車輛畢業(yè)設(shè)計-東風擺臂式垃圾車設(shè)計(全套CAD圖紙)pdf

1、摘要垃圾車在現(xiàn)代生活中起到的作用越來越大，越來越被人們的重視。現(xiàn)代的垃圾車設(shè)計在專用車設(shè)計中的占有的地位也越來越高。目前，垃圾車設(shè)計普遍存在著價位過高，與當前垃圾車的實際接受能力存有一定的距離，致使高消費的垃圾專用車的消費量較小。本設(shè)計從市場現(xiàn)實需求角度出發(fā)，看重實際，把設(shè)計功能較完善合理，充分 滿足功能要求作為設(shè)計目標。在設(shè)計中,積極使用新型材料、降低成本價格,以期生產(chǎn) 出占有市場優(yōu)勢,功能全，價格低，市場需求量較多的實用型擺臂垃圾車。本設(shè)計中的主要工作及過程如下：首先進行了專用車輛的發(fā)展現(xiàn)狀的簡要的概述， 接下來就是方案的分析與選擇，其中包括底盤、副車架以及托架的選擇設(shè)計，總布置 方案的分

2、析和確定。然后進入了專用裝置的設(shè)計，有液壓系統(tǒng)的設(shè)計、取力器的選用 以及擺臂的設(shè)計等，最后是對各種裝置的校核和汽車總性能的計算。關(guān)鍵詞：專用汽車；擺臂式垃圾車；液壓系統(tǒng)；擺臂ABSTRACTGarbage truck the role which plays in the modern life is getting bigger and bigger, more and more by people's value. The modern garbage truck design the status which holds in the private car design is

3、also getting higher and higher. At present, garbage truck design universal existence changes to the high consumption, has certainly certainly with the current actual garbage truck market demand is uncoordinated, the cause high consumption's trash private car's consumption quantity is small.

4、Regards the reality, from market realistic demand angle embarking, is perfect the design function reasonably, in satisfies the function request in the foundation, uses the new material, to truncate the low price, to hold the market superiority positively to take the design idea and the starting poin

5、t, produces the function entire, the cost is low, the market demand many practical suspends the arm garbage truck.The main contact of the design as follows: first, it introduces the special-purpose automobile's development; secondly, it introduces the analysis and choose of the project; the proj

6、ect includes the design of the chassis, the assistant frame, the bracket and ensuring the total project. Thirdly, it introduces the design of special equipment, including the design of hydraulic pressure, the choose of the implement and the design of the waving arm of rubbish truck. Finally, it chec

7、ks all the kinds of equipment and calulates the capability of the special-purpose automobile.Key words：Special-Purpose Automobile; The Waving Arm Of Garbage Truck; Hydraulic System; Suspending Arm目 錄摘要ABSTRACT第 1 章 緒論11.1 專用汽車的發(fā)展11.2 專用汽車概念和分類31.3 專用汽車設(shè)計要求31.4 擺臂式垃圾汽車的設(shè)計內(nèi)容5第 2 章 東風擺臂式垃圾汽車底盤的選取62.1 底

8、盤的選取62.1.1 汽車底盤選型要求62.1.2 底盤選型62.1.3 底盤的選取72.2 選用的底盤主車架的尺寸82.3 擺臂垃圾車質(zhì)量參數(shù)的估算82.4 本章小結(jié)8第 3 章 擺臂式垃圾車車廂結(jié)構(gòu)設(shè)計103.1 車廂設(shè)計103.2 車廂車斗的外形設(shè)計113.2.1 廂斗形狀的確定113.2.2 廂斗的尺寸設(shè)計123.2.3 廂斗選材123.3 擺臂式垃圾車舉升機構(gòu)的設(shè)計133.3.1 擺臂液壓缸的選用133.3.2 擺臂的設(shè)計143.3.3 擺臂的受力分析153.3.4 擺臂的設(shè)計計算與校核183.4 支腿的設(shè)計213.5 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計223.6 本章小結(jié)23第 4 章 擺臂式垃圾車副車

9、架設(shè)計244.1 副車架截面形狀及尺寸244.1.1 副車架前端形狀及安裝位置244.1.2 縱梁與橫梁的鏈接設(shè)計254.1.3 副車架與主車架的連接設(shè)計264.1.4 副車架的形狀274.2 副車架主要尺寸及參數(shù)設(shè)計計算274.2.1 副車架主要尺寸設(shè)計274.2.2 副車架強度剛度彎曲適應(yīng)性校核284.3 本章小結(jié)34第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計355.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)計算355.1.1 擺臂舉升液壓缸選型與設(shè)計355.1.2 擺臂舉升油泵的選型計算365.1.3 支腿油缸選型計算375.1.4 油箱容積與油管內(nèi)徑計算385.1.5 方向控制閥的選型395.2 操縱方式的選型395.3 液

10、壓系統(tǒng)原理405.4 取力器的選擇415.5 本章小結(jié)42第 6 章 東風擺臂式垃圾汽車主要性能計算436.1 動力性計算436.1.1 發(fā)動機外特性436.1.2 汽車行駛方程式436.1.3 動力性評價指標的計算466.1.4 擺臂式垃圾車整車動力性計算486.2 燃油經(jīng)濟性計算516.3 汽車穩(wěn)定性計算526.4 本章小結(jié)53結(jié)論55參考文獻56致謝57附錄58第 1 章 緒 論1.1 專用汽車的發(fā)展目前我國的專用汽車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。近 10 年來，專用汽車行業(yè)伴隨我國汽車工業(yè)得到了飛速的發(fā)展，成為我國汽車工業(yè)的一個重要組成部分。六七十年代期間，我國的專用汽車企業(yè)大多規(guī)模小，工藝設(shè)備差，人

11、員技術(shù)素質(zhì)低，產(chǎn)生方式落后，缺乏開發(fā)設(shè)計的能力，一般是根據(jù)下達任務(wù)的上級部門提供的原蘇聯(lián)的樣車進行仿制。那時供改裝車選用的底盤非常少，由于多數(shù)企業(yè)采用作坊式生產(chǎn)，工藝落后，專用汽車的產(chǎn)品技術(shù)水平比較低。到 80 年代末，全國專用汽車生產(chǎn)業(yè)僅 200 余家，年生產(chǎn)能力約2.5 萬輛，各類專用汽車產(chǎn)品只有 100 種左右，遠遠滿足不了國民經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展 需要。隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，對專用汽車的需求日益增加，專用汽車的市場日漸擴大。 由于專用汽車的專用功能對各行業(yè)的發(fā)展有著明顯的促進作用，其附加價值又相對較 高，這就促使更多的其他行業(yè)加入到專用汽車行業(yè)中來。2005 年，我國專用汽車當年 的保有量

12、達 275 萬輛，當年的需求量為 34 萬輛；2010 年，我國專用汽車當年的保有 量達到 425 萬輛，當年的需求量為 52 萬輛。據(jù)有關(guān)部門的資料，我國專用汽車保有量 得飽和值約為 2000 萬輛，需求量的飽和值約為 200 萬輛5。由于我國專用汽車起步晚、管理不力、生產(chǎn)規(guī)模小、技術(shù)力量弱，尤其高新技術(shù) 的應(yīng)用上還不普及，與國外先進水平相比，仍有較大差距。就總體而言，我國專用汽 車仍處于中低檔水平。要推動我國專用汽車進一步發(fā)展，高新技術(shù)化是必由之路。但 是我國的專用汽車高新技術(shù)化也存在著許多諸多的問題：1.專用汽車底盤的專用化程度不高目前我國專用汽車，除了自卸車、半掛牽引車、混凝土攪拌運輸

13、車等專用底盤有所供應(yīng)外，多數(shù)專用汽車企業(yè)只能選用普通載貨汽車的二類底盤進行改裝。二類載貨汽車底盤不僅配置低檔，可靠性、安全性、耐久性和舒適性都達不到要求，而且專用化程度不高，極大地影響了專用汽車技術(shù)水平的提高。2.專用裝置的技術(shù)含量偏低專用汽車的專用裝置具有多樣性、復(fù)雜性和專用性的特點，因此隨著高新技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)對新產(chǎn)品開發(fā)力度的加強，對專用裝置技術(shù)含量提出了越來越高的要求。3.運輸用專用汽車的技術(shù)水平停滯不前運輸用專用汽車是目前我國多數(shù)專用汽車廠家的主導(dǎo)產(chǎn)品，鑒于需求量大、技術(shù)要求低、容易生產(chǎn)，多數(shù)企業(yè)安于現(xiàn)狀，產(chǎn)品幾十年不變，技術(shù)水平處于停滯不前的狀態(tài)，更談不上高新技術(shù)的運用。4.專用汽

14、車高新技術(shù)化步伐不快作業(yè)用專用汽車為滿足特殊作業(yè)的要求，一般具有較高的技術(shù)含量。但是，與國 外先進水平相比在功能的可靠性、安全性、多樣性以及操作的簡便性等方面均存在著 較大的差距，這其中的主用因素在于高新技術(shù)的運用還很不普遍。國產(chǎn)作業(yè)用專用汽 車功能單一，使用效率很低時普遍存在的問題。作業(yè)用專用汽車為滿足特殊作業(yè)的要求，一般具有較高的技術(shù)含量。但是，與國 外先進水平相比在功能上可靠性、安全性、多樣性以及操作的簡便性等方面均存在著 較大的差距，這其中的主要因素在于高新技術(shù)的運用還很不普遍。中國的專用車市場 處于性能提升階段，產(chǎn)品以中端市場需求為主，隨著城市經(jīng)濟的高速發(fā)展，高性能、 高品質(zhì)的高端產(chǎn)

15、品市場規(guī)模將進一步擴大，而隨著中國新農(nóng)村的城鎮(zhèn)化建設(shè)，滿足基 本功能、價格相對便宜的低端產(chǎn)品需求也將進一步擴大。國產(chǎn)作業(yè)用專用汽車的功能 單一，使用效率很低是普遍存在的問題。在這一問題上，我國的專用車生產(chǎn)企業(yè)要予 以重視。我國的專用汽車領(lǐng)域要想得到飛速的發(fā)展，就需要正視我們存在的問題并且要不 斷的借鑒國外的技術(shù)，發(fā)展具有我們自己特點的專用汽車。擺臂自卸式汽車是工程機械中的一種車型，在我國的專用汽車領(lǐng)域里占有相當大 的比例，也是專用運輸車輛中一個多品種車型。擺臂式垃圾車的載重范圍很大。隨著 國際經(jīng)濟的發(fā)展，自卸車主要以后傾式自卸車，發(fā)展到兩側(cè)傾斜式和三面傾斜式等多 品種系列化。目前國外使用較多的

16、是車廂可卸式自卸車，由于該形式自卸車得車廂與 底盤是分開的，可卸下車廂裝貨和卸貨，而汽車底盤再換裝其它車廂繼續(xù)運輸，因此 縮短了汽車裝卸的停歇時間，提高了運輸效率。擺臂式垃圾汽車是自卸汽車中的一種，以其顯著的特點得到了廣泛的應(yīng)用。擺臂 式垃圾汽車擺臂可以平移起落車斗，它同時具有車斗和垃圾自動裝卸的功能，而且兩 種功能由同一個車載工作裝置完成。由于它具備自動裝卸車斗的功能，裝垃圾時一般均將車斗卸下降低裝垃圾的高度，裝滿垃圾后，則將車斗自動裝車并運輸。該車使用方便，運輸效率高，擺臂式垃圾車又依其特有的機動靈活的特點被廣泛應(yīng)用于小噸位垃圾的運輸?，F(xiàn)如今經(jīng)濟飛速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，城市人口快速增長

17、，導(dǎo)致了城市垃圾量也跟著急劇上升，隨之而來的是固體生活垃圾的處理越來越受到人們的重視。城市固體生活垃圾的處理大體有3種形式：分類回收、焚燒和填埋。而不論采用哪種處理方式，其最終的處理場所均需遠離城市居民區(qū)。而垃圾城市到處理場所的運輸就需要快捷、方便的交通運輸工具，垃圾車就擔當了每天上千噸（中等城市）的固體生活垃圾的運輸?shù)闹厝巍[臂式垃圾汽車以其顯著的特點被廣泛的應(yīng)用于城市垃圾的運輸，并且方便。所以為了更好的滿足城市固體垃圾運輸?shù)男枨?，擺臂式垃圾汽車的改裝技術(shù)需要快速的發(fā)展，這就需要我們一代代汽車人的不斷努力來實現(xiàn)21。1.2 專用汽車的概念和分類專用車輛是為了實現(xiàn)各類專項作業(yè)的車輛。我國對“專

18、用汽車”定義為：裝置有專用設(shè)備，具有專用功能，用于承擔專門運輸任務(wù)或?qū)ｍ椬鳂I(yè)的汽車和汽車列車。我國的專用汽車分劃為：廂式汽車、罐式汽車、專用自卸汽車、起重舉升汽車、 倉柵汽車和特種結(jié)構(gòu)汽車等六大類。其中專用自卸汽車的定義為：裝有由本身發(fā)動機 驅(qū)動的液壓舉升機構(gòu)，能將車廂卸下或使車廂傾斜一定角度，垃圾依靠自重能自行卸下的專用汽車3。1.3 專業(yè)汽車設(shè)計要求專用汽車與普通汽車的區(qū)別主要是改裝了具有專用功能的上裝部分，能完成某些 特殊的運輸和作業(yè)功能。因此在設(shè)計上，除了要滿足基本型汽車的性能要求外，還要 滿足專用功能的要求，這就形成了其自身特點，概括如下：專用汽車設(shè)計多選用定型的基本型汽車底盤進行改

19、裝設(shè)計，這首先就需要了解國內(nèi)外汽車產(chǎn)品，特別是貨車產(chǎn)品的生產(chǎn)情況、底盤規(guī)格、供貨渠道、銷售價格及相關(guān)資料等。然后根據(jù)所設(shè)計的專用汽車的功能和性能指標要求，在功率匹配、動力輸出、傳動方式、外形尺寸、軸載質(zhì)量、購置成本等方面進行分析比較，優(yōu)選出一種基本型汽車底盤作為專用汽車改裝設(shè)計的底盤。能否選到一種好的汽車底盤，是能否設(shè)計出一種好的專用汽車的前提。對于不能直接采用二類底盤或三類底盤進行改裝的專用汽車，也應(yīng)盡量選用定型的汽車總成和部件進行設(shè)計，以縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期和提高產(chǎn)品的可靠性。專用汽車設(shè)計的主要工作是總體布置和專用工作裝置匹配，設(shè)計時既要保證專用 功能滿足其性能要求，也要考慮汽車底盤的基本性

20、能不受到影響。在必要時，可適當降低汽車底盤的某些性能指標，以滿足實現(xiàn)某些專用工作裝置性能的要求。專用汽車的生產(chǎn)特點是品種多、批量少，設(shè)計時應(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行產(chǎn)品變型。對專用汽車零部件的設(shè)計，應(yīng)按“三化”的要求進行，最大限度地選用標難件，或選用已經(jīng)定型產(chǎn)品的零部件，盡量減少自制件。對專用汽車自制件的設(shè)計，應(yīng)遵循單件或小批量的生產(chǎn)特點。 對專用汽車工作裝置中的某些核心部件和總成如各種水泵、油泵、氣泵、空壓機及各種閥等，要從專業(yè)生產(chǎn)廠家中優(yōu)選 因?qū)Ｓ闷噷ｍ椬鳂I(yè)性能的好壞，主要決定 干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

21、設(shè)計不同，因此要對 一些重要的總成結(jié)構(gòu)件進行強度校核。專用汽車設(shè)計應(yīng)滿足有關(guān)機動車輛公路交通安全法規(guī)的要求對于某些特殊車輛， 如重型半掛車、油田修井車、機場寬體客車等，應(yīng)作為特定作業(yè)環(huán)境的特種車輛來處 理。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)范和標準，使專用汽車有良好的適應(yīng)性，工作可靠，是要設(shè)安全性裝置20。然而，擺臂式垃圾車除了具有以上的特點外，還有自己獨特的要求，就擺臂式垃 圾車而言，它的顯著特點就是對擺臂的要求高，不僅要加工工藝簡單而且要符合強度的要求。本設(shè)計中的擺臂式垃圾車是采用了雙擺臂式，而且車斗可更換。1.4 擺臂式垃圾汽車的設(shè)計

22、內(nèi)容擺臂式垃圾車的整車設(shè)計，副車架的選取，舉升機構(gòu)力學(xué)分析，舉升裝置尺寸確定，車廂設(shè)計，液壓系統(tǒng)主要性能參數(shù)計算和車廂時間的校核，整車性能分析，利用CAD 軟件建立自卸車舉升機構(gòu)的裝配圖以及零部件圖。第 2 章 擺臂式垃圾車底盤的選取從目前垃圾車生產(chǎn)廠家的廣告及市場上銷售的擺臂垃圾車噸位來看，以二類底盤車改裝的，裝載質(zhì)量在 4 噸左右的車型為多。本設(shè)計的擺臂垃圾車的設(shè)計目標噸位選為 4 噸，選取的底盤為東風二類底盤。2.1 底盤的選取2.1.1 汽車底盤選型要求汽車底盤一般應(yīng)滿足以下要求：（1）適用性 專用汽車底盤應(yīng)適用于專用汽車的特殊使用功能要求,在此基礎(chǔ)上進行改裝造型設(shè)計；（2）可靠性 汽

23、車底盤工作可靠,出現(xiàn)故障的幾率要小，零部件要有足夠的強度剛度和使用壽命，并且各總成零部件的使用壽命趨于一致；（3）先進性 所選汽車底盤,在動力性,經(jīng)濟性，操作穩(wěn)定性，行駛穩(wěn)定性及通過性等基本性能指標和功能方面達到同類車型的先進水平，并且滿足國家或行業(yè)標準；（4）方便性 所選底盤要便于改裝，檢查保養(yǎng)及維修，結(jié)構(gòu)緊湊與調(diào)試裝配空間合理匹配6。2.1.2 底盤選型我國目前生產(chǎn)的各類型專用車輛的基本模式，大多是為了滿足在國民經(jīng)濟的某一 服務(wù)區(qū)域的特定使用要求，主要在已經(jīng)定型的已有車型底盤基礎(chǔ)之上，再進行車身及 有特殊工作要求的裝置的再設(shè)計，同時對已有的汽車底盤進行必要的更改，以達到滿 足工作需求的要求

24、，具有合理的匹配,良好的性能。專用車輛采用的底盤主要分為二類，三類和四類。二類底盤，是在整車的基礎(chǔ)之 上去掉廂體；三類底盤，是從整車上去掉貨箱和駕駛室；四類底盤，是在三類底盤上再去掉車架總成后剩余的散件。選取的底盤的好壞，直接影響到專用車的性能。在選取汽車底盤時，主要是根據(jù)專用車的用途，裝載質(zhì)量，使用條件，性能指標，專用裝置或設(shè)備的外形尺寸及動力匹配等進行。目前，進 80%的專用車輛采用二類底盤進行改裝設(shè)計。選取二類汽車底盤進行改裝設(shè)計時，重點工作是整車總體布置和有特殊工作需求的裝置的設(shè)計，對底盤僅做輔助的性能分析和必要的強度校核，確保改裝后的整車性能在基本上與底盤接近,達到合理的匹配。2.1

25、.3 底盤的選取根據(jù)以上，本設(shè)計所用底盤主要從東風汽油與柴油擺臂垃圾車底盤中選用。以下表 2.1 將兩種底盤參數(shù)列出,進行比較：表 2.1 東風 EQ1092FJ 和 EQ1092HJ 底盤參數(shù)比較底盤型號EQ1092FJEQ1092HJ額定載質(zhì)量(kg)40004000整備質(zhì)量(kg)35505000外形尺寸(mm)6605*2364*23706910*2470*2475發(fā)動機型號EQ6100-1YC6105QC排量/功率(ml/kw)5420/992800/105鋼板彈片數(shù)(前/后)8/11+89/11+8軸距(mm)39503950前輪距/后輪距(mm)1810/18001810/180

26、0接近角/離去角(度)34/1934/19前懸/后懸(mm)1065/15901065/1895燃油類型汽油柴油軸數(shù)/輪胎數(shù)2/62/6輪胎規(guī)格9.00-207.00-20駕駛室準乘人數(shù)33最高車速(km/h)9095由比較可以看到，EQ1092FJ 和 EQ1092HJ 兩種型號底盤在整體性能上相差無幾，不同之處在于兩種底盤汽車燃用的燃料。燃用汽油的汽車底盤在價格上略占有優(yōu)勢，但在燃料價格上，然用柴油的底盤具有長效優(yōu)勢。同時，然用柴油的底盤載重較大，功率稍大。因此選用 EQ1092HJ 作為本次設(shè)計的底盤。2.2 選用的底盤主車架的主要尺寸由上選用的底盤 EQ1092HJ 底盤,其主車架尺寸

27、如下：表 2.2東風 EQ1092HJ 底盤主車架尺寸(單位：mm)主車架的長度6285主車架的高度1300主車架上面尺寸到地面高度755主車架的厚度2502.3 垃圾車質(zhì)量參數(shù)的估算額定載重質(zhì)量是擺臂垃圾車基本使用性能的參數(shù)。由上面的敘述知道，本設(shè)計的垃圾車輛額定載質(zhì)量定位 4000kg。整車整備質(zhì)量也是擺臂垃圾車的重要性能參數(shù)。在擺臂垃圾車車廂的設(shè)計過程中，主要采用同類產(chǎn)品提供的數(shù)據(jù)進行估算整車整備質(zhì)量。整車整備質(zhì)量包括底盤質(zhì)量、底盤以外外加的副車架、車廂、擺臂、廂斗以及液壓系統(tǒng)等裝置的質(zhì)量，是加夠各種油液料后的空車質(zhì)量。本設(shè)計的垃圾車整車整備質(zhì)量估算為 5000kg。裝載質(zhì)量m1選取為4

28、000kg整車整備質(zhì)量m2估算為4800kg駕駛員質(zhì)量m365kg/人,額定載員 3 人,65kg ´ 3 = 195kg汽車總質(zhì)量是指裝備齊全，裝滿額定貨物后的汽車質(zhì)量，包括駕駛員在內(nèi)的額定 載員質(zhì)量。即：M = m1 + m2 + m3 = 4000kg + 4800kg +195kg = 9000kg 。2.4 本章小結(jié)本章按確定的設(shè)計目標，根據(jù)底盤選取的原則和要求，主要對東風汽車汽油EQ1092FJ 底盤和柴油 EQ1092HJ 底盤進行了對比，選擇了這次設(shè)計的底盤，給出了選用底盤的主要參數(shù),并對所設(shè)計的擺臂式垃圾車質(zhì)量參數(shù)的估算。第 3 章 擺臂式垃圾車車廂結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1

29、車廂設(shè)計1.車廂外形設(shè)計車廂在運輸中起到承載的作用，其由兩部分組成。一部分用于盛放垃圾廂斗，將其設(shè)計成平面，底部與車廂大梁焊接；另一部分用于約束和放置擺臂液壓缸、支撐約束擺臂，放置支腿和支腿液壓缸，將其設(shè)計成兩片平行鋼板通過點焊聯(lián)結(jié)后再分別與車廂大梁和車廂側(cè)壁焊接，實現(xiàn)兩部分的一體(在本設(shè)計中稱為 U 型鋼板)。同時，車廂與駕駛室之間設(shè)計隔離廂板，與駕駛室空留一段距離,起到安全和便于維修檢查的作用。車廂示意圖見圖 3.1。圖 3.1 車廂示意圖2.車廂選材在全面分析車廂的工作條件、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 Q235 工程用鋼材。3.2 擺臂式垃圾車車箱斗外形設(shè)計3.

30、2.1 廂斗形狀的確定擺臂式垃圾車的廂斗一般分為方形和船形兩種形式。方形用于地坑式放置，船形置于地面，以便適用于公共場所、街道、生活區(qū)的垃圾收集。為了增加垃圾的運送量和汽車的運輸效率，加強實用性，本設(shè)計采用多邊形廂斗。3.2.2 廂斗的尺寸設(shè)計與同類產(chǎn)品進行比較，EQ1092HJ 底盤垃圾車廂斗載重容積約在 610 立方米之間，擬設(shè)定長*寬*高為 2300*1760*1400，即其廂斗容積：V = 2300´1760´1400 = 5.67m3在常用容積之內(nèi)，即車箱斗的長，寬，高選為：表 3.1 車廂尺寸（單位：mm)車廂長度2300車廂寬度1760車廂高度1400車廂鋼板

31、厚度2車廂加強肋厚度32車廂加強肋寬度30廂斗采用多邊形狀，實現(xiàn)吊裝、吊卸、傾卸的方便。其結(jié)構(gòu)見示意圖 3.2。圖 3.2 廂斗示意圖3.2.3 廂斗選材1.廂斗鋼板選材在遵循滿足使用性能要求，較好工藝性和較好經(jīng)濟性的前提下，廂斗選用選用Q235 工程用鋼材。2.廂斗工程硬塑選材工程塑料的一般選用原則：具有良好的使用性能，優(yōu)良的工藝性及合理的經(jīng)濟性。（1）使用性能，使用性能是選材考慮的主要問題。（2）工藝性能，材料加工的工藝流程要適合批量生產(chǎn)。（3）經(jīng)濟性能，選擇材料的經(jīng)濟性是當前注意的問題。 考慮到廂斗的使用條件和使用環(huán)境，工程塑料的選擇要滿足耐腐蝕性的要求，要有長期受酸、堿及其他腐蝕性介質(zhì)

32、侵蝕，抵抗各種強酸、強堿、強氧化劑和有機溶劑等化學(xué)介質(zhì)腐蝕的能力，同時其熱脹系數(shù)要小，粘附性要好。滿足以上要求，可選用硬聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氯化聚醚等，為適應(yīng)經(jīng)濟性原則，選擇硬聚氯乙稀作為設(shè)計所用材料。3.3 擺臂式垃圾車舉升機構(gòu)的設(shè)計擺臂式垃圾車的舉升機構(gòu)均采用車廂兩側(cè)雙杠舉升，采用液壓驅(qū)動。舉升機構(gòu)主 要由液壓缸體，擺臂和懸掛鏈條組成，主要完成裝載和傾卸放置。擺臂式垃圾車對傾卸機構(gòu)的設(shè)計要求如下：（1）裝載機構(gòu)應(yīng)保證在設(shè)計的載荷下連續(xù)正常工作，工作循環(huán)不大于 40s；（2）裝載機構(gòu)應(yīng)能在任何工作位置上停留。在滿載提升過程的中間位置上停留5min，其提升液壓油缸的活塞桿的沉降量不大于

33、10mm；（3）傾卸料的卸料角(包括后翻和側(cè)翻)不應(yīng)小于 45 度；（4）卸料機構(gòu)每個工作循環(huán)(從卸料動作開始至復(fù)位)時間不應(yīng)大于 60s；（5）傾卸機構(gòu)在滿載的情況下，在傾卸角為 2025 度位置上停留 5min，其舉升 液壓缸的活塞桿沉降量不應(yīng)大于 10mm。當進行廂斗的裝載時，液壓缸外伸的活塞桿拉動擺臂，帶動與擺臂相連的鏈條， 將廂斗安穩(wěn)舉升到車廂上；進行廂斗的卸載時，液壓缸的活塞桿推動擺臂做類似的動 作，實現(xiàn)廂斗的卸載；進行垃圾的傾倒時，將吊置在擺臂上傾倒用的鐵鏈掛到廂斗的 勾環(huán)上，打開后箱體的鎖削，當液壓缸推置廂斗到一定高度時，箱體后部被鏈條勾住 抑制了后箱體的運動，此時隨著液壓缸的

34、繼續(xù)舉升，箱體前半部分隨之抬高，后廂蓋 在自重和垃圾貨物的壓力下，自動打開，完成了垃圾的傾卸1。3.3.1 擺臂液壓缸的選用由于液壓缸要完成擺臂的升降，所以液壓缸選擇單桿雙作用液壓缸，在兩側(cè)各放 置一個，液壓缸后座絞接固定在車廂上，活塞桿的一端和擺臂的一處合適位置絞接。3.3.2 擺臂的設(shè)計1.擺臂結(jié)構(gòu)設(shè)計擺臂呈工字型，擺臂的兩側(cè)下端與 U 型鋼板絞接，上部用拉桿將兩側(cè)擺臂連接，在略低與拉桿處的擺臂上安置能夠隨著廂斗的翻轉(zhuǎn)而跟隨著連接在其上的鏈條轉(zhuǎn)動的滑動軸，在擺臂的中部安置用于卸料并帶有鏈條的掛環(huán)。見示意圖 3.3 。圖 3.3 液壓缸示意圖圖 3.4 擺臂示意圖2.擺臂選材在進行擺臂的剛度

35、、強度及彎曲變形校核的前提下，考慮到較好的工藝性及合理性的經(jīng)濟性，擺臂選用 Q235 工程用鋼材。3.擺臂鏈接鏈條長度應(yīng)用說明擺臂鏈接的鐵鏈長度盡量實現(xiàn)能夠剛好滿足廂斗與擺臂滑動軸之間的距離，防止廂斗在起吊的時候廂斗底部與車廂造成過大的摩擦。3.3.3 擺臂的受力分析擺臂的受力分析可按吊裝和傾卸兩種工況進行討論。受力分析如圖 3.1 所示。圖 3.5 吊裝、吊卸工況擺臂受力分析1.吊裝、吊卸工況o 點為油缸與車架的鉸接點，A 點為油缸與擺臂的鉸接點；雙作用油缸作用力 Fa的大小和方向隨擺臂的轉(zhuǎn)動而改變，并為擺臂轉(zhuǎn)角的單值函數(shù)；B 點為吊鏈位置，B0 為吊卸初始狀態(tài)的吊鏈軸位置；B1 為吊鏈在吊

36、裝工況初始狀態(tài)的位置。a 為油缸軸線與 x 軸的正向夾角。擺臂式垃圾汽車的吊裝和吊卸過程中，擺臂受力的兩個典型工況：當 B 點位于B1 點時，擺臂可以從下極限位置吊裝貨箱；當 B 點位于 B0 點時擺臂可以從車架上吊卸車斗。當?shù)跹b車斗時，計算公式如（3.1）取擺臂為分離體：由Mp=0，得：F A- F A-1G B= 0（3.1）ax 1yay 1y2 e 1x式中 Fax、Fay油缸作用力 Fa 在 x 軸、y 軸上的投影（N）；A1x、A1y - 油缸上鉸支點 A1 的 X、Y 坐標值（m）；Ge吊裝重力（N）；B1x、B1點的x坐標值（m）。上式可以進一步整理成公式（3.2）：F cos

37、 r A- F sin gA-1G B= 0（3.2）aa 1yaa 1x2 e 1x繼續(xù)整理后得到公式（3.3）：Fa =1Ge B1x（3.3）2 cosg a A1x - sin g a A1x由公式（3.3）計算出來的 Fa 值為油缸提供負載依據(jù)，同時它也為擺臂強度和剛度計算提供依據(jù)。有知道擺臂在下限位置時，擺臂轉(zhuǎn)角為b1 ，B1x = PB1 cos b1 ，A1x = PA1 cos(a + b1 )，A1y =sin(a + b1 ) ，式中為與的夾角。將上三公式代入式（3.3）得：PA1PA1PB11Gecos b11Gecos b1Fab=PB1=PB1（3.4）22 sin

38、(a + b1 - g a )PA11cosg a sin(a + b1 )- sin g a cos(a + b1 )PA1式中g(shù) a、a、PA1、PB1 為結(jié)構(gòu)幾何尺寸，均可通過計算獲得。當擺臂處于吊卸初始位置時，B 點位于 B0，b = b0 ，根據(jù)上述分析同理可得：1Gecos b0Fab0=PB0（3.5）2PA0 sin(g a + a + b0 )式（3.4）和（3.5）分別給出了b = b0 和b = b1 時油缸所受的推力和拉力。通常情況下， 以Fab1 和Fab0 作為選用油缸和擺臂強度計算的依據(jù)。具體計算結(jié)果如下：Ge = 47040N PB1 = 2842mmPA1 =

39、 936mmb1 = -3°PB0 = 2842mmPA 0= 936 mmb = 110 °ra1 = 3°ra 0 = -3°a =27 °當擺臂在下極限位置時：1 Gecos b147040´ 2.842´ cos- 3°Fab=PB1= 157122.3439Nsin(27 - 3 -3)´ 0.83412 sin(a + b1- g a )PA1當擺臂在吊卸位置時：1 Gecos b047040´ 2.842´ cos110°Fab0=PB0= -79531.201

40、95Nsin(110 + 27 - 3)´ 0.9362 sin(a + b0+ g a )PA12.傾卸工況由于傾卸工況所需油缸的推力和拉力遠小于吊裝、吊卸工況所需的油缸作用力，故對油缸作用力和擺臂受力和擺臂受力不予以討論。通過分析計算，求出吊鏈所受的最大拉力，以便對吊鏈進行強度校核。傾卸工況受力分析如圖 3.6 所示：圖 3.6 傾卸工況吊鏈受力分析傾翻初始，左吊鏈受力FDZ 為：FDZ =1Ge Le（3.6）2PE公式中的PE 和Le 由本身的結(jié)構(gòu)尺寸決定。當車斗傾卸到最大傾翻角時，左吊鏈受力FDZ 為：FDY =1Ge Lm（3.7）2PF同理公式中PF 和Lm 也有自身的

41、機構(gòu)決定。通常的情況下左、右吊鏈尺寸、規(guī)格均相同時，故設(shè)計時只取FDZ 和FDY 中較大值作為選取吊鏈的依據(jù)。事實上，當車斗傾卸到最大角度時，車斗內(nèi)的垃圾所剩不多，故一般情況下，F(xiàn)DZ > FDY .。計算結(jié)果如下：PE = 2745mmLe = 2010mm由公式（3.6）得：FDZ = 1 47040´ 2.01 = 17222.295N 2 2.7453.3.4 擺臂的設(shè)計計算與校核根據(jù)圖（3.5）結(jié)構(gòu)分析得 PB 位置為重要位置，所以分析 PB 位置，根據(jù)總布置可以將擺臂簡化成以下簡支梁：圖 3.7 擺臂簡化簡支梁對 PB 進行受力分析：圖 3.8 PB 受力分析根據(jù)擺

42、臂材料體積估算擺臂重為 150 。由以上得到：Ge = 47040N 12 Ge = 23520NG =150´9.8 =1470N Le = 2010mm= PM PN =1005mmPQ = 750mmAQ = 365mm根據(jù)Sp = 0 得12 Ge ´ PM + Fg ´ PN = Fa ´ PQ12 ´ 47040´ 2.01+1470´1.005 = Fa ´ 0.75得到：Fa = 65003.4N12 Ge + Fg = 24990Ntan x = PQAQ = 0.3650.75 0.036Fax

43、 = 0.036Fay65003.4 - Fay = 0.036Fay得到：Fay = 62744.6N Fax = 2258.8N因為Fay > 0.5Ge + Fg ，所以Fpx = 62744.6 - 24990 = 37754.6N ,方向向下。選取擺臂材料為 Q235 號鋼，其許用應(yīng)力為s = 2352.5 = 94Mpa ，許用安全系數(shù)S = 2.5 ， 畫出擺臂的剪力圖和彎矩圖，擺臂的危險截面點為 A 點。圖 3.9 擺臂剪力圖圖 3.10 擺臂彎矩圖擺臂橫截面高度 h 可按經(jīng)濟條件（結(jié)構(gòu)質(zhì)量最?。┯嬎愦_定有：h = 3M（3.8）s g n式中：M擺臂承受的最大合成彎矩（

44、以作業(yè)斗的額定載荷處在最大臂幅時計算）g n 厚高比（g n =bb = 0.8hg n = 0.8 ）h得到：h = 3Ms 0.8h = 328135.95= 0.07106 ´ 940.8Wx =MBH 3 - bh3B803 - (B -10)´ 70328315950（3.9）=6H=94s 6´80得到：B=85mm擺臂截面圖如下：圖 3.11 擺臂截面圖慣性矩：Iz=BH 3- bh3=0.08´ (0.15)3 - 0.07 ´ (0.14)3m4（3.10）1212= 0.0000065 m4s =M y=28315.95&#

45、180; 0.085= 37Mpa < s （3.11）0.0000065Iz由上式得出擺臂式安全的。3.4 支腿的設(shè)計1.支腿的結(jié)構(gòu)設(shè)計支腿在料斗卸料，在廂斗的提升過程中或者需要時可以獨立打開，其結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計成三角形狀，采用液壓缸實現(xiàn)支腿的打開與伸縮收回。見識意圖 3.12。圖 3.12 支腿示意圖2.支腿的液壓缸的選用由于支腿液壓缸在工作的過程中，起到打開與收縮支腿的作用，選用雙作用單桿液壓缸，其結(jié)構(gòu)形狀同擺臂液壓缸。3.支腿選材在參考同類車型支腿材料選用的基礎(chǔ)上，考慮到支腿的受力，選用 Q235 作為支 腿材料。3.5 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計由以上對擺臂式垃圾車車廂各結(jié)構(gòu)形狀的設(shè)計說明，進行

46、優(yōu)化組合后，可得整車形狀結(jié)構(gòu)，如下示意圖 3.13。圖 3.13 整體結(jié)構(gòu)示意圖3.6 本章小結(jié)本章主要對擺臂式垃圾車的車廂、廂斗、擺臂及支腿的結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計進行了說明，對擺臂進行了詳細的計算與校核，對關(guān)鍵位置進行受力分析，確保達到要求，確定了本設(shè)計的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖樣，為下一章的設(shè)計計算奠定了基礎(chǔ)。第 4 章 擺臂式垃圾車副車架設(shè)計4.1 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 4.1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 4.1 副車架截面形狀4.1.1 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)。因為這段主車架變形小，所以副車架對其扭轉(zhuǎn)約束力也相應(yīng)減弱，同時保證了舉升機構(gòu)的幾何特性。在副車架結(jié)構(gòu)要求剛性較高時，可在主、副車架中間增加一層橡膠墊，當主車架變形時以彈性橡膠的變形來減弱副車架對主車架的約束。副車架前端形狀常有三種形狀(見圖 4.2)。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