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东风天龙自卸汽车改装设计【汽车类】【7张CAD图纸】【优秀】

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东风天龙自卸汽车改装设计

40页 18000字数+说明书+任务书+开题报告+7张CAD图纸【详情如下】

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摘要

　　　去年以来，我国专用车市场取得较好的经营业绩，全国395家改装车企业改装汽车23.06万辆，销售23.05万辆。自卸汽车27125辆，占总量的11.76％。随着国内基础设施建设需要不断增加，自卸车产量近年来一直保持较高产销量，在专用车综合产量中保持第一位置，但在种类、型式、材料运用方面与国外还有一定的差距。

　　　本文首先对自卸车的设计特点以及国内外发展现状做了相关的概述。接着，从车厢的设计、举升机构的设计、取力器的设计等方面进行了EQ3090自卸车的总体设计，并对主车副车架进行了改装与设计。对整个EQ3090自卸车的外廓尺寸、轮距与轴距尺寸、前悬后悬以及整车的装载质量、整备质量、总质量和轴载质量进行了相关的计算与设计。　　

关键字：自卸汽车；总体布置设计；副车架；轴载质量；举升机构

ABSTRACT

　　　Since last year, our country Special Purpose Vehicle industry is in the boom, with 395 car refit enterprise all around the country refitting 230.6 thousand cars, selling 230.5 thousand. auto unload vehicle the 27125 car, account for 11.76% of total deal. along with the development of local foundation facilities, in recent years auto unload vehicle yield has been keeping in higher production & sales, remains in the first place in Special Purpose Vehicle production. However, in aspects of category, pattern, material application, compared with foreign countries there is still a long way to go. In this paper, firstly, I made a general about the auto unload vehicle design and its development domestic and abroad. Then, at the point of compartment, rising organization etc, I started the design of the EQ3090 auto unload vehicle. Also, I refit and designed the vice-car stalk.

　　　To whole EQ3090 the lading quantity, reorganization quantity, measure, tread, wheelbase, forward suspension behind，proceeded the related calculation and design.　　

Key words: auto unload vehicle；total arrangement；vice-car stalk；raising organizati

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1 专用自卸车的概述1

1.2 专用自卸车设计特点概述1

1.3 国内专用自卸车发展现状概述3

第2章总体设计8

2.1 总体布置及主要参数的确定8

2.2 参数的确定8

2.3 底盘选择9

2.4 车厢尺寸计算9

2.5 本章总结10

第3章举升机构设计11

3.1 直接推动式举升机构11

3.2 最大举升角的确定11

3.3 油缸总行程L的确定12

3.4油缸举升力12

3.5 液压缸选取13

3.6 本章总结15

第4章车架的改装16

4.1主车架的钻孔和焊接16

4.2 主车架加强板的设计17

4.3 副车架的设计18

4.4 纵梁与横梁的连接设计21

4.5 副车架与主车架的连接设计22

4.6 车架校核23

4.7 功率和比功率计算25

4.8 本章总结26

第5章液压系统设计27

5.1 油泵的选型计算27

5.2油箱设计27

5.3 液压系统原理28

5.4 本章总结29

第6章天龙自卸车动力性能的计算30

6.1 动力学方程的建立30

6.2 发动机外特性30

6.3 汽车动力性指标的计算32

6.4 燃油经济性计算32

6.5 本章总结33

结论34

参考文献35

致谢36

附录37

一、设计目的、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、设计内容、技术要求（研究方法）

　　　主要内容：改装设计一种自卸车。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；

要求进行举升机构详细设计，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；

要求进行装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。

1.1 专用自卸车的概述

　　　专用自卸车是利用本车发动机动力驱动液压举升机构，将其车厢倾斜一定角度卸货，并依靠车厢自重使其复位的专用自卸车。

　　　自卸汽车按其用途可分为两大类：一类属非公路运输用的重型和超重型(装载质量在20t以上)自卸汽车。主要承担大型矿山、水利工地等运输任务，通常是与挖掘机配套使用。这类汽车也称为矿用自卸汽车。它的长度、宽度、高度以及轴荷等不受公路法规的限制，但它只能在矿山、工地上使用。另一类用于公路运输用的轻、中、重型(装载质量在2～20 t)普通自卸汽车。它主要承担砂石、泥土、煤炭等松散货物运输，通常是与装载机配套使用。

　　　某些自卸汽车是针对专门用途设计的，故又称专用自卸汽车。如：摆臂式自装卸汽车、自装卸垃圾汽车等。

　　　普通自卸汽车技装载质量分为：轻型自卸汽车（＜1.5t）、中型自卸汽车（3.5≤＜8t）和重型自卸汽车（＞8t）；按运载货物倾卸方向分为：后倾式、侧倾式、三面倾式和底卸式自卸汽车；按车厢栏板结构分为：栏板一面开启式、栏板三面开启式和簸箕式(即无后栏板)自卸汽车。

　　　随着国内基础设施建设需要不断增加，自卸车产量近年来一直保持较高产销量，在专用车综合产量中保持第一位置，但在种类、型式、材料运用方面与国外还有一定的差距。自卸汽车继续快速增长，销量超过载货汽车上升到第一位。主要原因是固定资产投资强劲增长，巨大的投资规模奠定了自卸车市场需求基础；自卸汽车品种增加，不仅适应和满足施工需求，同时向运输市场发展；牵引汽车保持较快发展，已成为长距离公路运输的主力车型。

1.2 专用自卸车设计特点概述

　　　专用自卸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：

　　　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自卸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自卸车改装设计的底盘。能否选到一种好的汽车底盘，是能否设计出一种好的专用自卸车的前提。

　　　对于不能直接采用二类底盘或三类底盘进行改装的专用自卸车，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。

　　　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。

　　　专用自卸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。对专用自卸车零部件的设计，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。对专用自卸车自制件的设计，应遵循单件或小批量的生产持点工的可能性。对专用自卸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自卸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。在普通汽车底盘上改装的专用自卸车，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。

　　　专用自卸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。

　　　某些专用自卸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，使专用自卸车有良好的适应性，工作可靠，是要设安全性装置。

　　　综上所述，专用自卸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。

　　　由于专用自卸汽车种类繁多、结构复杂、使用面广、开发期短等待点，所以专用自卸汽车设计人员．既要具备汽车设计的知识相能力．向时也要掌握专用自卸车各种不同工作装置的原理与设计计算。此外专用自卸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。

第2章总体设计

2.1 总体布置及主要参数的确定

2.1.1 总体布置

　　　1、轴数

　　　根据汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的构造来选择汽车的轴数。本设计中轴数选择为三轴。

　　　2、驱动形式

　　　根据汽车的用途、总质量以及对车辆通过性的要求来确定驱动形式。本设计驱动形式的选择为后轮驱动。

　　　3、布置形式

　　布置形式分为发动机的布置和驾驶室的布置。

　　　发动机的布置有以下几种形式：发动机前置后轮驱动、发动机前置前轮驱动、发动机后置前轮驱动、发动机后置后轮驱动、全轮驱动。根据性能的要求、行驶要求及经济性来确定发动机的布置。本设计中发动机的布置形式为前置。

　　　驾驶室的布置有以下几种形式：平头式、短头式、长头式、偏置式。基于汽车的总体设计及安全性的考虑，本设计中驾驶室的布置形式为长头式。

2.2 参数的确定

　　　1、汽车外廓尺寸

　　　它包括长、宽、高。它的大小直接与轴距、轮距、驾驶室、车身和专用设备的布置有关。本设计中汽车的外廓尺寸为8500×2500×3200毫米。

　　　2、轴距

　　　根据汽车的长度、质量和许多使用性能来确定轴距。本设计中轴距确定为3800+1350毫米。

　　　3、轮距

　　　根据汽车的质量、宽度、横向通过半径和横向稳定性及汽车的机动性能来确定。本设计中前轮距确定为2040毫米，后轮距确定为1850毫米。

　　　4、其余参数

　　　总质量为24800kg，接近离去角为30/25整备质量为10305kg。

2.3 底盘选择

2.3.1 底盘选择

　　　在选择底盘时，一般是按经济效益来考虑的，比如：底盘的价格，装载质量，超载能力，百公里油耗，养路费等，除此之外，还要考虑如下参数：

　　　1、底盘车架上平面离地高度。一般64底盘车架上平面离地高度为10501200.该数值越大整车重心越高，越容易造成翻车。影响该数值的因素主要是轮胎直径，悬挂的布置和主车架截面高度。

　　　2、底盘后悬。该数值过大会影响自卸车举升稳定性，造成举升翻车事故。此数值一般在5001100之间（侧翻自卸车除外）。

　　　3、整车匹配合理，使用可靠。

　　　本设计选用东风大力神平板运输车的底盘，如图2.3.1。表2.3.1 底盘参数

底盘型号DF3251A7轮胎数10弹簧片数9/13

轴数3燃油类型柴油额定质量（mm）14500

轴距（mm）3800+1350前轮距（mm）2040——

驾驶室乘坐人数3后轮距（mm）1850——

　　　本设计在DF3251A7二类汽车底盘的基础上，参考同类车型，运用汽车理论和汽车设计知识，通过设计计算完成了自卸车的举升机构液压系统和车厢的设计与布置。在满足整车总布置的要求的前提下，所设计的专用设施符合自卸车标准，能满足实际的工作需要。本文对国内外矿用汽车工业的发展做了简单的介绍重点对自卸车车架进行了结构以及受力分析，采用两纵三横的车架结构形式，初步给出车架的尺寸，利用强度校核来确定车架各尺寸。最后利用AutoCAD来进行设计，绘制出车架的二维工程图。

　　　本文通过对车架的计算校核、车厢尺寸的确定、举升结构的设计以及液压系统的设计等来确定整车的参数，通过对本课题的研究得出以下结论：

　　　1、完成对自卸车的整体设计，对自卸车在运载、行驶、卸载等诸多方面做了合理的设计和计算，使整车性能完善。

　　　2、对车架车厢等的尺寸进行了计算和承载能力的校核，杜绝了设计中尺寸和承载能力的不合理。

　　　3、本设计还可以运用ANSYS对车架等需要校核的部件进行分析，这样可以使本设计更加合理完善。

参考文献

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内容简介：: 毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目: 东风天龙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07-2班学生姓名: 导师姓名: 开题时间: 2011年3月11日指导委员会审查意见：签字：年月日SY-025-BY-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆B07-2指导教师姓名职称讲师从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称东风天龙自卸汽车改装设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、国内专用车发展状况我国专用车市场“蛋糕”将越做越大。去年以来，我国专用车市场取得较好的经营业绩，全国395家改装车企业改装汽车23.06万辆，销售23.05万辆。客车改装量最大，共改装103492万辆，占总量的44.88；载货汽车44870辆，占总量的19.46；自卸汽车27125辆，占总量的11.76；厢式、罐式等专用车销售40966辆，占总量的17.77。今年18月份，各类专用车销售均有较大增幅，乐观估计今年全年专用车产销将达30万辆。通过数字来看，去年一年销售专用车达23万辆，结合我国道路、经济等实际情况，应该说数量还是比较可观的。但是问题就在于395家改装企业才生产23万辆。可以看出，我国汽车改装企业和汽车制造一样，存在着规模小、技术落后、生产点过多等问题。从改装车生产分布地区来看，也存在较大不均衡性。江苏、河北、安徽、河南等8个省去年产量之和约占总产量的75，其他21个省仅占总产量的25。地域的不均衡性也显示出专用车市场前景看好。目前，我国改装车市场最大销售量约25万辆左右，改装量最大的除了客车外，主要有厢式车、罐式车、自卸车等主要车型。但是总体来看，这些专用车均存在技术附加值低、工艺较落后等问题。从品种来看，我国改装车品种较少，仅有400多个品种。那么，未来改装车市场到底是什么市场呢？肯定地说，应该向多品种、高、精、尖方向发展。这种发展方向除了我国公路条件改善外，还和我国公路货物运输市场息息相关。目前，我国公路货运市场的主体依然是以个体户为主，公路货运甚至还谈不上物流管理，具有运输成本高、随意性大、服务没有保证等特点。随着我国加入世界贸易组织，这种格局将要逐步被打破。我国汽车工业保护期只有五年，但是公路货运市场却可以向外资开放。跨国物流公司正虎视眈眈盯着中国公路货运这块大市场。这场战斗谁是赢者，不言自明。集团化货运市场对卡车的个性化要求将越来越高，同时需求数量也将越来越大。可以毫不夸张地说，未来的卡车发展方向将是专用车。美国等发达国家专用车市场十分巨大，专用车具有品种多、技术含金量高等特点。就专用车品种而言，美国就有5000多个品种，甚至很多专用车已经被E化，装有电脑、卫星导航等系统。确切地说，我国专用车市场最终是向多品种、高精尖的方向发展。尤其是随着我国公路运输主体的逐渐变化，将加快产品结构的变化和技术的升级。2.自卸车发展状况非公路自卸车是汽车产品竞争激烈，满足差异化需求，细分市场的一种必然结果。非公路矿用自卸车在功能上满足公路型运输自卸车的超载、重载、爬坡等特点外，在法规政策上却像工程机械类产品靠拢，极少受到国家约束的条款限制如超载超限，在生产、制造、作业的过程中有很大的灵活性和便捷性。非公路自卸车与其他车辆相比，其产量不大，但国内缺乏规模较大、较为齐全的零部件配置体系。而工程用的发动机和变速箱，因为工况条件恶劣，国内进入这一领域的厂家很少，而且在技术上还难以突破，还待提高。所以大部分非公路自卸车核心零部件，如发动机、变速箱、液压元件等仍须从国外进口从吨位上看，国内生产厂家主要集中在载质量100t一下的领域。而100t以下的车辆主要集中在电动轮自卸车，应用在大型的露天矿区和施工场合，其载重质量大，但其市场需求量不大，这类产品属于附加值高，技术门槛高，国内厂家这方面的研究未进入该领域的前沿。国外100t以上的非公路自卸车技术不断得到发展和突破，如liebberr公司的图282大型汽车载重量327t，装备了2052kwDeboit柴油发动机和Siemens交流电驱动系统，这种交流电控系统可提供更大的制动量。非公路自卸车本身是一个很有发展潜力的行业，也是市场急需的产品。改革开放以来，我国正进入工业化时代，国家重大工程的不断实施以及对矿产资源的极大需求，都对运输车辆提出很高的要求，随着生产厂家的不断增加，社会需求量和保有量的逐渐增大，整个行业形成一种至上面下的产业开发趋势，产业链能够很快形成，步入良性循环轨道，就其发展趋势而言，非公路自卸车的需求量逐年递增，其产销量每年都以10%左右的幅度增长。所以非公路自卸车行业是一个朝阳行业，具有很大的发展空间。3.选题目的和意义专用自卸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：专用自卸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自卸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自卸车改装设计的底盘。能否选到一种好的汽车底盘，是能否设计出一种好的专用自卸车的前提。对于不能直接采用二类底盘或三类底盘进行改装的专用自卸车，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。专用自卸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。针对专用自卸车品种多、批量少的生产持点专用自卸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。对专用自卸车零部件的设计，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。对专用自卸车自制件的设计，应遵循单件或小批量的生产持点工的可能性。对专用自卸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自卸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。在普通汽车底盘上改装的专用自卸车，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。专用自卸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。某些专用自卸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，使专用自卸车有良好的适应性，工作可靠，是要设安全性装置。综上所述，专用自卸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。由于专用自卸汽车种类繁多、结构复杂、使用面广、开发期短等待点，所以专用自卸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自卸车各种不同工作装置的原理与设计计算。此外专用自卸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。通过此次设计，可以使我对汽车有更好的了解，对这种汽车在不同用途时的不同设计有了更加深刻的理解，对计算机软件在产品设计中的大量应用更加熟悉，能够更好的帮助我们对各种辅助软件的熟练运用，有助于我们在设计时更好的做到更加精确和合理，使我们的设计达到更高的设计可行性。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题（一）设计内容选择一款自卸车车型，找出相关设计参数，对主车架进行改装并设计举升机构、车厢，完成整车装配设计，并对计算数据进行anasys校核，以验证设计结果的合理性，完成总装配图（二）拟解决问题（1）底盘设计1. 正确进行二类底盘的选择2. 选择参数数据3. 进行二类底盘选型分析4. 做选型总结（2）举升机构设计1. 计算参数数据2. 完成部件设计选型（3）车厢设计（4）对设计结果进行ANASYS校核（5）完成总装配图，完成整车性能分析计算，以评价和分析整车设计情况。调研并查阅相关资料三、技术路线（研究方法）总体方案的确定总体布置设计地盘车架的改装完成毕业设计和设计说明书利用AutoCAD绘图举升机构设计车厢设计四、进度安排（1）调研、查阅相关资料、完成开题报告第12周（2月28日3月12日）（2）根据给出的相关尺寸参数进行相关部件的参数计算，并进行验证第 3、4、5周（3月13日4月2日）（3）绘制装配图并进行验证第6、7、8周（4月3日4月23日）（4）绘制零件图第9、10、11周（4月24日5月14日）（5）设计1.5万字说明书一份，零件图一套（包括PRO/E零件图）第12、13、14周（5月15日6月4日）（5）毕业设计审核、修改第15、16周（6月5日6月18日）（6）毕业设计答辩准备及答辩第17周（6月19日6月25日）五、参考文献1.孙博，胡顺安，周俊，周世来，任相广.国内非公路矿用自卸车发展现状研究A.煤矿机械,2010年08月第31卷第08期.2.俞东海，苏军琪，田海洲.自卸车专用车架设计专用汽车A.汽车论坛，2009.12.3.李纯玉，郑冲击，池宪国.工矿自卸车辆的结构设计探讨A.设计制造铁道车辆,第37卷第2期1999年2月.4.宁绍斌.红岩自卸车的结构改进A.公路与汽运,第3期2001年6月.5.晓青.东风系列工程自卸车简介A.汽车与配件,2001-21.6.闫士界.新型侧翻式底板自卸车设计与研究A.专用汽车与配件,2010.11.7.赵立军，刘涛.一种多角度自卸车的设计B.液压与气动,2006年第2期.8.杨裕强.有多节伸缩盖板的自卸车大厢的设计B.机械设计与制造,2006年3月第3期.9.党育哲.一种控制自卸车升降的平衡器A.矿山机械,2004.08.10.李萍，匡西友.一种新型双侧卸货自卸车B.专用汽车,2002.3.11.吴建华.重型自卸车车厢顶盖启闭系统的设计A.汽车研究与开发,2004.06.12.周延美，崔元捷，王仲范.重型自卸车举升机构的计算机辅助设计A.专用汽车,2001.04.13. 刘晋霞，张文明，董翠燕. 铰接式自卸车与刚性自卸车的比较A.矿山机械,2003.9.14. David Gartman ，Publisher Routledge，Auto Opium: A Social History of American Automobile DesignJ.1994.1015. Jonathan Bell ，Publisher Rotovision ，Concept Car Design: Product DesignJ， 2003 .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摘要去年以来，我国专用车市场取得较好的经营业绩，全国395家改装车企业改装汽车23.06万辆，销售23.05万辆。自卸汽车27125辆，占总量的11.76。随着国内基础设施建设需要不断增加，自卸车产量近年来一直保持较高产销量，在专用车综合产量中保持第一位置，但在种类、型式、材料运用方面与国外还有一定的差距。本文首先对自卸车的设计特点以及国内外发展现状做了相关的概述。接着，从车厢的设计、举升机构的设计、取力器的设计等方面进行了EQ3090自卸车的总体设计，并对主车副车架进行了改装与设计。对整个EQ3090自卸车的外廓尺寸、轮距与轴距尺寸、前悬后悬以及整车的装载质量、整备质量、总质量和轴载质量进行了相关的计算与设计。关键字：自卸汽车；总体布置设计；副车架；轴载质量；举升机构ABSTRACTSince last year, our country Special Purpose Vehicle industry is in the boom, with 395 car refit enterprise all around the country refitting 230.6 thousand cars, selling 230.5 thousand. auto unload vehicle the 27125 car, account for 11.76% of total deal. along with the development of local foundation facilities, in recent years auto unload vehicle yield has been keeping in higher production & sales, remains in the first place in Special Purpose Vehicle production. However, in aspects of category, pattern, material application, compared with foreign countries there is still a long way to go. In this paper, firstly, I made a general about the auto unload vehicle design and its development domestic and abroad. Then, at the point of compartment, rising organization etc, I started the design of the EQ3090 auto unload vehicle. Also, I refit and designed the vice-car stalk. To whole EQ3090 the lading quantity, reorganization quantity, measure, tread, wheelbase, forward suspension behind，proceeded the related calculation and design.Key words: auto unload vehicle；total arrangement；vice-car stalk；raising organizatiI目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1 专用自卸车的概述11.2 专用自卸车设计特点概述11.3 国内专用自卸车发展现状概述3第2章总体设计82.1 总体布置及主要参数的确定82.2 参数的确定82.3 底盘选择92.4 车厢尺寸计算92.5 本章总结10第3章举升机构设计113.1 直接推动式举升机构113.2 最大举升角的确定113.3 油缸总行程L的确定123.4油缸举升力123.5 液压缸选取133.6 本章总结15第4章车架的改装164.1主车架的钻孔和焊接164.2 主车架加强板的设计174.3 副车架的设计184.4 纵梁与横梁的连接设计214.5 副车架与主车架的连接设计224.6 车架校核234.7 功率和比功率计算254.8 本章总结26第5章液压系统设计275.1 油泵的选型计算275.2油箱设计275.3 液压系统原理285.4 本章总结29第6章天龙自卸车动力性能的计算306.1 动力学方程的建立306.2 发动机外特性306.3 汽车动力性指标的计算326.4 燃油经济性计算326.5 本章总结33结论34参考文献35致谢36附录37第1章绪论1.1 专用自卸车的概述专用自卸车是利用本车发动机动力驱动液压举升机构，将其车厢倾斜一定角度卸货，并依靠车厢自重使其复位的专用自卸车。自卸汽车按其用途可分为两大类：一类属非公路运输用的重型和超重型(装载质量在20t以上)自卸汽车。主要承担大型矿山、水利工地等运输任务，通常是与挖掘机配套使用。这类汽车也称为矿用自卸汽车。它的长度、宽度、高度以及轴荷等不受公路法规的限制，但它只能在矿山、工地上使用。另一类用于公路运输用的轻、中、重型(装载质量在220 t)普通自卸汽车。它主要承担砂石、泥土、煤炭等松散货物运输，通常是与装载机配套使用。某些自卸汽车是针对专门用途设计的，故又称专用自卸汽车。如：摆臂式自装卸汽车、自装卸垃圾汽车等。普通自卸汽车技装载质量分为：轻型自卸汽车（1.5t）、中型自卸汽车（3.58t）和重型自卸汽车（8t）；按运载货物倾卸方向分为：后倾式、侧倾式、三面倾式和底卸式自卸汽车；按车厢栏板结构分为：栏板一面开启式、栏板三面开启式和簸箕式(即无后栏板)自卸汽车。随着国内基础设施建设需要不断增加，自卸车产量近年来一直保持较高产销量，在专用车综合产量中保持第一位置，但在种类、型式、材料运用方面与国外还有一定的差距。自卸汽车继续快速增长，销量超过载货汽车上升到第一位。主要原因是固定资产投资强劲增长，巨大的投资规模奠定了自卸车市场需求基础；自卸汽车品种增加，不仅适应和满足施工需求，同时向运输市场发展；牵引汽车保持较快发展，已成为长距离公路运输的主力车型。1.2 专用自卸车设计特点概述专用自卸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：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自卸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自卸车改装设计的底盘。能否选到一种好的汽车底盘，是能否设计出一种好的专用自卸车的前提。对于不能直接采用二类底盘或三类底盘进行改装的专用自卸车，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。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。专用自卸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。对专用自卸车零部件的设计，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。对专用自卸车自制件的设计，应遵循单件或小批量的生产持点工的可能性。对专用自卸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自卸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。在普通汽车底盘上改装的专用自卸车，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。专用自卸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。某些专用自卸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，使专用自卸车有良好的适应性，工作可靠，是要设安全性装置。综上所述，专用自卸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。由于专用自卸汽车种类繁多、结构复杂、使用面广、开发期短等待点，所以专用自卸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自卸车各种不同工作装置的原理与设计计算。此外专用自卸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。1.3 国内专用自卸车发展现状概述近年来随着我国经济的高速发展，汽车工业作为国家支柱产业获得了迅猛发展。专用自卸汽车作为汽车工业的重要组成部分，也获得了快速发展。一方面，随着产业政策逐步落实和行业标准法规政策不断完善，从政策标准法规上规范生产、提高技术水平及产品质量；另一方面，随着我国城市化建设、高速铁路建设、公路建设及道路运输业的快速发展，为我国专用自卸车提供了大量的市场需求，专用自卸车的产品品种日趋丰富、合理，产品质量、技术水平不断提高，年产量也大幅提高。我国专用自卸汽车起步于20世纪50年代末60年代初，早期主要侧重于应用。虽然应用较早，但全面发展始于20世纪80年代，比发达国家晚了近30年。经过20余年的发展，我国专用自卸车已经具有一定规模，特别是近年来，我国专用自卸车发展迅速。据资料统计，1999年全国专用自卸车生产厂546家，2005年专用自卸车企业628家，2006年已经增加到800家；生产能力也有了长足的发展，1999年产量为17.42万辆，2004年为35万，2005年为50万辆，2006年已接近60万辆，2007年更是达到了70万辆。目前，我国专用自卸车产量占载货车总量的40左右，有接近5000个产品品种，已经成为我国汽车工业的重要组成部分。预计“十一五”期间，我国专用自卸车产品将达到6000个品种，年产量90万辆，占当年载货车产量的65%。另外，我国专用自卸车产品与发达国家和地区的专用自卸车产品相比已基本接近，虽然在一些方面和发达国家和地区的同类产品相比还有一定差距，但总体上我国专用自卸车行业在国际专用自卸车行业中已占有重要地位，已经基本具备参与国际市场竞争的能力。产品品种、档次、工艺装备、自主研发等方面都有了很大提高，基本实现了从进口向出口的转变。“十五”期间，专用车企业大多进行了结构调整，很多中小企业通过改制、兼并、重组等方式基本实现了企业性质的转变。大多数专用车企业拥有完备的产品研发体系，少部分产品已达到国际先进水平。毋庸置疑，我国专用自卸车发展还存在着一些严重的问题，如果这些问题得不到及时解决，将在很大程度上影响到我国专用汽车产业的健康发展。首先，研发能力不强，同质化现象严重。我国目前除自卸车、挂车、厢式货车等专用车批量较大外，其它技术含量较高的专用车大多是小批量多品种，开发新产品及技术改造投入大，见效慢，收效小，加上大多数企业缺乏资金，不愿做长期投资，于是采用简易的工艺装备，产品质量得不到保证，致使产品质量难以有较大的提高。资金缺乏、技术投入不足，更容易走上仿造之路，大多数企业都是仿造国外车型，然后再相互模仿，同质化现象十分严重。其次，专用底盘缺乏。目前国内基本上没有一家专业生产专用自卸车底盘的企业，国内800多家专用车生产厂家生产的各类专用自卸车中，大多数是在普通载货车底盘的基础上改装而成，而在这些企业中又大多数为外购底盘进行改装生产的中小企业，机械化程度低，产品质量参差不齐，与发达国家有很大差距，这一现状极大地制约了我国专用自卸车的发展。第三，产品结构不合理。目前，我国专用车的市场份额占全部载货车的40%，与发达国家专用车70%以上的市场份额相比，仍有很大差距。目前国外载货类专用车中，轻、中、重型比例为343，而我国目前仅为352，中型专用车多而重型专用车少。产品结构的不合理与日益增长的多样化、个性化的用户需求形成了巨大的反差。第四，行业集中度较低，专用自卸车生产企业不“专”，专用自卸车生产存在散、乱、差的现状。1个产品有几十家甚至几百家企业生产，以及1家企业又生产很多种产品；而发达国家，1个产品最多3到5家企业生产，1家企业最多只生产几种产品。相比之下，我国专用自卸车行业集中度较低，专用自卸车生产企业不“专”。第五，现有专用装置的开发能力和制造水平对专用自卸车限制较大。我国专用自卸车专用装置的关键件总体水平不高，如液压件、泵类、阀类、控制仪表等还未达到较高的技术水平，仍需进口，制约了高水平专用自卸车的开发生产。最后，国内专用自卸车与世界先进国家的技术水平存在一定差距。以美国为例，通常1个48(14m)、载荷量20t的二轴厢式半挂车，车辆自重在7t以下，换算成我国目前的13m长标准二轴厢式半挂车，自重约为6t；而我国目前通常13m二轴厢式半挂车的自重均在8t以上。如果二轴半挂车轴荷受同样法规的限制，美国的厢式挂车在满载时将比我国车辆多装约2t左右的货物，空载运输时自重又轻2t，这对汽车的油耗、轮胎损耗都有较大的影响，其先进的运输经济性不言而喻。专用车行业是依附在底盘制造业基础上发展起来的，同时又有批量小、品种多、科技含量高的特点，与主机厂有着密切的联系。但主机厂开发的专用车底盘能否满足专用车日益多元化、专业化的需要，能否满足用户及市场需求，直接影响到主机厂底盘的市场销售，因此主机厂对于专用车厂家及用户的要求应给予充分重视，要专门开发适应市场需求的专用车底盘。主机厂如何研制满足用户及市场需求的专用车底盘，应从以下几方面考虑：第一与专用车厂家进行改装方面的技术交流，了解上装部分的专用性能要求、技术要求，开发满足专用要求的底盘。第二充分了解专用车使用环境及工况，对某些部件进行相应改进，以适应特定的环境及工况。第三召集行业内有影响力的专用车企业及用户进行技术交流，广泛听取各方面的意见及要求，开发或不断改进专用车底盘。第四密切关注发达国家专用车的发展动向，结合国际、国内市场的需求趋势，开发高技术、高附加值专用自卸车底盘，填补国内空白并抢占国际市场。未来我国专用自卸车的主流市场将主要集中在城市建设、服务和高等级公路运输、管理两大板块，专用自卸车的发展将主要呈现以下几大趋势： (1) 产品品种多样化趋势。从品种上看，发达国家如德国的专用自卸车品种有6000多种；从需求量上看，目前德国、日本、英国等国也是完全根据市场和用户的需要而进行生产的。正是由于专用自卸车服务的广泛性和专业性，才形成了专用车多品种的特点。据统计，目前我国专用自卸车已达228个种、1553个品种。由于各行业的特点不同，对具体品种的需求量也不同。专用自卸车市场可以出现多个热点同时并存的局面，从而形成市场的多元化，为生产企业提供广阔的发展空间。 (2) 重型化、大功率、多轴化。(3) 从近年来的统计数据看，重型卡车的市场销量2002年为24万辆，发动机功率大多在205kW(280hp)以下，而到2007年则迅速增长到48万辆，发动机功率大多在205257kW(280350hp)，重卡尤其是重卡底盘的发展趋势充分印证了专用车重型化、大功率发展的趋势。道路条件的改善和交通运输业的发展为公路运输的高速化、集装箱化创造了良好条件，同时，为大吨位、大功率、多轴化专用自卸车的广泛应用提供了广阔空间。专家预测，“十一五”期间，高速公路运输车辆，如重型牵引车、厢式车、厢式半挂车、集装箱运输车、专用半挂车、保温冷藏车等将成为市场的主角。 (4) 轻量化。新材料和新工艺的采用对于减轻自重、提高运输效率、推动和促进我国专用自卸车技术进步、缩短与国外产品的差距，无疑具有重要意义。欧美专用车企业对铝合金及不锈钢材料的罐体、厢体的应用已有20多年历史，日本企业也已经在专用车的上装部分大量应用铝合金等轻型材料，而轻型材料在我国专用自卸车行业的应用才刚刚起步。这意味着，我国的专用自卸车产品也将朝着这个方向发展，只不过轻量化发展的速度会因为不同的国情而有所不同，我国专用自卸车之所以在轻量化方面与欧、美、日企业存在很大差距，一是因为我国专用自卸车的消费水平目前还比较低；二是国内运输企业为了节省运输费用，千方百计地超载，而没有意识到超载本身会大大增加车辆的燃油费用；三是我国某些地区治理超载的力度不够。因此，推进我国专用自卸车的轻量化，国家有关部门在加大管理、改革税收的同时，还应该引导用户去购买经济性好的轻量化产品。 (5) 厢式化和城市专用自卸车的轻型化趋势。大力推广厢式运输已在“十五”计划中提出，发展趋势已被行业公认。尤其是随着高速公路的发展，厢式半挂车、集装厢半挂车已成为物流企业的主力车型。随着人民生活水平的提高，冷藏集装厢半挂车也会逐渐成为今后的发展方向。同时，世界商业巨头纷纷进入中国市场，超市比比皆是，轻型厢式车需求量将越来越大，城市专用自卸车的轻型化趋势已经显现。 (6) 高技术、高附加值发展趋势。随着国民经济总量构成的变化，市场对专用自卸车品种的需求格局将相应改变。普通自卸汽车需求量将会随基础设施的不断完善逐渐减少，厢式车、半挂车以及用于城市配套服务车辆的需求量将大大增加。同时，市场竞争趋势的加剧，产品成本的增加，劳动密集型产品以价格取胜的竞争优势将被进一步弱化，以技术创新的替代性经济增长将成为专用自卸车行业新的经济增长方式。此外，市场对高技术高附加值产品的需求将大大增加，这种趋势将提高专用车企业开发高技术、高附加值产品的积极性。机、电、气、液、微电子一体化技术及GPS技术等在专用车上的应用能够大大增强专用车产品的附加值和技术含量。专家预测，今后一段时期内，高新技术的大量应用，加上我国专用自卸车产品传统的成本优势会使国产专用自卸车在出口方。(7) 人性化、安全性和节能环保趋势。专用自卸车底盘的设计越来越人性化，一是充分考虑舒适性，为驾驶员提供更好的工作环境；二是允许个性化设置性能参数。随着社会的进步，技术水平的提高，汽车设计的安全性越来越受到人们的重视，保证驾驶人员的安全成为设计人员重点考虑的问题，除停车、行车制动等基本安全措施外，通过配备功能齐全的监控系统，防侧翻系统，以及采用电控、液压、机械3套独立制动系统，大大提高了整车的安全可靠性。同时，电子技术的发展与运用，使车辆安全性研究向智能化方向发展。国际国内油价的不断攀高、全国各地不断出现的“油荒”和气候变暖，使节能、环保成为整个社会关心的主题。我国也推出了一系列措施政策推动环境的改善，汽车的节能、环保也成为不可逆转的发展趋势。对用户来说，节油不仅从能源考虑，关系着他们切身的经济利益。环保要求推动了动力技术的更新，电子燃烧喷射和共轨技术成为强制性规定。 (8) 合资合作、资产重组趋势。从国际市场形势来看，发达国家因受劳动力价格及经济低迷状况的制约，近年来制造业纷纷外移，给我国专用自卸车进入国际市场提供了一定机遇。一方面，国内专用自卸车靠其价格优势在东南亚、中东、非洲、中亚及俄罗斯市场不断增加市场份额，为国内专用自卸车进入国际市场奠定了良好基础；另一方面，国外专用自卸车企业为寻求新的经济增长点，将会积极开拓海外市场，在高端产品方面占据绝对优势，通过合资合作，将会对促进我国高附加值产品的开发起到一定的积极作用。 (9) 区域化的产业集中趋势。国家鼓励优势企业强强联合，形成有较强综合竞争力的规模企业发展政策，这一政策将推动行业优势资源的重新配置，有实力的企业将进一步整合行业产品结构，提高专用自卸车产品行业生产集中度。我国专用自卸车的发展经历了快速发展过程，虽然存在不少困难和问题，但随着我国经济的进一步发展，以及国家各项政策的落实，在全行业的共同努力下，我国专用自卸车产业一定会走上更加健康的发展之路，赶上世界发达国家的发展水平，在国际市场上扮演更加重要的角色，由中国制造走向中国创造。一个好的专用车底盘如要打开市场，获得比较高的市场占有率，除了以上提到的必须满足用户及市场的要求及专用性能等要求外，还要结合市场特点做好市场推广工作，对专用车企业申报专用车整车产品公告给予一定的经济补偿。面上一个新台阶。第2章总体设计2.1 总体布置及主要参数的确定2.1.1 总体布置1、轴数根据汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的构造来选择汽车的轴数。本设计中轴数选择为三轴。2、驱动形式根据汽车的用途、总质量以及对车辆通过性的要求来确定驱动形式。本设计驱动形式的选择为后轮驱动。3、布置形式布置形式分为发动机的布置和驾驶室的布置。发动机的布置有以下几种形式：发动机前置后轮驱动、发动机前置前轮驱动、发动机后置前轮驱动、发动机后置后轮驱动、全轮驱动。根据性能的要求、行驶要求及经济性来确定发动机的布置。本设计中发动机的布置形式为前置。驾驶室的布置有以下几种形式：平头式、短头式、长头式、偏置式。基于汽车的总体设计及安全性的考虑，本设计中驾驶室的布置形式为长头式。2.2 参数的确定1、汽车外廓尺寸它包括长、宽、高。它的大小直接与轴距、轮距、驾驶室、车身和专用设备的布置有关。本设计中汽车的外廓尺寸为850025003200毫米。2、轴距根据汽车的长度、质量和许多使用性能来确定轴距。本设计中轴距确定为3800+1350毫米。3、轮距根据汽车的质量、宽度、横向通过半径和横向稳定性及汽车的机动性能来确定。本设计中前轮距确定为2040毫米，后轮距确定为1850毫米。4、其余参数总质量为24800kg，接近离去角为30/25整备质量为10305kg。2.3 底盘选择2.3.1 底盘选择在选择底盘时，一般是按经济效益来考虑的，比如：底盘的价格，装载质量，超载能力，百公里油耗，养路费等，除此之外，还要考虑如下参数：1、底盘车架上平面离地高度。一般64底盘车架上平面离地高度为10501200.该数值越大整车重心越高，越容易造成翻车。影响该数值的因素主要是轮胎直径，悬挂的布置和主车架截面高度。2、底盘后悬。该数值过大会影响自卸车举升稳定性，造成举升翻车事故。此数值一般在5001100之间（侧翻自卸车除外）。3、整车匹配合理，使用可靠。本设计选用东风大力神平板运输车的底盘，如图2.3.1。图2.3.1 东风大力神平板运输车表2.3.1 底盘参数底盘型号DF3251A7轮胎数10弹簧片数9/13轴数3燃油类型柴油额定质量（mm）14500轴距（mm）3800+1350前轮距（mm）2040驾驶室乘坐人数3后轮距（mm）18502.4 车厢尺寸计算2.4.1 车厢结构形式车厢结构形式按用途不同大概可分为：普通矩形车厢和矿用铲斗车厢。普通矩形车厢用于散装货物运输，其后板装有自动开合机构，保证货物的顺利卸出，普通矩形车厢板厚为：前板46，边板48，后板58，底板612。本车以煤炭运输为例进行计算。煤炭密度为0.50.75t/，取=0.7t/ （2.1）车厢长取车厢长度为6m。表2.4.1 车厢厚度表单位：mm货物车厢厚度底板边板后板土石方845建筑垃圾1066大块9（矿）石1288煤炭644粘土845铁矿粉1088粮食，化肥645由表2.4.1确定出车厢的尺寸如表2.4.2。表2.4.2 车厢尺寸表单位：mm长宽高前板厚后板厚底板厚边板后6000230013504464 本车厢选用16Mn材料，16Mn材料比普通A3材料强度好，但成本也高。2.5 本章总结本章主要确定总体设计方案，选取本设计适用的底盘，本设计选用东风大力神平板运输车的底盘，根据在质量计算车厢尺寸。第3章举升机构设计自卸汽车上,现在广泛采用液压举升机构。根据油缸与车厢底板的连接方式,常用的举升机构可以分为直接推动式和连杆组合式两大类,本设计采用直推式举升机构。3.1 直接推动式举升机构油缸直接作用在车厢底板上的举升机构称为直接推动式举升机构,简称直推式举升机构。按举升点在车厢底板下表面的位置,该类举升机构又可分为油缸中置(图1a)和油缸前置(图1b)两种型式。前者油缸支在车厢中部,油缸行程较小,油缸的举升力较大,多采用双缸双柱式油缸。后者的油缸支在车厢前部,油缸的举升力较小,油缸行程较大,一般用于重型自卸汽车上,油缸则通常采用多级伸缩油缸。图3.1 油缸直推式举升机构本设计选用油缸前置式。3.2 最大举升角的确定确定车厢最大举升角的依据是倾卸货物的安息角。常见货物的安息角如表3.1所列。表3.1 常见货物的安息角物料煤焦炭铁矿石细砂安息角27455040453045物料粗砂石灰石粘土水泥安息角504045504050设计的车厢最大举升角必须大于货物安息角，以保证把车厢内的货物卸净，如图3.2所示。本设计以煤炭为例取最大举升角 =55。图 3.2 举升结构图3.3 油缸总行程L的确定取距车厢末端1/4处为转轴点，如图3.3所示图3.3 举升示意图3.4油缸举升力（3.1）m举升总质量Xw质心至翻转中心的水平坐标油缸中心与底座的夹角当举升开始阶段由于各铰链支点静摩擦力矩较大，所以车厢的最大阻力矩发生在此刻为最大值，此时P为最大值，当举升刚开始时，=90。3.5 液压缸选取自卸汽车用多级液压缸有TG、TMG和TSG三个系列。其中TG系列为单位用式（图3.4）、TMG系列为末级双作用式（图3.5）、TSG系列为双作用式多级液压缸（图3.6）。适用于工程及矿山用自卸汽车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-10Mpa伸出套筒最大外径（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，中部耳轴图3.4 TG系列为单位用式1-弹性圆柱销；2-卡环；3-油杯；4-孔用弹性挡圈；5-关节轴节；6-下连接头；7-密封垫；8-铰接螺栓；9-铰接管接头；10-轴用弹性挡圈；11-导向环；12-缸筒；13、14、15-1-3级套筒；16-柱塞；17-挡圈；18-O形密封圈；19-防尘圈；20-上连接头；21-锁紧钢丝图3.5 TMG系列为末级双作用式1-油杯；2-关节轴承；3-下连接头；4-内油管；5-防尘圈；6-O形密封全；7-外缸；8-一级缸；9-二级缸；10-中间铰轴；11-活塞环；12-支承环；13-挡圈；14-缸盖图3.6 TSG作用式多级液压缸1-孔用弹性挡圈；2-关节轴承；3-O形密封圈；4-钢丝档圈；5-支承环；6-后端盖；7-锁紧钢丝；8-Y形密封圈；9-活塞环；10-缸筒；11-一级活塞；12-二级活塞；13-三级活塞；14-内油管；15-防尘圈；16-连接头(2) 性能参数K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。表3.2 TG系列多级液压缸性能参数单位：mm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*EE251603003201500340495660199026750150014007200104019502440199034006301200189067094018702830267001500140072001060198024609180*TG-E*ZQ2516030032015001251604451660*TG-E*EQ267001500140072001050196024509160*TG-E*QQ33006309001890650101015502900*TG-E*EE234008008002400760135015603750液压缸气缸活塞行程参数优先次序按表3.3选用。表3.3 液压缸活塞行程参数表（mm）2550801001251602002503204005006308001000125016002000250032004000406390110140180220280360450550700900110014001800220028003600240260300340380420480530600650750850950105012001300150017001900210024002600300034003800油缸推力与第一节油缸直径的关系为：（3.2）式中：p-液压系统工作压力，Mpa。本设计中液压工作系统的压力位10 Mpa。可求得第一节油缸的最小直径：根据国标选定液压缸为4TG-E100*4160EE。四级行程分别为1250mm，1250mm，1250mm，500mm。3.6 本章总结本章主要内容是选择合适的举升方式，确定举升缸安装位置，计算举升缸尺寸，根据设计需要，本设计选用直推式举升机构，液压缸安装位置选择前置式安装，通过计算获得液压缸内径为100mm。第4章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。4.1主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4.1和表4.1的要求。表4.1 主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/mmA706050B504030C504030孔径/mm151311图4.1 主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4.1。（3）在纵梁的边、角区域亦禁止钻孔或焊接，如图4.2、图4.3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4.2 主车架纵梁禁止钻孔区图4.3主车架纵梁禁止焊接区1) 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。4.2 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。（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4.4所示。图4.4 加强板的湍头形状1-主车架纵梁；2-加强板（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，如图4.5所示。图4.5 加强板的合理布置1- 加强板；2-主车架纵梁；3-副车架（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。4.3 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。4.3.1 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4.6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4.7和图4.8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4.6 副车架的截面形状图4.7 加强后的副车架截面形状1-副车架；2-腹板图4.8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。4.3.2 加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4.9。图4.9 加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4.9（b）角型的端头形状。4.3.3 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。（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4.10所示。图4.10副车架与主车架的连接A-A处是截面突变点，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4.11)。图4.11 副车架的前端结构副车架前端形状常有三种形状(见图4.12)。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4.12(c)所示：；。图4.12 副车架的三种前端形状（a）U形；（b）角形；（c）L形如果加工上述形状困难时，可以采用如图4.13所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：=57；=200300对于硬本质副车架；10；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4.14为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之内；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的范围内。图4.13 副车架前端简易形状（a）刚质副车架；（b）硬木质副车架图4.14 副车架的安装位置4.4 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4.15。（a）横梁与纵梁上下翼板连接（b）横梁仅固定在腹板上（c）横梁同时与纵梁的腹板及上或下翼板相连图4.15横梁与纵梁的连接1-纵梁；2-连接板；3横梁图4.15（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4.15（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4.15（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。4.5 副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4.16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范围内。图4.16 止推连接板的结构1副车架；2止推连接板；3主车架纵梁（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4.17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。图4.17 连接支架1-上托架；2-下托架；3螺栓（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，本文设计的天龙自卸车主副车架之间采用止推连接板式。4.6 车架校核4.6.1车架受力分析及校核当车架纵梁承受的是均匀分布的载荷（见图4.18）时，车架的简化计算可按下述进行，但需要一定的假设。即认为纵梁为支承在前、后轴上的简支梁；空车是簧上负荷 (货车可取，为汽车整备质量)均布在左、右纵梁的全长上，满载时有效载荷则均布在车厢长度范围内的纵梁上；忽略不计局部扭矩的影响。图4.18 货车车架上均布载荷的分布情况在图4.18中，为一根纵梁的前支承反力，由该图可求得：（4.1）在驾驶室的长度范围内这一段纵梁的弯矩为：（4.2）驾驶室后端至后周这一段纵梁的弯矩为：（4.3）显然，最大弯矩就发生在这一段纵梁内，可用对上式中求导数并令其为零的方法求出最大弯矩发生的位置x，即由此求得：（4.4）将上式代入公式（8.3），即可求出纵梁承受的最大弯矩。已知7350，5150，=1500，700，=6000，=3900，=2100。=146950N =34803686.21Nmm如果考虑到动载荷系数及疲劳安全系数，并将它们代入式（4.5），则可求出纵梁的最大弯矩为：（4.5）取n=1.40，=4.0 则弯曲应力可按下式求得：（4.6）式中：纵梁在计算断面处的弯曲截面系数，对于槽型断面系数，对于槽型断面纵梁（4.7）式中：槽型断面的腹板高，mm；翼缘宽，mm；梁断面的厚度，mm。式(8.7)中 h=300mm b=90mm t=8mm因此最大弯应力为：16Mn钢板的疲劳极限=220260MPa 所以可以安全承受载荷。4.7 功率和比功率计算4.7.1 功率平衡计算专用汽车在行驶过程中所需的驱动功率Pt按下式计算：（4.8）式中整车总质量；滚动阻力系数；汽车底盘传动系的机械效率；空气阻力系数；整车迎风面积；最高车速；若考虑发动机功率有一定的储备，则需要给发动机确定一定的负荷率，其范围一般在7590。当外载负荷变化大，或车辆行驶所需的功率估算不准确时，应取下限值，即0.75；当外载负荷变化小，或所需的功率估算较准确时，取上限值，即0.90，一般负荷率不大于0.90。这样可计算出专用汽车发动机所需要的总功率为：（4.9）4.7.2 比功率计算所谓汽车的比功率是指单位汽车总质量的发动机功率，若不计风阻，其计算式有（4.10）据统计，专用汽车（含汽车列车）比功率的大致范围是：目前，随着公路条件的改善，车辆运输速度的提高，比功率有增加的趋势。例如有的国家规定，对于大客车、货车(专用车)及汽车列车，其比功率不能低于0.006，以防止车辆的动力性不足，阻碍车流。4.8 本章总结本章主要完成对所选的车架根据设计需要进行改装，本设计中主、副车架之间选用止推板链接，并完成对车架的校核，经校核所选车架可以安全承载，本章还对发动机功率进行校核，经校核发动机功率符合设计要求。第5章液压系统设计5.1 油泵的选型计算本设计选用单向定量齿轮泵，液压缸的额定压力是10MPa.表5.1齿轮泵部分产品技术参数类别型号排量mL压力MPa转速容积效率%额定最高额定最高外啮合齿轮泵CB32,50,1001012.51450165090CBB6,10,141417.52000300090CB-B2.51252.514507095CB-C103210141800240090CB-D3270由上表可确定齿轮泵型号为CB。5.2油箱设计油箱用于储存油液，以保证供给液压烯烃充分的工作油液，同时还具有散发油液中的热量，释放出混在油液中的气体，沉淀油液中的污物等作用。油箱可分为开式油箱和闭式油箱两种。开式油箱中的油液的液面与大气相同，而闭式油箱中的油液的液面与大气隔绝。液压系统多数采用开式油箱，本设计选用开式油箱。油箱的设计要点：（1）应有足够的强度和刚度油箱一般用2.54mm厚的钢板焊成，尺寸高大的油箱要加焊角铁和筋板，以能加刚性。（2）油箱应有足够的容量在液压系统工作时，液面应保持一定的高度，以防止液压泵吸空。为保证系统中的油液全部流回油箱时不致溢出，油箱液面不应超过油箱高度的80%，油箱的有效容积可按经验公式（3.1）计算，（5.1）K为经验系数，低压系统中取24，中亚系统中取57，高压系统中取1012；为液压泵的额定流量。本设计中：k=10 =400由式（3.1）可计算出（3）吸油口、回油口和泄油口的设置吸油管及回油管应隔开，最好用一个或几个隔板隔开，以能加油液循环距离，使油液有充分时间沉淀污物，排出气泡并冷却。隔板高度，一般取右面高度的3/4.吸油管离箱底距离H2D,距箱壁大于3D(D为吸油管外径)。回油管需插入油面以下距箱底h2d（d为回油管外径），油管口应切成45斜角，切口面向箱壁。泄油口一般设置在油箱最低部，管口一般安装网式过滤器，以便放出油液中低层中的杂质。（4）加油口和空气过滤器的设置为防止油液渗漏和污染，油箱上的盖板以及油管进出口要加密封装置。注油口应安装滤网。通气孔需装空气过滤器。5.3 液压系统原理自卸车车厢的举升主要是依靠液压系统和举升缸完成的，在自卸车倾泻过程中液压系统起到至关重要的作用。本设计液压系统原理如图5.4。图5.4 液压原理图5.4 本章总结本章主要完成自卸车液压部分的设计与研究，通过对液压泵的选用，油箱的设计，取力器的选用等对液压系统有更好的了解。第6章天龙自卸车动力性能的计算动力性能影响着矿用自卸车的爬坡能力，加速性能等。矿车的动力性主要是指车辆在良好路面上直线行驶时有汽车受到的纵向外力决定的，所能达到的平均行驶速度。评价矿用自卸车的动力性能指标有：1.最高车速；2.动力因数；3.最大坡度。6.1 动力学方程的建立当矿车在水平道路上行驶时，坡度阻力和加速阻力不存在，此时矿车在行驶方向上的方程式为：（6.1）（6.2） (6.3)(6.4)(6.5)式中: 是整车牵引力，是滚动阻力，是空气阻力，是发动机转矩，表示变速箱的传动比，表示主减速器的传动比，表示传动系统的机械效率，是轮胎的滚动半径，是迎风面积，是整车的行驶速度，为发动机的转速。6.2 发动机外特性已知：M=24800kg；=,0.025；=11.16；=0.775；=6.9=12.42,8.29,6.08,4.53，3.67,2.47,1.81,1.35,1表6.1 发动机外特性数据发动机转速r/min100012001300140015001600180019002100发动机转矩Nm146015501560155515201470135312971186计算不同档位，不同转速下对应的车速，根据方程式(6.5)，爬坡档的计算结果如表6.2所示。7档的计算结果如表3所示。表2 不同转速下爬坡档（）车速表转速r/min100012001300140015001600180019002100速度km/h2.112.532.742.953.163.373.794.014.43表3 不同转速下7档（）车速表转速r/min100012001300140015001600180019002100速度km/h26.1831.4734.0336.6539.2741.8947.1349.7454.98由上表可以知道，爬坡最高车速

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