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SY-025-BY-2毕业设计（论文）任务书学生姓名王凯系部汽车工程系专业、班级车辆工程B04-15班指导教师姓名韩春强职称讲师从事专业交通运输是否外聘是否题目名称摆臂式垃圾车车厢设计一、设计（论文）目的、意义1、设计目的通过进行装卸垃圾车车厢和自动倾倒液压系统的设计，培养学生机械、液压方面的设计能力；通过对所学知识的复习和对设计部分所涉及的课本以外知识的自主学习,进一步培养学生的系统学习能力。2、设计意义垃圾箱的装运是我们日常生活中常见的问题，提高装卸效率和装卸便捷性是垃圾装卸工作的重要内容，目前有许多种类型的垃圾装卸车，功能和特点各不相同。摆臂式垃圾车车厢设计需要借鉴现有垃圾装卸车的优点，要能够方便地装卸垃圾箱斗并自动倾倒垃圾，方便城市清洁环保工作。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）1、设计内容认真查阅国内外文献，在全面掌握摆臂式垃圾车车厢构造和技术标准的基础上，结合此次设计要求，完成车厢的布置和设计。设计的主要内容有：按给定车厢尺寸和需要实现的功能，设计摆臂机械。按功能要求设计液压系统，对摆臂机构进行部分设计计算，给出主要零部件图和装配图，并对部分零部件进行校核。2、技术要求设计方案要合理，结构要符合人们的使用需要。所含图纸必须采用计算机辅助制图，要求工整、清晰、规范。设计说明书应层次分明，数据详实，文字简练，推理有据，内容严谨。内容一般包括主要部分组成，依次为：封面；任务书；中、英文摘要；目录；正文；参考文献；致谢；附录等。正文一般包括：理论分析、设计方案、计算方法、试验结果以及必要的图表、统计数据等，正文主体要求文字简练、通顺、层次清楚，重点突出。三、设计（论文）完成后应提交的成果（一）计算说明部分1、设计研究题目的意义及发展趋势； 2、设计研究内容的问题与分析；3、设计方案的选定；4、摆臂机构的计算、分析与校核；5、摆臂机构的几何尺寸计算；6、摆臂机构材料选择与强度计算；7、液压系统的设计、计算与选型；8、主要参考文献及附录等（二）图纸部分摆臂式垃圾车车厢总装配图以及零件图，总共合3张以上A0图纸。四、设计（论文）进度安排（1）调研、资料收集、完成开题报告；第4周（3月23日3月29日）（2）列出设计说明书提纲，提出最优设计方案；第5周（3月30日4月5日）（3）绘制草图，绘制原理图； 第67周（4月6日4月19日）（4）绘制总体结构图、提供说明书初稿第810周（4月20日5月10日）（5）完善设计和说明书；第1115周（5月11日6月14日）（6）毕业设计（论文）审核、修改； 第16周（6月15日6月21日）（7）毕业设计（论文）答辩准备及答辩。 第17周（6月22日6月28日）五、主要参考资料汽车设计制造相关书籍，机械设计、液压传动等相关资料。1 王望予.汽车设计；2 李壮云.液压元件与系统；3 王三民.机械原理与设计；4 王贤坤.机械CAD/CAM技术、应用与开发。5液压识图;6机构创新原理;7模具设计基础六、备注指导教师签字：年 月 日教研室主任签字： 年 月 日本科学生毕业设计摆臂垃圾车车厢设计 系部名称： 汽车工程系 专业班级： 车辆工程 B04-15班 学生姓名： 王凯 指导教师： 韩春强 职 称： 讲师 黑 龙 江 工 程 学 院二八年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeDesign of the Van Boby of Suspends the Arm Garbage TruckCandidate：Wang KaiSpecialty：Vehicle EngineeringClass：B04-15Supervisor：lecturer. Han ChunqiangHeilongjiang Institute of Technology2008-06HarbinSY-025-BY-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名王凯系部汽车工程系专业、班级车辆工程B04-15班指导教师姓名韩春强职称讲师从事专业交通运输是否外聘是否题目名称 摆臂式垃圾车车厢设计一、课题研究现状,选题的目的、依据和意义1、研究现状世纪年代末以来，我国垃圾车的研发机构、改装生产企业通过引进、消化、吸收国外先进技术，加快了国产垃圾车新产品的研发和生产，使国产垃圾车的技术装备水平得到较快发展和很大提高，改变了传统的垃圾装运的作业方式，由人工作业向机械化、半机械化方向发展，垃圾车的装备技术由简易型向技术密集型方向发展。现代化垃圾车的装备技术与生态型、现代化国际大都市发展相适应，具有国际先进、技术创新的装备特征。从满足单一的普通作业需求，向满足文明作业、环境保护、质量监管、城市容貌等作业和管理需求方向发展。其主要特征为集成化、 环保化、人性化和数字化 。从总体上看，由敞开式发展到密闭式，已经成为垃圾车的发展趋势。密闭式垃圾车包括压缩式垃圾车、自装卸式垃圾车、车厢可卸式垃圾车等机械化密闭式垃圾收运车辆。使车辆运输效率和密闭性能得到提高。目前，我国摆臂垃圾车在功能上，部分接近国外同类产品水平。但在性能上与国外先进产品还存在较大差距。生产企业的加工装备简陋、工装模具不全、工艺技术落后、生产规模小，低端产品特征明显，整车性能较差。并且在技术上缺乏自主知识产权和概念创新。大部分国产垃圾车是以模仿进口车功能为基础来研制生产的，产品同质化现象较为普遍。2、目的、依据和意义从价格上看，密闭压缩式垃圾车较昂贵，而摆臂式较之在价格上具有普遍优势。如若能在其实用的基础上进一步完善结构，完美其功能，那么摆臂式垃圾车会更有广阔的市场空间。本人所设计的摆臂式垃圾车车厢就是立足于普通垃圾车的功能基础之上，完善垃圾厢斗的严密性，防止液体的散漏造成二次污染，加大垃圾箱斗的有效利用面积，同时增加举升缸的举升能力，提高垃圾作业的工作时效。摆臂式垃圾车广泛适用与城市街道学校垃圾处理，适用全国通用垃圾斗，可一车配多个垃圾斗，各个垃圾点放置多个垃圾斗，厢斗可吊上放下，可自行倾倒垃圾，液压操作，操作方便。二、设计（论文）的基本内容,拟解决的主要问题1、研究的基本内容 所要研究的主要内容是摆臂垃圾车车厢的设计。按选定车厢尺寸和所要实现的功能，设计垃圾车厢斗装置及其摆臂装置；按功能要求设计液压系统管路；给出主要零件图，并对主要零部件进行校核。2、拟要解决的问题 （一）摆臂垃圾车车厢的设计（二）垃圾车厢斗的设计 （三）液压缸在摆臂上的支点的确定 （四）车厢举升装置设计 （五）车厢液压系统设计三、技术路线（研究方法）通过阅读各种与题目相关的书籍和期刊杂志，收集各类资料，根据选定的技术参数、规格、范围及性能确定摆臂拉圾车车厢的总体设计方案。主要对摆臂进行民用工业要的设计，进行结构及运动学分析，设计和绘制工作装配总图及部件图，最终得到能对生产实践起重要作用的新型自卸车车厢。以下是设计流程梗概图汽车底盘数据收集垃圾车车厢参数的确定及设计垃圾车车厢厢斗的参数确定设计摆臂垃圾车摆臂机构参数的确定设计垃圾车液压缸参数的确定设计及校核垃圾车厢体、液压缸零件图及装配图绘制撰写设计说明书四、设计（论文）进度安排（1）调研、资料收集、完成开题报告；第4周（3月23日3月29日）（2）列出设计说明书提纲，提出最优设计方案；第5周（3月30日4月5日）（3）绘制草图，绘制原理图； 第67周（4月6日4月19日）（4）绘制总体结构图、提供说明书初稿第810周（4月20日5月10日）（5）完善设计和说明书；第1115周（5月11日6月14日）（6）毕业设计（论文）审核、修改； 第16周（6月15日6月21日）（7）毕业设计（论文）答辩准备及答辩。 第17周（6月22日6月28日）五、参考文献1王望予.汽车设计北京：机械工业出版社，2004.8（2006.8重印）.2李壮云.液压元件与系统.北京：机械工业出版社，2005.6.3王三民.机械原理与设计.北京：机械工业出版社，2004.4王贤坤.机械CAD/CAM技术、应用与开发.北京：机械工业出版社，2000.11.5曲继.机构原理与设计.北京：科学出版社，2007.6龚微寒.汽车现代设计制造M.北京：人民交通出版社,1995.7余仁义,梁涛.自卸汽车倾卸机构的设计J.专用汽车.2003,(2)：20-21.8叶军祥.自卸车液压举升机构的受力分析与计算方法J.专用汽车.1993,(3)：15-16.9刘敏杰,刘聚德.几种举升机构的结构与性能分析J.专用汽车.1999,(2)：23-25.10苏金泉.连杆复合式举升机构的设计J.汽车技术.1985,(3)：15-25.11唐桂云.自卸车连杆放大式举升机构设计J.专用汽车.1995,(4)：27-31.12辛珍阳.前推连杆放大举升机构的改进J.专用汽车.2000,(2)：26-27.13杨裕强.有多节伸缩盖板的自卸车大厢的设计J.机械设计与制造.2006,(3)：3-4.14向晓峰.软索在自卸车启闭机构中的应用J.专用汽车.2005,(2)：34-35.15Martin W.Stockel,Martin T.Stockel.Auto FundamentalsR.U.S.A：Goodheart Wilcox Company,2003：102-110.16 Bryson, George Y.; Deal III, Walter F. The automobile: A designers dreamJ. Technology Teacher，1996，55（6）：36.六、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摘要垃圾车在现代生活中起到的作用越来越大，越来越被人们的重视。现代的垃圾车设计在专用车设计中的占有的地位也越来越高。目前，垃圾车设计普遍存在着价位过高，与当前垃圾车的实际接受能力存有一定的距离，致使高消费的垃圾专用车的消费量较小。本设计从市场现实需求角度出发，看重实际，把设计功能较完善合理，充分满足功能要求作为设计目标。在设计中,积极使用新型材料、降低成本价格,以期生产出占有市场优势,功能全，价格低，市场需求量较多的实用型摆臂垃圾车。设计中，针对现有垃圾车厢斗由于使用环境问题，而致使存在的厢斗易腐蚀、使用周期短的不良现象，加置抗腐蚀性强的内层厢体，大大延长了厢斗的使用寿命，进一步增加了实用性。较好的解决了该类垃圾车车厢斗的易腐蚀问题。并且内层材料价格相对较低,有望成为摆臂式垃圾车密封车厢的新产品。关键词关键词：垃圾车；车厢；摆臂；支腿；液压系统黑龙江工程学院本科生毕业设计IIABSTRACTGarbage truck the role which plays in the modern life is getting bigger and bigger, more and more by peoples value. The modern garbage truck design the status which holds in the private car design is also getting higher and higher. At present, garbage truck design universal existence changes to the high consumption, has certainly certainly with the current actual garbage truck market demand is uncoordinated, the cause high consumptions trash private cars consumption quantity is small. Regards the reality, from market realistic demand angle embarking, is perfect the design function reasonably, in satisfies the function request in the foundation, uses the new material, to truncate the low price, to hold the market superiority positively to take the design idea and the starting point, produces the function entire, the cost is low, the market demand many practical suspends the arm garbage truck.In the design, fights in view of the existing trash compartment as a result of the use environment question, but causes the existence the theater box to fight easily to corrode, the use cycle short undesirable tendency, Canada sets at the corrosion resistivity strong project with to gather hardly the chlorine second grade thin plastic level, lengthened the service life which greatly the theater box fights, further increased the usability.Key words: Garbage Truck; Container; Suspending Arm; Suspport Leg; Hydraulic Sgstem 黑龙江工程学院本科生毕业设计目录摘要IAbstractII第1章 绪 论11.1概述11.2摆臂式垃圾车定义及组成功用21.3国内外摆臂式垃圾车的发展状况31.4摆臂式垃圾车的发展方向和前景31.5本设计研究的主要内容4第2章 摆臂式垃圾车底盘的选取52.1底盘的选取52.1.1汽车底盘选型要求52.1.2底盘选型52.1.3底盘的选取62.2选用的底盘主车架的主要尺寸72.3垃圾车质量参数的估算72.4本章小结7第3章 摆臂式垃圾车车厢结构设计93.1副车架的设计93.1.1副车架外形设计93.1.2副车架选材93.2车厢设计103.3摆臂式垃圾车车箱斗外形设计113.3.1厢斗形状的确定113.3.2厢斗的密封及开合机构设计113.3.3厢斗的保护设计123.3.4厢斗选材123.4摆臂式垃圾车举升机构的设计133.4.1摆臂液压缸的选用133.4.2摆臂的设计133.5支腿的设计143.6总体结构设计153.7本章小结15第4章 摆臂式垃圾车车厢设计计算174.1垃圾车副车架主要尺寸参数设计计算174.1.1副车架主要尺寸设计174.1.2副车架的强度刚度弯曲适应性校核174.2垃圾车车厢主要尺寸参数设计234.3垃圾车厢斗主要尺寸参数设计244.4摆臂设计计算254.5摆臂强度刚度及弯曲变形的校核294.5.1摆臂液压缸最大推力的计算294.5.2摆臂强度刚度校核304.6支腿机构的设计374.7本章小结38第5章 摆臂式垃圾车液压系统设计395.1液压系统设计参数计算395.1.1摆臂举升液压缸选型与设计395.1.2摆臂举升油泵的选型计算405.1.3支腿油缸选型计算415.1.4油箱容积与油管内径计算425.1.5方向控制阀的选型435.2操纵方式的选型435.3液压系统原理445.4取力器的选择455.5本章小结46结 论47参考文献48致 谢 49黑龙江工程学院本科生毕业设计第1章 绪 论1.1概述改革开放以来，随着中国的经济高速发展，城市数量及人口显著增加，城市规模和范围不断扩大。随着城市化进程的加快，中国城市生活垃圾产量不断增长，年增长速度在过去几年曾达到5%8%。到2001年,中国的城市生活垃圾清运量近1.4亿吨。近几年，中国城市生活垃圾清运量的增长趋势开始变缓，进入了一个低增长阶段。但是，随着城市垃圾的累积量越来越大，高效的城市垃圾处理已变的刻不容缓。为了避免垃圾在运输中造成二次污染，因此，保持垃圾在运输过程中的全程密闭，是现代垃圾车最基本的要求。据了解，目前国内大量使用的密闭垃圾车主要有自卸式垃圾车、摆臂式垃圾车、车厢可卸式垃圾车以及压缩式垃圾车。其中，自卸式垃圾车在市场价格上占有较大优势，但其在使用上要配备垃圾的装载车辆，增加了人力和物力的成本；车厢可卸式垃圾车，同样需要附加垃圾装载车辆，增加了运作费用；压缩式垃圾车，相当于一个流动垃圾中转站，能够把垃圾挤入车厢压实，并具有垃圾自动推卸等功能。压缩式垃圾车收集垃圾方式简便、高效、压缩比高、装载量大，特别是其突出的密闭性好、更环保等优点，被认为是垃圾车的主要发展趋势。但是我国大多城市现有的垃圾收集是定点收集方式，要变固定方式为流动方式，不仅要改变人们的习惯，还要耗费大量人力物力重建垃圾收集站。同时，垃圾车的购买大部分依靠财政拨款，资金成为又一不利因素。因此，压缩式垃圾车在很多城市无法迅速推广，只在上海、武汉、广州等大城市有较大比例的使用。而摆臂式垃圾车，能够在一定程度上集括了上述几种垃圾车的长处。该车的特点是货斗与车体分开，能够实现一台车与多个货斗联合作业，循环运输，充分提高了车辆的运输能力，特别适用于短途运输，在价格上也同样占有较大优势。本设计针对中型汽车底盘，在其性能允许范围内，进行摆臂式垃圾车的车厢、摆臂、垃圾厢斗、车尾支腿及液压系统的加置设计，使其能够轻易完成垃圾清置部门的各项使用要求。同时，增大垃圾厢斗的盛载容积，增加一次运输垃圾货物的数量，加强实用性。1.2摆臂式垃圾车定义及组成功用摆臂式垃圾车是一种既能自动装运、倾卸散装货物,又能自装自卸集装箱、预制构件、机械设备等大件物体的专用车辆。主要由二类货车底盘、摆臂机构、车厢及厢斗、液压操作系统及其他辅助机构组成。具体各设计组成机构与功能如下（如图1.1）： （1）操纵装置：上面的按钮与操纵杆用来控制自装卸过程中的各个动作；（2）地坑式厢斗：用于盛载各种垃圾货物；（3）举升液压缸：通过控制杆的向前(向后)推动，使主液压缸伸缩，驱使主臂向前(向后)摆动,达到提升(放下)箱体的目的。空箱时可以使用快速调节功能,可让主臂快速向后摆动,放下箱体。此时,向后推动控制杆的同时,按下控制杆上的按钮；（4）摆臂：通过摆臂液压缸的伸缩与拉伸动作带动摆臂摆动,同时与摆臂通过链条相连的厢斗被带动转动,完成厢斗的装与卸；1.操纵装置 2.箱体3.伸缩液压缸 4.摆臂 5.U形钢板 6.支腿 7.车厢体 8.主车架 9.副车架 10.松木条11. 液压系统车外操纵箱 12. 液压泵图1.1 摆臂式垃圾车结构组成示意图（5）车厢U形钢板部分：起到固定摆臂绕点的作用,同时在平行的中空钢板里安置了支腿液压缸与支腿； （6）支腿及支腿液压缸：在摆臂旋转实现厢斗的装卸及垃圾货物的倾卸时,支腿打开,支撑到地面上,稳定车身；（7）车厢：用于放置厢斗或整体货物；（8）汽车底盘主车架：主要起到支撑固定摆臂垃圾车各种零部件，承载汽车垃圾货物载荷的作用；（9）副车架：起到增加主车架强度、刚度，增加主车架抵抗弯曲变形的能力，同时辅助主车架支撑与承载；（10）松木条：主要起到隔振吸振的作用；（11）液压系统车外操纵箱：控制液压系统完成垃圾货物的装载或倾斜工作；（12）液压泵：从液压油箱中泵取液压油，输出高压力液压油液，并使高压力液压油液在液压系统管路中运行，通过各种液压阀及液压部件完成各种需要的动作。此种车广泛用于施工单位，厂矿企业，城市环卫部门以及港口码头、车站，实现了运输、装卸的机械化。它的特点是货斗与车体分开，能实现一台车与多个货斗联合作业，循环运输，充分提高了车辆的运输能力，特别适用于短途运输。当作为垃圾车时，可广泛适用与城市街道学校垃圾处理，适用全国通用垃圾斗，可一车配多个垃圾斗，各个垃圾点放置多个垃圾斗，带自卸功能，液压操作，倾倒方便。货物料的倾卸过程须由外部操作,操纵杆需向上推动1。1.3国内外摆臂式垃圾车的发展状况20世纪80年代末以来，我国垃圾车的研发机构、改装生产企业通过引进、消化、吸收国外先进技术，加快了国产垃圾车新产品的研发和生产，使国产垃圾车的技术装备水平得到较快发展和很大提高，改变了传统的垃圾装运的作业方式，由人工作业向机械化、半机械化方向发展，垃圾车的装备技术由简易型向技术密集型方向发展。目前，我国摆臂垃圾车同国外同类垃圾车相比,在功能上已接近国外同类产品水平,但在性能上还存在着较大差距。生产企业的加工装备简陋、工装模具不全、工艺技术落后、生产规模小，低端产品特征明显，整车性能较差，并且在技术上缺乏自主知识产权和概念创新。国外发达国家的汽车工业起步较早,技术较为成熟。在垃圾车处理方面,他们也已经形成规模化和产业化,各种垃圾车的研究生产技术先进。针对垃圾处理的流程模式,在不同的处理阶段,选择应用不同的车型：在垃圾的收集过程中,采用压缩式垃圾车,进行流动式收集,再分类整理后应用大型全封闭式自卸车运到再处理点进行进一步处理。由于垃圾的最初存放处理阶段较为有条理,城市环境美化要求和意识较高,摆臂式垃圾车较为少用,已有淡出趋势。1.4摆臂式垃圾车的发展方向和前景现代环境意识的增强，对垃圾处理车的要求也越来越高。现代垃圾车辆的装备技术必需与生态型、现代化国际大都市发展相适应，具有国际先进、技术创新的装备特征,必需从满足单一的普通作业需求，向满足文明作业、环境保护、质量监管、城市容貌等作业和管理需求方向发展。这些特征如下： （1）集成化 即从一般的机械化向装备技术集成方向发展，这是集成化的技术基础；从单一功能的设备向装备系统集成方向发展，这是集成化的形态体现。 （2）环保化现代化城市的环卫作业车辆，将从只满足基本作业功能需求向满足环保作业功能需求的方向发展。通过技术创新、产品改进、功能完善，提高产品在控制污水、扬尘、噪声、废气等污染方面的性能。（3）人性化环卫车辆的人性化是体现现代文明社会以人为本的理念，分别反映在操作人员工作环境和作业过程中对周围环境和人们的影响二个方面。在操作人员工作环境方面，将以提高驾驶操作的舒适性，减轻作业人员的劳动强度为发展目标，使驾驶、作业人员的工作环境得到改善和提高。在作业中对周围环境和人们的影响方面，将以改变长期以来环卫车辆外形和作业的粗放形象为目标，通过对车辆外形和性能的改进，消除或减轻视觉污染，避免或减少作业时对周围环境和人员的影响，使环卫车辆与作业环境相协调。（4）数字化以数字化装备理念对传统环卫车辆进行技术改造和创新，是垃圾车装备现代化发展的一种创新理念。以上特征要求也正是摆臂式垃圾车的发展和努力优化的方向。但是由于摆臂垃圾车车厢的容积较大,需要占用较大地方,同时不利于城市的美观要求,摆臂式垃圾车已不是垃圾车发展的主流方向，但是在近期内也不会被淘汰。1.5本设计研究的主要内容本设计主要的设计内容,是根据垃圾货物清置部门的使用要求，进行目标底盘的选取，并进行对能实现特殊功能装置的加置设计，包括车厢体的设计、摆臂机构设计、厢斗设计、液压系统的选型计算以及相关设计零部件的必要刚度、强度校核等。第2章 摆臂式垃圾车底盘的选取从目前垃圾车生产厂家的广告及市场上销售的摆臂垃圾车吨位来看，以中型底盘车改装的，装载质量在4吨左右的车型为多。本设计的摆臂垃圾车的设计目标吨位选为4.5吨，拟选取的底盘为中型车底盘。2.1底盘的选取2.1.1汽车底盘选型要求汽车底盘一般应满足一下要求：（1）适用性专用汽车底盘应适用于专用汽车的特殊使用功能要求,在此基础上进行改装造型设计；（2）可靠性汽车底盘工作可靠,出现故障的几率要小，零部件要有足够的强度刚度和使用寿命，并且各总成零部件的使用寿命趋于一致；（3）先进性所选汽车底盘,在动力性,经济性，操作稳定性，行驶稳定性及通过性等基本性能指标和功能方面达到同类车型的先进水平，并且满足国家或行业标准；（4）方便性所选底盘要便于改装，检查保养及维修，结构紧凑与调试装配空间合理匹配。2.1.2底盘选型我国目前生产的各类型专用车辆的基本模式，大多是为了满足在国民经济的某一服务区域的特定使用要求，主要在已经定型的已有车型底盘基础之上，再进行车身及有特殊工作要求的装置的再设计，同时对已有的汽车底盘进行必要的更改，以达到满足工作需求的要求，具有合理的匹配,良好的性能。专用车辆采用的底盘主要分为二类，三类和四类。二类底盘，是在整车的基础之上去掉厢体；三类底盘，是从整车上去掉货箱和驾驶室；四类底盘，是在三类底盘上再去掉车架总成后剩余的散件。选取的底盘的好坏，直接影响到专用车的性能。在选取汽车底盘时，主要是根据专用车的用途，装载质量，使用条件，性能指标，专用装置或设备的外形尺寸及动力匹配等进行。目前，进80%的专用车辆采用二类底盘进行改装设计。选取二类汽车底盘进行改装设计时，重点工作是整车总体布置和有特殊工作需求的装置的设计，对底盘仅做辅助的性能分析和必要的强度校核，确保改装后的整车性能在基本上与底盘接近,达到合理的匹配。2.1.3底盘的选取根据以上，本设计所用底盘主要从东风汽油与柴油摆臂垃圾车底盘中选用。以下表2.1将两种底盘参数列出,进行比较：表2.1 东风EQ1092FJ和EQ1092F19DJ底盘参数比较底盘型号EQ1092FJEQ1092F19DJ额定载质量(kg)40004500整备质量(kg)35503550外形尺寸(mm)6605*2364*23706605*2364*2370发动机型号EQ6100-1YC4E140-20排量/功率(ml/kw)5420/994257/105钢板弹片数(前/后)8/11+89/11+8轴距(mm)39503950前轮距/后轮距(mm)1810/18001810/1800接近角/离去角(度)34/1934/19前悬/后悬(mm)1065/15901065/1590燃油类型汽油柴油轴数/轮胎数2/62/6 轮胎规格9.00-209.00-20驾驶室准乘人数33最高车速(km/h)9085由比较可以看到，EQ1092FJ和EQ1092F19DJ两种型号底盘在整体性能上相差无几，不同之处在于两种底盘汽车燃用的燃料。燃用汽油的汽车底盘在价格上略占有优势，但在燃料价格上，然用柴油的底盘具有长效优势。同时，然用柴油的底盘载重较大，功率稍大。因此选用EQ1092F19DJ作为本次设计的底盘。2.2选用的底盘主车架的主要尺寸由上选用的底盘EQ1092F19DJ底盘,其主车架尺寸如下：主车架的长度: 6605mm主车架的宽度: 860mm主车架上面尺寸到地面高度: 932mm主车架的厚度： 60mm2.3垃圾车质量参数的估算 额定载重质量是摆臂垃圾车基本使用性能的参数。由上面的叙述知道，本设计的垃圾车辆额定载质量定位4500 kg。整车整备质量也是摆臂垃圾车的重要性能参数。在摆臂垃圾车车厢的设计过程中，主要采用同类产品提供的数据进行估算整车整备质量。整车整备质量包括底盘质量、底盘以外外加的副车架、车厢、摆臂、厢斗以及液压系统等装置的质量，是加够各种油液料后的空车质量。本设计的垃圾车整车整备质量估算为3700 kg。装载质量 选取为4500kg整车整备质量 估算为3700kg驾驶员质量 65kg/人,额定载员3人,汽车总质量是指装备齐全，装满额定货物后的汽车质量，包括驾驶员在内的额定载员质量。即： 2.4本章小结本章按确定的设计目标，主要对东风汽车汽油EQ1092FJ底盘和柴油EQ1092F19DJ底盘进行了对比，选择了这次设计的底盘，给出了选用底盘的主要参数,并对所设计的摆臂垃圾车进行了主要参数计算。第3章 摆臂式垃圾车车厢结构设计3.1副车架的设计3.1.1副车架外形设计在设计摆臂式垃圾车时，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。副车架示意简图见图3.1。图3.1 副车架示意简图3.1.2副车架选材在汽车制造工艺中，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。3.2车厢设计1、车厢外形设计 车厢在运输中起到承载的作用，其由两部分组成。一部分用于盛放垃圾厢斗，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摆臂液压缸、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。车厢示意图见图3.2。1.安全挡板 2.车厢底部大梁 3.U型钢板 4.车厢体平面薄钢板图3.2 车厢示意图2、车厢选材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。3.3摆臂式垃圾车车箱斗外形设计3.3.1厢斗形状的确定摆臂式垃圾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，厢斗呈密闭式。3.3.2厢斗的密封及开合机构设计厢斗上部采用侧向柔性滑盖，实现运送中的密闭。其结构见示意图3.3。图3.3 厢斗密封示意图当将厢斗卸置到垃圾收集点，运送人员可以通过人力把厢斗盖打开至适当的位置，以供社区人进行垃圾的投放。后厢板采用绞接实现垃圾的方便倾卸。结构见示意图3.4。图3.4 后厢板示意图当垃圾车进行垃圾的卸置时，打开后厢板两侧的连接削，举升机构升至一定高度后，后厢板在重力的作用下自行打开，垃圾开始倾卸。倒卸完毕后，厢斗复位。再将后厢板两侧连接削复位，防止车辆运行中由于惯性，后厢板自行撞击。3.3.3厢斗的保护设计在厢斗底部焊接合适厚度肋条以实现箱底与地面保留空隙，同时，除了厢斗上面的滑盖，除了后厢板内侧加置与其他四面分离的工程硬塑以外，在厢斗的其他四面加置同厢斗形状一致的工程硬塑，以保护厢斗防止厢斗的过早浸蚀，延长厢斗的使用寿命。内外厢斗用铆钉连接。加置硬塑后的厢斗剖面图见示意图3.5。图3.5 厢斗剖面图3.3.4厢斗选材1、厢斗钢板选材 在遵循满足使用性能要求，较好工艺性和较好经济性的前提下，厢斗选用选用Q235工程用钢材。2、厢斗工程硬塑选材工程塑料的一般选用原则：具有良好的使用性能，优良的工艺性及合理的经济性。（1）使用性能 使用性能是选材考虑的主要问题。（2）工艺性能 材料加工的工艺流程要适合批量生产。（3）经济性能 选择材料的经济性是当前注意的问题。考虑到厢斗的使用条件和使用环境，工程塑料的选择要满足耐腐蚀性的要求，要有长期受酸、碱及其他腐蚀性介质侵蚀，抵抗各种强酸、强碱、强氧化剂和有机溶剂等化学介质腐蚀的能力，同时其热胀系数要小，粘附性要好。满足以上要求，可选用硬聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氯化聚醚等，为适应经济性原则，选择硬聚氯乙稀作为设计所用材料。3.4摆臂式垃圾车举升机构的设计摆臂式垃圾车的举升机构均采用车厢两侧双杠举升，采用液压驱动。举升机构主要由液压缸体，摆臂和悬挂链条组成，主要完成装载和倾卸放置。摆臂式垃圾车对倾卸机构的设计要求如下：（1）装载机构应保证在设计的载荷下连续正常工作，工作循环不大于40s；（2）装载机构应能在任何工作位置上停留。在满载提升过程的中间位置上停留5min，其提升液压油缸的活塞杆的沉降量不大于10mm；（3）倾卸料的卸料角(包括后翻和侧翻)不应小于45度；（4）卸料机构每个工作循环(从卸料动作开始至复位)时间不应大于60s；（5）倾卸机构在满载的情况下，在倾卸角为2025度位置上停留5min，其举升液压缸的活塞杆沉降量不应大于10mm。当进行厢斗的装载时，液压缸外伸的活塞杆拉动摆臂，带动与摆臂相连的链条，将厢斗安稳举升到车厢上；进行厢斗的卸载时，液压缸的活塞杆推动摆臂做类似的动作，实现厢斗的卸载；进行垃圾的倾倒时，将吊置在摆臂上倾倒用的铁链挂到厢斗的勾环上，打开后箱体的锁削，当液压缸推置厢斗到一定高度时，箱体后部被链条勾住抑制了后箱体的运动，此时随着液压缸的继续举升，箱体前半部分随之抬高，后厢盖在自重和垃圾货物的压力下，自动打开，完成了垃圾的倾卸。3.4.1摆臂液压缸的选用由于液压缸要完成摆臂的升降，所以液压缸选择单杆双作用液压缸，在两侧各放置一个，液压缸后座绞接固定在车厢上，活塞杆的一端和摆臂的一处合适位置绞接。其安装结构见示意图3.6。3.4.2摆臂的设计1、摆臂结构设计摆臂呈工字型，摆臂的两侧下端与U型钢板绞接，上部用拉杆将两侧摆臂连接，在略低与拉杆处的摆臂上安置能够随着厢斗的翻转而跟随着连接在其上的链条转动的滑动轴，在摆臂的中部安置用于卸料并带有链条的挂环。见示意图3.7。图3.6 液压缸示意图图3.7 摆臂示意图2、摆臂选材 在进行摆臂的刚度、强度及弯曲变形校核的前提下，考虑到较好的工艺性及合理性的经济性，摆臂选用Q235工程用钢材。3、摆臂链接链条长度应用说明摆臂链接的铁链长度尽量实现能够刚好满足厢斗与摆臂滑动轴之间的距离，防止厢斗在起吊的时候厢斗底部与车厢造成过大的摩擦。3.5支腿的设计1、支腿的结构设计支腿在料斗卸料，在厢斗的提升过程中或者需要时可以独立打开，其结构形状设计成三角形状，采用液压缸实现支腿的打开与伸缩收回。见识意图3.8。图3.8 支腿示意图2、支腿的液压缸的选用由于支腿液压缸在工作的过程中，起到打开与收缩支腿的作用，选用双作用单杆液压缸，其结构形状同摆臂液压缸。3、支腿选材在参考同类车型支腿材料选用的基础上，考虑到支腿的受力，选用Q235作为支腿材料。3.6总体结构设计由以上对摆臂式垃圾车车厢各结构形状的设计说明，进行优化组合后，可得整车形状结构，如下示意图3.9。3.7本章小结本章主要对摆臂式垃圾车的车厢、厢斗、摆臂及支腿的结构形状设计进行了说明，确定了本设计的结构设计图样，为下一章的设计计算奠定了基础。图3.9 整体结构示意图第4章 摆臂式垃圾车车厢设计计算4.1垃圾车副车架主要尺寸参数设计计算4.1.1副车架主要尺寸设计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：副车架长度： 3600mm(从车厢到驾驶室方向400mm)副车架宽度： 860mm副车架高度： 120mm副车架厚度： 60mm 4.1.2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在摆臂垃圾车按额定装载质量进行运输时，对主车架来说，其整车重心后移。其受力简图见图4.1。图4.1 主车架额定装载运输重心作用简图设定摆臂垃圾车在额定装载质量下，其前后轴承受的载荷相同，即有：由图，可以列出：求得 2、副车架剪力及弯矩的求解副车架和主车架通过U型螺栓相联，在摆臂垃圾车额定装载时，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摆臂垃圾车副车架受力简化图4.2。图4.2 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4.3)，以便进行强度刚度及弯曲变形的校核。由图4.4，可以列方程组：图4.3 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4.4。图4.4 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)= = 59920.71X (0X331)AB段= = 59920.7182271 =22350.29 (331X2306) = (331X2306)BC段 = = (2306X3600)= 18785.21X67626762 (2306X3600)根据以上剪力和弯矩的求解，可以画出剪力及弯矩图4.5。图4.5 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 (4.1)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 (4.2)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。当梁的形式为图4.6所示形式时，梁的挠曲线方程为：图4.6 副车架等效简支梁 (0xa) (4.3) (axl) (4.4)梁的转角方程为： (4.5) (4.6)式中，为作用在梁上的力，规定其向下为正,向上为负； E为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。4.2垃圾车车厢主要尺寸参数设计在车厢的设计说明部分已经知道，车厢的尺寸由两步分组成，一部分尺寸用于盛放垃圾厢斗，另一部分是U型钢板的尺寸。取车厢的整体尺寸为：车厢长度： 3756mm(不包括U型钢板尾部多出副车架的部分。)车厢宽度： 2350mm车厢厚度： 5mm(用于盛放厢斗的车厢部分)挡板肋高度： 1033mm(下端部分分别与车厢大梁、车厢板和U型钢板焊接)挡板钢板厚度 5mm挡板宽度 2350mm挡板肋宽度： 30mm挡板肋厚度： 30mm车厢板大梁中间平行高度： 158mm车厢板大梁边缘高度： 80mm在厢斗横向尺寸上预留30mm作为用于盛放厢斗的车厢部分的边缘，即厢斗和U型钢板内壁之间的安全距离留为30mm。U型钢板的厚度选用5mm，车厢横向上的剩余尺寸作为液压缸的留有放置位置尺寸。4.3垃圾车厢斗主要尺寸参数设计1、厢斗外钢板尺寸确定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3050*1940*1305，即其厢斗容积：在常用容积之内，即车箱斗的长，宽，高选为：厢斗长度 ： 3050mm厢斗宽度： 1940mm厢斗高度： 1325mm厢斗钢板厚度： 5mm厢斗加强肋厚度： 20mm厢斗加强肋宽度： 30mm2、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，即有厢斗内层硬塑的长，宽，高为：内层硬塑长度： 3000mm内层硬塑宽度： 1886mm内层硬塑高度： 1295mm即有，厢斗的有效体积为：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）4.4摆臂设计计算1、摆臂倾斜角度选用摆臂倾斜角，是摆臂在未工作的情况下，摆臂和车厢水平面之间的角度。由同类产品类比，选取摆臂的倾斜角度参数为46度。2、摆臂长度计算由示意图4.7，可以计算出摆臂绞接绕点到摆臂顶端的长度：图4.7摆臂计算示意图2843.12mm选A长度为2843mm。式中：是摆臂绕点到铁链轴承相对应的摆臂距离；是铁链绕点到摆臂顶端点相对应的摆臂距离。即有摆臂总长度：(mm)3、摆臂宽度及厚度等尺寸设计选用结合现代同类产品，摆臂的宽度和厚度等尺寸设计如下：摆臂宽度选用 100mm摆臂厚度（摆臂小端） 180mm 摆臂厚度（摆臂支点臂对应摆臂厚度） 250mm 摆臂交接固定端 200mm 摆臂长度方向上摆臂下边缘角度尺寸 50度 摆臂绞接固定端绞接孔直径尺寸 60mm 摆臂顶端长度 320mm 摆臂顶端滚动轴承外端盖直径 100mm4、摆臂旋转绞接点距地面高度选用参照现在生产的同类产品，摆臂旋转绞接点的高度设定为1050mm。5、摆臂支点臂长度的计算摆臂支点在摆臂上的垂直相交点，选择在离摆臂绕点800mm处，可计算出摆臂液压缸的支点到摆臂液压缸支点臂在摆臂上的垂直相交点之间的距离。其计算坐标简图如4.8。图4.8 摆臂支点臂长度的确定计算简图在坐标图中，O点为摆臂绕点,作为坐标原点； A为支点臂在摆臂上的投影点； B为支点臂与车厢钢板的接触点。直线OA的斜率K为：K =令A点的坐标(X,Y)，有：同时有：1.035联立两公式，求得A点坐标为(555.873,575.329 )。直线AB和OA垂直相交，即有AB的斜率K为：K =且AB过A点(555.873,575.329 )，有直线AB为：直线BC为车厢钢板表面所在的直线，由前面的参数选择，有BC所在的直线方程：联立直线AB，求B点坐标(X,Y)为：在直角坐标中,求得支点臂长度AB为：mm取507mm。6、摆臂链条长度计算摆臂链条长度的计算可以参照示意简图4.9。图4.9 摆臂连接链条长度计算示意简图由图，结合前面的摆臂长度计算，可以出摆臂的竖直高度h： mm即有摆臂轴承中心A到摆臂绞接绕点所在水平面的竖直距离为： mmAC段对应的竖直高度： mm则摆臂链条AC长度为：mm取AC长度1757mm。7、摆臂最大旋转角的确定计算 将摆臂静止摆角和最大摆角处的工作状态简化为图4.10。图4.10 摆臂静止与最大摆角状态简图图中，OA为摆臂绞接绕点到摆臂上滚轴中心点所对应的摆臂长度； BC为车厢所在的水平面； OD为摆臂绕点所在的水平面。由简图，在最大摆角处,摆臂滚轴中心到地面的距离，即为摆臂滚轴中心到车厢水平面的距离AC： 在最大摆角处AD长度为： 在三角形中，由 计算a角为： 即有最大转角A为： 在许用值内。4.5摆臂强度刚度及弯曲变形的校核4.5.1摆臂液压缸最大推力的计算 液压缸最大推力由 (4.7)式中，G是总质量， ；为机械效率，取。即有： 4.5.2摆臂强度刚度校核将摆臂工作过程受力示意图简化为图4.11。图4.11 摆臂受力简图将厢斗及垃圾货物的重力G分解为与摆臂平行的和与摆臂相垂直的，即有：将液压油缸的推力F分解为与摆臂平行的和与摆臂相垂直的，有：由上面分析，可将摆臂受力等效为直杆压缩（简图4.12）图4.12 摆臂受力等效的直杆压缩部分和悬臂梁的弯曲变形（简图4.13）的组合。然后分别进行最大轴力下杆件压缩的强度、刚度校核和最大剪力、弯矩下的弯曲强度、刚度及弯曲变形校核。图4.13 摆臂受力等效的悬臂梁弯曲部分以图4.11为原形建立直角坐标系，见图4.14。图4.14 摆臂直角坐标在坐标图中，将液压缸近似看为水平安装，D点为液压缸的底座端坐标，从液压缸底座端到摆臂绞接绕点预留2300mm，结合前面的计算，有以下各点坐标：D（2300，225） A（，）角a和角b在摆臂转动过程中其数值大小相等，即ab，角c随着摆臂转角的变化，也变化，需要确定角a和角c之间的关系。对直线OA，其斜率且直线OA过A点，则直线OA的方程为：由直线BD与直线OA相互垂直，即有直线BD的斜率：同时直线BD过D点，有直线BD的方程为：联立以上两方程整理有：即有即有B点坐标（，）。在OXY坐标中有：化简后得到：同样，有：化简后得到：即有 式中，a的转角范围为。1、摆臂等效杆件轴力图及最大杆件压缩轴力计算在和方向相同时杆件的轴力比二者方向相反时大，所以杆件求解最大轴力在二者方向相反时进行。由图4.12，可画出杆件轴力图4.15：图4.15 压缩杆件轴力图即最大轴力式中，是垃圾货物和厢斗的重力； F是液压缸的推力，由于液压缸的推力由负荷决定，即有： 所以有 在内，将角a用带入法，得出最大杆件轴力的变化规律，求得当a角为46度时杆件轴力的最大值的近似值115999.89N2、摆臂等效杆件压缩时杆件强度及刚度校核对压缩压杆的强度条件： (4.8)式中，是摆臂最大等效轴应力值，由上知115999.89N；A是摆臂等效轴的横截面面积，带入摆臂轴的最小截面面 。即有：对压缩杆件的刚度条件： (4.9)即有： 3、摆臂等效悬臂梁的最大弯矩的计算由上面的计算过程知，当摆臂转角为46度时有最大的轴力，同时有最大的剪力。对于摆臂等效简支梁，先求出摆臂转角为46度时其最大弯矩然后进行弯曲强度及变形校核。针对4.14，在摆臂稳定情况下，由受力平衡求得列剪力弯矩方程：和段 和段 根据以上剪力和弯矩的求解，可以画出剪力及弯矩图4.16。4、摆臂等效简支梁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： (4.10)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。图4.16 摆臂等效悬臂梁剪力及弯矩图对于矩形摆臂截面，截面惯性矩 (4.11)带入摆臂最小截面，即有： 摆臂截面为对称矩形，其截面的上下边缘最大抗拉应力与最大抗压应力相等，即有：500MPa在所选材料的许用应力范围内。4.6支腿机构的设计摆臂支腿由摆臂支腿的上半部分和摆臂支撑脚构成，其设计及尺寸计算数据如下：1、支腿高度参数尺寸的设计 参考同类摆臂垃圾车产品，设计选用摆臂垃圾车U型钢板最低点到地面的高度距离为490mm，即有支腿的高度h为：支腿宽度数据设计为95mm，支腿钢板厚度选为5mm.2、支腿支撑脚部分尺寸设计支腿支撑脚尺寸设计为： 长： 100mm 宽： 135mm 高： 129mm与支腿铰接孔直径： 67mm 钢板厚度： 5mm3、支腿上半部分尺寸设计由上，摆臂支腿上半部分的高度：支腿上半部分铰接固定端削孔直径尺寸： 100mm支腿上半部分铰接固定边角度尺寸： 85度支腿上半部分铰接固定端边缘长度尺寸：支腿上半部分液压缸铰接端削孔直径尺寸： 100mm支腿上半部分液压缸铰接边角度尺寸： 80度支腿上半部分液压缸铰接端边缘长度尺寸：支腿上半部分下端半圆弧直径： 127mm支腿上半部分下端铰接孔直径： 40mm支腿上半部分上端长度尺寸：4.7本章小结本章针对上一章设计的摆臂式垃圾车车厢副车架、车厢、摆臂、厢斗及液压缸支腿的形式，进行了相关尺寸的选用设计、确定计算及一部分部件的强度校核、刚度校核、弯曲的应力及变形的校核，得到了相关设计零部件的最终尺寸。第5章 摆臂式垃圾车液压系统设计摆臂车采用的液压泵、液压缸、液压阀等液压系统元件均为高度标准化、系列化、通用化且由专业化液压元件厂集中生产供应。因此在摆臂车改装设计中只需要进行液压元件选型计算。其主要内容包括液压缸直径与行程、液压泵工作压力、流量、功率以及油箱容积与内径等。5.1液压系统设计参数计算5.1.1摆臂举升液压缸选型与设计液压缸作为液压系统中的执行元件，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2。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。1、液压缸内径d的计算由,有 (5.1)式中，是在举升厢斗过程中由外荷决定的液压缸最大推力，由前面的计算，带入F120000N；是液压缸中液压油工作压力，参照同类产品，选用14。即有：参照液压缸的设计，选。2、液压缸最大工作行程在摆臂最大转角的计算中计算出摆臂转过的角度，由摆臂支点与摆臂铰接绕点距离为800mm，可近似计算出摆臂在旋转中摆臂伸出量为：参照液压缸设计，选。由以上，摆臂液压缸选用型车辆用单活塞杆双作用、耳环安装式结构。型号为。5.1.2摆臂举升油泵的选型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。后者制造复杂，应用于飞机等重量要求很轻的机器上。由以上，选用单级齿轮泵。1、液压泵额定流量 (5.2)式中，V是液压工作容积，；是举升时间,取；是液压系统效率,取。即有：2、液压泵排量 (5.3)式中，为油泵额定转速，取即有：3、液压泵工作压力 (5.4)式中，为摆臂在举升过程中的最大推力，带入； 为液压缸的工作截面面积，。即有：由以上，液压泵选择单级齿轮泵，型号为.由于支腿工作需要的液压力较小，其泵体工作压力也较摆臂泵体需要的工作液压力小，也将摆臂泵体的型号作为液压系统的所用泵体，即液压系统的液压泵型号为。5.1.3支腿油缸选型计算由支腿的设计计算中知道支腿的转角，可近似计算出支腿在旋转中的伸出量为：考虑到支腿液压缸只起到支出和回收支腿的作用，需要的力也较小，参照支腿的伸出行程量，选用型车辆用单活塞杆双作用、耳环安装式结构，型号为。5.1.4油箱容积与油管内径计算1、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 (5.5)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。2、液压管路内径的计算由计算公式 (5.6)可以计算出高压管路内径 (5.7)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。5.1.5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，从而控制液压执行元件的起动或停止，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通道数，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。根据摆臂垃圾车使用与要求，选用通用性强可靠性好，维修方便的三位四通手动换向阀。5.2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。5.3液压系统原理在摆臂垃圾车的设计中，摆臂两侧的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。具体设计方案见图5.1液压系统中用到了单级齿轮泵，型和型液压缸，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。要进行提升装载着垃圾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垃圾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，对垃圾车起到支撑作用；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，带动垃圾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。 要进行垃圾货物的倾斜时，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，摆臂液压缸即可推动摆臂完成垃圾货物的倾斜动作。倾斜完