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含7张CAD高清图纸 说明书 LB3 3201Z型自卸车改装设计【含7张CAD高清图纸 说明书】【LB3】 3201 卸车 改装 设计 CAD 图纸 说明书

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内容简介：

SY-025-BY-1毕业设计题目审定表指导教师姓名王永梅职称讲师从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称3201Z型自卸车改装设计课题适用专业车辆工程课题类型Z 课题简介：（主要内容、意义、现有条件、预期成果及表现形式。）一、主要内容：3201Z自卸车的总体结构设计，举升机构力学分析，举升装置尺寸确定，液压系统主要性能参数计算和车厢设计，整车的性能分析，利用CAD软件自卸车的装配图及零部件图。二、意义：运用CAD软件自卸车的装配图及零部件图, 可缩短自卸汽车举升机构的研发周期, 降低产品的研发成本, 并为以后进一步的建立三维模型奠定了基础。三、现有条件：大量有关自卸车举升机构的期刊和书籍，汽车实验室。四、预期成果：设计一款经济耐用的3201Z型自卸车。五、表现形式：3201Z型自卸车装配图及零部件折合A0图纸3.5张，1.5万字说明书一份。 指导教师签字： 年 月 日教研室意见1选题与专业培养目标的符合度好较好一般较差2对学生能力培养及全面训练的程度好较好一般较差3选题与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度好较好一般较差4论文选题的理论意义或实际价值好较好一般较差5课题预计工作量较大适中较小6课题预计难易程度较难一般较易 教研室主任签字： 年 月 日系（部）教学指导委员会意见： 负责人签字： 年 月 日注：课题类型填写 W.科研项目；X.生产（社会）实际；Y.实验室建设；Z.其它。SY-025-BY-2毕业设计任务书学生姓名郭庆生系部汽车工程系专业、班级车辆工程 B05-17指导教师姓名王永梅职称讲师从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称3201Z型自卸车改装设计一、设计（论文）目的、意义 3201Z型自卸汽车研究和设计不仅可以减轻工人劳动强度,还可以促进国家经济建设速度，关系到国家重点建设项目的建设和发展。对3201Z型自卸车进行改装设计，运用CAD作自卸车的总装图和零部件图，不仅可以提高设计效率， 可缩短自卸汽车举升机构的研发周期, 降低产品的研发成本, 并为以后进一步的建立三维模型奠定了基础。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）（一）设计内容 自卸车的整车设计，举升机构力学分析，举升装置尺寸确定，液压系统主要性能参数计算和车厢设计，整车的性能分析，利用CAD软件作3201Z自卸车的总装配图及其零部件图。（二）研究方法1、 参考相关资料，对比各种轿车车身优缺点，初步确定设计方案。2、 实地考察相关类型的车，为最终设计方案提供依据。3、 利用CAD软件作3201Z型自卸汽车装配图。三、设计（论文）完成后应提交的成果（一）计算说明部分完成设计说明书1.5万字。其中包括自卸车的整车设计，举升机构力学分析，举升装置尺寸确定，液压系统主要性能参数计算和车厢设计及整车性能分析部分。（二）图纸部分总装图及举升机构图若干张，共计折合3.5张A0图纸。四、设计（论文）进度安排（1）调研、查阅相关资料、完成开题报告 第12周（3月3日3月16日） （2）确定总体方案 第34周（3月17日3月30日） （3）对整车结构设计及举升装置尺寸确定 第56周（3月31日4月13日） （4）对自卸车举升机构进行强度校核 第78周（4月14日4月27日）（5）用CAD作自卸车总装图及零部件图 第912周（4月28日5月11日） （6）书写设计说明书第1113周（5月12日6月2日） （7）设计审核、修改 第1416周（6月3日6月23日） （8）毕业设计答辩准备及答辩 第17周（6月24日7月1日） 五、主要参考资料1蒋崇贤，何明辉专用汽车设计 武汉工业大学出版社2龚曙光.ANSYS在应力分析设计中的应用.CAD/CAM计算机辅助设计与制造.2001，(7):70-803工程中的有限元方法(第3版)机械工业出版社，20044黄天泽，黄金陵汽车车身结构与设计机械工业出版社，20005孙桓主编.机械设计.机械工业出版社出版6余志生 汽车理论M，机械工业出版社，19877陈家瑞主编.汽车构造.人民交通出版社出版8吴镇著.理论力学.上海:上海交通大学出版社，19979吕慧瑛.机械设计基础.北京:清华大学出版社，2002六、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毕业设计开题报告学生姓名郭庆生系部汽车工程系专业、班级车辆工程 B05-17指导教师姓名 王永梅 职称 讲师从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称 3201Z型自卸车改装设计一、课题研究现状、选题目的和意义1.研究现状 自卸车又称翻斗车（tipper,dump car）,它是依靠自身动力驱动液压举升机构，使货箱具有自动倾卸货物的能力和复位功能的一种重要专用汽车。自1963 年由美国Unit-Ri g 公司和G.E 公司合作研制出世界上第一台装载质量为77t (85 短吨) 矿用自卸车以来, 经过30多年的不断完善和大量新技术、新材料、新工艺的采用, 重型矿用自卸车作为汽车中的一类已发展成熟。 目前世界上生产重型矿用自卸车(包括机械传动) 的国家有美国、日本、白俄罗斯和法国等, 主要生产厂家有小松矿用设备公司、尤克里德日立公司、尤尼特里格公司、卡特彼勒、利勃海尔公司、特雷克斯公司和白俄罗斯的别拉斯等。国外生产厂家的共同特点为全系列、专业化,并具有完整的配套体系。形成了以美国德莱赛(Dresser) 公司、尤克里德日立( Euclid) 公司、尤尼特里格( Unit-Ri g) 公司等为代表的矿用自卸车生产企业, 其装载质量已从第一台车的77t 上升到目前最大的317.5t (350 短吨) ,并具有108t、120t、154t、170t、190t、220t、280t 等多个系列。在年开采量千万吨级以上大型露天矿山的运输设备中, 矿用自卸车已占据近2/3 的市场, 承担着世界上40%的煤、90%的铁矿的开采运输量。 重型矿用自卸车在我国大型露天矿山的使用始于70 年代中期, 到目前为止使用单位已达10 个, 主要分布在煤炭、冶金等行业,总购车量达543 台,其装载质量主要为108t 、154t 两种。目前仍然在矿山使用的471 台电动轮自卸车中(已报废72台) , 进口自卸车219 台, 46.5%, 中外合作生产车87 台, 占18.5%, 国产车165 台,占35% 。我国重型矿用自卸车的生产大约经历了独立开发、合作生产、国产化三个阶段,生产厂家主要有三家: 湖南湘潭电机厂、辽宁本溪重型汽车厂、江苏常州冶金机械厂。湘潭电机厂于1977 年5 月研制出国产第一台SF3100 型108t 自卸车样车, 以后经过20 余年的不断改进和完善,已形成了SF3102 、SF3103 、SF3102C、SF3102D 型四个系列, 并具备年产100 余台车的生产能力。辽宁本溪重型汽车厂生产矿用自卸车的历史与湘潭电机厂类似, 亦起步于70 年代。该厂于80 年代曾生产了10 余台LN3101 型108t 自卸车, 其后由于多种原因已停产。江苏常州冶金机械厂主要与美国Unit-Rig 公司合作生产Mark-36 型154t 矿用自卸车,其产品在南芬铁矿使用。 3201Z型自卸车的举升机构为该车的主要部件。传统设计方案为结构设计、尺寸参数设计及校核。目前，CAD的发展很迅速，已经应用到各个领域，设计的效率有了很大提高。到目前为止应用CAD软件设计3201Z型自卸车举升机构还尚未见者发表。2.目的和意义 近几十年来它在国内外获得迅速的发展与普及，它最大的优点是实现了卸货的机械化，从而提高卸货效率。自卸车的研究和设计不仅可以减轻工人劳动强度，还可以促进国家的经济建设速度，关系到国家重点建设项目的建设和发展。同时在自卸车研究和生产过程中，也带动了钢铁，化工等其它很多行业，又提供了大量的工作岗位，减轻就业压力，并日趋完善，成为系列化多品种的产品。因此，自卸车的发展是很有必要的。运用CAD软件建立3201Z型总装图及其零部件图, 可缩短自卸汽车举升机构的研发周期, 降低产品的研发成本, 并为以后进一步的结构优化设计、制造及运动分析奠定了基础。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1.基本内容（1）研究目的意义、技术现状、存在问题及发展趋势（2）总体结构设计（3）举升机构参数计算与强度校核（4）用CAD软件作3201Z型自卸车的总装图及零部件图2. 拟解决的主要问题（1）液压系统设计（2）举升机构的尺寸确定三、技术路线（研究方法）调研并查阅相关资料 确定总体设计方案 自卸车整车改装设计举升机构的结构和参数设计车厢设计 用CAD举升机构装配图完成毕业设计和说明书四、进度安排（1）调研、查阅相关资料、完成开题报告 第12周（3月3日3月16日） （2）确定总体方案 第34周（3月17日3月30日） （3）对整车结构设计及举升装置尺寸确定 第56周（3月31日4月13日） （4）对自卸车举升机构进行强度校核 第78周（4月14日4月27日）（5）用CAD作自卸车总装图及零部件图 第912周（4月28日5月11日） （6）书写设计说明书第1113周（5月12日6月2日） （7）设计审核、修改 第1416周（6月3日6月23日） （8）毕业设计答辩准备及答辩 第17周（6月24日7月1日） 五、参考文献1蒋崇贤，何明辉. 专用汽车设计M. 武汉工业大学出版社.2龚曙光.ANSYS在应力分析设计中的应用.CAD/CAM计算机辅助设计与制造J.2001，(7):70-803工程中的有限元方法(第3版)M机械工业出版社，2004.4黄天泽，黄金陵汽车车身结构与设计M机械工业出版社，2000.5孙桓主编.机械设计M.机械工业出版社出版.6余志生 汽车理论M，机械工业出版社，1987.7陈家瑞主编.汽车构造M.人民交通出版社出版.8吴镇著.理论力学M.上海:上海交通大学出版社，1997.9吕慧瑛.机械设计基础M.北京:清华大学出版社，2002.10李辉.pro/e骨架模型功能在自卸车设计的应用J.湖北：东风汽车公司重型车厂专用汽车研究所，2004.1004-0226.11赵晶.浅谈自卸车整车布置设计J，湖北：东风汽车有限公司商用车重型车,2008. 0095-03.12周廷美,王仲范.重型自卸车车架的计算机辅助设计J. 湖北：武汉理工大学汽车学院.2001.03-0005-02.13周廷美,王仲范.崔元捷. 重型自卸车举升机构的计算机辅助设计J. 湖北：武汉理工大学，2001.04-0003-03. 14卞学良.专用汽车结构与设计M. 机械工业出版社. 2007.7.15明平顺.汽车运输专用车辆M. 人民交通出版社 . 2003.7.16张海鹰.3201z自卸车举升机构设计与力学分析J.北京：北京市政中燕工程机械制造有限公司，2004.1009-7767.17孙旭，陈无畏.自卸举升机构的仿真设计J.合肥工业大学，机械与汽车工程学院 ,宣城职业技术学院，2007.08-0041-03.18 Zhang Miao1, Cheng Yang2 .Tour Level Mode Choice Analysis of Madison Area in Wisconsin. 2008.1014-1102.19 ZHENG Heyue,LIU Di.Premium small car demand, not rising in China.2007.1002-091820 Chen Hongfeng1, Xiao Pu1, Feng Xiangzhao2, Li Fen3. Public Attitudes Towards Policy Instruments for Congestion Mitigation in Shangha.1999.671-689.六、备注指导教师意见：签字： 年 月 日SY-025-BY-5毕业设计中期检查表填表日期2009年 04月 22日迄今已进行 8 周剩余 9 周学生姓名郭庆生系部汽车工程系专业、班级车辆B05-17-02指导教师姓名王永梅职称讲师从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称3201Z型自卸车改装设计学生填写毕业设计（论文）工作进度已完成主要内容待完成主要内容 （1）设计方案的选定； （2）车厢的设计 （3）举升机构的选择、设计分析 （4）液压系统的设计 整车的性能分析,CAD制图等存在问题及努力方向 在设计过程中计算的值往往会与所选参数不符合，需要经过多次校核。在答辩之前做出一个好的毕业设计。学生签字： 指导教师意 见 指导教师签字： 年 月 日教研室意 见教研室主任签字： 年 月 日SY-025-BY-6毕业设计指导教师评分表学生姓名郭庆生系部汽车工程系专业、班级车辆工程B05-17指导教师姓名王永梅职称讲师从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称3201Z型自卸车改装设计设计序号评 价 项 目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力205计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）106插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）58科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度10得 分 X= 评 语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点） 指导教师签字： 年 月 日SY-025-BY-7毕业设计评阅人评分表学生姓名郭庆生专业班级车辆工程B05-17指导教师姓名王永梅职称讲师题目3201Z型自卸车改装设计序号评 价 项 目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力255计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）156插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）5得 分 Y= 评 语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点） 评阅人签字 ： 年 月 日SY-025-BY-8毕业设计答辩评分表学生姓名郭庆生专业班级车辆工程B05-17指导教师王永梅职 称讲师题目3201Z型自卸车改装设计答辩时间月 日 时答辩组成员姓名出席人数序号评 审 指 标满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、与实际的结合程度102设计（实验）能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力103应用文献资料、计算机、外文的能力104设计说明书撰写水平、图纸质量，设计的规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）、实用性、科学性和创新性155毕业设计答辩准备情况56毕业设计自述情况207毕业设计答辩回答问题情况30总 分 Z= 答辩过程记录、评语： 答辩组长签字： 年 月 日SY-025-BY-9毕业设计（论文）成绩评定表学生姓名郭庆生性别男系部汽车工程系专业车辆工程班级B05-17设计（论文）题目3201Z型自卸车改装设计指导教师姓名王永梅职称讲师指导教师评分（X）评阅教师姓名职称评阅教师评分（Y）答辩组组长职称答辩组评分（Z）毕业设计（论文）成绩百分制五级分制答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）： 系部公章： 年 月 日注：1、指导教师、评阅教师、答辩组评分按百分制填写，毕业设计（论文）成绩百分制=0.3X+0.2Y+0.5Z 2、评语中应当包括学生毕业设计（论文）选题质量、能力水平、设计（论文）水平、设计（论文）撰写质量、学生在毕业设计（论文）实施或写作过程中的学习态度及学生答辩情况等内容的评价。SY-025-BY-10优秀毕业设计（论文）推荐表题 目3201Z型自卸车改装设计类别毕业设计学生姓名郭庆生系、专业、班级汽车工程系 车辆工程 B05-17-02指导教师王永梅职 称讲师设计成果明细：答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）： 系部公章： 年 月 日备 注： 注：“类别”栏填写毕业论文或毕业设计毕业设计过程管理材料题 目3201Z型自卸车改装设计学生姓名郭庆生系部名称汽车工程系专业班级车辆工程B05-17-02指导教师王永梅职 称讲师教研室车辆工程教研室起止时间2009年3月2日6月21日教 务 处 制黑龙江工程学院本科生毕业设计摘 要本次设计的题目是3201Z型自卸车改装设计。该自卸汽车是以EQ3208型自卸车底盘改装, 3201Z型自卸车近几十年来它在国内外获得迅速的发展与普及，它最大的优点是实现了卸货的机械化，从而提高卸货效率。不仅可以减轻工人劳动强度，还可以促进国家的经济建设速度，关系到国家重点建设项目的建设和发展。同时在自卸车研究和生产过程中，也带动了钢铁，化工等其它很多行业，又提供了大量的工作岗位，减轻就业压力，并日趋完善，成为系列化多品种的产品。因此，自卸车的发展是很有必要的。所以本文以3201Z型自卸车为设计题目，设计的主要内容有以下几个方面,确定3201Z型自卸车的总体设计方案;对举升机构结构进行设计及其力学分析;对液压系统的设计;对车厢的结构及副车架的设计;对3201Z型自卸车进行整车性能分析。最后所设计出来的自卸车能够承载11吨的货物,举升时间为15s的一款自卸车。关键词：系统；车厢；改装；设计；分析；机械化ABSTRACTThe design is the subject of the design modifications and 3201Z-type dump truck. EQ3208 Dump Truck is the truck-based chassis modification, 3201Z-type dump truck at home and abroad in recent decades it was the rapid development and popularity of its greatest strengths is to achieve a discharge of mechanization, thereby enhancing the discharge efficiency. Not only can reduce the labor intensity of workers, but also to promote the countrys economic construction speed, related to the key national construction projects, building and development. At the same time, research and production in the dump truck has also led the iron and steel, chemical, and other many industries, but also provide a large number of jobs and reduce the employment pressure, and gradually maturing as a series of product variety. Therefore, the development of dump truck is necessary. Therefore, this paper 3201Z-type dump truck for the design of the subject, the main elements of design are as follows: 3201Z-type dump truck to determine the overall design program. On the lifting body structure design and mechanical analysis. The design of the hydraulic system. The structure of the compartments and sub-frame design. 3201Z type of dump truck for vehicle performance analysis. The last designed by the dump truck can carry 11 tons of goods, lifting time of a dump truck for the 15s. Keywords: System ;Carriage; Refit; Desig; Analyse; Mechanization3目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 自卸车的发展11.2.1 自卸车的种类11.2.2 举升机构的种类21.2 研究的意义目的31.3 设计的主要内容3第2章 设计方案的确定42.1概述42.2 方案的选择42.3 举升装置几何尺寸的确定52.3.1 车厢与副梁铰支点的确定52.3.2 车厢放平时举升机构与车厢前铰支点的确定52.3.3 液压缸与副梁铰支点的确定62.3.4 车厢放平时三角臂中支点坐标和左侧长度的确定62.3.5 车厢放平时拉杆与三角臂铰接点的确定62.3.6 拉杆与副梁铰接点及拉杆长度的确定72.4 本章小结7第3章.自卸车改装设计83.1 概述83.2 举升机构的参数计算及校核83.3 拉杆截面尺寸的确定93.4 液压系统设计103.4.1 液压油缸性能参数计算103.4.2 液压泵性能参数计算123.4.3 液压系统油箱容积计算133.4.4 液压管路内径的计算133.4.5 方向控制阀的选型143.4.6 操纵方式的选型143.4.7 液压系统原理153.5 车厢主要尺寸参数设计163.5.1 厢斗外钢板尺寸确定163.5.2 厢斗内层尺寸确定173.5.3 厢斗上摆臂链结点尺寸确定173.6 副车架主要尺寸参数设计计算173.6.1 副车架主要尺寸设计173.6.2 副车架的强度刚度弯曲适应性校核183.7 本章小结24第4章 整车性能分析254.1 概述254.2 汽车动力性能分析254.2.1 基本参数确定254.2.2 汽车的行驶方程式264.2.3 汽车最高车速的确定284.3 燃油经济性计算304.4 整车轴荷分配计算314.5 整车稳定性分析314.5.1 稳定性分析内容314.5.2 空载质心高度的计算314.5.3 空载侧倾角的计算324.5.4 最小转弯直径的计算324.6 本章小结33结 论.34参考文献35致 谢.37附 录.38本科学生毕业设计3201Z型自卸车改装设计系部名称： 汽车工程系 专业班级： 车辆工程B05-17班 学生姓名： 郭庆生 指导教师： 王永梅 职 称： 讲 师 黑 龙 江 工 程 学 院二九年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeDesign of Refit of 3201-type TipperCandidate：Guo QingshengSpecialty：Vehicle EngineeringClass：B05-17Supervisor：Lecturer. Wang YongmeiHeilongjiang Institute of Technology2009-06Harbin黑龙江工程学院本科生毕业设计摘 要本次设计的题目是3201Z型自卸车改装设计。该自卸汽车是以EQ3208型自卸车底盘改装, 3201Z型自卸车近几十年来它在国内外获得迅速的发展与普及，它最大的优点是实现了卸货的机械化，从而提高卸货效率。不仅可以减轻工人劳动强度，还可以促进国家的经济建设速度，关系到国家重点建设项目的建设和发展。同时在自卸车研究和生产过程中，也带动了钢铁，化工等其它很多行业，又提供了大量的工作岗位，减轻就业压力，并日趋完善，成为系列化多品种的产品。因此，自卸车的发展是很有必要的。所以本文以3201Z型自卸车为设计题目，设计的主要内容有以下几个方面,确定3201Z型自卸车的总体设计方案;对举升机构结构进行设计及其力学分析;对液压系统的设计;对车厢的结构及副车架的设计;对3201Z型自卸车进行整车性能分析。最后所设计出来的自卸车能够承载11吨的货物,举升时间为15s的一款自卸车。关键词：系统；车厢；改装；设计；分析；机械化IABSTRACTThe design is the subject of the design modifications and 3201Z-type dump truck. EQ3208 Dump Truck is the truck-based chassis modification, 3201Z-type dump truck at home and abroad in recent decades it was the rapid development and popularity of its greatest strengths is to achieve a discharge of mechanization, thereby enhancing the discharge efficiency. Not only can reduce the labor intensity of workers, but also to promote the countrys economic construction speed, related to the key national construction projects, building and development. At the same time, research and production in the dump truck has also led the iron and steel, chemical, and other many industries, but also provide a large number of jobs and reduce the employment pressure, and gradually maturing as a series of product variety. Therefore, the development of dump truck is necessary. Therefore, this paper 3201Z-type dump truck for the design of the subject, the main elements of design are as follows: 3201Z-type dump truck to determine the overall design program. On the lifting body structure design and mechanical analysis. The design of the hydraulic system. The structure of the compartments and sub-frame design. 3201Z type of dump truck for vehicle performance analysis. The last designed by the dump truck can carry 11 tons of goods, lifting time of a dump truck for the 15s. Keywords: System ;Carriage; Refit; Desig; Analyse; MechanizationII目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 自卸车的发展11.2.1 自卸车的种类11.2.2 举升机构的种类21.2 研究的意义目的31.3 设计的主要内容3第2章 设计方案的确定42.1概述42.2 方案的选择42.3 举升装置几何尺寸的确定52.3.1 车厢与副梁铰支点的确定52.3.2 车厢放平时举升机构与车厢前铰支点的确定52.3.3 液压缸与副梁铰支点的确定62.3.4 车厢放平时三角臂中支点坐标和左侧长度的确定62.3.5 车厢放平时拉杆与三角臂铰接点的确定62.3.6 拉杆与副梁铰接点及拉杆长度的确定72.4 本章小结7第3章.自卸车改装设计83.1 概述83.2 举升机构的参数计算及校核83.3 拉杆截面尺寸的确定93.4 液压系统设计103.4.1 液压油缸性能参数计算103.4.2 液压泵性能参数计算123.4.3 液压系统油箱容积计算133.4.4 液压管路内径的计算133.4.5 方向控制阀的选型143.4.6 操纵方式的选型143.4.7 液压系统原理153.5 车厢主要尺寸参数设计163.5.1 厢斗外钢板尺寸确定163.5.2 厢斗内层尺寸确定173.5.3 厢斗上摆臂链结点尺寸确定173.6 副车架主要尺寸参数设计计算173.6.1 副车架主要尺寸设计173.6.2 副车架的强度刚度弯曲适应性校核183.7 本章小结24第4章 整车性能分析254.1 概述254.2 汽车动力性能分析254.2.1 基本参数确定254.2.2 汽车的行驶方程式264.2.3 汽车最高车速的确定284.3 燃油经济性计算304.4 整车轴荷分配计算314.5 整车稳定性分析314.5.1 稳定性分析内容314.5.2 空载质心高度的计算314.5.3 空载侧倾角的计算324.5.4 最小转弯直径的计算324.6 本章小结33结 论.34参考文献35致 谢.37附 录.38第1章 绪 论1.1 自卸车的发展 1.2.1 自卸车的种类自卸车又称翻斗车（tipper,dump car），它是依靠自身动力驱动液压举升机构，使货箱具有自动倾卸货物的能力和复位功能的一种重要专用汽车。自1963 年由美国Unit-Rig 公司和G.E 公司合作研制出世界上第一台装载质量为77t (85 短吨) 矿用自卸车以来，经过30多年的不断完善和大量新技术、新材料、新工艺的采用，重型矿用自卸车作为汽车中的一类已发展成熟。目前世界上生产重型矿用自卸车(包括机械传动) 的国家有美国、日本、白俄罗斯和法国等，主要生产厂家有小松矿用设备公司、尤克里德日立公司、尤尼特里格公司、卡特彼勒、利勃海尔公司、特雷克斯公司和白俄罗斯的别拉斯等。国外生产厂家的共同特点为全系列、专业化，并具有完整的配套体系。形成了以美国德莱赛(Dresser)公司、尤克里德日立( Euclid) 公司、尤尼特里格( Unit-Rig)公司等为代表的矿用自卸车生产企业，其装载质量已从第一台车的77t 上升到目前最大的317.5t (350 短吨)，并具有108t、120t、154t、170t、190t、220t、280t 等多个系列。在年开采量千万吨级以上大型露天矿山的运输设备中， 矿用自卸车已占据近2/3 的市场，承担着世界上40%的煤、90%的铁矿的开采运输量。 重型矿用自卸车在我国大型露天矿山的使用始于70 年代中期，到目前为止使用单位已达10 个,主要分布在煤炭、冶金等行业，总购车量达543 台，其装载质量主要为108t 、154t 两种。目前仍然在矿山使用的471 台电动轮自卸车中(已报废72台) ， 进口自卸车219 台，46.5%，中外合作生产车87 台，占18.5%，国产车165 台，占35%。我国重型矿用自卸车的生产大约经历了独立开发、合作生产、国产化三个阶段，生产厂家主要有三家: 湖南湘潭电机厂、辽宁本溪重型汽车厂、江苏常州冶金机械厂。湘潭电机厂于1977 年5月研制出国产第一台SF3100 型108t自卸车样车,以后经过20 余年的不断改进和完善，已形成了SF3102 、SF3103 、SF3102C、SF3102D 型四个系列，并具备年产100 余台车的生产能力。辽宁本溪重型汽车厂生产矿用自卸车的历史与湘潭电机厂类似,亦起步于70年代。该厂于80年代曾生产了10余台LN3101型108t自卸车，其后由于多种原因已停产。江苏常州冶金机械厂主要与美国Unit-Rig 公司合作生产Mark-36 型154t矿用自卸车，其产品在南芬铁矿使用。1.2.2 举升机构的种类由专用车结构与设计14可知:自卸汽车举升机构分为两大类，即直推式举升机构和连杆组合式举升机构。它们采用液体压力作为举升动力。 图1.1 直推式自卸车的结构形式图直推式举升机构利用液压油缸直接举升车厢倾卸。该机构布置简单、结构紧凑、举升效率高，但液压油缸工作行程长，因此,一般要求采用单作用的2级或多级伸缩式套筒油缸。另外单缸系统其横向刚度不足,系统倾卸稳定性差，还存在工作寿命短、成本高等缺点。如图1.1所示:a表示前置直推式自卸车；b表示中置直推式自卸车；c表示双缸前置直推式自卸车。连杆组合式举升机构具有举升平顺、油缸活塞的工作行程短、机构布置灵活等优点。该机构又分油缸后推式和油缸前推式两种油缸后推式机构举升力系数适中，结构紧凑，但各部件布置集中在后部，车厢底板受力大，适用于中型自卸汽车油缸前推式机构举升力系数小、省力、油压特性好，适用于重型自卸汽车。 图1.2 组合连杆举升机构的结构简图1.2 研究的意义目的近几十年来它在国内外获得迅速的发展与普及,它最大的优点是实现了卸货的机械化，从而提高卸货效率。自卸车的研究和设计不仅可以减轻工人劳动强度，还可以促进国家的经济建设速度，关系到国家重点建设项目的建设和发展。同时在自卸车研究和生产过程中，也带动了钢铁，化工等其它很多行业，又提供了大量的工作岗位，减轻就业压力，并日趋完善，成为系列化多品种的产品。因此，自卸车的发展是很有必要的。1.3 设计的主要内容自卸车的整车设计，举升机构力学分析，举升装置尺寸确定，车厢设计，液压系统主要性能参数计算和车厢时间的校核，整车性能分析，利用CAD软件建立自卸车举升机构的装配图以及零部件图。45第2章 设计方案的确定2.1 概述 3201Z型自卸汽车改装结构中举升机构；液压系统和车厢结构为其重要组成部分， 它直接关系着自卸车使用性能和整体布置， 它是决定自卸汽车改装设计优劣的主要因素。因此首先着重对举升机构进行设计分析。 2.2 方案的选择由参考文献16可知:EQ3208型自卸车的最大装载质量为11吨，符合本次的设计需求，因此选用EQ3298作为改装地盘，其主要技术参数如下表所示： 表2.1 自卸车的主要技术参数汽车总长/mm8830汽车总宽/mm2480汽车总高/mm3150车厢容积/ m12.58最大总质量/kg20900整车整备质量/kg9800最大装载质量/kg11100车厢举升时间/s15车厢降落时间/s10.3车厢后倾角度/。50轴距/mm4200+1300前轮轮距/mm1940中后桥轮距/mm1860自卸汽车举升机构分为两大类，即直推式举升机构和连杆组合式举升机构。它们均采用液体压力作为举升动力。直推式举升机构利用液压油缸直接举升车厢倾卸。该机构布置简单、结构紧凑、举升效率高，但液压油缸工作行程长，因此，一般要求采用单作用的2级或多级伸缩式套筒油缸。另外单缸系统其横向刚度不足，系统倾卸稳定性差，还存在工作寿命短、成本高等缺点。连杆组合式举升机构具有举升平顺、油缸活塞的工作行程短、机构布置灵活等优点。该机构又分油缸后推式和油缸前推式两种油缸后推式机构举升力系数适中，结构紧凑，但各部件布置集中在后部，车厢底板受力大，适用于中型自卸汽车油缸前推式机构举升力系数小、省力、油压特性好，适用于重型自卸汽车。3201Z型自卸车的装载质量由表1.1可知，装载质量为11吨，属于中型自卸车，所以本设计中所应用的举升机构为连杆组合式举升机构（前推式即T式）。其工作原理图如图2.1所示： 图2.1 举升机构设计示意图2.3 举升装置几何尺寸的确定2.3.1 车厢与副梁铰支点的确定如图2.1所示，车厢后铰支点O应尽量靠近车架大梁的尾端。已知车厢副梁高205mm，长4505mm，兼顾结构安排空间取水平方向离副梁尾端146mm、垂直方向离副梁下沿118mm处作为车厢后铰支点，并以车厢后铰支点作为四连杆运动的坐标原点(0，0)。轴平行于副梁的平面，指向汽车前方。2.3.2 车厢放平时举升机构与车厢前铰支点的确定。车厢前铰支点的坐标为。可按经验公式计算。 （2.1）式中: 油缸最大工作行程，参考同类车型油缸型号，初选油缸自由长度=1165mm，最大有效工作行程；车厢最大举升角，根据车厢倾卸动作要求和所运物料的安息角，选取；R经验系数， 根据L尺寸，选取R=175。因此则得，考虑结构安排，取。点的垂直方向应尽量靠近车厢底面，充分利用车厢底部空间，减少油缸下支点沉人副梁中的深度。确定距车厢底板的距离为83mm， 已知底板纵梁高180mm， 因此，点坐标为(2725，184)。2.3.3 液压缸与副梁铰支点的确定 由图2-1中可看出E点为液压缸与副梁铰支点，由于油缸具有相当大的尺寸， 以及开始举升时，为减少油缸的工作压力，油缸必须具有一定数值的倾斜角，因此，E点相对O点的垂直距离由结构允许的最小值确定，取，E点X轴坐标由经验公式求得： （2.2）根据结构安排取，则E点坐标为（2378，-14）。2.3.4 车厢放平时三角臂中支点坐标和左侧长度的确定由图2-1所示，点即油缸上支点。车厢放平时，点应尽量靠近车厢底面，要充分利用上部空间，从而减少油缸下支点沉人副梁中的深度。过点作线式该线与X轴夹角为：. （2.3）式中 结构允许的拉杆与副车架铰支点的最高位置，一般0；取=175mm，再以为圆心，为半径画弧交线于点，连接，即为液压缸中心线在举升角=0时的位置。点坐标为（3530，94），=810mm。2.3.5 车厢放平时拉杆与三角臂铰接点的确定由图2-1所示，连接，并将绕O点向上转50，角转到点，以为圆心，为半径画弧，再以为圆心，一液压缸自由长度与最大有效工作行程之和为半径画弧。两弧交于点，连接和，作，又以为顶点，为边，作，根据结构允许尺寸，取=250mm，连接，AC，由此确定点的坐标为(3615，-152)，即和分别为和时三脚架所处的位置。2.3.6 拉杆与副梁铰接点及拉杆长度的确定由图2.1所示，作的垂直平分线交于线于点，调整点位置使为整数，最后确定点坐标为(2170，175) 。拉杆长度=2160mm。2.4 本章小结本章主要是对自卸车的举升机构进行了结构设计。首先选用的举升机构为组合连杆式的前推式举升机构，之后根据汽车的固有结构以及参考其它同类车型，确定举升机构的位置以及举升机构的尺寸。 第3章 自卸车改装设计3.1 概述 举升机构力学分析的目的就是要求得各构件在车厢任意举升角时的受力最大值为液压系统参数确定和构件截面尺寸的计算提供依据。举升力系数是体现举升机构动力性的指标，是指单位举升质量所需要的液压缸推力。液压缸推力直接影响自卸汽车的经济性能，其值越小越好。随着车厢举升角的变化，液压缸推力的值是变化的。考虑到机构在初始位置时车厢内货物最多，阻力臂也最大，车厢启动时又有惯性阻力作用，此时油缸推力最大。因此,下面只对初始位置时各构件进行力学分析。 3.2 举升机构的参数计算及校核由参考文献16可知，其方法如下：当时有上述可知： 在时直线AoD和直线BoE的方程分别为: （3.1） （3.2）和交点的坐标可以通过和式求解得：=2821， =28在时，点O至直线的距离为 （3.3）取车厢作为分离体，根据力矩平衡Mo=0得： （3.4） 式中 W表示被举升的重力；用在直线方向的力。在时，点至直线的距离为： （3.5）在时，点至直线的距离为 （3.6）取三角臂为分离体，根据力矩平衡，得 （3.7） 式中 对应任意举升角的液压缸推力。在时，点到的距离为 （3.8） 当时，Co点到的距离为 （3.9） 取三角臂为分离体，根据力矩平衡，得 （3.10）式中 对任意举升角时的拉杆最大拉力。3.3 拉杆截面尺寸的确定如图2.1所示，拉杆为二力受拉杆件，作用力对称分布在两根拉杆上，因此作用在每根拉杆上的最大拉力为：F=/2=128633.1N （3.11）初选拉杆材质为Q235， 从机械手册5可查得s=230000000N/m，取安全系数n=2，由公式=nF拉/As，可知拉杆最小横截面面积AnF拉/s=2128633.1230000000=1118.5mm取A=1280mm实际上=128633.1/1280000000=0.0001005N/m校核安全系数n=s/=0.00023/0.0001005=2.29n因此，拉杆截面面积A=1280mm满足强度要求。3.4 液压系统设计3.4.1 液压油缸性能参数计算液压缸作为液压系统中的执行组件，以直线往复运动或回转摆动的形式，将液压能转变为机械能输出。液压缸种类繁多。按供油方式可分为单作用缸和双作用缸。单作用缸只往缸的一侧输入压力油，活塞仅作单向出力运动，靠外力使活塞杆返回。双作用缸则分别向缸的两侧输入压力油，活塞的正反向运动均靠液压力来完成。按结构形式可以分为活塞缸柱塞缸和伸缩缸；按活塞杆形式可以分为单活塞缸和双活塞缸；按液压缸的特殊用途分为串联缸增压缸增速缸多位缸步进缸等此类液压缸不是一个单纯的缸筒，而是和其他的缸筒或构件组合而成，又称组合缸。从经济性出发，在满足使用要求的情况下，选用双作用单活塞杆液压缸。车厢在整个倾翻过程中液压油缸最大举升力为参考同类车型， 初选最高工作压力P=16MPa，最大举升力公式：P d （3.12）式中 液压缸机械效率，取=0.8； d举升油缸缸径。因此，d(4/P)=143mm (有上述可知L=800mm)。 1、液压缸内径D和活塞杆直径d的确定由3.1图可知： （3.13） （3.14） 式中 液压缸工作压力； 液压缸回油腔背压力； 活塞杆直径与液压缸内径之比； 工作循环中最大外负载； 液压缸密封处摩擦力。 （3.15） 式中 液压缸的机械效率，一般取0.90.97。将代入（2-1），可求得为 （3.16） 由上式可求出=310mm. 3.1液压缸示意图 2、液压缸工作行程的确定 液压缸工作行程长度，可根据执行机构实际工作的最大行程来确定 3、缸盖厚度的确定 一般液压缸缸盖有效厚度按强度要求可用下面两式进行近似计算 （3.17） 式中 缸盖有效厚度 缸盖止口内径由以上计算可i求出缸盖有效厚度为48mm。4、最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时，从活塞支撑面终点到缸盖滑动支承面终点的距离称为最小导向长度。对一般液压缸，最小导向长度应满足以下要求 （3.18） 式中 液压缸最大行程； 液压缸的内径。活塞的宽度一般取（0.61.0）；缸盖滑动支承面的长度，根据液压缸内径而定；当80mm时，取=（0.61.0）；所以最小导向长度取125mm。5、缸体长度的确定液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外型长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于内经的2030倍。3.4.2 液压泵性能参数计算一般常用的液压泵分为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵、螺杆泵。按泵的流量特性，可分为定量泵和变量泵两种。前者在泵转速不变时，不能调节流量，后者当泵转速不变时，通过变量机构的调节，可使具有不同的流量。齿轮泵一般为定流量式，叶片泵和柱塞泵有定量式及变量式两种。对变量泵，按输由方式，又可分为单向变向泵和双向变量泵。前者工作时，输由方向不可变，后者工作时，通过调节，可以改变输出油流的方向。齿轮泵分为外啮合及内啮合中两种。前者构造简单，价格便宜，工作可靠，维护方便，对冲击负荷适应性好，旋转部分惯性小，多用于速度中等，作用力不大的简单液压系统中，应用广泛。所以选用单级齿轮泵。国家标准规定：车厢举升到最大举升角的时间不超过20s.在这里我们初选举升时间为15s.液压缸工作容积V=Ld=7803.14180180/4=19849ml液压泵额定流量应满足以下公式 （3.19）式中 举升时间，t=15s； 液压系统容积效率，取0.8。因此，QV/(t)=1654.1ml/s。液压泵转速为 （3.20） 式中 发动机转速，取2000r/min； 传动比，取=1.361。因此，=2000/1.361=1469.5r/min。选取液压泵额定转速n=2000r/min。液压泵排量/n601654.1/200060=49.6ml/r。根据以上参数，查机械手册5选择齿轮油泵CBT-E563，其主要参数如下：公称排量q=63ml/r；额定压力p=16Mpa；公称转速n=2000r/min。3.4.3 液压系统油箱容积计算液压系统的用途主要是储油和散热。如果容量过大，占地增加，增加了设备重量，而且操作不变；过小，则油温升高会超过许用值，诱掖将会溢出油箱。液压系统的油箱容积应满足一下要求：(1) 设备停止运行时，液压油液能够靠重力作用返回油箱；(2) 操作时，油面保持适当高度位置；(3) 能散发操作时产生的热量；(4) 能够分离出油中的空气和杂物等。油箱容积一般不小于全部工作液压缸容积的三倍，即 (3.21)拟设定液压系统油箱尺寸为。即油箱选择系列中63公称容量。3.4.4 液压管路内径的计算由计算公式 (3.22)可以计算出高压管路内径 (3.23)式中 是油泵的理论流量，取； 高压管中油液的流速，取。即有取用。低压管路内径式中，是低压管路系统中液压油的流速，取。即有取用。3.4.5 方向控制阀的选型方向控制阀是用来使液压系统中的油路通断或改变油液的流动方向，从而控制液压执行组件的起动或停止，改变其运动方向的阀类。包括单向阀、换向阀、压力表开关等。单向阀又称止回阀，只允许液流沿着一个方向通过，而反向液流被截止的方向阀，又包括普通单向阀和液控单向阀两类。换向阀是利用阀心和阀体相对位置的不同，来变换阀体上各主油口的通断关系，实现各油路连通切断或改变液流方向的阀类。换向阀在液压系统中应用最多，按结构特点，分为滑阀型、锥阀型和转阀型；按换向阀的工作位置和控制的信道数，可分为二位二通、二位三通、二位四通、三位四通、三位五通等；按换向阀的操纵方式，可分为手动、机动、电磁、液动、电动和气动。根据自卸车使用与要求，选用通用性强可靠性好，维修方便的三位四通手动换向阀。3.4.6 操纵方式的选型液压系统的操纵方式分为以下几种：1、机械操纵式机械机械操纵式可靠性好、通用性强、维修方便，但是它的杆件较多，同时布置复杂；2、液压操纵式液压式操纵方式借助于手动阀控制油压，以实现关闭或打开举升方向控制，实现摆臂的举升与下落。它是通过切断动力来实现工作进程的停止，便于远距离控制，操纵可靠，缺点是反应较慢；3、气动操作式依靠汽车贮气筒压缩空气，通过控制操纵气控液压换向阀，控制油路方向实现摆臂的举升下降。该系统操作简单、功能齐全、结构较为先进，适用于中重型车。缺点是气动转化成液动需要两套管路。由于机械操纵式的可靠性好、通用性强、维修方便等优点，本设计中的液压操作系统均采用机械操作式。3.4.7 液压系统原理图3.2 自卸车车液压系统设计简图在3201Z型自卸车的设计中，两个液压缸和起到支撑作用的两个支腿液压缸用到了液压，属于液压系统的设计范畴。液压系统中用到了单级齿轮泵和型液压缸，型二级同心先导溢流阀，三位四通手动换向阀，溢流节流阀，及滤油器、油箱、高低压油管等液压元器件，由它们共同构成了液压系统，完成指定的动作，实现摆臂垃圾车的功能要求。要进行提升装载着货物厢斗的工作过程时，先将控制支腿液压缸的三位四通手动换向阀向上推起，液压油液由液压管路进入自卸车尾部两侧支腿液压缸，推动支腿完成支腿的摆动，支脚接触地面后，对自卸车起到支撑作用；完成支腿支出接触地面动作后，再将控制摆臂运动的三位四通手动阀向下推动，液压油经过溢流节流阀后，再流经三位四通阀，进入摆臂液压缸，拉动摆臂向上摆起，带自卸车厢斗完成垃圾货物的装载。在此过程中，溢流节流阀起到稳定液压油流量，使其不受到外界负荷的变化的影响，只受到节流阀阀心开口大小的控制，进而实现摆臂的稳定运动。装载后，再将控制支腿运动的手动阀向下推动，拉动支腿完成复位动作，而后将手动阀至于中间位置。要进行货物的倾斜时，过程同货物的装载过程相近。先将控制支腿的手动阀向上推动，完成支腿支出动作后，再将控制摆臂的手动阀向上推起，液压缸即可完成货物的倾斜动作。倾斜完毕后再将支腿手动阀复位只中间。3.5 车厢主要尺寸参数设计3.5.1 厢斗外钢板尺寸确定车厢在运输中起到承载的作用，其由两部分组成。一部分用于盛放货物，将其设计成平面，底部与车厢大梁焊接；另一部分用于约束和放置液压缸、支撑约束摆臂，放置支腿和支腿液压缸，将其设计成两片平行钢板通过点焊联结后再分别与车厢大梁和车厢侧壁焊接，实现两部分的一体(在本设计中称为U型钢板)。同时，车厢与驾驶室之间设计隔离厢板，与驾驶室空留一段距离，起到安全和便于维修检查的作用。在全面分析车厢的工作条件、受力状态、工作环境和零件失效等各种因素的前提下，选用Q235工程用钢材。自卸车的厢斗一般分为方形和船形两种形式。方形用于地坑式放置，船形置于地面，以便适用于公共场所、街道、生活区的垃圾收集。为了增加垃圾的运送量和汽车的运输效率，加强实用性，本设计采用方形厢斗。与同类产品进行比较，EQ1092F19DJ底盘垃圾车厢斗载重容积约在610立方米以间，拟设定长*宽*高为5540*2540*1600，即其厢斗容积：在常用容积之内，即车箱斗的长，宽，高选为：表3.1 车厢尺寸车厢长度/mm5540车厢宽度/mm2540车厢高度/mm1600车厢钢板厚度/mm5车厢加强肋厚度/mm20车厢加强肋宽度/mm303.5.2 厢斗内层尺寸确定与厢斗钢板铆固在一起的工程硬塑的厚度选为4mm，其长宽各为厢斗的长宽相应减掉厢板钢板和厢斗加强肋的厚度，高度减去钢板厚度，即有厢斗内层硬塑长度： 5540mm；内层硬塑宽度:2440mm；内层硬塑高度:1600mm。即有，厢斗的有效体积为：。3.5.3 厢斗上摆臂链结点尺寸确定厢斗链结点定在厢斗前后尺寸长度的四分之一处，高度定在厢斗高度的三分之二处，即有链接点尺寸： 链接点距前后厢斗尺寸： 762mm 链接点高度： 890mm（距离厢板高度）3.6 副车架主要尺寸参数设计计算3.6.1 副车架主要尺寸设计 由参考文献12可知，在设计自卸车时，所选取的二类底盘只有主车架，为了增加车架的强度刚度，延长车架的使用寿命，在原有主车架的基础上增加了副车架。其形状同主车架，在主副车架之间加一定厚度的松质木条。其长度同副车架的长度，宽度同副车架的厚度。主副车架用u型螺栓进行加固连接。对具有较高质心位置及载质量较大的厢式车一般采用槽形通长式副纵粱。制造材料应具有良好的焊接性和机械性能，一般要求抗拉强度 370Nmm2 屈服极限 ，240Nmm2。，延伸率以20翼缘宽度应与主车架纵粱(简称主纵粱)翼缘宽度相同不宜大于主纵粱翼缘宽度。副纵粱截面尺寸确定后，要分别对副纵粱和主纵粱进行强度计算，并根据其惯性矩、抗弯截面系数分配弯矩。 在汽车制造工艺中，钢板冲压成型工艺占有十分重要的位置。冲压成形的零件具有互换性好、能保证装配的稳定性、生产效率高和生产成本低等优点。载重汽车用中板数量较多，受力的车架纵梁和横梁、车厢的纵梁和横梁均采用中板冲制且多以低合金高强度钢板冲压生产，也是适应提高汽车承载能力、延长使用寿命、降低汽车自重和节能节材以及安全行驶等要求的发展趋势。目前，我国载重汽车车架的纵梁和横梁已经全部采用低合金高强度钢钢板制造。纵梁可以用抗拉强度为510MPa的16MnL和09SiVL(必须是用往复式扎机生产的)、10TiL和B510L钢板生产，横梁可以用抗拉强度为390MPa的08TiL和B420L钢板来生产。由以上，副车架材料选用载重汽车横纵梁的一般选用材料，纵梁采用16MnL，横梁采用08TiL生产。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。其尺寸设计如下：表3.2 副车架尺寸副车架长度/mm3600副车架宽度/mm860副车架高度/mm120副车架厚度/mm603.6.2 副车架的强度刚度弯曲适应性校核1、 额定装载时整车重心作用点的求解对主车架来说，其整车重心后移。其受力简图如下图3.3 主车架额定装载运输重心作用简图设定自卸车在额定装载质量下，其前后轴承受的载荷相同，即有： （3.24）由图，可以列出：求得 2.、副车架剪力及弯矩的求解由主车架重心作用简图及求得的整车重心作用点，可以画出额定装载质量时自卸车副车架受力简化图如下图：图3.4 副车架额定装载受力简图将此时受力的副车架看为简支梁(见下图)，以便进行强度刚度及弯曲变形的校核。由下图，可以列方程组：图3.5 副车架等效简支梁简图 可求得： = = 即大小为59920.71N，方向与设定的方向相同。可求得： = = 即大小为18773.79N，方向与设定的方向相反。由以上，可画出实际的副车架等效梁示意图。图3.6 副车架实际等效梁简图列出弯曲剪力及弯矩方程：OA段 = = 59920.71 N (0X331) （3.25） = = 59920.71X (0X331) （3.26）AB段= = 59920.7182271 =22350.29 (331X2306) （3.27）= (331X2306) （3.28）BC段 = = (2306X3600) (3.29)= 18785.21X67626762 (2306X3600) （3.30）根据以上剪力和弯矩的求解，可以画出剪力及弯矩图如下图：图3.7 副车架额定载荷时剪力及弯矩图3副车架强度刚度校核对于塑性材料，其弯曲正应力强度条件为：由即有 （3.31）式中， 梁内最大弯矩截面弯矩值； 抗弯截面模量； 梁截面对中性轴的惯性矩； 最大弯矩截面距中性轴最远处。对与矩形副车架截面，截面惯性矩 （3.32）即有： 由于副车架设计成对称的矩形，其截面上下边缘最大抗拉应力与最大抗压应力相等，即有：在所选材料的许用应力范围内。4. 副车架弯曲变形校核由以上知道副车架的等效简支梁形式，利用叠加法可求得梁的最大挠度和最大转角，然后进行副车架弯曲变形的校核。当梁的形式为下图所示形式时，梁的挠曲线方程为： (0xa) （3.33） (axl) （3.34）梁的转角方程为： （3.35） （3.36）式中， 作用在梁上的力，规定其向下为正，向上为负； E梁构成材料的弹性模量，； I为梁的惯性矩。 进行叠加后求得，在摆臂垃圾车额定装载时，其挠度为： (0xa) (axl)即有最大挠度： 求得A、B两处转角为： 即梁的最大转角：0.956860522度由计算的挠度和转角，参照选材的许用挠度和许用最大转角，均在许用数值之内。图3.8 副车架等效简支梁3.7 本章小结 本章主要是进行举升机构的参数计算及校核、拉杆的尺寸确定、液压油缸的性能参数计算、液压泵的参数计算、车厢的主要尺寸参数设计以及副车架主要参数设计。通过以上的结构设计和力学分析，该自卸车的改装设计已经基本完成,还需要进一步的校核和对整车的性能进行分析。 第4章 整车性能分析4.1 概述 从上述分析过程中可以看出，自卸汽车举升机构的设计要综合考虑各项因素，既要结构紧凑又要具有较大的举升力，更要安全可靠。因此对3201Z型自卸车的整车性能分析也很重要,本章主要是对自卸车的各项性能进行了逐一分析,确保自卸车在使用过程中安全可靠。4.2 汽车动力性能分析4.2.1 基本参数确定发动机的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 （4.1）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，有具体的外特性曲线决定。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 （4.2）将上式展开，按幂次高低合并，即可得三个三个待定系数为： （4.3） （4.4） （4.5）因为不知道外特性曲线图，故按经验公式拟合外特性方程式。如果没有所要发动机的外特性，但从发动机铭牌上知道该发动机的最大输出功率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： （4.6）式中 发动机最大输出转矩（Nm）； 发动机最大输出转矩时的转速（r/min）； 发动机最大输出功率时的转速（r/min）； 发动机最大输出功率时的转矩（Nm）。 由公式（4.1）和公式（4.2）可得 （4.7）对台架试验数据用修正系数进行修正，才能得到发动机的使用外特性。按GB标准试验中=0.850.91。4.2.2 汽车的行驶方程式液化石油气罐车在直线行驶时，驱动力和行驶阻力之间的关系式如下： （4.8）式中 驱动力； 滚动阻力；空气阻力；坡度阻力； 加速阻力。1、驱动力的计算液化石油气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为： （4.9）式中 变速器某一挡的传动比；主减速器传动比；传动系统某一挡的机械效率；驱动轮的动力半径；发动机外特性修正系数。2、滚动阻力的计算液化石油气汽车的滚动阻力的计算公式为： （4.10）式中 后栏板起重运输汽车的总质量； 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： （4.11）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 （4.12）式中 空气阻力系数，液化石油气汽车可取为0.50.9；迎风面积（m2），可按估算，为轮距，为整车高度。5、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 （4.13）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 （4.14）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： （4.15）式中 。低挡时取上限，高档时取下限。将式（4.9）、（4.10）、（4.11）、（4.12）、（4.13）代入式（4.8），得 （4.16）因为 （4.17）将式（4.17）代入（4.18）中得： （4.18）式中： 4.2.3 汽车最高车速的确定汽车最高车速的计算（其它参数见表4.1 4.2）。当汽车以直接挡行使时有公式 =184 = 976 =-264600 =163.53因为A0，D0，求专用汽车的最高车速为： km/h表4.1 相关系数的确定 名称 符号 数值发动机外特性修正系数 0.82直接挡时传动效率 0 0.89其他挡时传动效率 0.86 空气阻力系数 0.8 滚动阻力系数 0.0186 27500表4.2 汽车参数 名称 符号 数值与单位 发动机最大功率 176kw发动机最大功率时的转速 2400r/min发动机最大转矩 880Nm发动机最大转矩时的转速 1500 r/min 车轮动力半径 0.520 m车轮滚动半径 r 0.536 主减速比 4.44 汽车迎风面积 8 汽车满载总质量 20900kg4.3 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，单位L/100km。可以根据发动机万有特性来计算。公式为： （4.19）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) （4.20）液化石油气罐车的经济车速为65km/h则 (r/min)在经济车速下发动机功率为 KW由（4.19）式得：L/100km4.4 整车轴荷分配计算将厢体简化成如下图所示：支点1处为牵引销位置，支点2为挂车两轴中心位置，F的作用点为厢体质心位置。图4.1 轴荷分配简图L1=3610mm L=5740mm F=200000N求水平面内支撑反力FC1、FC2 FC1+FC2=F （4.21） FC2LFL1=0 （4.22）由4.21 、4.22 两式可得FC1=74220N，FC2=125780N。根据以上数据求得支点1支撑重量为7422kg，支点2支撑重量为12578kg。最大载质量为11t，后轴最大载质量为18t。满足设计的要求。4.5 整车稳定性分析4.5.1 稳定性分析内容行驶稳定是保证自卸车安全的一项重要性能指标。因此，设计时要对自卸车空载质心高度、空载侧倾角和最小转弯直径进行了计算，保证行驶的安全性。4.5.2 空载质心高度的计算空载时，自卸车各部件的质量及质心高度见下表： 表4.3 主要部件质量和质心高度部件名称质心高度（mm）质量（kg）牵引车11006155车厢总成22506800车轴及车轮7501280挂车车架9501100其它部件1000510根据表4.3各部件的质量和质心高度。可求得自卸车质心高度mm4.5.3 空载侧倾角的计算自卸车空载的侧倾角是评价整车稳定性的重要参数。如图4.1所示。自卸车空载侧倾角的计算公式为 （4.23）式中 B车轮外侧倾翻点宽度 ，为2480mm; h自卸车质心高度，为1552mm则 根据规定，自卸车空载侧倾角应大于等于，故设计满足侧向稳定性条件。图4.2 自卸车侧倾角 4.5.4 最小转弯直径的计算 在计算本设计的自卸车的最小转弯直径时，取自卸车的转弯极限位置计算。如图4-3所示，由此自卸车的最小转弯半径: m （4.24）故计算最小转弯直径:D=14.92m由与所选牵引车EQ4163WJ的最小转弯直径为16m，图4-3的极限位置打不到，所以汽车的转弯直径为16m。 图4.3 最小转弯半径4.6 本章小结本章对设计的自卸车的整体进行简单的分析。对最高车速进行了计算。因为采用半挂车型，牵引车在符合鞍载质量、牵引质量、牵引销等要求下可以进行更换。所以整车其它动力性分析简略。但对整车的轴荷分配进行了计算，确定了当自卸车满载时鞍座所承受的载质量结 论本设计根据传统自卸车设计方法，并结合现代设计方法进行设计的，其设计的主要结论如下：(1) 本课题设计的自卸车装载质量为11吨，属于中型自卸；(2) 本课题设计的自卸车，采用组合连杆前推式式举升机构，因此在卸载货物过车中举升平顺、油缸活塞的工作行程短、机构布置灵活；(3) 在本设计中，在液压系统方面采用了举升液压缸和锁止液压缸，这样就完全实现了卸货的自动化，降低了卸货的时间，提高了工作效率。本自卸车设计结构合理，符合实际应用，具有很好的动力性和经济性，举升机构及零部件的设计能尽量满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化及汽车变型的要求，修理、保养方便，机件工艺性好，制造容易，降低生产成本。但此设计过程仍有许多不足，本设计还可以通过一些三维软件进行三维造型，但是，由于时间有限，还未能实现，另外，在某些方面，做得还不够仔细，恳请各位老师同学给予批评指正。 参考文献1蒋崇贤，何明辉. 专用汽车设计M. 武汉工业大学出版社.2龚曙光.ANSYS在应力分析设计中的应用J.CAD/CAM计算机辅助设计与制造.2001，(7):70-803工程中的有限元方法(第3版) M机械工业出版社，2004.4黄天泽，黄金陵汽车车身结构与设计M机械工业出版社，2000.5孙桓主编.机械设计M.机械工业出版社出版.2000.6余志生 汽车理论M，机械工业出版社，1987.7陈家瑞主编.汽车构造M.人民交通出版社出版.8吴镇着.理论力学M.上海:上海交通大学出版社，1997.9吕慧瑛.机械设计基础M.北京:清华大学出版社，2002.10李辉.pro/e骨架模型功能在自卸车设计的应用J.湖北：东风汽车公司重型车厂专用汽车研究所，2004.1004-0226.11赵晶.浅谈自卸车整车布置设计J，湖北：东风汽车有限公司商用车重型车，2008. 0095-03.12周廷美，王仲范.重型自卸车车架的计算机辅助设计J. 湖北：武汉理工大学汽车学院.2001.03-0005-02.13周廷美，王仲范.崔元捷. 重型自卸车举升机构的计算机辅助设计J. 湖北：武汉理工大学，2001.04-0003-03. 14卞学良.专用汽车结构与设计M. 机械工业出版社. 2007.7.15明平顺.汽车运输专用车辆M. 人民交通出版社 . 2003.7.16张海鹰.3201z自卸车举升机构设计与力学分析J.北京：北京市政中燕工程机械制造有限公司，2004.1009-7767.17孙旭，陈无畏.自卸举升机构的仿真设计J.合肥工业大学，机械与汽车工程学院 ，宣城职业技术学院，2007.08-0041-03.18 Zhang Miao1， Cheng Yang2 .Tour Level Mode Choice Analysis of Madison Area in WisconsinJ. 2008.1014-1102.19 ZHENG Heyue，motor vehicles and the use of additional devices J.2007.1002-091820 Chen Hongfeng1， Xiao Pu1， Feng Xiangzhao2， Li Fen3. Public Attitudes Towards Policy Instruments for Congestion Mitigation in ShanghaiJ.1999.671- 689. 致 谢在本文即将完成之际，首先感谢我的指导老师王永梅老师，从选题到设计的展开到设计的完成，一直得到王老师的帮助，支持和鼓励，她渊博的学识、严谨的治学态度都给我留下了深刻的印象。通过这次的设计，我更深刻地了解了机械设计、机械制造的各方面知识，对自卸车车设计有了全新且比较全面的深刻认识，达到了前所未有的高度，并锻炼了独立思考解决问题的能力。再次向王老师表示衷心的感谢！感谢李涵武老师在设计中对我的支持和鼓励，每当我遇到困难，李老师总是不厌其烦地为我讲解，指导我不断展开设计研究，每一次教诲都让我深受启发。他不仅是一个老师，更是一个朋友！感谢苏清源老师对我无尽的帮助！一直以来，苏老师是我心理上的坚强后盾，给了我开展学习工作的大力支持，让我每次遇到困难都能坚强的走过！感谢朱荣福老师给我的指导。感谢帮助我的所有老师和同学，他们在设计过程中给我提出了宝贵建议和CAD的指导。感谢宿舍的朋友一直以来对我的关心和支持。感谢汽车工程系所有老师和同学的帮助和勉励。同窗之谊，终生难忘！感谢我的家人多年来对我无微不至的关怀、始终如一的支持，感谢他们对我的鼓励和生活上的诸多照顾，感谢他们督促我接受良好的教育。最后，向参加论文审阅、答辩的专家和老师表示感谢。附 录motor vehicles and the use of additional devicesSelf-loading vehicle arm (also known as hydraulic multi-energy vehicles and fighting for self-loading and unloading trucks) is characterized by separate cargo body fight with the implementation of a goods vehicle and a number of joint fighting operations, the cycle of transport, which can Self-loading dump containers, precast, machine equipment, bulk materials. The use of the car changed a number of operating the previous system under which the motor transport vehicle must be equipped with cranes or loaders, forklifts, loading and unloading as well as the need for workers in many ways, and saved the car and truck loading of the waiting time, increased turnover of motor vehicles and utilization, thus saving a great deal of manpower, material and financial resources to enhance economic efficiency.At present, the arm-type self-loading vehicle mainly used for mining of mineral aggregate loading, transport and dump, factory parts and rough handling and waste dumping, and construction waste from the handling, more clearance for the urban sanitation sector transportation of refuse. Arm as a result of self-loading cargo vehicles and body is separate from the fighting, using fixed-point garbage collection from time to time. Thus, in particular focal point for residents, as well as the market changes with the seasons the amount of waste sites. Dump it and refuse collection vehicles and forklift formula and flip-shaped seal trash dump trash garbage truck with a circular intake compared Yun, can effectively overcome the operation of the secondary dust and noise pollution.Arm-type truck with a low investment and low operating costs, maintenance and convenient, less noise, no secondary dust pollution, etc. Yang. The drawback is the size of the litter bucket, and can not be placed in the narrow streets, while in transit light foam filled refuse to take full advantage of easy self-loading vehicle arm, some cities have begun to establish a centralized garbage removal station, the use of small land transport equipment (such as human dump 3) refuse to focus on narrow streets in the refuse collection points (floor), and then installed in self-loading arm dedicated junk car in the bucket, and then outward through the self-loading dump truck. It solved the problem of narrow streets could not place the issue of special garbage bucket. To address self-loading arm in the process of motor transport issues dusty materials, Special Purpose VehicleNanning has been designed and built two more effective anti-dust materials, additional devices and drivers can be manipulated to drive the entire operating room Process control device shaft. Are presented below.1, the activities of the vehicle hydraulic cargo canopyThis is to prevent the arm of a self-contained hopper car loading and unloading of materials from blowing out of the vehicle cargo canopy.The structure of the device as shown in Figure 1.Its working principle is: to promote the distribution of hydraulic valve joystick , hydraulic oil into the fuel tank on the cavity, the extended piston rod back, while driving the main arm to the car in front of swing in the tarp , under the canopy of the self and the main arm driven by its front-end articulated main arm , so that folding the sheeting under the lotus back then, under the support of opening up, in the cargo box form a closed top of the Ji Flip cover So that is not contained in the transportation field were filled. When the joystick struck the opposite side, the oil into the fuel tank of the cavity, the protruding rod back, while driving the main arm to the car in front of swing, in the sheeting , Peng-rod self-respect and the main arm Under the impetus of sheeting , Peng-rod and the main arm sequence neatly folded in boxes weeks before the edge, the canopy opened, is expected to facilitate loading and unloading cargo. The device structure is simple and easy to use, especially suitable for the shape of the size of cargo bucket inconsistent. Stacker hopper occasions too, such as good use of cover, fighting to prevent the material goods in the transportation out of dust.2, swing-wing self-loading automatic car coverThe new device structure as shown in Figure 2. When the arm-type self-loading vehicle operations, to manipulate the distribution of multi-way valve stem so that the car swings arms back, when Hopper was slowly lifting, at the same time, as the arm and fixed in the frame side on the small pulley gradually widened the distance that the rope the role of the length of stretch, this time through the wire rope to pull pulley and shaft , with the shaft link a fixed rear cover. Then gradually open up. When the pendulum swing back to the largest angle (that is unloaded or loaded Doo Doo), the rear cover has also opened up to the maximum point of view, are not to affect the loading or unloading hopper. Action in the above-mentioned process, as a result of the front cover through the connecting arm empty set of fixed beams in the arm , so the former self-covered under the arm placed in the vertical with the ground manipulation of self-handling car so that after the swing arm for operating the dumping of operations in the interior height of the front cover lifted. Automatically cover the wing structure is simple and no special operation when used with other types of enclosures covered compared to savings of time and energy, elegant shape, covered with a good hopper to prevent the material from blowing out during transport . Arm of the two self-loading and unloading of motor vehicles Therefore, the role of the former self-cover, the arm placed in the vertical with the ground before the front cover is always tight cover of the hopper. When the arm continues to swing back, the front cover self-lap, the left (on the icon in terms of) when shaft can