完成。通過(guò)這次系統(tǒng)的研究，本人認(rèn)為創(chuàng)新點(diǎn)就在于給自卸車(chē)車(chē)廂自動(dòng)開(kāi)閉裝置，選用了杠桿掛鉤。這種杠桿掛鉤設(shè)計(jì)不僅會(huì)自卸車(chē)卸料自如，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，而且還較好的解決了運(yùn)輸時(shí)掉渣和卸貨時(shí)的操作方便等問(wèn)題，有利于自卸車(chē)工作效率提高。本自卸車(chē)卸貨舉升機(jī)構(gòu)，操縱方便省力，堅(jiān)固耐用，滿足各種惡劣條件下的使用要求，防護(hù)性好，不宜損壞；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，利于推廣；車(chē)廂自動(dòng)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)通用性強(qiáng)，方便各種車(chē)型的裝配。本自卸車(chē)雖然具有許多優(yōu)點(diǎn)，但本設(shè)計(jì)還存在一些問(wèn)題，例如材料強(qiáng)度不高，密封存在死角，以及液壓系統(tǒng)的密封等問(wèn)題。參考文獻(xiàn)[1]明平順.汽車(chē)運(yùn)輸專(zhuān)用車(chē)輛[M].北京：人民交通出版社，2006,12.[2]雷瓊紅.自卸車(chē)三角臂的工藝分析及改進(jìn)[J].專(zhuān)用汽車(chē),2006,7.[3]黃天澤.汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000,8.[4]趙晶,羅愛(ài)民.自卸車(chē)定式鎖啟機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J].專(zhuān)用汽車(chē),2003,4：12-13.[5]王柱江.自卸汽車(chē)最大舉升角的確定[J].專(zhuān)用汽車(chē),1999,2：13-14.[6]白海英,劉德仁.自卸汽車(chē)舉升機(jī)構(gòu)的受力分析[J].建筑機(jī)械,2005,5：15-1.[7]鮑際輝.自卸車(chē)舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算[J].專(zhuān)用汽車(chē),2005,1.[8]余仁義.梁濤.自卸汽車(chē)傾卸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J].專(zhuān)用汽車(chē),2003,2.[9]尹雄武.輕型自卸車(chē)舉升機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].專(zhuān)用汽車(chē),2003,5.[10]劉偉.輕型自卸車(chē)舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J].陜西汽車(chē),2001,2.[11]李芝.液壓傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2003,10.[12]楊耀東.張文明,董翠艷.自卸汽車(chē)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].礦山機(jī)械,2003,8.[13]高健.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京:科學(xué)出版社,2000,7.[14]蔣崇賢.專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)[M].武漢:武漢工業(yè)大學(xué)出版社,2002,5.[15]鄭文緯,吳克堅(jiān).機(jī)械原理[M].北京:高等教育出版社,2004,4.[16]徐達(dá),蔣崇賢.專(zhuān)用汽車(chē)結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1998,8.[17]MartinW.Stockel,MartinT.Stockel.AutoFundamentals[R].U.S.A：GoodheartWilcoxCompany,2003：102-110.[18]PrinceArthas.TheDesignofDumpTrucks[R].Germany：BMWCo.Ltd,2004：67-89.

致謝至此，為期一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，同時(shí)也給自己的大學(xué)生活畫(huà)上一個(gè)句號(hào)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說(shuō)對(duì)自己大學(xué)這幾年所學(xué)知識(shí)進(jìn)行的一個(gè)全面的回顧和復(fù)習(xí)，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(xué)這樣系統(tǒng)的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)還會(huì)有很多，但是能夠通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己不足之處，能夠再一次全面系統(tǒng)的學(xué)習(xí)一次大學(xué)知識(shí)，尤其是那些及汽車(chē)專(zhuān)業(yè)息息相關(guān)的內(nèi)容，將會(huì)對(duì)自己起到很大的幫助。通過(guò)這么長(zhǎng)時(shí)間的鍛煉和學(xué)習(xí)，使自己學(xué)到了很多在課堂上不曾學(xué)到的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，這也是在踏上研究生學(xué)習(xí)之路以前對(duì)自己能力的一個(gè)檢驗(yàn)。輕型農(nóng)用自卸車(chē)廂和舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)完成了，但是能否真正符合實(shí)際性能要求，還得需要進(jìn)行實(shí)際的檢驗(yàn)。由于本人能力和經(jīng)驗(yàn)的有限，可能會(huì)及實(shí)際的需要情況出現(xiàn)較大的偏差，但是畢業(yè)設(shè)計(jì)目的不在于實(shí)際的應(yīng)用，而是在于通過(guò)這次設(shè)計(jì)達(dá)到鍛煉自己獨(dú)立完成任務(wù)的目的。在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了指導(dǎo)老師韓春強(qiáng)的大力支持，在此表示深深的敬意和衷心的感謝。對(duì)本人設(shè)計(jì)時(shí)所引用到的各種期刊文獻(xiàn)的作者表示由衷的謝意。也感謝汽車(chē)工程系的各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和車(chē)輛工程教研室的各位老師，在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間他們給了本人莫大的幫助。附錄附錄A英文原文ABriefDescriptionofLiftTruckSystemDesignMartinW.CrouseAbstract：Inthispaper,dumptruckthroughabriefdesignanalysis,inviewofthelengthofthelargerfeaturesofheavy-dutydumptruck,liftingthesystemfromnodeStructuredesignandhydraulicdesignofthecorrespondingmeasuresfortheliftingofheavytruckdesignacertainguidingfunction.Keywords：heavy-duty；lifting；system1.Themainstructureofdumptruck

Dumptruck,includingthestructureofthemainliftsystem,chassis,frame,vice,componentcompartments,

2.liftingbodydesignandanalysis

Heavy-dutydumptruckliftingsysteminthedesignprocessofthemainissuesthatneedtobeaddressedinclude:liftingformsofselection,intheliftcarintheprocessofstability,beforeandafterthebridge,thereasonablenessofaxle-loaddistributionandhydraulicsystemreliability.Chassisbyfollowingthedesignof7.2metersonconcreteexamplesofthedumptruck,dumptruckliftingmechanismonthegeneralideaofsystemdesign.

2.1CompartmentvolumetodetermineinitialChassisinaccordancewiththeparameters:Wheelbase3900mm+1350mm,rearoverhang900mm,setthequalityof17500kg,andthewhole1600mmrearoverhangfortherequesttodeterminecar-size5600mm*2300mm*1500mm.Determinetheinitialcarpositioninthechassisforthecarbackoutoftheback-endchassisframe870mm.Indeterminingtheformoflifting,theneedforfurtheranalysisofCountbeforeandafterthebridgeandaxle-loaddistributionofthecartoverifythelocationofthevehicleinthesecondcategoryisreasonable.

2.2determinetheformoflifting

LifttruckusedmainlyintheformofF-type,T-style,front-straighttopform.InF-type,T-style,front-straighttopthreeidentifiedintheformofliftingoneofthemostsuitable,weneedthreeconditionsontheanalysisofcalibration.Lifttheformofthethreehasitsownadvantagesanddisadvantagesofpre-straight-topcompactstructure,liftingandhighefficiency.Simpleprocesswithlowcosts.However,afterliftingthestabilityofpoorroadconditionsonthehigher;F-typeandT-typeliftingmechanismagooddegreeofcross-cuttingsteel,smoothliftingsmoothrotation,thefueltankoftheworkpistonshorttrip,buttheliftcoefficientthantheGreat.

Inordertodeterminewhetherthechoiceofwhatkindoflift