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RL5310JJH检衡汽车改装设计【汽车专业】【5张CAD图纸+优秀毕业论文】

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RL5310JJH检衡汽车改装设计.rar

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关键词：: rl5310jjh 汽车改装设计

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RL5310JJH检衡汽车改装设计

The Graduation Design for Bachelor's Degree

Design of RL5310JJH inspection weighing vehicle

　　　　　　Candidate：ZhaoDeYu

　　　　　　　　　　　Specialty：Vehicle Engineering

　　　　　　　　　　　Class：07-11

　　　　　　　　　　　Supervisor：Associate Prof. Li Hanwu

Heilongjiang Institute of Technology

摘要

　　　检衡汽车装备有随车吊、砝码等专用设备，用于检测地中衡计量准确度的起重举升专用作业汽车。RL5310JJH计量检衡车的设计是在性能卓越、节能环保的底盘上加装随车起重专用作业装置为基础匹配而成，它采用前置平台式操作方式,经过充分研究计量检衡工况的个性化需求进行了大量的适应性设计，RL5310JJH计量检衡车集机、电、液一体化，既继承了原有检衡车的优点，又大大地弥补了过去检衡车的缺点，一种新型的高效计量检衡装备逐步替代了传统的作业系统，改变了原有装备低效低精度的情况；既节约了使用空间，又提高了检测的效率，具有高度自动化、方便、快速和高效的特点。检衡汽车的使用可以方便汽车衡的检定工作，对于推进汽车质量检定、道路违章检测工作有着重要意义。

　　　文中介绍了RL5310JJH检衡汽车的改装设计说明。对汽车衡、检衡、随车吊、起重机、液压缸、起吊支腿和辅助系统进行了详细设计，并对不同方案进行了比较分析，保证了RL5310JJH检衡汽车的先进性及实用性。叙述了在改装RL5310JJH检衡汽车过程中容易出现的问题及相关专用设备的工作原理，并对整车性能进行了分析。

关键词：专用汽车；汽车衡；随车吊；支腿；砝码

ABSTRACT

　　　Inspection balance bikes crane, car is equipped with special equipment, such as Jordan farmar, which is used to detect ground sino-scale measurement accuracy for the lifting lifting operation cars. RL5310JJH measurement inspection car design is in balance performance is remarkable, energy conservation and environmental protection chassis mounted crane special assignment device bikes for a based matching, it adopts front platform utility operating mode, after a full study by the balance measuring personalized needs working on a large adaptability optimizing design, RL5310JJH measurement inspection value car set machine, electricity, liquid integration, inherits the advantages of balance in the original inspection car, and greatly offset by the balance in the past shortcoming, car a new high-efficiency measurement screening scale equipment gradually replaced traditional operation system, change the original equipment of low accuracy, low Both saved the use of space, and improve the detection efficiency, with high automation, convenient, fast and efficient characteristics. Inspection value car usage can convenient truck scale, the verification work for promoting automotive quality verification, road violation detection work has important significance.

　　　This paper introduces RL5310JJH inspection car modified design elucidation balance. For truck scale, examining value, the accessory cranes, cranes, hydraulic cylinder, lifted a leg and auxiliary system of detailed design, and makes a comparative analysis of different schemes RL5310JJH inspection, guarantee the advanced and practical value car. RL5310JJH described by the modification process of balance in the car of the problems and related to the working principle of special equipment, and the vehicle performance is analyzed.

Keywords ：Special Automobile ；Truck Scale ；Accessory Condole ；A Leg ；Farmar

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1改装RL5310JJH检衡汽车的目的和意义1

1.2 国内外现状2

1.2.1 国外发展现状2

1.2.2 国内发展现状3

1.3 课题主要内容4

第2章汽车衡的介绍6

2.1 汽车衡6

2.1.1汽车衡的概念及分类6

2.1.2 汽车衡结构6

2.1.3 汽车衡特点6

2.2 地中衡7

2.2.1地中衡概念7

2.2.2地中衡的组成8

2.2.3地中衡的分类8

2.2.4地中衡的结构8

2.2.5地中衡的功能9

2.3 静态汽车衡9

2.3.1静态汽车衡结构组成及工作原理9

2.4 汽车衡分度数10

2.4.1．国内现状10

2.4.2. 结构的要求11

2.4.3. 检定分度值等于实际分度值的原因11

2.4.4．分度值的影响因素12

2.5 检衡12

2.6 本章小结12

第3章方案设计分析13

3.1 二类底盘选型13

3.1.1 二类底盘初选13

3.1.2 二类底盘装载质量的校核15

3.2总体布置设计15

3.2.1专用汽车总布置原则15

3.3汽车主要尺寸参数确定16

3.3.1整车总布置图的绘制及各总成的布置16

3.3.2整车布置的基准线-零线的确定17

3. 4 本章小结18

第4章检衡汽车详细设计计算19

4.1 随车吊的布置19

4.2 随车吊的选型方案分析19

4.3起重装置的参数选择与设计20

4.3.1起重量20

4.3.2起升高度20

4.3.3幅度21

4.3.4工作速度21

4.3.5起重力矩22

4.4起吊支腿设计计算22

4.4.1支腿型式22

4.4.2支腿支承点位置确定的原则23

4.4.3 H形支腿液压系统特点24

4.4.4支腿压力设计计算和支承液压缸的选择24

4.5 液压泵及液压控制阀的选择25

4.5.1 液压泵流量及排量的确定25

4.5.2 液压传动系统26

4.6 液力马达的选型28

4.7本章小结28

第5章辅助系统设计29

5.1 取力器的选择29

5.1.1取力器取力方式的确定29

5.1.2取力器基本参数确定29

5.2主车架改装30

5.2.1车架的钻孔和焊接30

5.2.2主车架加强板的设计32

5.3 副车架的设计33

5.3.1副车架的截面形状及尺寸33

5.3.2加强板的布置34

5.3.3副车架的前端形状及安装位置34

5.3.4纵梁与横梁的连接设计35

5.3.5副车架与主车架连接设计36

5.3.6副车架的强度校核37

5.4整车质量控制装置38

5.4.1质量参数38

5.5本章小结40

第6章整车性能分析41

6.1 汽车动力性能分析41

6.1.1 发动机的外特性41

6.1.2 汽车的行驶方程式43

6.1.3 动力性评价指标的计算45

6.2 燃油经济性计算47

6.3静态稳定性计算47

6.4本章小结48

结论49

参考文献50

致谢52

附录53

附录A53

附录B60

第1章绪论

1.1改装RL5310JJH检衡汽车的目的和意义

　　　检衡汽车——装备有随车吊、砝码等专用设备，用于检测地中衡计量准确度的起重举升专用作业汽车。顾名思义，随车吊是随车起重机和底盘组合在一起的一种运输装置。是由起重臂，起重臂支架，机架（汽车主车架和起重机的连接架），回转机构，卷扬装置，液压支腿，液压缸等部分组成。由变幅,升缩，回转等形式来实现随车吊的机械动作。起重臂是改变工作半径和举升高度的。回转是改变起重的方向。支腿是增加其稳定性。力矩是连接起重臂和机架支腿的重要部分。机架的固定回转支承和支腿和配油器等部件的。随车吊又名随车起重运输车，是装有随车起重机能实现货物自行装卸和运输的专用汽车，它广泛适用于市政建设、煤矿工程、园林绿化等基建材料与其它设备的吊装及运输。随车吊可左右操作,可正反360度旋转,也可全方位旋转,可选择直臂或折臂式吊机。地中衡是可将汽车、马车等和所载货物一同称重的杠杆秤。称量汽车或畜力车载重量的衡器。检衡汽车在开展检衡车检定工作中，统筹安排，科学制定检定计划，调整检定周期，充分发挥了检衡车的技术支撑作用，服务地方经济取得了明显成效：一是检定成本大为降低。利用检衡车机动灵活的优势，高效快捷地为企业上门服务，节省了砝码搬运费，据测算，仅此一项每年就节约检定成本20多万元。二是工作效率明显提高。借助电子汽车衡高效检测能力，汽车衡检定工作变过去需配置6-8名检定人员，平均每天检1.5台电子汽车衡，为现在4人每天能检3台电子汽车衡，工作效率提高了一倍。三是服务能力明显增强。由于过去缺乏动态计量衡器检定设备，对受检汽车衡器的快速反应能力较低，业务发展受到限制，辖区内动态汽车衡检定业务被迫转让给外地技术机构。现在配置了检衡车，技术装备得以完善，技术检测能力进一步增强，受限业务重新收回，为计量传统检定项目持续发展，服务地方经济，打下了坚实基础。

　　　本次RL5310JJH计量检衡车的设计是在性能卓越、节能环保的底盘上加装随车起重专用作业装置为基础匹配而成，它采用后置平台式操作方式,经过充分研究计量检衡工况的个性化需求进行了大量的适应性优化设计。RL5310JJH计量检衡车集机、电、液一体化，既继承了原有检衡车的优点，又大大地弥补了过去检衡车的缺点，一种新型的高效计量检衡装备逐步替代了传统的作业系统，改变了原有装备低效低精度的情况；既节约了使用空间，又提高了检测的效率，具有高度自动化、方便、快速和高效的特点。检衡汽车的使用可以方便汽车衡的检定工作，对于推进汽车质量检定、道路违章检测工作有着重要意义。

1.2 国内外现状

1.2.1 国外发展现状

　　　国外现状:目前，国际上有瑞典、意大利、奥地利、德国、美国、日本、加拿大等国家的十几家公司生产的几十种规模型号的随车吊的检衡汽车，主要以欧洲为主。欧洲从20世纪40-50年代开始生产随车起重机，主要厂商有瑞典、意大利、奥地利、德国、等；亚洲生产随车起重机厂商主要有加藤（日本）、多田野（日本）、由尼克（日本）；美洲生产随车起重机厂商主要有GROVE等。这些都是世界知名的生产随车起重机的公司，各公司都形成了功能多元化、品种系列化、机电液控制一体化的产品体系，最大起重量已超过60t，吊臂长度已超过30m，最大起重力矩已超过1000KNm。下面就几家著名的随车起重机厂家的产品特点进行具体分析。

全部文件.jpg

总装图.gif

砝码支架.gif

副车架.gif

起重机机架.gif

液压传动系统.gif

字数统计.jpg

内容简介：: SY-025-BY-2毕业设计（论文）任务书学生姓名赵德雨系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程 07-11 指导教师姓名李涵武职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称 RL5310JJH检衡汽车改装设计一、设计（论文）目的、意义检衡汽车 inspection weighing vehicle装备有随车吊、砝码等专用设备，用于检测地中衡计量准确度的起重举升专用作业汽车。这种专用汽车的使用可以方便汽车衡的检定工作，对于推进汽车质量检定、道路违章检测工作有着重要意义。本课题的选择充分考虑了研究课题对汽车车辆工程专业学生学习和工作的指导作用，对本课题的研究能够使学生了解专用汽车改装设计方法，通过本课题的研究学生可以完成理论课程的实践总结，获得一定的工程设计工作方法。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）改装设计一种检衡汽车。总质量31 000Kg，满足专用汽车相关设计要求。要求正确进行二类底盘的选择、主要参数数据齐备、进行二类底盘选型分析、产生具有实践意义的选型总结；要求进行车辆的总体布置，用总布置草图表达主要底盘部件的改动和重要工作装置的布置；要求进行检衡汽车的详细设计，在正确计算的基础上，完成部部件设计选型，要求工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高；要求进行气卸装置设计计算选型；完成总装配图，清楚表达设计。要求完成整车性能分析计算，以评价和分析整车设计情况。针对性能分析结构如有必要进行设计改进。三、设计（论文）完成后应提交的成果全部图纸均要求计算机绘图；合计图量A0 3张以上；提交设计说明书1份，字数大于1.5万字；符合规范要求；四、设计（论文）进度安排1、调研、资料收集，完成开题报告 1、2周 2、方案设计与分析、二类底盘选型（调研与分析）第3、4周 3、总布置设计；第5周 4、起重装置设计计算选型第6周 5、起重装置辅助装置设计计算；第7周6、整车质量控制装置设计计算选型第8周 7、辅助系统设计第9周 8、完成设计图纸第10、11周 9、整车性能计算分析；整车设计修正；第12周 10、完成设计说明书的撰写第13周11、提交指导教师审核、修正设计第14周 11、设计评阅、修改第15周、第16周 12、毕业设计答辩准备及答辩第17周五、主要参考资料1、期刊类：道路与公路类，筑路机械或工程机械类，交通工程类，有关大学学报等（五年内）。2、科技图书和教材：机械设计类、制图类、及相关专业书；推荐：徐达.专用汽车结构与设计.北京：北京理工大学出版社；3、设计手册：机械设计手册等；4、网络资源：检索关键词：粉罐汽车，专用汽车改装设计等；其它：相关产品广告，参观有关产品展览会。六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日SY-025-BY-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名赵德雨系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程B07-11指导教师姓名李涵武职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称RL5310JJH检衡汽车改装设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、研究现状：国外现状:目前，国际上有瑞典、意大利、奥地利、德国、美国、日本、加拿大等国家的十几家公司生产的几十种规模型号的随车吊的检衡汽车，主要以欧洲为主。国内现状:近几年来，随车吊在国内市场的产销总量增长势头更猛，目前的市场总量约为台。全国生产随车吊的厂家约有多家，主要企业有徐州随车吊公司、石家庄煤矿机械厂、山西长治清华机械厂、武汉汽车起重机厂、湖南专用汽车制造厂等。近两年来，依靠技术创新，取得了较快发展，在国内处于领先地位，成为我国随车吊行业的后起之秀.随着汽车工业和交通、物流业的发展，社会对汽车的运输效率、经济性提出了越来越高的要求，汽车的专用化趋势也越来越明显。现代检衡汽车的发展趋势越来越快，目前就有很多企业生产检衡车,例如一汽（四川）专用汽车有限公司成产制造的SCZ5310JJH计量检衡车；南京汽车改装有限公司生产制造的浩达QYC5310JJH计量检衡车；湖北程力专用汽车有限公司生产制造的欧曼前四后八计量检衡车CLW9401JJH型计量检衡半挂车；徐工工程机械集团有限公司生产制造的XZJ5311JJH徐工计量检衡车、XZJ5250JJH徐工计量检衡车、XZJ5200JJH徐工计量检衡车；南京特种汽车制配厂生产制造的金龙牌NJ5310JJH计量检衡车；长治清华机械厂生产的强华牌QHJ5311JJHH计量检衡车、广州番禺超人运输设备事业有限公司生产制造的PC5230JJH超雄计量检衡车、PC5161JJH超雄计量检衡车、PC5251JJH超雄计量检衡车、PC5310JJHLZ超雄计量检衡车、PC5250JJH超雄计量检衡车、PC5160JJHLZ超雄计量检衡车、PC5312JJH超雄计量检衡车、PC5311JJH超雄计量检衡车、PC5313JJH超雄计量检衡车、PC5310JJH超雄计量检衡车、PC5150JJH超雄计量检衡车等。现代的检衡汽车正在向着使用方便、快捷、高效，节能的方向发展。2、选题目的和意义：检衡汽车 inspection weighing vehicle装备有随车吊、砝码等专用设备，用于检测地中衡计量准确度的起重举升专用作业汽车。顾名思义，随车吊是随车起重机和底盘组合在一起的一种运输装置。是由起重臂，起重臂支架，机架（汽车主车架和起重机的连接架），回转机构，卷扬装置，液压支腿，液压缸等部分组成。由变幅,升缩，回转等形式来实现随车吊的机械动作。起重臂是改变工作半径和举升高度的。回转是改变起重的方向。支腿是增加其稳定性。力矩是连接起重臂和机架支腿的重要部分。机架的固定回转支承和支腿和配油器等部件的。随车吊（truck mounted crane）又名：随车起重运输车，是装有随车起重机能实现货物自行装卸和运输的专用汽车，它广泛适用于市政建设、煤矿工程、园林绿化等基建材料与其它设备的吊装及运输。随车吊可左右操作,可正反360度旋转,也可全方位旋转。采用军工品质生产,质量可靠,寿命长,工作速度快. 相关车型有2吨、3.2吨、4吨、5吨、6.3吨、8吨、10吨、12吨、16吨吊机可供选择,可选择直臂或折臂式吊机。地中衡是可将汽车、马车等和所载货物一同称重的杠杆秤。称量汽车或畜力车载重量的衡器。检衡汽车的使用可以方便汽车衡的检定工作，对于推进汽车质量检定、道路违章检测工作有着重要意义。检衡汽车在开展检衡车检定工作中，统筹安排，科学制定检定计划，调整检定周期，充分发挥了检衡车的技术支撑作用，服务地方经济取得了明显成效：一是检定成本大为降低。利用检衡车机动灵活的优势，高效快捷地为企业上门服务，节省了砝码搬运费，据测算，仅此一项每年就节约检定成本20多万元。二是工作效率明显提高。借助电子汽车衡高效检测能力，汽车衡检定工作变过去需配置6-8名检定人员，平均每天检1.5台电子汽车衡，为现在4人每天能检3台电子汽车衡，工作效率提高了一倍。三是服务能力明显增强。由于过去缺乏动态计量衡器检定设备，对受检汽车衡器的快速反应能力较低，业务发展受到限制，辖区内动态汽车衡检定业务被迫转让给外地技术机构。现在配置了检衡车，技术装备得以完善，技术检测能力进一步增强，受限业务重新收回，为计量传统检定项目持续发展，服务地方经济，打下了坚实基础。RL5310JJH计量检衡车是在性能卓越、节能环保的底盘上加装随车起重专用作业装置为基础匹配而成，它采用后置平台式操作方式,经过充分研究计量检衡工况的个性化需求进行了大量的适应性优化设计。RL5310JJH计量检衡车集机、电、液一体化，既继承了原有检衡车的优点，又大大地弥补了过去检衡车的缺点，一种新型的高效计量检衡装备逐步替代了传统的作业系统，改变了原有装备低效低精度的情况；既节约了使用空间，又提高了检测的效率，具有高度自动化、方便、快速和高效的特点。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题一、基本内容(一)改装设计一种检衡汽车，总质量31 000Kg，必须满足专用汽车相关设计要求。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。通过调研，收集材料，选择最优方案来进行对检衡汽车的设计。(二)要求正确进行二类底盘的选择、主要参数数据齐备、进行二类底盘选型分析、产生具有实践意义的选型总结；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。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计。二类汽车底盘，即在基本型整车的基础上，去掉货箱。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。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。在专用汽车底盘或总成选型方面，一般应满足下述要求： 1）适用性2）可靠性， 3）先进性， 4）方便性。通过设计多个方案，进行选择、分析、判断然后选择出最优方案。(三)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。为以后的设计打下一个良好的基础。(四)要求进行车辆的总体布置，包括绘制总布置草图，并校核初步选定的各部件结构和尺寸是否符合整车尺寸和参数的要求，以寻求合理，最优的总布置方案。绘图前要确定画图的基准线(面)。确定整车的零线(三维坐标面的交线)、正负方向及标注方式，均应在汽车满载状态下进行，并且绘图时应将汽车前部绘在左侧。用总布置草图表达主要底盘部件的改动和发动机的布置，传动轴的布置，电器装置的布置，还有其他附件的布置例如(消声器,燃油箱,备胎架,后保险杠,防护装置,阀门箱及泵箱)的布置，以便更清楚表达检衡汽车的总体布置；(五)要求进行检衡汽车的详细设计，例如起重装置设计计算选型，起重装置辅助装置设计计算，整车质量控制装置设计计算选型及辅助系统设计，通过对各个装置的设计以及要达到所要设计检衡汽车的要求，在正确计算的基础上，完成各部件设计选型，要求工艺合理、小批量加工容易、成本低、工作效率高，可靠性强。(六)完成总装配图，运用CAD,及机械制图的知识清楚表达检衡汽车改装设计。(七)要求完成整车性能分析计算，以评价和分析整车设计情况。针对整车的性能分析计算，若有什么问题，需要进行设计改进。(八)、完成毕业论文。二、拟解决的主要问题1）要解决CAD各个快捷键使用方法；2）二类底盘的选择方案；3）总体布置设计；4）整车性能的分析三、技术路线（研究方法）具体技术路线如下图：1.1完成设计说明书的撰写总体布置设计（底盘改装部件，发动机，传动轴电器装置，其他附件的布置）起重装置辅助装置设计计算整车质量控制装置设计计算选型整车性能计算分析；整车设计修正动力性经济性通过性平顺性操作稳定性制动性检衡汽车整车质量控制装置设计计算选型辅助系统设计运用CAD完成总装配图检衡汽车的详细设计起重装置设计计算选型初选设计方案图1.1 技术路线示意图四、进度安排1、调研、资料收集，完成开题报告；第1、2周（2月28日3月12日） 2、方案设计与分析、二类底盘选型(调研与分析)；第3、4周（3月14日3月27日） 3、总布置设计；第5周（3月28日4月3日） 4、起重装置设计计算选型；第6周（4月4日4月10日） 5、起重装置辅助装置设计计算；第7周（4月11日4月17日）6、整车质量控制装置设计计算选型；第8周（4月18日4月24日）7、辅助系统设计；第9周（4月25日5月1日） 8、完成设计图纸；第10、11周（5月2日5月15日） 9、整车性能计算分析；整车设计修正；第12周（5月16日5月22日） 10、完成设计说明书的撰写；第13周（5月23日5月29日）11、提交指导教师审核、修正设计；第14周（5月30日6月5日） 12、设计评阅、修改；第15周、第16周（6月6日6月19日） 13、毕业设计答辩准备及答辩；第17周（6月20日6月26日）五、参考文献1成大先.机械设计手册第四卷-4版-北京化学工业出版社，2002, (01)2胡民安.手动液压堆高车在汽车衡检定中的应用J. 计量与测试技术, 2010, (02) 3肖文.粮库汽车衡的使用维护J. 四川粮油科技, 2003, (04) 4唐煜.制定动态汽车衡国家计量检定规程的几个要点J. 中国计量, 2002, (06) 5祝红,韩春光.汽车衡的计量管理J. 品牌与标准化, 2009, (12) 6于跃斌.检衡车发展综述J. 铁道车辆, 2003, (02) 7李国灿.HXZ50型无基坑大台面汽车衡使用情况简介J. 林业机械与木工设备, 1983, (03) 8易源星,黄健夫,龙海洪.汽车衡计算机称量系统J. 工业计量, 1996, (06) 9李茸,王震宇.计算机在汽车衡称重系统中的应用J. 哈尔滨理工大学学报, 1998, (05) 10张立志.微机实时读取汽车衡称量数据的一种方法J. 计量技术, 2001, (03) 11罗建敏.用T_(6F)砝码检衡车检定电子汽车衡J. 铁道技术监督, 1999, (03) . 12于跃斌.检衡车发展综述J. 铁道车辆, 2003, (02) . 13陆季挺.动态电子汽车衡在高速公路限载中的使用及改进J. 山西交通科技, 1998, (01) . 14齐长江,吴崇涛. 浅谈电子汽车衡的检定和修理J. 技术监督纵横, 1999, (03) . 15周新建，电子汽车衡称重管理系统的研制J. 计算机应用研究, 1996, (06) . 16高飞鹤，轮幅式传感器在汽车衡上的应用J. 技术监督实用技术, 1994, (01) . 17盛巍,孟繁第，称重设备测试装置计量检衡车的推广应用J. 计量与测试技术, 2002, 18陈延文,糟志科，检衡车校验动态轨道衡的单片机模拟系统J. 计量技术, 2003, (07) .六、备注指导教师意见：签字：年月日毕业设计开题报告设计（论文）题目: RL5310JJH检衡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B07-11 学生姓名: 赵德雨导师姓名: 李涵武开题时间: 2011年2月28日指导委员会审查意见：签字：年月日本科学生毕业设计RL5310JJH检衡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 B07-11班学生姓名：赵德雨指导教师：李涵武职称：副教授黑龙江工程学院二一一年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeDesign of RL5310JJH inspection weighing vehicleCandidate：ZhaoDeYuSpecialty：Vehicle EngineeringClass：07-11Supervisor：Associate Prof. Li HanwuHeilongjiang Institute of Technology2011-06Harbin黑龙江工程学院本科生毕业设计摘要检衡汽车装备有随车吊、砝码等专用设备，用于检测地中衡计量准确度的起重举升专用作业汽车。RL5310JJH计量检衡车的设计是在性能卓越、节能环保的底盘上加装随车起重专用作业装置为基础匹配而成，它采用前置平台式操作方式,经过充分研究计量检衡工况的个性化需求进行了大量的适应性设计，RL5310JJH计量检衡车集机、电、液一体化，既继承了原有检衡车的优点，又大大地弥补了过去检衡车的缺点，一种新型的高效计量检衡装备逐步替代了传统的作业系统，改变了原有装备低效低精度的情况；既节约了使用空间，又提高了检测的效率，具有高度自动化、方便、快速和高效的特点。检衡汽车的使用可以方便汽车衡的检定工作，对于推进汽车质量检定、道路违章检测工作有着重要意义。文中介绍了RL5310JJH检衡汽车的改装设计说明。对汽车衡、检衡、随车吊、起重机、液压缸、起吊支腿和辅助系统进行了详细设计，并对不同方案进行了比较分析，保证了RL5310JJH检衡汽车的先进性及实用性。叙述了在改装RL5310JJH检衡汽车过程中容易出现的问题及相关专用设备的工作原理，并对整车性能进行了分析。关键词：专用汽车；汽车衡；随车吊；支腿；砝码ABSTRACTInspection balance bikes crane, car is equipped with special equipment, such as Jordan farmar, which is used to detect ground sino-scale measurement accuracy for the lifting lifting operation cars. RL5310JJH measurement inspection car design is in balance performance is remarkable, energy conservation and environmental protection chassis mounted crane special assignment device bikes for a based matching, it adopts front platform utility operating mode, after a full study by the balance measuring personalized needs working on a large adaptability optimizing design, RL5310JJH measurement inspection value car set machine, electricity, liquid integration, inherits the advantages of balance in the original inspection car, and greatly offset by the balance in the past shortcoming, car a new high-efficiency measurement screening scale equipment gradually replaced traditional operation system, change the original equipment of low accuracy, low Both saved the use of space, and improve the detection efficiency, with high automation, convenient, fast and efficient characteristics. Inspection value car usage can convenient truck scale, the verification work for promoting automotive quality verification, road violation detection work has important significance. This paper introduces RL5310JJH inspection car modified design elucidation balance. For truck scale, examining value, the accessory cranes, cranes, hydraulic cylinder, lifted a leg and auxiliary system of detailed design, and makes a comparative analysis of different schemes RL5310JJH inspection, guarantee the advanced and practical value car. RL5310JJH described by the modification process of balance in the car of the problems and related to the working principle of special equipment, and the vehicle performance is analyzed.Keywords ：Special Automobile ；Truck Scale ；Accessory Condole ；A Leg ；Farmar II目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1改装RL5310JJH检衡汽车的目的和意义11.2 国内外现状21.2.1 国外发展现状21.2.2 国内发展现状31.3 课题主要内容4第2章汽车衡的介绍62.1 汽车衡62.1.1汽车衡的概念及分类62.1.2 汽车衡结构62.1.3 汽车衡特点62.2 地中衡72.2.1地中衡概念72.2.2地中衡的组成82.2.3地中衡的分类82.2.4地中衡的结构82.2.5地中衡的功能92.3 静态汽车衡92.3.1静态汽车衡结构组成及工作原理92.4 汽车衡分度数102.4.1国内现状102.4.2. 结构的要求112.4.3. 检定分度值等于实际分度值的原因112.4.4分度值的影响因素122.5 检衡122.6 本章小结12第3章方案设计分析133.1 二类底盘选型133.1.1 二类底盘初选133.1.2 二类底盘装载质量的校核153.2总体布置设计153.2.1专用汽车总布置原则153.3汽车主要尺寸参数确定163.3.1整车总布置图的绘制及各总成的布置163.3.2整车布置的基准线-零线的确定173. 4 本章小结18第4章检衡汽车详细设计计算194.1 随车吊的布置194.2 随车吊的选型方案分析194.3起重装置的参数选择与设计204.3.1起重量204.3.2起升高度204.3.3幅度214.3.4工作速度214.3.5起重力矩224.4起吊支腿设计计算224.4.1支腿型式224.4.2支腿支承点位置确定的原则234.4.3 H形支腿液压系统特点244.4.4支腿压力设计计算和支承液压缸的选择244.5 液压泵及液压控制阀的选择254.5.1 液压泵流量及排量的确定254.5.2 液压传动系统264.6 液力马达的选型284.7本章小结28第5章辅助系统设计295.1 取力器的选择295.1.1取力器取力方式的确定295.1.2取力器基本参数确定295.2主车架改装305.2.1车架的钻孔和焊接305.2.2主车架加强板的设计325.3 副车架的设计335.3.1副车架的截面形状及尺寸335.3.2加强板的布置345.3.3副车架的前端形状及安装位置345.3.4纵梁与横梁的连接设计355.3.5副车架与主车架连接设计365.3.6副车架的强度校核375.4整车质量控制装置385.4.1质量参数385.5本章小结40第6章整车性能分析416.1 汽车动力性能分析416.1.1 发动机的外特性416.1.2 汽车的行驶方程式436.1.3 动力性评价指标的计算456.2 燃油经济性计算476.3静态稳定性计算476.4本章小结48结论49参考文献50致谢52附录53附录A53附录B60V黑龙江工程学院本科生毕业设计第1章绪论1.1改装RL5310JJH检衡汽车的目的和意义检衡汽车装备有随车吊、砝码等专用设备，用于检测地中衡计量准确度的起重举升专用作业汽车。顾名思义，随车吊是随车起重机和底盘组合在一起的一种运输装置。是由起重臂，起重臂支架，机架（汽车主车架和起重机的连接架），回转机构，卷扬装置，液压支腿，液压缸等部分组成。由变幅,升缩，回转等形式来实现随车吊的机械动作。起重臂是改变工作半径和举升高度的。回转是改变起重的方向。支腿是增加其稳定性。力矩是连接起重臂和机架支腿的重要部分。机架的固定回转支承和支腿和配油器等部件的。随车吊又名随车起重运输车，是装有随车起重机能实现货物自行装卸和运输的专用汽车，它广泛适用于市政建设、煤矿工程、园林绿化等基建材料与其它设备的吊装及运输。随车吊可左右操作,可正反360度旋转,也可全方位旋转,可选择直臂或折臂式吊机。地中衡是可将汽车、马车等和所载货物一同称重的杠杆秤。称量汽车或畜力车载重量的衡器。检衡汽车在开展检衡车检定工作中，统筹安排，科学制定检定计划，调整检定周期，充分发挥了检衡车的技术支撑作用，服务地方经济取得了明显成效：一是检定成本大为降低。利用检衡车机动灵活的优势，高效快捷地为企业上门服务，节省了砝码搬运费，据测算，仅此一项每年就节约检定成本20多万元。二是工作效率明显提高。借助电子汽车衡高效检测能力，汽车衡检定工作变过去需配置6-8名检定人员，平均每天检1.5台电子汽车衡，为现在4人每天能检3台电子汽车衡，工作效率提高了一倍。三是服务能力明显增强。由于过去缺乏动态计量衡器检定设备，对受检汽车衡器的快速反应能力较低，业务发展受到限制，辖区内动态汽车衡检定业务被迫转让给外地技术机构。现在配置了检衡车，技术装备得以完善，技术检测能力进一步增强，受限业务重新收回，为计量传统检定项目持续发展，服务地方经济，打下了坚实基础。本次RL5310JJH计量检衡车的设计是在性能卓越、节能环保的底盘上加装随车起重专用作业装置为基础匹配而成，它采用后置平台式操作方式,经过充分研究计量检衡工况的个性化需求进行了大量的适应性优化设计。RL5310JJH计量检衡车集机、电、液一体化，既继承了原有检衡车的优点，又大大地弥补了过去检衡车的缺点，一种新型的高效计量检衡装备逐步替代了传统的作业系统，改变了原有装备低效低精度的情况；既节约了使用空间，又提高了检测的效率，具有高度自动化、方便、快速和高效的特点。检衡汽车的使用可以方便汽车衡的检定工作，对于推进汽车质量检定、道路违章检测工作有着重要意义。1.2 国内外现状1.2.1 国外发展现状国外现状:目前，国际上有瑞典、意大利、奥地利、德国、美国、日本、加拿大等国家的十几家公司生产的几十种规模型号的随车吊的检衡汽车，主要以欧洲为主。欧洲从20世纪40-50年代开始生产随车起重机，主要厂商有瑞典、意大利、奥地利、德国、等；亚洲生产随车起重机厂商主要有加藤（日本）、多田野（日本）、由尼克（日本）；美洲生产随车起重机厂商主要有GROVE等。这些都是世界知名的生产随车起重机的公司，各公司都形成了功能多元化、品种系列化、机电液控制一体化的产品体系，最大起重量已超过60t，吊臂长度已超过30m，最大起重力矩已超过1000KNm。下面就几家著名的随车起重机厂家的产品特点进行具体分析。 1.瑞典世界上较早生产随车起重机的国家位于瑞典HUDIKSVALI城的希亚伯公司，是近五十年来世界上居领先地位的、最富有创造力的随车起重机制造公司，早在1947年就生产了第一台起重机。该公司在丹麦、荷兰、西班牙设有分厂，并在60多个国家建立了完备的销售和服务网。HIAB公司生产的一般用途折臂式随车起重机，设计十分紧凑，行驶状态时的外形尺寸较小。除生产一般用途的随车起重机外，HIAB公司还生产伐木随车起重机、船用起重机、铁路轨道车随车起重机。此外HIAB公司还配备了多种附加装置如抓斗、吊篮、钻头、特殊板叉、装轮胎机械手等，使随车起重机除起重作业外还可完成散装物料装卸、钻孔、高空作业、成堆建筑板料装卸以及大型轮胎拆装等项工作，实现了一机多用。2.意大利世界上随车起重机生产厂家最多的国家意大利随车起重机年产量达万台，而且50%供出口。该国的生产特点是：工厂小、产量大、品种全、出口多。共有CORMAACH、HEILA等十多家生产厂，规模从几十人到一百多人，但每个工厂的年产量都在千台以上，且各厂均有自己较完善的系列产品。3.日本建立了对随车起重机综合评价的新概念维修业与建筑业的繁荣，致使日本国内市场对随车起重机的需求量大增，加藤、多田野、由尼克三家公司，是日本随车起重机的主要生产厂，它们的产品结构相似，因此只重点介绍一下多田野株式会社的产品。多田野生产直臂式、折臂式两种随车起重机，以直臂式为主。直臂式产品的特点是：吊臂为五边形断面，采用全动力伸缩，转台以3点方式固定在车架上，此种支撑方式，能分散起重机在不平路面上行驶时产生在车架上的扭转应力，还配备了高起动力矩轴向柱塞马达的起升机构，能保证顺利起吊易于损坏的货物，其支腿可全伸或半伸，这样就使在狭窄工地上作业成为可能。此外备有幅度指示器、重量显示、过卷报警、吊钩安全止动销等多种安全装置。日本人根据当今的市场需求，建立了对随车起重机产品特征综合评价的新概念，即美观、安全、舒适、简单。4.美国大公司同样重视随车起重机的生产和发展GROVE公司是美国最大的轮式起重机制造商，主要生产汽车起重机、越野式轮胎起重机、全路面起重机，而NATIONALCRAN则是GROVE专门生产随车起重机的子公司，该公司以生产直臂式随车起重机见长，近几年又重点开发了铰接的折臂式起重机，该公司生产的直臂式随车起重机为后置式，设计风格独特，采用了一种全液压高支点弧线摆出式斜伸支腿，支腿的支撑点很高，摆出后成字形，这种支腿有较大的跨距，并能在不平的路面上有效地调平。吊臂断面为矩形，采用高强度钢制造，节数2-4节，可以装设1-2节副臂，副臂在主臂侧面折叠存放。吊臂为全动力伸缩，回转结构有齿轮齿条式和回转支承小齿轮式两种，后一种是由一个抗剪切滚珠轴承和低速大扭矩马达带动的小齿轮组成。1.2.2 国内发展现状国内现状:近几年来，随车吊在国内市场的产销总量增长势头更猛，目前的市场总量约为2000台。产随车吊的厂家约有10家。要企业有徐州随车吊公司、石家庄煤矿机械厂、山西长治清华机械厂、武汉汽车起重机厂、湖南专用汽车制造厂等。近两年来，依靠技术创新，取得了较快发展，在国内处于领先地位，成为我国随车吊行业的后起之秀.随着汽车工业和交通、物流业的发展，社会对汽车的运输效率、经济性提出了越来越高的要求，汽车的专用化趋势也越来越明显。现代检衡汽车的发展趋势越来越快，目前就有很多企业生产检衡车,例如一汽（四川）专用汽车有限公司成产制造的SCZ5310JJH计量检衡车；南京汽车改装有限公司生产制造的浩达QYC5310JJH计量检衡车；湖北程力专用汽车有限公司生产制造的欧曼前四后八计量检衡车CLW9401JJH型计量检衡半挂车；徐工工程机械集团有限公司生产制造的XZJ5311JJH徐工计量检衡车、XZJ5250JJH徐工计量检衡车、XZJ5200JJH徐工计量检衡车；南京特种汽车制配厂生产制造金龙牌NJ5310JJH计量检衡车；长治清华机械厂生产的强华牌QHJ5311JJHH计量检衡车、广州番禺超人运输设备事业有限公司生产制造的PC5230JJH超雄计量检衡车、PC5161JJH超雄计量检衡车、PC5251JJH超雄计量检衡车、PC5310JJHLZ超雄计量检衡车、PC5250JJH超雄计量检衡车、PC5160JJHLZ超雄计量检衡车、PC5312JJH超雄计量检衡车、PC5311JJH超雄计量检衡车、PC5313JJH超雄计量检衡车、PC5310JJH超雄计量检衡车、PC5150JJH超雄计量检衡车等。现代的检衡汽车正在向着使用方便、快捷、高效，节能的方向发展。1.3 课题主要内容1.改装设计一种检衡汽车，总质量31000Kg，必须满足专用汽车相关设计要求。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。通过调研，收集材料，选择最优方案来进行对检衡汽车的设计。2.要求正确进行二类底盘的选择、主要参数数据齐备、进行二类底盘选型分析、产生具有实践意义的选型总结；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。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计。二类汽车底盘，即在基本型整车的基础上，去掉货箱。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。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。在专用汽车底盘或总成选型方面，一般应满足下述要求： 1）适用性2）可靠性， 3）先进性， 4）方便性。通过设计多个方案，进行选择、分析、判断然后选择出最优方案。3.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。为以后的设计打下一个良好的基础。4.要求进行车辆的总体布置，包括绘制总布置草图，并校核初步选定的各部件结构和尺寸是否符合整车尺寸和参数的要求，以寻求合理，最优的总布置方案。绘图前要确定画图的基准线(面)。确定整车的零线(三维坐标面的交线)、正负方向及标注方式，均应在汽车满载状态下进行，并且绘图时应将汽车前部绘在左侧。用总布置草图表达主要底盘部件的改动和发动机的布置，传动轴的布置，电器装置的布置，还有其他附件的布置例如(消声器,燃油箱,备胎架,后保险杠,防护装置,阀门箱及泵箱)的布置，以便更清楚表达检衡汽车的总体布置；5.要求进行检衡汽车的详细设计，例如起重装置设计计算选型，起重装置辅助装置设计计算，整车质量控制装置设计计算选型及辅助系统设计，通过对各个装置的设计以及要达到所要设计检衡汽车的要求，在正确计算的基础上，完成各部件设计选型，要求工艺合理、小批量加工容易、成本低、工作效率高，可靠性强。6.完成总装配图，运用CAD,及机械制图的知识清楚表达检衡汽车改装设计。7.要求完成整车性能分析计算，以评价和分析整车设计情况。针对整车的性能分析计算，若有什么问题，需要进行设计改进。8.完成毕业论文。第2章汽车衡的介绍2.1 汽车衡2.1.1汽车衡的概念及分类汽车衡也被称为地磅,用于大宗货物计量的主要秤重设备。在二十世纪80年代之前常见的汽车衡一般是利用杠杆原理纯机械构造的机械式汽车衡，也称作机械地磅。二十世纪80年代中期，随着高精度称重传感器技术的日趋成熟，机械式地磅逐渐被精度高，稳定性好，操作方便的电子汽车衡所取代。电子汽车衡按传感器输出信号分类可分为模拟式汽车衡和数字式汽车衡；按称量方式分为静态汽车衡和动态汽车衡；按安装方式可分为地上衡和地中衡；按秤台结构分为钢节构台面和混凝土台面；按使用环境状况可分为防爆电子汽车衡和非防爆电子汽车衡；按汽车衡的自动化程度可分为非自动汽车衡和自动汽车衡。近年来，随着企业管理水平的不断提高，无人值守的自动电子汽车衡正成为未来汽车衡的发展方向。2.1.2 汽车衡结构标准配置主要由承重传力机构(秤体)、高精度称重传感器、称重显示仪表三大主件组成，由此即可完成汽车衡基本的称重功能，也可根据不同用户的要求，选配打印机、大屏幕显示器、电脑管理系统以完成更高层次的数据管理及传输的需要。承重和传力机构：将物体的重量传递给称重传感器的机械平台，常见有钢结构及钢混结构二种型式。高精度称重传感器：是汽车衡的核心部件，起着将重量值转换成对应的可测电信号的作用，它的优劣性直接关系到整台衡器的品质。称重显示仪：用于测量传感器传输的电信号，再通过专用软件处理显示重量读数，并可将数据进一步传递至打印机、大屏幕显示器、电脑管理系统。打印机：用于打印重量数据表单。大屏幕：用于远距离读数。电脑管理系统：用于重量数据的进一步处理、储存、传输等。2.1.3 汽车衡特点1.数字式汽车衡特点(1)解决偏载误差，四角调整更加方便：数字式汽车衡能自动补偿和调整因偏载和温度温度变化而产生的影响，改变了过去手工调节电阻，计算机能将各传感器输出的数字信号予以编码和识别，用软件自动调整角差，使误差调整更加简单和准确。(2)具有故障自诊断能力：数字式汽车衡具有先进的人机对话接口，自诊断功能突出，使用过程中能不断检测汽车衡的工作状况，当检测到传感器故障时，能及时发出错误信号，准确判断故障点，避免了因故障而造成的损失。(3)抗干扰能力强：数字传感器大部分电子元器件都安装在传感器屏蔽体内，采用高集成化、高智能化的处理单元，独立的A/D转换器和数字信号输出端口，消除了因长距离传输，电压信号低，易受干扰的问题。 (4)杜绝作弊现象：传输过程中数字信号采用密码保护，避免了汽车衡遭不法分子遥控，杜绝了作弊现象的出现。 (5)防雷击能力突出：传感器内部PCB防雷击设计，提高了系统的防雷击能力。2.动态汽车衡的特点以动态称量方式确定汽车总质量的汽车衡。动态汽车衡广泛应用在高速公路收费系统中，作为计重收费的重要手段，通过称量的汽车总重，作为收费的依据3.钢筋混凝土汽车衡的特点钢筋混凝土汽车衡跟全电子汽车衡、数字汽车衡、模拟式汽车衡，最大的区别在于秤体结构的不同，前者是钢筋混凝土结构，后者是全钢结构。这些地磅（汽车衡俗名地磅）所使用的仪表、接线盒、打印机传感器大体一致，工作原理，防雷设施基本相同，地磅基础的建设一样，在功能上无本质区别。不过水泥秤在生产周期上比全钢结构的长得多，所以要使用水泥秤作为地磅的话，最好早点跟厂家早点协商好，以避免耽误地磅的投入使用的时间。优点是从根本上解决了全钢结构汽车衡使用过程中因雨淋日晒，酸碱腐蚀及结构的热胀冷缩而出现秤体被腐蚀，使用精度降低、使用寿命缩短等问题。2.2 地中衡 2.2.1地中衡概念是可将汽车、马车等和所载货物一同称重的杠杆秤。称量汽车或畜力车载重量的衡器。按结构和功能分为机械式、机电结合式和电子式3类，以机械式为最基本型。机械式和机电结合式的秤体安放在地下的基坑里，秤体表面与地面持平。电子式的秤体直接放在地面上或架在浅坑上，秤体表面高于地面，两端带有坡度，可移动使用，又称无基坑汽车衡。2.2.2地中衡的组成机械式地中衡由承重台、第一杠杆、传力杠杆、示准器、小游砣、大游砣、计量杠杆、平衡砣、调整砣和第二杠杆等部分组成。传力系统全部由杠杆组成，其中第一杠杆和第二杠杆安装在地面下的固定基础坑里。机械式地中衡是按照杠杆平衡原理设计的，由多组不等臂杠杆以并列和纵列形式联结为一体。除可获得较小的传力比外，还可使承重台面具有足够的长度和宽度，能容纳卡车或载重拖车进行称重。为保证同一重物放置在承重台任何一角所得示值的一致性，所有承重杠杆的臂比必须相等。2.2.3地中衡的分类机械式地中衡可按读数装置分为计量杠杆式和度盘式两种。计量杠杆式地中衡的读数装置由主尺和沿主尺滑动的大游砣及副尺和小游砣构成。从主尺上可读取全称量范围内的读数，副尺全刻度相当于主尺的一个分度。根据大、小游砣的平衡装置所对应的刻度，指示出所称重物的质量。度盘式地中衡的读数装置由计量器、自动表头、指示机构、摆锤机构和阻尼器等组成。称重时，重力通过杠杆系统传递给摆锤机构使其重心升高，所增加的位能与外力自动平衡。平衡时，指针即在圆形刻度盘上直接指示出质量读数。整个过程无需工作人员操作。这种装置读数直观、计量速度快、效率高。机电结合式地中衡具有计量杠杆或度盘式读数装置，并附有数字显示的大型衡器。按转换原理又可分为电阻应变式和光栅式两种。2.2.4地中衡的结构电子式地中衡通常采用多个传感器结构，是一种易于拆卸、运输，并能在指定地点迅速组装的大型衡器。由承重台、传力机构、限位机构、接线盒、剪切式低外形传感器、显示控制器等部分组成。承重台：由主梁、横梁和铺设在它们之间的承重钢板以及副梁等构成的网格状结构。主梁在上方，能降低台面距地面的高度和缩短秤两侧引道长度。传力机构：将被称物体的重力传递给传感器的球形传力装置。它能防止侧向力和偏载带来的计量误差。限位机构：允许承重台系统在一定范围内摆动，但限制它的水平位移。接线盒：它将多个传感器的输出信号叠加后送入显示控制器，并可通过调节保持每个传感器输出一致。剪切式低外形传感器：具有高度尺寸小、对力的作用点的微小位置变化不敏感、抗侧向力强等特点。显示控制器：能根据来自传感器的载荷信号准确、迅速、稳定地显示出被称物质量值，并向传感器输出激励电流。 2.2.5地中衡的功能电子式地中衡依称量可由4-6个传感器组成一次转换元件。通常用4个传感器分布在承重台下面的4个角上，构成一个传感器系统。为使4个传感器共用一个电源和提高抗干扰能力，4组电桥接成并联方式。电子式地中衡计量时用键盘操作，具有自动调零、停电保护（在规定时间内存储内容不消失）、超载报警等功能，并可打印称重值、日期及时刻、次数、车号、总重、皮重、净重等。它不仅能以高准确度，而且还具有数据处理、运算等功能，是汽车衡的发展方向。2.3 静态汽车衡静态汽车衡是企业对大宗物料进行称重的一种常见的计量器具。由于它的数据一般作为企业间贸易结算的主要依据，它运行的准确与否将对企业经济利益和信誉产生直接的影响，一般作为重要计量器具列为国家强制检定范围。根据其载重量不同可分为30t、50t、60t、80t、100t等不同规格，现以50t电子汽车衡为例进行分析。2.3.1静态汽车衡结构组成及工作原理1.总体结构及各部分作用电子汽车衡由秤体部分、传感部分、显示输出部分和限位装置等几部分组成，如图1所示：图2.1 汽车衡结构框图（1）秤体部分：由秤台和摇摆器组成，秤台是与物体直接接触的支撑体，要有足够的钢度和强度，分为两节，六只传感器分别固定在秤板下两侧工字钢梁上，经摇摆器放置于基座上，车辆上下时，由于有摇摆器的阻尼和缓震作用，使汽车衡迅速稳定以获得准确的计量数值。（2）传感部分：由称重传感器和传感补偿电路组成。称重传感器为一弹性刚体，桥式应变片贴于弹性刚体内应变梁上，载重时弹性体产生形变，电阻应变桥失去平衡，把重量大小转变为电压信号（毫伏级）输出，从而实现力/电转换。传感补偿器由电阻及变阻器组成分压电路，用于调节六只传感器的相对零位和量程迁移。（3）显示输出：由二次仪表承担，二次仪表由CPU、内存、I/O接口、数码显示屏及微型键盘组成，对由传感部分送来的信号进行处理和输出。（4）限位部分：由限位底座及限位螺钉组成，用于阻止汽车衡移位和保持动态时的稳定。2.工作原理被称重物或载重车辆置于秤台上，在重力作用下承重体将重力传递至传感器，使称重传感器弹性体产生形变，贴附于弹性体应变梁上的应变片桥路失衡，输出与重量值成比例的电压信号，经二次仪表线性放大、滤波后经A/D转换为数字信号，由仪表CPU对信号处理后送数码显示屏显示，同时外送打印和远传。2.4 汽车衡分度数2.4.1国内现状目前不论是汽车衡使用单位，还是制造单位都喜欢将汽车衡分度数说的比较大，像最大秤量为120t汽车衡的分度值定为20kg，分度数即为6000;最大秤量150t汽车衡的分度值定为20kg，分度数即为7500。对于使用衡器的单位来讲，有两个指导思想：一是认为一台衡器的分度值越小越好，特别是称量单价比较高的物品;二是想衡器的分度值能够尽量小一些，就可以使用大秤量的衡器称量比较轻的物品，可以节省，不需要再购买小秤量的衡器。区分“检定分度值”和“实际分度值”。检定分度值e：用于衡器分级和检定的，以质量单位表示的值。检定分度数n：最大秤量与检定分度值之比，即n = Max/e。实际分度值d：以质量单位表示的下述数值：对于模拟指示，系指相邻两个标尺标记所对应的值之差;对于数字指示，系指相邻两个示值之差。衡器的检定分度值与实际分度值相等，即e=d衡器的类型检定分度值有分度衡器，无辅助指示装置e=d有分度衡器，有辅助指示装置e由制造商又规定：只有特种准确度级()和高准确度级()衡器可以配备辅助指示装置，该装置可以是配游码的装置；值读数装置；补充显示装置；有微分标尺分度的指示装置。是“中准确度级(III)”衡器只能执行e=d的规定。ed的衡器从以上规定可以看出，只有特种准确度级()和高准确度级()的衡器，其检定分度值e由下列表达式确定： de10de=10k kg,k是正整数、负整数或零。其他影响量和限制安装在室外的衡器，且没有采取适当保护措施防止大气环境影响时，如果衡器检定分度数n相对较大，通常可能无法满足其计量要求和技术要求。关于nLCn的规定对于每只称重传感器，称重传感器的最大分度数nLC应不小于衡器的检定分度数n： nLCn这个规定实质上就限制了衡器的分度数，汽车衡如果采用了C3级(3000v)的称重传感器，其检定分度数也就最多只能为3000e。2.4.2. 结构的要求使用的适用性衡器的结构应合理、坚固、耐用，以保证其使用期内的计量性能。并且，对于安装在基础上的衡器，其基础应达到如下要求： 1.必须满足该衡器最大载荷时承载力要求2.基础两端应有一条长度等于承载器一半(但不要求超过12m)、宽度等于承载器的，并与承载器保持在同一水平面的平直通道。靠近承载器两端至少有3m以上的，应用混凝土或其它坚固材料制造，可承受与衡器承载器相等的所有载荷;地上衡通道剩余部分的斜坡应确保便于车辆驶入。3.检定的适用性：衡器的结构应符合测试要求，其承载器应能使砝码方便且绝对安全地放置其上，否则应附加支撑装置。2.4.3. 检定分度值等于实际分度值的原因初始固有误差：是指衡器在性能测试和量程稳定性测试前所确定的误差。从初始固有误差的定义可以明确看出：任何一台衡器自其设计制造安装结束之后，这台衡器的命运就已经确定的了，一台衡器是由承载器、称重传感器、称重仪表及基础等四大部分组成的。在设计过程中，承载器的刚度、强度都是设计所决定的，称重传感器的技术指标也是设计时选择的，称重仪表的参数也是设计时选择的，而基础的质量是在施工制造中确定的。在这些原始数据确定的前提下，自然这台衡器固有误差也就确定了。如果一台最大秤量为150t的汽车衡，检定分度值为50kg，当实际分度值为20kg时，实际使用时的称量值不可能反映真实的载荷重量，这是因为按照50kg的分度值检定时，其反映的是50kg初始固有误差的情况。如果这时将分度值调至20kg，在称量时显示的示值，不能代表该称量载荷的实际重量值，只有按照20kg分度值进行设计、制造和安装，才能反映实际的重量值。从下图就可以清楚看出一台相同秤量的汽车衡，其初始固有误差的曲线在不同误差带中的情况。2.4.4分度值的影响因素固有误差：衡器在标准条件下确定的误差。从固有误差的定义可以看出：在现场一定的环境条件、电源电压、电磁场干扰情况相对稳定时，经过精心调试是可以改变一定的计量性能，但是不能根本改变其计量指标。所以R76-1国际建议才推荐：一般衡器的n=3000，只有采用非常特别的方法测试时，n才可以大于3000。此外，公路车辆衡和轨道衡，其检定分度值不应小于10kg。2.5 检衡检衡是彻底改变人力搬运砝码进行衡器检测的方式，并在过去较为先进的利用专用装置实现砝码的机械化搬运的基础上进一步利用先进科技进行技术创新。它是一种利用液力方式来模拟砝码进行静态检测，并可进行动态检测车辆载重衡器的移动式检测设备。它在检测作业中方便快捷，而且精度特别高，使得公路计量检测变得更为轻松、高效，为收费站道口等部门的正常收费的高效工作提供必要保证，也进一步提高了交通质量。计量检衡车是在性能卓越、节能环保的底盘上加装随车起重专用作业装置为基础匹配而成，它采用后置平台式操作方式,经过充分研究计量检衡工况的个性化需求进行了大量的适应性优化设计。在加上一套液压伺服加载系统实现载荷无级加载后，组成了一套当前最先进的公路衡器检测系统，使它能够在公路收费站有限的空间内对称重装置进行检测。检衡车集机、电、液一体化，既继承了原有检衡车的优点，又大大地弥补了过去检衡车的缺点；既节约了使用空间，又提高了检测的效率。在检测过程中只要设定好加载吨位，控制系统会自动完成剩余的工作。同时它也可以手动调节达到所需要的吨位数，自动化和精度都是相当高，实现了电脑化数据采集和导出功能，具有高度自动化、方便、快速和高效的特点，检衡汽车是用于检测地中衡计量准确度的起重举升专用作业汽车，检衡汽车的使用可以方便汽车衡的检定工作，对于推进汽车质量检定、道路违章检测工作有着重要意义。2.6 本章小结本章介绍了汽车衡概念及分类，分析了各种汽车衡的结构特点，并对地中衡，静态汽车衡的组成，分类，结构，功能进行了详细的介绍。对汽车衡的分度数进行分析，同时介绍了汽车衡和检衡的关系。第3章方案设计分析 3.1 二类底盘选型3.1.1 二类底盘初选根据综合考虑产品造价，通过对比分析得出选择方案C比较合理如表3.1，因为方案A承载能力差，动力性也不是很理想;B方案功率小承载能力差，总质量也达不到31吨。表3.1 二类底盘对比方案设计方案A方案B方案C底盘型号CA1250P63DFL1120B1-KF5CA1312P21K2L4T4E外型尺寸11980*2495*35306390*2470*275011990*2480*3000总质量(Kg)250001250031000整备质量(kg)9300450011900额定载质量(kg)19805870018870接近角/离去角21/10()2030()23/8()前悬/后悬(mm)1400/3480143012801418/2522轴距(mm)1950+4550+13501430+3650+12802000+4350+1300轴数444最高车速 (km/h)8590105发动机型号BF6M1013-28E3IS4D180 30CA6DL1-28E3发动机功率(kw)195136216发动机排量714645007700轮胎8612轮距1950+18471880+18602020+1830外形尺寸图C方案与方案A和方案B相比功率大，具有低油耗，低重心，高车速，高可靠性高舒适性，承载能力强，使用寿命长，可靠性高，燃油经济性好等优点，初步选择CA1312P21K2L4T4E型二类底盘，其详细参数如表3.2。考虑到动力性、经济性及满足环保法规的要求，发动机选用CA6DL1-28E3型柴油增压发动机，其参数见表3.3。变速器选择陕齿RT11509C机械式变速器，传动比见表3.4.表3.2 CA1312P21K2L4T4E参数方案方案C底盘型号CA1312P21K2L4T4E外型尺寸(长宽高)(mm)11990*2480*3000总质量(Kg)31000整备质量(kg)11900额定载质量(kg)18870接近角/离去角()23/8前悬/后悬(mm)1418/2522轴距(mm)2000+4350+1350轴数4最高车速 (km/h)105发动机型号CA6DL1-28E3发动机功率(kw)216发动机排量7700轮胎12轮距2020+1830外形尺寸图表3.3 发动机参数型式直列六缸、四冲程水冷柴油增压发动机型号CA6DL1-28E3额定转速r/min1700额定功率KW 216最大转矩NM1050最低燃油消耗率g/(KWh)195缸径冲程mm110135排量L7.7压缩比17.5：1工作顺序1-5-3-6-2-4燃油：夏季：0号轻柴油：冬季：根据气温选用合适的轻柴油表3.4 变速器传动比一档二档三档四档五档六档七档八档九档倒档12.428.296.084.533.362.471.811.351.0012.993.1.2 二类底盘装载质量的校核CA1312P21K2L4T4E型底盘装载质量为18870kg，由于随车起重装置质量，则最大总质量是二类底盘质量与车厢质量与起重装置质量与装载质量之和。通过设计分析可知，二类底盘质量为11900kg，车厢质量为1530kg，起重装置质量为1570kg，则可以求出装载质量，即装载质量=最大总质量-二类底盘质量-车厢质量-起重装置质量=31000-11900-1530-1570=16000kg由于选定的二类底盘的装载质量是18870kg大于所算出的装载质量。所以CA1312P21K2L4T4E二类底盘满足要求。3.2总体布置设计3.2.1专用汽车总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。(1)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。(2)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；(3)装载质量、轴载质量分配等参数的估算和校核；为适应汽车底盘或总成件的承载能力和整车性能要求，在总布置初步完成后应对某些参数其中最主要涉及的是装载质量的确定和轴载质量的分配进行估算和校核，这些参数对整车性能有很大影响。若不满足要求应修改总体布置方案。(4)应避免工作装置的布置对车架造成集中载荷；(5)应尽量减少专用汽车的整车整备质量，提高装载质量；由于专用汽车工作装置的增加，使得专用汽车的整备质量比同类底盘的普通货车要增加。据统计，一般自卸车要增加耗材510，一般罐式车要增加耗材1525，因此，减少整备质量，充分利用底盘的装载质量，增大质量利用系数，是专用汽车改装设计过程个要追求的主要指标之一。(6)应符合有关法规的要求；例如对整车的长、宽、高、后悬等尺寸在相关法规中部有明确的规定，一定不能超出标准的要求。3.3汽车主要尺寸参数确定通过整车总布置草图的绘制，可以初步确定各总成的布置关系，进而确定整车各有关的(布置)尺寸参数和质量参数，以便为总成设计提供原始数据。在绘制整车总布置草图时，可以参考同类车型的相关总成的外廓尺寸和质量，按本车的总布置需要，进行总布置草图的绘制。初步确定主要布置尺寸和进行质量参数的计算。3.3.1整车总布置图的绘制及各总成的布置在总成进行方案布置和设计计算的同时，要进行整车总体布置的有关计算(参数确定和性能计算)工作，并要在整车方案布置草图及各总成匹配布置的基础上正式绘制和布置整车总布置图。整车总布置图包括侧视图、俯视图、前视图和必要的断面布置图、局部布置图。在绘制整车总布置图的过程中，要随时配合、调整和确认其各总成的外廓尺寸、结构、布置型式、连接方式、各总成之间的相互关系、操纵机构的布置要求，悬置的结构与布置要求、管线路的布置与固定、装调的方便性等。整车布置应从车型系列化角度出发，减少基础布置的变动，并可变型出多种车型，以适应大量生产和用户不同的使用要求，从而可以降低成本，提高可靠性。布置某一新车型时，在图面上同时考虑短轴距的42、64的自卸和牵引车的底盘布置要求，同时还考虑轴距加长后的几种变型车的布置关系，如油箱、备胎、贮气筒、电瓶、取力位置及方式、排气系统、进气系统、传动轴夹角的变化、悬架和车箱的系列化设计等。这虽然增加了不少工作量，但对车型的系列化发展及生产组织、管理会带来巨大的好处。3.3.2整车布置的基准线-零线的确定汽车在满载状态下，确定整个汽车的零线(三维坐标面的交线)、正负方向及标注方式。如图3.1所示1.整车在满载状态、车头向左来确定整车的坐标线。X坐标线：通过左右前轮中心的铅垂面，在侧视和俯视图上的投影线即为X坐标线，前为、后为“+”。Z坐标线：取车架纵梁上翼面上较长的一段平面，或承载式车身中部底板的下表面，并与水平面平行时，该面在前视和侧视图上的投影线即为Z坐标线，上为“+”、下为“-”。y坐标线：通过汽车纵向中心线的铅垂面，在前视和俯视图上的投影线为了坐标线，前视图中右侧为“+”、右侧为“-” 。2.新车设计时，整车的坐标线确定后，车身(车头、驾驶室)、车架的坐标线也确定了，三者是统一的。图3.1 基准线的确定3.如果用现有车身、车架拼装新车型，则三者的坐标线不一定一致。因为所选用的车身、车架已有自己的坐标线，而布置在新车上时，其坐标线不一定与新车的坐标线重合，因布置上的需要会造成差值，在设计时应记住这一差值，作为设计的原始数据。原车身、车架的坐标不随新车的坐标而变动。在绘制总布置图时，先确定零线的位置。一般是从侧视图上开始，根据整车的前悬及车架上表面至地面的高度，确定X和Z坐标线的交点，然后通过该点画一水平线和一垂直线。需要时可画出网格线，间距为200mm或400mm，便于绘图时坐标点的换算或量取。俯视图和前视图坐标线的画法可照此法处理，但须保证X、Y、Z三个坐标线互相垂直。地面线可暂时不画，待前、后轮中心至车架上表面距离确定后，再以前、后轮中心为圆心，以车轮静力半径为半径，分别画两个圆弧，则两圆弧的切线即为地干线。3. 4 本章小结本章对整体设计方案进行了分析对比，选定了专用车的二类底盘，并进行校核，同时详细介绍了二类底盘及动力总成的参数，对整车总布置图的绘制及各总成的布置进行详细介绍。第4章检衡汽车详细设计计算4.1 随车吊的布置根据起重机的安装位置不同，随车吊可分为前置，中置，后置三种结构形式。其安装位置及特点如表4.1所示表4.1 随车吊的结构形式随车吊结构形式安装位置特点前置安装在汽车驾驶室和车厢之间多为起重能力小于一吨的中小型随车吊所采用因为液压泵安装在汽车前部的发动机处，到起重机液压缸的管道较短，功率损失小，液压传动效率比其他的布置形式高，所以这种结构形式得到广泛采用中置安装在汽车车厢中间，起重能力在1-3范围内，且采用加长的大中型货车底盘起重机布置在中部，使车厢面积的利用率降低后置安装在车厢后部车厢面积利用率高，起重臂能完成汽车和挂车之间的卸车作业，由于起重机放在车辆的尾部，会改变原车的轴荷分配，是操纵性变差。本次检衡汽车设计随车吊的布置因为液压泵安装在汽车前部的发动机处，到起重机液压缸的管道较短，功率损失小，液压传动效率比其他的布置形式高，所以选择前置式随车吊。4.2 随车吊的选型方案分析随车吊是随车起重机和底盘组合在一起的一种运输装置。是由起重臂，起重臂支架，机架（汽车主车架和起重机的连接架），回转机构，卷扬装置，液压支腿，液压缸等部分组成，随车吊参数对比如表4-2所示。方案A采用国内知名品牌江苏徐工吊机, 液压阀锁国际化配套，更加安全可靠，24度维卡套式管路接头，高精密冷拔管彻底解决漏油，进口油缸密封更加持久耐用，浮动式三点桥更好保护汽车大梁，高强度钢板制作，重量更轻，起重质量更大，全液压，全回转，采用新型H型支腿，彻底淘汰蛙式支腿。并且具有车速高，爬坡能力强的特点，可实现快速升降，高效、节能，具有机动灵活、操作方便，工作高效、安全、可靠，低噪音低排放，质心较低，行驶稳定性好等优点；方案B选择的是伸缩臂式，液压缸安装在吊臂内部，出现故障时不容易维修。由于起重臂间不能折叠吊放需要由卷扬机经钢丝绳带动吊钩运货物，不可取；方案C起重质量小，起重力矩小。经过方案对比分析，方案A比较合适也是最优选择。表4.2 随车吊的参数对比方案设计ABC随车吊型号折臂式SQ16ZK4Q伸缩臂SQ5SA2T折臂式SQ6.3Z最大起升质量( kg)1600050006300最大起重力矩(T.m) 402030功率(KW) 373228起重机自重( kg）500016002600液压系统 (L/min)633256额定压力 (Mpa)31.52022油箱 (L)250100240回转角度全回转全回转全回转4.3起重装置的参数选择与设计4.3.1起重量起重量是指起重臂在一定长度和幅度下，保证起重举升汽车的起重稳定性的最大起升质量。根据随车吊的选型也根据其起重量查起重机设计手册中最大起重系列表来确定：选起重量为Q=1.6t4.3.2起升高度起升高度计算如图4.1所示图4.1 起升高度计算图H起重机的起升高度，从停机地面算起到吊钩中心（m）；h1安装构件支承表面的高度，从停机地面算起（m）；h2安装间隙，视情况而定，一般不小于0.3m；h3绑扎点至吊起后钩件底面的距离（m）h4索具的高度，自绑扎点至吊钩中心的距离，视具体情况而定（m）；4.3.3幅度幅度是指起重臂前端吊钩钩环中心到立柱转台回转中心线间的距离。随车起重运输车不移位时的工作范围，由最大幅度和最小幅度决定。在一般情况下，当起重机可不受限制地开到构件吊装位置附近去吊装时，只要考虑达到安装高度时所吊构件与起重臂之间的距离，以避免碰撞或提升不到预定高度。据此，按起重量Q和起升高度H查阅起重机起重性能表或曲线图来选择起重机型号和起重臂长度，并可查得在一定起重量Q和起升高度H下的工作幅度R，作为起重机停机位置及行走路线时的参考。如果起重机不能开到吊装位置附近去吊装时，尽然要增加工作幅度，就应根据起重量Q，起升高度H和工作幅度R三个参数查阅起重机起重特性曲线来选择起重机型号及臂长度。4.3.4工作速度运动的速度主要包括起升、变幅、回转、伸缩速度。额定起升速度是指起升机构电动机在额定转速或油泵输出额定流量时，取物装置满载起升速度。额定变幅速度，臂架的变幅速度可以用最大幅度到最小幅度时的变幅时间表示。额定回转速度是指回转机构电动机在额定转速下，或油泵输出额定流量时，取物装置满载，并在最小幅度时，起重机安全旋转的速度。额定伸缩速度是指伸缩臂式起重机的臂架和支腿在油泵输出额定流量时，臂架伸缩和支腿收放的速度，一般用伸缩的时间来表示。具体的工作速度如表4.3所示。表4.3起重机机构的工作速度确定直线速度（m/s）0.1 0.125 0.15 0.2 0.25 0.320.4 0.5 0.53 0.8 1.0 0.25 1.6 2.0 2.5 3.2 4 5 回转速度(r/min) 0.192 0.24 0.3 0.378 0.48 0.6 0.75 0.96 1.2 1.5 1.92 2 .1 3.0 3.78 4.8现在起重机技术的发展有逐步提高的工作速度提高的趋势，综合参考起重机工作速度表和实际情况的考虑初步确定工作速度为如表4.4所示.表 4.4 工作机构速度起升速度（m/min）10变幅速度（m/min）20回转速度（r/min）34.3.5起重力矩起重力矩是臂架类型起重机主要技术参数之一，它等于额定起重量（Q）和与其相应的工作幅度（R）的乘积，即M=QR。起重力矩一般用t*m为单位。起重力矩比起重量能更全面说明臂架类型起重机的工作能力。额定起重量随幅度而变的臂架类型起重机在一般情况下，最大起重力矩由最大起重量和与其对应的工作幅度决定，某些起重机（如铁路救援起重机）基于作业要求，在某一中间幅度和与此幅度对应的额定超重量产生最大起重量为定值，与幅度无关的起重机，在最大幅度起吊额定起重量物品时产生最大起重力矩。4.4起吊支腿设计计算汽车起重机支腿，是安装在车架上可折叠或收放的支承结构。4.4.1支腿型式汽车起重机支腿，可分为手动和液压操纵的两类。目前，手动操纵的支腿已不多见，绝大多数汽车起重机都是采用液压支腿。液压支腿又可分为下列几种型式。1.蛙式支腿：这种支腿的活动支腿铰接在固定支腿上，其展开动作由液压缸完成，特点是结构简单、重量较轻，但支腿跨度不大，只适用于小吨位的起重机。2.H型支腿：活动支腿伸出后，工作时垂直腿撑地，形如H而得名H 形支腿：如图4.2所示，每一支腿有两个：水平外伸液压缸和垂直支承液压缸。为保证足够的外伸距离，左右支腿的固定梁前后错开。H形支腿外伸距离大，每个腿可以单独调节，对作业场地和地面的适应性好，广泛用于中、大型起重机上。缺点是重量大，支腿高度大，影响作业空间，目前已被广泛采用。3.X型支腿：这种支腿工作时，支腿呈X型，离地间隙小，在撑脚着地的过程中有水平位移发生，当其为小幅度时，重物活动的空间比H型支腿要大，因此常和H型支腿混合使用，形成前H、后X的型式。4.辐射式支腿：以转台的回转中心为中心，从车架的盆形架向下呈辐射状向外伸出4个支腿。特点是稳定性好，在起重作业时，全部载荷不经过车架而是直接作用在支腿上，回此，可减轻车架自重并降低整机重心高度，保护底盘不受损坏。主要应用在一些特大型的起重机上。5.摆动支腿：这种支腿在起重作业时，支腿在液压缸的作用下能摆动到与车架纵向轴线相垂直的位置上；非工作状态时，可平行地固定在车架的两侧。特点是重量轻，但由于受空间大小的限制，支腿不能太长，所以横向支撑的距离较小。支腿的作用是，在不增加起重机宽度的条件下，为起重机工作时提供较大的支承跨度，从而在不降低汽车起重机机动性的前提下，提高其起重特性。而本车设计选择的是H支腿。因为H形支腿外伸距离大，每个腿可以单独调节，对作业场地和地面的适应性好。1.固定梁 2.活动梁 3.立柱外套 4.立柱内套 5.水平液压缸 6.垂直液压缸 7.支脚盘图4.2 H形支腿4.4.2支腿支承点位置确定的原则起重机支腿通常是前后设置的，向左右两侧伸出，四个支腿支承点形成矩形的水平包围面积。支腿支承点位置确定的原则是：（1）在各种工况下，必须保证起重机抗倾覆稳定性的要求。即臂架在任意幅度和任意位置下起吊该工况下的额定起重量时，起重机所受的合成垂直载荷作用线，始终在支腿支承点构成的矩形面积内。（2）在保证抗倾覆稳定性的条件下，支腿的支承基底最小，以扩大有效作业面积。（3）起重机在运输状态下臂架放平，全机的重心必须位于支腿前后支承线之间，否则支腿不可能使全部车轮离地。4.4.3 H形支腿液压系统特点H形的每个支腿需要两个液压缸。如图4.3所示为汽车起重机典型的H形支腿液压回路。发动机和液压泵装在下车上，选择阀I用来控制液压泵来油是进入支腿回路还是通向上车。在换向阀3和每个垂直支腿液压缸的无杆腔之间设置了两位两通的转阀4，通过控制阀4和阀3，使某一个或几个支腿垂直缸伸缩，从而使车架达到水平。支腿垂直液压缸必须安装双向液压锁5，以保证吊贷作业时，不会由于软管爆裂发生起重机倾覆事故，在起重机行驶时，不出现支腿垂直液压缸活塞杆落下的现象。图4.3 H形支腿液压回路4.4.4支腿压力设计计算和支承液压缸的选择1.应按最危险的工作状况考虑，即随车起重运输车的大部分车轮被支承液压缸顶起，整车成为三点支承状态。设载荷平均分配在三个支承点上，则每个支腿上所受到的支腿载荷Fz 有Fz=G/3 G整车满载时的重力(N).根据和液压系统工作压力P(可按中，高压系统选P=8-16MPa),既可以确定出液压缸的缸径。液压缸是液压传动的执行元件，它和主机工作机构有直接的联系，对于不同的机种和机构，液压缸具有不同的用途和工作要求。因此，在设计液压缸之前，必须对整个液压系统进行工况分析，编制负载图，选定系统的工作压力，然后根据使用要求选择结构类型，按负载情况、运动要求、最大行程等确定其主要工作尺寸，进行强度、稳定性和缓冲验算，最后再进行结构设计。2.计算液压缸的结构尺寸液压缸的结构尺寸主要有三个：缸筒内径D、活塞杆外径d和缸筒长度L。(1)缸筒内径D。液压缸的缸筒内径D是根据负载的大小来选定工作压力或往返运动速度比，求得液压缸的有效工作面积，从而得到缸筒内径D，再从GB234880标准中选取最近的标准值作为所设计的缸筒内径。根据负载和工作压力的大小确定D：根据Fz=G/3 可以求出每个支腿上所受到的支腿载荷则Fz=G/3=31000/3 P取12MPa再根据下面公式计算。以无杆腔作工作腔时以有杆腔作工作腔时式中：pI为缸工作腔的工作压力，可根据机床类型或负载的大小来确定；Fmax为最大作用负载。(2)活塞杆外径d。活塞杆外径d通常先从满足速度或速度比的要求来选择，然后再校核其结构强度和稳定性。若速度比为v，则该处应有一个带根号的式子：也可根据活塞杆受力状况来确定，一般为受拉力作用时，d=0.30.5D。受压力作用时： pI5MPa时，d=0.50.55D；5MPapI7MPa时，d=0.60.7D；pI7MPa时,d=0.7D按有杆腔作工作腔时计算时D=46mm (3)缸筒长度L。缸筒长度L由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定，即： L=l+B+A+M+C式中：1为活塞的最大工作行程；B为活塞宽度，一般为(0.6-1)D;A为活塞杆导向长度，取(0.6-1.5)D;M为活塞杆密封长度，由密封方式定；C为其他长度。根据算式可得 L=900mm一般缸筒的长度最好不超过内径的20倍。4.5 液压泵及液压控制阀的选择选择时需要进行液压泵流量和排量的计算。4.5.1 液压泵流量及排量的确定液压缸的容积，用来表示。式中: 各级油缸的工作行程，=；各级油缸的活塞直径。=4.65610ml=2.69710ml=110ml =8.35310ml液压泵额定流量Q应满足下式要求。式中: t举升时间，一般在1222s之间，本设计预定为20s；液压系统的容积效率，一般取0.80.85，本设计中为0.85。即则取Q为5ml/s。当液压泵流量Q确定以后，液压泵排量q可由下式确定。式中: q液压泵排量，ml/r； n液压泵转速，设计采用外啮合齿轮泵，转速为2 000r/min；=150ml/r根据以上条件，参照机械设计手册液压传动与控制单行本中的相关内容，选取由阜新市液压件厂生产的CBF-E125型外啮合双联齿轮泵，该产品具有外形尺寸较小，技术成熟，质量稳定，维护保养方便，成本低等优点。其技术规格如下表4.5中所示。表4.5 液压泵参数排量/mLr125压力/MPa额定16最高20转速/rmin额定2 000最高2500容积效率（%）不小于93总效率（%）不小于85驱动功率/kW76质量/kg10.5质量/kg 液压传动系统液压传动系统的作用是将由取力器取出的发动机动力，通过液压泵转换成液压能，然后经液压系统的各种装置，如液压缸，液压马达等，将液压能转换机械能，是随车起重运输车的工作装置作业，如液压支腿的伸缩，起重臂的仰俯，伸缩，回转和折叠等。见图4.4所示为RL5310JJH检衡汽车的液压传动系统回路，工作液压油从液压泵13进入有溢流阀16和安全阀15串联起来的控制回路中的三位四通分配阀14和3中，当方向控制阀在中位时，工作液压油打开溢流阀16，经漏斗式滤清器10流回液压油箱11.操作分配阀14的滑阀17和18，工作液压油进入液压缸1和2相应的腔内，控制伸出的支腿升起或下落，当随车吊进行起吊作业时，伸出的支腿必须停止在原来支承的位置上，为了工作可靠，在伸出支腿液压缸1,2顶部装有液压锁3，用来关闭高压腔中的工作液压油的出口。操作分配阀5的滑阀20，工作液压油进入回转机构7的液压缸相应腔内，驱动随车吊的起重臂回转。操纵滑阀21，通过液压缸8可使起重臂举起或靠货物重力和活塞杆的自身质量落下，或保持一定的举升高度。操纵滑阀19通过液压缸4可使起重臂折叠。为了预防液压系统过载，将安全阀15调到预定的压力，安全阀为随车吊起吊质量的限制器。如图4-4 RL5310JJH检衡汽车液压传动系统4.6 液力马达的选型参考机械设计手册选取CM型齿轮马达，型号为CM-D70C，其具体技数参数如下表4.6 齿轮马达参数排量/mLr压力/MPa转速/r转矩/Nm额定最高额定最高70.810141 8002 400112.74.7本章小结本章详细地介绍了检衡汽车各个参数，通过方案对比选择合适的随车吊，并对起重装置的参数进行选择与设计，对支腿进行设计计算,通过对液压传动系统回路分析选择合适的液压泵，液压控制阀和液压马达。第5章辅助系统设计5.1 取力器的选择5.1.1取力器取力方式的确定除了少量专用汽车的工作装置因考虑工作可靠相符殊的要求而配备专门动力驱动外，绝大多数专用汽车上的专用设备都是以汽车底盘自身的发动机为动力源，经过取力器，用来驱动齿轮液压泵、真空泵、柱塞泵、轻质油液压泵、自吸液压泵、水泵、空气压缩机等，从而为自卸车、加油车、牛奶车、垃圾车、吸污车、随车起重车、高空作业车、散装水泥车、拦板起重运输车等诸多专用汽车配套使用。因此，取力器在专用汽车的设计和制造方面显得尤为重要。根据取力器相对于汽车底盘变速器的位置，取力器的取力方式可分为前置、中置和后置三种基本型式，每一种基本形式又包括若干种具体的结构，如下所列。其中，变速器侧盖取力，由于在设计变速器时已考虑了动力输出，因而一般在变速器左侧和右侧都留有标准的取力接口，也有专门生产与之配套的取力器的厂家，这种取力器较为常用，故本课题中，为了便于设计，节约成本，同时也考虑到大批量生产，采用变速器侧盖取力方式。5.1.2取力器基本参数确定取力器实质上是以种单机变速器。其基本参数有取力器总速比，额定输出转矩，输出轴旋向及结构质量等。CA131系列汽车取力器有4205KBA-010B ，PT012/252, PT012/263，PT012/264, PT012/273等30几种型号。其总速比(发动机转速与取力器输出转速之比)有1.3，1.06,0.892,1.253,1.199等多种配比。其额定输出扭矩有450Nm,210Nm, 170Nm, 100Nm和392Nm等。输出旋向均为发动机旋向相反。结构参考质量为12kg,12.5kg。本设计二类底盘所配变速器型号为陕齿RT11509C机械式变速器，根据此变速器型号选取4205KBA-010B型取力器。其主要技术参数如表5.1所示，变速器取力齿轮参数见表5.2，尺寸见表5.3。表5.1 4205KBA-010B型取力器参数取力器型号4205KBA-010B速比1.3输出旋转方式与发动机相反输出方式法兰最大输出扭矩（Nm）450操纵方式远距离电控气操作表5-2变速器取力齿轮参数齿数30法向模数4.25压力角20螺旋角23.5径向变位系数+0.3齿轮旋向右旋齿宽28表5-3 取力器尺寸参数ABCDE224.5mm130mm287mm265mm459.5mm5.2主车架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。5.2.1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，应满足图表5-1和图5-1的要求。表5-4 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/mmA706050B504030孔径/mmC504030151311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5-1所示。图5.1主车架钻孔的孔径和孔间距2.在纵梁的边、角区域亦禁止钻孔或焊接，如图5.2、图5.3所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5.2主车架纵梁禁止钻孔区图5.3 车架纵梁焊接区 3.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。5.2.2主车架加强板的设计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。1)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5.4所示。1-主车架纵梁 2-加强板图5.4 加强板的湍头形状2)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，如图5.5所示。3)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25mm，铆钉的间距为70150 mm。当铆接有困难时，可在加强板上加工孔塞焊于纵梁胶板上，塞焊孔直径为2030 mm，塞焊孔与加强板端部的最小距离为25mm，孔间距为100170 mm。1-加强板 2-主车架纵梁 3-副车架图5.5 加强板的合理布置5.3 副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，材料为16MnReL。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。5.3.1副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，多采用如图5.6所示的槽形结构，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5.7和图5.8所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5.6 副车架的截面形状1-副车架；2-腹板图5.7 加强后的副车架截面形状图5.8加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100、80、6mm。5.3.2加强板的布置车架中部所受弯曲、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5.9。本副车架为了批量生产时工艺简单，采用了图5.9（b）角型的端头形状。图5.9 加强板的三种设计方式5.3.3副车架的前端形状及安装位置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。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副车架与主车架连接如图5.10所示图5.10 副车架与主车架的连接3）副车架前端形状常有三种形状(见图5.11)。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5.11(c)所示：；。（a）U形（b）角形（c）L形图5.11 副车架的三种前端形状5.3.4纵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5.121-纵梁 2-连接板 3-横梁图5.12 横梁与纵梁的连接图5.12（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5.12（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5.12（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铆接。5.3.5副车架与主车架连接设计副车架与主车架的连接常采用如下几种形式1)连接板图5.13是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5001000 mm范围内。1-副车架 2-止推连接板 3-主车架纵梁图5.13 止推连接板的结构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5.14所示。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。1-上托架2-下托架3-螺栓图5.14 连接支架3）U型夹紧螺栓当选用其它连接装置有困难时，可采用U型夹紧螺栓。但在车架受扭转载荷最大的范围内不允许采用U型螺栓。当采用U型螺栓固定时，为防止主车架纵梁翼面变形，应在其内侧衬以木块，坦在消声器附近，必须使用角铁等作内衬。综合考虑三种连接方式的特点，以及装配工艺性，本文设计的RL5310JJH检衡汽车，主副车架之间采用止推连接板式和U型夹紧螺栓。5.3.6副车架的强度校核如果已知车架在危险工况下，危险截面的弯矩为，则可计算出副车架在危险截面的弯矩，即: 副车架最大弯曲应力满足以下强度条件: 式中:H副车架截面高度；许用弯曲应力(可查有关手册)。以上所得出的副车架弯矩计算和强度校核公式完全可以用于设计计算和指导副车架的结构设计。经过计算得出去疲劳系数为1.4， 5.4整车质量控制装置5.4.1质量参数1.装载质量检衡汽车的装载质量是指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量。对装载质量的确定要考虑以下两方面：1) 用途和使用条件如对于货流大，运距长的运输，则宜采用大吨位车辆，以便于提高生产率、降低运输成本；而对于货流多变、运距短的运输，则宜采用中、小吨位车辆。2) 合理分级在装载吨位级别上，要分布合理，以利于专用车产品的系列化、通用化和标准化。对于同一底盘，在设计时应尽量提高装载质量。额定装载质量是检衡汽车的基本使用性能参数之一。目前，中、长距离公路运输趋向使用重型汽车，以便提高运输效率、降低运输成本，额定装载质量一般为919t；同时，还应考虑到厂家的额定装载质量的合理分级，以利于产品系列化、部件通用化和零件标准化。此外额定装载质量还必须与选用的二类货车底盘允许的最大总质量相适应。5310JJH检衡汽车综合考虑其额定转载质量范围和二类底盘的最大总质量，确定其装载质量18870kg。2.整备质量所谓整备质量是指专用汽车带有全部工作装置及底盘所有的附属设备，加满油和水，但未载人和载货时的整车质量。整备质量是一个重要设计指标，对运输型专用汽车的动力性和经济性有很大影响。据估计，载重汽车整备质量减少10，可使经济性提高8.5。因此从设计原则上讲，应减少整备质量，尽量采用轻质金属材料和非金属材料，减少原材料消耗，降低制造成本。当然整备质量在设计时要受到一些条件的制约，如车辆使用的公路条件、原材料质量、制造工艺水平等，这些方面都需要综合考虑。整备质量为119003.总质量RL5310JJH检衡汽车总质量是指装备汽车装备完好齐全，满载货物及乘员是的质量。其值可按下式确：式中：检衡汽车总质量；检衡汽车整车整备质量；装载质量；驾驶员质量，按计算。其总质量为31000kg，检衡汽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，不断减轻汽车自重，提高汽车性能。有时候质量利用系数也可用装载质量与汽车干质量之比来表示。干质量是指汽车整备质量减去燃料、冷却液和附屑设备的质量。对于本文设计的检衡汽车,其质量利用系数为：=18870/11900=1.59检衡汽车的质心位置是指满载或空载时整车质量中心位置。检衡汽车的质心位置对使用性能(例如汽车的制动性、操纵稳定性等)影响很大。因此，检衡汽车总体设计时应尽量使质心位置接近原货车的质心位置。4.轴载质量最大轴载质量是专用汽车在公路行驶时使用受限制的一个技术参数，也是公路和桥梁设计载荷标准的依据。所谓轴载质量分配是指车辆某一轴的承载质量占整车总质量的百分比，应分空载和满载两种工况考虑。改装后的专用汽车轴载质量分配应尽量和原车型靠近。对于单车在满载条件下，长头车的前轴质量应达到25，平头车的前轴质量应达到30，对于半挂汽车列车，在空载时，鞍式牵引车驱动桥轴载质量至少应达到汽车列车总质量的25。在确定轴载质量分配时，还应满足以下原则：1) U轮胎磨损均匀。例如对于42型单胎车辆，前、后轴应各占12，对于42型后双胎车辆，前轴应占13，而后轴应占23。2) 允许轴载质量的限制。允许袖裁质量有相应的限值及系列标准。3) 轮胎负荷系数。所谓轮胎负荷系数是指轮胎所受到的静负荷与轮胎额定负荷之比。一般取0.91。4) 操纵稳定性。要求改装后的专用汽车在各种工况下，应具有一定的不足转向。5) 质心位置。在横向，应使左、右车轮的承载质量分配均等，其最大偏差不得大于34；在纵向，要满足前面提到的轴载质量分配条件；在高度位置，应使质心尽可能低。从车辆行驶稳定性考虑，质心高度应满足以下条件：保证车辆不发生侧翻，要求 ;保证车辆不发生纵翻，要求;式中专用汽车轮距(m)；整车质心至后轴中心线的水平距离(m)；整车质心至地面的高度(m)；路面附着系数，一般取；侧倾稳定角()；纵倾稳定角()5.质量变化控制引起质量变化的原因有多种：油水的消耗，乘员的变化，材料的装载情况解决方法：可以设计一个水罐，保持汽车质量的平衡，质量变化多少，就向水罐加多少水。5.5本章小结本章介绍了检衡汽车的辅助系统，叙述了取力器的取力方式，确定了检衡汽车的取力方式是变速器侧端取力，主车架与副车架的连接方式，副车架的设计及强度校核，分析了整车质量控制以及解决方法。第6章整车性能分析专用汽车性能参数计算是总体设计的主要内容之一，最基本的性能参数计算包括动力性，经济性和稳定性的计算。其中动力性参数可由发动机的动力特性图求出，也可根据发动机输出转矩和转速的关系式利用驱动力-阻力平衡方程直接求出。6.1 汽车动力性能分析6.1.1 发动机的外特性发动机的外特性是发动机油门全开时的速度特性，是汽车动力性计算的主要依据。外特性一般有三种获得方法，即由发动机厂家或汽车底盘制造厂家提供，直接由发动机台架试验测出或由经验公式拟合。输出转矩和输出功率随着发动机的转速变化的二条重要特性曲线,为非线形曲线。工程实践表明，可用而次三相式来描述汽车发动机的的外特性，即（6.1）式中: 发动机输出转矩(Nm)；发动机输出转速(r/min)； a、b、c待定系数。根据外特性数值建立外特性方程式。如果已知发动机的外特性，则可利用拉格朗日三点插值法求出公式中的三个待定系数的a、b、c。在外特性曲线上取三点，即、及、，依拉氏插值三项式有将上式展开，按幂次高低合并，即可得三个三个待定系数为在发动机外特性曲线图未知的情况下，可按经验公式拟合外特性方程式。如缺少所需发动机的外特性，但从发动机铭牌上可以得到该发动机的最大输出功率216及相应转速和该发动机的最大转矩及相应转速时，可用下列经验公式来描述发动机的外特性。（6.2）式中：发动机最大输出转矩1050（Nm）；发动机最大输出转矩时的转速1700（r/min）；发动机最大输出功率时的转速2400（r/min）；发动机最大输出功率时的转矩（Nm）=9549216/2400=859N.m由公式（6.1）和公式（6.2）可得：代入数据可以算得a=-1050+859/(1700-2400)=-0.00039b= 21700(1050-859)/(1700-2400)=0.0013c=1050-(1050-859)1700/(1700-2400)=-76.51则发动机的外特性可表示为=-0.00039+0.0013-76.516.1.2 汽车的行驶方程式检衡汽车在直线行驶时，驱动力和行驶阻力之间的关系式如下：（6.3）式中：驱动力；滚动阻力；空气阻力；坡度阻力；加速阻力。1.驱动力的计算检衡汽车在地面行驶时受到发动机限制所能产生的驱动力与发动机输出转矩的关系（6.4）式中: 变速器某一挡的传动比；主减速器传动比,为4.44；传动系统某一挡的机械效率；驱动轮的动力半径可取0.520；发动机外特性修正系数国内标准取为0.85-0.91，取为0.88。表6.1 变速器传动比一档二档三档四档五档六档七档八档九档倒档12.428.296.084.533.362.471.811.351.0012.992.滚动阻力的计算检衡汽车的滚动阻力的计算公式为（6.5）式中: 检衡汽车的总质量31000kg；道路坡度角；滚动阻力系数。3.坡道阻力的计算汽车上坡行驶时，整车重力沿坡道的分力为坡道阻力，其计算公式为（6.6） 4.空气阻力的计算汽车的空气阻力与车速的平方成反比，即（6.7）式中: 空气阻力系数，检衡汽车可取为0.50.9；迎风面积（m2），可按A=BH估算，B为轮距，H为整车高度。取=0.8， =2.493.25=8.09则空气阻力可以由下式计算 =0.275.加速阻力的计算加速阻力是汽车加速行驶时所需克服的惯性阻力计算公式为（6.8）式中: 汽车加速度（m/s2）；汽车整备质量（kg）；传统系统回转质量换算系数。的计算公式为（6.9）式中: 车轮的转动惯量（kgm2）；发动机飞轮的转动惯量（kgm2）；车轮的滚动半径（m）。进行动力性计算时，若、的值不确定，则可按下述经验公式估算值。式中: =0.030.05。低挡时取上限，高档时取下限。将式（6.4）、（6.5）、（6.6）、（6.7）、（6.8）代入式（6.3），得（6.10）将式代入（6.9）中得（6.11）式中: 6.1.3 动力性评价指标的计算衡量汽车动力性能的评价指标有三个，即最高车速，最大爬坡度和加速性能。汽车最高车速的计算（其它参数见表6.2 6.3）。当汽车以直接挡行使时有公式=表6.2 相关系数的确定名称符号数值发动机外特性修正系数0.88直接挡时传动效率00.89其他挡时传动效率0.86空气阻力系数0.8滚动阻力系数0.018627 500表6.3 汽车参数名称符号数值与单位发动机最大功率 216kw发动机最大功率时的转速 2 400r/min发动机最大转矩 1 050Nm发动机最大转矩时的转速 1 700 r/min车轮动力半径 0.520 m车轮滚动半径 r0.536主减速比 4.44汽车列车迎风面积 0.8汽车满载列车总质量 31 000kg= 1 802.4=-245 000=67.3因为A0，D0，求专用汽车的最高车速为km/h6.2 燃油经济性计算专用汽车的燃油经济性通常用车辆在水平的混凝土或沥青路面上，以经济车速v满载行驶的百公里油耗量来评价，百公里油耗Q，单位L/100km。可以根据发动机万有特性来计算。公式为（6.12）式中: 燃油的密度，（kg/L）。柴油可取7.94N/L8.13N/L；重力加速度。首先计算出经济车速下相应的发动机转速 (r/min) （6.13）检衡汽车的经济车速为65km/h。则 =1 428.2(r/min)在经济车速下发动机功率为=143.6KW由（6.14）式得L/100km6.3静态稳定性计算由普通汽车底盘改装成的装用汽车，其质心位置均较普通货车为高，其原因是由于副车架或工作装置的布置，使装载部分的位置提高了，因此需要对整车的静态稳定性重新进行计算。分析专用汽车的静态稳定性，首先应计算出整车的质心位置。当检衡汽车的总布置基本完成后，即可对该车的质心位置进行计算。计算时可根据已有的资料，或利用实验结果，也可用计算方法来确定专用车各总成的质量及其质心位置坐标，然后按照力矩平衡方程式，求出整车的质心位置。初步估算出质心的高度H=2.0m,车辆的稳态稳定详细是指车辆停放或等速行驶在坡道上，当整车的重力作用线越过车轮的支承点，则车辆会发生翻倾。若整车的重力作用线正好通过支承点，则车辆处于临界的倾翻状态，此时的坡度角称为最大倾翻稳定角。另一方面，当车辆停放在坡道或在坡道行驶时，若坡道阻力大于附着力时车辆由于附着力不足而向下滑移，同样也会出现失稳，其最大滑移角仅取决于车轮和路面间的附着系数，有,由于侧翻是一种危险的失稳工况，因此，为避免侧翻，依据侧滑先于侧翻的条件有：,去汽车轮胎和普通混凝土地面间的横向附着系数=0.7，则专用汽车的最大侧倾稳定角应大于28.侧向稳定的临界状态，有：式中B-轮距(m)所以汽车的纵向稳定性得到保证。6.4本章小结本章对检衡汽车的动力性，燃油经济性以及稳定性等整车性能进行了计算。通过计算本次检衡汽车的设计整车性能达到要求，检衡汽车在行驶时有良好的动力性，经济性和稳定性。结论检衡汽车已显著的经济效益和社会效益已在社会范围内得到迅速发展，一种新型的高效计量检衡装备逐步替代了传统的作业系统，改变了原有装备低效低精度的情况；既节约了使用空间，又提高了检测的效率，具有高度自动化、方便、快速和高效的特点。检衡汽车的使用可以方便汽车衡的检定工作，对于推进汽车质量检定、道路违章检测工作有着重要意义。本设计结合课题的需要设计了一台总质量31000Kg的检衡汽车，完成的工作和得出的结论如下：1.所采用是市场上成熟的二类底盘进行改装，动力强劲，车架强度高，燃油经济性好。2.选用的随车吊采用国内知名品牌江苏徐工吊机, 液压阀锁国际化配套，更加安全可靠，24度维卡套式管路接头，高精密冷拔管彻底解决漏油，进口油缸密封更加持久耐用。3.检衡汽车它检测作业中方便快捷，而且精度特别高，使得公路计量检测变得更为轻松、高效，为收费站道口等部门的正常收费的高效工作提供必要保证，也进一步提高了交通质量。在检衡汽车的设计过程中也存在很多的难点和不足1.整车性能在分析时由于数据不是很全，在计算时有一点误差；2.在CAD运用上还存在一些问题，有的地方画的不到位参考文献1成大先.机械设计手册第四卷-4版-北京化学工业出版社，2002, (01)2胡民安.手动液压堆高车在汽车衡检定中的应用J.计量与测试技术,2010, (02) 3肖文.粮库汽车衡的使用维护J. 四川粮油科技, 2003, (04) 4唐煜.制定动态汽车衡国家计量检定规程的几个要点J.中国计量,2002, (06) 5祝红,韩春光.汽车衡的计量管理J. 品牌与标准化, 2009, (12) 6于跃斌.检衡车发展综述J. 铁道车辆, 2003, (02) 7李国灿.HXZ50型无基坑大台面汽车衡使用情况简介J. 林业机械与木工设备, 1983, (03) 8易源星,黄健夫,龙海洪.汽车衡计算机称量系统J. 工业计量, 1996, (06) 9李茸,王震宇.计算机在汽车衡称重系统中的应用J. 哈尔滨理工大学学报, 1998, (05) 10张立志.微机实时读取汽车衡称量数据的一种方法J. 计量技术, 2001, (03) 11罗建敏.用T_(6F)砝码检衡车检定电子汽车衡J. 铁道技术监督, 1999, (03) . 12于跃斌.检衡车发展综述J. 铁道车辆, 2003, (02) . 13陆季挺.动态电子汽车衡在高速公路限载中的使用及改进J. 山西交通科技, 1998, (01) . 14齐长江,吴崇涛. 浅谈电子汽车衡的检定和修理J. 技术监督纵横, 1999, (03) . 15周新建，电子汽车衡称重管理系统的研制J. 计算机应用研究, 1996, (06) . 16高飞鹤，轮幅式传感器在汽车衡上的应用J. 技术监督实用技术, 1994, (01) . 17盛巍,孟繁第，称重设备测试装置计量检衡车的推广应用J. 计量与测试技术, 2002.18陈延文,糟志科，检衡车校验动态轨道衡的单片机模拟系统J. 计量技术, 2003, (07).19张海鹰.3201Z型自卸车举升机构设计及力学分析J. 专用汽车, 2003, (2) :7-920郭双宇.温立刚起重机底盘车架有限元分析与结构优化.期刊论文. -专用汽车2009(6).21Yasuo Shimizu, TOSHITAKE Kawai.Development of Electric Power steering.SAE Paper No,91001422Nakayama T, Suda E,The present and futrue of electric power steering.Int.J.of Vehicle Design,1994,15(3,4,5):243-25423肖献法,丁光明.随车起重运输车:折臂式与直臂式的对比期刊论文商用汽车 -2002年9期24郭艳玲，耿光增.长轴距随车起重运输车底盘匹配与性能优化期刊论文重型汽车 -2010年3期 25李旭伟基于CAD/CAE技术的随车起重运输车工作装置的研究学位论文，2008-河北工业大学：车辆工程26彭玲试论QC/T 459-2004随车起重运输车标准期刊论文机械工业标准化与质量2010年3期27肖立群黑亚波随车起重运输车期刊论文商用汽车 -2001年6期28 李欣国,朱报平. 一种新型动态电子轨道衡的研制与应用J.衡器, 2005，（01）29明平顺. 汽车运输专用车辆M. 北京, 机械工业出版社，2006 . 30 郑殿旺，华学超. 专用汽车结构与维修M. 上海：上海科学技术出版社，1997.致谢经过一个学期的紧张工作，所设计的RL5310JJH检衡汽车最后按时完成了，也将给自己的大学生活画上了一个圆满的句号。整个设计用到了我们四年所学的大部分知识，通过本次设计将所学到的知识串联起来，可以说是对自己大学这几年所学的知识进行比较比较全面的回顾和复习，通过这么长时间的学习和锻炼，使自己学到了很多在课堂上不曾学到的知识和经验。本次设计过程中经常遇到一些自己解决不了的问题，但是得到很多老师和同学的帮助，在此我最想感谢的是李涵武老师，李老师力求理论联系实际。在整个设计过程中，李老师耐心指导，使得本设计在原有基础上有了明显的提高。在李老师的严格要求和谆谆教诲下，我的分析问题、解决问题的能力都有了显著的进步，为我走向工作岗位打下良好的基础。李老师严谨的治学态度、坚持学习的精神和兢兢业业的工作作风是永远值得我们学习的。在此，我对李老师表示最衷心的感谢和崇高的敬意。附录附录AUnderstanding of concrete pump hydraulic systemPumping Hydraulic system Boom hydraulic system Outrigger hydraulic system Hydraulic system diagramDaily check and maintenance of the hydraulic systemThe functions of the truck mounted concrete pump, hydraulic system can be divided into pumping hydraulic system, boom hydraulic system, outrigger hydraulic system.Pumping Hydraulic system Is divided into three parts: main pumping system, distribution and lubricating system, mixing and cooling and cleaning system.Main pumping system There are two hydraulic loops: open and close loop.The Open loop: uses an A11VLO190 variable displacement of axial piston pump. It is fitted with a constant power control device, pressure cut-off valve and electrical stroke limiter with proportional solenoid. The constant power control device has been set in the factory. The displacement can be adjusted from 0 to Maximum by turning the oil pump displacement potentiometer on the control panel from low to high. Fig. 1 A11VLO 190 A，B Service port (without charging pump) 420 barS Suction port (with charging pump) 35 barT1, T2 Air bleed, tank R Air bleed, oil drain M1 Measuring point, regulating chamber M Measuring point, service port G Port for positioning pressure (controller) for version with stroke limiter (H., U2), HD and EP with screwed fitting GE10 PLM (otherwise port G closed)The other is the control line, which can change the flow direction and the displacement of main pump through constant power valve, proportional solenoid pressure reducing valve, directional control valve and servo valve of main pump.The Closed loop: There is an auxiliary pump with relief valve that the setting pressure is 3.5Mpa in A4VG180. The auxiliary pump has two output ways. One is the charge oil line, which connects with suction line of main pump through the check valve in two pressure relief valves and add oil to main pump. At the same time excessive hydraulic oil return to oil tank through flushing valve and cooler to realize heat exchange for closed loop.A, B Service line ports SAE 1 1/4, high pressure series 420 barT1 Case drain or filling portT2 Case drain M332; 18 deepMA, MB Pressure gauge - operating pressure A, BR Air bleedS Boost suction portX1, X2 Control pressure ports (before the orifice)G Pressure port for auxiliary circuitPS Control pressure supplyFa Filter outletFa1 Filter outlet (filter assembly)Fe Filter inlet M332; 18 deepFS Port from filter to suction line (cold start)MH Port for balanced high pressureY1, Y2 Remote control ports (only for HD control)Flushing valve Used for closed loop to prevent excessive heat build-up in closed circuit operation. The setting pressure of flushing valve is 3.0MPaPressure reducing valve with proportional solenoid Used for closed loop. The Output pressure is connected with the remote control port of main pump to control the displacement and is controlled by a proportional current signal and constant power valve. The displacement can be adjusted from 0 to Maximum by turning the displacement adjusting potentiometer. Constant power valve Power settingUsed for closed loop. When the hydraulic system pressure is over the setting pressure, the valve works to reduce the output pressure of the pressure reducing valve and maintain the constant power.Pilot pressure setting Fig.3 Constant power valveMain pump suction filter Open loop: filtration fineness 100u.Close loop: filtration fineness 20u.When the indicator in the vacuum gauge exceeds the safe area or the electric signal instrument gives a warning, the cartridge may be blocked. It should be clean or replace filter cartridge promptly.Filter filtration fineness is 20u in open loop. When the reading pressure of the vacuum gauge exceeds 0.35Mpa, the cartridge may be blocked. It should be clean or Return filter replace filter cartridge promptly.Filter filtration fineness is 10u in closed loop. When the electricity deliver reports to the police, the cartridge may be blocked, it should be clean or replace filter cartridge promptly.Distribution and lubricating system Constant pressure pump Setting screw for pressure control zero /Stroke pressureFig.4 Constant pressure pumpAn A10VO28 constant pump is used for the distribution system of supply oil. The setting of the pressure control valve of the pump is 16Mpa. Once the system pressure is reached, the bump will keep this pressure then decrease the displacement. There is a pressure relief valve in the distribution circuit to act as a safety valve, which is set to 18Mpa.Plate ball valve (shut-off valve)Used to discharge the accumulator. It must be rotated the lever of shut-off valve anti-clockwise when the pumping finishes or stopped for maintenance, in order to discharge the pressure of theaccumulator. (Pressure gauge of distribution system is zero) Accumulator Inflation pressure is 8-9Mpa. Use Only Nitrogen to fill the accumulator. Charging pressure should not exceed these figures.Lubricating system There are two types. One is reciprocating centralized lubrication that is driven by oil from the swing cylinders of distribution system includes lubricating single pump (or double pump), distributor, damper and filter. The other is automatic centralized lubrication that is driven by a D.C motor with a

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