车辆工程毕业设计（论文）-长安微型密封式垃圾车的设计【全套图纸】 .doc

本科学生毕业设计长安微型密封式垃圾车设计 系部名称： 汽车工程系 专业班级： 车辆b07-6班 学生姓名： 指导教师： 职 称： 讲 师 黑 龙 江 工 程 学 院二一一年六月the graduation design for bachelors degreechangan miniature sealed the garbagetrucks designcandidate： specialty：cars and traffic engineering instituteclass：b07-6supervisor：lecturerheilongjiang institute of technology2011-06harbin黑龙江工程学院本科生毕业设计摘 要随着我国城镇一体化建设速度的加快，城市规模的扩大，人口数量的增多，城市生活垃圾也随之日益增多，城市对垃圾运输车的需求将越来越大。据我国环卫信息网统计计算，目前我国城市垃圾年产量已达到1.4亿吨，并以每年8%的速度增长。而与此同时，我国城市垃圾的搜集和运输能力明显不足，环卫车辆的保有量远远未达到建设部城镇环境卫生设施标准cjj 27-2005规定的2.5辆/万人配置标准要求。目前城镇居民人口3.75亿，若按配置标准要求，保有量缺口达40%，但现有车辆80%以上都在超负荷工作，满足不了实际需要。由此，垃圾车的城市需求量每年都在13000辆以上，而且在逐年的递增，课题所涉及的密封式垃圾车属于新型专用汽车以其自身环保性好已经在我国已经得到广泛的应用。 文中介绍了微型密封式垃圾车的设计说明，叙述了在设计过程中出现的问题和解决方法，对于不同结构的密封式垃圾车进行比较，合理选用二类底盘，并设计了密封式车厢以及液压举升机构，选用正确的液压缸来保证举升机构正常行。全套图纸，加153893706关键词：微型密封式垃圾车；密封车厢；专用汽车；液压举升；自卸46abstractwith chinas urban integration to speed up, and the expansion of city scale, population increase, city life rubbish also subsequently increasing and cities on the garbage truck needs will become greater and greater. according to chinas environmental sanitation information nets statistical analysis and calculation of urban garbage, at present our country has reached 1.4 million tons annual, and with growing at 8 per cent a year. meanwhile, chinas urban garbage collection and transportation capacity is obviously deficiencies, sanitation vehicle quantities are far from reach construction ministry urban environment, sanitation standards cjj 27-2005 2.5 car/million prescribed standards. allocation now urban population, if 375m according to standard requirements, quantities gap, but current vehicles a 40 percent more than 80% are overworked, cannot satisfy the actual needs. thus, the city garbage every year in demand, and in more than 13,000 car increasing year by year, subject involves the sealed truck belongs to the new special vehicle to its own environmental protection in our country has good have widely application. this paper introduces the design of miniature sealed truck that describes in the design process on the problems and solutions, for different structure comparison, garbage sealed-bid rational selection, and design a second chassis sealed carriage and hydraulic lifting mechanism, choose the correct hydraulic cylinder to ensure the normal operation of lifting mechanism. keywords: miniature sealed truck; sealed carriage; special vehicle; hydraulic lifter;tipping目 录摘要iabstractii第1章 绪论11.1微型密封式垃圾车设计的意义和目的11.1.1微型密封式垃圾车的设计意义11.1.2微型密封式垃圾车的设计目的11.2微型密封式垃圾车的研究现状与发展11.2.2微型密封式垃圾车的发展前景11.3密封式垃圾车不同结构形式的比较21.4 设计主要内容2第2章 长安微型密封式垃圾车的总体设计42.1整车主要参数的确定42.1.1尺寸参数42.1.2二类底盘的选择以及参数的确定42.2 车厢的总体设计及质量参数确定52.2.1车厢的尺寸确定52.2.2整车质量参数确定52.2.3车厢承载最大垃圾密度62.3副车架的计算62.3.1 纵梁弯曲应力计算62.3.2局部扭转应力计算82.3.3 车架扭转时纵梁应力计算82.3.4 车架载荷分析82.3.5车架弯曲强度的计算92.3.6 车架扭转应力的计算12第3章 液压举升机构设计163.1 举升机构设计思路163.2 初步设计163.3举升机构结构型式的分类及特点163.4举升机构型式的分析与选择183.5举升机构的具体设计183.5.1确定举升安全系数确、定车箱的转轴点、举升点183.5.2油缸安装位置的选择193.5.3 车厢举升点计算193.5.4 最大举升角的确定203.5.5油缸总行程l的确定203.5.6连杆组合式举升机构计算213.6 液压缸的选择263.7 车厢加强设计293.8 举升机构设计小结29第4章 取力器的选取304.1 概述304.2取力器的类型及其特点304.3取力器的选取314.4取力器的安装方式324.5取力器的输出连接32第5章 整车性能分析345.1 概述345.2 汽车动力性能分析345.2.1 基本参数确定345.2.2 汽车的行驶方程式355.2.3 汽车最高车速的确定385.3燃油经济性计算405.4 整车轴荷分配计算415.5 整车稳定性分析415.5.1 稳定性分析内容415.5.2 空载质心高度的计算415.5.3 空载侧倾角的计算及最小转弯直径的计算415.6 小结42结论44参考文献45致谢47附录48第1章 绪 论1.1微型密封式垃圾车设计的意义和目的1.1.1微型密封式垃圾车的设计意义垃圾处理工作是城市建设和管理的重要内容，与人民生活密切相关。随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，环卫部门需处理的垃圾从数量到种类都日益增多。无疑，垃圾处理工作量将加大，这样，垃圾处理的效率问题将是我们面对的一个重要问题。垃圾的处理包括垃圾的收集、运输及最终处理，其中垃圾运输是重要的一环，这不仅因为它的效率直接影响整个垃圾处理工作的效率，而且如运输工具选择不慎，会在运输过程中产生泄漏、废气等污染，严重影响垃圾处理工作及城市环境。微型密封垃圾车由于结构简单，工作稳定，为完成上述工作创造了有利的条件。1.1.2微型密封式垃圾车的设计目的目前全国大多数中小城市的生活垃圾大都是散装散运，即使用普通自卸垃圾车的运输方式，其机械化程度低，人工劳动强度大，运输中的二次污染问题比较严重，垃圾体积大重量轻，运输效率低，需配备更多的车辆和人员，越来越不适应现代化城市发展的需求。所以，密封式垃圾车的设计目的就是能够减轻环卫工人劳动强度，改善劳动条件，解决垃圾在运输过程中的二次污染。1.2微型密封式垃圾车的研究现状与发展我国目前有很多种类的垃圾车，例如自卸式垃圾车，压缩式垃圾车，摆臂式垃圾车，但多数垃圾车并不具备密封功能，而且多数垃圾车较大，在垃圾运输中显得比较笨拙，由于没有良好的密封性，垃圾在运输过程中很容易造成二次污染。微型密封式垃圾车的设计在我国已开展很长时间了，我国很多厂家已经开始自主研发和生产新型的垃圾车，例如长安密封式垃圾车，形式分为全密封式、上滑盖式三种，采用液压控制系统使操作变得十分方便，轻松卸下车厢内垃圾，该车的特点是适合大量装卸垃圾，适合人工或配合装载机联合作业，大量运输，同时充分提高了车辆的运输能力，密封性能好，可防止运输途中的二次污染，适用于城建、城市街道及大型厂矿部门运载各种垃圾，亦可运输灰、砂、石、土等散装建筑材料，也可以在矿山或煤矿中运送矿石或煤。1.2.2微型密封式垃圾车的发展前景随着科学的快速发展，汽车工业也随之壮大，原来笨重的汽车已不多见，现代人们都追求汽车的“迷你”也就是汽车的微型化，微型汽车较原来的汽车首先是车形上的改观，微型汽车相比传统汽车十分的小，同时赋予其容易使用的特点；其次是微型车的燃油经济性，相比传统汽车，微型汽车耗油量小，燃油经济性能提高。现在的人们经济水平大大提高，丰富的物质生活导致了生活垃圾日益增多，如果不能及时处理就会导致环境污染危害人类，而垃圾需要远离城市集中处理，所以人们设计了垃圾车来运输垃圾，建立了垃圾处理点来处理垃圾，但是，这种传统意义上的垃圾车只能起到运输垃圾的作用，在运输垃圾的过程中无法避免垃圾的外漏和飘散，鉴于这种情况，研发了密封式的垃圾车，有效地减少了垃圾运输过程中的二次污染，但是这种密封式垃圾车车型较大，使用不方便，所以现在需要一种微型密封式的垃圾车来取代传统的密封式垃圾车，这种垃圾车整车质量车身采用了轻量化设计，提高了中转清运垃圾的功能，具有一次装载运输量大和密闭运输的特点。液压系统与车厢体联接，安全可靠，并可防止垃圾飘散、异味及污水外溢所造成的城市及街道的二次污染，运输率高，成本低，而且该车具有自装自卸功能，不需要专门的起重设备，能够减轻环卫工人劳动强度，改善劳动条件是城市生活垃圾运输的最佳选择。是一种安全、节能、环保型垃圾专用运输车，具有较大的市场发展空间，而且对我国城市垃圾运输有着巨大的意义。1.3密封式垃圾车不同结构形式的比较密封式垃圾车有多种结构形式，常见的有：压缩式垃圾车；摆臂式垃圾车；自卸式垃圾车。下面分析不同结构形式密封式垃圾车压缩式垃圾车：这种垃圾车是装备有液压举升机构和尾部填塞器，能将垃圾自行装入、转运和倾斜的专用自卸汽车，主要用于收集，转运袋装生活垃圾。其特点为：能压缩、破碎垃圾，增大装载质量。经压缩，可将密度为的生后垃圾压缩到密度为。摆臂式垃圾车：该车装备有可回转的其中臂，车斗或集装垃圾选调在起重摆臂上，随起重摆臂回转、起落，实现垃圾自装自卸。其特点为：摆臂装置可以使集装垃圾箱与汽车的主体分离，实现垃圾箱的自装卸；摆臂可以使车厢倾翻来自卸垃圾。1.4 设计主要内容微型密封式垃圾车主要设计的是密封式车厢的结构和液压举升机构。其中，车厢的设计包括：车厢尺寸参数的确定、车厢材质的选择以及车厢内壁的防腐处理。液压举升机构的设计包括：液压缸的选择、举升机构结构形式选择、液压油泵选择、举升机构的优化设计、整车性能分析。第2章 长安微型密封式垃圾车的总体设计2.1整车主要参数的确定2.1.1尺寸参数(1)外廓尺寸外廓尺寸指的是整车的长、宽、高，由所选的汽车底盘及工作装置决定，但最大尺寸需要满足法规要求。在我国gb1589-93汽车外廓尺寸的界限中有明确的规定。我所设计的长安微型密封式垃圾车根据其底盘可知该车外形尺寸为：长3530mm，宽1450mm，高1740mm。 (2)轴距 轴距影响到车辆的总长，最小转向直径、纵向通过半径、轴荷分配。综合设计考虑微型密封式垃圾车轴距选用2000mm。 (3)轮距 轮距影响整车的总宽，横向通过半径、转向时的通道宽度以及车辆的横向稳定性，所以轮距要与车宽相适应，设计的微型密封式垃圾车了的轮距为1200mm左右。 (4)前、后悬汽车的前、后悬直接影响汽车的接近角和离去角，一般要求在25以上，最少不小于20。所设计汽车需满足车辆接近角和轴荷分配的要求；后悬应满足车辆离去角和轴荷分配的要求。确定微型密封式垃圾车的前悬为805mm，后悬为715mm。2.1.2二类底盘的选择以及参数的确定(1)底盘的选择根据设计要求的外形尺寸选用长安sc1016aa30f底盘作为密封式垃圾车的底盘。(2)底盘参数表一 底盘参数类型依据标准轴数轴距轮胎数二类gb-18352-200122000mm4整车外廓规格长宽高sc1016aa30f底盘参数3500mm1400mm1715mm汽车轮距规格前后总质量整备质量1215mm1200mm1390kg565kg前排乘客数前悬后悬接近角离去角2805mm695mm28.433发动机型号功率最高车速轮胎规格弹簧片数jl462q329kw94km/h145r12lt/52.2 车厢的总体设计及质量参数确定2.2.1车厢的尺寸确定已知车厢的容积为2-3m3，根据外廓尺寸： 确定密封车厢的尺寸。同时，为了保证良好的密封性能确定密封车厢设计为矩形。初步确定车厢尺寸为长：2279mm：宽：1350mm：高：1027mm。表二 车厢尺寸车厢长度/mm2279mm车厢宽度/mm1350mm车厢高度/mm1027mm普通自卸车车厢多数为矩形，钢板的厚度多为底8边4前4后5(mm)由于所涉及的车厢为矩形，所以可选用厢顶与厢底厚度为8mm前端厚度为4mm，后端厚度为5mm。 (2.1)车厢体积，规定车厢容积为，而满足规定，故车厢尺寸满足要求。2.2.2整车质量参数确定自卸式垃圾车整车整备质量是指装备齐全、加够燃料、液压油和冷却液的空车质量。它一般是二类底盘整备质量与改装部分质量的总和，是自卸式垃圾车总体设计的重要设计参数之一。 自卸式垃圾车总质量是指装备齐全，包括驾驶员，并按规定装满货物的质量。其值可按下式确定 (2.2)式中自卸式垃圾车总质量(kg)； 自卸式垃圾车整车整备质量(kg)； 装载质量(kg)； 驾驶员质量(kg)，按65kg人计算。 自卸式垃圾车质量利用系数是指装载质量与整车整备质量之比该系数是一项评价汽车设计、制造水平的综合性指标。因此，新车型设计时，就应力求采用新工艺、新材料、新技术，不断减轻汽车自身质量，提高汽车性能。通常由二类货车底盘改装的自卸式垃圾车(0。取=175mm。再以e为圆心，为半径画孤交线于点。连，即为液压缸中心线在举升角时的位置。点坐标为(3530，94)，。(5)车厢放平时拉杆与三角臂铰接点的确定连接，并将绕点向上转50角转到点。以为圆心，为半径画弧，再以e为圆心，以液压缸自由长度与最大有效工作行程之和为半径画弧，两弧交于b点，连接eb和bc，作,一般(68)，又以为顶点，为边，作，根据结构允许尺寸，取，连接，由此确定点的坐标为(3615，-152)，即和分别为和时三角架所处的位置。(6)拉杆与副梁铰接点d及拉杆长度的确定已知所作的垂直平分线交线于d点，调整d点位置使为整数，最后确定d点坐标为(2170，75)。拉杆长度=1480mm。 用作图法初选出各铰支点位置后，需要对不同举升角作运动轨迹校核。如果出现点至车厢底板距离小于点至车厢底板距离的情况，则应加大线与轴平行线的夹角的数值，重新计算各铰支点参数值。第二步：令自变量在0之间变化，将作图法的结果代入并用解析法解出一系列液压缸推力和拉杆的拉力，然后进行比较，选取最大液压缸推力和拉杆的拉力作为设计液压系统压力和拉杆强度计算的依据，如图3所示，坐标原点0点为车厢后铰支点。点、为举升角为零度时三角臂三顶点及液压缸下铰支点的位置，它们的坐标值已由第一步得出；点、为举升角为任意角时的三角臂三顶点。d是拉杆ad的后铰支点。其坐标值也由第一步得出。为为零度车厢满载时质心，根据自卸车结构参数，可得坐标(1664，879)。图3前推连杆组合式举升机构的受力分析 当举升角为时，点(三角臂与车厢底部铰支点)坐标和为： 当举升角为时，a点坐标值和为： 当举升角为时，点坐标值和为： 当举升角为任意角时，举升质量质心g点坐标和为：考虑到机构在初始位置时车厢内货物最多，阻力矩也最大，车厢启动时又有惯性阻力作用，此时液压缸推力较大。因此，下面以初始位置为例对液压缸推力和拉杆挣力的计算过程进行分析 在举升角=0时，直线和直线的方程分别为 (3.3) (3.4) 和交点的坐标可以通过联立求解式(4-15)和式(4-16)求解，即得=2821,=28。 在举升角=0时，点o至直线的距离为 (3.5) 取车厢作为分离体，根据力矩平衡得式中被举升的重力(n)； 作用在直线方向的力(n)。 在举升角=0时，点至直线的距离为 在举升角=0时，点至直线的距离为 取三角臂为分离体，根据力矩平衡，得式中，对应任意举升角=0时的液压缸推力(n)。 在举升角=0时,点至直线的距离为 在举升角=0时，点至直线的距离为: 取三角臂为分离体，根据力矩平衡，得:3.6液压缸的选择自动倒泄垃圾结构用多级液压缸有tg、tmg和tsg三个系列。其中tg系列为单位用式、tmg系列为末级双作用式、tsg系列为双作用式多级液压缸。适用于工程及矿山用自动倒泄垃圾结构和特种车辆车厢的后卸、侧卸和三向卸。（1）型号说明4 tg-e 1501500 eq 伸出级数：4级液压缸型式tg-单作用式多级液压缸tmg-末级双作用式多级液压缸tsg-双作用式多级液压缸压力级 e-16mpa伸出套筒最大外径（mm）总行程（mm）安装方式eq-上端球铰，下端耳环；ee-两端耳环；qq-两端球铰；zq-上端秋铰，中部耳轴。(2)性能参数多级液压缸的套筒(柱塞)外径分别为60,80,100,120,150,180和210mm共七种；伸出级数为26级；单级行程1251500mm共16个行程等级(符合国家标准gb2349-80)额定压力16mpa。tg系列多级液压缸性能参数型号级数单级行程总行程安装中心距范围全伸后中心距*tg-e*qq3300500900150052574014252240*tg-e*ee251603003201500340495660 199026750150014007200104019502440915034006301200189067094018702830267001500140072001060198024609180*tg-e*zq2516030032015001251604451660*tg-e*eq267001500140072001050196024509160*tg-e*qq33006309001890650101015502900*tg-e*ee234008008002400760135015603750根据上表选定液压缸为3tg-1170-ee,该液压缸全伸够中心距为1700 mm，安装中心距为530.其三级行程分别为400 mm、385 mm、385 mm。油缸举升力p的确定自卸车的油缸举升力必须保证最大举升质量时所需的举升力矩。油缸推力p对货箱翻转中心产生的举升力矩mp与举升总质量m对翻转中心的阻力矩mw应取得