【车辆工程类】HQ3090Z高位自卸汽车改装设计【汽车类】【5张CAD图纸】【优秀】【毕业论文说明书】
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【车辆工程类】HQ3090Z高位自卸汽车改装设计【汽车类】【5张CAD图纸】【优秀】【毕业论文说明书】,车辆,工程,hq3090z,高位,汽车,改装,设计,cad,图纸,优秀,优良,毕业论文,说明书,仿单
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毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目 : 位自卸汽车改装设计 院 系 名 称 : 汽车与交通工程学院 专 业 班 级 : 车辆工程 07 学 生 姓 名 : 导 师 姓 名 : 开 题 时 间 : 2010 指导 委员会 审查意见： 签字： 年 月 日 开题报告撰写要求 一、“开 题报告”参考提纲 1. 课题研究目的 和意义 ； 2. 文献综述（ 课题研究 现状及分析）； 3. 基本内容 、 拟解决的主要问题 ； 4. 技术路线或研究方法； 5. 进度安排； 6. 主要参考文献。 二、“开题报告”撰写规范 请参照黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范要求 。 字数应在 4000 字以上，文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。 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 车辆工程 07导教师姓名 职称 副教授 从事 专业 车辆工程 是否外聘 是否 题目名称 位自卸汽车改装设计 一、 课题研究 现状、 选题 目的 和意义 1、研究现状 汽车是现代社会物质生活发展水平的标志。世界各个工业发达国家几乎无一例外地把汽车工业作为国民经济的支柱产业。汽车的研制、生产、销售、营运，与国民经济许多部门都息息相关，对社会经济建设和科学技术发展起到重要推动作用。随着汽车工业的不断发展和交通、物流业的发展，社会对汽车的运输效率、经济型提出了越来越高的要求，汽车的专用化趋势也越来越明显，以适应和满足社会发展的行业需 求。 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 。 近年来，国外专用汽车的产量明显以重型居多，其原因主要是重型专用汽车经济效益好和重型车功率大、强度高，有中、小型专用车无法替代的优点。随着物流的庞大和公路的高级化，以及特殊作业的需要，重型专用汽车在国外得到迅速发展。如德国的散装水泥车吨位均在 15t 以上：比利时莫尔（ 司近年花费相当大的人力、物力从事动 5070t 的大型 自卸 车的研究和生产。比利时的大型粉罐车也已进行系列化生产，装载容积为 3060为提高专用汽车的适应性，以满足各种特殊需要，有趋势表明国外正在谋求专用汽车的一车多用化，使专用车功能由单一向多功能发展，如 1990 年日本昭和飞机公司推出了多用途厢式专用汽车，该车车厢为二重结构设计，装备了散装货物用的传送带，既能一般货运又可运输散装物料 。 另外， 国外专用汽车厂家逐步重视新材料、新技术在专用汽车上的应用，如采用 璃纤维增强塑料）替代金属材料制造 冷藏车厢体，具有强度高、质量轻、寿命长等优点，应用日趋广泛。微电脑的应用正渗透到所有产业领域，专用汽车也不例外。微电脑已广泛用于发动机控制、自动变速、专用装置动力传递、电器故障诊断等方面使专用汽车的使用价值逐渐扩大，技术性能明显提高。 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 1593489 辆，其中专用汽车的产量为 934690 辆，专用汽车的产量占货车产量的 58%。美国 9中型货车的保有量中，专用汽车占 2/3 以上，美国的挂车 生产70 年代平均年产挂车已达 15 万辆左右 (约占 9t 以上载货车产量的 40%左右 )，大部分为专用挂车。美国的挂车主要集中在富荷挂车公司及其它四个较大挂车制造企业生产，其产量占全国总产量的85%。 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比率都在 50%以上 (50%70%)。 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，为我国专用汽车提供了大量的市场需求，专用汽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，我国专用汽车已经具有一定规模，特别是近 年来，我国专用汽车发展迅速。据资料统计， 1999 年全国专用汽车生产厂 546 家， 2005 年专用汽车企业 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 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，我国专用汽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，我国专用汽车产品将达到 6000个品种，年产量 90 万辆，占当年载货车产量的 65%。 另外，我国专用汽车产品与发达国家和地区的专用汽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，但总体上我国专用汽车行业在国际专用汽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 目前，国产专用车从技 术角度而言，虽经过十多年的苦练内功与摔打磨练，不断地汲取国外技术，取得了很大进步，但同国外著名品牌相比，仍然存在较大差距，仍基本停留在仿制阶段 (主要指上装 )，开发设计雷同现象十分普遍，专用车的品种还较少，而且产品同质化现象十分严重。表现在核心技术缺失，重、中、轻，高、中、普、特、新比例严重失调，大多数企业只能生产中型普通专用车、其他类型的专用车产量仍较少且功能简单。高技术含量、高附加值、高可靠性的国产专用车还不够多，底盘企业与专用车企业严重脱节，这些都严重影响了我国专用车行业的结构调整和产业升级。 国内专用 汽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。 随着我国经济建设的快速发展，对自卸汽车的需求量也越来越大，自卸汽车的种类也越来越多。在 国家宏观经济持续稳定发展的基础上，随着近几年来国家实施积极的财政政策和扩大内学的影响，大量和大规模的基础设施建设和大型工程及 2008 年的北京奥运会和 2010 上海世博会，都对自卸汽车尤其是重型自卸车，高位自卸车的需求量生产积极和有效地拉动作用。 自卸汽车在土木工程中，常同挖掘机、装载机、带式输送机等联合作业，构成装、运、卸生产线，进行土方、砂石、松散物料的装卸运输。由于装载车厢能自动倾翻一定角度卸料，大大节省卸料时间和劳动力，缩短运输周期，提高生产效率，降低运输成本，并标明装载容积。是常用的运输机械。我国自卸 车的市场需求量每年约为 15 万辆左右，其中重型自卸车的市场需求量约 6 万 8 万辆，并且这一数字仍在继续增长，自卸车也正逐渐走向重型化。 自卸汽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物资源的极大需求，都对运输车辆提出很高的要求。随着生产厂家的不断增加，社会需求量和博鳌有两的逐渐增大，整个行业形成一种至高而下的产业开发趋势，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，自卸汽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。所以自卸汽车行业是一个朝阳行业，具有很大的发展空间。 国内生产的自卸汽车，其卸货方式为散装货物沿汽车大梁卸下，卸货高度都是固定的。若需要将货物卸到较高处或使货物堆积得较高些，目前的自卸汽车就难以满足要求。为此需设计一种高位自卸汽车，它能将车厢举升到一定高度后再倾斜车厢卸货 ，以满足特殊作业需求。 2、研究意义 目前国内生产的自卸汽车大多为普通自卸汽车。其卸货方式为散装货物沿汽车大梁卸下，卸货的高度都是固定的不变。如果需要货物卸到较高处或使货物堆积的较高些，目前的自卸汽车就难以满足要求。如：石料厂、建筑 工地、火车卸货等。货物一堆堆的倾斜在货场，占地面积较大。如像将货物堆积的更高些，还需要有铲土机等机械。这样将会延误工时，影响正常的工作、生产，为此需要设计一种高位自卸汽车， 。 它能将车厢举升到一定高度后再倾斜车厢卸货，以满足不同卸货高度的需要。 同时该课题的开展是对我个人大学四年学习成果的检验与评定，通过本课题的研究和深入，能够使我加深对专用汽车的改装设计方法的了解，为以后的工作学习积累一定的经验。 因此本课题的开展与研究有实际应用的意义。 二、设计（论 文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 设计的基本内容： （ 1） 研究高位自卸汽车的组成、结构与设计； （ 2） 进行二类底盘选择； （ 3） 进行 L 型高位自卸汽车的总体结构布置； （ 4） 进行举升机构详细设计 、倾斜机构设计、液压系统设计、辅助装置设计； （ 5） 整车性能计算分析。 拟解决的主要问题： （ 1） 二类底盘的选择 （ 2） 高位自卸汽车举升机构的设计 （ 3） 高位自卸汽车翻转机构的设计 （ 4） 高位自卸汽车液压系统的设计 （ 5） 高位自卸汽车后箱门打开机构的设计 （ 6） 高位自卸汽车取力器的设计 （ 7） 高位自卸汽车稳定性计算 三、技术路线（研究方法） 准备阶段：选题、文献、资料收集 确定设计步骤，方案设计分析 二类底盘选型 举升机构设计 翻转机构的设计 液压系统设计 后箱门打开机构的设计 取力器的设计 绘制设计装配图与零件图 稳定性计算，整车性能计算分析 整车设计修正 完成课题研究 四、进度安排 （ 1）调研、资料收集，完成开题报告 第 1 2 周 （ 2）研究专用车改装设计步骤，进行方案设计与分析 第 3 周 （ 3）二类底盘选型（调研与分析） 第 4 周 （ 4）总体布置 第 5 周 （ 5）举升机构设计计算、分析 第 6 周 （ 6）倾卸机构设 计计算、分析 第 7 周 （ 7）液压系统设计计算、分析 第 8 周 （ 7）完成所设计装配图与零件图图纸 第 9 11 周 （ 8）整车性能计算分析；整车设计修正； 第 12 周 （ 9）完成设计说明书的撰写，指导教师审核 第 13 周 （ 10）毕业设计（论文）修改、完善 第 14 周 （ 11）毕业设计（论文）审核、预审 第 15 周 （ 12）毕业设计（论文）修改、完善 第 15 16 周 （ 13）毕业设计（论文）答辩准备及答辩 第 17 周 五、 参考文献 1卞学良专用汽车结构与设计 M械工业出版社 ,2徐达，丛锡堂专用汽车构造与设计 M民交通出版社 ,3王望予汽车设计 M械工业出版社 ,4马秋生机械设计基础 M械工业出版社 ,5齐晓杰汽车液压 、夜里与气压传动 M学工业出版社， 6王宝玺，贾庆祥汽车制造工艺学 M机械工业出版社 ,7吴宗泽，罗圣国机械设计课程设计手册 M等教育出版社， 8余志生汽车理论 M械工业出版社 ,9高顺强 ， 左伏桃 我国专用汽车底盘发展特点 J2009（ 1）： 1010彭红涛 我国专用汽车发展现状、存在问题及对策 J2005（ 7）： 1111周辉 ， 张历渠 我国重型自卸汽车的现状及发展的分析研究 J1985（ 2） :5 12胡超，张世杰 自卸车侧翻计算与分析 J2005（ 1）： 1213辛会珍 高位自卸汽车的设计方案 J2006（ 3）： 20914于进河 自卸汽车液压传动系统的结构原理及常见故障分析 J1989（ 3）：2115 of of a . 008 , 2008 16 of . 7, 2009 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 I 本科学生毕业设计 位自卸汽车改装设计 院系名称 ： 汽车与交通工程学院 专业班级 ： 车辆工程 07 学生姓名 ： 指导教师 ： 职 称 ： 副 教授 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 要 高位自卸汽车是专用自卸汽车一种，主要用于运输散装并可以散堆的货物（如沙、土、以及农作物等），还可用于运输成件的货 物，主要服务于建材厂、矿山、工地等。高位自卸汽车主要装备有车厢举升和倾卸机构，特别适合高货台卸货作业，使用方便，具有高度机动性和卸货机械化的特点。 本文在绪论中 阐述了高位自卸汽车改装设计的目的和意义、发展状况以及应用前景 以及本次设计的主要内容和总体技术路线。 接着分析论证了一种 总质量为 9t 的高位自卸汽车的总体设计方案， 对其二类底盘的选型分析 、 副车架的设计 、举升机构、倾卸机构和后厢门开合机构 都做了详细说明论述。还包括 主要 机构 的方案分析和选择、运动分析、动力学分析以及强度和刚度的计算校核 ， 简单介绍了液压系统的设 计计算方法和过程以及液压产品的选型。最后对改装完成后的高位自卸汽车进行了必要的动力性、燃油经济性和稳定性等主要整车性能的计算分析，计算记过表明整车性能满足要求。 关键词： 专用车设计；高位自卸车；副车架；举升机构；总体布置 黑龙江工程学院本科生毕业设计 is a of as so be to in of to a of of in to in of of a t of of of a of of of to of of of of of to 目 录 摘要 第 1 章 绪论 1 题研究的目的及意义 1 题的国内外研究现状 2 计的主要内容及实施计划 3 计的主要内容 3 计的技术路线 4 第 2 章 总体设计 5 用汽车总体布置原则 5 类底盘的选择 6 厢设计 7 厢的结构形式 7 厢的设计规范及尺寸选定 8 厢重量的计算 9 车架的设计 10 车架的截面形状及尺寸 10 强板的布置 11 车架的前端形状及安装位置 11 梁与横梁的连接设计 13 车架与主车架的连接设计 14 量参数的确定 15 定装载质量 15 车整备质量 15 质量 15 章小结 15 第 3章 主要机构及 零件设计 16 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 位举升机构的设计计算 16 式高位自卸汽车的设计分 析 16 式高位自卸汽车的设计分析 18 证方案 18 L 型举升机构的运动分析及主要参数的确定 19 升油缸和同步油缸主要参数确定 19 升杠杆的受力分析 20 位举升和倾卸机构的受力分析 21 升杠杆的校核 22 卸机构设计 25 大举升角的确定 27 章小结 28 第 4 章 液压系统的设计 30 升油缸与同步油缸的设计计算 30 缸主要参数的确定及选择 31 压系统压力的确定 32 压系统的最大流量确定 33 压控制系统 3 3 章小结 3 5 第 5 章 整车性能计算分析 3 6 力性计算 3 6 动机外特性 3 6 车的行驶方程式 3 8 力性评价指标的计算 41 位自卸汽车整车动力性计算 4 3 油经济性计算 4 6 位自卸汽车稳定性计算 4 7 位自卸汽车运输状态稳定性计算 4 7 位自卸汽车卸 货时稳定性计算 4 8 章小结 4 9 结论 50 黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 参考文献 52 致谢 53 附录 54 1 第 1 章 绪 论 题研究的目的及意义 自卸汽车在土木工程 中，常同挖掘机、装载机、带式输送机等联合作业，构成装、运、卸生产线，进行土方、砂石、松散物料的装卸运输。由于装载车厢能自动倾翻一定角度卸料，大大节省卸料时间和劳动力，缩短运输周期，提高生产效率，降低运输成本，并标明装载容积。是常用的运输机械。 自卸汽车具有高度机动性和卸货机械化等优点，通常与铲式装卸机、挖掘机或皮带运输机等配套使用，实现装卸机械化，从而可以大大缩短装卸时间，提高运输效率并可以节省劳动力，减轻劳动强度。 自卸汽车自 20 世纪初出现以来，不断发展，日趋完善，已经成为当今货物运输的主要车辆之一。按卸货 方式分类，有后倾式、侧倾式、三面倾卸式、底卸式，以及货厢升高后倾式等多种形式。其中以后倾式应用最广。侧倾式仅适用于狭窄与卸货方向变换困难场合。货厢升高后倾式适用于货物堆集、变换货位和往高处卸货的场合。底卸式和三面倾卸式用于少数特殊场合。随着汽车制造业的发展，自卸汽车不断采用新材料、新工艺，提高其质量利用系数，具有较大的速度范围和较高的传动效率，控制与操纵更完善，更方便 1。 专用自卸汽车是针对专门用途设计的，是在普通自卸汽车的基础上增设特定的机构来实现自己的功能，因此结构上专用自卸汽车比普通自卸汽车复杂， 如摆臂式自装卸汽车、自装卸垃圾车、高位自卸汽车等。高位自卸汽车是在普通自卸汽车的基础上，保留原车的二类底盘，在副车架与车厢中间增设举升机构和托架，使车厢随举升机构上升平移到一定高度。将倾卸机构安装在托架与车厢之间，待车厢平移到预定高度后将车厢倾斜一定角度卸货。卸货完毕，车厢恢复水平位置，最后平移下降到原始位置，或者角度复位与平移下降复位同步进行 2。 高位自卸汽车的专用装置由举升机构、倾斜机构和液压系统三大部分组成，其中举升机构的作用是将车厢平移到一定高度，从而实现在该高度进行卸货。举升机构有多种形式，常 见的有 L 型举升机构、剪式举升机构以及平行四边形举升机构等多种形式。倾卸机构的作用是将车厢倾斜一定角度是货物因重力作用而自动倾卸，卸货之后能使车厢平稳的降落在托架上。它的结构有直推式和连杆组合式两种。举升机构和倾卸机构均采用液压能作为实现举升和倾翻的动力源。液压系统一般由液压泵、控制阀、 黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 限位阀、举升油缸等组成，是设计的重要部分。 目前国内生产的自卸汽车大多为普通自卸汽车。其卸货方式为散装货物沿汽车大梁卸下，卸货的高度都是固定不变的。如果需要货物写到较高处或使货物堆积的较高些，目前的自卸汽车就难以满足要求。如 ：石料厂、建筑工地、火车车厢卸货等。货物一堆堆的倾卸在货场，占地面积较大。如想将货物堆积的更高些，还需要有铲土机等机械。这样将会延误工时，影响正常的工作、生产，为此就需要设计一种高位自卸汽车，它能将车厢举升到一定高度后再倾卸车厢卸货，以满足不同卸货高度的需要。 高位举升和倾卸机构都是自卸汽车举升机构的重要组成部分，其设计质量直接影响自卸汽车的使用性能。随着汽车产业的发展，汽车技术不断有新的进步，举升机构的结构形式也不断更新。若能够将不同类型的举升机构按其各自的特点配备到与之相适应的 自卸汽车上，则无论是自卸汽车的工作性能，还是举升机构的使用效率，都会得到很大的改善。因此，如何选择合适的举升机构，成为自卸汽车设计的主要问题。 题的国内外研究现状 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（ 50%70%）。 专用车的研制、生产和应用不仅在实现门到门的专业化运输和作业方面收到社会上广泛重视和欢迎，而且更直接的在大幅度地降低运输成本、提升运输效率、扩大 汽车的应用领域等方面都发挥着极重要的作用。 国外专用汽车厂家逐步重视新材料、新技术在专用汽车上的应用，如采用 璃纤维增强塑料）替代金属材料制造冷藏车厢体，具有强度高、质量轻、寿命长等优点，应用日趋广泛。微电脑的应用正渗透到所有产业领域，专用汽车也不例外。微电脑已广泛用于发动机控制、自动变速、专用装置动力传递、电器故障诊断等方面使专用汽车的使用价值逐渐扩大，技术性能明显提高。 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，为我国专用汽车提供了大量的市场需求，专用汽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需要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，数量和品质远不能满足国民经黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 济发展的需要。因此，不断开发新产品，增加产量和品 种，是摆在专用汽车生产厂家面前的一项紧迫而艰巨的任务。目前，在自卸车领域，国内外自卸汽车朝着多品种、系列化、小批量方向发展，自卸汽车是最常见的专用车辆，自卸汽车又称翻斗车，它是依靠自身动力驱动液压举升机构，使货厢具有自动倾卸货物功能与复位功能的一种重要专用汽车。主要运输砂、石、土、垃圾、建材、煤矿、粮食和农产品等散装并可散堆的货物。其卸货方式为散装货物沿汽车大梁卸下，卸货高度都是固定的，当货物需要卸到较高处或在较高处开始堆积时，普通自卸车不能满足要求。为此需要设计一种举升机构可以将车厢举升到一定高度后再倾卸 货物，不仅能提高作业效率还可以节省空间，这种自卸车称为高位自卸车。 自卸车的设计应该根据国家的相关法规、汽车车型、市场需求、产品的技术发展趋势和企业的产品发展规划进行。选型时应在对同类产品进行深入的市场调查、使用调查、生产工艺调查、样车结构分析与性能分析及全面的技术、进行分析的基础上进行。设计布置的时候应从已有的基础出发，对原有车型和市场上的其他车型进行分析比较，继承优点，消除缺陷，采用已有且成熟可靠的先进技术与结构，开发新车型。应遵守有关标准、规范、法规、法律，不得侵犯他人专利。选用部件的时候应力求零件标 准化、部件通用化、产品系列化。 计的主要内容及实施计划 计的主要内容 设计的基本内容，拟解决的主要问题： 1、 研究的基本内容 （ 1） 研究高位自卸汽车的组成、结构与设计； （ 2） 进行二类底盘选择； （ 3） 进行 L 型高位自卸汽车的总体结构布置； （ 4） 进行举升机构详细设计、倾斜机构设计、液压系统设计、辅助装置设计； （ 5） 整车性能计算分析。 2、 拟解决的主要问题 （ 1） 专用车辆的总体布置 （ 2） 二类底盘的选择 （ 3） 高位自卸汽车举升机构的设计 （ 4） 高位自卸汽车翻转机构的设计 （ 5） 高位自卸汽 车液压系统的设计 黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 （ 6） 高位自卸汽车后箱门打开机构的设计 （ 7） 高位自卸汽车取力器的设计 （ 8） 高位自卸汽车稳定性计算 3、 研究步骤 （ 1） 设计内容摘要 （ 2） 目录 （ 3） 设计研究题目意义、技术现状、存在问题及发展趋势 （ 4） 设计技术路线与方案 （ 5） 计算与分析 （ 6） 设计内容问题与分析 （ 7） 参考文献 （ 8） 结束语 计的技术路线 设计技术路线如图 示 黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 第 2 章 总体设计 用汽车总体布置原则 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 例如气卸散装水泥罐式汽 车的专用功能是利用压缩空气使水泥流态化后，通过管道将水泥输送到具有一定高度和水平距离的水泥库中。气卸水泥的主要性能指标是水泥剩余率或剩灰率，为了降低这一指标，可将罐体布置成与水平线成一定角度，如图2示。但这样布置会使整车质心提高，减少了侧倾稳定角，因此也可以水平布置。所以在进行总布置时，要从多方面综合考虑。 123456789101112图 卧式粉罐汽车 总体布置 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黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 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 例如在图 凝土搅拌运输车的布置方案中，图 (a)的布置形成了明显的集中载荷，而在图 (b)的布置中、由于采用了具有足够刚性的副车架，因而可将这种集中载荷转化成均布载荷，有利于改善主车架纵梁的强度和寿命。 图 车架纵梁载荷状态比较 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 5 10，一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。 类底盘的选择 在选用底盘时，以下两个 和重要的方面，一是汽车底盘价格，它是专用汽车购置成本中很大的部分，一定要考虑到用户可以接受。这也涉及到专用汽车产品能否很快的占有市场，企业能否增加效益问题。二是汽车底盘供货要有来源，所选用的底盘在市场上必须具有一定的保有量。 综上，选择载重量 9 吨的中国第一汽车集团公司生产的 货车的二类底盘，该车优点明显：采购成本低、发动机养护简单、维修价格便宜，比较适合作为改装车用二类底盘。其主要参数如表 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 表 货车主要参数 主 要 参 数 车 型 重（ 4805 总 重（ 9410 轴荷空载（ 轴 2180 后轴 2230 轴荷满载 前轴 2725 后轴 6685 最高车速（ km/h） 94 六工况燃料消耗量（ L/100 速油耗（ L/10080km/h 时 20 最小转弯半径（ m） 动距离（满载 车速 60km/h） 高档经济车速（ km/h） 50 70 轴距 4050 厢设计 厢的结构形式 车厢是用于装载和倾卸货物。它一般是由前栏板、左右侧栏板，图 2典型的底板横剖面呈矩形的后倾式车厢结构。为避免装载时物料下落碰坏驾驶室顶孟，通常车厢前栏板加做向上前方延伸的防护挡板。车厢底板固定在车厢底架之上。车厢的侧栏板、前后栏板外侧面通常布置有加强筋。 后倾式车厢广泛用于轻、中和重型自卸汽车。它的左右侧栏板固定，后栏板左右两端上部与侧栏板饺接，后栏板借此即可开启或关闭。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 123、 45 678图 厢结构图 侧倾式及三面倾卸式车厢栏板与底板为直角，如图 示。其栏板开启、关闭的铰接轴为上置式，开启时，栏板呈自由悬垂状，多用于有侧倾要求的中型自卸汽车。 矿用白卸汽车和重型自卸汽车的车厢多采用簸箕式，以方便装载，倾卸矿石、砂石等。有的簸箕式车厢采用双层底板结构，以增加底板的强度和刚度，并可减轻自重。簸箕式车厢如图 示。 图 顷式及三面倾卸式车厢 图 箕式车厢 本文设计的 承担市区或市郊短途运输的普通自卸汽车，没有侧倾要求，故采 用后倾式车厢。 厢的设计规范及尺寸选定 将全金属焊接车厢设计成等刚度体车厢是自卸汽车设计的重点 就整车而言，可以看成由车轮、前轴、后桥壳、悬架、车架、车厢及其橡胶缓冲块等不同刚度单元组合而成的弹性体，受力时，将按照各自的刚度产生各自的变形，黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 其变形量与刚度成反比，吸收的能量与刚度成正比。 车厢刚度，无论是弯曲刚度还是扭转刚度，都会增加车架的相应刚度，两者的刚度是相辅相成、互相补偿的。当汽车前后左右车轮处于高差较大的路面，车架扭曲较大时，车厢应该有一 定的扭转随动性。如果车相的扭转刚度过大，当车架扭转到一定程度时，车厢前支承缓冲块相应的一侧压到极限位置，车厢纵梁的另一侧可能离开缓冲块，车厢前端的一大部分重量转移到一侧的车架纵梁上，纵梁可能超载损坏。如果车厢扭转刚度过小，能与车架扭转随动，当车架产生较大扭曲时，车厢可能因变形过大而早期损坏。 全金属焊接等刚度车厢设计的规范化的定量的设计计算方法并不是很完善，根据一些经验，可以知道一些设汁规范和经验数据： 车厢长度 L 要根据额定的装载质量和主要运输货物的密度，此车主要设计用途是用来运输煤炭。查得无烟煤的单位容积 质量为 700物安息角在 2750之间。设计该车的额定载质量为 M=3000公式 : （ 式中： 代入数据得： )()(30 002 3所以车厢的容积范围 : V 计车厢尺寸 长 L=3100 宽 B=2340 高 H=650以车厢的容积 V=m 由此可得： V在 V 的范围之内，此容积满足设计要求。 车厢的宽要与底盘的宽相一致，保证整车的外形的美观，并在满足要求的情况下力求减小自卸车的外廓尺寸，以减轻其整备质量，降低制造成本，提高其动力性、经济性、机动性。同时我国对公路运输汽车列车的外廓尺寸由限制，按照国家标准路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限制规定：汽车的总宽（不包括后视镜）不大于 保证与公路、桥梁、涵洞的标准保证车辆的安全行驶。所以车厢的宽 B=2340足要求。 厢重量的计算 黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 1) 车厢底板和侧梁断面应小些，布置应密集，这样易于形成等刚度。自卸汽车的车架断面系数也应比同级吨位的货车车架大一倍。 2) 对于两轴载质为 10t 的车厢，车架按 体重物从 处落人车厢的冲击负荷进行计算，车厢底板厚度应不小于 10选材强度等级大于 60。 5t 自卸汽车的车厢底板厚度应不小于 6 此外 ，针对本文设计的高位自卸汽车，为了使车厢底板和 L 型举升臂在工作时不发生干涉。在车厢周围底部加长，提高车厢底板，以变工作时为举升臂留出足够的工作空间。 由表 以确定车厢的底板选择 6板，侧边板选择 4板，前板选择4板，后栏板选择 5板。 表 见运输货物的车厢厚度 货物 车厢厚度 (车厢选用 底板 边板 后板 土石方 8 4 5 建筑垃圾 10 6 6 选择铲斗车厢 大块（矿）石 12 8 8 选择铲斗车厢 煤炭 6 4 4 运煤专用车箱 铁矿粉 10 8 8 铁矿粉专用运输车 粮食、化肥 6 4 5 普通矩形车厢 货箱体积： 箱底： 318023406=44647200 侧板： 318065024=16536000 前挡板： 23406504=6084000 后挡板： 23406505=7605000 以上体积求和 =已知钢板密度 =求得：货箱重约为 590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 16 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。 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 2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 图 示黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 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 车架的截面形状 12图 强后的副车架截面形状 图 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150、 82、 6 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 图 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 C）角型的端头形状。 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。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 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 示。 图 车架与主车架的连接 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 图 车架的前端结构 副车架前端形状常有三种形状 (见图 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 c)所示：0 1h 0 1 5 2 0l m m。 （ a） U 形；（ b）角形；（ c） L 形 黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 图 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 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：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；0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 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 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 范围内。 图 车架前端简易形状 （ a）刚质副车架 ；（ b）硬木质副车架 图 车架的安装位置 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 23 横梁 图 梁与纵梁的连接 图 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。横黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 梁仅固定在腹板上 图 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 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，确定0 1h ，0 18l ， 40a。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。 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 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 500 1000 围内 。 （ 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 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。 （ 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 。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 图 推连接板的结构 1- 副车架； 23图 接支架 123 螺栓 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 副车架之间采用止推连接板式和连接支架配合使用的连接形式。 量参数的确定 定装载质量 高位自卸汽车的额定装载质量应比同一类型汽车底盘改装的普通自卸汽车装载质量小。主要是由于它比普通自卸汽车移了一套车厢升高装置。 根据 盘的参数，初定额定装载质量 3200 车整备质量 整备质量是指汽车按出厂技术条件装备完整（如备胎、工具等安装齐备），各种油水添满后的重量（不含驾乘人员的重量）。 根据 盘的参数，整车整备质量为 )4100 估算出高位自卸汽车的整备质量 o=4160+600=4660（ 质量 质量计算公式为 e+p （ 根据 盘的参数，总质量 410（ 高位自卸汽车轴载质 量分配应基本接近原车底盘要求。为补偿车厢升高时，其质心略向后移，整车质心位置可比同类普通自卸汽车的质略向后移。当高位自卸汽高位自卸时，应对高位工况的轴载质量分配工作专门分析计算。 章小结 本章主要进行高位自卸汽车底盘的选型。首先根据所需底盘的主要设计参数查询各牌号对应的底盘，然后将现有满足设计参数要求的各种底盘进行对比，通过比较他黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 们的适用性、可靠性、先进性、方便性、价格以及供货来源等各方面因素选择比较使用的底盘；综合各方面情况最后选用 盘作为本次改装设计所选用底盘型号。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 17 第 3 章 主要机构及 零件设计 位举升机构的设计计算 了解并掌握高位自卸汽车的结构对于高位自卸汽车改装来说是至关重要的。高位自卸汽车设有车厢高位升高机构，倾卸机构，这两套机构统称为高位自卸汽车的举升机构，它能将车厢平移举升到一定高度后倾卸货物。 高位自卸汽车的倾斜机构与普通自卸汽车相同车厢高位举升机构需要进行选择。在这里我们选这两个方案设 计分析，进行尝试。 式高位自卸汽车的设计分析 1、举升机构的运动分析 图 式举升机构的分析原理图 如图 示，为剪式高位举升机构工作原理。它的主要特点是由两根长度相等的 承杆在其中部铰接，并在此基础上，用两根长相等的 承杆进行二次中部铰接，形成二级剪式支架。支承杆右端分别与车厢托架 车架 E 铰接，支承杆的左端可在滑槽 移动。举升液压缸的上支点与支承杆 下部铰接A 处，其承在车架上。当车厢举升时，举升液压缸外伸，推动支承杆 其D 18 右端的固定铰支承按时针方向摆动，其左端则沿滑槽 动；支承杆 带动下作相应的运动。同样，支承杆 带动下，支承杆 左端沿滑槽滑动，支承杆 端绕与托架铰接轴进行逆时针转动。这就使车厢托架垂直升高。如果举升液压缸收缩，车厢托架垂直降落 9。 2、 举升机构的计算 （ 1）高位升高机构的运动分析 当升举油缸由 长到 ，举升支杆 E 旋转到 时车厢升、高到最大高度。与此同时， G 点升高到 ，则车厢升高的最大高
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