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東風(fēng)EQ1102自卸垃圾運(yùn)輸車改裝設(shè)計(jì)【汽車類】【4張CAD圖紙】【優(yōu)秀】

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東風(fēng)EQ1102 自卸垃圾 運(yùn)輸車 改裝設(shè)計(jì) 汽車 cad圖紙
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東風(fēng)EQ1102自卸垃圾運(yùn)輸車改裝設(shè)計(jì)

45頁 17000字?jǐn)?shù)+說明書+任務(wù)書+開題報(bào)告+4張CAD圖紙【詳情如下】

東風(fēng)EQ1102自卸垃圾運(yùn)輸車改裝設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc

東風(fēng)EQ1102自卸垃圾運(yùn)輸車改裝設(shè)計(jì)論文.doc

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目    錄                                  

摘    要I

AbstractII

第1章 緒論1

1.1 自卸車的概述1

1.2 專用自卸汽車設(shè)計(jì)特點(diǎn)2

1.3 國內(nèi)外自卸汽車的發(fā)展?fàn)顩r3

1.3.1國外專用汽車產(chǎn)品的現(xiàn)狀3

1.3.2我國專用汽車的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢4

1.4本章小結(jié)5

第2章 中型自卸汽車設(shè)計(jì)計(jì)算6

2.1 基本尺寸參數(shù)的確定6

2.2 質(zhì)量參數(shù)確定6

2.3自卸汽車底盤的選擇7

2.4本章小結(jié)9

第3章 舉升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10

3.1 舉升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析10

3.1.1 角度關(guān)系的確定11

3.1.2 角速度關(guān)系的確定12

3.2 舉升機(jī)構(gòu)的動力分析13

3.3 舉升機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定15

3.3.1 車廂的尺寸確定15

3.3.2 車廂最大傾卸角的確定15

3.3.3 基本尺寸參數(shù)的確定16

3.3.4  拉桿截面尺寸的確定18

3.4本章小結(jié)18

第4章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)19

4.1 油缸的計(jì)算與選型19

4.1.1 油缸直徑的確定19

4.1.2 油缸的選型20

4.2 油泵的計(jì)算與選型20

4.2.1  油泵的基本參數(shù)計(jì)算20

4.2.2油泵的選型22

4.3 油箱與油管的計(jì)算與選型22

4.3.1 油箱容積V的計(jì)算22

4.3.2 油管內(nèi)徑d的計(jì)算22

4.4 分配閥的選型22

4.5 取力器的選型23

4.5.1 取力器布置方案的選定23

4.5.2 取力器型號的選定23

4.6 本章小結(jié)24

第5章 副車架的設(shè)計(jì)25

5.1副車架的截面形狀及尺寸25

5.2副車架前段形狀及位置25

5.2.1副車架的前端形狀及安裝位置25

5.2.2 縱梁與橫梁的連接設(shè)計(jì)27

5.2.3 副車架與主車架的連接設(shè)計(jì)28

5.3 材料的選用29

5.4 本章小結(jié)29

第6章 自卸汽車基本性能參數(shù)的計(jì)算30

6.1自卸汽車整車參數(shù)30

6.2 動力性計(jì)算30

6.2.1 發(fā)動機(jī)外特性30

6.2.2 汽車的行駛方程式31

6.2.3 動力性評價(jià)指標(biāo)的計(jì)算34

6.2.4自卸汽車整車動力性計(jì)算35

6.3燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算37

6.4 本章小結(jié)38

結(jié)  論39

致    謝40

參考文獻(xiàn)41

摘    要

   專用自卸汽車是裝有液壓舉升機(jī)構(gòu),能將車廂或使車廂傾斜一定角度,貨物依靠自重能自行卸下或者水平推擠卸料的專用汽車。本文首先對自卸車的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),特點(diǎn)以及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀做了相關(guān)的概述。簡述了自卸車的基本結(jié)構(gòu)與工作形式,同時(shí)也介紹了自卸車的整體參數(shù).

   在文章中分析了我國自卸車的發(fā)展與自卸車的設(shè)計(jì)特點(diǎn),介紹了自卸車的分類與不同舉升形式的優(yōu)缺點(diǎn)。對自卸車的舉升機(jī)構(gòu)做了系統(tǒng)的計(jì)算分析與選取,介紹了液壓控制系統(tǒng)與舉升系統(tǒng)的組成,對自卸車不同的工作受力和最大舉升角的選擇進(jìn)行了分析計(jì)算。接著,從自卸車的底盤選擇,副車架的選擇改裝計(jì)算進(jìn)行了分析。最后對整個(gè)自卸車的外廓尺寸、輪距與軸距尺寸、前懸、后懸以及整車的裝載質(zhì)量、整備質(zhì)量、總質(zhì)量進(jìn)行了相關(guān)的計(jì)算與設(shè)計(jì)?! ?/p>

關(guān)鍵詞: 自卸汽車;副車架;舉升機(jī)構(gòu);底盤;車廂

ABSTRACT

   Dedicated dump truck is equipped with a hydraulic lifting mechanism, able to train or to car tilted at an angle, remove the goods on their own or rely on gravity to push the level of discharge of the Special Purpose Vehicle.  Firstly, the design of the truck structure, characteristics and development status at home and abroad to do the relevant overview. Outlines the basic structure of dump truck and forms of work, but also introduces the truck's overall argument.

   In the article analyzes the development of our country and the dump truck dump truck design features, introduced the dump truck classification and the advantages and disadvantages of different forms of lifting. The lifting mechanism on the truck to do a systematic analysis and selection of the calculation, introduced the hydraulic control system and the lift system components, the work on the dump truck different angle of the force and the largest selection of lift were calculated and analyzed. Then choose from the dump truck chassis, the choice of conversion calculation subframe is analyzed. Finally, the outer profile of the size of the dump truck, track and wheelbase dimensions, front overhang, rear overhang and the quality of vehicle loading, curb weight, the total quality of the relevant calculation and design. 

Key words: Dump truck;Subframe;Lifting Mechanism;chassis;car

緒論

1.1  自卸車的概述

   自卸汽車是裝有液壓舉升機(jī)構(gòu),能將車廂卸下或使車廂傾斜一定角度,貨物依靠自重能自行卸下或者水平推擠卸料的汽車,又稱翻斗車。普通自卸車在工作時(shí)向后方卸貨物,是依靠自卸車后端的鉸接裝置來實(shí)現(xiàn)車廂的后翻,其動力的來源是依靠裝于副車架中的舉升缸來實(shí)現(xiàn)的。

   自卸汽車按其用途可分為兩大類:一類屬非公路運(yùn)輸用的重型和超重型(裝載質(zhì)量在20t以上)自卸汽車。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。這類汽車也稱為礦用自卸汽車。它的長度、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。另一類用于公路運(yùn)輸用的輕、中、重型(裝載質(zhì)量在2~20 t)普通自卸汽車。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。

  普通自卸汽車按裝載質(zhì)量分為:輕型自卸汽車、中型自卸汽車和重型自卸汽車;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;按車廂欄板結(jié)構(gòu)分為:欄板一面開啟式、欄板三面開啟式和簸箕式(即無后欄板)自卸汽車;按傳動系分為:機(jī)械傳動、液力機(jī)械傳動和電力傳動自卸汽車。

   隨著國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要不斷增加,自卸汽車產(chǎn)量近年來一直保持較高產(chǎn)銷量,在專用車綜合產(chǎn)量中保持第一位置,但在種類、型式、材料運(yùn)用方面與國外還有一定的差距。自卸汽車?yán)^續(xù)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(chǎn)投資強(qiáng)勁增長,巨大的投資規(guī)模奠定了自卸汽車市場需求基礎(chǔ);自卸汽車品種增加,不僅適應(yīng)和滿足施工需求,同時(shí)向運(yùn)輸市場發(fā)展;牽引汽車保持較快發(fā)展,已成為長距離公路運(yùn)輸?shù)闹髁囆?。舉升裝置是自卸汽車的主要結(jié)構(gòu)部分。其主要組成如下:取力器、液壓泵、副車架、車廂舉升機(jī)構(gòu)、車廂、鎖鉤機(jī)構(gòu)組成?! ?-液壓傾卸操縱裝置;2-傾卸機(jī)構(gòu);3-液壓油缸;4-拉桿;5-車廂;6-后鉸鏈支座;7-安全撐桿;8-油箱;9-油泵;10-傳動軸;11-取力器;

   在自卸汽車的設(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)劣直接影響著汽車的多個(gè)主要性能指標(biāo);對提高液壓舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率具有重要的意義。

1.2  專用自卸汽車設(shè)計(jì)特點(diǎn)

   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(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(diǎn),概括如下:

專用汽車設(shè)計(jì)多選用定型的基本型汽車底盤進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)  

根據(jù)所設(shè)計(jì)的專用汽車的功能和性能指標(biāo)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(jìn)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(jì)的底盤?!  〗?jīng)過實(shí)際調(diào)研和上網(wǎng)搜集各類底盤及其技術(shù)參數(shù)相關(guān)方面的資料,并結(jié)合本次改裝設(shè)計(jì)專用車的用途、最大裝載質(zhì)量、使用條件、專用汽車的性能指標(biāo)、專用設(shè)備或裝置的外形、尺寸、動力匹配、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、中型載貨汽車或?qū)S密囕v改裝制造時(shí),選用東風(fēng)系列底盤相對較合理。所以選擇東風(fēng)EQ1102FLJ5底盤作為本次自卸汽車的底盤。 其參數(shù)如表2-2所示。

表2-2 底盤技術(shù)參數(shù)列表

車型東風(fēng)EQ1102FLJ5發(fā)動機(jī)YC4E140-30

外形尺寸(mm)

長寬高690024702660貨箱(mm)

長寬高418024001250

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9.00-20/9.00-20

2.4本章小結(jié)

   本章主要進(jìn)行自卸汽車底盤的選型。首先根據(jù)所需底盤的主要設(shè)計(jì)參數(shù)查詢各牌號對應(yīng)的底盤,如東風(fēng)、解放以及斯太爾等;然后將現(xiàn)有滿足設(shè)計(jì)參數(shù)要求的各種底盤進(jìn)行對比,通過比較他們的適用性、可靠性、先進(jìn)性、方便性、價(jià)格以及供貨來源等各方面因素選擇比較使用的底盤;綜合各方面情況最后選用東風(fēng)EQ1102FLJ5底盤作為本次自卸汽車的底盤。汽車型式:后開欄板,矩形車廂,D式三角臂組合式舉升機(jī)構(gòu),后傾式自卸汽車。

   自卸汽車基本性能參數(shù)的計(jì)算

   專用汽車性能參數(shù)計(jì)算是總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一,其目的是檢驗(yàn)整車參數(shù)選擇是否合理,使用性能參數(shù)能否滿足要求。

6.1自卸汽車整車參數(shù)

            表6-1 自卸汽車部分整車參數(shù)

名稱符號數(shù)值與單位

發(fā)動機(jī)最大功率193KW

發(fā)動機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速2200r/min

發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩1100Nm

發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速1300~1600r/min

車輪動力半徑0.508m

車輪滾動半徑0.524m

6.2 動力性計(jì)算

6.2.1 發(fā)動機(jī)外特性

   發(fā)動機(jī)外特性是指發(fā)動機(jī)油門全開時(shí)的速度特性,是汽車動力性計(jì)算的主要依據(jù)。

   在外特性圖上,發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的二條重要特性曲線,為非對稱曲線。工程實(shí)踐表明,可用二次三項(xiàng)式來描述汽車發(fā)動機(jī)的外特性,即

參考文獻(xiàn)

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內(nèi)容簡介:
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告設(shè)計(jì)(論文)題目: 東風(fēng)EQ1102自卸垃圾運(yùn)輸車改裝設(shè)計(jì) 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程 07-3 學(xué) 生 姓 名: 導(dǎo) 師 姓 名: 開 題 時(shí) 間: 指導(dǎo)委員會審查意見: 簽字: 年 月 日SY-025-BY-3畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告學(xué)生姓名系部汽車與交通工程學(xué)院專業(yè)、班級車輛工程07-3班指導(dǎo)教師姓名職稱實(shí)驗(yàn)師從事專業(yè)汽車服務(wù)是否外聘是否題目名稱東風(fēng)EQ1102自卸垃圾運(yùn)輸車改裝設(shè)計(jì)一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義1.論文的目的和意義 專用自卸車是指通過液壓機(jī)械舉升而自行卸載貨物的車輛,又稱翻斗車。專用自卸車是在大型工程中最有效、最合理的運(yùn)輸工具之一。它具有其它運(yùn)輸方式不可取代的優(yōu)勢,就是可以實(shí)現(xiàn)到門的運(yùn)輸服務(wù),能更好的適應(yīng)工作地點(diǎn)的環(huán)境。在當(dāng)今節(jié)約型社會中對汽車裝卸停歇時(shí)間的縮短和運(yùn)輸效率的提高具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義,不但能使社會機(jī)械化程度提高而且對汽車工業(yè)的發(fā)展也有一定的促進(jìn)作用??纱蟠蟮靥岣吖ぷ靼踩?提高運(yùn)輸效率。目前,我國大部分城市垃圾處理都不規(guī)范,許多城鎮(zhèn)垃圾隨意堆放,自裝卸式垃圾車的出臺,解決了很多城市填埋或焚燒的方法,不僅解決了投入資金問題,也節(jié)省了大量的資源,環(huán)境綠化隨著垃圾車的廣泛應(yīng)用,在城市的發(fā)展中不斷的完善。垃圾在人類的生產(chǎn)和生活中,是伴隨著生活的進(jìn)步不斷衍生的,由于環(huán)境容量的有限性,不可能無限承受排放的垃圾。為維持城市的可持續(xù)發(fā)展和人類健康的生活環(huán)境,人們應(yīng)該更加理性地處理和管理垃圾,這樣,一類類新式的垃圾車在專用車生產(chǎn)廠家手中研發(fā)投入應(yīng)用,對垃圾的回收和二次利用起來不可估量的作用。本論文的研究對象是密封自裝卸式垃圾運(yùn)輸車,它是與垃圾壓縮中轉(zhuǎn)站配套使用的一種具有高效收集、轉(zhuǎn)運(yùn)垃圾的城市環(huán)衛(wèi)專用車輛,具有整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理緊湊;裝卸垃圾自動化;使用效率高,廂體輕量化設(shè)計(jì)、運(yùn)載量大、封閉性能好;安全、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)明顯。自裝卸式垃圾運(yùn)輸車可以機(jī)械化自動裝卸垃圾,實(shí)現(xiàn)垃圾密封化運(yùn)輸,在垃圾收集、轉(zhuǎn)運(yùn)過程中可避免沿途撒漏而造成的二次污染,是城市環(huán)衛(wèi)工作的理想設(shè)備,是國家專用汽車規(guī)劃重點(diǎn)發(fā)展方向之一。 2研究現(xiàn)狀目前我國自卸垃圾車現(xiàn)狀近幾年,我國專用車市場迅速發(fā)展。目前我國專用汽車制造企業(yè)有接近900家,專用汽車廠商無論從產(chǎn)品質(zhì)量,設(shè)計(jì),營銷等方面都有了突飛猛進(jìn),專用車市場形勢看好,自卸車市場連續(xù)幾年前面飄紅,半掛車市場依然增長明顯。同時(shí),隨著社會分工的進(jìn)一步細(xì)化,市場對自卸車的需求將更加多元化和高科技含量化,對具有特殊功能的自卸車的需求必將越來越多,需求高新技術(shù)專用車的呼聲將越來越高。未來專用汽車的主流市場將主要集中在城市建設(shè)、服務(wù)和高等級公路運(yùn)輸、管理這兩大板塊,它包括了專用汽車的大多數(shù)品種,這些品種根據(jù)各行業(yè)的具體發(fā)展情況,或隨時(shí)間、地域的不同會形成不同品種的市場熱點(diǎn)。我國專用自卸汽車市場的前景將十分廣闊、商機(jī)無限。 隨著我國城鎮(zhèn)一體化建設(shè)速度的加快,城市規(guī)模的擴(kuò)大,人口數(shù)量的增多,城市生活垃圾也隨之日益增多,城市對垃圾運(yùn)輸車的需求將越來越大。據(jù)我國環(huán)衛(wèi)信息網(wǎng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算,目前我國城市垃圾年產(chǎn)量已達(dá)到億噸,并以每年8的速度增長。而與此同時(shí),我國城市垃圾的搜集和運(yùn)輸能力明顯不足,環(huán)衛(wèi)車輛的保有量遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到建設(shè)部城鎮(zhèn)環(huán)境衛(wèi)生設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的25輛萬人配置標(biāo)準(zhǔn)要求。目前城鎮(zhèn)居民人口約38億,若按配置標(biāo)準(zhǔn)要求,保有量缺口達(dá)40。由此,垃圾車的城市需求每年都在13000輛以上。而隨著人們環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng),城市品位的提升,必然對垃圾運(yùn)輸車產(chǎn)品自身的環(huán)保度、檔次的要求越來越高。因此,高檔次、密封環(huán)保的垃圾運(yùn)輸車將得到人們的青睞。自卸垃圾車的未來發(fā)展方向在我國專用自卸車的發(fā)展對政策的敏感性較強(qiáng),每次國家宏觀調(diào)控政策的出臺,幾乎都會影響自卸車的發(fā)展。按照目前市場的情況,自卸車未來發(fā)展面臨新的變革,包括如何按照標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)造車、如何滿足國家產(chǎn)業(yè)政策要求、生產(chǎn)企業(yè)如何在競爭中發(fā)展壯大、如何更好的為用戶創(chuàng)造更大價(jià)值等,是自卸車生產(chǎn)企業(yè)所需要認(rèn)真研究的。以下是自卸車主要發(fā)展的特點(diǎn):產(chǎn)品結(jié)構(gòu)應(yīng)隨形勢不斷變化工程土方用,垃圾渣土清運(yùn)用,加上礦用等等,自卸車類型細(xì)、品種多、用途廣。加強(qiáng)交通與城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),大型工程項(xiàng)目不斷上馬,為大型自卸車發(fā)展創(chuàng)造了時(shí)機(jī),新農(nóng)村建設(shè),散貨運(yùn)輸?shù)龋瑸橹休p型自卸車市場提供了空間,其中自裝卸式垃圾車在城鎮(zhèn)環(huán)境建設(shè)中發(fā)揮了不可代替的作用。國內(nèi)持續(xù)提倡的環(huán)境保護(hù)法規(guī),客觀上也推動了自裝卸垃圾車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。未來發(fā)展中,自裝卸式垃圾車需求量會逐年增長。產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)適應(yīng)國家政策法規(guī)要求 我國在制定專用汽車行業(yè)相關(guān)政策時(shí),一般把專用汽車生產(chǎn)企業(yè)劃分為運(yùn)輸類專用汽車生產(chǎn)企業(yè)和作業(yè)類專用汽車生產(chǎn)企業(yè),而自卸車介于兩者之間。相關(guān)政策鼓勵運(yùn)輸類專用車(包括自卸車)企業(yè)向集團(tuán)化、規(guī)?;l(fā)展,作業(yè)類專用汽車向系列化、深度化、個(gè)性化、搞附加值發(fā)展。近幾年,趕上國家基礎(chǔ)建設(shè)大發(fā)展,市場對自卸車可以說是“饑不擇食”,但一旦發(fā)生轉(zhuǎn)機(jī),用戶會以更加挑剔的眼光來選擇較好的產(chǎn)品,至少在舒適性,操控性等方面會向公路牽引車學(xué)習(xí)?!稗D(zhuǎn)機(jī)”的時(shí)機(jī)也許馬上到來,因?yàn)樵诮陙碇卫怼俺d”不斷深入,2007年國家明確提出“節(jié)能減排”的大背景下,從國家角度和用戶使用角度綜合考慮,自裝卸垃圾車既要進(jìn)一步提高對各種惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力,又要對保護(hù)公路和環(huán)境做出積極貢獻(xiàn),同時(shí)通過提高研發(fā)水平,改善駕駛環(huán)境,提高安全性,為用戶創(chuàng)造更多加值。在我國專用自卸車的發(fā)展對政策的敏感性較強(qiáng),每次國家宏觀調(diào)控政策的出臺,幾乎都會影響自卸車的發(fā)展。按照目前市場的情況,自卸車未來發(fā)展面臨新的變革,包括如何按照標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)造車、如何滿足國家產(chǎn)業(yè)政策要求、生產(chǎn)企業(yè)如何在競爭中發(fā)展壯大、如何更好的為用戶創(chuàng)造更大價(jià)值等,是自卸車生產(chǎn)企業(yè)所需要認(rèn)真研究的。提升技術(shù)是發(fā)展專用自卸車的根本所在。其中舉升機(jī)構(gòu)是自裝卸式垃圾運(yùn)輸車的關(guān)鍵裝置,它直接關(guān)系到自裝卸式垃圾運(yùn)輸車的性能及整車布置。本設(shè)計(jì)題目的目的,就是依據(jù)當(dāng)前先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和CAD技術(shù)的發(fā)展成果,通過對自裝卸式垃圾運(yùn)輸車舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)化處理,并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以提高自裝卸式垃圾運(yùn)輸車產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,進(jìn)而增強(qiáng)企業(yè)市場競爭力。這也是影響自卸垃圾車未來發(fā)展方向的主要因素。2、 設(shè)計(jì)(論文)的基本內(nèi)容,擬解決的主要問題。(1)1 總結(jié)自卸垃圾運(yùn)輸車進(jìn)行可行性分析對其應(yīng)用場合進(jìn)行調(diào)查。 2 自卸式垃圾運(yùn)輸車的總體設(shè)計(jì)。 3 舉升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式與特性比較,確定舉升機(jī)構(gòu)形式。 4 對舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析與載荷計(jì)算,必要時(shí)進(jìn)行優(yōu)化,對一些容易受載很大的梁在允許的情況下進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的加強(qiáng),并進(jìn)行強(qiáng)度校核。(2)擬解決的主要問題 1 確定所選自卸汽車的舉升機(jī)構(gòu),擬定幾種不同結(jié)構(gòu)的舉升機(jī)構(gòu),并將它們進(jìn)行分析對比,從而選擇一種最佳方案。 2 舉升機(jī)構(gòu)及關(guān)鍵部件的運(yùn)動分析,受力分析。 3 對改裝后的整車重新做出性能分析和計(jì)算。三、技術(shù)路線(研究方法) 對自卸垃圾車進(jìn)行調(diào)查研究 進(jìn)行自卸車的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對自卸垃圾車車廂進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì) 根據(jù)舉升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式與特性比較,確定舉升機(jī)構(gòu)形式確定自卸垃圾 車的副車架設(shè)計(jì)液壓動力系統(tǒng) 校核 對自卸式垃圾車進(jìn)行整車性能計(jì)算 繪制總體設(shè)計(jì)圖及關(guān)鍵部件圖完成設(shè)計(jì)說明書四、進(jìn)度安排(1)資料收集、調(diào)研,完成開題報(bào)告 第12周(2月28日3月13日)(2)獲得自卸車各參數(shù),掌握設(shè)計(jì)過程 第3周(3月14日3月20日)(3)自卸車的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案確定 第45周(3月21日4月3日)(4)舉升機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、車廂的選型與設(shè)計(jì)計(jì)算 第68周(4月4日4月24日)(5)完成設(shè)計(jì)說明書,完成圖紙繪制 第912周(4月25日5月22日)(6)設(shè)計(jì)審核、修改 第1316周(5月23日6月19日)(7)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周(6月20日6月26日)五、參考文獻(xiàn)1明平順汽車運(yùn)輸專用車輛M人民交通出版社,1998.22張冬巖舉升機(jī)構(gòu)鉸支點(diǎn)初始位置的優(yōu)化計(jì)算J專用汽車,1997(2).3唐應(yīng)時(shí)、李陽、自卸車車架的靜動態(tài)計(jì)算分析J.專用汽車,2006(1).4.徐達(dá),蔣崇賢.專用汽車結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)M.北京大學(xué)出版社.2000.5.5.葉南海.自卸車油缸位置的改進(jìn)J.專用汽車,2000(5).6.唐應(yīng)時(shí),李陽,何友朗.自卸車車架的靜動態(tài)計(jì)算分析J.專用汽車,2006(1).7.秦四成、楊成康、黃海東白卸汽車Y形舉升機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)J.建筑機(jī)械,1998(2) 8.劉巖自卸汽車車架設(shè)計(jì)J.專用汽車,1998(1)9.尹雄武.輕型自卸車舉升機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)J.專用汽車,2003(5).10.肖永清.EQ3090自卸汽車液壓系統(tǒng)常見故障檢修J.汽車與配件,2000-32.11.李萍,匡西友. 一種新型雙側(cè)卸貨自卸車J.專用汽車,2002(3).12.卞學(xué)良、專業(yè)汽車結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.7.13.過學(xué)迅、鄧亞東、汽車設(shè)計(jì) M.人民交通出版社,2005.8.14.趙晶 淺談自卸車整車布置設(shè)計(jì)J專用汽車,2008(10)15Jonathan Bell,Publisher Rotovision,Concept Car Design:Product Design J.16David Gartman,Publisher Routledge. Auto Opium:A Social History of American Auto mobile Desgin J.六、備注指導(dǎo)教師意見:簽字: 年 月 日黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄 摘 要IAbstractII第1章 緒論11.1 自卸車的概述11.2 專用自卸汽車設(shè)計(jì)特點(diǎn)21.3 國內(nèi)外自卸汽車的發(fā)展?fàn)顩r3 1.3.1國外專用汽車產(chǎn)品的現(xiàn)狀3 1.3.2我國專用汽車的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢41.4本章小結(jié)5第2章 中型自卸汽車設(shè)計(jì)計(jì)算62.1 基本尺寸參數(shù)的確定62.2 質(zhì)量參數(shù)確定62.3自卸汽車底盤的選擇72.4本章小結(jié)9第3章 舉升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)103.1 舉升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析103.1.1 角度關(guān)系的確定113.1.2 角速度關(guān)系的確定123.2 舉升機(jī)構(gòu)的動力分析133.3 舉升機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定153.3.1 車廂的尺寸確定153.3.2 車廂最大傾卸角的確定153.3.3 基本尺寸參數(shù)的確定163.3.4 拉桿截面尺寸的確定183.4本章小結(jié)18第4章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)194.1 油缸的計(jì)算與選型194.1.1 油缸直徑的確定194.1.2 油缸的選型204.2 油泵的計(jì)算與選型204.2.1 油泵的基本參數(shù)計(jì)算204.2.2油泵的選型224.3 油箱與油管的計(jì)算與選型224.3.1 油箱容積V的計(jì)算224.3.2 油管內(nèi)徑d的計(jì)算224.4 分配閥的選型224.5 取力器的選型234.5.1 取力器布置方案的選定234.5.2 取力器型號的選定234.6 本章小結(jié)24第5章 副車架的設(shè)計(jì)255.1副車架的截面形狀及尺寸255.2副車架前段形狀及位置255.2.1副車架的前端形狀及安裝位置255.2.2 縱梁與橫梁的連接設(shè)計(jì)275.2.3 副車架與主車架的連接設(shè)計(jì)285.3 材料的選用295.4 本章小結(jié)29第6章 自卸汽車基本性能參數(shù)的計(jì)算306.1自卸汽車整車參數(shù)306.2 動力性計(jì)算306.2.1 發(fā)動機(jī)外特性306.2.2 汽車的行駛方程式316.2.3 動力性評價(jià)指標(biāo)的計(jì)算346.2.4自卸汽車整車動力性計(jì)算356.3燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算376.4 本章小結(jié)38結(jié)論39致 謝40參考文獻(xiàn)41摘 要專用自卸汽車是裝有液壓舉升機(jī)構(gòu),能將車廂或使車廂傾斜一定角度,貨物依靠自重能自行卸下或者水平推擠卸料的專用汽車。本文首先對自卸車的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),特點(diǎn)以及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀做了相關(guān)的概述。簡述了自卸車的基本結(jié)構(gòu)與工作形式,同時(shí)也介紹了自卸車的整體參數(shù). 在文章中分析了我國自卸車的發(fā)展與自卸車的設(shè)計(jì)特點(diǎn),介紹了自卸車的分類與不同舉升形式的優(yōu)缺點(diǎn)。對自卸車的舉升機(jī)構(gòu)做了系統(tǒng)的計(jì)算分析與選取,介紹了液壓控制系統(tǒng)與舉升系統(tǒng)的組成,對自卸車不同的工作受力和最大舉升角的選擇進(jìn)行了分析計(jì)算。接著,從自卸車的底盤選擇,副車架的選擇改裝計(jì)算進(jìn)行了分析。最后對整個(gè)自卸車的外廓尺寸、輪距與軸距尺寸、前懸、后懸以及整車的裝載質(zhì)量、整備質(zhì)量、總質(zhì)量進(jìn)行了相關(guān)的計(jì)算與設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞: 自卸汽車;副車架;舉升機(jī)構(gòu);底盤;車廂ABSTRACTDedicated dump truck is equipped with a hydraulic lifting mechanism, able to train or to car tilted at an angle, remove the goods on their own or rely on gravity to push the level of discharge of the Special Purpose Vehicle. Firstly, the design of the truck structure, characteristics and development status at home and abroad to do the relevant overview. Outlines the basic structure of dump truck and forms of work, but also introduces the trucks overall argument.In the article analyzes the development of our country and the dump truck dump truck design features, introduced the dump truck classification and the advantages and disadvantages of different forms of lifting. The lifting mechanism on the truck to do a systematic analysis and selection of the calculation, introduced the hydraulic control system and the lift system components, the work on the dump truck different angle of the force and the largest selection of lift were calculated and analyzed. Then choose from the dump truck chassis, the choice of conversion calculation subframe is analyzed. Finally, the outer profile of the size of the dump truck, track and wheelbase dimensions, front overhang, rear overhang and the quality of vehicle loading, curb weight, the total quality of the relevant calculation and design.Key words: Dump truck;Subframe;Lifting Mechanism;chassis;car第1章 緒論1.1 自卸車的概述自卸汽車是裝有液壓舉升機(jī)構(gòu),能將車廂卸下或使車廂傾斜一定角度,貨物依靠自重能自行卸下或者水平推擠卸料的汽車,又稱翻斗車。普通自卸車在工作時(shí)向后方卸貨物,是依靠自卸車后端的鉸接裝置來實(shí)現(xiàn)車廂的后翻,其動力的來源是依靠裝于副車架中的舉升缸來實(shí)現(xiàn)的。自卸汽車按其用途可分為兩大類:一類屬非公路運(yùn)輸用的重型和超重型(裝載質(zhì)量在20t以上)自卸汽車。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。這類汽車也稱為礦用自卸汽車。它的長度、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。另一類用于公路運(yùn)輸用的輕、中、重型(裝載質(zhì)量在220 t)普通自卸汽車。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。普通自卸汽車按裝載質(zhì)量分為:輕型自卸汽車、中型自卸汽車和重型自卸汽車;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;按車廂欄板結(jié)構(gòu)分為:欄板一面開啟式、欄板三面開啟式和簸箕式(即無后欄板)自卸汽車;按傳動系分為:機(jī)械傳動、液力機(jī)械傳動和電力傳動自卸汽車。隨著國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要不斷增加,自卸汽車產(chǎn)量近年來一直保持較高產(chǎn)銷量,在專用車綜合產(chǎn)量中保持第一位置,但在種類、型式、材料運(yùn)用方面與國外還有一定的差距。自卸汽車?yán)^續(xù)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(chǎn)投資強(qiáng)勁增長,巨大的投資規(guī)模奠定了自卸汽車市場需求基礎(chǔ);自卸汽車品種增加,不僅適應(yīng)和滿足施工需求,同時(shí)向運(yùn)輸市場發(fā)展;牽引汽車保持較快發(fā)展,已成為長距離公路運(yùn)輸?shù)闹髁囆?。舉升裝置是自卸汽車的主要結(jié)構(gòu)部分。其主要組成如下:取力器、液壓泵、副車架、車廂舉升機(jī)構(gòu)、車廂、鎖鉤機(jī)構(gòu)組成。圖1-1為普通自卸汽車結(jié)構(gòu)組成圖1-1 普通自卸汽車結(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-車廂;6-后鉸鏈支座;7-安全撐桿;8-油箱;9-油泵;10-傳動軸;11-取力器;在自卸汽車的設(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)劣直接影響著汽車的多個(gè)主要性能指標(biāo);對提高液壓舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率具有重要的意義。1.2 專用自卸汽車設(shè)計(jì)特點(diǎn)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(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(diǎn),概括如下:1 專用汽車設(shè)計(jì)多選用定型的基本型汽車底盤進(jìn)行改裝設(shè)計(jì) 根據(jù)所設(shè)計(jì)的專用汽車的功能和性能指標(biāo)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(jìn)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(jì)的底盤。2 專用汽車設(shè)計(jì)的主要工作是總體布置和專用工作裝置匹配設(shè)計(jì)時(shí)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(shí),可適當(dāng)降低汽車底盤的某些性能指標(biāo),以滿足實(shí)現(xiàn)某些專用工作裝置性能的要求。3 針對專用汽車品種多、批量少的生產(chǎn)持點(diǎn)。 對專用汽車自制件的設(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。 對專用汽車工作裝置中的某些核心部件和總成,要從專業(yè)生產(chǎn)廠家中優(yōu)選,因?qū)S闷噷m?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,要從專業(yè)生產(chǎn)廠家中優(yōu)選,因?yàn)閷S闷噷m?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。 在普通汽車底盤上改裝的專用汽車,底盤受載情況可能與原設(shè)計(jì)不同,因此要對一些重要的總成結(jié)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度校核。專用汽車設(shè)計(jì)應(yīng)滿足有關(guān)機(jī)動車輛公路交通安全法規(guī)的要求。 某些專用汽車可能會在很惡劣的環(huán)境下工作,其使用條件復(fù)雜,要了解和掌握國家及行業(yè)相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),使專用汽車有良好的適應(yīng)性,工作可靠性,是要設(shè)安全性裝置。綜上所述,專用汽車的設(shè)計(jì)有其自身的特點(diǎn)和要求,既要滿足汽車設(shè)計(jì)的一般要求,同時(shí)又要獲得好的專用性能。這就要求汽車和專用工作裝置合理匹配,構(gòu)成一個(gè)協(xié)調(diào)的整體,使汽車的基本性能和專用功能都得到充分發(fā)揮。1.3國內(nèi)外自卸汽車的發(fā)展?fàn)顩r1.3.1國外專用汽車產(chǎn)品的現(xiàn)狀 國外最早發(fā)展專用汽車產(chǎn)品的是美國和西歐的一些國家,第二次世界大戰(zhàn)后,相繼在日本、前蘇聯(lián)等國得到了發(fā)展。70年代末,當(dāng)汽車工業(yè)出現(xiàn)世界性的蕭條和滯銷時(shí),發(fā)展專用汽車成了當(dāng)時(shí)擺脫汽車工業(yè)危機(jī)的一條出路。這樣,專用汽車在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展起來。美國是專用汽車發(fā)展最早的國家之一。專用汽車的生產(chǎn)是美國汽車工業(yè)的重要組成部分。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),美國1986年生產(chǎn)貨車1593489輛,其中專用汽車的產(chǎn)量為934690輛,專用汽車的產(chǎn)量占貨車產(chǎn)量的58%,美國9-11.81的中型貨車的保有量中,專用汽車占2/3以上,美國的掛車生產(chǎn)70年代平均年產(chǎn)掛車已達(dá)15萬輛左右(約占9t以上載貨豐產(chǎn)量的40%左右),大部分為專用掛車。70年代末期,日本專用汽車年平均產(chǎn)量在20萬輛左右,其中特裝車占73.10%;廂式車占17.9%;特種車占2.2%;半掛車占6.5%。到1990年,日本專用汽車總產(chǎn)量達(dá)到25.8萬輛,近年來在中型貨車中,專用汽車的比例已超過54%。歐洲的專用汽車主要是重型專用汽車,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貨車、掛車和半掛車,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的低貨臺貨車。歐洲的大部分專用汽車生產(chǎn)廠家集中在德國(原西德),1979年原西德掛車產(chǎn)量達(dá)15.1萬輛,占載貨車產(chǎn)量的51%,占專用汽車產(chǎn)量的87%。原蘇聯(lián)自1966年以來,汽車工業(yè)有較大的發(fā)展,但貨車在總產(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%),不過專用汽車在貨車保有量中的比例卻逐年上升(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,世界各國都大力發(fā)展專用汽車生產(chǎn),致力于專用汽車的研究,擴(kuò)大汽車使用范圍,以利于各種貨物的運(yùn)輸國外主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家的專用汽車社會保有量占載貨汽車保有量的比率都在50%以上(50%-70%)。1.3.2我國專用汽車的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢我國專用汽車的生產(chǎn)是從60年代初開始,在軍用改裝車輛、消防改裝汽車的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來。70年代,一些專用汽車生產(chǎn)廠根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)各部門的不同需要,形成了自己的產(chǎn)品特色,逐步成為某一門類專業(yè)汽車生產(chǎn)的骨干企業(yè)。如生產(chǎn)半掛車的漢陽特種汽車制造廠、生產(chǎn)粉罐汽車的武漢專用汽車廠、生產(chǎn)冷藏汽車的鎮(zhèn)江冷藏汽車廠等。80年代,隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,專用汽車得到了較大的發(fā)展,在汽車行業(yè)中形成了獨(dú)立的專用汽車行業(yè)。我國的專用汽車行業(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,專用汽車的發(fā)展一直保待較高的速度,年平均增長率在24%以上。1992年的產(chǎn)量達(dá)到17.22萬輛,約占當(dāng)年載重汽車產(chǎn)量的26%。目前,我國專用汽車生產(chǎn)廠家大致可分四類:一是生產(chǎn)基本型汽車的主機(jī)廠,從1992年統(tǒng)計(jì)的專用汽車產(chǎn)量看,主機(jī)廠(實(shí)際是汽車集團(tuán)、公司下設(shè)的分公司或分廠)生產(chǎn)的專用車已占專用汽車總產(chǎn)量的53%,這個(gè)比率正在增長;二是專用汽車的專業(yè)生產(chǎn)廠,在主機(jī)廠提供的汽車底盤上進(jìn)行改裝,這是目前我國專用汽車生產(chǎn)的主要形式,其產(chǎn)量約占45%;三是非專業(yè)生產(chǎn)廠,如客車、航天、航空、造船及軍工廠等在生產(chǎn)其它產(chǎn)品同時(shí),也生產(chǎn)專用汽車;四是一些部門的修理廠,根據(jù)用戶需要也改裝少量專用車。據(jù)1994年“汽車產(chǎn)品目錄”統(tǒng)計(jì),全國生產(chǎn)專用汽車企業(yè)有759家;專用汽車種類已達(dá)121種類,700多個(gè)品種。1992年我國專用汽車年產(chǎn)量達(dá)到17. 22萬輛,其中以廂式車和自卸車比例最大,分別為7.3萬輛和6.43萬輛。1.4本章小結(jié)自卸汽車是利用本車發(fā)動機(jī)驅(qū)動的液壓舉升機(jī)構(gòu)將車廂傾斜一定角度,然后貨物依靠自重自行卸下的汽車。專用自卸汽車是在自卸汽車基礎(chǔ)上,增加了某些功能,使其成為具有專門用途的自卸汽車。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,其性能參數(shù)與所選底盤車接近。自卸汽車是裝備有車廂舉升機(jī)構(gòu)裝置的載貨自卸汽車。因此本設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)容有:車廂舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算、液壓傳動裝置設(shè)計(jì)計(jì)算選型、并進(jìn)行二類底盤的選擇、主要參數(shù)數(shù)據(jù)齊備、進(jìn)行二類底盤選型分析、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)主要底盤部件的改動和重要工作裝置的布置;最后通過正確的計(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都一樣,都是在二類底盤的基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝而成,主要尺寸參數(shù)原則上應(yīng)于原車底盤尺寸相同,從而保證其整車性能參數(shù)與原車基本保持不變。常見二類底盤機(jī)構(gòu)如圖2-1所示 圖2-1底盤結(jié)構(gòu) A-軸距; D-駕駛室最高點(diǎn)到車架上表面距離; H-底盤總高; J-后懸 ;K-底盤有效長; L-底盤總長; Y-推薦載物重心; U-前懸;2.2 質(zhì)量參數(shù)確定自卸車質(zhì)量參數(shù)包括廠定最大裝載質(zhì)量、整備質(zhì)量、廠定最大總質(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、廠定最大裝載質(zhì)量根據(jù)裝載質(zhì)量級別分類中,中型自卸車小于8噸的規(guī)定,由于本設(shè)計(jì)中自卸車裝載貨物為垃圾,因此這里取最大裝載質(zhì)量為4500kg。2、整備質(zhì)量整備質(zhì)量指的是裝備齊全、加滿油水的空車質(zhì)量。它等于底盤的整備質(zhì)量與汽車改裝部分之和。改裝部分質(zhì)量包括取力器裝置、液壓系統(tǒng)、舉升機(jī)構(gòu)、副車架、貨廂以及其它改裝附件的質(zhì)量。在總體設(shè)計(jì)時(shí),常參考同類樣車及總成,進(jìn)行零部件稱重或質(zhì)量分析,初步估算出改裝部分質(zhì)量與整備質(zhì)量。這里參考同類車型取整備質(zhì)量為5215kg。3、廠定最大總質(zhì)量最大總質(zhì)量是按規(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: (2.1)式中: 自卸車總質(zhì)量, (kg)自卸車整備質(zhì)量,(kg) 自卸車裝載質(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)量與整車整備質(zhì)量之比 (2.2)越大,則該車材料消耗少,材料利用率高。因此可反映自卸車設(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。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自卸汽車底盤的選擇專用汽車性能的好壞直接取決于專用汽車底盤的好壞,通常專用車輛所采用的基本底盤按結(jié)構(gòu)分可分為二、三、四類底盤。二類底盤是在整車基礎(chǔ)上去掉貨廂,三類底盤是從整車上去掉駕駛室與貨廂,四類底盤是在三類底盤的上去掉車架總成剩下的散件。一般專用改裝車輛在選用底盤時(shí)應(yīng)滿足下述要求: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,一是汽車底盤價(jià)格,它是專用汽車購置成本中很大的部分,一定要考慮到用戶可以接受。這也涉及到專用汽車產(chǎn)品能否很快的占有市場,企業(yè)能否增加效益問題。二是汽車底盤供貨要有來源,所選用的底盤在市場上必須具有一定的保有量。專用汽車底盤的選擇主要是根據(jù)專用汽車的類型、用途、裝載質(zhì)量、使用條件、專用汽車的性能指標(biāo)、專用設(shè)備或裝置的外形、尺寸、動力匹配等決定,目前,幾乎80%以上的專用車輛采用二類底盤進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)。采用二類汽車底盤進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)是整車總體布置和工作裝置設(shè)計(jì),對底盤僅作性能適應(yīng)性分析和必要的強(qiáng)度校核,以確保改裝后的整車性能基本與原車接近。目前國內(nèi)市場上底盤的種類多、品種全,如解放、東風(fēng)、斯太爾等系列底盤性能好,價(jià)格便宜,市場保有量大,在載重量范圍48t的中型汽車,選用的底盤也多為這些系列的產(chǎn)品。底盤性能對比見表2-1。表2-1底盤性能對比列表解放東風(fēng)斯太爾適用性適用于各類載重貨車及專用汽車特殊功能的要求適用于各類載重貨車及專用汽車特殊功能的要求適用于各噸位載重貨車的改裝設(shè)計(jì)要求以及部分專用車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)性動力性、經(jīng)濟(jì)性、行駛平順性及通過性等基本性能指標(biāo)和功能方面達(dá)到同類車型的先進(jìn)水平動力性、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)到同類車型的先進(jìn)水平動力性、經(jīng)濟(jì)性、行駛平順性及通過性等基本性能指標(biāo)和功能方面達(dá)到同類車型的先進(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)過實(shí)際調(diào)研和上網(wǎng)搜集各類底盤及其技術(shù)參數(shù)相關(guān)方面的資料,并結(jié)合本次改裝設(shè)計(jì)專用車的用途、最大裝載質(zhì)量、使用條件、專用汽車的性能指標(biāo)、專用設(shè)備或裝置的外形、尺寸、動力匹配、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、中型載貨汽車或?qū)S密囕v改裝制造時(shí),選用東風(fēng)系列底盤相對較合理。所以選擇東風(fēng)EQ1102FLJ5底盤作為本次自卸汽車的底盤。 其參數(shù)如表2-2所示。 表2-2底盤技術(shù)參數(shù)列表車型東風(fēng)EQ1102FLJ5發(fā)動機(jī)YC4E140-30外形尺寸(mm)長寬高690024702660貨箱(mm)長寬高418024001250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)行自卸汽車底盤的選型。首先根據(jù)所需底盤的主要設(shè)計(jì)參數(shù)查詢各牌號對應(yīng)的底盤,如東風(fēng)、解放以及斯太爾等;然后將現(xiàn)有滿足設(shè)計(jì)參數(shù)要求的各種底盤進(jìn)行對比,通過比較他們的適用性、可靠性、先進(jìn)性、方便性、價(jià)格以及供貨來源等各方面因素選擇比較使用的底盤;綜合各方面情況最后選用東風(fēng)EQ1102FLJ5底盤作為本次自卸汽車的底盤。汽車型式:后開欄板,矩形車廂,D式三角臂組合式舉升機(jī)構(gòu),后傾式自卸汽車。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是車廂與副車架的鉸接點(diǎn)。工作時(shí)液壓缸充油,使液壓缸OB伸長,三角臂ABC和拉桿AO隨著轉(zhuǎn)動并升高,舉升車廂,使其繞點(diǎn)K傾翻。貨物卸完后,車廂靠自重復(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)動干涉,可協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。圖3-1 舉升機(jī)構(gòu)工作原理簡圖3.1 舉升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析舉升機(jī)構(gòu)是自卸汽車的關(guān)鍵部件,它直接影響自卸汽車的整體結(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,舉升過程轉(zhuǎn)動圓滑平順、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上。對該種舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析可以準(zhǔn)確掌握其運(yùn)動參數(shù)變化的全過程,這對于全面分析舉升機(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。要對舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(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)動簡圖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,式中為車廂傾卸的角度。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)動特點(diǎn)得向量方程式為: (3.2)根據(jù)幾何關(guān)系和運(yùn)動特點(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)系的確定將兩邊對時(shí)間求導(dǎo),則:分別將式(3-1)、(3-2)、(3-3)和(3-4)的兩邊對時(shí)間求導(dǎo),則: (3.5) (3.6) (3.7) (3.8) (3.9)3.2 舉升機(jī)構(gòu)的動力分析油缸后推連桿式傾卸機(jī)構(gòu)的油缸通過三角臂ABO3間接作用到貨廂上;油缸兩端通過鉸鏈O2、B分別與車架、三角臂相連;拉桿兩端通過鉸鏈O2、A分別與車架、三角臂相連;三角臂通過鉸鏈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)車廂與車架間鉸接點(diǎn)到車廂底部的距離為h,車廂及貨物的重心到K點(diǎn)的距離為。(1)將車廂隔離進(jìn)行受力分析,并對點(diǎn)取矩,則: (3.10)在中。過作貨物重力G作用線的平行線,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)其中為油缸初始長度與油缸活塞某行程之和。過點(diǎn)作平行且交的延長線于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;拉桿對三角臂的拉力為T,且T必過。又因?yàn)槠叫杏?,則車廂對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為垃圾箱總體積;從而通過對長寬高進(jìn)行估算并取值,得到垃圾箱的長寬高。3.3.2 車廂最大傾卸角的確定自卸汽車是利用傾卸機(jī)構(gòu)使車廂具有一定的傾角,而使貨物自動卸下。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,故而國內(nèi)外自卸汽車的最大傾卸角有增加的趨勢,目前有的已達(dá)到60。參考絕大部分同類車型以及本次設(shè)計(jì)的要求,最后確定該自卸汽車的最大傾卸角為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5040455040503.3.3 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)自卸汽車的整體設(shè)計(jì)方案,得車廂最大翻轉(zhuǎn)角,車廂尺寸為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)為車廂與托架的鉸支點(diǎn)。參考同類型車輛傾卸機(jī)構(gòu),初定傾卸油缸的自由長度mm,油缸的最大工作行程mm。設(shè)傾卸機(jī)構(gòu)與車廂鉸支點(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。為車廂結(jié)構(gòu)允許的最大值,參考同類型結(jié)構(gòu)并結(jié)合本設(shè)計(jì)的整車結(jié)構(gòu),初定mm。綜上所述,則。設(shè)傾卸機(jī)構(gòu)與副車架鉸支點(diǎn)為由經(jīng)驗(yàn)公式,則:mm,取mm。為結(jié)構(gòu)允許最小值,參考同類型結(jié)構(gòu)并結(jié)合本設(shè)計(jì)的整車結(jié)構(gòu),初定mm。綜上所述,則。(3)過點(diǎn)作線,使其與X軸成夾角(通常);以E點(diǎn)為圓心,為半徑作圓弧線于點(diǎn),則即為油缸初始位置的中心線。(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,以為半徑畫弧;又以E點(diǎn)為圓心,以為半徑畫??;兩弧交于點(diǎn)B,則即為時(shí)油缸的中心線。(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、的垂直平分線交于點(diǎn)F,了;連接;設(shè)線與的延長線夾角為。以點(diǎn)F為頂點(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)拉桿對應(yīng)的位置。(9)在圖中測量出線、和線的長度,從而得到三角臂和拉桿的尺寸參數(shù)。(10)測量得、,經(jīng)處理及反復(fù)作圖驗(yàn)算,最后得、。通過相關(guān)的計(jì)算與分析表明,該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)滿足本次設(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,作用力對稱分布在兩根拉桿上,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 校核安全系數(shù) (3.22) 因此,拉桿截面面積A=1600 滿足強(qiáng)度要求。3.4本章小結(jié)本章首先對油缸后推連桿式傾卸機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析和動力學(xué)分析,從而詳細(xì)敘述了它的運(yùn)動規(guī)律和力學(xué)規(guī)律,為后面的計(jì)算與校核作鋪墊。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn),在車廂傾卸的整個(gè)過程中,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)自卸汽車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞,將直接影響整車的性能和生產(chǎn)效率。自卸汽車液壓系統(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)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業(yè)化液壓件廠集中生產(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)的直接動力來源。通常油缸分為活塞式和浮拄式兩類。活塞式均為單向作用,其缸體長度大而伸縮長度小、使用油壓低(一般不超過14MPa)。浮拄式為多級伸縮式油缸,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。雙向作用式用油壓輔助車廂降落,因此工作平穩(wěn),降落速度快。直推式傾卸機(jī)構(gòu)多采用單作用多級油缸;而桿系組合式傾卸機(jī)構(gòu)多采用單作用單級油缸。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,對密封要求也越高,成本亦隨之上升;根據(jù)機(jī)構(gòu)的類型及其工作特點(diǎn),取MPa。表4-1設(shè)備類型機(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)床龍門刨床拉床工作壓力P/(MPa)0.82.0352881010162032(1)舉升機(jī)構(gòu)油缸直徑的計(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)算自卸車常用油泵分為齒輪油泵與柱塞泵兩類。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。中輕型自卸車上多采用齒輪泵,常用系列有CB、CBX、CG、CN等;重型自卸車常采用柱塞泵。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)資料,選擇CB-FC40型號的齒輪泵。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號機(jī)械油,夏季HJ-30號機(jī)械油。4.4 分配閥的選型根據(jù)本車的使用條件與要求,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 取力器的選型各類專用汽車的專用工作裝置主要由汽車發(fā)動機(jī)提供動力源。取力器就是汽車的一種專用動力輸出裝置。它從發(fā)動機(jī)取出部分功率,用于驅(qū)動各類液壓泵、真空泵、空壓機(jī)以及各種專用汽車工作機(jī)械。4.5.1 取力器布置方案的選定專用車取力總布置方案決定于取力方式。常見的取力方式有發(fā)動機(jī)取力、變速器取力、傳動軸取力、分配器取力等四種。 從變速器取力有多種方案,如從中間軸末端取力,從倒檔齒輪取力,從軸上取力等。但最常見的還是從中間軸齒輪取力,稱為側(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力,固需改制原變速器頂蓋。此方案應(yīng)用很廣,如自卸車、冷藏車、垃圾車等一般都從變速器上端取力。根據(jù)所選二類底盤的特點(diǎn),本次設(shè)計(jì)采用從變速器中間軸取力的方式。4.5.2 取力器型號的選定取力器實(shí)質(zhì)上是一種單級變速器。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。參考同類型車輛,并根據(jù)本次自卸汽車的改裝需要,最終選擇4205D1-010型號的取力器。它采用的是法蘭盤連接方式,其輸出旋向與發(fā)動機(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。通過計(jì)算分析,最后選用CB-FC34型號的齒輪泵。根據(jù)所選二類底盤的特點(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型號的取力器。第5章 副車架的設(shè)計(jì)自卸汽車副車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架上。副車架有兩根縱梁、若干根橫梁,并設(shè)有車廂傾卸的鉸接座,車廂固定鎖。在專用汽車設(shè)計(jì)時(shí),為了改善主車架的承載情況,避免集中載荷,同時(shí)也為了不破壞主車架的結(jié)構(gòu),一般多采用副車架(副梁)過渡。本車在工作中受較大的彎曲應(yīng)力。因此,本車副車架縱梁采用兩根抗彎性能較好的平直槽行梁,材料為16MnL。在增加副車架的同時(shí),為了避免由于副車架剛度的急劇變化而引起主車架上的應(yīng)力集中,所以對副車架的形狀、安裝位置及與主車架的連接方式都有一定的要求。5.1副車架的截面形狀及尺寸專用汽車副車架的截面形狀一般和主車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用汽車的種類及其承受載荷的大小。圖5.1 副車架的截面形狀參照國內(nèi)外總質(zhì)量相近車型的副車架縱梁端面尺寸,確定副車架縱梁端面尺寸為100、80、60mm。5.2副車架前段形狀及位置5.2.1副車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,減小副車架剛度,應(yīng)盡量減少副車架的橫梁,以減少對縱梁的扭轉(zhuǎn)約束。副車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@段主車架變形小,所以副車架對其扭轉(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。在副車架結(jié)構(gòu)要求剛性較高時(shí),可在主、副車架中間增加一層橡膠墊,當(dāng)主車架變形時(shí)以彈性橡膠的變形來減弱副車架對主車架的約束。副車架與主車架連接如圖5.2所示。圖5.2 副車架與主車架的連接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)造成主車架斷裂。這就要求副車架的前端結(jié)構(gòu)要設(shè)計(jì)成漸變截面,以減緩應(yīng)力集中。 圖5.3 副車架的前端結(jié)構(gòu)副車架前端形狀常有三種形狀(見圖5.4)。對于這三種不同形狀的副車架前端,在其與主車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所示的副車架前端簡易形狀,此時(shí)斜面尺寸較大。對于鋼質(zhì)副車架:;對于硬本質(zhì)副車架;副車架在汽車底盤上布置時(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)輸車的罐體、副車架相對于汽車底盤的安裝位置。在滿足軸荷分配的前提下,其中A不宜過大,留足空壓機(jī)的位置即可;B為副車架的前增離主車架拱形橫粱的距離,一般在100 mm之內(nèi);C為固定副車架的前面第一個(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)副車架 ; (b)硬木質(zhì)副車架圖5.5 副車架前端簡易形狀 圖5.6 副車架的安裝位置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。由于車架前后兩端扭轉(zhuǎn)變形較小,因此本車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,對橫梁的強(qiáng)度要求較高。由于該車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來的垂直力(反)和縱向力(牽引力、制動力)。 綜合以上考慮,本副車架的縱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),本車架縱梁和橫梁的連接方式采用焊接方式連接。5.2.3 副車架與主車架的連接設(shè)計(jì)副車架與主車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。連接板上端通過螺栓與副車架固定,而下端則利用螺栓與主車架縱梁腹板相連接。止推板的優(yōu)點(diǎn)在于可以承受較大的水平載荷,防止副車架與主車架縱梁產(chǎn)生相對水平位移。相鄰兩個(gè)止推連接板之間的距離在5001000 mm范圍內(nèi)。 1-副車架;2-止推連接板; 1-上托架;2-下托架; 3-主車架縱梁 3-螺栓圖5.8 止推連接板的結(jié)構(gòu) 圖5.9 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、下托架均通過螺栓分別與副車架和主車架縱梁的腹板相固定,然后再用螺栓將上、下托架相連接,見圖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),以及裝配工藝性,本文設(shè)計(jì)的自卸車主副車架之間采用止推連接板式。5.3 材料的選用 專用汽車副車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足其強(qiáng)度。如果工藝條件允許,副車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) 專用汽車在使用中,其副車架縱梁出現(xiàn)的裂紋、斷裂及焊縫撕裂現(xiàn)象,以自卸車尤為嚴(yán)重。著重對副車架所受的靜載荷、動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 自卸汽車基本性能參數(shù)的計(jì)算專用汽車性能參數(shù)計(jì)算是總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一,其目的是檢驗(yàn)整車參數(shù)選擇是否合理,使用性能參數(shù)能否滿足要求。6.1自卸汽車整車參數(shù)表6-1自卸汽車部分整車參數(shù)名稱符號數(shù)值與單位發(fā)動機(jī)最大功率193KW發(fā)動機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速2200r/min發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩1100Nm發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速13001600r/min車輪動力半徑0.508m車輪滾動半徑0.524m6.2 動力性計(jì)算6.2.1 發(fā)動機(jī)外特性發(fā)動機(jī)外特性是指發(fā)動機(jī)油門全開時(shí)的速度特性,是汽車動力性計(jì)算的主要依據(jù)。在外特性圖上,發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的二條重要特性曲線,為非對稱曲線。工程實(shí)踐表明,可用二次三項(xiàng)式來描述汽車發(fā)動機(jī)的外特性,即 (6-1)式中 發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩,(Nm);發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)速,(r/min);、待定系數(shù),由具體的外特性曲線決定;、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)動機(jī)外特性曲線時(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,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 汽車的行駛方程式自卸汽車在直線行駛時(shí),驅(qū)動力和行駛阻力之間存在如下平衡關(guān)系: (6-4)式中:驅(qū)動力,(); 滾動阻力,();坡道阻力,(); 空氣阻力,();加速阻力,()。(1)驅(qū)動Ft的計(jì)算自卸汽車在地面行駛時(shí)受到發(fā)動機(jī)限制所能產(chǎn)生的驅(qū)動力與發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系為: (6-5)式中 變速器某一擋的傳動比;主減速器傳動比;傳動系統(tǒng)某一擋的機(jī)械效率;驅(qū)動輪的動力半徑,(m);發(fā)動機(jī)外特性修正系數(shù)。(2)滾動阻力Ff的計(jì)算高位自卸汽車的滾動阻力由下式計(jì)算: (6-6)式中 后欄板起重運(yùn)輸汽車的總質(zhì)量(Kg); 道路坡度角;滾動阻力系數(shù)。滾動阻力系數(shù)取決于輪胎的結(jié)構(gòu)形式及氣壓、車輛的行駛速度、路面條件等因素。當(dāng)車速在km/h以下時(shí),可取常數(shù);當(dāng)車速超過km/h時(shí),可用經(jīng)驗(yàn)公式來求得。(式中、分別為常數(shù)項(xiàng)、比例系數(shù)、自卸汽車行駛的速度。)(3)坡道阻力Fi的計(jì)算自卸汽車上坡行駛時(shí),整車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,汽車的空氣阻力與車速的平方成反比,即 (6-8)式中 空氣阻力系數(shù),高位自卸汽車可取為0.50.9;迎風(fēng)面積(m2),可按估算,為輪距(m),為整車高度(m)。(5)加速阻力Fj的計(jì)算加速阻力是汽車加速行駛時(shí)所需克服的慣性阻力,有: (6-9)式中 汽車加速度(m/s2);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)。的計(jì)算公式為 (6-10)式中 車輪的轉(zhuǎn)動慣量(kgm2);發(fā)動機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)動慣量(kgm2); 車輪的滾動半徑(m)。進(jìn)行動力性計(jì)算時(shí),若不知道、值,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 動力性評價(jià)指標(biāo)的計(jì)算衡量汽車動力性能的評價(jià)指標(biāo)有最高車速、最大爬坡度和加速性能。(1)最高車速vmax根據(jù)最高車速的定義,有,,由式(6-14)可得:將式(6-6)代入上式,有:因 所以 (6-16)又因,,可確定專用汽車的最高車速為: (6-17)(2)最大爬坡度imax當(dāng)汽車以最低擋穩(wěn)定速度爬坡時(shí),有,為簡化,可設(shè),則由式(6-14)可得: (6-18)對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: 對上式進(jìn)行整理后可得:當(dāng)時(shí),但實(shí)際上滾動阻力總是存在,并且滾動阻力系數(shù)愈大,汽車爬坡能力愈小。因此上式中應(yīng)取負(fù)號,又因,則上式可簡化為 (6-21)由此可得到專用汽車的最大爬坡度,為: (6-22)6.2.4自卸汽車整車動力性計(jì)算(1)確定動力性計(jì)算所需的有關(guān)系數(shù),其需要確定的有關(guān)參數(shù)如表6-2所示。其質(zhì)量換算系數(shù)如表6-3所示。表6-2動力性計(jì)算需確定的有關(guān)系數(shù)名稱符號數(shù)值發(fā)動機(jī)外特性修正系數(shù)0.90直接擋時(shí)傳動系效率0.90其它擋時(shí)傳動系效率0.87空氣阻力系數(shù)0.68滾動阻力系數(shù)F 0.00430.000148表6-3質(zhì)量換算系數(shù)的計(jì)算結(jié)果擋位123456倒擋2.7811.8041.3481.1931.1281.12.597(2)確定發(fā)動機(jī)外特性曲線的數(shù)學(xué)方程由于沒有所要的發(fā)動機(jī)外特性,故采用經(jīng)驗(yàn)公式擬合外特性方程式。將表3.1中相關(guān)數(shù)值代入公式(6-3),可得Nm即得發(fā)動機(jī)外特性的數(shù)學(xué)方程如下:(3)計(jì)算自卸汽車的最高車速vmax將直接檔(第6檔位)、和值代入式(6-17),可得該自卸汽車的最高車速為km/h(4)計(jì)算最大坡度imax將最低檔(第一檔位)、的值代入式(6-20),可得:將E代入式(6-21),可得:自卸汽車的最大爬坡度為:6.3燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算專用汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性通常用車輛在水
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