毕业设计（论文）-矿用自卸车车厢和举升机构设计

摘要本次设计的重点是高位自卸车的车厢和举升机构，这些部件在运输生产中扮演着至关重要的角色。高位自卸车的优势在于其承载能力强、行驶速度快、运输距离短，而车厢和举升机构则为车辆提供了可靠的支撑，实现了货物的自动倾倒。经过深入研究，我们决定采用一种新的方案来改善现有的车厢与举升机构的布局。我们将根据实际情况来优化这些部件，使它们更加适用于当前的环境。我们还将检查这些部件的安全性保证，并根据实际情况调整它们的布局。为了满足高位自卸车的运输需求，必须精心挑选合适的液压元件，包括液压缸、油泵、取力器、方向控制阀等，同时，这些元素的使用必须符合严格的标准，以保证其构成的安全性、安全性保证、持久性以及生命周期。通过结合多种举升机构的优势，以及它们的独有功能，可以有效地提高自卸高位自卸车的运行性能，并且提高操纵杆的操纵速度。因而，正确地挑选出最佳的操纵杆及载货容器，已经成为当今自卸车研发中的一个关键课题。关键词：自卸车；设计；车厢；举升机构；液压系统目录HYPERLINK摘要 IHYPERLINK第1章绪论 1HYPERLINK1.1课题的提出 1HYPERLINK1.2课题来源及研究意义 2HYPERLINK1.3高位自卸车国内外研究概况及发展趋势 3HYPERLINK1.3.1国外研究发展概况 3HYPERLINK1.3.2国内研究发展概况 4HYPERLINK1.4研究的内容 5HYPERLINK第2章整车参数的确定及车厢的设计 7HYPERLINK2.1整车尺寸参数的确定 7HYPERLINK2.2质量参数的确定 8HYPERLINK2.3车厢形式的选择 8HYPERLINK2.4车厢的选材 10HYPERLINK2.5车厢的设计规范及尺寸确定 10HYPERLINK2.6车厢后拦板开合机构设计与分析 12HYPERLINK2.7本章小结 13HYPERLINK第3章高位自卸车举升机构的设计 15HYPERLINK3.1高位自卸车举升机构时应满足的性能 15HYPERLINK3.2举升系统性能主要评价参数 16HYPERLINK3.3高位自卸车举升机构方案的确定 17HYPERLINK3.3.1高位自卸车举升机构简述 17HYPERLINK3.3.2高位自卸车举升机构方案的选择 19HYPERLINK3.4举升机构几何尺寸的确定 20HYPERLINK3.4.1车厢与副梁铰支点O的确定 21HYPERLINK3.4.2车厢放平时举升机构与车厢前铰支点A0的确定 21HYPERLINK3.4.3液压油缸与副梁铰支点的确定 21HYPERLINK3.4.4车厢放平时三角臂中支点C0座标和A0C0长度的确定 22HYPERLINK3.4.5车厢放平时拉杆与三角臂铰接点B0的确定 22HYPERLINK3.4.6拉杆与副梁铰接点D及拉杆长度的确定 22HYPERLINK3.5举升机构力学分析 23HYPERLINK3.5.1机构的坐标计算 23HYPERLINK3.5.2机构受力分析 24HYPERLINK3.5.3拉杆截面尺寸的确定 26HYPERLINK3.6本章小结 26HYPERLINK第4章液压系统的计算 28HYPERLINK4.1液压油缸性能参数计算 28HYPERLINK4.2液压泵性能参数计算 29HYPERLINK4.3油箱容积与油管内径计算 30HYPERLINK4.4系统压力校核 31HYPERLINK4.5车厢升降时间的校核 32HYPERLINK4.6方向控制阀的选型 32HYPERLINK4.7操纵方式的选择 33HYPERLINK4.8液压系统原理 33HYPERLINK4.9取力器的选择 34HYPERLINK4.10本章小结 35HYPERLINK第5章副车架的设计 37HYPERLINK5.1选用的底盘主车架的主要尺寸 37HYPERLINK5.2副车架的结构设计 37HYPERLINK5.2.1副车架的外形 37HYPERLINK5.2.2副车架的选材 38HYPERLINK5.2.3副车架的截面形状 38HYPERLINK5.2.4加强板的布置 39HYPERLINK5.2.5副车架的前端形状及安装位置 39HYPERLINK5.2.6纵梁与横梁的连接设计 41HYPERLINK5.3副车架与主车架的连接设计 42HYPERLINK5.4副车架尺寸的确定 43HYPERLINK5.5副车架的强度刚度弯曲适应性校核 43HYPERLINK5.6本章小结 49HYPERLINK结论 50HYPERLINK参考文献 51HYPERLINK致谢 52HYPERLINK附录 53第1章绪论1.1课题的提出自装卸是运用发动机动力驱使高位自装卸提升机构，将车箱前倾特定位置以便实现自行卸载的目的，并通过货箱自重使其恢复正常的专门机动车。按不同类型的主要用途自装卸可分成两大类：一种是非高速公路交通运输用的重型和超载型自卸轿车。这类自卸轿车一般运用于特大型矿井、水利施工等场合，运送的货品一般是由与其相配套的掘进设备来进行装卸的。这类轿车也称作自卸轿车。这类自卸车型在总长、带宽、高程及其轴荷等因素不受公路运输规定的约束，但同样它也可以在矿井、施工上运用，而不能用作高速公路交通运输。另一类是高速公路交通运输用的轻、中、重型（载货质量要求在2～10t）通用自卸轿车。这些自卸车一般担负着水泥、沙石、煤矿等松散商品的运送管理工作，它一般都是与装卸机械设备配合运用的[1]。随着中国乡镇经济的飞速增长，从80年代末开始，高位自卸车应运而生，它的最大承受能力可达10t，并且从2001年11月10日，中国被认定为参加世界的国家，境内的交易市场也因此获得了更多的扩展。随着中央的支持，中国积极推进西部大开发战略，大幅提升基础设施，农林牧渔、采矿、水利、军工、环境污染防治、商贸物流、交通、IT、金融服务、机场、电网、城乡一体化、石油开发等领域的发展，促进了全社会的发展，也带动了不同类别的专用高位自卸车的大幅度普及。随着科技的发展，高位自卸车已经被普遍应用于各种不同类型的环境中，从沙漠、矿区、建筑工地，到各种基础设施，它具有出色的穿越能力和灵活的操控性。在高位自卸车的设计过程中，举升机构的选择和设计至关重要，因为它们是整个车辆运行的核心部件，而且对整辆车的各项性能指标有着至关重要的影响。采用最佳化技术来改善高位自卸车举升机构的设计[2]，将会极大地提升其质量和效率，这一点不容忽视。1.2课题来源及研究意义当今，高位自卸车工业正面临着一个巨大的挑战：买家市场的形成，以及产品更新换代的迅猛步伐。为了满足消费者的需求，高位自卸车制造商们采用了变型设计，即在保持原有产品结构和功能的同时，对其局部结构、尺寸或配置进行一定程度的改动，从而创造出满足市场需求的全新产品。通过采用先进的技术，如发动机驱动、变速箱控制、液压倾卸装置，这种自动倾卸高位自卸车可以有效地完成长距离卸货，且操作简单、灵活，可与装载机、带式输送机、吊车等设备相结合，大大提升了工作效率。自卸车是指通常被设计来满足特定需求的车型。它分为两类：铰接型自卸车和电动型自卸车。电动型自卸车通常采用液力传动，而电动型自卸车则采用电力传动。当自卸车的货物容积大于10t时，它的体积会变得更大，而且车身也会变得更长，这些车通常无法安全通行。这种装载式自行机通常被应用在户外、深井、开采、挖掘、运输等领域，同样也可以在大型的水力发电设施中使用。1.3高位自卸车国内外研究概况及发展趋势近几十年，自卸高位自卸车已经从单纯的专用车型变身为具有广泛应用的多功能交通工具，它的使用率已经达到了25%，不仅如此，它还不断改进和提高，形成了一个全面的、多样的产业体系。近年来，高位自卸车行业的两个主要变革方向是大型化与智能化。在这两个方向上，微电子技术作为核心，已经成功地解决了柴油机、传动系统、轮胎等方面的难题，从而使得自卸式货运车辆得到了更好的运行。Liebher公司的T282自卸车已经成为当今世界上最大的货物运输机械，它的负荷已经超过364t，而且在不断发展的今天，由于微型计算机、GPS等先进的科学技术的普及，使得无人驾驶的高位自卸车也可以实现。通常，自卸高位自卸车的设计并不需要特别考虑底盘的问题，而是采用与原车相同的载货车底盘来进行改装。因此，举升机构的设计是决定自卸高位自卸车使用效果的关键因素。尽管举升机构作为自卸高位自卸车的重要组成部分，许多制造商仍未能充分利用先进的技术和理念，以满足各种负荷环境下的需求。他们的做法仍停留在传统的经验类比，即依靠当前的技术参数，以及模拟实际情况，来调整和优化各种负荷环境下的举升机构的尺寸和结构。尽管使用了该设计方式，但因为举升机构的复杂性和铰接部件的精确配合，最终的结构可靠度通常会被高估，从而导致材质的有效利用率无法得到有效提高，从而影响了最终的产品质量。通过一系列的试错、调整、优化，可以有效地解决由于设备参数过低而产生的问题，使其具有更优越的功效。但是，如果仅仅依赖于一次次的试错，很难达到最佳的效果，而且会增加生产的难度，降低生产的效率。为了达到最佳的效果，我们需要采取更有效的措施，以及更严格的控制，以确保产品的可行。随着电子计算机技术的飞速发展，它不仅可以作为一种支持工具，帮助我们完善和改善设备的结构，而且还可以通过图形学和数据分析技术，让我们能够更加精确地模仿真实的自卸高位自卸车举升机构，从而获取更高的经济收益。1.3.1国外研究发展概况随着科学技术的飞速发展，重型专用高位自卸车的使用越来越多，其在专用高位自卸车领域的地位日益凸显，未来几年里，它们的使用率可以远远超越传统的普通重型车，从而为行业带来新的机遇和挑战。随着对于专用车的要求越来越高，以及对于产品的要求越来越多，越来越多的企业开始投入到研制和制造这些新的、先进的、可靠的、满足客户要求的新型专用高位自卸车领域，这些新兴的、拥有良好的市场应对能力的公司正在迅速崛起，并且受到消费者的青睐。随着时间的推移，那些缺乏灵活性的公司会越来越快地被市场淘汰。同时，由于缺乏人才，我们的专用高位自卸车公司的人才优势会受到削弱，并且其他领域的公司的投资也会受到限制。因此，公司的核心竞力需要通过不断的创新来增强，并且需要具备良好的适应性。同时，由于技术的发展，许多公司也面临着更大的挑战。由于电子计算机的普及和广泛应用，50世纪蓬勃发展出来的以直线城市规划和非线性规划为内容的新的综合数学分支一数学城市规划被广泛应用于解答工程建设难题，产生了建筑设计的新基础理论和新技术，即建筑综合优化系统设计理论与方法。尤其从60世纪开始，最优化技术蓬勃发展，而且获得了普遍的应用。在高位自卸车行业发达国家的欧、美、日等国家，高位自卸车行业优化设计理论和方法已广泛应用于高位自卸车行业许多应用领域的许多方面，从高位自卸车发动机、底盘、车体等重要总成的最佳优化到整车动力传动系统的配套，优化设计使他们的高位自卸车行业达到了全球领先。1.3.2国内研究发展概况随着从计划经济走向市场经济的进步，许多轻型高位自卸车制造商开始采取“类比作图试凑法”的新模式，而非像航空、军事行动那样依靠传统的“类比作图试凑法”》。该模式基本上采取了结合实际情况、模拟实际情况和数据的综合考量，从而更好地满足客户的需求，提供更加可靠的解决方案。在制定了最佳的设计方案之前，需要先精心研究和评估所需的各项参数；若发现其中的部分无法达标，应当立即更新和优化该方案，以达成最佳的效果。在多次尝试和审查之后，最终能够找出最佳的解决办法，从而使最终的方案更加完善。很明显，传统的操纵技术耗时耗力，效果也较差，此外，由于设备结构的复杂，以及许多不可控的因素，使得高位自卸车的操纵性能无法得到有效改善，从而对其生命周期的稳定发展造成了极大的障碍。随着时代的进步，许多研究机构和高位自卸车制造商都开始使用优化设计来提高举升机构的性能。这种方法不仅可以帮助他们更好地理解市场竞争的情况，还能帮助他们总结过去的设计经验，找到更优的结构。随着时间的推移，优化技术将被更加普遍地应用。1.4研究的内容由于高位自卸车的需求量不断增加，其设计领域的重要性也在不断提升。为此，我们对其整体设计流程进行了深入的探索，并结合多方面的数据，对其具备的技术、经济性能以及符合国家的相应的设计标准、法律条文等做出全面的分析。根据这些信息，我们将确立一个合适的设计准则，来平衡利用、制造、经济等因素之间的冲突。我们将努力确保该产品既能够保持其前沿的技术水平，又能保持其传统的工艺，并且能够实现零部件的普遍应用。最终，我们将把这些目标融合到我们的实际项目中。具体工作如下：1、举升机构设计通过应用机械动态理论，我们研究了一种新型的自卸高位自卸车的提升装置。我们解释了提升装置的液压系统的工作原理，包括提升装置的液压缸、液压水泵、换向阀。2、车厢的设计根据相似车辆的尺寸特征，精确测量其长度、宽度和高度，并仔细研究后挡板的开启和关闭机构的形状，以便进行有效的设计和分析。

第2章整车参数的确定及车厢的设计2.1整车尺寸参数的确定本自卸车采用了二类底盘DFL3160BX1A型的底盘，它的发动机提供了强大的推进功能，通过传送轴、液压泵和举升油缸，把车辆提起，达到特定的装载角度，然后再通过车辆的自身重量，实现装载。这款重型自卸高位自卸车拥有10t的最大承载能力，可以满足各种道路交通需求。其特有的倾卸机构采用了油缸前推式提升，并且拥有先进的液压技术，可以有效地提供更多的物料，使得它在道路上更加安全可靠，主要技术参数见表2.1。表2.1整车参数高位自卸车外形尺寸（）最大装载质量10000kg整备质量9000kg轴距L4415mm轮距（前∕后）1992∕1860前悬1410后悬1175接近角离去角货箱尺寸倾斜时间（举升∕落下）15s∕13s最大举升角总质量19000kg最高车速（km∕h）82最小转弯半径（m）7.8最大爬坡度78百公里油耗（L/100km）222.2质量参数的确定随着科技的发展，自卸高位自卸车的设计和制造已经发生了巨大的变化，其最大可容纳的货物总重也从9~19t不等，大大增加了它们在远程、大范围、大规模、快速、安全、可靠等方面的应用。在设计过程中，除了要充分考虑生产商的规格要求，也要确保其设计的产品能够满足市场的需求，并且能够实现全面的系统性、多样性、高效性。另外，设计的设备的额定负荷也要符合所使用的二类货车的最高负荷。对于高位自卸车的改造，我们需要考虑的因素有：车辆内的空间、支撑结构、动力传动、悬挂设备和其它配套元器件的总体重量。这些因素都需要经过精确的测试和评估，才能确定最终的质量。整车质量是衡量自卸高位自卸车性能的关键因素[3]，包括底盘质量、燃料质量、动力质量、操控质量以及维修质量。这些质量的综合反映了整车的性能，并且对于整个车辆的安全性、可靠性、使用寿命等都有着至关重要的作用。车厢的主要功能之一就是容纳各种货物，其中包括前部、两边的栏杆[4]。例如，图2.1展示了具有矩形底部的后倾斜车厢。为了保证在运输过程中不会造成货物掉入驾驶舱，通常会在前部设置有向上延展的保险杠。车厢的底部与座椅的座位相连，座椅的两边和内部都安装了增强结构。整备质量：选取9000kg；装载质量：选取10000kg；驾驶员质量：65kg/人，额定载员3人，；自卸高位自卸车总质量是指装备齐全，包括驾驶员，并按规定装满货物的质量。其值可按下式确定。（2.1）则：=9000+10000+195=19195kg2.3车厢形式的选择根据其用途，车厢结构可以划分为两种：一种是普通的矩形结构，另一种则是铲斗结构。矩形车厢是一种专门用于散装货物运输的设备，它的设计要求比高位自卸车更加精简，其后板上配备了自动开合机构，以确保货物能够顺利卸载。矩形车厢的板厚一般在4~6之间，边板在4~8之间，后板在5~8之间，底板在6~12之间。例如，程力牌自卸车的标准配置板厚度为：前部4边缘，底部8，后部5。1-车厢总成；2-后栏板；3、4-铰链座；5-车厢铰支座；6-侧栏板；7-防护挡板；8-底板图2.1车厢结构图铲斗车厢则适用于大石块等粒度较大货物的运输。考虑到货物的冲击和碰幢，铲斗车厢的设计形状较复杂，用料较厚。比如：程力牌自卸车铲斗车厢标准配置板厚为：前6边6底10，而且有些车型在底板上焊接一些角钢，以增加车厢的刚度和抗冲击能力。图2.2普通矩形车厢

图2.3铲斗车厢车厢的重要性不可忽视，它不仅能够提高自卸高位自卸车的质量利用率，还能够延长其使用寿命。目前，大多数自卸车的车厢由钢材制成，它们的总质量大约占到整辆自卸车的1∕4。总而言之，这辆车的内部设施是普通的。2.4车厢的选材1、车厢选材原则在选择工程材料时，应该遵循以下原则：具备出色的使用效果、精湛的工艺技术和合理的经济效益。特别是在选择自卸高位自卸车车厢时，应当特别注意这些特点：（1）选择材料时，性能是一个重要的考量因素。（2）采用先进的工艺流程，以满足大规模生产的需求。（3）当前，选择合适的材料来实现最大的经济效益是一个重要的考虑因素。2、车厢钢板选材为了确保车厢的性能、工艺性以及经济效益，我们选择了Q235工程用钢材作为车厢的主要材料。2.5车厢的设计规范及尺寸确定采用等刚度体结构的全金属焊接车厢在自卸高位自卸车的设计中具有极大的优势，它们的刚度足够大，从而使得它们在承载负荷的情况下，具有良好的抗拉和抗压刚度，从而使得它们具有较低的温度和压缩的空气，从而实现了更加经济、节省的运输方式。在弯曲和扭曲的情况下，车辆的刚度可以得到提升，而且这种刚度之间也可以彼此协调，从而使得整个结构更具刚度。尤其在道路条件复杂、车辆行驶距离变化剧烈的情况下，车辆的刚度也可以得到改善，从而提供更好的操纵灵活性。若车辆的结构受到了较大的扭矩，在达到某个临界值的情况下，车辆的前段的支撑结构会受到最大的拉力，从而使得其中的某些组件脱落，导致整个结构的负荷增加，甚至出现严重的破裂。由于车厢的扭转刚度不足，它很难跟上车架的运动，这样一来，即使是在车架发生剧烈弯折的情况下，也有可能会导致严重的破坏[5]。尽管目前对于全金属焊接等刚度车厢的设计规范化定量的计算方法尚未完善，但是基于一些实践经验，我们可以得出一些相关的规范和实践数据：在车辆结构中，车厢的底部与侧壁的间隙要尽可能地小，以便更容易地建立起均匀的刚性。自卸车的车架的截面积要比一般的高位自卸车的车架要大一倍，5t自卸车的车厢底部的厚度至少要达到6mm。在我们的研究中，我们发现，由于该车的最大负载是10t，因此车厢的底部的厚度可以选择10mm。1、车厢外部尺寸参数参考同类车型的车厢的尺寸，可确定自卸车的车厢的尺寸。表2.2车厢的整体尺寸车厢长度5200mm车厢宽度2609mm车厢高度1705mm车厢前后板厚度6mm车厢底板厚度10mm车厢栏板厚度50mm车厢栏板高度50mm挡板钢板厚度6mm挡板肋宽度50mm挡板肋厚度44mm2、车厢内部尺寸参数车厢内部长宽各为车厢的长宽相应减掉厢板钢板和车厢加强肋的厚度，高度减去钢板厚度，即有车厢内层的长，宽，高为：车厢长度：4600mm车厢宽度：2440mm车厢高度：1300mm即有，车厢的有效体积为：V==14.63、车厢铰接点尺寸确定车厢链结点定在车厢前后尺寸长度的四分之一处，高度定在车厢高度的三分之二处，即有链接点尺寸：链接点距后厢板尺寸：835mm链接点高度：1088mm（距离厢板高度）2.6车厢后拦板开合机构设计与分析自卸高位自卸车改装对车厢后拦板开合机构设计要求如下：在车厢倾斜卸货时，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，货物开始倾卸。卸货完毕，车厢恢复水平状态，车厢复位。1-车厢；2-后板挂锁总成；3-后厢板；4-锁钩；5-扭转弹簧；6-锁钩轴；7-锁钩下销；8-转轴；9-销轴；10-支承架；11-调节螺母；12-拉杆图2.4后厢板示意图根据图像，这种高位自卸车的门关闭系统通过门的开合度调整门的位置。这种系统的核心部件包括门的固定装置，门的推进装置，门的上部装置，门的下部装置。这种系统的结构包括门的固定装置，门的推进装置和门的下部装置。将支撑架的下部安装在副车架的9处，这样，车辆1就能够围着这个轴线旋转。然而，与此同时，整个支撑架却保持静止。将锁扣4安装到车辆的底部，并围着它的锁扣轴6旋转。用扭矩弹簧5，将锁扣顺着方向旋转，将它牢牢地锁住车辆的3。当一辆自卸高位自卸车的内部装载了东西，它的座位会被抬高。这是因为座位的座位会被安装在支撑架上，并且座位的座位会被安装到一个特殊的位置。这个位置是座位的中央，并且是座位的两侧。座位的座位会被安装到一个特殊的位置，并且会被安装到一个特殊的位置。这个位置会被安装到一个特殊的位置，并且会被安装到一个特殊的位置。当飞机下滑，R1和R2的轨道会变得越来越近，最终两个轨道会重合。通过旋转弹簧，锁链就能将飞机的座位牢牢地固定在座位上。此外，如果飞机仍然在顺时钟方向旋转，R1和R2的轨道之间会形成负差，导致调整螺丝11向左偏[5]，并远离旋翼8。2.7本章小结在本节中，我们深入探讨了如何正确地调节自卸高位自卸车的总体结构，以满足特殊需求。我们还详细研究了如何通过优化总体结构来改善自卸高位自卸车的运输能力，从而提高其使用寿命。在自卸车的设计中，整体性能与质量指标的优化至关重要，这些指标的优化将直接影响到最终的产品性能。在车辆的设计中，除了考虑外观、内部组件的安全性外，还应当精心挑选适宜的材料，并且精准地测试每一个部件的性能，从而保证最终产品的安全性与可靠性。

第3章高位自卸车举升机构的设计3.1高位自卸车举升机构时应满足的性能为了适用于不同的工作条件，如恶劣的气候、恶劣的环境和恶劣的任务，我们必须在设计时注意确保高位自卸车提升机的各项功能达标。1、较强的免维护性由于大量的沙漠化、贫瘠的土壤以及极端的气候，使得矿自卸车的使用范围受限。为了解决这一问题，在设计过程中，必须特别注意铰接部位以及液压系统的可靠性，以确保其能够长期运行而无须进行任何维修。2、良好的动力性举升机构是高位自卸车卸料的重要组成部分，为了确保卸货的顺利进行，其动力性能必须达到最佳水平。然而，由于自卸车的使用环境和用户群体的不断变化，它们往往会出现超载的情况，因此，举升机构的过载系数也必须相应提高。3、平稳性为了确保举升机构在倾卸货物时能够保持良好的平稳性，并且减少冲击力对其各个部件的影响，以延长其使用寿命，必须确保其不会受到过大的动力冲击。4、卸料性高位自卸车旨在节省人力，通过液压系统实现自动卸货。为了实现这一目标，举升机构必须能够快速地将货物提升到指定的角度，并且能够按照国家规定的时间限制进行操作。当货物被提升到最大转角时，它必须能够安全地卸载。5、紧凑性高位自卸车是一种重型工程运输车辆，它们的货箱通常被放置在较低的位置，以便更容易地装载大型装载机械。但是，由于它们的工作环境（离地间隙受限），它们的举升机构的空间也会受到很大的限制，因此，它们必须具有良好的紧凑性，以减少空间的占用。6、协调性高位自卸车举升机构是一种先进的四连杆机构，它可以根据设计者的要求，在外力的作用下，使各个部件沿着它们的铰支点顺利移动，而且不会出现传动角度低于允许的最大值的情况，也不会出现死点的问题。随着科技的发展，“类比作图试凑法”设计方法已不再适用，它不仅效率低、工作量大，而且无法满足当今高科技环境下的性能需求，这使得人们无法凭借自己的主观经验来确定车辆的性能。因此，企业应该寻求更加科学的设计方式，以满足当今的需求。随着技术的进步，高位自卸车举升机构的设计已经取得了巨大的进步。这种新型设备具有快速、高效、保值、保量的特点，可以更好地满足市场的需求，并且具有重大的社会价值和经济价值。相比传统的设备，这种新型设备具有更强的性能，更加灵活，更加可靠，更加具有持久性。3.2举升系统性能主要评价参数自卸高位自卸车的举升机构由液压缸驱动，其性能的好坏，表现为举升货物的最大举升力和最大举升倾角，以及对液压系统的要求两方面。高位自卸车举升机构的性能评价参数有如下几方面：1、举升力系数K举升力系数是评价高位自卸车举升机构举升性能的参数，指单位举升重力所需要的油缸推力，即：K=F/mg（3.1）式中：F一油缸的有效推力（N）；m一举升质量（Kg）；g一重力加速度（m/QUOTE）。K值的变化会影响到不同的举升机构，它可以反映出该机构的整体结构、功能、操控方法等。在一定的负载条件下，若K值变得更低，就会导致液压系统的力矩减弱，从而减轻了油缸的负荷，从而降低了整个举升系统的运行成本。2、举升油缸最大行程当物体被提高至最高抬起高度时，抬起油缸的最高抬起高度就会发生变化。这个变化不仅反映了抬起油缸的结构特征，还反映了抬起机构的性能。抬起油缸的抬起高度越高，就会产生越多的抬起高度，从而节省生产成本，并且抬起机构的安装更加容易。3、举升高度“空间”一词通常被用来描述重型自卸高位自卸车的后部双缸提升器的尺寸。它的大小取决于提升器的安装尺寸以及它的起点。通常情况下，提升器的起点更短，因此它更容易被放到驾驶员身边。4、最大举升角提升设备的设计重点关注的是提高提升效率，因此选择合适的提升角度对于提高提升效率至关重要。提升角度通常取决于提升设备的性能，如果提升效率较高，提升角度就会较小，通常取值范围为35-55度。把一个固定的颗粒放在一个光滑的平台上，让这个平台向下倾倒，直至颗粒开始运动。这个角度就叫做颗粒的运动角，通常在30~40度之间。颗粒的运动角度可以用来衡量颗粒的运动情况，这个值取决于颗粒的大小、湿度、颗粒的外观、颗粒的表面光洁度以及颗粒的黏结力。为了确保货物的完整性，我们需要确定一个能够让它们更容易抬起的高度。表3.1常运货物的安息角物料名称煤焦炭铁矿石铜矿细沙粗沙石灰石安息角（度）27～455040～5035～4530～355040～455、油压特性曲线当进行抬高操纵时，液体的流量会随着抬高高度的增加而增大。通常来说，理想的液体流量曲线会变化较大，然而，对于使用多个液体驱动的重载高位自卸车来说，液体流量的变化可能会变得更加剧烈。在进行设计时，应该确保所有的最高油压都处于适当的水平。。6、举升机构的耗能量当举升机构将货物倾卸到指定位置时，它所需要的能量会大大增加，这种能量消耗会直接影响到整辆车的经济效益，但这种能量消耗仅仅是总体能源消耗的一小部分，因此，能源消耗率只是衡量举升机构性能的一个重要指标。这六个关键性能参数是衡量举升机构整体表现的重要指标[7]。3.3高位自卸车举升机构方案的确定3.3.1高位自卸车举升机构简述设计自卸高位自卸车的关键在于，在已经确定的底盘上，合理地安排车厢，并精心挑选和设计举升机构，以便实现自卸功能。这些举升机构是实现自卸高位自卸车的关键组成部分，也是保证其可靠性的重要因素。举升机构的质量和可靠性对于自卸高位自卸车的运行效率至关重要，因此在设计过程中必须特别注意。随着科技的发展，越来越多的新型的举升机构被引入到了自卸车领域，其中包括传统的油缸直接推动式以及新型的连杆组合式两种类型[8]。这些新型的举升机构具备更加灵活的结构，更好地满足了运输需求。通过使用液压油缸，直推式举升机能够将货箱提起来，然后将它们放下。这种设计方法非常简洁，而且具有很好的操纵性。然而，由于液压油缸的使用寿命很短，通常需要使用2级或3级的伸缩型套管.根据油泵的安装方向，这种设备有两种：前置型（又称中立型），通常只有一个活塞。当承受相等的负荷时，前置式装配所消耗的推进动能更少，因此货物的纵向刚性更强，而且油缸的运动距离更远；而后置式装配却恰恰恰好相反。由于它的平稳性、缩短的活塞运转时长以及更加灵活的设计，使得连杆组合式举升机构成为高位自卸车制造业的一种重要技术。它的特性使它成为高位自卸车制造业的首选，并且已经被多种不同的技术所取代，比如：油缸前推（后推）连杆放大型、油缸前推（后推）杠杆平衡型、以及油缸浮动型。a）前置式b）中置（后置）式图3.1直推式举升机构1-车厢；2-拉杆；3-三角形拉杆；4-举升油缸；5-副车架图3.2油缸前推连杆组合式1-车厢；2-拉杆；3-三角形拉杆；4-举升油缸；5.副车架图3.3油缸后推连杆组合式1-车厢；2-拉杆；3-三角形拉杆；4-举升油缸；5-副车架图3.4油缸前推杠杆平衡式举升机构1-车厢；2-拉杆；3-三角形拉杆；4-举升油缸；5.副车架图3.5油缸后推杠杆平衡式举升机构1-车厢；2-拉杆；3-三角形拉杆；4-举升油缸；5-副车架图3.6油缸浮动式举升机构上面各种机构各有优缺点，使用时根据实际需要进行选择。相对来说，直推式举升机构的设计较为简单，而连杆组合式的设计较为复杂和灵活。3.3.2高位自卸车举升机构方案的选择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。表3.2推动式和连杆组合式举升机构的综合比较项目类别直推式连杆组合式结构布置简单，易于布置比较复杂系统布置较小较大建造高度较底较高油缸加工工艺性多级缸，加工精度高，工艺性差单级缸，制造简便，工艺性好油压特性较差较好系统密封性密封环节多，易渗漏密封环节少，密封性好工作寿命磨损大，易损坏，工作寿命较不易损坏，工作寿命较长制造成本较高较底系统稳定性较差较好系统耐冲击性较好较差这种装配方法的起升装置拥有许多优势，如平稳的起吊能量、缩短的起吊时间、易于安装[9]。它可以分为两种类型：一种是液体驱动的，另一种是气体驱动的。液体驱动的起吊装置的起吊能量较高，而气体驱动的起吊能量较低。经过全面评估，最终采纳了油缸前推式连杆组合式举升机构作为最佳解决方案。3.4举升机构几何尺寸的确定图3.7所示的四连杆举升机构，包括一个EC、一个BD、以及一个ABC。它的核心部分就在于O点，这个点用来将高位自卸车的内部空间完全展开，当高位自卸车运行到某个点，EC就会被激活，而BD则会被激活，最终高位自卸车会在O点处完全展开。当货物被卸下来之后，车厢应该通过自身的力量进行回到原来的位置。为了确保机械结构的紧凑性，避免部分部分之间的相互摩擦，并且能够顺利地工作。这需要通过绘制地形来确定每个铰接部分的位置和部分的几何尺寸。图3.7机构设计示意图3.4.1车厢与副梁铰支点O的确定在考虑到结构设计和空间利用的情况下，我们应该将车厢的副梁设置在O位置，距离其尾部146mm，距离其下缘118mm，这样就可以使四连杆运动的坐标从0开始，而且x轴应该与副梁的上部平面保持一致，朝着高位自卸车的正前方。3.4.2车厢放平时举升机构与车厢前铰支点A0的确定。车厢前铰支点QUOTE的坐标（，）可按经验公式（3.2）计算（3.2）式中L—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QUOTE=1165mm，最大有效工作行程L=780mm；—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因此可得，==2730mm考虑结构安排，取=2725mm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）。3.4.3液压油缸与副梁铰支点的确定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点相对点O的垂直距离QUOTE由结构允许最小值确定，即mm。E点x轴坐标由经验公式求得（3.3）==2387mm根据结构安排，令为2378，则E点坐标为（2378，-70）。3.4.4车厢放平时三角臂中支点C0座标和A0C0长度的确定点即油缸上支点。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。令点垂直方向在点下90mm。又车厢放平时，油缸长度应略大于油缸最小长度15mm，以保证车厢确实能放平，油缸不会产生干涉。根据结构安排，定水平方向在点前805mm，则QUOTE点坐标为（3610，142），==885mm。3.4.5车厢放平时拉杆与三角臂铰接点B0的确定连接，并将绕O点向上转到点。以为圆心，为半径画弧，再以E为圆心以1165+780-10=1935mm为半径画弧，两弧交点，连接和，作=又以为顶点，为边，=根据结构允许尺寸，取==354mm，连接、调整B点位置，使AB、BC为整数，AB==1180mm，由此确定QUOTE点的坐标为（3872，-94），△ABC和△为和时三角架所处的位置。3.4.6拉杆与副梁铰接点D及拉杆长度的确定3.5举升机构力学分析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QUOTE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K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。（3.4）式中：—液压油缸最大举升力；G—车厢满载时，车厢质量与货物质量之和。已知G=125009.8=122500N考虑到机构在初始位置时车厢内货物最多，阻力臂最大，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。3.5.1机构的坐标计算A、G、B、C、F的坐标及、、、、的计算（见图3.8）图3.8举升机构坐标分析简图已知当举升时，三角臂、、点及车厢满载重心坐标值如下：=2725，=184=3872，=-94=3610，=142=1515，=853在举升角时，和和交点的坐标（3.5）（，）通过求解方程（3.6）可得=1260，=272在举升角时，点O至直线的距离：=347（3.7）在举升角时，点至直线的距离和点至直线的距离：=320（3.8）=208（3.9）在举升角时，点至直线的距离和点至直线的距离：=153（3.10）=494（3.11）以上数值也可以通过作图法直接测量，可以省去大量繁琐的计算，在实际工作中应用比比较广泛。两种方法各有所长，可根据个人习惯选择。3.5.2机构受力分析取车厢为分离体（见图3.9）图3.9举升机构力学分析图由力矩平衡方程可知=0即（3.12）代入已知数据得：===524258.4N取三角架ABC为分离体（见图3.10）图3.10举升机构力学分析图由力矩平衡方程可知=0（3.13）已知：，得油缸最大举升力=347642.2N=0即得拉杆最大拉力===107670.5N（3.14）可以求得举升力系数==拉杆截面尺寸的确定拉杆BD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：==53835N（3.15）初选拉杆材质为Q235，从手册可查得=230N/拉杆最小横截面面积A=468（3.16）取A=500m实际上=N/（3.17）校核安全系数QUOTE==2.15n因此，拉杆截面面积耐满足强度要求[11]。3.6本章小结在这篇文章里，我们将讨论如何优化自卸高位自卸车的举升系统，使其能够在保证结构简洁、提高操纵性能的同时，保证操纵的稳健性。我们将重点关注如何精心挑选主要的尺寸和参数，并通过实验来验证和改善这些方面的性能。经过精心的结构设计与力学研究，我们可以确定这种自卸车提升装置是最优的。

第4章液压系统的计算采用最先进的技术和材料，我们的自卸车拥有先进的液压系统，包括泵、缸和阀，它们都是经过严格的质量检验和测试，并被广泛使用。这些零部件都是从各个专门的公司提供的。该系统的核心部分涵盖了液压缸的尺寸和行程、压缩机的运行压力、输出功率、燃料储存器的大小和形状[12]。4.1液压油缸性能参数计算液压传动中的油缸可以被划分成两类：活塞式、浮拄型。前者是单向的，拥有较大的缸体尺寸，但可以调整到较窄的伸缩范围，同时要求较低的工作压力（通常不超过14MPa）。后者是多级的，拥有2~5个可调的伸缩部位，拥有较窄的缸身，可以调整到较宽的伸缩范围，同时也更容易安装。液体驱动器有两种：一种是双向驱动式，它通过液体驱动器来帮助高位自卸车下降。这种方式的优点是运行更加平稳，下滑的速度更加迅捷。相比之下，直流驱动式倾斜装置通常使用一个液体驱动器，而杆式结构的倾斜装置则通常使用一个液体驱动器[13]。液压缸是一种重要的工具，它们在液压系统中起着关键的作用。它们通常有两种类型：活塞、柱塞、伸缩。活塞缸的种类繁多，从简单的活塞到复杂的活塞，再到多功能缸，这些活塞缸都能满足各种应用场景。它们的结构也各有千秋，从简单的活塞到复杂的活塞，从简单的活塞到复杂的活塞，这些活塞缸都被统一命名。为了节省成本，我们建议采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QUOTE=193997.6N。参考同类车型，初选最高工作压力p=16Mpa。最大举升力（4.1）式中QUOTE—液压缸机械效率，取QUOTE=0.8；d—举升油缸缸径，mm。可推出=176.2mm又知L=780mm根据以上计算，选择自卸车专用油缸HG-E180X780其主要参数为缸径d=180mm，油缸杆径，油缸行程L=780mm。4.2液压泵性能参数计算液压泵是用来控制液体的，它们常用的品种包括螺杆泵、柱塞泵、叶片泵、蜗杆泵。根据泵的流动情况，它们还可以被划分为两类：固定式泵。固定式泵无法根据泵的运行情况来改变其流量，而固定式泵则可以根据泵的运行情况来改变其流量。齿轮泵是固定的，而叶片泵、柱塞泵则是根据其运动状态进行分类的。其中，叶片泵的运动状态固定，而柱塞泵的运动状态则根据其运动状态进行分类，其中叶片泵的运动状态固定，而柱塞泵的运动状态则根据其运动状态进行分类。油泵通常分两类：齿轮泵和柱塞泵。前者通常采用外部接触的方法，具有更大的流量和更低的油压。而柱塞泵的优势在于它的油压范围更广（16~35MPa），即使处于较低的转速也能保持较高的油压，从而显著地延长了提升的效率。在许多情况下，中轻型自卸车都会使用齿轮泵，其中包括CB、CBX、CG和CN等不同的类别。由以上，选用单级齿轮泵。国家标准规定车厢举升最大举升角的时间不超15s，我们初选举升时间为15s，液压缸工作容积（4.2）=19.849m=19849ml液压泵额定流量Q应满足以下公式（4.3）式中：—举升时间，=15s；QUOTE—液压系统容积效率，取QUOTE。则=1654.ml∕s液压泵转速（4.4）—发动机转速，取中速2000r∕min传动比，i=1.361则==1469.5r∕min选取液压泵额定转2000r∕min液压泵排量q由下式确定=49.6ml∕r依据以上参数，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2000r∕min[14]。4.3油箱容积与油管内径计算1、液压系统油箱容积计算（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。油箱容积一般不小于全部工作液压缸容积的三倍，即3QUOTE19849ml（4.5）=59.547L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：（4.6）可以计算出高压管路内径：式中QUOTE—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：（4.7）式中，是低压管路系统中液压油的流速，，取即有取用[15]。4.4系统压力校核系统最大压力（4.8）已知=347642N=0.8（4.9）==25447m=25447QUOTE==13.6N∕=13.6Mpa<16Mpa[16]。4.5车厢升降时间的校核系统流量：=92579ml∕min（4.10）举升时液压缸工作容积：（4.11）=19.849=19849ml则举升时间：=13s15s（4.12）下降时液压缸工作容积：（4.13）==15.928=15928ml则下降时间=10.3<15s因此，油泵、油缸参数选用合理，满足设计要求。4.6方向控制阀的选型通过调节方向，我们能够让液压设备的执行部件在正确的位置上进行启动，并通过调整通道的大小，实现对设备的调节。这些通常被称为—方向控制阀—，它们通常由二位二通、二位三通、二位四通、三位四通、三位五通组成，并且还有一些特殊的功能，如—手动—、—电磁—、—液—、—电—、—气—。为了满足这辆高位自卸车的特殊需求，我们采用了三位四通换向阀作为其主要的机械操作方式。这款阀门既具备良好的普遍适应能力，又具备优异的稳定性和易于维护。此外，我们也采购了一些常见的溢流、单向和顺序阀。4.7液压系统原理液压系统原理如图4.1所示：4325161-油箱；2-安全阀；3-分配阀；4-油缸；5-单向阀；6-油泵图图4.1液压系统原理图4.8取力器的选择通过使用一种特殊的设备，可以为不同的专业设备提供动力。这种设备通常被称为取力器，可以将一定的功率转化为液压泵、真空泵、空压机或者其他专业设备的运行所需的推进剂。大多数专用高位自卸车的动力系统由其内部的发动机提供，并通常由液压泵、真空泵、柱塞泵、轻质油液压泵、自吸液压泵、水泵和空气压缩机组成[17]，这些系统能够满足各种特定的需求，例如冷藏高位自卸车的机械制冷系统。这些系统也能够与其他类型的高位自卸车进行协同操作，例如自动驾驶、抓斗、拖拽、悬挂、抓斗、挖掘、搬迁、清洁和清洗。由于这个原因，使用取力装置来生产特定类型的专业高位自卸车变得至关重要。不同的取力方式会影响专用车的布局，其中包括：这种布局方案也被称为变速器上置式，它将取力器放置在变速器的上部，并通过使用惰性轮来与输入轴啮合，以获得动力。这种方法不需要改造原有的变速器顶盖，因此应用非常广泛，比如自卸车、冷藏车和垃圾车等。不同的变速箱提供了多种不同的动力来源，例如通过中央轴的末尾、通过道路档杆和输入轴的顶部来获得动力。然而，通常使用的仍然是通过中央轴的齿轮来提供动力，这种技术被称作侧置式提升。在这个设计中，我们选择了一种从变速器输入轴获取动力的布局方案。4.9本章小结本章旨在深入研究自卸高位自卸车举升液压系统的选型，包括油缸、油泵、油箱容积、油管管径、各种液压阀、操纵方式、原理图以及取力器等，以期更好地满足自卸高位自卸车的运行需求。

第5章轴承、润滑方式和密封类型的选择5.1轴承的选择查《机械工程及自动化简明设计手册》：轴承选择滚针轴承NA4901和深沟球轴承6203两个型号：轴承NA4901，滚针轴承，内径d=12mm，外径D=26mm，宽B=13mm，基本额定动载荷Cr=9.6kN，基本额定静负荷Cor=10.8kN，极限转速19000r/min。轴承6202，深沟球轴承，内径d=17mm，外径D=35mm，宽B=11mm，基本额定动载荷Cr=9.58kN，基本额定静负荷Cor=4.78kN，极限转速20000r/min。5.2润滑方式的确定自卸车车厢的润滑方式:人工定期润滑润滑剂脂:石墨钙基润滑脂(ZBE36002-88)润滑剂脂中的一种ZG-S系列润滑油。密封类型的选择封口件:转动轴唇型密封圈FB1630GB13871—1992.滚动轴承的润滑滚动负荷轴承一般应该是用润滑脂或用润滑油等来完成润滑剂。实验中表明,在转动速度相对较低一点时,用的润滑剂脂会比所用的润滑油温比升低许多;当速度也较高点时,用的润滑油性能较好。一般的情况条件下,判断好坏的一个指标主要是转速度因数为dn。d为负荷轴承内径尺寸(mm),n即为最大转速半径(r/min)。各种滚动推力轴承都适用于脂液润滑方式或油液润滑,油脂润滑轴承适用于什么样材质的润滑方式轴承的dn值,应该去查一下《机床设计手册》。(1)脂润滑脂润滑一般可用于温度dn值一般较轴承低,又几乎不需要润滑油冷却润滑的各种场合。脂润滑设备的一般结构要求比较复杂简单,不存在轴承漏油等问题。使用液态润滑脂轴承进行冷却润滑,润滑脂轴承的脂充填量应不得增加太多,不可直接把整个轴承完全装满。否则就将易导致润滑脂轴承局部发热膨胀并会把轴承脂溶化并排出,润滑设备效果往往将适得其反。此外在填补轴承油脂时也不必经常用干手掌抹擦(因手上有汗,会侵蚀轴承)了,可以多用小针筒来灌注,使整个滚道面和轴承每个滚动体面都被粘满上脂。(2)油润滑油膜润滑装置适用于一切额定转速,既是可以单独起轴承润滑密封作用,又要能分别起润滑冲洗或降温保护作用。润滑油自身的润滑油粘度,是可随轴承油温水平的持续提高变化而相应减小变化的。因为要确保在滚动体或与轴承滑动道相接触面间隙内能有一种适当密封程度的密封油膜,应考虑使其润滑油自身在正常轴承工作温度水平下最大的润滑粘度降为约12-23cst。转速值越高,粘度值应就越低一些;轴负荷值越重,黏度则应随之越高。假如在轴系结构工程中仅采用一块一般的轴承,而且整个轴系结构运行中速度又不是特别很高,润滑形式一般只能采用油浴方式;对于要求精度相对较高精度的工业设备,要求轴承采用高精密性轴承,建议可以采用滴定油泵或循环水泵方式轴承供油循环润滑,因为只要采用了这前两种的润滑密封方式,可以确保对轴承润滑油可以进行了更好有效的过滤,减少轴承赃物的进入润滑轴承,同时由于这前后两种轴承润滑密封方式均可以有效使轴承润滑油得以充分冷却散热,可以实现更好地使润滑轴承冷却降温。5.3密封结构的确定系统密封中常用的是密封轴承结构,对于油浸润滑封的密封轴承结构设计来说,为重要的原因是为防止润滑油滴外渗漏液和防止灰尘屑末切削液滴等物进入润滑油;但是对于脂润滑封的密封轴承结构设计来说,由于油脂本身不会自动外泄,主要功能是用来防止上述外物。脂润滑密封的密封结构要对能防止任何外物的进入密封性的可靠性要求较高了些。因此对于该密封的结构型式的优化设计应主要应是要考虑密封防漏问题和减少外物的二次侵入。润滑油循环的润滑防漏功能主要应靠轴承疏导,同时它也须要考虑设计出合理严密的润滑结构。由于角油接触时轴承仅有单向泵油作用,而轴承则通常均是采用背靠背结构安装,所以在中轴箱端和轴承端盖板中间也要考虑有一条回油管道,以利于进行润滑疏通和密封防漏。甩油环是密封润滑结构,在循环工作状态时也就能有效起到润滑油防漏功能和润滑油疏导之作用。润滑油流入轴承内部后,向内右转经锁紧螺母向外流。螺母环的内圈外圆上有一个锯齿型的环槽。电机在转动时可将油泵吹向压盖腔内的一个空腔,而后油泵经回油齿轮孔锯齿流回至电机箱。锯齿流的转动方向也应尽可能逆着回油流回转的垂直方向。环形槽通常应为2-3条。回油轮孔槽尺寸通常应要求尽可能大一点。5.4本章小结本章分别对轴承、润滑的方式选择和轴承密封的类型的确定进行做了考虑,通过查表《机械及自动化简明工程设计指南》,确定了适应转速的滚针轴承类型和轴承深沟球轴承轴承,对自卸车车厢系统的主要润滑介质方式、密封轴承类型选用以及轴承密封的结构方式也均进行作了进一步确定。

第6章高位自卸车稳定性检验与研究车辆稳定性控制是高位自卸车主动安全领域研究的热点，已有的研究如以车辆横摆角速度、质心侧偏角、轮胎的滑移率、侧向加速度及这些变量联合作为控制变量的控制策略研究。本文主要考虑车辆横摆角速度和前轮转角对车辆操纵稳定性的影响，进一步利用MATLAB得出状态空间矩阵的特征根变化趋势，了解车辆瞬时响应与其之间的关系。6.1建立高位自卸车数学模型假设高位自卸车的驱动力不大，不考虑地面切向力对轮胎侧偏特性的影响，没有空气动力的作用，忽略左、右车轮轮胎由于载荷的变化而引起轮胎特性的变化以及轮胎回正力矩的作用。高位自卸车模型即可简化为线性二自由度模型，如图1。图1线性二自由度模型根据假设以及图1模型，二自由高位自卸车收到的外力沿y轴方向的合力与绕质心的力矩和为：(1)式中，FY1、FY2为地面对前后轮的侧向反作用力；为前轮转角；a、b分别为高位自卸车前、后轮至质心的距离。高位自卸车前、后轮侧偏角与其运动参数有关，如图1所示，高位自卸车前、后轴中点的速度u1、u2，侧偏角为α1、α2，质心的侧偏角为β，β=v/u。ξ是u1与x轴的夹角，其值为：(2)根据坐标系规定，由式（2）得，前、后轮侧偏角为：（3）考虑到角较小，前、后轮所受到的侧向力与相应的侧偏角成线性关系，则FY1、FY2为：（4）将公式（2）、（3）、（4）以及公式β=v/u带入（1），消去α1、α2，得二自由度高位自卸车运动微分方程为：（5）6.2MATLAB系统仿真本文采用MATLAB对高位自卸车的操纵稳定性进行仿真研究。以高位自卸车和汽车为例，进行对比分析。高位自卸车具体参数如表1所示。通过仿真实验分析不同前轮转角和不同车速下横摆角速度和前轮转角对高位自卸车操纵稳定性的影响，并粗略得出状态矩阵的特征根与车辆瞬时转向响应之间的关系。表1车辆相关参数参数符号单位1949BuickFerrari质量mkg20451008横摆转动惯量Izkg*m^254281031前轴到质心的距离am1.4881.234后轴到质心的距离bm1.7121.022轴距Lm3.22.566前轮侧偏刚度CfN/rad77850117440后轮侧偏刚度