毕业设计（论文）-自卸汽车举升机构设计

自卸汽车举升机构设计摘 要F式举关键词：自卸汽车；举升机构；F式举升机构PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIVABSTRACTAccordingtorelevantdatashowthatthetrendofthedevelopmentofdumptruckisverygood,andsomeofthedemandinrecentyearsasthecountryalsocombinedtheimplementationofthepolicy.Suchasnationalstrategyreleased,suchastheimplementationofalltheway,theprogressofthewesterndevelopment.ForremoteandpoorareasofChinavigorouslysupportinfrastructureconstruction,andbasedontheseconditions,foranever­growingdemandforspecialpurposevehicle,inparticular,someengineeringespeciallyneedtodumptruck.SuchasinsomeDAMSandpost­disasterreconstructionaspectisparticularlyimportant,accordingtosomemechanicalmanualandautomanufacturingprocess.ThedumptruckproductiontechnologytherearemanyproblemsinChina,relevantlawsandregulationsisnotclearenough,especiallyresidueinthecaraccidentrateislarger.Oneofmaininstitutionsinthedumptruckishydraulicsystem,theliftingmechanism,etc.Someofthemainstructure.EspeciallyinthemainstreamofthedumptruckorFtypeliftingmechanism,lowcost,reliablestructuremovement,securityandstability.Sowidelyused.Keywords:Automobile，Self­discharging，MechanismFtypeelevator.目录摘 要 IABSTRACT 第1章自卸汽车概述 专用汽车设计特点 1自卸车概述 2第2章自卸汽车举升机构的设计 4专用汽车总体布置原则 自卸汽车几种举升机构方式的优缺点分析 举升机构的选择 举升机构的设计计算 举升机构的工作原理 直角坐标系及参数确定 举升机构的受力分析及举升系数的计算 2.3.4 最大举升角的确定 举升机构参数 8举升能力计算 8液压缸最大推力的计算 最大举升能力计算 液压泵的选型 取力器的规格和参数的选择 发动机转速 10齿轮泵选型 11齿轮泵流量 11齿轮泵排量 11齿轮泵选型 11动力匹配验证 11举升时间验算 11动力验证 12第3章 F式举升机构各部件的强度校核 13F式举升机构最大系统压力校核 13举升机构强度的校核 13校核车厢的升降时间 14第4章 质量参数的要求 16装载质量 16整备质量 16总质量 16轴载质量 17结束语 19河海大学文天学院本科毕业设计（论文）河海大学文天学院本科毕业设计（论文）PAGEPAGE10第1章 自卸汽车概述专用汽车设计特点于专用汽车的需求量和相应的功能要求来看，相比其他的家庭用车和其他用途的车子特征不[1。我国专用汽车在在性价比方面存在巨大的竞争优势，部分产品具有价格竞争力。国内专用汽车主要品种有：例如渣土车,自卸运输车、冷藏车、混凝土的输出车、部分石油运输用车等通过企业技术合作、购买其他国家先进企业的技术或者自主研发，部分技术竞争能力已经追上甚至超过英美等发达国家的技术，比如江淮汽车制造的轻型运输车。技术上和价格上具有与世界上先进的工艺水平具有一定的竞争资格。关的交往和合作不断增加,所以生产厂商针对不同需求和公路的情况而改变的生产模式和技术的升级。专用汽车设计的主要工作是总体布置和专用工作装置匹配在设计和试验的过程中不仅仅要考虑到在实际使用过程的实际操作性，还要顾及到车身每个部件的实际载荷能力的最大承受值，同时还要顾及操作人员的安全性和舒适性要求。针对专用汽车品种多样、针对需求性质不同而生产的生产持点，对专用汽车的生产也有特殊要求。在专用汽车工作部件中针对不同的参数要求和载荷量大小的校核，如车架横梁，液验过程要严格把握各个部件和材料可以在额定和安全的环境中发挥作用。使汽车的基本性能和专用功能都得到充分发挥。正是因为专用汽车的自身的特殊性和自身所到目前专用汽车在性能方面的不足和与其它的先进国家的差距得出生产的改进，同时在实践自卸车概述自卸汽车是专用汽车中用途最普遍的一种，自卸汽车指的是用自身的发动机的地力矩通过拉杆等机构的合力作用于货物上，通过液压系统的举升作用将货物举升起来，让其在车厢中的受力情况发生改变，同时根据自身的重力分力作用将原来的角度闭合来达到目地的专用汽车。自卸汽车的分类按照不同的规格和适用条件可以分成以下二大类：第一类是在特定场合某些专用汽车是根据国家的相关规定在特殊场合适合特定工种的自卸汽车，故又称专用1-1为普通自卸汽车的结构组成[2]。每个专用汽车制造车商的生产能力的大幅度提升，特别是自卸汽车在专用车的领域的综图1.1普通专用车相关机构（1­2­3­4­5­7­8­9­10­11­取力器）第2章自卸汽车举升机构的设计专用汽车总体布置原则尽量避免对汽车底盘各总成位置的变动选择方面。图2.1自卸汽车总体布置（1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-调速器11-12-进气管道）装载质量、轴载质量分配等参数的估算和校核为了适应专用汽车在特定的领域中使用，在总布置初步完成后要对车身的装载最大量和轴承的最大承载力分配进行一定估算和检验，这些参数的范围要求会影响到整车的功能。若不满足要求．应改正相应的设计方案和规则。应避免工作装置的布置对车架造成集中载荷在其他的布置中、由于在生产设计过程中对车身的部件采用刚度较大的材料比如合金类自卸汽车几种举升机构方式的优缺点分析:三角架放大举升机构(FT式前定举升等机构形式.（D式）车多采用油压特性曲线较好且油压缸的油压压力较小的举升机构，如马式机构（T式（Z式）或者前顶举升式[3]。4­5米。三角架放大举升机构包括FT式二种举升机构[3]F,能够较好的克服举升时起给压力过高的现象、并通过较短的油缸行程来达到较大的举升角度；该举升机构各参数的计算过程及其约束条件.缺点为车厢地板与车架上平面的闭合角度较大。30t结构的配置中是在第二桥前方双侧各安装一支多层级缸，工作时液压缸上受力情况主要在底板上面。双缸举升机构的优点为车厢底板与主车架的平面的闭合角度较小，缺点是液压系统很难保证二液压缸同步进行，举升平稳力稳定度较差。前顶举升机构，该机构在欧美等国家广泛使用。结构非常简单[3]。举升机构的选择FF举升机构的设计计算举升机构如图2.2所示。举升机构的工作原理

图2.2举升机构自卸汽车的工作原理如图2.2，车厢,三角板连杆（OA,AB,BC),QOAB与车箱底架衔接O(PC）Q(CA)与三角板连杆（OAB)及车箱分别铰接AC点。AB点与三角板的拉引作用从而产生相应的作用o点产生顺时针运动升运动。

从而产生一定推力，产生力矩使车箱绕旋转轴旋转，使举升机构完成举直角坐标系及参数确定RXR点为0）即后翻中心，三角板连杆（OAB)与车箱底架铰接点；三角连杆（OAB)与油缸（CA)下支座铰接点A(X2,Y2);三角板连杆（OAB)于拉杆(DB)铰接点（X3,Y3);拉杆（DB)与车箱地板铰接与点(X4,Y4);油缸（CA)上支点与车箱地板铰接与点C(X5,Y5)[4].由直角坐标系的各个参数位置，确定了机构各点的坐标，通过相应的模拟运动来确定机构运动的稳定性和安全性，并在允许范围内变化。由根据坐标系中的参数可以得知油缸行程，车厢长度等一系列参数数据。举升机构的受力分析及举升系数的计算GF跟货物质量G的比值为举升KFGKFf的作用。G根据举升机构的受力情况和相应的汽车参数的要求，得最大举升力参数，如表2.1所示。车箱长度车箱底板后 举升角度车箱长度车箱底板后 举升角度 D1,mm D2.mm D3,mm 举升力G，t,mm悬,mm480080053240.8754.5160037.9520090051252.0779.0170036.7540095051252.0779.0175035.7540095049264.0802.0175036.85600100050258.0790.0180035.25600100048269.0814.0180036.45800105050258.0790.0185034.35800105048269.0814.0185035.36000110048269.0814.0190034.52.3.4 最大举升角的确定确定车厢最大举升角的依据是能够最大限度能满足举升要求。货物的最大举生角度大小如表2.2所示。表2.2常见货物的最大举升角度范围物料煤碳焦炭 铁矿石细砂安息角27°～45°50° 40°～45°30°～45°物料粗砂石灰石 粘土水泥安息角50°40°～45° 50°40°～50°maqmama程中达到最大举升角q 时对于自卸车最大举升角度的选，这里定其最大举升角为ma40º60º满足实际的需求。图2.3自卸汽车后倾最大举升角的确定举升机构参数

图2.4车箱受力分析三角臂参：AB=896mm,BC=366mm,AC=1148.5mm 拉杆长度CP=1645mm缸安装中心距BQ=1275mm,其他参数如图2.5所示。举升能力计算

图2.5举升机构布置1221F´L-F´L=01221F1´-F2´D2-G´D3=0联立(2.1)、(2.2)式，并带入数值可得：G=F1´(1´2-1´D2D3´2)

(2.1)(2.2)(2.3)式中：D1­­­­­O到BQ距离；D2­­­­­­O到CP距离；D3­­­­­O到重力G距离；F1­­­­液压缸的最大推力。液压缸最大推力的计算根据液压原理知，液压缸推力计算如下：F1=

(πD²×η×P)/4=58.5t (2.4)Dηη=0.9.P为液压缸燃油内压压力。最大举升能力计算联立2.3式和2.4式可得：M1´2-1´D2´（πD²×η×PM）¸4D32=36.4t （2.5）式中，Gm为举升机构所能承受的最大力，PM为液压缸最大油压。FL1=226.6mm,L2=196.1mm.由上面的式2.4可计算出当液压系统最大压力PM=20MPA58.5t.D1,D2,D32.5可计算出相应的最大举升能力见表格。液压泵的选型液压泵式自卸汽车的动力源，由于齿轮泵的性价比比较高，机械效率高。且安装简便和应用广泛。取力器的规格和参数的选择除了少量专用汽车的工作装置因考虑工作可靠相符殊的要求而配备专门动力驱动外(例如部分冷藏汽车的机械制冷系统用。侧和右侧都留有标准的取力接口[] 也有专门生产与之配套的取力器的厂，这种取力器较为常用，同时也考虑到大批量生产，采用变速器侧盖取力方式。图2.6变速器侧盖取力器（1-2-3、4-O5-6-7-8-9-10-11-12-滚13-14-15-16-1721-18-19-20-22-连接套筒）根据目前自卸汽车所普遍使用的配置的QH50:i=0.821,N=518N.M.。发动机转速自卸汽车在装卸过程中，发动机的功率和相应的转速影响其举升力和举升角的大小，据统计，

5000

kg£ma£19000kg

0.0.478

£p£0.021kw/kg其最小的比功率不得低于0.006kw/kg(比功率指的是指单位汽车总质量的发动机功率),根据

-

r/min

之间，根据实际工作时的功率和相关汽车生产的规定，故选择1200r/min。齿轮泵选型齿轮泵流量式中:η容­­­­­­容量损失，取η=0.8；t­­­­­­­­举升时间，t≦20s；D­­­­­­­液压缸内径；L­­­­­­­液压缸活塞行程。齿轮泵排量P排应满足：

Q=(πD²×)/(4t×η容） (2.6)P排=60Q/齿 （2.7）式中，N齿为齿轮泵转速。齿轮泵选型

发/i

(2.8）选取某种液压缸，根据液压原理可知选择其参数如下:液压缸缸径D=198mm,液压缸活塞行程长度S=876mm.。联立2.6，2.7，2.8式可得：Pmax=68.8ml/r.80:最大排量85ml/r,额定压力282.1N.M。动力匹配验证举升时间验算2.6t=60(πD²×L）/(4Q×η容) (2.9)代入相关数据，计算结果如表2.3所示。表2.3举升时间参数表发动机转速r/min油泵转速r/min油泵流量Q,l/min举升时间t,s12001467.0117.417.214001711.5136.914.816001956.0156.513.0由上表可知，发动机在常用转速上，车箱的自卸举升时间≤20s.动力验证专用汽车在行驶过程中所需的驱动功率Pt按下式计算：1æaf DD 3 öP=hç3600tt

vmax

+7614

vmax÷

（2.10）

è øam——整车总质量(kg)；aDf————DDA——整车迎风面积(m2)；Dv ——最高车速/h)；max0P——专用工作装置在输出所能提供的最大统供率(kW)；00h——专用工作装置的机械效率。0根据相关的参数要求和实际的试验值要求，在不同的环境中其机械效率和功率也有相应P= t(0.75~0.90)

(kW)

（2.11）d所谓汽车的比功率P是指单位汽车总质量的发动机功率，若不计风阻，其计算式有dP=Pm ()

（2.12）d a据统计，自卸汽车比功率的规定参数范围如下：a dmp5´103a d

=0.015~0.021kWkgm³5´103P=0.0075~0.011a dmf19´103P=0.00478~0.007a d0.006­0.01kw/kg之间从而满足正常需求。dP993947)；P001080965)d根据上述计算可知，80齿轮泵输入扭矩283.1N.M<输出扭矩500N.M，满足动力要求。第3章 F式举升机构各部件的强度校核F式举升机构最大系统压力校核由机械原理手册知，举升机构的系统最大压力Pmax

=F/(Aη） （3.1）根据式（2.5）知，最大举升力F=36.4t.，液压系统效率η取0.95.根据机械手册知，油缸额定A=πD²/4=3.14×198²/4=3077.5mm²由式3.1知Pmax=F/(A×η)=36.4t/(3077.5×0.95)=12.45Mpa根据机械手册知，油泵额定油压22MPA满足要求。举升机构强度的校核F式举升机构对三角连接板和拉杆进行校核。拉杆所能承受的最大拉应力作用s[3]图3.1 拉杆结构拉杆截面面积为A，抗拉应力为σ，则根据公式得:σ=TA

=2423392200

.875

=

Nmm2

（3.2）式中的T、A均根据机械手册查询所得，其中：T取242339.875，A取2200mm²。22/Q345。三角架连接板在举升机构中是主要受力元件[] 它的强度大小直接影响整个机构的运；1σ，12 2 设连接板选择材料所能承受的拉应力理论值σ，则有2 2 三角架截面地截面面积为A，抗拉应力为σ，则有：1 1T 242339σ= =

875

=

（3.3）2200

mm2式中的A1根据机械手册查询所得，A取2200mm²,F为最大举升能力。根据机钢板械材料中得到，举升机构的抗拉应力的适用范围的材料应选择钢板8/Q345，材料强度满足要求。故选择材料为钢板22/Q34。3.3 校核车厢的升降时间齿轮泵流量Q=(πD²×L)/(4t×η容） （3.4）式中：η容­­­­­­容量损失，取η=0.8。t­­­­­­­­举升时间，t≦20s。D­­­­­­­液压缸内径。L­­­­­­­液压缸活塞行程。代入数据可：Q=（3.14×198²×875)/(4×20×0.8)=100830ml/min. (3.5)举升时液压缸工作容积：V举升=L×

πd24

(3.6)代入相关参数数据得，875×3.14×198²/4=2692ml.则举升时间为t=V举升/Q=(2692/100830)×60=14.9s 14.9s<20s 下降时液压缸工作容积π(d d)2V举升

=L× 0 4

（3.8）式中的L是液压缸的行程半径，d为液压缸内径，d0为油缸杆径。根据机械手册查的油缸杆径d0取108mm.带入数值可得V举升=875×3.14（198－108）²/4=12407ml则下降时间t=V举升/Q=(12407/100830)×60=9.63s 9.63s<20s根据上面的计算知选择的参数和油压缸满足设计的需求。装载质量

第4章 质量参数的要求对于自卸汽车来说，其举升的能力的大小不仅仅对其日常要求有一定的影响也对其每个荷量和最大的受力范围也是有一定的范围的，故装载质量的大小不仅要符合国家的制造要求4­10t和30­50t.根据上述的计算结果可知装载质量可选择载重要求。整备质量分之EA30890的最大装备质量和最大的理论值，EA3089确定最终的整备质量m＝5185kg。0总质量自卸汽车整车整备质量是指装备齐全、加够燃料、液压油和冷却掖的空车质量。一般是每个方面的总质量之和，比如满载货物的质量和自重等方面。m=m+m+m

（4.1）

a 0 e pam—自卸汽车总质量(kg)；a0m—自卸汽车最大装载质量(kg)；0em—装载质量(kg)；emp—驾驶员质