25吨前顶自卸车车厢与举升机构设计-毕业论文开题报告

广西科技大学鹿山学院 毕业设计 论文 开题报告毕业设计 论文 开题报告 题目 25 吨前顶自卸车车厢与举升机构设计 系别 汽车工程系 专业班级 姓名 学号 指导教师 二 一五年 十二 月 七 日 一 选题的背景和意义 所选课题的历史背景 国内外研究现状和发展趋势 1 1 选题背景 随着国民经济的持续快速增长 我国专用汽车市场进入了快速成长时期 当今世界 专用汽车 定义还没有形成统一的标准 所以各国对这一术语的界 定也有所差别 以国外专用汽车发展为例 20 世纪 70 80 年代 主要发达国 家的专用汽车保有量占载货汽车保有量的 50 左右 现在已经增加 80 左右 在我国 截至 2005 年七月专用汽车生产企业已有 628 家 国内专用汽车品种 已达到 4900 多个 2005 年专用汽车产量达 70 万辆 占载货汽车总产量的 40 作为专用汽车中一个分支的自卸汽车 陆续出现了多种多样的型式 其中最常 见的是后倾式自卸汽车 在当今社会自卸车中占绝大部分 其已经具有了一定 的规模和体系 但对侧倾式自卸汽车而言其生产量很少 在生产和运输中就更 难见到 侧倾式自卸车在当今节约型社会中对汽车装卸停歇时间的缩短和运输 效率提高具有很重要的现实意义 我国专用汽车生产近 10 年来虽然发展速度 很快 成绩巨大 但纵观国内经济发展藉求和世界工业发达国家专用汽车发展 趋势 我国专用汽车的品种还比较集中 单一 数量和品质还远不能满足国民 经济发展需要 因此 不断开发新产品 增加产量和品种 提高产品品质是摆 在专用汽车厂家面前的一项紧迫而艰巨的任务 1 2 国内外研究现状和发展趋势 国外最早发展专用汽车产品的是美国和西欧的一些国家 第二次世界大战 后 相继在日本 前苏联等国得到了发展 70 年代末 当汽车工业出现世界性 的萧条和滞销时 发展专用汽车成了当时摆脱汽车工业危机的一条出路 这样 专用汽车在世界范围内迅速发展起来 美国是专用汽车发展最早的国家之一 专用汽车的生产是美国汽车工业的重要组成部分 据不完全统计 美国 1986 年生产货车 1 593 489 辆 其中专用汽车的产量为 934 690 辆 专用汽车的产 量占货车产量的 58 欧洲的专用汽车主要是重型专用汽车 且绝大多数产品 为不同规格尺寸和不同承载量的低货台货车 挂车和半挂车 最多的是适宜运 输建筑机械的最大总质量为 30 t 或 40 t 的低货台货车 欧洲的大部分专用汽 车生产厂家集中在德国 原苏联自 1966 年以来 汽车工业有较大的发展 但 货车在总产量中的比例却在下降 不过专用汽车在货车保有量中的比例却逐年 上升 综上所述 近年来 世界各国都大力发展专用汽车生产 致力于专用汽 车的研究 扩大汽车使用范围 以利于各种货物的运输国外主要工业发达国家 的专用汽车社会保有量占载货汽车保有量的比率都在 50 以上 我国专用汽车的生产是从 60 年代初开始 在军用改装车辆 消防改装汽 车的基础上逐步发展起来 70 年代 一些专用汽车生产厂根据国民经济各部门 的不同需要 形成了自己的产品特色 逐步成为某一门类专业汽车生产的骨干 企业 如生产半挂车的汉阳特种汽车制造厂 生产粉罐汽车的武汉专用汽车厂 生产冷藏汽车的镇江冷藏汽车厂等 80 年代 随着国民经济的发展 专用汽车 得到了较大的发展 在汽车行业中形成了独立的专用汽车行业 目前 我国专 用汽车生产厂家大致可分四类 一是生产基本型汽车的主机厂 从 1992 年统 计的专用汽车产量看 主机厂生产的专用车已占专用汽车总产量的 53 这个 比率正在增长 二是专用汽车的专业生产厂 在主机厂提供的汽车底盘上进行 改装 这是目前我国专用汽车生产的主要形式 其产量约占 45 三是非专业 生产厂 如客车 航天 航空 造船及军工厂等在生产其它产品同时 也生产 专用汽车 四是一些部门的修理厂 根据用户需要也改装少量专用车 1 3 研究本课题的目的和意义 我国自卸汽车生产始于 20 世纪 60 年代初 经过 40 多年的发展 尤其是 在 20 世纪 80 年代以后通过技贸结合与合作生产方式 从国外引进若干先进的 自卸汽车制造技术 并在此基础上形成以若干大型汽车制造厂为主体的机械传 动式自卸汽车生产企业集团 随着我国社会经济和交通环境的改善 各行业对 专用汽车尤其是工程系列专用汽车的需求越来越大 专用汽车将跟更加注重行 业化 专用化 系列化 随着使用范围的不断扩大 用户要求的不断提高 对 自卸车的车厢设计和举升机构设计的要求也不断的提高 所以本次的课题就以 这两个方向为重点研究 二 研究的基本内容和拟解决的主要问题 研究的基本内容有 汽车底盘选择 举升机构设计 副车架选择和车厢设 计 本次课题为 25 吨前顶自卸车车厢与举升机构设计 根据任务书的要求 制定设计步骤 方案设计分析 以下通过方案论证解决以上主要内容 2 1汽车底盘选择 合理的选择汽车底盘 可以最大限度的发挥自卸汽车的使用性能 目前市 场上的汽车底盘主要有二类底盘 三类底盘和少部分特种车辆采用四类底盘 自卸汽车选用那类型号的汽车底盘 除了需要根据自卸汽车的载重质量 用途 上装部分匹配等因素 还需要考虑汽车底盘的耐用性 先进性 后期保养维修 等 目前市场上的大多数自卸汽车采用二类汽车底盘进行设计改装 二类底盘 也是专用汽车设计中选用数量最多的汽车底盘 选用二类底盘进行改装设计 时 主要任务就是设计工作装置和整车总体布置 在完成上装部分后 自卸汽 车基可以保持原车型的性能 徐工祺龙重卡 6X4 自卸车 NXG325D4KC 所用的二类底盘 可以满足本次设 计对载重质量及自卸汽车对底盘的特殊功能要求 工作稳定 零部件使用寿命 较长 底盘不易出现故障 这款自卸汽车采用的二类底盘基本性能指标符合本 次设计要求 相比同类车型底盘购置成本较低 市场占有量高 然后保养维修 方便 所以本次设计汽车底盘选用二类底盘 即徐工祺龙重卡 6X4 自卸车 NXG3251D4KC 所用的二类底盘 2 2举升机构设计 判断自卸汽车的优劣 举升机构是其中一项重要指标 因为自卸汽车最基 本的功能就是举升机构以后翻支座为旋转点使车厢翻转一定的角度 使货物从 车厢中滑出 实现卸货 目前市场上的举升机构有许多形式 但可以分为两大类 连杆组合式和直 推式 它们都是依靠液压油缸为举升力把自卸汽车的车厢举起到某个角度 当直推式举升机构安装在自卸汽车的不同位置时 还分为前顶直推和中置 直推 在举升相同质量时 前顶直推式举升机构所需要的举升力较小 安装时 占用的空间少 但工作的油缸行程长 必要时需要采用多级油缸 如图 2 1 所 示 中置直推式举升机构作用在车厢的中间 举升时液压油缸工作行程短 能 在较短的时间完成举升 中置直推式举升机构液压油缸除了可以选用单缸举升 方式还可以采用双缸举升 中置式如图 2 2 所示 图 2 1 前顶直推式图 2 2 中置直推式 连杆组合式举升机构一般布置在自卸汽车的车厢中间的下方 主要由拉 杆 三角臂和液压油缸组成 这三个构件组成的举升机构占用空间小 依靠机 构放大系统可以使油缸举升力变小 而且这种举升方式在举升过程中横向稳定 性好 由于根据拉杆 液压油缸和三角臂的组装方式不同 还可以分为不同的 形式 现在在市场上常见的有两种举升形式 T 式举升机构和 F 式举升机构 T 式举升机构的特点是液压油缸前推 占用空间小容易安装 但是油缸摆 动范围稍大 如图 2 3 所示 F 式举升机构的液压油缸安装位置与 T 式举升机 构相反 液压油缸安装在上方与自卸汽车车厢相连 如图 2 4 所示 这种举升 方式的优点是刚刚开始举升时液压油缸工作压力小 车厢翻转到一定角度时液 压油缸工作行程短 图 2 3 T 式举升机构图 2 4 F 式举升机构 虽然连杆组合式举升机构的油缸在举升过程中工作行程较短 举升时间也 短 但是结构复杂在日后维修保养上比较困难 还有在举升质量较大的货物时 连杆组合式举升机构油缸举升力作用点位于车厢中间 力臂较短 油缸需要提 供的举升力大 所以油缸系统压力较高 油缸系统中的各零部件承受的压力就 大 在高强度的工作过程中容易出故障 影响举升机构的耐用性 考虑到本次课题设计的自卸汽车要求载重质量为 25 吨 载重要求比较高 为了装载那么多货物 相应就需要大车厢装载 而举升机构也要和车厢相匹配 由于前顶式举升机构举升重型货物时 力臂较长举升时所需的举升力相比连杆 组合式举升机构小很多 而且随着举升角度的增大 车厢及货物的重心后移到 所需的举升力会越来越小 通过分析采用前顶直推式举升方式相比连杆组合式相比存在以下的优点 1 安装时占用空间小 举升机构工作过程中基本不会与副车架 主车架和 车厢发生干涉 2 因为本次设计载重质量为 25 吨 采用前顶直推式举升机构举升时 力 臂明显长于连杆组合式举升机构 所以刚刚开始举升车厢时前顶直推式举升方 式比较省力 3 故障率低 前顶直推式举升机构由于举升作用力较小使得油缸工作压力 也小 油缸系统中的各零部件承受的压力也小 举升机构系统就不易发生故障 通过市场实车调研和综合考虑决定采用前顶直推式多级缸的举升方式 2 3副车架选择 自卸汽车工作时让车厢直接和自卸汽车主车架刚性连接 主车架就需要承 受车厢自重和货物的质量 主车架在车厢装满货物行驶的过程中会处于集中载 荷的情况 在装货和卸货时还受到冲击力 行驶中还要受到颠簸 严重时会破 坏主车架的原有结构出现变形 所以就要设计副车架来保护主车架 查资料可知 自卸汽车的副车架按举升方式有 4 种 马勒里式副车架 浮 动油缸式副车架 双缸式副车架和前顶式副车架 由于本次考虑到本次设计的 是重型自卸汽车 举升机构已经选择了前顶直推式多级缸的举升方式 所以副 车架的也相应的选择前顶式副车架 2 4车厢设计 车厢是自卸汽车实现货物装载的载体 虽然车厢质量大概占自卸汽车自重 的 20 却要装载承受比它质量更重的货物 合理的设计车厢的结构形式 采 用适当的材料 在保证车厢的耐用性的提前下 减轻车厢自重从而提高载货能 力 才能设计出一个优秀的车厢 车厢的结构形式不管怎么变化 都是由若干块钢板焊接而成的整体 市场 上常见的车厢结构形式有 3 种 铲斗车厢 矩形车厢和 U 形车厢 如图 2 5 所 示 矩形车厢结构简单 实用性强 一般运输土方 沙子等货物 车厢的强度 刚度相比铲斗车厢低但制造成本低 市场占有率高 铲斗钢板较厚 车厢承受 冲击力强 适用于运输矿石这类的物料 但结构较矩形车厢复杂 制造成本也 较高 U 型车厢采用高强度板再通过结构优化 有较高的强度 卸货时因为没 有焊接死角 所以相比矩形车厢和铲斗车厢卸货干净 但客户对 U 型车厢认可 度不高 市场上占有率低 还有 U 型货箱的制造需要一次成型 生产工艺要求 高 通过市场考察 考虑到实际生产问题 矩形车厢在满足设计要求的同时 由于生产工艺相比铲斗车厢和 U 形车厢简单 制造成本较低 所以车厢结构设 计采用矩形车厢 铲斗车厢U 形车厢矩形车厢 图 2 5 所示 三 研究方法及措施 3 1 本课题的研究方法 本课题通过实地调研 查阅有关资料 结合经验总结设计 3 2 具体工作措施 本课题虽然只有我一个人 但本组还有 7 个人的课题与本课题类似 所以 每人在相关的问题上专研 每隔 3 天集体交流总结 相互探讨解决问题 同时 请教指导老师 四 研究工作的步骤 进度 4 1 研究工作的步骤 进度 第 8 周确定课题 第 9 10 周毕业实习 第 11 周通过网上搜索 图书馆阅览电子资料搜索相关资料 了解自卸车 的有关知识 第 12 周根据给定数据初步选择二类底盘 在此基础上进行改装设计 第 13 周自卸车的车厢设计 车厢材料的选择 估算车厢质量 车厢质量 对后面的设计相当重要 一是根据其选取液压缸位置与最大承受压力 二是确 定车厢位置来分配轴荷 第 14 周副车架的设计 副车架的形状 尺寸及材料的选定 副车架铰接 横梁的校核 副车架与车架的安装方式 第 15 周举升机构的设计 液压系统设计 第 16 周用 UG 软件对绘制相关部件 画出各部分零部件的图纸 初步审核 查找不足 修改设计方案 第 17 周毕业设计中期检查 第 18 19 周修改不足的地方 第八学期 第 1 2 周全面检查毕业设计论文存在的不足并解决 到答辩前再次复核 最终确定设计方案 完成设计 第 3 周提交毕业设计准备答辩 五 主要参考文献 其中外文文献不少于 2 篇 1 乔维高 专用汽车结构与设计 M 北京 北京大学出版社 2010 9 2 3 2 祖德 我国专用汽车分品种发展分析 J 专用汽车 发展论 坛 2004 4 14 17 3 Li Gang Wang Ning Zhang Sustainable development of China s commercial vehicles J Advances in Manufacturing 2015 01 37 41 4 明平顺 汽车运输专用车辆 M 北京 人民交通出版社 200