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本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
論文(設(shè)計(jì))題目
自卸汽車連桿傾斜機(jī)構(gòu)
作者所在系別
機(jī)電工程學(xué)院
作者所在專業(yè)
車輛工程
作者所在班級
B13142
作 者 姓 名
韓曉冬
作 者 學(xué) 號
201322299
指導(dǎo)教師姓名
劉志強(qiáng)
指導(dǎo)教師職稱
講師
完 成 時 間
2017
年
3
月
北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué)生姓名
韓曉冬
專 業(yè)
車輛工程
班 級
B13142
指導(dǎo)教師姓名
劉志強(qiáng)
職 稱
講師
工作單位
北華航天工業(yè)學(xué)院
課題來源
教師自擬課題
課題性質(zhì)
應(yīng)用設(shè)計(jì)
課題名稱
自卸汽車連桿傾斜機(jī)構(gòu)
本設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù)
（科學(xué)意義和應(yīng)用前景，國內(nèi)外研究概況，目前技術(shù)現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢等）
一、 自卸汽車連桿傾斜機(jī)構(gòu)的科學(xué)意義和應(yīng)用前景
自卸汽車廣泛服務(wù)于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域，各行各業(yè)都需要適于本行業(yè)特點(diǎn)、滿足本行業(yè)。為了進(jìn)一步促使國民經(jīng)濟(jì)的增長，隨著西部大開發(fā)，能源開發(fā)以及振興東北老工業(yè)基地等戰(zhàn)略的實(shí)施，同時伴隨著奧運(yùn)工程、世博會工程等大項(xiàng)目的付諸實(shí)施，市場對自卸車的需求將有大量增加，所占比例也將進(jìn)一步增大，雖然近幾年來各地基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度加大，使得工程用自卸車得到了快速發(fā)展，但絕大數(shù)自卸車還是采用機(jī)構(gòu)式舉重方式來卸貨，而國際上采用前舉式自卸方式的自卸車在市場上更受用戶的歡迎。
近幾十年來自卸汽車在國內(nèi)外獲得迅速的發(fā)展與普及，它最大的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了卸貨的機(jī)械化，從而提高卸貨效率。自卸車的研究和設(shè)計(jì)不僅減輕工人勞動強(qiáng)度，更方便用戶，可以為社會提供更多的適用型車輛，可以為企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的產(chǎn)品增值，更實(shí)現(xiàn)品牌的經(jīng)濟(jì)價值，還可以促進(jìn)國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度，關(guān)系到國家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)和發(fā)展。同時在自卸車研究和生產(chǎn)過程中，也帶動了鋼鐵，化工等其它很多行業(yè)，又提供了大量的工作崗位，減輕了就業(yè)壓力，滿足了日益增長的運(yùn)輸市場需求。在經(jīng)濟(jì)上，它會給個人帶來更廣闊的發(fā)展空間，它也會給生產(chǎn)企業(yè)帶來更好的生產(chǎn)效益，還可以增加國內(nèi)生產(chǎn)總值。在社會上，它給社會提供了適用的車輛，滿足了社會需求，給人類帶來了更多的便利。因此，自卸車的改裝對現(xiàn)有自卸車輛的發(fā)展是很有必要的。
二、自卸汽車連桿傾斜機(jī)構(gòu)的研究概況
自卸汽車又稱翻斗車（tipper,dump car）,它是依靠自身動力驅(qū)動液壓舉升機(jī)構(gòu)，使貨箱具有自動傾卸貨物的能力和復(fù)位功能的一種重要專用汽車。自卸車在土木工程中，常用挖掘機(jī)、裝載機(jī)、帶式輸送機(jī)等聯(lián)合作業(yè)，構(gòu)成裝、運(yùn)、卸生產(chǎn)線，進(jìn)行土方，沙石、松散物料的裝載運(yùn)輸。由于自卸車的裝載車廂能自動傾翻一定角度卸料，大大節(jié)省卸料時間和勞動力，縮短運(yùn)輸周期，提高生產(chǎn)效率、降低運(yùn)輸成本，并標(biāo)明裝載，是常用的運(yùn)輸機(jī)械。自卸汽車自20世紀(jì)初出現(xiàn)以來，不斷發(fā)展，日趨完善，已成為當(dāng)今貨物運(yùn)輸?shù)闹饕囕v之一。自卸汽車需求快速增長，銷量超過載貨汽車上升到第一位。主要原因是固定資產(chǎn)投資強(qiáng)勁增長，巨大的投資規(guī)模奠定了自卸車市場需求基礎(chǔ)；自卸汽車品種增加，不僅適應(yīng)和滿足施工需求，同時向運(yùn)輸市場發(fā)展；自卸汽車保持較快發(fā)展，已成為公路運(yùn)輸?shù)闹髁囆?。隨著國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要不斷增加，自卸車產(chǎn)量近年來一直保持較高產(chǎn)銷量，在專用車綜合產(chǎn)量中保持領(lǐng)先位置，但在種類、型式、材料運(yùn)用方面與國外還有一定的差距。
三、 自卸汽車連桿傾斜機(jī)構(gòu)的發(fā)展水平
近幾十年來自卸汽車在國內(nèi)外獲得迅速的發(fā)展與普及，它最大的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了卸貨的機(jī)械化，從而提高卸貨效率。自卸車的研究和設(shè)計(jì)不僅減輕工人勞動強(qiáng)度，更方便用戶，可以為社會提供更多的適用型車輛，可以為企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的產(chǎn)品增值，更實(shí)現(xiàn)品牌的經(jīng)濟(jì)價值，還可以促進(jìn)國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度，關(guān)系到國家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)和發(fā)展。同時在自卸車研究和生產(chǎn)過程中，也帶動了鋼鐵，化工等其它很多行業(yè)，又提供了大量的工作崗位，減輕了就業(yè)壓力，滿足了日益增長的運(yùn)輸市場需求。在經(jīng)濟(jì)上，它會給個人帶來更廣闊的發(fā)展空間，它也會給生產(chǎn)企業(yè)帶來更好的生產(chǎn)效益，還可以增加國內(nèi)生產(chǎn)總值。在社會上，它給社會提供了適用的車輛，滿足了社會需求，給人類帶來了更多的便利。因此，自卸車的改裝對現(xiàn)有自卸車輛的發(fā)展是很有必要的。
設(shè)計(jì)內(nèi)容和預(yù)期成果
（具體設(shè)計(jì)內(nèi)容和重點(diǎn)解決的技術(shù)問題、預(yù)期成果和提供的形式）
一、自卸汽車連桿傾斜機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容
（1）研究目的意義、技術(shù)現(xiàn)狀、存在問題及發(fā)展趨勢
（2）選擇二類汽車底盤，進(jìn)行發(fā)動機(jī)、離合器、變速箱、傳動軸、驅(qū)動橋以及車輪的選型和校核；
（3）根據(jù)所選總成進(jìn)行汽車動力性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性校核，實(shí)現(xiàn)整車的優(yōu)化匹配；
(4) 進(jìn)行車廂結(jié)構(gòu)、鎖門機(jī)構(gòu)、取力器及傳動系統(tǒng)、舉升機(jī)構(gòu)、舉升液壓系統(tǒng)、車廂與底盤連接結(jié)構(gòu)等的設(shè)計(jì)與校核；
（5）繪制設(shè)計(jì)車輛的總圖和上述部分的結(jié)構(gòu)裝配圖、零件圖。
二、預(yù)期成果
1）設(shè)計(jì)目標(biāo)： 根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，完整地設(shè)計(jì)出裝配圖一套、零件圖若干，設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品能應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。
2）設(shè)計(jì)要求：系統(tǒng)地說明設(shè)計(jì)過程中問題的解決（確定傳動和結(jié)構(gòu)方案及零件材料的選擇）及全部計(jì)算。計(jì)算內(nèi)容應(yīng)包括有關(guān)計(jì)算簡圖，如主要參數(shù)的選擇及設(shè)計(jì)與校核、傳動方案簡圖、相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)簡圖、零件的受力分析圖、彎矩和扭矩圖等。
3）計(jì)算過程完整有序，計(jì)算結(jié)果正確清晰，文字說明簡明通順。計(jì)算過程只需列出已知條件、計(jì)算公式，將有關(guān)數(shù)據(jù)代入公式，省略計(jì)算過程，直接寫出計(jì)算結(jié)果。將計(jì)算結(jié)果整理后，寫入右邊欄內(nèi)，并注明此結(jié)果是否“合用”或“安全”等結(jié)論。
4）任務(wù)完成驗(yàn)收時提供材料：設(shè)計(jì)說明書一份，總裝配圖2張、零件圖若干。
擬采取設(shè)計(jì)方法和技術(shù)支持
（設(shè)計(jì)方案、技術(shù)要求、實(shí)驗(yàn)方法和步驟、可能遇到的問題和解決辦法等）
（1）傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)
（2）液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
（3）舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析與校核；
（4）車廂與底盤連接結(jié)構(gòu)等的設(shè)計(jì)與校核；
（5）檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案是否合理，結(jié)構(gòu)是否符合設(shè)計(jì)、加工、工藝、裝配及使用條件的要求。
實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目已具備的條件
（包括過去學(xué)習(xí)、研究工作基礎(chǔ)，現(xiàn)有主要儀器設(shè)備、設(shè)計(jì)環(huán)境及協(xié)作條件等）
底盤尺寸（長寬高） 4000x2000x2000mm，額定載貨質(zhì)量 3000kg，自身質(zhì)量1200kg，最高車速100km/h，最大爬坡度30%。
發(fā)動機(jī)功率最大80kw/4000rpm，最大扭矩300Nm/2000rpm，軸距2600mm，輪距前后都是1400mm，最小轉(zhuǎn)向直徑12m驅(qū)動輪半徑280mm，主減速器傳動比6.17，變速器一檔傳動比6.4，其他參數(shù)可自定。
數(shù)據(jù)如果有沖突，可以適當(dāng)自己調(diào)整
各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進(jìn)度
(以周為單位)
1-4周 完成開題報(bào)告
5-6周 查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案
7-8周 計(jì)算所需參數(shù)
9-10周 畫出各個零件圖和裝配圖
11-12周 畫出單片機(jī)硬件電路并編寫程序
13-14周 細(xì)節(jié)工作，準(zhǔn)備答辯
開 題 報(bào) 告 審 定 紀(jì) 要
時 間
地點(diǎn)
主持人
參
會
教
師
姓 名
職 務(wù)（職 稱）
姓 名
職 務(wù)（職 稱）
論
證
情
況
摘
要
記錄人：
指
導(dǎo)
教
師
意
見
指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日
教
研
室
意
見
教研室主任簽名： 年 月 日
第 5 頁 共4頁
北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文
畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告(論文)
報(bào)告(論文)題目：自卸汽車連桿傾斜機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
作者所在系部： 機(jī)電工程學(xué)院
作者所在專業(yè)： 車輛工程專業(yè)
作者所在班級： B13142
作 者 姓 名 ： 韓曉冬
作 者 學(xué) 號 ： 201322299
指導(dǎo)教師姓名： 劉志強(qiáng)
完 成 時 間 ： 2017年6月
摘要
本文通過對市場上出現(xiàn)的各種中型自卸汽車的車廂和舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行了較詳細(xì)底了解，確認(rèn)了某型自卸汽車的車廂和舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，較好底解決了自卸車設(shè)計(jì)和制造成本較高的問題，給生產(chǎn)、改裝自卸汽車的生產(chǎn)企業(yè)提供了一種新思路。本文首先對自卸車的設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀做了相關(guān)的概述。接著，從舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了某型自卸車的總體設(shè)計(jì)。其中，舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中對舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動分析和受力分析，然后在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對其工作原理進(jìn)行了說明并通過計(jì)算得出合理的液壓裝置。最后對自卸車副車架進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵字：自卸汽車 副車架 舉升機(jī)構(gòu) 液壓系統(tǒng)
Abstract
This article through to appear on the market a variety of medium-sized cars and lifting mechanism of dump truck to understand in detail, and confirm the carriage of a dump truck, and the design of lifting mechanism, better solved the problem of the dump truck design and manufacture of high cost, for the production, the modification of the dump truck production enterprises to provide a new way of thinking. This paper gives an overview of the design characteristics of self-unloading vehicle and the development status of the car. Then, the design of the lifting mechanism and the design of hydraulic system were carried out in the design of the dongfeng 140 dump truck. Among them, in the design of lifting mechanism of lifting mechanism motion analysis and force analysis, and then in the design of hydraulic system, its working principle is described and calculated the reasonable hydraulic equipment. Finally, the car chassis was designed.
Keyword: Dump truck Sub-frame Lifting mechanism Hydraulic system.
II
目錄
摘要 I
Abstract II
目錄 1
第1章 緒 論 1
1.1課題來源及研究意義 1
第2章 整車參數(shù)的確定及校核 2
2.1整車尺寸參數(shù)的確定 2
第3章 液壓舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4
3.1液壓舉升機(jī)構(gòu)時應(yīng)滿足的性能 4
3.2舉升系統(tǒng)性能主要評價參數(shù) 4
3.3液壓舉升機(jī)構(gòu)方案的確定 5
3.3.1液壓舉升機(jī)構(gòu)簡述 5
3.3.2液壓舉升機(jī)構(gòu)方案的選擇 7
3.4舉升機(jī)構(gòu)幾何尺寸的確定 8
3.4.1舉升機(jī)構(gòu)安裝位置的設(shè)計(jì) 8
3.4.2三角臂的設(shè)計(jì) 9
3.4.3拉桿長度的設(shè)計(jì)計(jì)算 9
3.5力學(xué)計(jì)算與校核 10
3.5.1機(jī)構(gòu)的坐標(biāo)計(jì)算 10
3.5.2機(jī)構(gòu)受力分析 11
3.5.3拉桿截面尺寸的確定 13
第4章 液壓系統(tǒng)的計(jì)算 14
4.1液壓油缸性能參數(shù)計(jì)算 14
4.2液壓泵性能參數(shù)計(jì)算 15
4.3系統(tǒng)壓力校核 16
4.4車廂舉升時間的校核 16
第5章 副車架與車廂及其附件的設(shè)計(jì) 17
5.1選用的底盤主車架的主要尺寸 17
5.2副車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
5.2.1副車架的外形 17
5.2.2副車架的選材 18
5.4副車架的強(qiáng)度剛度彎曲適應(yīng)性校核 18
總 結(jié) 24
致 謝 25
參考文獻(xiàn) 26
2
第1章 緒 論
1.1課題來源及研究意義
自卸汽車是一種專用汽車,技術(shù)要求適中,社會需求量高。過去很長一段時間,國內(nèi)卸汽車生產(chǎn)廠家主要靠引進(jìn)國外車型,通過仿制和部分改造開發(fā)自己的新車型。隨著設(shè)計(jì)水平和生產(chǎn)能力逐漸提高,部分自卸汽車生產(chǎn)廠家開始與高校等科研機(jī)構(gòu)合作, 開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的自卸車輛。
目前國內(nèi)自卸汽車樣機(jī)裝配過程中,發(fā)現(xiàn)了一些設(shè)計(jì)上的失誤,造成部分零件的返工,延長了樣機(jī)制作時間?？梢?有必要采用新的設(shè)計(jì)方法,如國外部分自卸汽車生產(chǎn)廠家采用的虛擬樣機(jī)技術(shù),保證整車一次裝配成功,避免零件的返工,縮短新車型的研制時間,降低研制成本,提高整車性能。自卸汽車液壓系統(tǒng)是自卸汽車重要組成部分,液壓系統(tǒng)性能好壞直接影響整車的工作性能和可靠性。
1.2研究的內(nèi)容
自卸汽車和普通汽車的區(qū)別在于，它已經(jīng)被改裝成具有特殊功能的汽車，它可以執(zhí)行一些特殊的運(yùn)輸和工作功能。因此在設(shè)計(jì)中，除了滿足基本汽車的性能要求外，還滿足了特殊功能的要求，它形成了自己的特點(diǎn)，總結(jié)如下:
1專用汽車設(shè)計(jì)的基本型號汽車底盤設(shè)計(jì)最終將進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)；
2專用汽車設(shè)計(jì)的主要工作是匹配整體布局和專用工作設(shè)備；
3生產(chǎn)的各種專用汽車種類多和數(shù)量少；
4為專用汽車 設(shè)計(jì)的自制部件的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循單一或小批量生產(chǎn)的可能性；
隨著中型自卸車變得越來越重要,有關(guān)它的設(shè)計(jì)也變得日益重要起來。它的整體設(shè)計(jì)過程與卡車相似。
第2章 整車參數(shù)的確定及校核
2.1整車尺寸參數(shù)的確定
某型自卸汽車是選擇EQ3092FJ型自卸車底盤, 汽車發(fā)動機(jī)驅(qū)動的液壓舉升機(jī)構(gòu)的取力器把力-軸-液壓泵舉升油缸、汽車卸貨舉升到一定角度,依靠專用車廂的重量讓其恢復(fù)位置的汽車。汽車的最大負(fù)荷為4.3噸，這是一種中型自卸車，用于高速公路運(yùn)輸。傾卸機(jī)構(gòu)采用油缸前推式舉升機(jī)構(gòu)。該車主要由車廂、副梁、液壓舉升機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)組成,根據(jù)老師所給數(shù)據(jù)表2.1.1，確定所設(shè)計(jì)部分的具體數(shù)據(jù)。
表2-1老師所給具體數(shù)據(jù)
工作環(huán)境及技術(shù)條件：
設(shè)計(jì)參數(shù)：
底盤尺寸（長寬高） 4000x2000x2000mm，額定載貨質(zhì)量 3000kg，自身質(zhì)量1200kg，最高車速100km/h，最大爬坡度30%。
發(fā)動機(jī)功率最大80kw/4000rpm，最大扭矩300Nm/2000rpm，軸距2600mm，輪距前后都是1400mm，最小轉(zhuǎn)向直徑12m驅(qū)動輪半徑280mm，主減速器傳動比6.17，變速器一檔傳動比6.4，其他參數(shù)可自定。
數(shù)據(jù)如果有沖突，可以適當(dāng)自己調(diào)整
根據(jù)上面老師所給數(shù)據(jù)，最終確定具體數(shù)據(jù)如表2-2
表2-2整車參數(shù)
最大裝載質(zhì)量kg
3000kg
整備質(zhì)量kg
4200kg
軸距mm
2600
輪距（前∕后）mm
1400/1400
前懸 mm
1065
后懸 mm
1485
接近角
離去角
貨箱尺寸mm
傾斜時間（舉升∕落下）
15s∕13s
最大舉升角
總質(zhì)量kg
7395
最高車速（km∕h）
100km/h
裝載質(zhì)量:選取3000kg;
駕駛員質(zhì)量:65kg/人,額定載員3人, kg;
自卸汽車總質(zhì)量是: =3000+4200+195kg=7395Kg
貨艙的最大舉升角度是貨車底部與框架框架之間的夾角，當(dāng)它被舉升到設(shè)計(jì)極限時。這取決于貨物的正常休息角的大小。其余的大部分貨物降價范圍。因此，為了確保排放是干凈的，傾倒卡車的最大吊角是50°到60°。著陸時間指的是將貨物艙從最大的舉升到框架的框架下的時間。這兩個參數(shù)太長會影響運(yùn)輸效率;太短會增加液壓系統(tǒng)的負(fù)載。平均設(shè)計(jì)時間是15 s-25s,降落時間是8s-15s[1]。
第3章 液壓舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
3.1液壓舉升機(jī)構(gòu)時應(yīng)滿足的性能
1、較強(qiáng)的免維護(hù)性；
2、良好的動力性；
3、平穩(wěn)性；
4、卸料性；
5、緊湊性；
6、協(xié)調(diào)性；
3.2舉升系統(tǒng)性能主要評價參數(shù)
汽車自卸機(jī)構(gòu)由液壓缸驅(qū)動,它的性能的好壞取決于舉升貨物的舉升力和最大吊角,以及液壓系統(tǒng)的兩個方面的要求。液壓舉升機(jī)構(gòu)的性能評價參數(shù)有幾個方面:
1、舉升力系數(shù)K
升力系數(shù)是評價液壓舉升機(jī)構(gòu)舉升性能的參數(shù)，即需要舉升重力的油缸推力，即:
K=F/mg (3.1)
式中:F一油缸的有效推力(N)。
m一舉升質(zhì)量(Kg)。
g一重力加速度(m/)。
對于特定的舉升機(jī)構(gòu),升力系數(shù)K和布局的汽車性能特征參數(shù)和機(jī)構(gòu)而言,K值只能比較舉升的工作效率相同類型的機(jī)制。對于相同的升力質(zhì)量，升力越小，液壓升力越小，氣缸內(nèi)的油壓就越小，這樣舉升機(jī)構(gòu)就能消耗更少的能量。
2、舉升油缸最大行程
是指貨箱達(dá)到最大舉升角時,舉升油缸的最大伸長量。它既是舉升油缸的結(jié)構(gòu)參數(shù),又是舉升機(jī)構(gòu)的性能參數(shù)。舉升油缸最大行程較小,可減少舉升油缸的級數(shù),降低制造成本,同時舉升機(jī)構(gòu)的布置也較方便。
3、舉升高度
是指舉升機(jī)構(gòu)所占用的空間高度。對于重型礦用自卸汽車的后置雙缸舉升機(jī)構(gòu),空間高度決定于舉升缸的安裝長度和舉升缸的初始方位角。舉升缸初始安裝長度越小,舉升缸在車上就越好布置。
4、最大舉升角
指舉升機(jī)構(gòu)的最大角度。是決定是否將貨物傾倒在容器中的參數(shù)。一般松散的身體被放置在水平面上的一個圓錐上，這被稱為松散的休息角。休息的角度也被稱為休息的角度和積累的角度，通常是35到55度。將松散的材料放置在光滑的表面上，然后將盤子傾斜到松散物體開始滑動的底方，滑動物體的角度，通常是30到40度。松弛的角度和滑角是松散流特性的重要指標(biāo)。它們與松散物質(zhì)的大小、含水量、塵埃顆粒的形狀、塵埃顆粒的光滑表面以及松散物質(zhì)的附著力有關(guān)。集裝箱設(shè)計(jì)的最大舉升角必須大于其他貨物，從而保證集裝箱的貨物是傾斜的和干凈的。
表3-1常運(yùn)貨物的安息角
物料名稱
煤
焦炭
鐵礦石
銅礦
細(xì)沙
粗沙
石灰石
安息角（度）
27°～45°
50°
40°～50°
35°～45°
30°～35°
50°
40°～45°
3.3液壓舉升機(jī)構(gòu)方案的確定
3.3.1液壓舉升機(jī)構(gòu)簡述
有各種不同的舉升機(jī)構(gòu)和不同的設(shè)計(jì)方法。目前,廣泛應(yīng)用于自動傾卸卡車液壓舉升機(jī)制,根據(jù)油缸和車廂底板連接模式,常用的舉升機(jī)制有兩種形式:缸直接驅(qū)動類型和連桿組合式兩大類。
缸體通過連桿機(jī)構(gòu)連接到車廂的底板上，稱為連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)。在生產(chǎn)實(shí)踐中連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)因其具有舉升平順、油缸活塞工作行程短，舉升機(jī)構(gòu)布置靈活等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的采用。
a)前置式 b)中置(后置)式
圖3-1舉升機(jī)構(gòu)的兩種形式
1-車廂；2-拉桿；3-三角形拉桿；4-舉升油缸；5-副車架
圖3-2油缸前推連桿組合式
1-車廂；2-拉桿；3-三角形拉桿；4-舉升油缸；5.副車架
圖3-3油缸后推連桿組合式
1-車廂；2-拉桿；3-三角形拉桿；4-舉升油缸；5-副車架
圖3-4油缸前推杠桿平衡式舉升機(jī)構(gòu)
1-車廂；2-拉桿；3-三角形拉桿；4-舉升油缸；5.副車架
圖3-5 油缸后推杠桿平衡式舉升機(jī)構(gòu)
1-車廂；2-拉桿；3-三角形拉桿；4-舉升油缸；5-副車架
圖3-6 油缸浮動式舉升機(jī)構(gòu)
上面各種機(jī)構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn),使用時根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。相對來說,直推式舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)較為簡單,而連桿組合式的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜和靈活。
3.3.2液壓舉升機(jī)構(gòu)方案的選擇
直推式舉升機(jī)構(gòu)采用液壓缸直接舉升汽車。該機(jī)構(gòu)安排很簡單,結(jié)構(gòu)緊湊,舉升效率高,但工作液壓油缸的行程很長,因此,通常需要使用單作用的二級或多級伸縮套筒缸。此外，單缸系統(tǒng)的水平剛度不足，系統(tǒng)傾倒的穩(wěn)定性差，工作壽命短，成本高。
表3-1推動式和連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)的綜合比較
類別
項(xiàng)目
直推式
連桿組合式
結(jié)構(gòu)布置
簡單，易于布置
比較復(fù)雜
系統(tǒng)布置
較小
較大
建造高度
較底
較高
工作壽命
密封的連接很好，易漏的密封更少，密封很好
損壞程度低，工作時間長
制造成本
較高
較底
系統(tǒng)穩(wěn)定性
較差
較好
系統(tǒng)耐沖擊性
較好
較差
連桿機(jī)構(gòu)的組合舉升機(jī)構(gòu)具有升舉、工作行程短，活塞活塞靈活布置的優(yōu)點(diǎn)。在機(jī)械裝置后，油缸和缸推兩種推力，油缸的舉升力是適中的，結(jié)構(gòu)緊湊，但部分部件布置集中在后方,底板受力力大。自卸汽車油缸前推式機(jī)構(gòu)舉升力系數(shù)小、省力、油壓特性好，適用于重型自卸汽車。
考慮到上述因素，我們決定采用液壓缸的連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)。
3.4舉升機(jī)構(gòu)幾何尺寸的確定
油缸的四連桿舉升機(jī)構(gòu)主要由升油缸EC、拉桿和三角臂ABC組成。點(diǎn)O是車廂和橫梁的鉸鏈。當(dāng)油缸裝滿油,油缸EC細(xì)長,三角臂 ABC和桿BD將舉升。當(dāng)貨物卸下時，車廂就會加倍。舉升機(jī)構(gòu)在初始位置占用較少的空間，以確保結(jié)構(gòu)緊湊，組件不受干擾和協(xié)調(diào)。主要初級初級部分的各部分的位置和幾何尺寸。
機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖
3.4.1舉升機(jī)構(gòu)安裝位置的設(shè)計(jì)
車廂放平時舉升機(jī)構(gòu)與車廂前鉸支點(diǎn)A0的確定。
車廂前鉸支點(diǎn)的坐標(biāo)(,)可按經(jīng)驗(yàn)公式(3.2)計(jì)算
(3.2)
式中L油缸最大工作行程,參考同類車型油缸型號,初選油缸自由長度1200mm,最大有效工作行程L=800mm;
車廂的最大舉升角,依據(jù)車廂傾卸動作要求和所運(yùn)物料的休息角,
選取=
R—經(jīng)驗(yàn)系數(shù),根據(jù)L尺寸,選取R=170
因此可得, =175×80050=2800mm
考慮結(jié)構(gòu)安排,取=2055mm
確定距車廂底板的距離為84mm,已知底板縱梁高205mm,因此點(diǎn)坐標(biāo)為(2055,122)。
3.4.2三角臂的設(shè)計(jì)
1)車廂放平時三角臂中支點(diǎn)C0座標(biāo)和A0C0長度的確定
點(diǎn)是油缸的支點(diǎn)。當(dāng)車到位時，點(diǎn)應(yīng)該盡可能底靠近車底，點(diǎn)在垂直方向上是90毫米。氣缸的長度應(yīng)該略大于圓柱體的最小長度，長度為15毫米，以保證汽車是平的，氣缸不會干涉。根據(jù)結(jié)構(gòu)安排,水平方向上是805毫米,則C0點(diǎn)坐標(biāo)為(2507,37), ==460mm。
2)車廂放平時拉桿與三角臂鉸接點(diǎn)B0的確定
連接,并將繞點(diǎn)O順時針轉(zhuǎn)動。以為圓心, 為半徑畫弧,再以E為圓心以1165+780-10=1935mm為半徑畫弧,兩弧交點(diǎn),連接和,作=又以為頂點(diǎn), 為邊, =根據(jù)結(jié)構(gòu)允許尺寸,取==128mm,連接、調(diào)整B點(diǎn)位置,使AB、BC為整數(shù),AB==572mm,由此確定B0點(diǎn)的坐標(biāo)為(2800,-50),△ABC和△為和時三角架所處的位置。
3.4.3拉桿長度的設(shè)計(jì)計(jì)算
1)拉桿與副梁鉸接點(diǎn)D及拉桿長度的確定
作的垂直平分線交線于D點(diǎn)，為結(jié)構(gòu)允許的連桿與副梁鉸支點(diǎn)的最高位置，取=172。調(diào)整點(diǎn)D位置使為整數(shù)，最后確定點(diǎn)坐標(biāo)為（900，72），拉桿長度=1945mm。
3.5力學(xué)計(jì)算與校核
摘要舉升機(jī)構(gòu)是機(jī)械分析的目的，在最大力的任意降向角上進(jìn)行機(jī)械分析，為液壓系統(tǒng)提供參考，為參數(shù)和元件截面尺寸的計(jì)算提供參考。舉升力系數(shù)K是動態(tài)性能的指標(biāo)的舉升機(jī)制,即液壓缸推力[9]所需的單元舉升質(zhì)量。
(3.4)
式中: 液壓油缸最大舉升力;
G—車廂滿載時,車廂質(zhì)量與貨物質(zhì)量之和。
已知G=97509.8=95550N
3.5.1機(jī)構(gòu)的坐標(biāo)計(jì)算
A、G、B、C、F的坐標(biāo)及 、、、、的計(jì)算（見圖3.8）
圖3-7舉升機(jī)構(gòu)坐標(biāo)分析簡圖
舉升，、、點(diǎn)及車廂滿載重心坐標(biāo)值如下
=2055， =182
=1196，=130
=2507，=37
=668.4，=999.8
在舉升角時，和和交點(diǎn)的坐標(biāo)
(3.5)
（，）通過求解方程
(3.6)
可得=1260， =272
在舉升角時，點(diǎn)O至直線的距離：
=347 （3.7）
在舉升角時，點(diǎn)至直線的距離和點(diǎn)至直線的距離：
=320 （3.8）
=208（3.9）
在舉升角時，點(diǎn)至直線的距離和點(diǎn)至直線的距離：
=125（3.10）=132 （3.11）
上述值也可以直接用繪圖法進(jìn)行測量，可以消除許多繁瑣的計(jì)算，并在實(shí)際應(yīng)用中得到更廣泛的應(yīng)用。這兩種方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)個人的習(xí)慣來選擇。
3.5.2機(jī)構(gòu)受力分析
取車廂為分離體(見圖3.9)
圖3-8舉升機(jī)構(gòu)力學(xué)分析圖
由力矩平衡方程可知 =0
即 (3.12)
代入已知數(shù)據(jù)得:
===34466.85N
取三角架ABC為分離體(見圖3.10)
圖3-9舉升機(jī)構(gòu)力學(xué)分析圖
由力矩平衡方程可知 =0
（3.13）
已知： ，得油缸最大舉升力
=22403.46
=0
即
得拉桿最大拉力
= = =21215.40N （3.14）
可以求得舉升力系數(shù)
= =0.23
3.5.3拉桿截面尺寸的確定
拉桿BD是一個雙力桿，力在兩個極點(diǎn)上是對稱的，所以每個極點(diǎn)的最大拉力是:
= =10607.70N （3.15）
初選拉桿材質(zhì)為Q235，從手冊可查得= 230 N/,取安全系數(shù)n=2，由公式σ=n×F拉/A≦σs，拉桿最小橫截面面積:
A=93 （3.16）
所以根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)取A=400，實(shí)際上 :
= N/ （3.17）
校核安全系數(shù)=?2.15n=4.3,因此，拉桿截面面積耐滿足強(qiáng)度要[11]。
第4章 液壓系統(tǒng)的計(jì)算
自卸車采用液壓泵、液壓缸、液壓閥和液壓系統(tǒng)部件，具有高度的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、綜合化和集中化生產(chǎn)供液壓元件廠的專業(yè)化。因此，在汽車卸車設(shè)計(jì)中，只需計(jì)算液壓元件的設(shè)計(jì)。其主要內(nèi)容包括液壓缸徑和沖程，液壓泵壓力，流量，功率和油箱容積和內(nèi)徑。
4.1液壓油缸性能參數(shù)計(jì)算
液壓系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的缸體分為兩種類型:活塞式和浮子式?；钊降膯蜗蛴绊?缸體長度大,長度很小,使用油壓較低(一般不超過14 mpa)。漂浮在類型多級伸縮筒,一般來說,有2 ~ 5伸縮縫,其結(jié)構(gòu)緊湊,短,厚,大規(guī)模的長度,使用高油壓(35 mpa),安裝方便的優(yōu)點(diǎn)。油箱是單向的和雙向的。雙向效應(yīng)在油壓輔助車著陸時使用，因此工作平穩(wěn)，著陸速度快。單個代理多級油缸采用直推傾銷機(jī)制;一個代理單級油缸用于軸系統(tǒng)。
液壓系統(tǒng)的液壓缸作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可分為柱塞缸和活塞液壓缸伸縮油缸和活塞桿形式可分為單、雙活塞液壓缸活塞缸。根據(jù)特殊目的分為等系列液壓缸缸壓力缸增長超過缸缸缸液壓缸步不是一個單純的圓柱,它和其他缸或組件,也稱為復(fù)合油缸。
從經(jīng)濟(jì)性出發(fā),在滿足使用要求的情況下,選用雙作用單活塞桿液壓缸。
車廂在整個傾翻過程中液壓油缸最大舉升力為=22403.46N。參考同類車型,初選最高工作壓力p=16Mpa。
最大舉升力:
（4.1）
式中—液壓缸機(jī)械效率，取=0.8；
d—舉升油缸缸徑，mm。
可推出 =47.22mm
又知L=780mm
根據(jù)以上計(jì)算，自動傾卸卡車的主要參數(shù)是GB2876-8,直徑d的主要參數(shù)是d= 160毫米,油缸桿直徑、油缸行程L = 780毫米。
4.2液壓泵性能參數(shù)計(jì)算
國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，汽車的最大舉升時間不超過15秒，我們初步選擇舉升時間是15秒，液壓缸的容積
=15.675m=15675ml（4.2）
液壓泵額定流量Q應(yīng)滿足以下公式: （4.3）
式中：—舉升時間，=15s；
u—液壓系統(tǒng)容積效率，取0.8 。
則 =1306.25ml∕s
液壓泵轉(zhuǎn)速 （4.4）
—發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，取中速2000 r∕min
傳動比，i=1.36
則==1470.59 r∕min
選取液壓泵額定轉(zhuǎn) 為2000 r∕min
液壓泵排量q由下式確定：
=1306.25÷1470.59×60=53.29 ml∕r
根據(jù)以上計(jì)算,選擇齒輪油泵CBT -e563,主要參數(shù)如下:
公稱排量q=63 ml∕r
額定壓力p=16Mpa
公稱轉(zhuǎn)2000 r∕min 。
4.3系統(tǒng)壓力校核
系統(tǒng)最大壓力 （4.8）
已知=22403.46N，=0.8
==20096m (4.9)
= =13.94N∕=13.9Mpa<16Mpa[16]
所以壓力滿足要求。
4.4車廂舉升時間的校核
系統(tǒng)流量: = 92647.17 ml∕min （4.10）
舉升時液壓缸工作容積：
=15.6749=15675 ml （4.11）
則舉升時間：
=10.15 s （4.12）
下降時液壓缸工作容積：
==11.7562=11756ml （4.13）
則下降時間 = 7.61<15s
因此，合理選擇油泵和油缸參數(shù)，滿足設(shè)計(jì)要求。
第5章 副車架與車廂及其附件的設(shè)計(jì)
5.1選用的底盤主車架的主要尺寸
主車架是基于汽車底盤的組裝和一個特殊的工作裝置的安裝基礎(chǔ)。變化的影響是最大的，所以要特別注意。本車選用的EQ3092FJ底盤。
5.2副車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在專用汽車設(shè)計(jì)中,為了提高軸承的主要框架,避免集中負(fù)荷,同時為了不破壞主框架的結(jié)構(gòu),更常用的輔助框架(梁)過渡。
同時，由于副車架的剛度，副車架壓力的增加，為了避免由于副車架的剛度而造成應(yīng)力集中的主車架，安裝位置和形狀的和連接的主框架模式有一定的要求。
5.2.1副車架的外形
在自卸車的設(shè)計(jì)選擇,第二類底盤只有主框架,為了增加框架的強(qiáng)度剛度和延長使用壽命的,原來的主框架的基礎(chǔ)上添加輔助架。它的形狀與主框架的主框架完全相同，在主框架中增加了一定的松木厚度。它的長度是輔助框架的長度，輔助框架的寬度。主要的輔助框架加強(qiáng)了。輔助框架是示意圖，見圖5.1。
圖5-1 副車架示意簡圖
5.2.2副車架的選材
在汽車制造過程中，沖壓成形過程占據(jù)了非常重要的底位。沖壓件可互換，保證了裝配的穩(wěn)定性，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低。
卡車與中板數(shù)量更重要的是,框架縱向梁和梁的車,縱梁和橫梁采用罷工和板高強(qiáng)度低合金鋼板沖壓成型,并適應(yīng)提高承載力,延長車輛的使用壽命,減少車重和節(jié)能材料和安全要求的發(fā)展趨勢。
目前，我國卡車框架的縱梁和梁都是由低合金高強(qiáng)度鋼板制成的?？v向梁可以使用16 MNL和抗拉強(qiáng)度510 mpa 09sivl(必須是用往復(fù)式機(jī)生產(chǎn))和10Til和B510L鋼板生產(chǎn)、梁可以使用抗拉強(qiáng)度390 mpa 08 Til和B420L鋼鐵生產(chǎn)t。
根據(jù)以上所述,副車架材料選擇的材料的一般選擇負(fù)載車輛,縱梁采用16 mnl,橫梁采用08TiL生產(chǎn)。
5.3副車架尺寸的確定
副車架的主要框架加固效果,其寬度和選為底盤的寬度,長度相同的高度,在底盤刪除主框架基于幀長度和車之間的距離。設(shè)計(jì)如下:
副車架長度:2900mm
副車架寬度:840mm
副車架高度:205mm
5.4副車架的強(qiáng)度剛度彎曲適應(yīng)性校核
1、額定裝載時整車重心作用點(diǎn)的求解
當(dāng)卸料車在額定載荷上進(jìn)行運(yùn)輸時，車的主框架在后移。它的力圖如圖5.14所示
1065mm
` 1485mm
6500mm
圖5-2主車架額定裝載運(yùn)輸重心作用簡圖
在額定負(fù)載下的自卸車的負(fù)載與背和背軸承的負(fù)載相同。
(5.1)
由圖,可以列出
(5.2)
求得
=2017.5mm
2、副車架剪力及彎矩的求解
840mm
G
912mm
2900mm
圖5-3副車架額定裝載受力簡圖
圖5.15副車架額定裝載受力簡圖
副車架在這個時候是簡支梁(見圖5.16),強(qiáng)度剛度和彎曲變形。從圖5.17，可以列方程組:
G
o B C
圖5-4副車架等效簡支梁簡
（5.3） （5.4）
可求得：
==4214N（5.5）
即大小為4214N，方向與設(shè)定的方向相同。
F=G×AO-F1×BOOC==-2473.98N （5.6）即大小為2473.98N,方向與設(shè)定的方向相反。
由以上,可畫出實(shí)際的副車架等效梁示意圖5.17。
G B FC
o
F0 F1
圖5-5副車架實(shí)際等效梁簡圖
列出彎曲剪力及彎矩方程:
OA段
（0
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