20T翼开启厢式汽车的改装设计论文

黑龙江工程学院本科生毕业设计 本科学生毕业设计 基于逆向工程的 C51 变速器设计 系部名称 ： 汽车与交通工程学院 专业班级 ： 车辆工程 07-1 班 学生姓名 ： 指导教师 ： 职 称 ： 黑 龙 江 工 程 学 院 二一一年六月 黑龙江工程学院本科生毕业设计 I 摘 要 翼开启厢式汽车是 一种能适 应现代物流发展需要的新型运输车型 ,将会有广阔的市场前景。 其最主要特点是装卸效率高。目前，已有很多专用车厂家生产这种车型，翼开启厢式汽车的推广可大大弥补普通厢式车装卸效率低的不足，缩短工作周期，降低运输成本，对国民经济的发展有着重要的意义。 文中介绍了总质量为 20t的翼开启厢式汽车的改装设计说明。对车厢、翼开门、翼门作业机构、翼门机械锁止机构、液压系统和取力系统进行了详细设计，并对不同方案进行了比较分析，保证了翼开启厢式汽车的先进性及实用性，对车厢底架和顶架支撑梁进行实体建模和 ANSYS分析，确保设计合理。叙 述了在改装翼开启厢式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；翼开启厢式汽车；翼门； ANSYS 黑龙江工程学院本科生毕业设计 II Abstract Wings open the van is a vehicle to adapt to the new needs of modern transport logistics development models, will have broad market prospects. The most notable feature of loading and unloading efficiency. Currently, there are a lot of special vehicle manufacturers to produce such models, the promotion of wing opening van car can greatly make up for van loading and unloading general lack of low efficiency, shorten cycle times, lower transportation costs, the development of the national economy has important significance. This paper introduces the total mass of the wing open 20t conversion van car design specification. On the car, open the door wing, wing doors operational agencies, wing doors mechanical locking mechanism, hydraulic system, and take a detailed design of power system, and a comparative analysis of different options to ensure that the wings open the van and utility vehicle advanced nature of the car chassis and top shelf support beams of solid modeling and ANSYS, ensuring the design is reasonable. Described in the modified car during wing opening van prone to problems and works related equipment, and vehicle performance is analyzed. Key words: Special Vehicle； Wing Opening Box van； Wing door； ANSYS 黑龙江工程学院本科生毕业设计 目 录 摘 要 . I Abstract . II 第 1 章 绪 论 . 1 1.1 改装翼开启厢式汽车的目的和意义 . 1 1.2 国内外现状及发展前景 . 1 1.2.1 国内外发展现状 . 1 1.2.2 翼开启厢式汽车的发展前景 . 2 1.3 翼开启厢式汽车的特点 . 3 1.4 课题主要内容 . 3 1.4.1 设计内容 . 3 1.4.2 可能遇到解决的主要问题 . 3 1.4.3 技术路线 . 4 1.4.4 进度安排 . 4 第 2 章 总布置方案及二类底盘选型 . 6 2.1 整车总布置 . 6 2.1.1 翼开门形式方案 . 6 2.1.2 方案分析与选择 . 8 2.2 二类底盘选型 . 9 2.2.1 二类底盘选择方案 . 9 2.2.2 二类底盘初选 . 9 2.2.3 所选底盘具体参数 . 10 2.3 本章小结 . 11 第 3 章 车厢设计 . 12 3.1 车厢尺寸参数的确定 . 12 3.1.1 车厢外廓尺寸 . 12 3.1.2 车厢内框尺寸 . 12 3.2 车厢结构与设计 . 12 3.2.1 车厢骨架结构设计 . 12 3.2.2 蒙皮的设计 . 21 3.3 车厢门、密封条的设计 . 21 黑龙江工程学院本科生毕业设计 3.3.1 车厢后门的设计 . 21 3.3.2 密封条的设计 . 22 3.4 车厢设计校核 . 22 3.4.1 车厢质量 . 22 3.4.2 使用 ANSYS12.0 对车厢底架静态分析 . 22 3.4.3 使用 ANSYS 对车厢顶架支撑梁静态分析 . 25 3.5 本章小结 . 28 第 4 章 液压系统设计与取力系统布置 . 28 4.1 液压控制系统设计 . 29 4.1.1 工作原理 . 29 4.1.2 液压系统原理布置 . 29 4.2 液压缸选型 . 31 4.3 液压泵及液压控制阀的选择 . 32 4.3.1 液压泵选择 . 32 4.3.2 液压阀选择 . 33 4.4 液压油箱及管径确定 . 34 4.4.1 液压管径确定 . 34 4.4.2 液压油箱容积确定 . 34 4.5 取力器选型 . 35 4.6 液压、取力系统布置及安装 . 36 4.6.1 液压泵固定安装 . 36 4.6.2 液压缸安装 . 36 4.6.3 取力器与液压泵连接 . 37 4.6.4 阀箱及液压油箱总成安装 . 37 4.7 本章小结 . 38 第 5 章 辅助系统设计 . 39 5.1 锁止机构方案确定 . 39 5.2 棘轮设计 . 39 5.3 棘爪设计 . 40 5.4 操纵机构总成设计 . 41 5.5 本章小结 . 41 第 6 章 整车性能分析 . 42 6.1 汽车动力性能分析 . 42 黑龙江工程学院本科生毕业设计 6.1.1 基本参数的确定 . 42 6.1.2 汽车的行驶方程式 . 43 6.1.3 汽车动力性能计算 . 45 6.2 燃油经济性计算 . 48 6.3 整车稳定性分析 . 49 6.3.1 空载质心高度的计算 . 49 6.3.2 空载侧倾角的计算 . 49 6.4 整车轴荷分配计算 . 50 6.5 本章小结 . 50 结 论 . 51 参考文献 . 52 致 谢 . 53 附 录 .错误 !未定义书签。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章 绪 论 1.1 改装翼开启厢式汽车的目的和意义 翼开启厢式车 以本车动力驱动液压装置，使货厢翼顶或侧翼自行开启和关闭，用于运输货物的厢式专用运输汽车。 随着汽车工业的发展和交通、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。 在 21世纪的今天，物流业的发展已成为衡量一个国家现代化程度和综合国力的重要指标，现代物流产业已成为我国经济新的增长点，也是现代物流产业的重要环节，发展现代物流运输为我国汽车工业的发展，特别是厢式汽车的发展带来了无限商机。 大力发展厢式货车，是适应我国快速发展和现代物流发展要求的必然趋势。本课题研究设计的翼开启厢式车作为一种新型运输车型，与传统的厢式货车相比，能起到提高装卸货物效率，节省物流运输成本的作用。也可实现单翼展开和双翼展开，适用于流动展销各类家用电器，日常百货 等等。该项产品的开发应用，将会有非常广阔的市场前景。 通过对 翼开启厢式汽车的改装设计，满足市场对此种类型专用汽车的需求，在满足基本使用性能的基础上，对市场上现有产品进行研究改进，增强产品竞争力。 1.2 国内外现状及发展前景 1.2.1 国内外发展现状 随着我国工业化与城镇化的同步加速，中国专用汽车市场仍将保持高位需求。 2020 年之前，中国仍将处于工业化和城市化同步加速的发展阶段，具有投资规模大、产业链长、加工度高、中间产品多、增长持续时间长的特点，且由于我国资源分布很不均匀，中部原煤产量高，东部钢材产量 大，运输强度依然很高，专用汽车产业发展面临机遇。 到 2020年前中国商用车市场将保持年均 9%左右的增长速度，从而为专用汽车的发展提供良好的发展空间。庞大的基础设施建设项目将给工程类专用汽车带来极大的需求空间和市场增量，高等级公路建设总量依然巨大，带动修建公路的工程车辆、维护公路的特种作业车辆、公路运营车辆的快速发展。同时，我国能源消耗总量巨大，能源物资的运输也会扩大专用车总需求量。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 城市化进程加快，城市功能的提高，对建筑、环卫、园林、电力、通信、公安、司法、机场、金融以及各类商业运输等城市建设和 服务方面的专用汽车将产生较大的需求 ；物流业的快速发展，也将极大带动厢式汽车、保温、冷藏汽车、半挂厢式汽车等专用汽车的快速发展。 国际专用汽车产业正加速与中国专用汽车行业的合资合作步伐和力度。同时，中国政府为促进汽车产业更快、更好地发展下去，也相继出台了各项政策与标准法规，包括国家汽车产业发展政策、国家汽车产业调整和振兴规划等，这些政策为专用汽车产业的发展创造了条件。 随着经济发展及物流效率的提升，中重型专用车的需求结构和需求特性将发生显著变化，公路用车比重将平稳增长，以公路使用为主的物流类和作业 类专用车市场发展空间将更为广阔，工程类专用车比重会逐年下降到一个相对稳定的状态。 目前商用车产品的技术水平很低。这主要是由目前的现实国情所决定：购车能力低，驾驶者收入低 ；运输的货物价值量低 ；标准低，管理不严 ；行走路况差，很多商用车不走高速公路。随着这些情况的改变，如购买能力不断提高，运输货物价值也随高品质、高附加值产品需求上升，国家节能标准法规、安全标准法规等加速出台和提高以及国家高速公路网的形成，商用车产品高端化趋势将越发明显，商用车产品升级对专用车将提出更高的要求。 1.2.2 翼开启厢式汽车的发展前 景 目前中国的专用车市场处于性能提升阶段，产品以中端市场需求为主，随着城市经济的高速发展，高性能、高品质的高端产品市场规模将进一步扩大，而随着中国新农村的城镇化建设，满足基本功能、价格相对便宜的低端产品需求也将进一步扩大。东风商用车公司正在进行全系列中重型专用车底盘平台的研发，以应对需求趋势的变化。 两翼开启厢体式我国近年来发展起来的一种新型厢体。两侧翼能完全展开，后门也可打开，形成开放式车厢，利用叉车装卸可实现机械集装化装卸作业，即降低了工人的劳动强度又大大提高装卸效率，该产品在物流运输业有相当广阔 的市场和良好的发展前景。 发达国家厢式货车品种繁多，厢门的型式也多种多样。不同材料、不同型式的厢货车、蓬布车，可以设计成安全推拉式、板推拉式、侧门、推拉门、卷闸门、两翼式、全开式门等，可为用户提供广阔的选择空间。在厢式汽车领域，发达国家的车型种类、材料选取、连结方式、厢内设置等诸多方面都值得国内企业学习和借鉴。同时，国内企业也应认识到，只要正视挑战，抓住时机，抓紧时间大胆黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 改革，用新的思考方式设计和装备自己的厢式汽车，国产厢式汽车赶超世界先进水平指日可待。 1.3 翼开启厢式汽车的特点 （ 1） 装卸效率高：目前 国内物流业装卸采用人工方式，依照装配一个 9.6 米厢式车为例， 4个劳动工人至少要花费 2个小时，单台装卸工时在 8小时以上，而采用翼开启式车厢则只需 2 个工人配合叉车花费 0.5 个小时，单台装卸只需 1个小时。从单台装卸效率上整体提高 7个小时。通过此一改变，使物流企业在合理发挥物流设备的利用效率上，单产大大提高，从而使物流企业综合装备投入减少，总体收益率也会大大提高。 （ 2） 能有效降低物流成本：随着物流企业的精益化管理和国际石油价格的持续上扬，物流企业的竞争其实就是物流效率的竞争，谁能在如火如荼的物流大战中站稳脚跟， 稳健发展，大家都把竞争的立足点放在内部管理上，利用翼开启式车可以大大节约物流装卸人工成本，从而使物流企业在成本上占领优势。 1.4 课题主要内容 1.4.1 设计内容 改装设计一种翼开启厢式汽车。总质量 20 000Kg，满足专用汽车相关设计要求。 1、 二类汽车底盘选取 2、 底盘改装部件的布置 （ 1） 副车架连接； （ 2） 取力系统布置； 3、 车厢设计 （ 1） 车厢尺寸参数确定； （ 2）车厢结构； 4、 举升装置设计 （ 1）顶翼翼开启装置辅助装置设计 （ 2） 侧翼翼开启装置辅助设计计算选型 （ 3） 辅助控制系统设计 1.4.2 可能遇到解决的主要问题 （ 1）在设计时如何保证顶翼开启后能自锁？ 拟定解决方案：拟定设计液压自锁装置或利用齿轮自锁进行创新 （ 2）如何保证车厢顶部不漏雨？ 黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 拟定解决方案：由于顶部篷布随着顶翼的启闭始终处于运动状态，且敞露在外面长期受风吹日晒，所以拟定选用防水行好，抗老化的材料。 （ 3）如何开启顶翼车门？ 拟定设计方案：初步拟定两个方案，用油缸直接去顶车翼，或者利用连杆机构，用液压缸驱动连杆机构实现开启。 1.4.3 技术路线 经分析对比，设定技术路线如图 1.1所示。 图 1.1 技术路线图 1.4.4 进度安排 1、调研、资料收集，完成开题报告； 3月 1日到 3月 13 日； 2、方案设计与分析、二类底盘选型（调研与分析）； 3月 14日到 3月 27日； 3、总布置设计； 3月 28日到 4月 3日； 4、车厢设计计算选型； 4月 4日到 4月 10 日； 5、顶翼翼开启装置辅助装置设计计算； 4月 4日到 4月 10 日； 黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 6、侧翼翼开启装置设计计算选型； 4月 11日到 4月 17日； 7、辅助系统设计； 4月 18日到 4月 24日； 8、完成设计图纸； 4月 25日到 5月 8日； 9、整车性能计算分析；整车设计修正； 5月 9日到 5月 15 日； 10、完成设计说明书的撰写； 5月 16日到 5月 22日； 11、提交指导教师审核、修正设计； 5月 23日到 5月 29日； 11、设计评阅、修改； 5月 30日到 6月 12日； 12、毕业设计答辩准备及答辩； 6月 13日后。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 第 2 章 总布置方案及二类底盘选型 2.1 整车总布置 2.1.1 翼开门形式方案 由于本课题要设计一款翼开启厢式汽车，较之其他专用车，其副车架是车厢底板纵梁，而副车架布置在后面车厢设计部分有详细介绍，该车的总布置就是核心部件即车厢翼开门形式的布置， 故在此对翼开门的结构形式做出三种方案，参照现有车型及有关资料，还有一种顶板为一体，在车厢两侧与顶板连接处设置铰链，而这种设计工作空间大，开启关闭时驱动力大，结构复杂，在此不做对比分析。 方案一如图 2.1所示 图 2.1 翼开门上掀式示意图 说明：车厢两翼由四个液压缸支起，翼开门为一整体，向上支起。每侧们都可单独开启，后门为对开手动控制。停车取力。广泛应用于中长途运输。适应各种恶劣条件工作。 优点：结构简单，开启方便，翼门开启后可最大程度提高装卸效率，装卸方便。副车架，取力装置布置容易，控制系统简单，维修方 便，成本低，工作空间相对较小。 缺点：翼开门开启角度大，对翼开门支撑轴连接处强度要求高。 难点：车厢底部与翼开门处密封；翼开门支撑轴连接处强度；翼开门上部密封性。 方案二如图 2.2所示。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 图 2.2 车厢包含栏板的翼开车示意图 说明：车厢两翼车门中间分段，上端由液压缸控制向上开启。下端向下开至水平，也可垂直放下，适合于舞台演出车，临时展销车。每侧翼门都可单独开启。 优点：车厢底部面积大，上段翼开门开启角度小，可在狭窄环境下工作。 缺点：结构相对复杂，下段翼开门开启关闭需人工控制，控制困难，在长时间恶劣环 境下开启后下段车门关闭困难。维修相对困难。 难点：每侧车门两段连接处密封；下段车门水平开启时自锁；车厢底部与厢体处密封；翼开门支撑轴连接处强度；翼开门上部密封性。 方案三如图 2.3所示。 图 2.3 翼门断开式翼开车示意图 说明：车厢整体每侧分前后两个翼门，分别由两个液压缸控制开启关闭，四个门可分别单独开启。且每个车门都可单独开启，适合中近途运输。 优点：翼开门开启方便，便于少量货物装卸。 缺点：结构复杂，液压控制系统麻烦，用叉车装卸大量时角度小导致效率低，维修困难，成本高。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 难点：液压缸布置；控制系统 设计，取力系统布置。 2.1.2 方案分析与选择 由于本设计要设计一款总质量为 20吨的翼开启厢式货车，属于重型货车，应用于中远途高效率运输。方案一结构简单，开启方便，翼门开启后可最大程度提高装卸效率，装卸方便。副车架，取力装置布置容易，控制系统简单，维修方便，成本低。优势较之方案二、三明显。 方案二适用于舞台演出车，而方案三的四个翼开门的设计适用于载重量很大的货车。在满足设计要求的前提下，尽量选择更实用经济的设计，可大大提高该车生产后期的市场竞争力。该车应用环境可能会十分恶劣，再考虑到日后的维修成本， 方案一维修方便，也是一个核心竞争力。而对于方案一的翼开门开启时，翼门划过角度大的问题，在设计车厢时可合理调整长宽高的比例，最大限度的减小划过角度。对于翼开门支撑轴支撑处强度问题，可在车厢设计时在车厢主体上添加几根梁提高强度，问题也就迎刃而解了。 综上所述，初步选择方案一的设计。车厢两翼由四个液压缸支起，翼开门为一整体，向上支起。每侧们都可单独开启，后门为对开手动控制。停车取力。广泛应用于中长途运输。适应各种恶劣条件工作。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 2.2 二类底盘选型 2.2.1 二类底盘选择方案 针对方案 一选择一汽解放三款底盘进行对比分析，见表 2.1，确定最终方案。 表 2.1 底盘参数 主要参数 方案一 方案二 方案三 质量参数 载质量 15.5T 15.6T 14.1T 整备质量 9.3T 9.2T 10.6T 总质量 25T 24.99T 性能参数 最高车速 102 93 85 最大爬坡度 30 36 36.7 等速油耗 30 29 29 最小转弯直径 23.4 23.8 23.8 制动距离 36.7 36.7 36.7 驻车停放坡度 12 18 18 续行使里程 800 1300 1200 最高档经济车速 50-75 45-68 40-60 尺寸参数 外廓 尺寸 长 11980 11910 10170 宽 2495 2490 2490 高 3530 2850/3290 2830 轴距（满载） 1950+5600 1900+5650 4725+1350 前悬（满载） 1400 1375/1385 1375 后悬（满载） 3480 3045 2720 轮距 前轮 1950 1950/1928 1928 后轮 1840 1847 1847 后桥中心处上车架表面离地高度 空载 1847 1038 满载 1127 988 车型号 CA1250P63K1L6T3E CA1233P7K2L11T3AE CA1253P7K1L71E 2.2.2 二类底盘初选 通过以上方案主要参数对比分析，方案一车速快，方案三动力性最好，而方黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 案二比较适中，既保证了良好的动力性也保证车速快且经济性较好，具有其他两车型的优点。方案二具有低自重、低重心、低油耗、宽车架、高车速、便于维修保养等优点。方案二可适用于总重 15 30吨车上，对于该车系列化生产最适合。 选择方案二。 2.2.3 所选底盘具体参数 1、发动机型号 BF6M1013-24E3； 2、变速器 CA7T156； 3、传动轴：开式，四开，五个万向节及三套中间支承承，轴管尺寸 110 6mm； 4、前轴：整体式锻压成型，“工”字形断面，中间断面，宽 90mm，高 103mm，弹簧座处落差 100mm，主销中心距 1723mm 5、驱动桥：一汽解放 13吨级单级减速器，主减速器从动锥齿轮节圆直径 457mm.锻造桥壳，全浮式半轴，直齿锥齿轮减速器，主减速比 i0=4.875/4.444/4.111 6、车架：纵梁最大断面尺寸（断面高翼面高板料厚）： 280 90（ 7+5） mm。车架外宽 865mm。 7、悬架：前悬架钢板弹簧为少片簧，后端为吊环结构；后多片簧，后悬架有副簧。 8、结构参数：前簧 1510 90（ 20-9.5） mm-4片 后簧 1700 90 16mm-10片 1250 90 10mm-9 片 钢板弹簧中心距：前簧 830mm 后簧 1035mm 9、车轮，轮胎： 轮辋 7.50V 20，轮胎 10.00-2010.00R20、 11.00-2011.00R20 10、转向器： 循环球整体式动力转向器，缸径 100.传动比 20.5 11、驾驶室及装备： 09 款全浮改脸驾驶室，驾驶室内宽 2.2 米，整体式仪表板及轿车化内饰，三人座，手动式液压举升翻转机构，带预警显示的驾驶室锁紧机构；多功能可调高靠背座椅，靠背角度可调的乘客座椅，均带安全带。中间座椅，装安全带；三档电动刮水器，单臂式玻璃升降器，卡板式门锁，风窗洗涤器，地毯、冷气，大型球面后视镜，空气混合型暖风系统，多点喷出式除霜装置，选装空调。 12、制动系： 手动 调整臂，前后独立双回路气制动；装有快放阀，空气处理单元，制动管路采用快插接头，四通道 ABS。具体参数如表 2.2所示。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 表 2.2 制动系具体配置参数 行车制动器 前后均为气动鼓式，前制动鼓内径 440，后制动鼓内径 410；蹄片宽度；前轮 135,；后轮 150. 驻车制动器 系统中装有继动阀，活塞式制动缸，手动阀控制，作用于后桥上。 空气压缩机 单缸水冷，发动机额定转速时， 800kPa 压力下，实际排气量不小于380L/min。 贮气筒 共有三个，两个容积 35L，分别供前桥，后桥制用气；另一个容积 15L 的驻车及辅助制动供气； 辅助制动器 发动机排气制动阀及控制气缸，电磁气动操纵。 13、电器、仪表：具体参数如表 2.3所示。 表 2.3 电器装置具体参数 电气系统 整车电气系统 24V，负极搭铁 蓄电池 6-QAW-120D，两只串联。 发电机 整体交流发电机，负极搭铁，电压 28V，电流 45A，功率 1kw 起动机 电磁操纵式，电压 24V，最大输出功率 6kw 仪表 组合仪表 组合开关 转向信号、变光，刮水器和洗涤器，灯光开关组成，设有转向开关自动回位装置；起动开关有自锁转向盘的防盗机构及停机装置；功 能开关；预热，电气喇叭转化、排气制动、前雾灯、后雾灯、危险警报开关组成； 灯光系统 组合式前照灯：含远光灯、近光灯、前转向灯、前位灯、转向辅助照明灯；前雾灯；组合式后灯；含制动灯、转向信号灯、后位灯和反射器、倒车灯、牌照灯、危险警报灯、后示廓灯 暖风 暖风电动， 24V永磁式，输出功率 85W 刮水器 刮水器电动机，永磁双速直流电动机 电路保护 4路大功率熔断器及 32路片式熔断器组成； 电路控制 保险丝盒总成，控制盒总成及电源赔点盒总成组成。 2.3 本章小结 本章对整体设计方案进行了分析对比，确定 了整车结构形式。选定了专用车的二类底盘，并详细介绍了二类底盘及动力总成的参数，为下一步车厢设计奠定了基础。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 第 3 章 车厢设计 3.1 车厢尺寸参数的确定 3.1.1 车厢外廓尺寸 外廓尺寸应在厢式货车总体设计阶段予以确定。其中：厢体长度主要由前后轴荷分配系数决定，鹰接近原车厢长度，以便保持原底盘性能；厢体宽度主要由底盘轮距、使用要求及法规限宽等因素决定；厢体高度由改装后的质心高度（影响汽车的行驶稳定性）决定，在满足装载容积及装卸方便的情况下，应尽量减小厢体高度，以降低质心，提高汽车行驶的稳定性。 初选车厢 长宽高： 9640 2490 2252 3.1.2 车厢内框尺寸 内框尺寸确定了车厢容积的大小。应从车辆用途、装载质量、货物密度以及包装方式、尺寸规格等方面考虑，以便提高运输效率。车厢容积按下式计算 V=1xl xlb xlh 910 式中 V 车厢容积（ m）； 1xl、 xlb 、 xlh 厢内有效长度、宽度、高度（ mm） 。 初定质量利用系数为 0.8，总质量为 20吨，故载质量为 9吨，考虑 5%超载率，可装10吨货物。初定内框尺寸长宽高： 9500 2290 2052 可装货物密度为： 0.211 310 kg/m，故货物密度只要大于该密度就可装进车厢，而一般货物均大于该密度，该车是限定质量而非装满，只要能将 9.45吨货物装进车厢即可。 3.2 车厢结构与设计 3.2.1 车厢骨架结构设计 （ 1）支架总成 支架即车厢骨架支撑部分，承受车厢的受力，支架总成由异性钢管焊接而成，其结构见图 3.1。 选用异性钢管：初选 A B S:80 60 7 理论重量 13.19kg/m 黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 图 3.1 支架总成结构示意图 （ 2）前围骨架 前围为封闭型结构，由异性钢管骨架和钢板组合而成，阻挡货物冲击。前围骨架由外支撑架、内骨架和液压缸支撑架组成。参照相关原有车型。如图 3.2所示。 外支撑架选用异性钢管：初选 A B S:80 60 7 理论重量 13.19kg/m 内骨架选用异性钢管：初选 A B S:50 32 3 理论 重量 3.46kg/m 液压缸支撑架选用异性钢管：初选 A B S:80 60 7 理论重量 13.19kg/m 图 3.2 前围结构 （ 3）后围骨架 后围由支撑框架和后门组成，框架由异性钢管焊接成，框架内部为一对开后门，后门可 270开启与车厢外壁相叠。 外支撑架选用异性钢管：初选 A B S:80 60 7 黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 理论重量 13.19kg/m 液压缸支撑架选用异性钢管：初选 A B S:80 60 7 理论重量 13.19kg/m 1、门锁总成； 2、后门； 3、铰链总成； 4、外支架 图 3.3 后围结构 还包括门锁总成和 铰链总成结构如图 3.3所示。考虑车门与支架之间的密封上下各预留 5mm密封条间隙，左右预留 10mm间隙，而考虑到铰链的安装，故又在外支架内侧又焊接一条梁，材料型号同外骨架，铰链为六个，锁两个，而考虑液压缸的安装位置，与前围一样都在中间梁上加焊一条梁。 （ 4）底架 底架是整车车厢的安装基础，受力比较大，因此底架的纵梁和横梁均采用槽型钢，并采用纵横搭接的结构，以提高底架的强度和刚度。底架纵梁即是副车架。 1、纵梁选用槽型钢：热轧槽钢（ GB/T707-1988）型号 32b 理论重量 43.107kg/m 图 3.4 底架纵梁槽钢尺寸 黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 2、横梁选用槽型钢：热轧槽钢（ GB/T707-1988）型号 10 理论重量 10.007kg/m 图 3.5 底架横梁槽钢尺寸 内骨架选用异性钢管：初选 A B S:50 32 3 理论重量 3.46kg/m 图 3.6 底架结构及外形尺寸 3、副车架设计 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。 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。 副车架的截面形状及尺寸 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，多采用如图黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 3.4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。 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图所示。 副车架的前端形状及安装位置 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。 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 3.7所示。 图 3.7 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。 副车架前端形状常有三种形状 (见图 3.8)。 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 3.8(c)所示：0 1h mm；0 1 5 2 0l m m。 （ a） U形；（ b）角形；（ c） L形 图 3.8副车架的三种前端形状 如果加工上述形状困难时，可以采用如图 3.9所示的副车架前端简易形状，此时斜面尺寸较大。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 17 对于钢质副车架：0 5 7h m m；0 2 0 0 3 0 0l m m 对于硬本质副车架；0 5 1 0h m m；0lH 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 3.10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 100mm 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 500-800mm 的范围内。 （ a）刚质副车架 ；（ b）硬木质副车架 图 3.9 副车架前端简易形状 图 3.10 副车架的安装位置 确定副车架方案 参照相关车型，本设计选用 3.7(a)所示结构。 其中 H=320， h=120， l=320. 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。 止推连接板 图 3.11是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 500 1000mm 范围内。 1-副车架； 2-止推连接板； 3-主车架纵梁 1-上托架； 2-下托架； 3-螺栓 图 3.11 止推连接板的结构 图 3.12 连接支架 黑龙江工程学院本科生毕业设计 18 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 3.12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。 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，本文设计的自卸车主副车架之间采用止推连接板和连接支架配合使用。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。 每侧设置三个止 推连接板，如图 3.13所示。 图 3.13 副车架尺寸 止推连接板尺寸如图 3.14所示。 图 3.14 止推连接板尺寸 副车架对主车架起到加固作用，其宽度和选用的底盘的宽度相同，高度也相同，长度在底盘主车架长度基础上去掉主车架与车厢之间的距离长度。其尺寸设黑龙江工程学院本科生毕业设计 19 计如下： 副车架长度： 9745mm 副车架宽度： 865mm 副车架高度： 320mm 连接支架孔的确定 参照主车架对钻孔的要求如图 3.15所示 。 图 3.15 主车架钻孔的孔径与孔间距 再根据表 3.1中对应数据，本设计为总质量 20 吨车，为重型车，故选 A=80mm，孔径 =14，距槽钢最下端距离取 60mm。对应 B=200，满足要求，可继续进行。 表 3.1 钻孔尺寸要求 尺寸 车型 重型车 中型车 轻型车 孔间距 /mm A 70 60 50 B 50 40 30 C 50 40 30 孔径 /mm 15 13 11 （ 5）顶板 顶板为两条纵梁焊接在一起，再焊接在前围和后围的上梁上。 所选异性钢管型号与支架型号一样，故不在此重复说明。 （ 6）翼门 翼门是本设计的核心部分，尽量减小开启关闭时的划过空间，进而解决开始所提出的问题。翼门分三个部分，侧翼、顶翼、铰链连接总成。 侧翼： 侧翼骨架初选异性钢管：初选 A B S:50 32 3 理论重量 3.46kg/m 黑龙江工程学院本科生毕业设计 20 图 3.16 侧翼骨架结构 侧翼结构如图 3.16所示，其余各梁之间距离均为 950mm。 顶翼： 中间横梁选用异性钢管：初选 A B S:80 60 7 理论重量 13.19kg/m 其余骨架选用异性钢管：初选 A B S:50 32 3 理 论重量 3.46kg/m 顶翼骨架结构尺寸见图 3.17。 图 3.17 顶翼骨架结构 铰链连接总成： 铰链是连接和保证翼门旋转的关键部件，其结构示意图为图 3.18。 图 3.18 铰链总成 黑龙江工程学院本科生毕业设计 21 3.2.2 蒙皮的设计 蒙皮是薄壁板件。通过一定的固接方式（如铆接、焊接、粘接等）覆盖在骨架上，成为车厢的内外表面。蒙皮通常采用 0.8-1.5mm厚的薄钢板，也有的采用铝板或玻璃钢板。非金属蒙皮厚度为 2-3mm。为了提高蒙皮的刚度，在蒙皮上压制成各种截面形式的加强肋。其中弧形刚度最佳，其次是三角形和矩形。蒙皮之间应 留有 15mm左右的搭接量，这既是结构上的需要，也是借此补偿骨架开挡和蒙皮本身的尺寸误差。 车厢内饰多采用人造夹层板制作。人造夹层板较厚，不能搭接，只能对接，并采用装饰压条进行封口。由于压条较宽，故对接缝的要求不高，允许有小于 3mm的间隙存在。内饰的外表面覆盖一层压制有加强肋的内蒙皮。为减轻质量，可将内蒙皮制成条状，从下至上间断布置。这样既可以保护内饰件，有可使货物直接与内蒙皮接触。 前围内蒙皮，翼门内外蒙皮，选用 0.8mm薄钢板，底架由于受载荷较大，内蒙皮选用 4mm钢板。 3.3 车厢门、密封条的设计 3.3.1 车厢后门的设计 车厢一般设置后门，有利于货物的装卸和行车安全。对于较长车厢，应增设侧门。 厢门的形状采用矩形平面结构。厢门及门框占据了整个车厢后围，门可以转过 270与车厢外侧壁相叠，这样开门不占空间，有利于在狭窄作业地点工作。 后门开启方式分单开式、对开式和上掀式三种。单开式后门开启时扫过的空间大、操作不安全，门框受力集中，结构不合理，但厢门开启、关闭机构简单、可靠。左右对开式后门设计较合理，它客服了单开式的缺点，得到广泛应用。侧门开启方式分单开式、对开式和推拉式三种，其开启角度均为 180。推拉 式侧门启闭不占外部空间，方便装卸作业。侧门中心线与车厢前段的距离应为车厢总长的 1/2左右。 车门骨架选用异性钢管：初选 A B S:80 60 7 理论重量 13.19kg/m 结构尺寸为宽 1130mm，高 1790mm的骨架，再在中间焊两条横梁分别距上下横梁为 600mm，如图 3.19所示。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 22 图 3.19 后门骨架 3.3.2 密封条的设计 车厢应具有良好的密封性，以防止灰尘和雨水渗入车厢。车厢用密封条应满足以下要求： 1）有良好的弹性和机械强度，以保证密封可靠。 2）有良好的耐磨性，不易老化，使用寿命长，耐候 性好，即在 -40-50的温度范围内均保持良好的使用性能。 3）便于成行和装配。 根据以上要求，常选用 VAG4-543-67型黑色橡胶作为密封条。 3.4 车厢设计校核 3.4.1车厢质量 车厢的尺寸结构校核放在最后分析，在此只对车厢质量进行计算，以保证质量利用系数在 0.8-1之间。 忽略连接处钢管质量，由于在后面强度校核时可能连接时可能要加焊角铁等方式连接，忽略的质量在一定程度上弥补了该质量。 液压取力系统不计其中，车厢总质量为： 总m 3.595（ t） 初设取力系 统为 0.25t 整车整备质量为 7.2 3.595 0.25=11.045（ t） 载质量： 9t 载 3人，每人按 65kg计算 质量利用系数： 9/（ 11.045 0.065 3） =0.8007 在柴油机 0.8-1之间，故在这步看来设计合理。 3.4.2 使用 ANSYS12.0对车厢底架静态分析 黑龙江工程学院本科生毕业设计 23 1、对车厢底架进行 proe建模 使用 ProE Wildfire 4.0版本对车厢底架进行实体建模，经多次拉伸、镜像、复制等操作，可得实体模型如图 3.20所示。 图 3.20 车厢底架实体模型 2、导入 ansys12.0中并划分网格 将实体模型导入 ansys12.0中，确定 所用为 Q235钢材，材料物性参数如表 3.2所示。数据输入用 Kg-mm-s单位制，输出结果中应变的单位为 mm，应力的单位为 pa。计算结果中最大应力小于 235 Mpa，即可满足强度条件。 表 3.2 Q235材料特性 名称 弹性模量（ Gpa） 泊松比 密度 （ kg/mm） 屈服强度（ Mpa） Q235 210 0.3 7.85610 235 设置完材料属性后，对实体模型进行网格划分，为了减小内存和分 析时间，在划分网格时将网格划分密度调到最大 10，网格划分结果如图 3.21所示。 3、加约束和载荷 在连接支架螺栓孔处加全约束，在止推连接板与主车架接触处加全约束。 在底架横梁上表面加载荷。载荷大小为满载时的 3930pa。 4、进行分析 分析结果位移变形、应力分布情况如图 3.22、 3.23所示。 最大位移变形量出现在底架最前端的焊接点处，为 0.48mm，变形量小，而在设计中在此处焊装前围，还有一根内骨架横梁在实体建模中没有体现，可中和变形量，故在此步可满足设计要求。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 24 图 3.21 车厢底架 实体网格划分 图 3.22底架位移变形图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 25 图 3.23底架实体应力分布图 由图可看出，最大强度为 99.9Mpa 235Mpa，强度要求满足设计要求。 综上所诉，经过 ANSYS分析，车厢底架满足设计要求，其各种性能均满足要求。 3.4.3 使用 ANSYS对车厢顶架支撑梁静态分析 1、实体建模 由于顶架支撑梁在车静止时工作，所承受的最大载荷是翼门完全开启时，翼门的重力。由此可将顶架支撑梁整合成如图 3.24所示的实体模型。 3.24顶架支撑梁实体模型 黑龙江工程学院本科生毕业设计 26 2、网格划分 划分情况如图 3.25 所示。同车厢底架网格划分密度调到最大。 3.25顶架支撑梁网格划分 3、加约束和载荷 在顶架支撑梁两端面上加全约束。 由于顶架支撑梁只是负责翼门的支撑，故在此将翼门看成一整体，通过铰链将自身重力传到支撑梁上，而所选铰链一侧有 20个之多，可近似看成是均匀分布在支撑梁上，整合的结果为在梁的上表面加载 7700pa的压强。 4、进行分 析 分析结果位移变形、应力分布情况如图 3.26、 3.27所示。 最大变形量发上在梁的中间，由图可看出，变形量为 7mm，考虑整个梁的长度是 9425mm，这样来看这个变形量不 大，而变形为弹性变形，即翼门完全开启时会发生约 7mm的变形，而翼门关闭后变形消失，故对顶梁支撑架的影响很小，可不予考虑，故设计合理。 由图可知， 最大强度为 61.4Mpa 235Mpa，强度要求满足设计要求。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 27 图 3.26顶架支撑梁位移变形图 图 3.27顶架支撑梁实体应力分布图 综上所述，顶梁设计满足设计要求。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 28 对整车的前围和后围的分析，要考虑多种工况，如制动时，转弯时，加速时等。在此就不对其进行分析了。 3.5 本章小结 本章确定了车厢的材料结构及外形尺寸，对车厢的前围，后围，翼门，底 架，顶板支撑梁做了详细的设计选型，确定了翼开门的质量。并对车厢底架和顶架支撑梁进行了有限元分析，保证所选材料满足设计要求，为下一步液压取力系统设计做好基础。 第 4 章 液压系统设计与取力系统布置 黑龙江工程学院本科生毕业设计 29 4.1 液压控制系统设计 液压系统由液压能产生部件、工作部件与操纵控制部件三大部分组成。 翼开启厢式汽车所采用的油泵、油缸、液压阀等液压系统元件均为高度标准化、系列化与通用化且由专业化液压件厂集中生产供应。因此在自卸车改装设计中只需要进行液压元件选型计算。其主要内容包括 油缸的直径与行程、油泵工作压力、流量、功率以及油箱容积与管路内径等。 4.1.1 工作原理 该系统由取力器、油泵、液压控制阀、油缸、油箱、操纵系统以及油管系统等组成。其工作原理如下： 1、准备 先将自卸车处于驻车制动状态，并将变速器置于空挡。将转阀手柄置于水平位置。启动发动机，然后踩离合器结合取力器使油泵进入工作状态。此时液压油经油泵、单向阀、液压换向阀流回油箱。 2、举升 将转阀手柄逐渐向上转动关闭换向阀。此时，从油泵经单向阀来的高压油，进入油缸实现举升。油缸举升到最大行程时拨动限位阀，将高压油路与回油 路接通而卸荷，举升停止，货厢处于举升最高位置。 3、保持 将转阀手柄置于“保持举升区间”，并切断取力器停止油泵工作。此时压力油被锁死在油缸内。可按需使货厢处于任意举升位置保持。 4、降落 将转阀手柄推至慢落位置，回油路仅部分打开，实现车厢缓慢降落。若将转阀手柄推到底，则回油路被全部打开，油缸下腔油液经分流体向油箱快速回油。 4.1.2 液压系统原理布置 本设计车型与其他装用车相比，在保证其他专用车的要求的基础上，最关键的部分是要保证单侧翼门两个液压缸同步。这就在设计原理图时增大了难度。 初步设计两种方案，见 图 4.1： 黑龙江工程学院本科生毕业设计 30 （ a） （ b） 图 4.1 液压系统原理图 对比以上两种方案，换向阀均为电磁换向阀，均带锁止功能，但结构复杂，考虑经济型，遵循在满足要求的前提，尽量减少控制阀的原则，设计第三种方案如图 4.2所示。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 31 图 4.2 液压系统原理图 方案三结构简单，但是不能进行锁止，选择方案（ c），再加设一个机械锁止机构，棘轮棘爪机构，在后面辅助机构设计中进行详细介绍。 4.2 液压缸选型 初选系统压力 6.3MPa，液压缸最大行程 400mm，工作时间 20s。 选择车辆用液压缸，图 4.3为液压缸型号说明 图 4.3 液压缸型号说明 选择液压缸型号为 DG-J63C-2E，液压缸尺寸如图 4.4所示。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 32 图 4.4 液压缸尺寸 4.3 液压泵及液压控制阀的选择 4.3.1 液压泵选择 根据液压泵的最大工作压力选择泵类型，根据流量选择规格。 液压缸推力的确定： 翼门质量为 449.6846（ kg） 由于铰链处受力为单个翼门质量的 5-10倍，故液压缸推力初步确定为翼门重力的 5倍 22250N=22.25kN 确定液压泵的流量： PQ =k max） Qi（( k=1.1-1.3取 1.3 PQ =1.3（ 4 A maxV 610 ） m/s A=3115.665 2mm maxV 液压缸最大输出速度 m/s 最大行程 400mm，初选 20s开启 maxV=20mm/s 则 PQ =19440ml/min 驱动功率 P = P PQ / P 310 kW =8.1kW 液压泵初选 Y 1B -25 黑龙江工程学院本科生毕业设计 33 4.3.2 液压阀选择 主要依据压力阀所在油路的最大工作压力和通过该阀的最大流量。 1、 溢流阀 符号意义 型号 BG-03-32 调压范围 0.5-25.0Mpa；最大流量 100L/min；重量 5.0kg 2、手动换向阀 符号意义 型号 4WMM6W型 10 3、 RB型平衡阀 符号意义 黑龙江工程学院本科生毕业设计 34 型号 RBG-03-R 4、分流集流阀 符号意义 型号 3FJLE=L20-130H 5、单向阀 符号意义 型号 CRG=03-04-50 4.4 液压油箱及管径确定 4.4.1 液压管径确定 油泵排量 1.44m/s 初选管路都一样，故由油泵排量均分为 4份，当一侧翼门工作时，均分两份， 故 Q=0.0002m/s，开启和关闭都用同一管，故按压油管路计算， 3-6m/s，取 最大值 6m/s，算出 d=6.5，所以软管内径取 10mm。 4.4.2 液压油箱容积确定 V=vQm 经验系数； 黑龙江工程学院本科生毕业设计 35 vQ 液压泵每分钟排出的液体体积 m，为 0.024m/min。 根据 JB824-66,6.3算中压，然该设计的车为行走机械，故 =1 V=0.024m 4.5 取力器选型 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 (例如部分冷藏汽车的机械制冷系统 )，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。 发 动 机 前 端 取 力前 置 式 发 动 机 后 端 取 力夹 钳 式 取 力变 速 器 上 盖 取 力取 力 器 取 力 方 式 中 置 式 变 速 器 侧 盖 取 力变 速 器 后 端 盖 取 力分 动 器 取 力后 置 式传 动 轴 取 力 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。 根据所选底盘对应厂家提供的取力器进行选择，选择型号 4207010-110A，结构如图 4.5所示，输出功率为 45kW，远远大于液压泵的驱动功率，故满足设计要求。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 36 图 4.5 取力器 4.6 液压、取力系统布置及安装 4.6.1 液压泵固定安装 图 4.6 液压泵固定板 如图 4.6所示，两块钢板用螺栓分别连接到液压泵和副车架横梁上。 4.6.2 液压缸安装 固定支架由两个角铁焊接而成，中间用一个销子，两端有两组垫片来调整液压缸位置，用螺母紧固。，结构如图 4.7所示。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 37 图 4.7 液压缸连接支座 4.6.3 取力器与液压泵连接 1、连接方案确定 提出两种方案，传动轴和法兰盘连接，由于传动轴连接，结构复杂，部件较多，成本较高，而法兰盘连接对安装精度要求较高，但结构简单，故选择法兰盘连接，在法兰盘加工和安装时要特别强调其精度要求。 2、 法兰盘设计 法兰盘特别提出一点，为保证取力器输出轴和液压泵驱动轴的通轴度，所以要保证法兰盘大面和轴孔的垂直度，具体尺寸和技术要求在图纸 RL5200-006上体现，也可如图 4.8所示。 图 4.8 法兰盘 4.6.4 阀箱及液压油箱总成安装 黑龙江工程学院本科生毕业设计 38 图 4.9 箱体总成安装位置 将液压油箱和阀箱做成一体，总成尺寸在图纸上有详细介绍，考虑到人操作时手臂长度，总成不易距离翼门太远，这个距离为 430mm，可供人员合理操作。故在此不做调整。由异型钢管和角铁焊成两个支撑架，分别用螺栓固定，结构简单，可行性大，具有实际意义。 4.7 本章小结 本章所包含内容是本设计的核心内容，包括液压系统的设计和取力系统的布置等，到此本设计已经进行一多半了，而在液压系统设计时考虑到简化原理图，故液压机构不包括锁止功能，在接下来一章中所设计的辅助系统关键就是机械机构锁止翼门，之后加上校核分析修正，即可完成本设计。故本章的核心部分要结合图纸进行详细了解。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 39 第 5 章 辅助系统设计 本设计 辅助系统主要是 指翼门机械锁止机构设计，故在此进行详细介绍。 5.1 锁止机构方案确定 为了在一定的空间内，安装一套机械锁止机构，以保证翼 门开启后能够自动锁止，在此提出三种方案： 方案一： 三连杆机构； 在车厢内部设置一套三连杆机构，结构简单，运动轨迹复杂，工作空间较大，而且考虑到液压缸的安装之后，空间不够，故决定放弃。 方案二： 滑到连杆机构； 在车厢骨架中间横梁上焊装一条滑到，而将连杆铰接到翼门顶部纵梁上，结构复杂，需外力控制，出现与方案二同样的问题，空间不够，亦放弃。 方案三： 棘轮停止器； 在翼门前后围外侧固定棘轮，在前后围骨架中间横梁外侧设置一个棘爪，沿着支架设置操纵机构，这种方案实施起来较可行，但对棘轮和棘爪的强度要求较大，故在此 进行专门设计，也可选取相关零部件厂生产的标准件，考虑到本方案对空间要求小，针对机构较复杂，在设计时遵循尽量减少零件的原则优化设计。 5.2 棘轮设计 棘轮结构及参数如图 5.1、 5.2所示： 图 5.1 棘轮尺寸结构 黑龙江工程学院本科生毕业设计 40 棘轮参数如表 5.1所示 表 5.1 棘轮参数 模数 m 12 齿数 z 12 周节（分度圆直径） p 37.68 齿顶高系数 ha* 1 顶隙系数 C* 0.35 全齿高 h 13.188 精度等级 12-GB10095-2001 齿宽系数 1.667 5.3 棘爪设计 棘轮结 构如图所示： 图 5.2 棘爪尺寸结构 棘爪强度计算： 35 0 AFzM M=弯矩 Nmm M=Fe z-棘爪危险截面的截面系数 A-棘爪危险截面的面积 经计算，所设计满足设计要求 黑龙江工程学院本科生毕业设计 41 5.4 操纵机构总成设计 为了精简机构，设计成连杆机构，如图 5.3 所示。 图 5.3 操纵机构总成 一共四根杆，连接处为铰接，第二三杆用钢管即套筒套住，中间添加橡胶充当缓冲块。 当翼门开启到最高点时，第四杆自身重力，支撑一杆顶着棘爪卡住棘轮，当翼门关闭时，操纵人员向上推一下四杆，随即带着棘爪脱离卡位， 而防止运动干涉和保证机构有自由度，故将二三杆分离，用缓冲橡胶保证运动平顺。 5.5 本章小结 本章的辅助系统主要就是翼门锁止机构的设计，而本章的设计属理论创新，