摆臂式自装卸汽车设计【4张CAD图纸和说明书】

目  录

摘要……………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract …………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 绪论……………………………………………………………………………1
    1.1课题的研究目的和意义………………………………………………………1
1.2 课题的研究现状………………………………………………………………2
1.3 设计的主要内容与技术路线……………………………………………………4
    1.3.1 研究的基本路线…………………………………………………………4
    1.3.2 解决的主要问题…………………………………………………………4
    1.3.3 技术路线…………………………………………………………………5
第2章 方案分析和选择………………………………………………………………6
2.1底盘选择…………………………………………………………………………6
    2.1.1二类底盘选择应遵循如下原则…………………………………………6
    2.1.2 底盘选择…………………………………………………………………7
2.2 副车架的设计……………………………………………………………………8
2.3 托架的设计………………………………………………………………………11
    2.3.1 方案一……………………………………………………………………11
        2.3.2 方案二……………………………………………………………………11
        2.3.3 方案三……………………………………………………………………12
2.4 总布置方案分析与选择…………………………………………………………12
    2.4.1 总布置的原则……………………………………………………………12
    2.4.2 总布置方案的确定………………………………………………………13
2.5 液压系统的结构布置……………………………………………………………16
2.6 取力器的选用……………………………………………………………………17
    2.6.1 专用汽车取力器的总布置方案选择……………………………………17
    2.6.2 取力器的基本参数与基本结构…………………………………………20
2.7本章小结…………………………………………………………………………21
第3章 摆臂计算与分析……………………………………………………………22
3.1 摆臂的受力分析及计算…………………………………………………………22
3.2倾卸工况分析……………………………………………………………………24
3.3本章小结……………………………………………………………………25
第4章 液压系统设计与计算………………………………………………………26
4.1 液压系统工作循环………………………………………………………………26
4.2 液压系统的工作原理与机结构特点……………………………………………28
4.3 液压系统的计算与选择…………………………………………………………28
4.3 本章小结…………………………………………………………………………30
第5章 主要元件强度的校核计算………………………………………………  31
5.1副车架的强度刚度弯曲适应性校核…………………………………………  31
5.2垃圾车厢斗主要尺寸参数设计………………………………………………  38
5.3摆臂强度刚度校核……………………………………………………………  39
5.4本章小结…………………………………………………………………………46
第6章 整车性能计算与分析………………………………………………………47
6.1 发动机的动力性…………………………………………………………………48
    6.1.1 发动机的外特性…………………………………………………………48
    6.1.2 汽车的行驶方程式………………………………………………………50
6.2 动力性评价指标的计算…………………………………………………………53
6.3 摆臂自卸汽车整车动力性计算…………………………………………………55
6.4 燃油经济性计算…………………………………………………………………57
6.5 摆臂自卸汽车稳定性计算………………………………………………………59
6.5.1 摆臂自卸汽车运输状态稳定性计算……………………………………59
6.5.2 摆臂自卸汽车卸货时稳定性计算………………………………………60
6.6 本章小结…………………………………………………………………………61
结论………………………………………………………………………………………62
参考文献…………………………………………………………………………………63
致谢………………………………………………………………………………………65
附录………………………………………………………………………………………66
   附录  A外文文献原文………………………………………………………………66
   附录  B外文文献中文翻译…………………………………………………………69
   摘  要
改革开放以来，随着中国的经济高速发展，城市数量及人口显著增加，城市规模和范围不断扩大。随着城市化进程的加快，中国城市生活垃圾产量不断增长，年增长速度在过去几年曾达到5%—8%。到2001年,中国的城市生活垃圾清运量近1.4亿吨。近几年，中国城市生活垃圾清运量的增长趋势开始变缓，进入了一个低增长阶段。但是，随着城市垃圾的累积量越来越大，高效的城市垃圾处理已变的刻不容缓。
为了避免垃圾在运输中造成二次污染，因此，保持垃圾在运输过程中的全程密闭，是现代垃圾车最基本的要求。
据了解，目前国内大量使用的密闭垃圾车主要有自卸式垃圾车、摆臂式垃圾车、车厢可卸式垃圾车以及压缩式垃圾车。其中，自卸式垃圾车在市场价格上占有较大优势，但其在使用上要配备垃圾的装载车辆，增加了人力和物力的成本；车厢可卸式垃圾车，同样需要附加垃圾装载车辆，增加了运作费用；压缩式垃圾车，相当于一个流动垃圾中转站，能够把垃圾挤入车厢压实，并具有垃圾自动推卸等功能。压缩式垃圾车收集垃圾方式简便、高效、压缩比高、装载量大，特别是其突出的密闭性好、更环保等优点，被认为是垃圾车的主要发展趋势。但是我国大多城市现有的垃圾收集是定点收集方式，要变固定方式为流动方式，不仅要改变人们的习惯，还要耗费大量人力物力重建垃圾收集站。同时，垃圾车的购买大部分依靠财政拨款，资金成为又一不利因素。因此，压缩式垃圾车在很多城市无法迅速推广，只在上海、武汉、广州等大城市有较大比例的使用。而摆臂式垃圾车，能够在一定程度上集括了上述几种垃圾车的长处。该车的特点是货斗与车体分开，能够实现一台车与多个货斗联合作业，循环运输，充分提高了车辆的运输能力，特别适用于短途运输，在价格上也同样占有较大优势。
本设计针对中型汽车底盘，在其性能允许范围内，进行摆臂式垃圾车的车厢、摆臂、垃圾厢斗、车尾支腿及液压系统的加置设计，使其能够轻易完成垃圾清置部门的各项使用要求。同时，增大垃圾厢斗的盛载容积，增加一次运输垃圾货物的数量，加强实用性。
 
关键词：专用汽车；摆臂式；改装设计；计算分析；液压系统

Abstract

Arm-type dump truck is a vehicle, with its notable features has been widely used. Swing arm type truck cargo can shift the ups and downs, it also has automatic loading and unloading goods and the functions of cabinet, and two functions of a vehicle by the same device to complete the work. Because of its functional cabinet with automatic loading and unloading, loading will generally reduce the loading height to unload boxes filled with material, the box will automatically load and transport. Efficient use of transport vehicle, truck-style swing and its unique characteristics of mobile and flexible is widely used in small tonnage of goods in transit.
The main contect of the design as follows: first, it introuduces the special-purpose automobile’s development; secondly, it introuduces the analysis and choise of the project; the project includes the design of the chassis, the assistant frame , the bracket and ensuring the total project. Thirdly, it introuduces the design of special equipment, including the design of hydraulic pressure, the choise of the implement and the design of the waving arm of dumping truck. Finally, it checks all the kinds of equipment and calulates the capability of the special-purpose automobile.

Key words: Dump Truck; Arm Type; The design modifications; Analysis; Hydraulic System

第1章 绪  论
1.1课题的研究目的和意义
改革开放以来，随着中国的经济高速发展，城市数量及人口显著增加，城市规模和范围不断扩大。随着城市化进程的加快，中国城市生活垃圾产量不断增长，年增长速度在过去几年曾达到5%—8%。到2001年,中国的城市生活垃圾清运量近1.4亿吨。近几年，中国城市生活垃圾清运量的增长趋势开始变缓，进入了一个低增长阶段。但是，随着城市垃圾的累积量越来越大，高效的城市垃圾处理已变的刻不容缓。
为了避免垃圾在运输中造成二次污染，因此，保持垃圾在运输过程中的全程密闭，是现代垃圾车最基本的要求。
据了解，目前国内大量使用的密闭垃圾车主要有自卸式垃圾车、摆臂式垃圾车、车厢可卸式垃圾车以及压缩式垃圾车。其中，自卸式垃圾车在市场价格上占有较大优势，但其在使用上要配备垃圾的装载车辆，增加了人力和物力的成本；车厢可卸式垃圾车，同样需要附加垃圾装载车辆，增加了运作费用；压缩式垃圾车，相当于一个流动垃圾中转站，能够把垃圾挤入车厢压实，并具有垃圾自动推卸等功能。压缩式垃圾车收集垃圾方式简便、高效、压缩比高、装载量大，特别是其突出的密闭性好、更环保等优点，被认为是垃圾车的主要发展趋势。但是我国大多城市现有的垃圾收集是定点收集方式，要变固定方式为流动方式，不仅要改变人们的习惯，还要耗费大量人力物力重建垃圾收集站。同时，垃圾车的购买大部分依靠财政拨款，资金成为又一不利因素。因此，压缩式垃圾车在很多城市无法迅速推广，只在上海、武汉、广州等大城市有较大比例的使用。而摆臂式垃圾车，能够在一定程度上集括了上述几种垃圾车的长处。该车的特点是货斗与车体分开，能够实现一台车与多个货斗联合作业，循环运输，充分提高了车辆的运输能力，特别适用于短途运输，在价格上也同样占有较大优势。
本设计针对中型汽车底盘，在其性能允许范围内，进行摆臂式垃圾车的车厢、摆臂、垃圾厢斗、车尾支腿及液压系统的加置设计，使其能够轻易完成垃圾清置部门的各项使用要求。同时，增大垃圾厢斗的盛载容积，增加一次运输垃圾货物的数量，加强实用性。
1.2课题的研究现状
摆臂式自装卸汽车有后装卸式和侧装卸式两种。后装卸式被广泛的应用，设计摆臂式自装卸汽车时，首先要选择合适的底盘。选择底盘的主要依据是：装载质量、道路条件、运输货物的特性（如密度、安息角等）、运距等。在没有专用汽车底盘的情况下，通常选用短后悬的普通自卸汽车底盘，这有利于摆臂布置、结构紧凑。
汽车底盘选定后，摆臂式自装卸汽车的主要尺寸参数如轴距、轮距等也就随之确定了。车辆的外廓尺寸（长、宽、高）原则上不应超过选用汽车的外廓尺寸，若因布置困难略有突破，但也要控制在法规允许的尺寸界限以内。
摆臂式自装卸汽车的装载质量me随车辆用途而异。用于一般运输的摆臂式自装卸汽车，多采用中、轻型货车底盘改装而成；而工地矿山专用摆臂式自装卸汽车采用重型货车底盘改装而成。目前，国产摆臂式自装卸汽车装载质量me有2t、4.5t、8t和12t几种[2]。
摆臂式自装卸汽车的质量利用系数比所选原车的低，通常=0.9左右。摆臂式自装卸汽车的轴载质量及其分配，原则上应该与原选的车辆相接近。但是，由于增加了主要部件，例如油缸支腿、摆臂、副车架等均布置在汽车后部，容易导致后轴轴载质量超限。因此，总布置设计是应将车厢适当前移，以满足轴载质量及其分配比例符合原车要求。
摆臂式自装卸汽车的离去角最小值不能小于17o。摆臂的最大摆角是指摆臂从初始位置绕摆臂轴旋转到极限位置时摆臂所转过的角度。值决定了车厢倾卸角的大小，同时也决定了车厢起吊的深度h。因此是摆臂式自装卸汽车设计中的一个重要的参数。设计时应该根据车辆用途，并参考同类型汽车来选取。
设计时，车厢的满载吊装时间不应该超过60s。而满载吊卸时间可缩短为50s左右，吊装、吊卸时间相对整个运输过程来说是相当短的，故对运输生产率的影响不会很大，没有必要追求过快的吊装、吊卸速度。此外，过快的吊装、吊卸还会造成冲击，对液压元件提出较高的要求。
近年来国外自卸车的生产主要以重型为主，其主要原因重型车经济效益好、功率大、强度高有中小型车无法代替的优点。随着一些矿业的开发需要和运输性能、及特殊作业的要求，重型自卸车在国外得到了迅速的发展。专用底盘的专业化非常明显，例如日本丰田等大汽车公司底盘系列化专业化生产，新材料、新技术的应用越来越突出如高强度的合金和铝合金材料的应用大大减轻的整车的整备质量、提高了车辆的使用寿命。在国外，微电脑的应用已经渗透到各个领域，重型自卸车也不例外微电脑已广泛应用到发动机控制、自动变速、专用装置动力传递电器故障诊断等方面，使专用车的使用价值逐渐扩大，技术性能明显提高[3]。
随着我国西部大开发战略计划的实施，自卸车的发展也向重型化有了更进一步的发展。重型自卸车主要用于大型露天矿山和大型土木工程，西部大开发期间露天有色金属矿山和露天煤矿的开发利用大幅增长，国民基础建设更是增长迅速，对重型自卸车需求大幅增加，适用于各类矿山、水利工程，承载能力强、转弯半径小的重型车需求量尤为明显?。
如今我们的自卸车在一定条件下还不是很完善，不能满足使用需求，这样会浪费劳动力，一定程度上降低工作效率，浪费大量人力物力。摆臂式自卸车是装备有可回转的起重摆臂，车斗或集装箱悬吊在起重臂上，随起重摆臂回转、起落臂式垃圾斗，可一车多斗，带自卸功能，达到安全稳定，性能可靠。垃圾斗厢体分为按摆臂式和地坑地面两用式配置不同形式的垃圾斗。可加装密封盖，防止泄露飞扬污染，以适应不同环境使用要求，实现物体的自装自卸的专用自卸汽车。

1.3 设计的主要内容与技术路线
1.3.1研究的基本路线
本设计的目标是设计一种摆臂自卸汽车，其性能参数与所选底盘车接近。通过正确的计算，完成部部件设计选型，达到工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高的设计要求，并附之以总装配图，清楚表达设计。因此本设计主要研究的内容有：
（1）研究摆臂式自卸汽车的组成、结构与设计；
（2）进行摆臂式自卸汽车的总体结构布置；
（3）进行二类底盘选择；
（4）进行摆臂机构详细设计、倾卸机构设计、液压系统设计、辅助装置设计；
（5）整车性能计算分析；
1.3.2解决的主要问题
（1）对二类底盘的正确选择；
（2）使液压系统于翻转辅助设置保持协调性；
（3）保证装卸过程中箱体稳定。