12吨摆臂式自卸汽车改装设计【说明书+CAD】
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十二
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南京理工大学泰州科技学院 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系 部： 机械工程 专 业： 机械工程及自动化 姓 名： 吴炜 学 号： 05010140 外文出处： ： 指导教师评语： 签名： 年 月 日 注： 请将该封面与附件装订成册。 (用外文写 ) 附件 1：外文资料翻译译文 黏性连接器用作前轮驱动 时 限制滑移对汽车牵 引和操纵的影响 1 基本概念 黏性连接器主要地被认为是在四轮驱动的汽车上驱动路线 的 部件。然而 在近些年的发展中， 在 主流的 前轮驱动 设备中 这种装置 将成为 主要角色 ，这个 观点是 有 可能 的 。在欧洲和日本前轮驱动轿车产量的施用已经证明黏性连接器不仅对于光滑路面的汽车牵引，而且在正常行驶条件下对于操纵性和稳定性都有所改善。 这篇文章 展现了一系列地面测试试验，显示 黏性连接器对 前轮驱动 汽车牵引和操纵的影响 。 试验证明 仅有 轻微 转向扭转的时候， 牵引 力才会改善 。 前轮驱动的汽车 在直线行驶时 ， 影响发动机转矩的因素 被确定出来 。 确定 关键汽车设计参 数 ，对前轮驱动的汽车 的限制滑移差速器适合性有 极大地影响 。 转弯试验展现出黏性连接器在前轮驱动的汽车上独立转弯时的影响。进一步的试验证明安装黏性限制滑移差速器的汽车在加速和转弯时节气门频繁关闭的情况下显示出一个 理想 的稳定性。 2 黏性连接器 黏性连接器被广泛认为是驱动列车的 组成部件。在这篇文章中仅仅给出它的基本功能和原理的简明概要。 黏性连接器是根据液体摩擦的原理和依靠速度差来运转的。正如图 1 所示黏性连接器的滑动控制特性和驱动观察系统的对比。 这表明传送到前轮的驱动扭转力是由一个优化的扭转力分配检测器自 动控制的。 在前轮驱动的汽车上黏性连接器可以安装在差速器的内侧或者一根中间轴的外面。 内部的这种设计方式有很大的优点。首先，在中间轴区域可以得到足够的空间来提供符合要求的黏性特性。这和当今前轮轴差速器只留下有限的空间相对比。其次，差速器架和转送轴套只需要很小的修改。而且差速器壳体的生产也仅仅只有一点影响。引用作为一个选择性的事很容易做到尤其当轴和黏性单元作为一个整体单元被共给时。最后，中间轴使为等长的的侧偏轴提供横向安装发动机是可能的，横向地安装发动机对于减小扭转力的操纵是很重要的（后面第四部分说明了）。 这种特殊的设计也为有实际意义的重量和黏性单元费用的降低给出了很好的可能性。 在发展一种低重量和低成本的黏性连接器。通过使用仅仅两个标准化的直径、标准化的盘，塑料轮毂和挤压成型的材料造成的储存室它能很容易地被截成不同的长度，使用一个宽的黏性范围是可能的。在图 3 中显示出这种发展的一个例子。 3 牵引力的影响 作为一个扭转力平衡装置，一个开的差速器提供相等的力到两个驱动轮上。它也允许每个车轮在扭转没结束转弯时以不同的速度转动。然而，这种特性当道路表面滑动系数为 限制扭转力传递到两轮的左、右附着变动时是不利的，它能被低滑动系数 的轮子支持。 安装黏性限制滑移差速器 ,在高的 值的路面上它可能利用高车轮 潜在性 的 附着 。 例如，当一个车轮传递的最大扭转力超出表面滑动系数 允许值或者以一个高的侧面加速度转弯时，两个车轮的速度是不同的 到车轮上它具有更好的牵引力潜能。 可以看出牵引力的不同导致汽车瞬间向低滑动系数值 ( )一侧跑偏，为了保持汽车直线行驶驾驶员必须施加一个相反的扭转力来补偿。通过黏性连接器的液体摩擦原理和从打开到锁死柔和的传递结果 ,这是很可能的。 报告称平均操纵轮扭转力 的路面上直线行驶应输入的平均正确的相对的转 向操纵。相互对照开式差速器和那些黏性连接器是相对大的。然而，在绝对条件下它们是小的。主观地说，转向装置的影响是不明显的。扭转力操纵也受几个运动参数影响这些参数将在这篇文章下个部分解释。 4 影响转向装置扭转力的因素 牵引力引起一个从头到尾的增加来反应每个车轮。因为带有限制滑动差速器的车轮在滑动系数 的路面上加速时会出现不同的牵引力，所以从头到尾反应每个车轮的变化也是不同的。 不幸的是，这个作用将导致一个不期望的朝低滑动系数一侧的反应，也就是说在不同 的牵引力下产生相同的跑偏方向。 降低从头到尾的弹力是黏性限制滑动差速器像其它任何形式差速器一样在前轴的成功应用所必须具备的。 普遍地用下面的公式计算一个车轮的驱动力 牵引力 车轮垂直载荷 利用的附着系数 这些驱动力导致在车轮之间每个车轮的转向装置扭转力经过车轮干扰常数 与每个车轮的转向装置扭转力是不同的，给出下面的等式。 c o s ( ) h H lT e F F 这里 扭转力矩差值 e 车轮干扰常数 主销倾角 高滑动系数一侧下标 低滑动系数一侧下标 在带有开式差速器前轮驱动汽车的情况下 ，很不明显的，因为扭转力基数( / )H 是不大于 。 然而，因为应用了限制滑动差速器，这个影响是很有意义的。这样车轮干扰常数 e 就应该尽可能的小。不同的车轮载荷也会导致eT 当扭转力通过铰接“ 接”传递时，在主动一侧（下标 1）和从动一侧（下标 2），必须反应垂直平面相对于 连接平面的不同的第二个力矩产生了。第二个力矩（ M）大小和方向用于下面的式子计算： 主动一侧12 t a n ( / 2 ) / t a T 从动一侧 22 t a n ( / 2 ) / t a T 2 T r2( , ,T f T 连 接 系 统 ）这里 v 纵向连接角 产生的连接角 产生变化的轮子半径 T 平均扭转力矩损失 当每个装置的转向扭转力以及轮子之间的转向装置扭转力不同时，2 将围绕着主销轴线变动，如下所示： co 22( t a n / 2 / s i n ) ( t a n / 2 / t a n )v v w h i v v w l T T 这里 T 转向装置扭转力矩差 W 轮子一 侧的下标 因此很明显不仅不同的驱动扭转力而且黏性驱动轴长度的不同也是一个因素。说道图 7 中的力矩多边形，2各自地变化，都取决于轮子中心到变速箱输出的位置。 如图 7 所示由于半轴的正常位置（轮子中心低于变速箱的输出点）第二个力矩产生和驱动力一样的旋转方向。由于改进的悬挂装置设计（车轮中心高于变速箱输出点，也就是说，v为负值）第二个力矩抵消了由驱 动力引起的力矩。这样为了得到带一个限制滑动差速器前轴好的适应性，设计要求： 1）纵向弯曲角近似 0v 或者负值（ 0v ）且左侧和右侧的v值相等； 2）等长度的侧轴。 第二力矩在转向装置的影响不仅仅是上面描述的限制直接反应。从连接轴到车轮侧面和变速箱侧面之间的连接点间接反应也会产生，如下所示： 由纵向平面的半轴连接产生的间接反应 因为扭转力传递没有损失并且vw 两个在连接轴上的第二个力矩都相互补偿。然而，事实上（有扭转力损失），第二个力矩出现不同： 21D W D M 22 T第二个力矩不同点是： 22( ) t a n / 2 / s i n t a n / 2 / t a W W V D W v w W v T T T T 为了简化应用给出V D V W V 和 w T ( t a n / 2 1 / s i n 1 / t a n )D W v v 要在两个连接处都有抵抗反应的力这里 /D W D L 。由连接处引起的干扰常数 f，一个附加的转向装置扭转力矩也围绕着主销轴线变动： c o s /f D f L这里 每个车轮的转向装置扭转力矩 转向装置扭转力矩差 f 连接处干扰系数 L 连接轴（半轴）的长度 由于 f 值小，理想值是 0，影响较小。 5 转弯时的效应 扭转时由于驱动轮的速度不相等，黏性连接器也提供一个自琐的扭转力矩。在平稳转向过程中，速度较慢的内侧车轮被外侧车轮黏性连接器施加的一个附加的驱动力。 前轮驱动力的汽车稳定状态下转向时的牵引力。 不同的牵引力必须被一个较大的侧偏力补偿，因此在前轴有一个大的滑动角 此前驱动轮的汽车自动转向装置上黏性连接器的影响趋向一个在转向装置状态下的特性。这个运动方式整体上和所有转向操纵下在稳定状态下转弯移动时的现代汽车操纵方式的偏重心相一致 1 所示。 安装有开式差速器的汽车饿安装有黏性连接器的汽车在稳定状态下转弯时的对比 所示在转弯时不对称的牵引力 干扰也会改进汽车的直线行驶。每一次偏离正常的直线方向都会引起车轮以轻微的不同半径滚动。驱动力和产生的侧偏力矩差会使汽车重新回到直线行驶。 虽然这些方向的偏离引起仅仅很小的车轮滚动半径差，但是旋转的偏差尤其在高速时对于一个黏性连接器前差速器是足够将汽车带到直线上行驶的。 安装有开式差速器的高动力前轮驱动汽车当以低档加速离开紧急转角时通常旋转它们的内侧车轮。安装有限制滑动黏性差速器，这个旋转是有限的并且有不同车轮的速度差产生的扭转力为外侧的驱动轮提供附加的牵引力效果。 装有黏性限制滑动差速器的前轮驱动汽车在转道 上加速时的牵引力 特别地当行驶或加速离开一个 T 形交叉路口加速能力就这样被改善（也就是说在 T 形路口横切向右或向左从停止位置加速）。 显示了装有开式差速器和装有黏性限制滑动差速器在稳定状态下转弯过程中加速试验的结果。 装有一个开式差速器的前轮驱动汽车在半径为 40验过程中安装有转向装置轮角测试仪） 装有一个黏性连接器的前轮驱动汽车在半径为 40验过程中安装有转向装置轮角测试仪） 安装有一个开式差速器的汽车平均加速度为被发动机功率限制）。在这些试验中，由内侧的从动轮引起的最大速度差，被从带有开式差速器的 240少到带有黏性连接器的 100 在弯道上加速行驶时，前轮驱动的汽车通常处在操纵状态下要多于其匀速行驶的状态。前轮传递侧偏力潜能降低的原理是由于重心移到后轴车轮并且在驱动轮上增加了纵向力。在一个开式环形控制循环测试中这个能够看出在开始加速以后（ 时间为 0 在图表 13 和 14 中）偏跑速度（跑偏率）的降低。从图表 13 和 14 中还可以看出开始加速时装有开式差速器汽车的跑偏率比装有黏性连接器汽车的下降的更快。然而，在开始加速大约 2 秒后，黏性连接的汽车的跑偏率下降斜率增加高于装有开式差速器 的汽车。 安装有限制滑动前差速器的汽车在转弯过程中加速时具有一个更稳定的最初反应比装有开式差速器的汽车，降低它的操纵状态。这是因为内侧驱动轮的高滑动通过黏性连接器产生一个增加的驱动力到外侧车轮。前轮牵引力的不平衡导致在行驶方向上的偏跑力矩对操纵状态。 当驱动轮的附着限制是超出的 ,安装黏性连接器的汽车处于操纵状态比安装有开式差速器的汽车更明显 (这里 ,开始加速后 2 秒 )。在非常低的摩擦力表面，例如雪或者冰，当装有限制滑动差速器的汽车在曲线路面上加速时更强的操纵性被期望因为通过黏性连接器连接的驱动轮更容易旋转（动力转向装置）。然而，这个特性能很容易地被驾驶员或者自动节气门调节牵引系统控制。在这些情况下比后轮驱动的汽车更容易控制。在转弯过程中当加速时它能够防止动力过分操纵。考虑到，所有的情况，装配有一个黏性连接器的汽车在加速过程中 具有稳定的加速行动方式在光滑路面上只有小的缺点。 通过突然释放加速器，在转弯过程中节气门关闭的反应，通常导致前轮驱动的汽车改换方向（节气门关闭超出了操纵）。高动力的模型能得到高侧偏加速度显示出最大规模的反应。这个节气门关闭反应有几个原因例如运动学上的影响，或者，当汽车降低速度试着以一个较小的转变半径通过时。然而，实质上的原因，是动力的重心从后轴转移到前轴，这会导致前轴降低滑动角。后轴增加滑动角。因为，后轴车轮不传递驱动力矩，在这种情况下在后轴上的影响比前轴上的影响更大。在节气门关闭之前。 安装有黏性限制滑 动差速器前轮驱动的汽车当转变时关闭节气门后移动立刻产生的制动力 随着内侧的车轮继续比外侧车轮更慢的转动，黏性联结器给外侧车轮提供更大的制动力 于前轮力的不同围绕着汽车重量的中心会产生一个抵消正常转向反应的侧偏力矩 将安装有开式差速器的汽车和装有黏性联结器的在关闭节气门的移动过程中转向方式进行比较时，如图表 16 和 17 所示，安装有黏性差速器的两个驱动轮子之间速度差是降低的。 在转弯半径为 40 米（不封闭的环形）的湿沥青路面上安装有开式差速器前轮驱动汽车的节气门关闭特性 在转弯半径为 40 米（不封闭的环形）的湿沥青路面上安装有黏性联结器前轮驱动汽车的节气门关闭特性 安装有开式差速器的汽车侧偏速度（侧偏率），和相对的侧偏角（除汽车保持继续在稳定状态下转弯的侧偏角之外）在节气门关闭后（时间为零如图表 14 和 15）显示一个非常明显的增加。在安装有一个黏性的限制滑动差速器的汽车上节气门关闭后侧偏率的突然增加和相对侧偏角的增加都有很大的降低。 例如在一个弯道上随着半径的增加，一上正常的驾驶一个超大号的前轮驱动汽车的人通常仅仅的惯常的空档的操纵装置下的汽车操纵方式，然后驾驶员忽然惊奇并且在节气门突然的释放后会有有力的操纵反应。如果驾驶员对情况的反应不正确汽车将进一步恶化汽车离开车道到曲线的内侧的事故是这个事件的验证。因此黏性联结器为一个正常的驾驶员改善节气门关闭的行为方式当保持可控制，可预言的并且安全驾驶时。 7 总结 总之，黏性联结器在前轴差速器的试用能被证实。它也明确地影响整个汽车的控制和稳定，只是稍微地，但是可以接受的在扭转力操纵上的影响。 为了减小不想要的扭转力操纵的影响一个基本的设计准则被给出： 1 由于纵 向载荷改变产生的警觉反应必须尽可能的小 2 主销轴线和车轮中心之间的距离必须尽可能的小 3 垂直弯曲角变化范围应该接近零（或者为负值） 4 两侧的垂直弯曲角应该一样 5 侧轴应该等长 扭转力操纵上最小 影响 是联结处 干扰常数 的理想值为 零。带有和不带有 动，仅对 黏性联结器 仅 有轻微 的影响。在前轮驱动的汽车上 ，黏性 限制滑动差速器显著提高了 牵引力。 有独立转向装置的 前轮驱动汽车 ，在转向时会轻微影响 黏性限制滑动差速器。前轴安装有黏性联结器的汽车，在转弯过程中关闭 气门和 改进 加速的 措施， 使 汽车更稳定 而且 更安全。 附件 2：外文原文 of a as a 1 he is as a in in a in in on in a of of a in a on in of in of on of a a a an 2 he is a in In a of be to of is on As in to is to is in of an In a be or on an is in of to is in to in s to is of is as an be is as a it to of to a of is a By be to it is to a of 3 s a an to It to at be of to be by a it is to of on is on a or a in in to It be in in a to in to To in a to of to is s to a on a an a in to in is is by be in of 5 N a to as in 0, to be by a fr fl in a to be by a a af at of a in a on an is of in 1. 1: an of as in 0 to on to to in in at a to in of in In is by a in a is or of a a at a “T” or of an a an on at a 0m ( a at a 0m (an an (by In by of 40 00 in a in to at a is of to at to to at In an be in of to 3 4). It be 3 4 of to to of at a is to at an in to in in a in of of 2 to On as or is to be in a a be to be by or by an a to a of a on by in a . as or as to on a is to in on on on in is of on 0) or a a s to of of a a is as 6 7, is a a an at a 0m (a at a 0m ( in to in of a 4 5) of of in a A dr 毕业设计（论文）任务书 学生姓名 徐广新 系部 汽车与交通工程学院 专业、班级 车辆工程 07 指导教师姓名 石美玉 职称 教授 从事 专业 车辆工程 是否外聘 是否 题目名称 12 吨摆臂式自卸汽车改装设计 一、设计目的、意义 随着经济的发展，城市规模不断扩大，城市人口快速增长，城市垃圾量急剧上升，其处理越来越受到人们的重视。 摆臂式自装卸汽车是专用汽车的一种，摆臂式自装卸汽车可以平移起落货箱，它同时具有货物和箱体自动装卸的功能，而且两种功能由同一个车载工作装置完成。由于它具备自动装卸箱 体功能，装料时一般均将箱体卸下降低装料高度，装满料后，则将箱体自动装车并运输。该车使用方便，运输效率高，依据其机动灵活的特点被广泛应用于中小吨位货物和垃圾的运输。 二、设计内容、技术要求（研究方法） 设计内容： 的及意义 ； 臀、倾卸机构、取力器、支腿等工作装置设计、选择； 择； 制装配图、零件图等。 技术要求： 4350 12495 要参数数据完备； 成各部件选择和设计； 小批生产 ； 纸及设计说明书规范。 三、设计（论文）完成后应提交的成果 制设计装配图、零件图等折合 0 号图纸 4 张以上；设计说明书 15000 字以上。 四、设计（论文） 进度安排 （ 1）知识准备、调研、收集资料、完成开题报告 第 1 2 周（ （ 2）整理资料、提出问题、选择 二类底盘、 撰写说明书草稿、 绘制装配草图 第 3 5 周（ （ 3）理论联系实际、分析问题、解决问题，确定设计方案，初步进行摆臀式自装卸汽车的总体结构设计，副车架、摆臀、倾卸机构、取力器、支腿等工作装置设计或选择，摆臂式自装卸汽车的液压系统设计选择，改装车性能校核， 制 部分装配 等设计内容，中期检查 第 6 8 周（ （ 4）改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改 第 9 12 周 (（ 5） 评阅教师评阅、学生修改 第 13 周（ （ 6） 毕业设计预答辩 第 14 周（ （ 7）毕业设计修改 第 15 16 周（ （ 8）毕业设计答辩 第 17 周（ 五、主要参考资料 徐达，蒋崇贤主编 徐达 机械设计基础 汽车拖拉机制造工艺学 高义编 .机械设计课 程设计 汽车设计 兴骏编 .互换性与技术测量 星数字图书馆 络期刊等 六、备注 指导教师签字： 年 月 日 教研室主任签字： 年 月 日 本科学生毕业设计 12 吨摆臂式自卸汽车改装设计 系部名称 ： 汽车与交通工程学院 专业班级 ： 车辆工程 学生姓名 ： 徐广新 指导教师 ： 石美玉 职 称 ： 教授 黑 龙 江 工 程 学 院 二一一 年六月 s 2 011 毕业设计（论文） 开题报告 设计（论文）题目 : 12 吨摆臂式自卸 汽 车改装设计 院 系 名 称 : 汽车与交通工程学院 专 业 班 级 : 车辆工程 学 生 姓 名 : 徐广新 导 师 姓 名 : 石美玉 开 题 时 间 : 2011 年 3 月 11 号 指导委员会 审查意见： 签字： 年 月 日 毕业设计（论文） 开题报告 学生姓名 徐广新 系部 汽车与交通工程学院 专业、班级 车辆工程 07- 1 班 指导教师姓名 石美玉 职称 教授 从事 专业 车辆工程 是否 外聘 是 否 题目名称 12 吨摆臂式自卸汽车改装设计 一、 课题研究 现状、 选题 目的 和意义 （一） 研究现状 自卸车 指通过液压或机械举升而自行卸载货物的车辆。根据驱动模式的不同还分为 68及半挂自卸车。根据用途的不同还分为矿用自卸车 ，用于运输煤矿，沙石；环卫绿化自卸车，用于运输垃圾等。根据车厢翻动的方向还有前举式和侧翻式自卸车。目前还有双向侧翻自卸车，主要应用于建筑工程。近几年，国民经济的快速发展，使得自卸车成为市场热点，其产销量大幅度增长，据统计，自卸车在中重型卡车市场需求量上约占百分之四十的份额，成为卡车市场的兵家必争之地。我国自卸车的发展向重型化和轻型化两极发展。 2009 年 1 季度，重卡销量同比下滑 ， 3 月自卸车独挑大梁。 2009 年 1 季度重卡销量共计 101800 辆，比去年同期 (167323 辆 )下滑了 在 3 月 销售的 10 万多辆重卡中，自卸车占到了相当大的比重，部分企业自卸车的销量占到总销量的近一半甚至更多。如自卸车占到欧曼重卡总销量的 45%，占到东风柳汽总销量的 50%以上，占上汽依维柯红岩总销量的 80%以上；自卸车也是重汽、陕汽、华菱这 3 家企业的销售重点。自卸车的热卖，与国家基础设施建设的拉动密不可分。在主销产品价格方面， 3 月重卡销售主要集中在 20 万元以上的中高端车型。如红岩的金刚、特霸，东风天龙等车型。在销售区域方面，很多重卡企业销售的重点区域集中在西部地区，由于灾后重建的因素，四川当之无愧地成为了重卡销售的重 点市场。当然，各企业在传统的优势地区依然扮演着重要角色，如华菱在东南沿海一带、上汽依维柯红岩在华北地区等。在自卸车迎来发展良机的同时，载货车也不甘落后，特别是对于一些以载货车见长的企业来说，载货车仍占据了总销量的大部分比重。 2009 年上半年，国内重卡市场增长远远好于年初的预期。国家的政策支持直接导致 3、 4 月份工程类重卡走俏 ;4 月中下旬之后 ,工程类重卡新增和更新需求逐渐放缓 ,重卡市场步入了以牵引车销售为增长动力的行情 ,延续了回暖走势。 8 月份，重卡销售 辆 ,环比增长 同比增长 半挂 牵引车销量继续好转。短期看 ,重卡业还将受益于计重收费带来的卡车重型化深度变迁中 ,国家积极的财政政策将带来重卡业的渐进式复苏。目前 ,各项宏观经济指标显示物流回暖 ,出口亦有复苏 ,重卡业形势良好。预计 2009 年汽车全行业销售 1247 万辆 ,同比增长33%左右。其中 :重卡销售 57 万辆 ,同比增长 随着重卡销量快速回升 ,全年销量略有增长 ,利润增长主要来自毛利率的提高。 2010 年行业将完全恢复正常 ,预计销量增长幅度在 15%左右 ,从而带动利润的持续增长。 2008 年底，国务院推出了拉动内需的 4 万亿投资计划 ， 其中大部分 资金投向了基础设施建设领域。政府提出的十项规划中强调要加快保障性安居工程建设、加快农村基础设施建设、加快铁路及公路和机场等重大基础设施建设、加快地震灾区灾后重建等要求。这些项目的建设将需要相当数量的重型卡车，这对于重卡行业尤其是重型自卸车来说，产生明显的拉动作用。随着 2009 年基础建社的开 工和灾后重建工作的逐步完工，对重型自卸车的需求是逐月增加。 2009 年虽然重型货车总销量前 5个月出现以 3 月为最大值，开口向下的抛物线状，但是重型自卸车逐月不降反升，对重型货车的贡献度是逐月增大。目前我国有重型自卸货车生产企业 90 多家，但主要的生产企业仅有十多家，这十多家企业占据着市场 85%的份额，这十多家企业中最大部分企业仅有一个重卡品牌，所以企业的高度集中必然带来品牌的高度集中。 09 年 1我国的重型自卸货车品牌主要集中在福田、东风等前 12个品牌上，这 12 个品牌占据着该行业 80%以上的市场份额。其余品牌占据着市场不到 20%的市场份额。由于重卡市场的起伏与国民经济的发展脉搏几乎同步，因此，上半年重卡的销售走势，背后反映出国内 投资指数的逐渐复苏。但是每年的基建工程是上半年开工，而上半年重型货车销售的60是自卸 车，下半年自卸车销量至少会下降一半。 随着我国工业化与城镇化的同步加速，中国专用汽车市场仍将保持高位需求。 2020 年之前，中国仍将处于工业化和城市化同步加速的发展阶段，具有投资规模大、产业链长、加工度高、中间产品多、增长持续时间长的特点，且由于我国资源分布很不均匀，中部原煤产量高，东部钢材产量大，运输强度依然很高，专用汽车产业发展面临机遇。 到 2020 年前中国商用车市场将保持年均 9%左右的增长速度，从而为专用汽车的发展提供良好的发展空间。庞大的基础设施建设项目将给工程类专用汽车带来极大的需求空间和市场 增量，高等级公路建设总量依然巨大，带动修建公路的工程车辆、维护公路的特种作业车辆、公路运营车辆的快速发展。同时，我国能源消耗总量巨大，能源物资的运输也会扩大专用车总需求量。 城市化进程加快，城市功能的提高，对建筑、环卫、园林、电力、通信、公安、司法、机场、金融以及各类商业运输等城市建设和服务方面的专用汽车将产生较大的需求 ;物流业的快速发展，也将极大带动厢式汽车、保温、冷藏汽车、半挂厢式汽车等专用汽车的快速发展。 国际专用汽车产业正加速与中国专用汽车行业的合资合作步伐和力度。同时，中国政府为促进汽车产业更快、更好地发展下去，也相继出台了各项政策与标准法规，包括国家汽车产业发展政策、国家汽车产业调整和振兴规划等，这些政策为专用汽车产业的发展创造了条件。 随着经济发展及物流效率的提升，中重型专用车的需求结构和需求特性将发生显著变化，公路用车比重将平稳增长，以公路使用为主的物流类和作业类专用车市场发展空间将更为广阔，工程类专用车比重会逐年下降到一个相对稳定的状态。 目前商用车产品的技术水平很低。这主要是由目 前的现实国情所决定：购车能力低，驾驶者收入低 ;运输的货物价值量低 ;标准低，管理不严 ;行走路况差，很多商用车不走高速公路。随着这些情况的改变，如购买能力不断提高，运输货物价值也随高品质、高附加值产品需求上升，国家节能标准法规、安全标准法规等加速出台和提高以及国家高速公路网的形成，商用车产品高端化趋势将越发明显，商用车产品升级对专用车将提出更高的要求。 现在，国外专业车企业在新结构，新材料，标准化模块等方面引领着时代潮流，主要表现在以下几个方面： 1. 新结构新材料的应用 国外轻量化新材料主要为铝合金，高强度 钢，塑料及复合材料等。各大汽车企业都已把这些轻量化材料的多少作为衡量汽车制造技术和新材料开发水平的重要指标。 与普通钢材相比，铝合金的特点是质量轻，耐腐蚀性好，易于加工等，但是成本较高。相比铝合金，高强度钢材料应用上存在弹性模量高，刚性好，耐磨性强，耐冲击性好及较高的疲劳强度等优势。而塑料业广泛应用于工具箱，挡泥罩等。 2. 标准化及模块化设计 国外车辆的标准化程度较高，许多企业都采取总成模块化设计理念，一些集成化的零部件如护栏，爬梯，备胎架，保险杠总成等均由专门的零部件厂商提供。整车生产企业采用螺栓等可拆 卸的装配方式将这些集成零件与整车装配，极大地提高了生产效率，也方便维修。 近年来，我国交通与基础设施建设的加快，为自卸车的发展创造了契机。我国的专用汽车企业纷纷参与国际市场竞争。但我国的自卸车在材料，结构，技术含量，耐久性及安全性等方面与欧美产品还有很大差距 （二）选题目的及意义。 随着经济的发展，城市规模不断扩大，城市人口快速增长，城市垃圾量急剧上升，其处理越来越受到 人们的 重视。 摆臂式自装卸汽车是专用汽车的一种，摆臂式自装卸汽车可以平移起落货箱，它同时具有货物和箱体自动装卸的功能，而且两种功能由同一个车载 工作装置完成。由于它具备自动装卸箱体功能，装料时一般均将箱体卸下降低装料高度，装满料后，则将箱体自动装车并运输。该车使用方便，运输效率高，依据其机动灵活的特点被广泛应用于中小吨位货物和垃圾的。 二、 设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 （ 1） 选择合适的汽车二类底盘； （ 2）摆臀式自装卸汽车的总体结构设计； （ 3）副车架、摆臀、倾卸机构、取力器、支腿等工作装置设计、选择； （ 4）摆臂式自装卸汽车的液压装置及系统设计、选择； （ 5）改装车性能校核 ； (6) 制装配图、零件图等 。 （ 1）选用参数合适的二类底盘 ，并确定 二类 底盘参数 ； （ 2）摆臀式自装卸汽车的总体结构 及各个总成 设计及参数选择 ； （ 3）改装车性能校核及参数校核 。 三、 技术路线（研究方法） 四、 进度安排 （ 1） 知识准备、调研、收集资料、完成开题报告 第 1 2 周 （ ； （ 2） 整理资料、提出问题、 选择 二类底盘、 撰写说明书草稿、 绘制装配草图 第 3 5 周 （ （ 3） 理 论联系实际、分析问题、解决问题， 确定设计方案， 初步 进行 摆臀式自装卸汽车的总体结构设计，副车架、摆臀 、倾卸机构、取力器、支腿等工作装置设计或选择， 液压系统设计选择，改装车性能校核， 制 部分 装配 等设计内容，中期检查 第 6 8 周 （ （ 4） 改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改 第 9 12 周 （ （ 5） 评阅教师评阅、学生修改 第 13 周 （ （ 6） 毕业设计预答辩 第 14 周 （ （ 7） 毕业设计修改 第 15 16 周 （ (8) 毕业设计答辩 第 17 周 （ 调研并查阅相关资料 二类底盘的选择 副车架的选择 摆臂机构的设计 取力装置的设计 液压系统的设计 整体 性能 参数的校核 确定总体方案 完成设计 五、 参考文献 1. 王望予 . 汽车设计 M机械工业出版社 ,2010. 2. 卞学良 . 专用汽车结构与设计 M机械工业出版社， 2008. 3. 王宝玺 . 汽车制造工艺学 M械工业出版社， 2010. 4. 余志生 . 汽车理论 M机械工业出版社 ,2010. 5. 陈家瑞 . 汽车构造 M机械工业出版社， 2005. 6. 王国权 M机械工业出版社， 2009. 7. 自卸车举升机构的参数化分析 .J陶红伟 8. 自卸车举升机构仿真与优化设计 .J王树凤，李华师 9. 自卸车举升机构的快速设计计算 .J莫庆煌 10 J 司景平 11 J雷燕 12 J2008 13 J 韦志林 14 J 马诺丁 15 J 2007 六、备注 指导教师意见： 签字 ： 年 月 日 黑龙江工程学院本科生毕业设计 I 摘要 随着经济的发展，城市规模不断扩大，城市人口快速增长，城市垃圾量急剧上升，其处理越来越受到人们的重视。 摆臂式自装卸汽车是专用汽车的一种，摆臂式自装卸汽车可以平移起落货箱，它同时具有货物和箱体自动装卸的功能，而且两种功能由同一个车载工作装置完成。由于它具备自动装卸箱体功能，装料时一般均将箱体卸下降低装料高度，装满料后，则将箱体自动装车并运输。该车使用方便，运输效率高，依据其机动灵活的特点被广泛应用于中小吨位货物和垃圾的。 本设计所 设计的是摆臂式自卸汽车。摆臂式自卸汽车是在原有的二类底盘上进行改装，使其 具有自卸功能。 本设计首先对自卸车的国内外发展现状以及设计特点做了相关的概述。接着，从车厢的设计、摆臂机构的设计、举升机构的设计、取力器的选择等方面进行了 卸车的总体设计，并对主车副车架进行了改装与设计。 关键字： 自卸汽车；二类底盘；总体布置；副车架；举升机构；液压系统 黑龙江工程学院本科生毕业设计 in of is a it of by to a of of to to in of of is to in be to it of of at to do s of of in as s I of 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 目 录 摘要 . . 第 1 章 绪论 . 3 . 3 . 3 . 3 内外研究现状 . 3 . 6 计研究的主要内容 . 7 第 2 章 底盘车架的选择与 改装 . 8 . 8 . 9 . 9 . 10 . 10 . 11 . 12 . 12 . 13 . 15 . 错误 !未定义书签。 第 3 章 总体布置 设计 . 错误 !未定义书签。 用汽车总体布置原则 . 错误 !未定义书签。 . 17 . 18 臂机构的设计 . 18 . 19 黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 力器的选择 . 20 . 22 第 4 章 总体参数性能分析校核 . 23 . 23 . 24 . 24 . 24 . 24 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 26 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 30 . 31 经济性计算 . 错误 !未定义书签。 . 36 . 39 结论 . 40 参考文献 . 41 致谢 . 42 附录 A . 43 附录 B . 46 黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 第 1 章 绪论 题的背景 题的背景 2009年，中国汽车产业提前走出金融危机的阴影，全年汽车产销量突破 1300万辆，跃居全球第一位，其中商用汽车产销突破 330万辆（含专用汽车 130 万辆），同比增长超过 30。汽车市场的繁荣为我国专用汽车行业的发展创造了条件。当前，我国专用汽车产业正处于快速发展阶段，产业结构、经济规模和技术水平发生了深刻变 化，专用汽车企业与底盘生产企业的融合不断深入，专用汽车已成为传统汽车产品转型升级的重要方向和载体。 的及意义 随着经济的发展，城市规模不断扩大，城市人口快速增长，城市垃圾量急剧上升，其处理越来越受到人们的重视。 摆臂式自装卸汽车是专用汽车的一种，摆臂式自装卸汽车可以平移起落货箱，它同时具有货物和箱体自动装卸的功能，而且两种功能由同一个车载工作装置完成。由于它具备自动装卸箱体功能，装料时一般均将箱体卸下降低装料高度，装满料后，则将箱体自动装车并运输。该车使用方便，运输效率高，依据其机动灵活的特点被广 泛应用于中小吨位货物和垃圾的。 内外研究现状 自卸车 指通过液压或机械举升而自行卸载货物的车辆。根据驱动模式的不同还分为 68及半挂自卸车。根据用途的不同还分为矿用自卸车，用于运输煤矿，沙石；环卫绿化自卸车，用于运输垃圾等。根据车厢翻动的方向还有前举式和侧翻式自卸车。目前还有双向侧翻自卸车，主要应用于建筑工程。近几年，国民经济的快速发展，使得自卸车成为市场热点，其产销量大幅度增长，据统计，自卸车在中重型卡车市场需求量上约占百分之四十的份额，成为卡车市场的兵家必争之地。我国自卸车的发展向重型化 和轻型化两极发展。 2009 年 1 季度，重卡销量同比下滑 ， 3 月自卸车独挑大梁。 2009 年 1 季度重卡销量共计101800 辆，比去年同期 (167323 辆 )下滑了 在 3 月销售的 10 万多辆重卡中，自卸车占到了相当大的比重，部分企业自卸车的销量占到总销量的近一半黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 甚至更多。如自卸车占到欧曼重卡总销量的 45%，占到东风柳汽总销量的 50%以上，占上汽依维柯红岩总销量的 80%以上；自卸车也是重汽、陕汽、华菱这 3家企业的销售重点。自卸车的热卖，与国家基础设施建设的拉动密不可分。在主销产品价格方面， 3 月重卡 销售主要集中在 20 万元以上的中高端车型。如红岩的金刚、特霸，东风天龙等车型。在销售区域方面，很多重卡企业销售的重点区域集中在西部地区，由于灾后重建的因素，四川当之无愧地成为了重卡销售的重点市场。当然，各企业在传统的优势地区依然扮演着重要角色，如华菱在东南沿海一带、上汽依维柯红岩在华北地区等。在自卸车迎来发展良机的同时，载货车也不甘落后，特别是对于一些以载货车见长的企业来说，载货车仍占据了总销量的大部分比重。 2009 年上半年，国内重卡市场增长远远好于年初的预期。国家的政策支持直接导致 3、 4 月份工程类重卡走俏 ;4 月中下旬之后 ,工程类重卡新增和更新需求逐渐放缓 ,重卡市场步入了以牵引车销售为增长动力的行情 ,延续了回暖走势。 8 月份，重卡销售 辆 ,环比增长 同比增长 半挂牵引车销量继续好转。短期看 ,重卡业还将受益于计重收费带来的卡车重型化深度变迁中 ,国家积极的财政政策将带来重卡业的渐进式复苏。目前 ,各项宏观经济指标显示物流回暖 ,出口亦有复苏 ,重卡业形势良好。预计 2009 年汽车全行业销售 1247 万辆 ,同比增长 33%左右。其中 :重卡销售 57 万辆 ,同比增长 随着重卡销量快速回升 ,全年销量略 有增长 ,利润增长主要来自毛利率的提高。 2010年行业将完全恢复正常 ,预计销量增长幅度在 15%左右 ,从而带动利润的持续增长。 2008年底，国务院推出了拉动内需的 4万亿投资计划 ， 其中大部分资金投向了基础设施建设领域。政府提出的十项规划中强调要加快保障性安居工程建设、加快农村基础设施建设、加快铁路及公路和机场等重大基础设施建设、加快地震灾区灾后重建等要求。这些项目的建设将需要相当数量的重型卡车，这对于重卡行业尤其是重型自卸车来说，产生明显的拉动作用。随着 2009年基础建社的开工和灾后重建工作的逐步完工，对重型自 卸车的需求是逐月增加。 2009年虽然重型货车总销量前 5个月出现以 3月为最大值，开口向下的抛物线状，但是重型自卸车逐月不降反升，对重型货车的贡献度是逐月增大。目前我国有重型自卸货车生产企业 90多家，但主要的生产企业仅有十多家，这十多家企业占据着市场 85%的份额，这十多家企业中最大部分企业仅有一个重卡品牌，所以企业的高度集中必然带来品牌的高度集中。 09年 1我国的重型自卸货车品牌主要集中在福田、东风等前 12个品牌上，这 12个品牌占据着该行业 80%以上的市场份额。其余品牌占据着市场不到 20%的市场份额。由于重 卡市场的起伏与国民经黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 济的发展脉搏几乎同步，因此，上半年重卡的销售走势，背后反映出国内 是每年的基建工程是上半年开工，而上半年重型货车销售的 60是自卸车，下半年自卸车销量至少会下降一半。 随着我国工业化与城镇化的同步加速，中国专用汽车市场仍将保持高位需求。 2020 年之前，中国仍将处于工业化和城市化同步加速的发展阶段，具有投资规模大、产业链长、加工度高、中间产品多、增长持续时间长的特点，且由于我国资源分布很不均匀，中部原煤产量高，东部钢材产量大，运输强度依然很高，专用汽车产 业发展面临机遇。 到 2020年前中国商用车市场将保持年均 9%左右的增长速度，从而为专用汽车的发展提供良好的发展空间。庞大的基础设施建设项目将给工程类专用汽车带来极大的需求空间和市场增量，高等级公路建设总量依然巨大，带动修建公路的工程车辆、维护公路的特种作业车辆、公路运营车辆的快速发展。同时，我国能源消耗总量巨大，能源物资的运输也会扩大专用车总需求量。 城市化进程加快，城市功能的提高，对建筑、环卫、园林、电力、通信、公安、司法、机场、金融以及各类商业运输等城市建设和服务方面的专用汽车将产生较大的需求 ;物流 业的快速发展，也将极大带动厢式汽车、保温、冷藏汽车、半挂厢式汽车等专用汽车的快速发展。 国际专用汽车产业正加速与中国专用汽车行业的合资合作步伐和力度。同时，中国政府为促进汽车产业更快、更好地发展下去，也相继出台了各项政策与标准法规，包括国家汽车产业发展政策、国家汽车产业调整和振兴规划等，这些政策为专用汽车产业的发展创造了条件。 随着经济发展及物流效率的提升，中重型专用车的需求结构和需求特性将发生显著变化，公路用车比重将平稳增长，以公路使用为主的物流类和作业类专用车市场发展空间将更为广阔，工程类专用车比重 会逐年下降到一个相对稳定的状态。 目前商用车产品的技术水平很低。这主要是由目前的现实国情所决定：购车能力低，驾驶者收入低 ;运输的货物价值量低 ;标准低，管理不严 ;行走路况差，很多商用车不走高速公路。随着这些情况的改变，如购买能力不断提高，运输货物价值也随高品质、高附加值产品需求上升，国家节能标准法规、安全标准法规等加速出台和提高以及国家高速公路网的形成，商用车产品高端化趋势将越发明显，商用车产品升级对专用车将提出更高的要求。 现在，国外专业车企业在新结构，新材料，标准化模块等方面引领着时代潮流，主要表现在 以下几个方面： 黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 1. 新结构新材料的应用 国外轻量化新材料主要为铝合金，高强度钢，塑料及复合材料等。各大汽车企业都已把这些轻量化材料的多少作为衡量汽车制造技术和新材料开发水平的重要指标。 与普通钢材相比，铝合金的特点是质量轻，耐腐蚀性好，易于加工等，但是成本较高。相比铝合金，高强度钢材料应用上存在弹性模量高，刚性好，耐磨性强，耐冲击性好及较高的疲劳强度等优势。而塑料业广泛应用于工具箱，挡泥罩等。 2. 标准化及模块化设计 国外车辆的标准化程度较高，许多企业都采取总成模块化设计理念，一些集成化的零部件如护栏， 爬梯，备胎架，保险杠总成等均由专门的零部件厂商提供。整车生产企业采用螺栓等可拆卸的装配方式将这些集成零件与整车装配，极大地提高了生产效率，也方便维修。 近年来，我国交通与基础设施建设的加快，为自卸车的发展创造了契机。我国的专用汽车企业纷纷参与国际市场竞争。但我国的自卸车在材料，结构，技术含量，耐久性及安全性等方面与欧美产品还有很大差距 用汽车的设计特点 专用汽车与普通汽车的区别主要是改装了具有专用功能的上装部分，能完成某些 特 殊的运输和作业功能。因此在设计上，除了要满足基本型汽车的性能要求外，还要满足 专用功能的要求，这就形成了其自身特点，概括如下： 1专用汽车设计多选用定型的基本型汽车底盘进行改装设计 这首先就需要了解国内外汽车产品， 特 别是货车产品的生产情况、底盘规格、供货渠道、销售价格及相关资料等。然后根据所设计的专用汽车的功能和性能指标要求，在功率匹配、动力输出、传动方式、外形尺寸、轴载质量、购置成本等方面进行分析比较，优选出一种基本型汽车底盘作为专用汽车改装设计的底盘。能否选到一种好的汽车底盘，是能否设计出一种好的专用汽车的前提。 对于不能直接采用二类底盘或三类底盘进行改装的专用汽车，也应尽 量选用定型的汽车总成和部件进行设计，以缩短产品的开发周期和提高产品的可靠性。 2专用汽车设计的主要工作是总体布置和专用工作装置匹配 设计时既要保证专用功能满足其性能要求，也要考虑汽车底盘的基本性能不受到影响。在必要时，可适当降低汽车底盘的某些性能指标，以满足实现某些专用工作装置性能的要求。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 3针对专用汽车品种多、批量少的生产持点 专用汽车设计应考虑产品的系列化，以便根据不同用户的需要而能很快的进行产品变型 图 1 1为菜厂牵引车、半挂车和全挂车系列型谱。对专用汽车零部件的设计，应按 “ 三化 ” 的要求进行，最大限 度地选用标难件，或选用已经定型产品的零部件，尽量减少自制件。 4对专用汽车自制件的设计，应遵循单件或小批量的生产持点工的可能性。 5对专用汽车工作装置中的某些核心部件和总成，如各种水泵、油泵、气泵、空压机及各种阀等，要从专业生产厂家中优选 因专用汽车专项作业性能的好坏，主要决定干这些部件的性能和可靠性。 6在普通汽车底盘上改装的专用汽车，底盘受载情况可能与原设计不同，因此要对一些重要的总成结构件进行强度校核。 7专用汽车设计应满足有关机动车辆公路交通安全法规的要求 对于某些特 殊车辆，如重型半挂车、油田修 井车、机场宽体客车等，应作为特定作业环境的 特种 车辆来处理。 8某些专用汽车可能会在很恶劣的环境下工作，其使用条件复杂，要了解和掌握国家及行业相应的规范和标准，使专用汽车有良好的适应性，工作可靠，是要设安全性装置。 综上所述，专用汽车的设计有其自身的特点和要求，既要满足汽车设计的一般要求同时又要获得好的专用性能。这就要求汽车和专用工作装置合理匹配，构成一个协调的整体，使汽车的基本性能和专用功能都得到充分发挥。 由于专用汽车种类繁多、结构复杂、使用面广、开发期短等待点，所以专用汽车设计人员 既要具备汽车设计 的知识相能力向时也要掌握专用汽车各种不同工作装置的原理与设计计算。此外专用汽车设计人员还需要对用户的要求，市场动态有充分的了解，这样设计的产品才能在性能上先进，在市场上适销对路，在使用上满足用户的要求。 计研究的主要内容 二类底盘的选择，总体布置，摆臂机构的设计，副车架的设计，支腿的设计，取力器的选用，液压系统的选择与布置，改装车性能校核， 件图等。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 第 2 章 底盘车架的选择与改装 类底盘的选择 目前改装专用汽车选用的底盘主要是二类或三类汽车底盘，也有为某些专用汽车 设计的专用底盘。汽车底盘的选择或设计专用底盘主要根据专用汽车的类型、用途、装载质量、使用条件、专用汽车的性能指标、专用设备或装置的外形尺寸、动力匹配等来决定。 目前我国对于常规的厢式车、罐式车、自卸车等通常是采用二类汽车底盘改装设汁。这是目前专用汽车设计中选用底盘型式最多的一种。所谓二类汽车底盘，即在基本型整车的基础上。去掉货箱。在改装设计的总布置时，在没有货箱的汽车底盘上，加装所需的工作装置或特种车身。采用二类汽车底盘进行改装设计工作的重点是整车总体布置和工作装置设计。在设计时若严格控制了整车总质量、轴载 质量分配、质心高度位置等，则基本上能保持原车型的主要性能。但是，还要对改装后的整车重新作出性能分析和计算。 对客车、客货两用车、厢式货车等则通常采用三类汽车底盘改装设计。所谓三类汽车底盘， 般是在基本型车的基础上，去掉货箱和驾驶室。近年来，我国乘用车发展很快，对乘用车使用性能的要求也在不断提高，再用原来的三类汽车底盘改装的客车已越来越不受欢迎。因此，各类专用客车底盘应运而生。这些专用客车底盘的基本特点是利用基本型总成，按客车性能要求更新进行整车布置，更新设计悬架系统。这种底盘不仅在质心位置、整车性能特别是平 顺性方面有很大的变化，而且在传动系统和动力匹配、以及制动系统等总成方面也有较大的改装设计。 目前在用普通汽车底盘作改装设计时把更换了发动机的底盘，如将汽油发动机改换成柴油发动机亦当作三类底盘处理。 无论选用二类或三类汽车底盘，很难完全满足某些专用汽车的性能要求。例如用普通汽车底盘改装厢式货车、存在质心过高，轴荷分配不合理的问题；改装消防车，首先是底盘车速就达不到要求；改装客厢式专用车，存在平顺性差的问题。因此，可以这样说，若要使我国的专用汽车上质量、上档次，一定要开发出一些具有特点的专用汽车底盘。 在专 用汽车底盘或总成选型方面，一般应满足下述要求： 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 1) 适用性 对货运车用的总成应适应货运要求，保证货运安全无损；对乘用车用的总成应适于乘客的需要达到乘座安全舒适；对各种专用改装车的总成应适于专用汽车特殊功能的要求，并以此为主要目标进行改装选型设计，例如各种取力器的输出接口等。 2) 可靠性 所选用的各总成工作应可靠，出现故障的几率少，零部件要有足够的强度和寿命，且同一车型各总成零部件的寿命应趋于均衡。 3) 先进性 所选用的底盘或总成应使整车在动力性、经济性、制动性、操纵稳定性、行驶平顺性及通过性等基本性能指标和功能方面 达到同类车型的先进水平。而且在专用性能上要满足国家或行业标准的要求。 4) 方便性 所选用的各总成要便于安装、检查、保养和维修。处理好结构紧凑与装配调试空间合理的矛盾。在选用专用汽车底盘时，除了上述因素外，还有以下两个很重要的方面：一是汽车底盘价格，它是专用汽车购置成本小很大约部分，一定要考虑到用户可以接受。这也涉及到专用汽车产品能否很快地占有市场、企业能否增加效益等问题。二是汽车底盘供货要有来源，要同生产汽车底盘的主机厂有明确的协议或合同，无论汽车底盘滞销或紧俏，一定要按时将底盘供货。 本文设计的摆臂式自卸汽车 自卸车是在 用汽车底盘的基础上改装设计而成的。 车架的改装 主车架是汽车底盘上各总成及专用工作装置安装的基础，改装时受到的影响最大，因此，要特别引起注意。 车架的钻孔和焊接 主车架是受载荷很大的部件，除承受整车静载荷外，还要受到车辆行驶时的动载荷，为了保持主车架的强度和刚度，原则上不允许在主车架纵梁上钻孔和焊接，应尽量使用车架上原有的孔。如果安装专用设备或其它附件，不得不在车架上钻孔或焊接时应避免在高应力区钻孔或焊接。主车架纵梁的高应力区在轴距之间纵梁的下冀面和后悬的上冀面 处。因为这些部位纵梁应力较大，钻孔容易产生应力集中。 对于主车架纵梁高应力区以外的其余地方需要钻孔或焊接时，应注意以下事黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 项： 1) 尽量减小孔径，增加孔间距离，对钻孔的位置和孔径规范，应满足图 要求。 表 车架钻孔的尺寸要求 尺寸 车型 重型车 中型车 轻型车 孔间距 / 70 60 50 B 50 40 30 C 50 40 30 孔径 / 15 13 11 图 车架钻孔的孔径和孔间距 2) 在纵梁翼面高应力区外的其它部位 钻孔，只能在中心处钻一个孔，如图2示。 3) 在纵梁的边、角区域亦禁止钻孔或焊接，如图 示的区域即为不允许钻孔和焊接加的部位。因为在这些部位进行钻孔或焊接，极易引起车架早期开裂。 图 车架纵梁禁止钻孔区 图 4) 严禁将车架纵梁或横梁的男面加工成缺口形状。 本课题中由于主车架与副车架之间的连接选用止推连接板形式，故主车架不用考虑钻孔，只需考虑焊接的位置得当。 车架加强板的设计 1) 设主车架纵梁加强板的条件 主车架改装时，为了减少车架纵梁的局部应 力。或者为了使车架加长后仍能满足强度和刚度的要求，对装载质量增加；轴距和总长发生变化，使车架采用中部拼接或尾部加长时；为了使车架高应力区 (危险断面 )满足强度和刚度的要求，同时又使车架在某一区间的截面尺寸变化不致太大，这些情况，常常在车架纵梁上采用加强板。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 2) 加强板的形状 加强板的截面形状推荐选用 L 型，其厚度应不小于车架厚度的 40。 L 型加强板的冀面应贴合在车架纵梁翼面受拉伸的一边。加强板的端头形状应逐步过渡，如切成小于 45 的斜角，或在端头中部开光滑槽，如图 示。 3) 加强板的布置 加强板布置的合理，可以有 效地减少车架的应力。若布置不合理，则可能使车架产生应力集中。为了避免应力集中，加强板的端头位置不应在刚度变化部位和集中载荷作用的地方。例如，应使加强板的端头和副车架的端头充分重叠一部分或使二者相互离开足够的距离，示。 4) 加强板的控制 加强板和主车架的固定最好采用铆接。加强板末端和铆钉孔之间的最小距离为 25钉的间距为 70 150 铆接有困难时，可在加强板上加工孔塞焊于纵梁胶板上，塞焊孔直径为 20 30 焊孔与加强板端部的最小距离为 25间距为 100 170 图 强板的湍头形状 12图 强板的合理布置 123车架的设计 在专用汽车设计时，为了改善主车架的承载情况，避免集中载荷，同时也为了不破坏主车架的结构，一般多采用副车架 (副梁 )过渡。本车在工作中受较大的弯曲应力。因此，本车副车架纵梁采用两根抗弯性能较好的平直槽行梁。 在增加副车架的同时，为了避免由于副车架刚度的急剧变化而引起主车架上的应力集中，所以对副车架的形状、安装位置及与主车架的连接方式都有一定的要求。 车架的截面形状及尺寸 专用汽车副车架的截面形状一般和主车架纵梁的截面形状相同，示的槽形结构，其截面形状尺寸取决于专用汽车的种类及其承受载荷的大小。对于随车起重运输车的副车架来说，在安装起重装置的范围内，应按如图黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 2示的方式用一块腹板将副车架截面封闭起来，以提高副车架的抗扭和抗弯能力。 图 车架的截面形状 图 强后的副车架截面形状 12图 强腹板的位置 参照国内外总质量相近车型的副车架纵梁端面尺寸，确定副车架纵梁端面尺寸为 200、 65、 10 强板的布置 车架中部 (液压举升机构位置 )所受弯曲、扭曲最大，因此在这一区域应加加强板，考虑到零件的工艺性，由于下翼板所受弯曲应力较大，因此，加强板紧贴下翼板，为了避免下翼板由于钻孔而导致抗弯强度下降，除与后加强板重叠部位，该加强板主要与腹板连接。 在纵梁上加上加强板，加强板端头区域车架容易产生集中应力。为了降低应力集中，加强板端头形状有三种设计方式，见图 强板的三种设计方式 本副车架为了批量生产时工艺简单，采用了图 2a） U 型的端头形状 车架的前端形状及安装位置 黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 1) 在保证使用可靠的前提下，为了提高挠曲性，减小副车架刚度，应尽量减少副车架的横梁，以减少对纵梁的扭转约束。 2) 副车架油缸支承横梁与翻转轴横梁形成框架。油缸支承横梁应尽量靠近后悬架前支承处的横梁，最好能位于后框架之内。因为这段主车架变形小，所以副车架对其扭转约束力也相应减弱，同时保证了举升机构的几何特性。 3) 在副车架结构要求刚性较高时，可在主、副车架中间增加一层橡胶垫，当主车架变形时以弹性橡胶的变形来减弱副车架对主车架的约束 4) 副车架与主车架连接如图 2示。 图 车架与 主车架的连接 是截面突变点，在受冲击载荷时，此处出现应力集中，严重时造成主车架断裂。这就要求副车架的前端结构要设计成渐变截面，以减缓应力集中 (见图 图 车架的前端结构 副车架前端形状常有三种形状 (见图 对于这三种不同形状的副车架前端，在其与主车架纵梁相接触的翼面上部加工有局部斜面，其斜而尺寸如图 2c)所示：0 1h 0 1 5 2 0l m m。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 图 车架的三种前端形状 . （ a） U 形；（ b）角形；（ c） 如果加工上述形状困难时，可以采用如图 示的副车架前端简易形状，此时斜面尺寸较大。 对于钢质副车架：0 5 7h m m；0 2 0 0 3 0 0l m m对于硬本质副车架；0 5 1 0h m m；0 副车架在汽车底盘上布置时，其前端应尽可能地往驾驶室后围靠近。 图 某散装水泥运输车的罐体、副车架相对于汽车底盘的安装 位置。在满足轴荷分配的前提下，其中 A 不宜过大，留足空压机的位置即可； B 为副车架的前增离主车架拱形横粱的距离，一般在 100 内； C 为固定副车架的前面第一个 U 型螟栓距拱形横梁的距离，一般控制在 500800 范围内。 图 车架前端简易形状 （ a）刚质副车架 ；（ b）硬木质副车架 图 车架的安装位置 梁与横梁的连接设计 横梁与纵梁的连接方式主要有三种，见图 梁与纵梁的连接 黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 123横梁 图 a）横梁与纵梁上 下翼板连接，该种连接方式优点是利于提高纵梁的抗扭刚度。缺点是当车架产生较大扭转变形时，纵梁上下翼面应力将大幅度增加，易引起纵梁上下翼面的早期损坏。由于车架前后两端扭转变形较小，因此本车架前后两端采用了该种连接方式，为了提高纵梁的扭转刚度采用了纵向连接尺寸较大的连接板。横梁仅固定在腹板上 图 b）横梁仅固定在腹板上，这种连接形式连接刚度较差，允许截面产生自由跷曲，可以在车架下翼面变形较大区域采用，以避免纵梁上下翼面早期损坏。 图 c）横梁同时与纵梁的腹板及上或下翼板相连，此种连接方式兼有以上两 种方式连接的特点，但作用在纵梁上的力直接传递到横梁上，对横梁的强度要求较高。由于该车平衡悬架的推力杆与平衡悬架支架上的两根横梁连接，因此，这两根横梁与纵梁共同承受平衡悬架传递过来的垂直力 (反 )和纵向力 (牵引力、制动力 )。 综合以上考虑，本副车架的纵梁与横梁的连接采用第 3 种方式，即横梁同时与纵梁的腹板及上或下翼板相连，同时为了降低成本和适于批量生产，本车架纵梁和横梁的连接方式采用螺栓连接。 车架与主车架的连接设计 副车架与主车架的连接常采用如下几种形式。 1) 止推连接板 图 斯泰尔重型 专用汽车所采用的止推连接板的结构形状及其安装方式。连接板上端通过焊接与副车架固定，而下端则利用螺栓与主车架纵梁腹板相连接。止推板的优点在于可以承受较大的水平载荷，防止副车架与主车架纵梁产生相对水平位移。相邻两个推止推连接板之间的距离在 500 1000 围内。 2) 连接支架 连接支架由相互独立的上、下托架组成，上、下托架均通过螺栓分别与副车架和主车架纵梁的腹板相固定，然后再用螺栓将上、下托架相连接，见图 示。图 推连接板的结构 1- 副车架； 23黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 由于上、下托架之间留有间隙，因此连接支架所能承受的水平载荷较小，所以连接支架应和止推 连接板配合使用。一般布置是在后悬架前支座前用连接支架连接，在后悬架前支座后用止推连接板连接。 3) U 型夹紧螺栓 当选用其它连接装置有困难时，可采用 U
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