载重5t的高位自卸汽车设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709850目录目录绪论1绪论411目的和意义412卸汽车定义、组成、功用513国内外高位自卸汽车的发展概况714高位自卸汽车发展方向与前景815本次设计的主要内容9第1章高位自卸汽车设计计算1021高位自卸汽车升高机构设计与分析10211L型举升机构10212平行四边形举升机构11213剪式举升机构1222倾卸机构的设计与分析14221油缸直推式14222杠杆平衡式（油缸后推杠杆组合式）15224油缸后推连杆组合式（加伍德举升臂式）16225油缸浮动连杆式（强力型）17226前推杠杆组合式17227俯冲式18第3章高位自卸汽车设计计算1931高位自卸汽车底盘的选择1932高位升高机构的设计计算22321高位升高机构的运动学分析2233高位倾卸机构的设计计算27331举升工作原理27332受力分析28334倾卸机构参数校核计算33第4章液压系统设计3541液压系统设计分析35411油缸选型与计算35413油箱容积与油管内径计算3742液压系统参数计算38421油缸选型确定38买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851423分配阀选型39424油箱容积与管路内径确定3943取力器的选择40431取力器布置方案选择40432取力器基本参数选择41第5章高位自卸基本性能参数计算4251发动机的动力性42511发动机的外特性42512汽车行驶方程式44513动力性评价指标45514整车动力性计算4753高位自卸汽车稳定性计算50531高位自卸汽车运输状态稳定性计算50532高位自卸汽车卸货时稳定性计算51参考文献53附录54致谢58买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709853绪论11目的和意义随着经济的发展和技术的进步，以及对提高作业效率的要求日益增高，作为汽车大家族中一个分支的自卸汽车，陆续出现了多种多样的型式；2008年的北京奥运会和2010上海世博会都拉动对自卸汽车的需求，而且大、重吨位的自卸车所占的比例也将进一步增大。因此对现有的各型自卸汽车进行改装设计是非常必要的，尤其在当今节约型社会具有很重要的现实意义。目前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，使它能将车厢举升到一定高度后再倾斜车厢卸货。随着经济的发展和技术的进步，以及对提高作业效率的要求日益增高，作为汽车大家族中一个分支的自卸汽车，陆续出现了多种多样的型式。自卸汽车按其载质量的大小可分为超重型、重型、中型以及轻型；按其外形尺寸、总质及能否在公路上行驶，又可分为非公路用自卸汽车和公路用自卸汽车；按其车厢卸货方向的不同，还可以分为后卸式、侧卸式以及三面卸式。目前国内外已经研制成功并投入使用的自卸汽车有超重型自卸汽车、重型自卸汽车、三面卸自卸汽车、高通过性自卸汽车以及液压举升系统自卸汽车等五种类型；其中三面自卸汽车目前应用的比较少，而液压举升系统自卸汽则应用的日益广泛。未来是节约型社会、智能化时代；因此未来的自卸汽车主要是偏重自卸举升机构的创新与智能化，并且具有节约能耗的特点。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709854、倾12卸汽车定义、组成、功用自卸汽车是利用本车发动机驱动液压举升机构，将其车厢倾斜一定角度卸货，货物依靠其自重自行卸下，车厢依靠其自重复位的专用汽车。自卸汽车自上世纪初诞生以来，不断发展，日趋完善，以成为当今货物运输的主要专用车之一。自卸汽车按用途可分为两类一类为矿用自卸汽车，属于非公路运输车；另一类属于公路运输的轻（235T）、中（48T）、重型（812T）自卸汽车。公路运输用自卸汽车按是否具有特殊功用可分为普通自卸汽车和专用自卸汽车。普通自卸汽车有两大部分组成，即二类汽车底盘和倾卸装置。其中倾卸装置是自卸汽车的主要结构部分。其主要组成如下典型的倾卸装置结构如图11所示。专用自卸汽车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，以达到特定的目的，因此结构上专用自卸汽车比普通自卸汽车复杂。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709855目前，国内生产的载货自卸汽车多为普通自卸车，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，就难以满足要求。为此需设计一种专用自卸汽车高位自卸汽车，它是装备有车厢高位举升和倾卸机构两套装置，能将车厢举升到一定高度后倾卸物料的自卸汽车，适合于高货台卸货。其外形如图12所示。高位自卸汽车的高位倾卸动作循环方式有两种其一，首先将处于原始水平位置车厢平移举升到一定高度，保持位置不变，再将车厢倾卸一定角度卸货。卸货完毕，车厢恢图11普通自卸汽车结构组成1液压倾卸操纵装置；2倾卸机构；3液压油缸；4拉杆；5车厢；6后铰链支座；7安全撑杆；8油箱；9油泵；10传动轴；11取力器缸；图12高位自卸汽车买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709856复高位水平位置，最后平移下降到原始位置。其二，按上述程序，车厢高位倾卸后，车厢的两种复位动作（即角度复位和平移下降复位）同步进行。13国内外高位自卸汽车的发展概况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。公路用自卸汽车的装载质量从220T、矿用自卸汽车装载质量从20154T以下基本形成完整的专用汽车系列，为我国自卸汽车的腾飞打下了坚实的基础。当然，除普通自卸汽车以外，专用自卸汽车的生产也得到了一定的发展，尤其是新世纪以来，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。自卸汽车生产企业无论是在数量上还是在质量上都得到了空前的发展，全国生产和改装汽车的企业由最初不足11家发展到1989年的113家，到1998年的721家，占全国汽车生产企业的864，其中改装车厂632家，主机（整车制造）厂92家。专用汽车企业的性质和生产模式也都发生较大改变。由原有分散的中、小型国有企业，通过联合、兼并、重组、民营等手段形成了企业的集团化、大型化。以前“小而全”的生产格局也不复存在，自卸汽车的生产模式将朝着单一种类、系列化、多品种的专业化模式发展。国外自卸汽车生产始于20世纪30年代，比我国早30多年在其后70多年的发展过程中，其结构不断改进，整车性能已有很大提高。为提高自卸汽车的科技含量，追求高附加值，各国更是不断采用先进技术，其主要表现以下几个方面全面提高自卸汽车内在质量和使用性能；随着使用范围的不断扩大、用户要求的不断提高，自卸汽车正朝者多品种、系列化、小批量的方向发展；在制造加工方面，自卸汽车朝着底盘生产专业化、零部件生产专业化、工艺专业化和辅助生产专业化方向发展；广泛采用计算买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709857机辅助设计，以提高设计的质量和缩短设计研制的周期；在材料配置上，将更多地采用高强度铝合金、不锈钢、工程塑料和聚合材料等。目前，自卸汽车以形成自己独特的结构与车型系列。高位自卸车作为自卸车家族的重要组成，多品种、小批量也是其一大特点。高位自卸汽车生产的另一个特点是零部件专业化生产，大部分专用汽车厂实际是一个总装厂。其产品按结构分工或组织专业化协作生产如自卸车油缸，副车架等均有个专业厂集中生产。目前，高位自卸汽车的市场占有量还很小，但随着我国经济的发展，各种大型项目的实施，高位自卸汽车的市场需求量会逐渐增大，可以预见，在今后一段时间内市场需求将得不到满足。14高位自卸汽车发展方向与前景随着国民经济的快速增长，加入WTO后市场的开放，西部大开发战略的实施，北京申奥的成功，东北三省的振兴等，无不在预示着专用汽车发展新机遇的来临。2001年北京申奥成功，北京就决定在5年内对城市基础设施建设投入1800亿元资金，重点项目达142个，因此，近几年，北京将是中国最大的专用汽车市场。西部大开发，将促进西部地区专用汽车市场的有效增长，西部地区基础设施建设投资达7000亿，10年内将修建公路35万公里。专用汽车有着较大的市场发展空间。诸如“西气东输”、“西电东送”、“南水北调”、青藏铁路及国内几条高速公路建设等大型项目的正式启动，给专用汽车市场特别是重型专用汽车市场注入了巨大活力。任何大工程的启动都需要工程机械的参与，高位自卸汽车将会在这些大型舞台里扮演重要的角色。为使高位自卸汽车能够在不同工况下圆满的完成工作的需求，经过调查、研究，我国高位自卸汽车的品种开发还应从以下方面努力进一步发展和完善中型高位自卸汽车；进一步开发自装卸机构，以适应农业等部门的需求；进一步提高高位自卸汽车的技术含量以追求其高附加值等。在以经济建设为中心的大环境里，在世界经济复苏的浪潮中。高位自卸汽车发展前景将是一片美好的，但是机遇与挑战是并成的，只有抓住机遇迎买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709858接挑战，才能实现我国专用汽车事业的真正腾飞。15本次设计的主要内容本设计的目标是设计一种载重5T的高位自卸汽车，其性能参数与所选底盘车接近。高位自卸汽车是装备有车厢高位举升机构和倾卸机构两套装置的载货自卸汽车。因此本设计主要研究的内容有车厢高位举升机构的设计计算、车厢倾卸机构的设计计算、液压传动装置设计计算选型，并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；然后进行车辆的总体布置和性能分析，并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；最后通过正确的计算，完成部部件设计选型，达到工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高的设计要求，并附之以总装配图，清楚表达设计。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709859第1章高位自卸汽车设计计算21高位自卸汽车升高机构设计与分析在高位自卸车改装设计中对升高机构设计要求如下1）能将满载货物4T的车厢在比较水平的状态下平稳地举升到一定高度。2）在卸货过程中要保证汽车具有足够的稳定性。3）在举升过程中可在任意高度停留卸货。211L型举升机构L型高为自卸汽车，是一种常见的高位自卸汽车，如图21所示，图22为其车厢举升机构示意图，L形杆BIC一端与铰链B相联（铰链B通过竖直杆固定在车架上），一端与车厢底部的铰链C相联，同时其上绞接一液压油缸2，液压油缸2另一端与车厢底部的铰链相联。举升时，液压油缸1伸长，推动L形杆BIC绕铰链B逆时针转过角度，使C端上升；与此同时，同步液压油缸2也联动工作，使车厢也转过角度，从而使车厢在上升过程中保持水平。随着BIC杆的转动，C点后移，同时带动车厢后移，当点与B点等高时，后移量达到最大。1C图21L型高位自卸汽车图22车厢举升装置原理图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098510L型高位自卸汽车的举升机构的优点有1）该机构充分利用了车厢前面的空间，使车厢底部的机构变得简单；2）该机构克服了后移量过大的缺点，机构的尺寸也较小。L型高位自卸汽车的举升机构的缺点有1）该机构最大的缺点在于车厢全部重量均有L形杆BAI承担，由于IC很长，所以BAI受到很大的扭矩作用。这就对L形杆的强度提出很高要求，同时也限制了车厢的装载量。2）液压缸1和液压缸2需要联动工作才能保证车厢的水平，使控制机构复杂。3）液压油缸的推程较大。212平行四边形举升机构采用平行四边形的车厢举升装置的自卸汽车如图23所示，其工作原理图如图24所示。它利用油缸OE驱动平行四边ABCD组成的连杆机构，即可实现车厢的平移升降，但在升降过程中，车厢的纵向位移比较明显。事实上该车就是在普通自卸汽车的基础上加装了平行四边形举升装置，适合于高台卸货或车辆之间装卸货物。平行四边形举升装置的优点有1）结构简单，易于加工、安装和维修；图24平行四边形举升装置图23升降式自卸汽车买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985112）能够保证车厢在举升和下降过程中保持水平，稳定性好；3）液压油缸较小的推程能够完成车厢较大的上移量。平行四边形举升装置的缺点是车厢上移时，其后移量很大，为了保证车厢举升到最大高度时，其最大后移量不超过设计要求，需将杆AD、BC做的很长，甚至大大超过了车厢的长度，在稳定性和较小后移量上很难两全，因此，在工程实际中利用较少213剪式举升机构如图25所示，该举升机构是由长度相等的两杆AC和BD彼此铰接于E点；AC杆的A端与水平的液压油缸拉杆铰接，并可在滑槽内移动；BD杆的B端与车厢底部为滑动铰接。当液压油缸拉杆右移时，车厢上升，同时向后移动；液压油缸拉杆左移时，车厢下降，同时向前移动。下面来具体分析一下车厢的后移原理如图26所示，设AEBEA，CEDEB，举升前1CAB，举升后2CAB，则有上移量SINI12BAS后移量221COSCOSCCOBAD化简后得S21可见，后移量与A，B的差值有关，故采用此种布置形式时，铰接点E不能为两杆的中点。采用此种布置时，会使CD的距离较小，影响了车厢工作时的稳定性，特别是在车厢翻转卸货时，这种影响尤为显著。图25剪式举升装置1图26后移量分析原理图图27剪式举升机构装置（2）买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098512为了消除这种影响，将E取为两杆的中点，同时，为了使车厢在上移时能够逐渐后移，需要将C点换成滑动铰接，而D点换成固定铰接。如图27所示此时，由于E取为两杆的中，所以在车厢上移过程中，A与D，B与C始终在一条直线上；同时由于液压油缸的作用，拉动A点向后移动，因此，D点也随之向后移动使整个车厢也向后移动。设ACBD1，举升前1CAB，举升后2C，则有上移量SINI12LS后移量CO2D该剪式举升机构的优点有1）结构简单，紧凑；2）能够很好的协调车厢上移量与后移量之间的关系，满足工作要求；3）机构的受力情况较好，汽车工作稳定性容易得到保证。这种剪式机构的缺点是液压缸水平布置时，在举升初始阶段，传动角较小，不利于工作。根据以上缺点，可以将液压缸改为竖直布置的形式，同时将A、B两点互换，使A点固定连接，而B点滑动连接，如图28和图29所示。改进后的剪式机构优点是将液压缸竖直布置后，可以很好的解决举升机构传动角过小的问题，而且，图28剪式举升机构（3）图29剪式举升机构（4）图210升降式装卸汽车买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098513它也具有，结构简单紧凑等优点，更改连接方式以后，在整个举升过程中车厢无后移量。但是它的缺点跟它的优点一样明显，要实现较大的传动角，那么液压缸的推程就需要很大，甚至多级举升都不易实现，而且车厢不举升时，能供液压油缸布置的地方较小。实际应用如图210所示。为此，可以将液压缸改为斜向向布置，即液压缸布置在剪叉机构的右侧，如图29所示。将液压缸布置在右侧，不但可以很好的就解决机构传动角小的问题，而且结构紧凑，所用液压缸的活塞推力也较小，因此可以选用直径较小的液压油缸但具有与上面同样缺点，油缸推程较大，但它可供布置的地方较大，布置更灵活。22倾卸机构的设计与分析现代自卸汽车倾卸机构主要分为两大类直推式和杆系倾卸式，它们均采用液压作为举升动力。倾卸机构主要由倾卸杆系机构、车厢和副车架组成。其功能是承载物料，并在液压系统的驱动下完成倾卸动作。高位自卸汽车改装对倾卸机构的设计要求如下1）利用连杆机构实现车厢的翻转，其安装空间不能超过车厢底部与托架大梁间的空间。2）结构要紧凑，可靠，具有很好的动力传递性能。3）完成倾卸后，要能够复位。221油缸直推式油缸直推式倾卸机构的示意图如图212所示，这种机构结构简单紧图212单缸直推式倾卸机构买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098514凑、举升效率高、工艺简单、成本较低。采用单缸时，容易实现三面倾斜。另外，若油缸垂直下置时，油缸的推力可以作为，车厢的举升力，因而所需的油缸功率较小。但是采用单缸时机构横向强度差，而且油缸的推程较大；采用多节伸缩时密封性也稍差。典型车型有1）单缸前置斯太尔1291280/K38、玛斯5511；后置斯太尔991200/K38、CA340。2）双缸QD351、EQ340。222杠杆平衡式（油缸后推杠杆组合式）油缸后推杠杆组合式倾卸机构的示意图如图213，这种机构具有结构紧凑，横向刚度比较好，举升时转动圆滑平顺，杆系受力比较小，举升过程中油缸的摆动角度很小，油缸的行程也比较短等优点。但因为机构集中在车后部，车厢底板受力大，给车身的整体布局带来一定的困难，而且，在推杆推动车厢翻转时，车厢倾翻轴支架的水平间内力非常大，因此，对材料的要求比较高。典型车型举例日产PTL81SD。223油缸前推连杆组合式（马勒里举升臂式）图213杆系倾卸机构（1）买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098515油缸前推连杆组合式倾卸机构的示意图如图214所示，这种机构横向刚度较好，举升时转动圆滑平顺，三脚架推动车厢举升时，车厢倾翻轴支架的水平反力比较小，车架底部的受力也比较均匀。但是油缸在车厢翻转过程中摆动角度较大，且活塞行程稍大。典型车型举例五十铃TD50ALCQD、QD362。224油缸后推连杆组合式（加伍德举升臂式）油缸后推连杆组合式倾卸机构的示意图如图215所示，该机构结构比较紧凑，横向刚度较好，油缸的推程小，举升时转动圆滑平顺。但举升力系数大，举升臂三角架较大。图214杆系倾卸机构（2）图215杆系倾卸机构（3）买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098516典型车型举例五十铃TD50AD、QD352、HF352。225油缸浮动连杆式（强力型）油缸浮动连杆倾卸机构示意图如图216所式，该机构结构紧凑，横向刚度较好,举升时转动圆滑平顺。油缸进出油管活动范围大，油管长，副车驾受力改善，举升力系数较小。但该机构结构比较大，油缸固定在节点上，从而使杆件刚度要求较高。而且油缸转动角度过大。典型车型举例YZ300。226前推杠杆组合式前推杠杆组合式倾卸机构示意图如图217所示，该机构横向刚度好，举升时转动平顺圆滑，在举升过程中，举升力小，构件受力改善。但油缸图216杆系倾卸机构（4）图217杆系倾卸机构（5）（五）买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098517的行程过大，偏摆角大。典型车型举例SX360。227俯冲式俯冲式杆系倾卸结构简单，造价低，横向刚度好，举升转动圆滑平顺。但油缸必须增大容量。典型车型举例73型。直推式与杆系组合式两大类倾卸机构各项性能比较祥见表21从以上几种方案分析中可以看到直推式和杆系倾卸式具有的共同特点，它们均采用液压作为举升动力。不同的是直推式是利用油缸直接举升车厢实现起倾卸，油缸推动力直接作用在车厢上，不需要杆系作用；而杆系倾卸式的倾卸机构由连杆、三角架或推杆等组成。不同的倾卸机构的布置和组成也不相同，但他们都具有举升平顺，举升刚度好，使油缸行程成倍增大，可采用结构简单、密封性好、易于加工的单缸，布置灵活多样等优点。定锁压板2，迫使压板2连同联接在它上面的带四角形凸轮的转轴一起围绕销3沿顺时针方向旋转，利用凸轮压迫橡胶块所产生的反力将滚子夹紧，使车厢与托架保持可靠。图218杆系倾卸机构（6）买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098518第3章高位自卸汽车设计计算31高位自卸汽车底盘的选择根据我国目前生产的各类型专用车辆的基本模式，大多是为了满足国民经济某一服务领域的特定使用要求，主要是在已定型的基本车型底盘的基础上，进行车身及工作装置的设计，与此同时对底盘各总成的结构与性能进行局部的更改设计与合理匹配，以达到满足使用需求的较为理想的整车性能。因此，专用汽车性能的好坏直接取决于专用汽车底盘的好坏，通常专用车辆所采用的基本底盘按结构分可分为二、三、四类底盘。二类底盘是在整车基础上去掉货厢，三类底盘是从整车上去掉驾驶室与货厢，四类底盘是在三类底盘的上去掉车架总成剩下的散件。汽车底盘的选择主要是根据专用汽车的类型、用途、装载质量、使用条件、专用汽车的性能指标、专用设备或装置的外形、尺寸、动力匹配等决定，目前，几乎80以上的专用车辆采用二类底盘进行改装设计。采用二类汽车底盘进行改装设计工作重点是整车总体布置和工作装置设计，对底盘仅作性能适应性分析和必要的强度校核，以确保改装后的整车性能基本与原车接近。在汽车底盘选型方面，一般应满足下述要求；1）适用性对于专用改装车底盘应适用于专用汽车特殊功能的要求，并以此为主要目标进行改装造型设计。2）可靠性所选用汽车底盘要求工作可靠，出现故障的几率少，零部件要有足够的强度和寿命。且同一车型各总成零部件的寿命应趋于平衡。3）先进性应使用整车在动力性、经济性、操纵稳定性、行驶平顺性及通过性等买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098519基本性能指标和功能方面达到同类车型的先进水平的汽车底盘。而且在专用性能上要满足国家或行业标准的要求。4）方便性所选用的底盘要便用于安装、检查保养和维修，处理好结构紧凑与装配调试空间合理的矛盾。在选用底盘时，除了上述因素外，还有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。表31EQ1090和CA1091底盘参数主要参数车型大装牌DLZ3091JDH美发MG3090D装载质量（KG）45004500整车整备质量（KG）48004590总质量KG93009275底盘型号CA1091EQ1090车厢尺寸（长宽高）MM4200230055033002170530轴距MM40503950最小离地间隙MM265265发动机型号CA6102EQ61001最高车速KM/H9090最小转弯半径M88最大爬坡度2828百公里油耗265265制动距离（M/30KM/H）88车胎类型与规格9002090020从上表中，可以发现CA1091与EQ1090在整体性能上差不多，且市场买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098520价格和在市场上的占有率都差不多，因此，这两种底盘无论那一个都是上佳选择，因为是CA1091底盘更适合于高位自卸汽车改装设计，所以选择CA1091底盘作为本次设计汽车所用底盘。1）尺寸参数的确定高位自卸汽车与普通自卸汽车一样，都是在二类底盘的基础上进行改装而成，主要尺寸参数原则上应于原车底盘尺寸相同，保证性能参数与原车基本保持不变。2）质量参数的确定额定装载质量EM因为高位自卸汽车比普通自卸汽车多加了一套升高装置，所以装载质量应比普通自卸汽车小，根据大装牌DLZ3091JDH车装载质量为4500KG，所以初定额定装载质量为4000KG。整车整备质量0M整车整备质量是指专用汽车带有全部工作装备及底盘所有附属设备。加满油和水，但未载人和载货时整车质量。参考同类普通自卸汽车的整车整备质量在此基础上在增加车厢升高装置的质量，便可估算高位自卸汽车的整0M车整备质量。0大装牌DLZ3091JDH车整车整备质量4800KG,因为在本次设计选用的车厢尺寸有较大的变化，选用的是35002400530，因此整车整备质量比大装牌DLZ3091JDH车相对较小，取为4700KG。即高位自卸汽车整车整备质量为KG503470M（3）总质量总质量计算公式为AKG915360PE买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098521式中乘员质量（KG），按每人65KG计。PM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。32高位升高机构的设计计算剪式举升机构是常见的高位举升机构，该机构采用长度相等的支撑杆CE、FD彼此铰接于中心B点，且DF杆的D点与车厢底架为滑动铰接，并可在滑槽内移动；CE杆的C端与车架上的滑槽滑动铰接。当液压油缸在举升工况时，推动车厢上升；液压油缸在下降工况时，车厢下降。如图31所示。321高位升高机构的运动学分析在举升过程中机构采用两个相同的液压油缸进行支承，其运动力学分析见图31，由于此机构为平面运动，可用瞬时速度中心法求解活塞运动速度。杠FD上D点、A点的瞬时转动中心都为F点，这样D点的运动速度（31）LWVD2A点的运动速度ALA图31运动分析机构简图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098522台面升降速度COS2COSLWVDYA点的运动速度（32）CSLAYA活塞运动速度（33）YAVLVCOS2INO式中LH2SIN1COSINTA1L322高位举升机构动力学分析考虑整个剪叉机构为平衡对象，铰链的约束为理想约束，台面荷重W及液压缸活塞推力P为主动力，依虚位移原理可知，所有作用在该质点系的主动力在任何虚位移中所做的虚功之和等于零。即取图32所示的坐标轴，可得0IWIYIXZF（34）WPYPXWP由图32分析可知，COSXSINPY图32动力分析机构简图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098523，COSALXPSINALYPSIN2LYW经变分运算后得ILXPCOSAY2LW代入式34，整理后得活塞推力（35）WALPSINCO这就是活塞推力与台面荷重的关系式。由此式可见，在给定台面荷重W的情况下，活塞推力P随A，B角变化而变化，而A，B角与结构尺寸A，B，L及升程H有关。所以，根据设计要求的荷重和剪叉机构的结构尺寸，即可求出在整个升程范围内液压缸活塞的推力，以确定出液压系统的工作压力。验证（33）式和（35）式的正确性，可从机械能守恒原理来证明，即WVPY当起始角为最小值时，活塞推力P为最大值，这便是确定液压系统最高工作压力的依据。而台面升降速度V的变化范围较小，可以满足工程设计的要求，如要进一步减小升降速度的变化范围，可通过适当调整结构尺寸A，B，L来实现。因此，校核计算时只需要校核在最低位置时参数就行了。323举升机构参数的确定与校核剪叉机构的结构尺寸A500MM，B100MM，L1460MM，50190考虑到超载的因素，因此计算台面荷重应有一定的安全系数，即台面荷重买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985245390183074GMWE）（车厢托架N1油缸与活塞初始长度MM752419SIN65SIINSI11001油油油LLALLMM30I22油油LBMM9817541油油油L2油缸推力WALPSINCO20N196853019I5146S由于剪叉机构由两个相同的液压油缸同时提供的，因此单个液压油缸的推力为N9834126PT3销轴的校核（图33为剪叉臂受力简图）N7545021WF买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098525整体考虑对O点取矩0M5COS218SIN5COS213LFALTLW146056SI9034460393N173F中心销B所受力0XN269511347531YN中心销底座销O所受力N29831COS9834COS4TFXN34091SIN47526IN24YYN60224YXN底座销销轴均用45钢制造，作调质处理，其屈服强度为335MPA，选S择安全系数为2，其许用剪切应力051675MPA。S图33剪叉臂受力简图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098526与油缸联结的销轴的直径为30MM，其最大剪切应力为MPA1390514398622RT底座销轴的直径为40MM，其最大剪切应力为MPA622中心销轴的直径为40MM，其最大剪切应力为MPA38105439622RT销轴都有足够的抗剪切能力。4）剪叉臂的校核由图33可知对剪叉臂上段受力最大，剪叉臂初选碳素合金钢Q34516MNL的方型钢管，其截面尺寸为100508，经有限元分析发现其在D点（图32）时变形最大，为17MM（参考黄考考高位自卸改装汽车静力学分析与有限元优化设计），在从平台安全性、稳定性和节约材料等多方面考虑，将剪叉臂的最大变形量设置为10MM，这样高位升高机构该剪叉臂就符合要求了。5）托架的校核在举升过程中托架基本上被内外剪叉臂分为三段，托架采用两侧立的16槽钢，宽为900MM承受均布载荷，材料为Q34516MNL如图34所示，此托架最大变形量为0019M，为了增加上平台的稳定性只要将其最大变形量控制在30MM以内就可以。因此此托架完全可以满足要求。33高位倾卸机构的设计计算图34托架买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098527331举升工作原理D式举升机构又称后推式连杆放大举升机构。具有工作原理见图35。该举升机构由举升油缸OB、三角臂ABC、拉杆OA构成。工作状态下油缸充油使活塞杆OA一边旋转一边升高。三角臂通过铰接点C使货厢绕后铰接点K翻转，实现货厢举升卸货。当卸货完成后，液压操纵手柄扳到“下降”位置，车厢在自重作用下使油缸回油并复位。332受力分析D式举升机构的油缸P通过三角臂DBK间接作用到货厢上。油缸两端通过铰链A、B分别与车架、三角臂相连。拉杆两端通过铰链A、K分别与车架、三角臂相连。三角臂通过铰链D与货厢相连。图36中受力与结构参数示意为三角臂对货厢举升力；F货厢对三角臂的举升阻力；货厢及货物总重，假设货物在货厢中均匀分布，且在举升中重G心恒定；油缸对三角臂推力；P拉杆对三角臂拉力；T推力与夹角，即；FAODA推力与拉杆夹角，即；K推力与夹角，即；三角臂结构参数，即；B油缸推力与拉杆夹角，即；PA图35D式举升机构示意图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098528铰点、间距离；YAD铰点、间距离；XB铰点、间距离；LO拉杆的长度；1LAK三角臂边长；2D三角臂边长；4LB车厢举升角；油缸与垂线夹角；与车厢底面夹角；OD与大梁平面夹角；A1）三角臂对车厢翻倾力F的计算以三角臂为分离体，作用于其上的三个力、与构成平面汇交PT力系，三力作用线必通过A点，且。在以车厢为分离体，不计各铰链处摩擦阻力矩，对铰点取矩，即O0M则SINCOSINCOSINCOSHBFHBFHGASINCOSCOSSINIHBHB（36）在中AOD22LY图36D式举升机构受力简图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098529COS22LY（37）又有SINIL得SINLY（38）由式（37）和式（38）可得COS2INSIN2LCOS2INARI2（39）由式（36）及（39），对于任一个给定的车厢举升角，都可求出三角臂所能产生的翻倾力的大小以及与水平线夹角（）。并可F由式（38）计算出每一举升角所对应的值。Y2）油缸行程计算在中DAKCOS221LL得YL21AR（310）又1212COSYLL得YLY122ARCOS（311）在中ABDCOS242YLX（312）买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098530由式（310）及（312），可求出每一举升角所对应的值。若设最X小举升角对应油缸长，最大举升角对应油缸长为，则油缸行程为1X2S（313）12S3）油缸推力计算在中ABKCOS12123XLL31413ARCOSL以三角臂为分离体，忽略各铰接处摩擦阻力矩，对点取矩，即K，0KM则SINSI11PLLF由于得SISI11LLINFP（315）（316）90由有式（315）与式（316）便可求出油缸推力P和油缸与垂线夹角4）拉杆拉力计算以三角臂为分离体，忽略各铰链处摩擦阻力矩，对点取矩，即B，0BM则SINSIN1TLXF由于SISI1L买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098531SIN1LXFT（317）与水平面夹角（318）T由式（317）及式（318）便可求出拉杆拉力及相应夹角。333倾卸机构受力计算由于油缸最大举升力及最大拉杆拉力均出现在的初始位置，PT0所以计算受力时时，只要计算初始位置（时）即可。已知参数如下MM，MM，MM，MM，MM315H0H1450A150B8951LMM，MM，MM，92L37L68L2NMGG69由图中结构可知MM157015222BHLODMM94839CDABTAN3150ARCTNRTBHCDT8469TTD）三角臂对车厢翻力的计算当时，由公式（37）可得053418460COS159472159472YMM由公式（39）可得买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709853263758460COS159472159473860SINARCSIN22）油缸行程计算由式（310）、（311）和（312）可得当时，0067534192085ARCOS282M79051067COS5341602534121XM3）油缸推力计算由式（314）、（36）、（315）（316）可得当时，03624895702ARCOS28718SIN14637155FNN3592SI8P486163784904）拉杆拉力计算由式（317）（318）可得当时，N086493324SIN89504716T138334倾卸机构参数校核计算买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985331）三角臂的校核选用经过调质处理10MM厚的Q345优质碳素结构钢的钢板，两个相同的三角形钢板中间通过三根轴销连接，销轴材料选用45经过调质处理优质碳素结构钢，为改装设计时具有通用性，销轴直径统一选用30MM，外套一个外径40MM屈服强度为335MPA，选择安全系数为2，其许用S剪切应力为051675MPA，剪叉臂的剪切应力为05SS1675MPA。三角臂销轴受最大剪切力MPA1205143869622RT2）拉杆的校核拉杆选用45优质碳素结构钢薄钢板，截面尺寸为7MM40MM。最大剪切力为MM154074286936AT至此倾卸机构的参数就确定并校核完成了。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098534第4章液压系统设计41液压系统设计分析自卸车所采用的油泵、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。411油缸选型与计算作为液压系统执行元件的油缸分为活塞式和浮拄式两类。活塞式均为单向作用，其缸体长度大而伸缩长度小、使用油压低（一般不超过14MPA）。浮拄式为多级伸缩式油缸，一般有25个伸缩节，其结构紧凑，并具有短而粗、伸缩长度大、使用油压高（可达35MP）,易于安装布置等优点。浮拄式油缸又分为单向作用式与双向作用式。双向作用式用油压辅助车厢降落，因此工作平稳，降落速度快。直推式倾卸机构多采用单作用多级油缸；而杆系组合式倾卸机构多采用单作用单级油缸。1油缸直径确定油缸选型主要依据自卸车翻倾机构所需的最大举升力以及最大举MAXF升角。按照前者计算确定缸径；按照后者确定油缸工作行程。最大举升力N42MAXDPFPFMAX4（41）式中系统效率，通常按08；液压系统额定工作压力（MPA），可按P10MPA、136MPA、157MPA、206MPA、35MPA等档次选取买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098535,越高，对密封要求也越高，成本亦随之上升。P2油缸工作行程确定M（42）0AXSL式中在最大举升角时举升油缸两铰点间距离，M；MAXS在举升角时油缸两铰点间距离，M。0412油泵的选型计算自卸车常用油泵分为齿轮油泵与柱塞泵两类。齿轮泵多为外啮合式，在相同体积下齿轮泵比柱塞泵流量大但油压低。柱塞泵最大特点是油压高（油压范围1635MPA），且在最低转速下仍能产生全油压，固可缩短举升时间。中轻型自卸车上多采用齿轮泵，常用系列有CB、CBX、CG、CN等。重型自卸车常采用柱塞泵。1油泵工作压力PMPA（43）AF6MAX10式中油缸最大举升力，NMAXF油缸横截面积，M2。A2油泵理论流量TQL/MIN44TV60式中油缸最大工作容积（M3），按下式计算VL320MAX14DS、之单位均为M；MAXS0D举升时间，S，一般要求20S；TT买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098536液压泵容积效率08509。3油泵排量QML/R45310NT式中油泵流量，L/MIN；TQ油泵额定转速，R/MIN。N4油泵功率N（46）WPQTN式中油泵最大工作压力，PA；P油泵额定流量，M3/S；NQ油泵总效率08。TT按以上各式算出、后，即可从标准油泵系列中选取所PTQQN需油泵型号。413油箱容积与油管内径计算1油箱容积计算一般要求油箱容积不得小于全部工作油缸工作容积的三倍，VV即（47）32油管内径计算由31260401DQT高压管路内径1164VQDT（48）式中油泵理论流量，L/MIN；TQ高压管路中油的流速36M/S；1V1V买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098537低压管路内径2264VQDT（49）式中低压管路中油的流速1M/S。2V2V42液压系统参数计算421油缸选型确定由公式（41）、42可知）升高机构油缸M098164394MAXPFDM630820AXSL2）倾卸机构油缸M10810643594MAXPFDM465720AXSL根据L,D计算结果，举升有缸选用多级油缸3TGE1501800，倾卸油缸选用单级油缸DJJ100CE1E。422油泵选型确定液压缸工作容积计算VL9741061042320MAXDS油泵流量TQL721906TVT取力器速比I买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985381253I举升时发动机转速R/MIN20EN油泵转速R/MIN15963I油泵每转流量QML/R4170273NQT根据以上计算结果，选取CB_FC20型齿轮泵，其性能参数如下额定排量20ML/R174实需排量额定压力16MPA（实际使用油压）NP额定转速2000R/MIN1596R/MIN实际转速旋向左旋该泵所需功率NKW64106592801TNQP423分配阀选型根据本车的使用条件与要求，选用通用性强、可靠性好、维修方便的机械操纵分配阀三位六通液压阀。424油箱容积与管路内径确定油箱容积L273516HBLV倍3倍497高压油管内径MM966411QDT低压管路内径MM815222VT根据管路计算结果选用（HG440666）两层钢丝编织胶管作0买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098539为高压管，管接头形式为A型扣压式；低压回油管则选用内径的一层20钢丝编织低压胶管（HG440666）。液压油冬季选用HJ20号机械油，20夏季HJ30号机械油。43取力器的选择各类专用汽车的专用工作装置主要由汽车发动机提供动力源。取力器就是汽车的一种专用动力输出装置。它从发动机取出部分功率，用于驱动各类液压泵、真空泵、空压机以及各种专用汽车工作机械。431取力器布置方案选择专用车取力总布置方案决定于取力方式。常见的取力方式可分类如下、倾从发动机前端取力的特点是采用液压传动，适合于远距离输出动力。固此种取力方式常用于由长头式汽车底盘改装的大型混泥土搅拌运输车。从飞轮后端取力的特点是取力器不受主离合器影响，传动系统与发动机直接相连，取力器到工作装置距离短、传动系统简单可靠、取出的功率大、传动效率高。这种方案应用较广，如平头式汽车改装的大、中型混泥土搅拌车等。从变速器轴取力的布置方案又称变速器上置式方案。此种方案将取力器叠置于变速器之上，用一惰轮与轴常啮合齿轮啮合获取动力，固需买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098540改制原变速器顶盖。此方案应用很广，如自卸车、冷藏车、垃圾车等一般都从变速器上端取力。从变速器取力的其他方案从变速器取力有多种方案，如从中间轴末端取力，从道档齿轮取力，从上取力等。但最常见的还是从中间轴齿轮取力，称为侧置式取力，又可分为左侧与又侧布置方案，如CA1091系列汽车取力器、EQ1090系列汽车取力器均为侧置取力器。传动轴取力方案是将取力器设计成一独立结构，设置于变速器输出轴与汽车万向传动轴之间，该独立的专用取力装置固定在汽车车架上不随传动轴摆动，也不伸缩。设计时应使用可伸缩的附件传动轴与其相连，并应注意动平衡与隔振消振。分动器取力布置方案主要用于全轮驱动的牵引车、汽车起重机等来驱动绞盘或起重机构。从取力器到工作装置间可采用机械传动或液压传动。本设计选用底盘为CA1091，所以选用从中间轴齿轮取力的布置方案。432取力器基本参数选择取力器实质上是一种单级变速器。其基本参数有取力器总速比、额定输出转矩、输出轴旋向以及结构质量等。CA10