HQ3090Z高位自卸汽车改装设计【汽车类】【5张CAD图纸】【优秀】

HQ3090Z高位自卸汽车改装设计

59页 25000字数+说明书+开题报告+5张CAD图纸

HQ3090Z高位自卸汽车改装设计开题报告.doc

HQ3090Z高位自卸汽车改装设计说明书.doc

举升支架.dwg

副车架.dwg

固定支架.dwg

总装图.dwg

车厢.dwg

摘  要

高位自卸汽车是专用自卸汽车一种，主要用于运输散装并可以散堆的货物（如沙、土、以及农作物等），还可用于运输成件的货物，主要服务于建材厂、矿山、工地等。高位自卸汽车主要装备有车厢举升和倾卸机构，特别适合高货台卸货作业，使用方便，具有高度机动性和卸货机械化的特点

本文在绪论中阐述了高位自卸汽车改装设计的目的和意义、发展状况以及应用前景以及本次设计的主要内容和总体技术路线。接着分析论证了一种总质量为9t的高位自卸汽车的总体设计方案，对其二类底盘的选型分析、副车架的设计、举升机构、倾卸机构和后厢门开合机构都做了详细说明论述。还包括主要机构的方案分析和选择、运动分析、动力学分析以及强度和刚度的计算校核， 简单介绍了液压系统的设计计算方法和过程以及液压产品的选型。最后对改装完成后的高位自卸汽车进行了必要的动力性、燃油经济性和稳定性等主要整车性能的计算分析，计算记过表明整车性能满足要求。

关键词：专用车设计；高位自卸车；副车架；举升机构；总体布置

ABSTRACT

High dump truck is a private dump trucks, mainly for the transport of bulk and bulk cargo (such as sand, soil, and agricultural crops, and so on), can also be used to transport goods, main services in the building materials factory, mine, site etc. High dump truck mainly equipped with car lift and dump bodies, particularly suitable for high discharge of domestic jobs, easy to use, with a high degree of mobility and discharge characteristics of mechanization.

Outlined in the introduction to this article in the high purpose and significance of dump truck design modifications, development status and application prospect and the main content, and overall design of this technique. Then analysis demonstrates a total quality is 9t of high level design of dump truck, chassis selection analysis of second class, Vice-frame designs, lifting bodies, dump bodies and back door opening-closing mechanism, made a detailed exposition. Also includes analysis of the principal organs of the programmes and selected, movement analysis, dynamic analysis and calculation of strength and stiffness checking to briefly explain the calculation method for design of hydraulic system and process, and selection of hydraulic products. Last modified high dump truck after the completion of the necessary power, fuel economy and stability calculation of main performance analysis, calculation of demerit that performance to meet the requirements.

Keywords: Special Vehicle Design；High Tipper; Deputy Frame；Lift Mechanism； General Layout                    

目    录

摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract ………………………………………………………………………………Ⅱ

第1章 绪论……………………………………………………………………………1

   1.1课题研究的目的及意义…………………………………………………………1

1.2 课题的国内外研究现状…………………………………………………………2

1.3 设计的主要内容及实施计划……………………………………………………3

1.3.1设计的主要内容……………………………………………………………3

1.3.2设计的技术路线……………………………………………………………4

第2章 总体设计…………………………………………………………………………5

2.1专用汽车总体布置原则…………………………………………………………5

2.2 二类底盘的选择…………………………………………………………………6

2.3车厢设计…………………………………………………………………………7

  2.3.1车厢的结构形式……………………………………………………………7

  2.3.2车厢的设计规范及尺寸选定………………………………………………8

  2.3.3车厢重量的计算……………………………………………………………9

   2.4 副车架的设计……………………………………………………………………10

      2.4.1 副车架的截面形状及尺寸………………………………………………10

      2.4.2 加强板的布置……………………………………………………………11

      2.4.3 副车架的前端形状及安装位置……………………………………………11

      2.4.4 纵梁与横梁的连接设计……………………………………………………13

2.4.5 副车架与主车架的连接设计………………………………………………14

2.5质量参数的确定…………………………………………………………………15

  2.5.1额定装载质量………………………………………………………………15

2.5.2整车整备质量………………………………………………………………15

  2.5.3总质量Ma…………………………………………………………………15

2.6本章小结…………………………………………………………………………15

第3章 主要机构及零件设计…………………………………………………………16

3.1高位举升机构的设计计算………………………………………………………16

3.1.1剪式高位自卸汽车的设计分析……………………………………………16

3.1.2 L式高位自卸汽车的设计分析……………………………………………18

3.1.3论证方案……………………………………………………………………18

3.2  L型举升机构的运动分析及主要参数的确定…………………………………19

3.2.1举升油缸和同步油缸主要参数确定………………………………………19

3.2.2举升杠杆的受力分析………………………………………………………20

3.2.3高位举升和倾卸机构的受力分析…………………………………………21

3.2.4举升杠杆的校核……………………………………………………………22

3.3倾卸机构设计……………………………………………………………………25

3.4最大举升角的确定………………………………………………………………27

3.5 本章小结…………………………………………………………………………28

第4章 液压系统的设计……………………………………………………………30

4.1举升油缸与同步油缸的设计计算………………………………………………30

4.2油缸主要参数的确定及选择……………………………………………………31

4.2.1液压系统压力的确定………………………………………………………32

4.2.2液压系统的最大流量确定…………………………………………………33

4.2.3液压控制系统………………………………………………………………33

4.3本章小结…………………………………………………………………………35

第5章 整车性能计算分析…………………………………………………………36

5.1动力性计算………………………………………………………………………36

5.1.1发动机外特性………………………………………………………………36

5.1.2汽车的行驶方程式…………………………………………………………38

  5.1.3动力性评价指标的计算……………………………………………………41

5.1.4高位自卸汽车整车动力性计算……………………………………………43

5.2燃油经济性计算…………………………………………………………………46

5.3高位自卸汽车稳定性计算………………………………………………………47

5.4高位自卸汽车运输状态稳定性计算……………………………………………47

5.5高位自卸汽车卸货时稳定性计算………………………………………………48

5.6 本章小结…………………………………………………………………………49

结论………………………………………………………………………………………50

参考文献 ………………………………………………………………………………52

致谢………………………………………………………………………………………53

附录……………………………………………………………………………………54

第1章 绪    论

1.1课题研究的目的及意义

自卸汽车在土木工程中，常同挖掘机、装载机、带式输送机等联合作业，构成装、运、卸生产线，进行土方、砂石、松散物料的装卸运输。由于装载车厢能自动倾翻一定角度卸料，大大节省卸料时间和劳动力，缩短运输周期，提高生产效率，降低运输成本，并标明装载容积。是常用的运输机械。自卸汽车具有高度机动性和卸货机械化等优点，通常与铲式装卸机、挖掘机或皮带运输机等配套使用，实现装卸机械化，从而可以大大缩短装卸时间，提高运输效率并可以节省劳动力，减轻劳动强度。

自卸汽车自20世纪初出现以来，不断发展，日趋完善，已经成为当今货物运输的主要车辆之一。按卸货方式分类，有后倾式、侧倾式、三面倾卸式、底卸式，以及货厢升高后倾式等多种形式。其中以后倾式应用最广。侧倾式仅适用于狭窄与卸货方向变换困难场合。货厢升高后倾式适用于货物堆集、变换货位和往高处卸货的场合。底卸式和三面倾卸式用于少数特殊场合。随着汽车制造业的发展，自卸汽车不断采用新材料、新工艺，提高其质量利用系数，具有较大的速度范围和较高的传动效率，控制与操纵更完善，更方便[1]。

专用自卸汽车是针对专门用途设计的，是在普通自卸汽车的基础上增设特定的机构来实现自己的功能，因此结构上专用自卸汽车比普通自卸汽车复杂，如摆臂式自装卸汽车、自装卸垃圾车、高位自卸汽车等。高位自卸汽车是在普通自卸汽车的基础上，保留原车的二类底盘，在副车架与车厢中间增设举升机构和托架，使车厢随举升机构上升平移到一定高度。将倾卸机构安装在托架与车厢之间，待车厢平移到预定高度后将车厢倾斜一定角度卸货。卸货完毕，车厢恢复水平位置，最后平移下降到原始位置，或者角度复位与平移下降复位同步进行[2]。

高位自卸汽车的专用装置由举升机构、倾斜机构和液压系统三大部分组成，其中举升机构的作用是将车厢平移到一定高度，从而实现在该高度进行卸货。举升机构有多种形式，常见的有L型举升机构、剪式举升机构以及平行四边形举升机构等多种形式。倾卸机构的作用是将车厢倾斜一定角度是货物因重力作用而自动倾卸，卸货之后能使车厢平稳的降落在托架上。它的结构有直推式和连杆组合式两种。举升机构和倾卸机构均采用液压能作为实现举升和倾翻的动力源。液压系统一般由液压泵、控制阀、 限位阀、举升油缸等组成，是设计的重要部分。

目前国内生产的自卸汽车大多为普通自卸汽车。其卸货方式为散装货物沿汽车大梁卸下，卸货的高度都是固定不变的。如果需要货物写到较高处或使货物堆积的较高些，目前的自卸汽车就难以满足要求。如：石料厂、建筑工地、火车车厢卸货等。货物一堆堆的倾卸在货场，占地面积较大。如想将货物堆积的更高些，还需要有铲土机等机械。这样将会延误工时，影响正常的工作、生产，为此就需要设计一种高位自卸汽车，它能将车厢举升到一定高度后再倾卸车厢卸货，以满足不同卸货高度的需要。            

高位举升和倾卸机构都是自卸汽车举升机构的重要组成部分，其设计质量直接影响自卸汽车的使用性能。随着汽车产业的发展，汽车技术不断有新的进步，举升机构的结构形式也不断更新。若能够将不同类型的举升机构按其各自的特点配备到与之相适应的自卸汽车上，则无论是自卸汽车的工作性能，还是举升机构的使用效率，都会得到很大的改善。因此，如何选择合适的举升机构，成为自卸汽车设计的主要问题。自卸车的设计应该根据国家的相关法规、汽车车型、市场需求、产品的技术发展趋势和企业的产品发展规划进行。选型时应在对同类产品进行深入的市场调查、使用调查、生产工艺调查、样车结构分析与性能分析及全面的技术、进行分析的基础上进行。设计布置的时候应从已有的基础出发，对原有车型和市场上的其他车型进行分析比较，继承优点，消除缺陷，采用已有且成熟可靠的先进技术与结构，开发新车型。应遵守有关标准、规范、法规、法律，不得侵犯他人专利。选用部件的时候应力求零件标准化、部件通用化、产品系列化。

1.3设计的主要内容及实施计划

1.3.1设计的主要内容

设计的基本内容，拟解决的主要问题：

1、研究的基本内容

（1）研究高位自卸汽车的组成、结构与设计；

（2）进行二类底盘选择；

（3）进行L型高位自卸汽车的总体结构布置；

（4）进行举升机构详细设计、倾斜机构设计、液压系统设计、辅助装置设计；

（5）整车性能计算分析。

2、拟解决的主要问题

（1）专用车辆的总体布置

（2）二类底盘的选择

（3）高位自卸汽车举升机构的设计

（4）高位自卸汽车翻转机构的设计

（5）高位自卸汽车液压系统的设计

（6）高位自卸汽车后箱门打开机构的设计

（7）高位自卸汽车取力器的设计

（8）高位自卸汽车稳定性计算        

3、研究步骤

（1） 设计内容摘要

（2） 目录

（3） 设计研究题目意义、技术现状、存在问题及发展趋势

（4） 设计技术路线与方案

（5） 计算与分析

（6） 设计内容问题与分析

（7） 参考文献

（8） 结束语

1.3.2设计的技术路线第2章  总体设计

2.1 专用汽车总体布置原则

专用汽车总体布置的任务是正确选定整车参数，合理布置工作装置和附件。使取力装置、专用工作装置、其它附件与所选定的汽车底盘构成相互协调和匹配的整体，达到设计任务书所提出的整车基本性能和专用性能的要求。在进行总体布置时应按照以下原则：

尽量避免对汽车底盘各总成位置的变动

因为一些总成部件位置的变动，不仅会增加成本，而且也可能影响到整车性能。但有时为了满足专用工作装置的性能要求，也需要作一些改动，如截短原汽车底盘的后悬、燃油箱和备胎架的位置作适当调整等。但改变的原则是不影响整车性能。

应满足专用工作装置性能的要求，使专用功能得到充分发挥

例如气卸散装水泥罐式汽车的专用功能是利用压缩空气使水泥流态化后，通过管道将水泥输送到具有一定高度和水平距离的水泥库中。气卸水泥的主要性能指标是水泥剩余率或剩灰率，为了降低这一指标，可将罐体布置成与水平线成一定角度，如图2-1所示。但这样布置会使整车质心提高，减少了侧倾稳定角，因此2.2 二类底盘的选择

在选用底盘时，以下两个和重要的方面，一是汽车底盘价格，它是专用汽车购置成本中很大的部分，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的占有市场，企业能否增加效益问题。二是汽车底盘供货要有来源，所选用的底盘在市场上必须具有一定的保有量。

综上，选择载重量9吨的中国第一汽车集团公司生产的CA1097K2E型货车的二类底盘，该车优点明显：采购成本低、发动机养护简单、维修价格便宜，比较适合作为改装车用二类底盘。其主要参数如表2.1

表2.1  CA1097K2E型货车主要参数

主 要 参 数

车   型CA1097K2E

载 重（Kg）4805

总 重（Kg）9410

轴荷空载（Kg）前轴2180

             后轴2230

轴荷满载      前轴2725

             后轴6685

最高车速（km/h）94

六工况燃料消耗量（L/100km）15.2

等速油耗（L/100km）80km/h时≤ 20

最小转弯半径（m）16.4

制动距离（满载 车速60km/h）≤ 36.7

最高档经济车速（km/h）50～70

轴距4050

2.3 车厢设计

2.3.1车厢的结构形式

车厢是用于装载和倾卸货物。它一般是由前栏板、左右侧栏板，图2-3为典型的底板横剖面呈矩形的后倾式车厢结构。为避免装载时物料下落碰坏驾驶室顶孟，通常车厢前栏板加做向上前方延伸的防护挡板。车厢底板固定在车厢底架之上。车厢的侧栏板、前后栏板外侧面通常布置有加强筋。

后倾式车厢广泛用于轻、中和重型自卸汽车。它的左右侧栏板固定，后栏板左右两端上部与侧栏板饺接，后栏板借此即可开启或关闭。