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本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 拉臂式垃圾車(chē)的改裝設(shè)計(jì) 院系名稱(chēng)： 汽車(chē)工程系 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 車(chē)輛工程 07-1 班 學(xué)生姓名： 程雪峰 指導(dǎo)教師： 呂德剛 職 稱(chēng)： 講 師 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二一一年六月 The Graduation Design for Bachelors Degree The Modify and Design of Pull Arm Garbage Truck Candidate：Cheng Xuefeng Specialty：Vehicle Engineering Class：B07-1 Supervisor：Lecturer. Lv Degang Heilongjiang Institute of Technology 2011-06Harbin 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 摘 要 垃圾處理工作是城市建設(shè)和管理的重要內(nèi)容，與人民生活密切相關(guān)。隨著我國(guó)經(jīng) 濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，環(huán)衛(wèi)部門(mén)需處理的垃圾從數(shù)量到種類(lèi)都日益增多。 無(wú)疑，垃圾處理工作量將加大，這樣，垃圾處理的效率問(wèn)題將是我們面對(duì)的一個(gè)重要 問(wèn)題。拉臂式垃圾車(chē)可將地下垃圾箱內(nèi)的垃圾及垃圾箱一同拉至車(chē)上運(yùn)走同時(shí)可自卸， 降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。該垃圾車(chē)的收運(yùn)方式是目前世界上廣泛采用的垃圾收運(yùn)方式， 可以實(shí)現(xiàn)一車(chē)多箱，大大降低了配備成本和空間等等；其專(zhuān)用裝置的功能均以汽車(chē)發(fā) 動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)液壓機(jī)構(gòu)手動(dòng)或電控來(lái)實(shí)現(xiàn)。車(chē)輛的箱體采用優(yōu)質(zhì)碳鋼密封焊接結(jié) 構(gòu)，具有強(qiáng)度高、重量輕、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)。 本文作為拉臂式垃圾車(chē)的設(shè)計(jì)說(shuō)明，首先介紹了拉臂式垃圾車(chē)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀， 由于該類(lèi)車(chē)的設(shè)計(jì)資料我國(guó)尚不完善，考慮該車(chē)同時(shí)能實(shí)現(xiàn)自卸功能，故參照自卸車(chē) 相關(guān)設(shè)計(jì)方法對(duì)車(chē)廂箱體、舉升機(jī)構(gòu)、副車(chē)架及翻轉(zhuǎn)架進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)不同設(shè)計(jì)方案 進(jìn)行了比較分析，保證了拉臂式垃圾車(chē)的先進(jìn)性及實(shí)用性。 關(guān)鍵詞：自卸功能；舉升機(jī)構(gòu)；一車(chē)多箱；液壓機(jī)構(gòu)；翻轉(zhuǎn)架 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) II ABSTRACT Garbage disposal is an important content of urban construction and management, which is closely to peoples life .As the development of our country economy and the growth of peoples living standard, sanitation departments need to dispose an increasing number and kinds of garbage. Its no doubt that the workload of garbage disposal will be increased, in this way, the efficiency of garbage disposal will be a significant problem we are facing. The truck can drag the underground rubbish along with the dustbin up to the truck, then carry away and download automatically, that decrease greatly workers power of work. The truck can also realize” one truck several carton”, which reduce tremendously the match cost and space, etc. The function of its isolated plant was powered by automobile engine, and realized by the manual or electric operation of hydraulic mechanism. The body of carton adopts quality carbon steel totally-sealing welding structure, it has strong point of high strength, light weight, do not produce secondary pollution. The article acts as the design specification of the pull arm garbage truck, first introduced the pull arm garbage truck research situation, as the class of vehicle design data is not perfect, considering the car can achieve dump function at the same time, by the same type of vehicles related design to finish the design of lifting bodies, the subframe and flip stand, and different designs were compared to ensure that the pull arm garbage trucks advanced and practical. Key words: Dump Function; Lifting Mechanism; Truckload with Many Trunks; Hydraulic Mechanism; Flip Frame 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) III 目 錄 摘 要 I AbstractII 第 1 章 緒 論 1 1.1 課題的提出 1 1.2 我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)現(xiàn)階段發(fā)展概況 1 1.3 我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì) 2 1.4 拉臂車(chē)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3 1.5 課題研究的目的和意義 5 1.5.1 課題的目的 5 1.5.2 課題研究的意義 6 第 2 章 拉臂式垃圾車(chē)主要性能參數(shù)選擇 7 2.1 拉臂式垃圾車(chē)總體尺寸 7 2.2 質(zhì)量參數(shù)的確定 7 2.3 其他性能的參數(shù) 8 2.4 本章小結(jié) 8 第 3 章 拉臂式垃圾車(chē)車(chē)廂的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 9 3.1 拉臂式垃圾車(chē)車(chē)廂的結(jié)構(gòu)形式 9 3.1.1 車(chē)廂的結(jié)構(gòu)形式 9 3.1.2 車(chē)廂材料 10 3.2 車(chē)廂尺寸參數(shù)的確定 10 3.2.1 車(chē)廂尺寸設(shè)計(jì) 10 3.2.2 車(chē)廂內(nèi)框尺寸 10 3.2.3 車(chē)廂地板高度 11 3.3 車(chē)廂板的鎖啟機(jī)構(gòu) 11 3.4 本章小結(jié) 12 第 4 章 舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 13 4.1 拉臂架裝置結(jié)構(gòu)和工作原理 13 4.1.1 拉臂裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 13 4.1.2 拉臂架裝置工作原理 13 4.2 拉臂架裝置的受力分析 14 4.3 拉臂架裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)選用與設(shè)計(jì) 16 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) IV 4.3.1 拉臂架裝置各鉸支點(diǎn)布置 16 4.3.2 拉臂油缸的選用和油缸安裝角取值 17 4.4 拉臂強(qiáng)度校核 18 4.5 換箱工況的運(yùn)動(dòng)分析 18 4.6 本章小結(jié) 26 第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 5.1 液壓系統(tǒng)布置 19 5.2 液壓元件的設(shè)計(jì)與選擇 20 5.3 取力器的選擇 21 5.4 本章小結(jié) 22 第 6 章 副車(chē)架的設(shè)計(jì) 24 6.1 專(zhuān)用汽車(chē)副車(chē)架的設(shè)計(jì) 24 6.1.1 副車(chē)架截面形狀及尺寸 24 6.1.2 副車(chē)架的前端形狀 24 6.2 副車(chē)架與主車(chē)架的連接 25 6.2.1 副車(chē)架與主車(chē)架的連接 25 6.2.2 縱梁與橫梁的連接設(shè)計(jì) 26 6.3 副車(chē)架主要尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 27 6.3.1 副車(chē)架主要尺寸設(shè)計(jì) 27 6.3.2 副車(chē)架的強(qiáng)度剛度校核 27 6.4 本章小結(jié) 30 結(jié) 論 31 參考文獻(xiàn) 32 致 謝 33 附 錄 A34 附 錄 B37 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 1.1 課題的提出 拉臂式垃圾車(chē)的收運(yùn)方式是目前世界上廣泛采用的垃圾收運(yùn)方式，可以實(shí)現(xiàn)一車(chē) 多箱，大大降低了配備成本和空間等等；其專(zhuān)用裝置的功能均以汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力， 通過(guò)液壓機(jī)構(gòu)手動(dòng)或電控來(lái)實(shí)現(xiàn)。車(chē)輛的箱體采用優(yōu)質(zhì)碳鋼板全密封焊接結(jié)構(gòu)，具有 強(qiáng)度高、重量輕、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn) 。1 圖1.1 拉臂式垃圾車(chē)整車(chē)工況圖 1.2 我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)現(xiàn)階段發(fā)展概況 近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，汽車(chē)工業(yè)作為國(guó)家支柱產(chǎn)業(yè)獲得了迅猛發(fā)展。 專(zhuān)用汽車(chē)作為汽車(chē)工業(yè)的重要組成部分，也獲得了快速發(fā)展。一方面，隨著產(chǎn)業(yè)政策 逐步落實(shí)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)政策不斷完善，從政策標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)上規(guī)范生產(chǎn)、提高技術(shù)水平 及產(chǎn)品質(zhì)量；另一方面，隨著我國(guó)城市化建設(shè)、高速鐵路建設(shè)、公路建設(shè)及道路運(yùn)輸 業(yè)的快速發(fā)展，為我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)提供了大量的市場(chǎng)需求，專(zhuān)用汽車(chē)的產(chǎn)品品種日趨豐 富、合理，產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)水平不斷提高，年產(chǎn)量也大幅提高。 我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)起步于20世紀(jì)50年代末60年代初，早期主要側(cè)重于應(yīng)用。雖然應(yīng)用 較早，但全面發(fā)展始于20世紀(jì)80年代，比發(fā)達(dá)國(guó)家晚了近 30年。經(jīng)過(guò)20余年的發(fā)展， 我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)已經(jīng)具有一定規(guī)模，特別是近年來(lái)，我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)發(fā)展迅速。據(jù)資料統(tǒng) 計(jì)，1999年全國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)生產(chǎn)廠546家，2005年專(zhuān)用汽車(chē)企業(yè)628家，2006年已經(jīng)增加 到800家；生產(chǎn)能力也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，1999年產(chǎn)量為17.42萬(wàn)輛，2004年為35萬(wàn)， 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 2005年為50萬(wàn)輛，2006年已接近60萬(wàn)輛，2007年更是達(dá)到了70萬(wàn)輛。目前，我國(guó)專(zhuān)用 汽車(chē)產(chǎn)量占載貨車(chē)總量的40%左右，有接近5000個(gè)產(chǎn)品品種，已經(jīng)成為我國(guó)汽車(chē)工業(yè) 的重要組成部分。預(yù)計(jì)“ 十一五 ”期間，我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)品將達(dá)到 6000個(gè)品種，年產(chǎn)量 90萬(wàn)輛，占當(dāng)年載貨車(chē)產(chǎn)量的 65%。 另外，我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)品與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)品相比已基本接近，雖 然在一些方面和發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的同類(lèi)產(chǎn)品相比還有一定差距，但總體上我國(guó)專(zhuān)用汽 車(chē)行業(yè)在國(guó)際專(zhuān)用汽車(chē)行業(yè)中已占有重要地位，已經(jīng)基本具備參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的能 力。產(chǎn)品品種、檔次、工藝裝備、自主研發(fā)等方面都有了很大提高，基本實(shí)現(xiàn)了從進(jìn) 口向出口的轉(zhuǎn)變。“ 十五”期間，專(zhuān)用車(chē)企業(yè)大多進(jìn)行了結(jié)構(gòu)調(diào)整，很多中小企業(yè)通過(guò) 改制、兼并、重組等方式基本實(shí)現(xiàn)了企業(yè)性質(zhì)的轉(zhuǎn)變。大多數(shù)專(zhuān)用車(chē)企業(yè)擁有完備的 產(chǎn)品研發(fā)體系，少部分產(chǎn)品已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 1.3 我國(guó)專(zhuān)用車(chē)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 1、品種多樣化 專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)品是專(zhuān)門(mén)為特殊用途服務(wù)的，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的發(fā)展，由于專(zhuān)用 汽車(chē)服務(wù)的廣泛性和專(zhuān)業(yè)性，形成了專(zhuān)用汽車(chē)多品種的特點(diǎn)。目前世界上專(zhuān)用汽車(chē)品 種發(fā)展速度極快，功能要求越來(lái)越細(xì)，專(zhuān)用化程度越來(lái)越高。由于各行業(yè)的特點(diǎn)不同， 我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)及其底盤(pán)發(fā)展趨勢(shì)對(duì)具體品種的需求量也不同。未來(lái)專(zhuān)用汽車(chē)新品種將 主要集中在城市建設(shè)與服務(wù)和高等級(jí)公路運(yùn)輸與管理兩大板塊，專(zhuān)用汽車(chē)市場(chǎng)將出現(xiàn) 多個(gè)熱點(diǎn)同時(shí)并存的局面，從而形成市場(chǎng)的多元化。 2、材質(zhì)輕量化 汽車(chē)輕量化是在保證汽車(chē)整體品質(zhì)和性能不受影響甚至提高的前提下，通過(guò)合理 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用輕質(zhì)材料來(lái)盡可能的降低產(chǎn)品自身重量。圍繞節(jié)能、環(huán)保、降低成 本以及提高動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性等基本性能，各國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)企業(yè)都開(kāi)展 了新技術(shù)、新材料、新工藝的研究開(kāi)發(fā)工作。歐、美、日在 20 年前就開(kāi)始研究新材 料的應(yīng)用，主要是鋁、鎂合金和工程塑料等。而我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)行業(yè)的輕型材料的應(yīng)用 與之相比，還有不少的差距，鋁合金及不銹鋼材料的罐體、廂體的應(yīng)用才剛剛起步。 因此國(guó)家有關(guān)部門(mén)在加大管理、改革稅收的同時(shí)，要積極引導(dǎo)用戶(hù)去購(gòu)買(mǎi)經(jīng)濟(jì)性好的 輕量化產(chǎn)品，切實(shí)推進(jìn)我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)的輕量化。 3、產(chǎn)品重型化 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2007 年重型卡車(chē)的市場(chǎng)銷(xiāo)量為 487481 輛，同比增長(zhǎng) 58.64%。從 中長(zhǎng)期來(lái)看，推動(dòng)重型卡車(chē)行業(yè)增長(zhǎng)的因素主要是公路貨運(yùn)需求、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和房 地產(chǎn)開(kāi)發(fā)投資等。同時(shí)，道路條件的改善和交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展為公路運(yùn)輸?shù)母咚倩?黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 集裝箱化創(chuàng)造了良好條件，為大噸位、大功率、多軸化專(zhuān)用汽車(chē)的廣泛應(yīng)用提供了廣 闊空間。 “十一五 ”期間，根據(jù)專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)品需求新格局，適合高等級(jí)公路運(yùn)輸?shù)闹匦?牽引車(chē)、各種半掛汽車(chē)列車(chē)，適合于物流系統(tǒng)需求的各種重型廂式汽車(chē)等將會(huì)得到快 速發(fā)展。 4、產(chǎn)品高技術(shù)、高附加值 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，市場(chǎng)對(duì)高技術(shù)、高附加值專(zhuān)用車(chē)產(chǎn) 品的需求將會(huì)增強(qiáng)。同時(shí)，隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，產(chǎn)品成本的增加，勞動(dòng)密集型產(chǎn)品 以?xún)r(jià)格取勝的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)將被進(jìn)一步弱化，企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)也將會(huì)轉(zhuǎn)向高技術(shù)、高附加 值產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)。 “十一五” 規(guī)劃，國(guó)家提倡機(jī)、電、氣、液、微電子、智能化技術(shù)的綜 合應(yīng)用，將能夠大大增強(qiáng)專(zhuān)用車(chē)產(chǎn)品的附加值和技術(shù)含量，提升性?xún)r(jià)比，通過(guò)鼓勵(lì)自 主創(chuàng)新的政策將引導(dǎo)企業(yè)不斷提高產(chǎn)品的使用功能和附加值，推動(dòng)粗放式產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向 知識(shí)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。 5、企業(yè)合資合作、資產(chǎn)重組趨勢(shì) “十五”期間，歐、美、日等地區(qū)受勞動(dòng)力價(jià)格及經(jīng)濟(jì)低迷狀況的制約，專(zhuān)用車(chē)生 產(chǎn)企業(yè)紛紛來(lái)中國(guó)進(jìn)行合資合作。如：湖北雙龍引進(jìn)美國(guó)前卸式混凝土拌車(chē)技術(shù)、東 莞永強(qiáng)與盧森堡寶亞公司合作生產(chǎn)消防車(chē)等等。通過(guò)合資合作，我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)行業(yè)的 產(chǎn)品質(zhì)量及工藝水平有了很大的提高。 “十一五” 期間，發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)入中國(guó)專(zhuān)用車(chē)市場(chǎng) 的頻率和幅度將大幅增加，中高端產(chǎn)品會(huì)快速發(fā)展。.同時(shí)，根據(jù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)方針和產(chǎn) 業(yè)政策，國(guó)家將繼續(xù)加快國(guó)有中小型專(zhuān)用車(chē)企業(yè)改革，通過(guò)管理、技術(shù)入股等方式建 立現(xiàn)代企業(yè)制度；鼓勵(lì)企業(yè)通過(guò)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、兼并、重組等方式，組成有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的 大型專(zhuān)用汽車(chē)集團(tuán)；支持有特色的專(zhuān)用車(chē)企業(yè)提高科技含量和產(chǎn)品集中度，逐漸形成 國(guó)有民營(yíng)并存、整車(chē)和零部件相協(xié)調(diào)的發(fā)展格局。 1.4 拉臂車(chē)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外對(duì)拉臂車(chē)的研究較早，如芬蘭百特科集團(tuán)已有 104 年的歷史，一些大的垃圾 車(chē)制造公司已經(jīng)能生產(chǎn)出技術(shù)成熟的拉臂車(chē)產(chǎn)品，如芬蘭的百科特貨運(yùn)裝卸技術(shù)公司、 美國(guó)的 STELLAR 公司、荷蘭的海沃（HYVA）及德國(guó)的 OTTO 等公司生產(chǎn)的液壓拉 臂車(chē)系列涵蓋了裝載能力從 2 噸至 40 噸的數(shù)十種型號(hào)，被廣泛應(yīng)用在市政、建筑公 司和廢棄物處理回收等行業(yè)。 我國(guó)拉臂車(chē)在裝卸能力、安全系統(tǒng)、材料及快速作業(yè)等方面都不如國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品。 其原因除加工工藝落后外，主要是我國(guó)在這方面的研究還是最近十幾年的事情，因此 引進(jìn)國(guó)外產(chǎn)品進(jìn)行消化吸收不僅可以節(jié)約大量的資金和時(shí)間，而且在技術(shù)上能夠?qū)崿F(xiàn) 迅速趕超。目前我國(guó)對(duì)拉臂車(chē)的研究主要集中在高校及科研單位。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 同濟(jì)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院的盛金良、李剛為改善拉臂式垃圾車(chē)的性能，以拉臂車(chē)工 作平穩(wěn)性和降低液壓系統(tǒng)壓力波動(dòng)為目標(biāo)，建立了數(shù)學(xué)模型，并采用計(jì)算機(jī)編程的手 段對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，改善了工作裝置的結(jié)構(gòu)。 同濟(jì)大學(xué)的王曉和黃宗益與上海環(huán)境科技裝備有限公司合作，首次對(duì)旋轉(zhuǎn)式拉臂 車(chē)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)建模和優(yōu)化設(shè)計(jì)，并與普通拉臂車(chē)的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了對(duì) 比，有效地降低了液壓缸所受的作用力，減少了卸料作業(yè)過(guò)程中箱體的傾斜角度，使 其綜合性能得到顯著提高。 河北工程大學(xué)的王桂梅、李江波等采用多體動(dòng)力學(xué)軟件 ADAMS 建立了垃圾運(yùn) 送車(chē)?yán)巯到y(tǒng)的仿真模型，將拉臂車(chē)的性能能分析和參數(shù)優(yōu)選集成起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品 的虛擬設(shè)計(jì)：針對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的小批量、多品種的特點(diǎn)，通過(guò)參數(shù)化手段，方便的進(jìn)行 模型間的切換，體現(xiàn)了并行設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。 青島大學(xué)的劉大維、陳煥明等針對(duì)拉臂車(chē)工作裝置變負(fù)載、多工況的工作特點(diǎn)， 利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件 ADAMS 建立了機(jī)械液壓模型進(jìn)行聯(lián)合仿真；為得到 較為真實(shí)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，將箱體滾輪與地面、箱體與副車(chē)架導(dǎo)向輪定義為非線性彈簧 -阻尼碰撞接觸力約束關(guān)系，分析結(jié)果表明：機(jī)械-液壓聯(lián)合仿真能夠有效地模擬工作 裝置在裝箱和舉升卸料過(guò)程中油缸力和拉臂作用力的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，為拉臂車(chē)工作裝 置動(dòng)態(tài)分析提供了一種有效方法。 廣西大學(xué)的陳樹(shù)勛、王海波等以拉臂式壓縮垃圾車(chē)的車(chē)廂為研究對(duì)象，首先建立 垃圾箱內(nèi)壓縮垃圾的變密度函數(shù)，利用 ADAMS 進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析，求得各種實(shí) 際工況下拉臂與汽車(chē)底盤(pán)作用在車(chē)廂上的包括瞬時(shí)加速度、慣性力等在內(nèi)的實(shí)際載荷； 在對(duì)拉臂式垃式壓縮垃圾車(chē)車(chē)廂進(jìn)行結(jié)構(gòu)有限元分析的基礎(chǔ)上，采用 ANSYS 為分析 器的導(dǎo)重法對(duì)車(chē)廂結(jié)構(gòu)成功地進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，在滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求的前提下，使結(jié) 構(gòu)質(zhì)量減少 31%。 廣西大學(xué)的梁光明利用 ADAMS 軟件建立了拉臂機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型驚 醒仿真分析，得到了拉臂機(jī)構(gòu)在不同工況下的受力情況，為拉臂機(jī)構(gòu)的有限元分析提 供載荷邊界條件，并利用 ANSYS 高效的優(yōu)化計(jì)算方法，對(duì)拉臂結(jié)構(gòu)驚醒優(yōu)化迭代計(jì) 算，得出滿(mǎn)足剛度與強(qiáng)度要求的結(jié)構(gòu)總重量最小化的設(shè)計(jì)方案。 長(zhǎng)沙環(huán)衛(wèi)機(jī)械研究中心的周敏介紹了 5t 拉臂式垃圾車(chē)的工作裝置和工作原理， 并對(duì)換箱工況的拉臂裝置受力分析進(jìn)行討論，得到了拉臂完成換箱、傾卸動(dòng)作的回轉(zhuǎn) 鉸支點(diǎn)的位置參數(shù)、拉臂換箱回轉(zhuǎn)半徑、拉臂油缸活塞桿端回轉(zhuǎn)半徑的設(shè)計(jì)原則，及 油缸安裝角的取值范圍。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 1.5 課題研究的目的和意義 1.5.1 課題的目的 地球是我們賴(lài)以生存的家園，并為我們提供了如此美麗的環(huán)境。但是隨著社會(huì)經(jīng) 濟(jì)的迅速發(fā)展和城市人口的高度集中，生活垃圾的產(chǎn)量正在逐步增加，我們的這個(gè)家 園正在被垃圾所包圍。 一般生活垃圾可分為廢紙、塑料、玻璃、金屬和生物垃圾等五類(lèi)。垃圾對(duì)人類(lèi)生 活和環(huán)境的主要危害是： 第一、占地過(guò)多。堆放在城市郊區(qū)的垃圾，侵占了大量農(nóng)田。垃圾在自然界停留 的時(shí)間也很長(zhǎng)：煙頭、羊毛織物15年；橘子皮2年；易拉罐80100年；塑料100 200年；玻璃1000年。 第二、污染空氣。垃圾是一種成份復(fù)雜的混合物。在運(yùn)輸和露天堆放過(guò)程中，有 機(jī)物分解產(chǎn)生惡臭，并向大氣釋放出大量的氨、硫化物等污染物，其中含有機(jī)揮發(fā)氣 體達(dá)100多種，這些釋放物中含有許多致癌、致畸物。塑料膜、紙屑和粉塵則隨風(fēng)飛 揚(yáng)形成“白色污染 ”。 第三、污染水體。垃圾中的有害成份易經(jīng)雨水沖入地面水體，在垃圾堆放或填坑 過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生大量的酸性和堿性有機(jī)污染物，同時(shí)將垃圾中的重金屬溶解出來(lái)。垃 圾直接被棄入河流、湖泊或海洋，則會(huì)引起更嚴(yán)重的污染。 第四、火災(zāi)隱患。垃圾中含有大量可燃物，在天然堆放過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生甲烷等可燃 氣，遇明火或自燃易引起火災(zāi)、垃圾爆炸事故不斷發(fā)生，造成重大損失。 第五、有害生物的巢穴。垃圾不但含有病原微生物，而且能為老鼠、鳥(niǎo)類(lèi)及蚊蠅 提供食物、棲息和繁殖的場(chǎng)所，也是傳染疾病的根源。許多的垃圾堆積在一起，不僅 占用很多的土地，而且會(huì)產(chǎn)生一些有毒有害的物質(zhì)，發(fā)出陣陣的臭味，污染空氣、水 源。同時(shí)，滋生蚊、蠅、蟑螂、老鼠，傳播疾病，對(duì)人們的健康危害極大。 許多的 垃圾堆積在一起，不僅占用很多的土地，而且會(huì)產(chǎn)生一些有毒有害的物質(zhì)，發(fā)出陣陣 的臭味，污染空氣、水源。同時(shí)，滋生蚊、蠅、蟑螂、老鼠，傳播疾病，對(duì)人們的健 康危害極大。 目前，全球每年產(chǎn)生的垃圾量在激增，達(dá)到500億噸，這就需要更多的土地來(lái)堆 放垃圾。然而，能堆放垃圾的特殊留用地已越來(lái)越難找到；垃圾填埋時(shí)，化學(xué)物質(zhì)可 能泄露，污染地下水和土地；此外，如果利用焚燒處理垃圾，有可能造成空氣污染。 面對(duì)過(guò)量的廢物，最有效的解決方法就是將垃圾妥善的集中收集起來(lái)并通過(guò)專(zhuān)用車(chē)輛 對(duì)其運(yùn)輸最終進(jìn)行篩選回收再利用或進(jìn)行科學(xué)的統(tǒng)一處理。拉臂式垃圾車(chē)是目前垃圾 收集、運(yùn)輸環(huán)節(jié)應(yīng)用十分廣泛的專(zhuān)用車(chē)輛，在垃圾運(yùn)輸過(guò)程密封性好不會(huì)產(chǎn)生二次污 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 染等危害。 1.5.2 課題研究的意義 垃圾處理工作是城市建設(shè)和管理的重要內(nèi)容，與人民生活密切相關(guān)。隨著我國(guó)經(jīng) 濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，環(huán)衛(wèi)部門(mén)需處理的垃圾從數(shù)量到種類(lèi)都日益增多。 無(wú)疑，垃圾處理工作量將加大，這樣，垃圾處理的效率問(wèn)題將是我們面對(duì)的一個(gè)重要 問(wèn)題。垃圾的處理包括垃圾的收集、運(yùn)輸及最終處理，其中垃圾運(yùn)輸是重要的一環(huán)， 這不僅因?yàn)樗男手苯佑绊懻麄€(gè)垃圾處理工作的效率，而且如運(yùn)輸工具選擇不慎， 會(huì)在運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生泄漏、廢氣等污染，嚴(yán)重影響垃圾處理工作及城市環(huán)境。 拉臂車(chē)是一種箱體可自卸式的垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)輛，其車(chē)載工作裝置通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 箱體自動(dòng)裝卸和垃圾傾斜的功能。由于這種車(chē)輛工作效率比較高，因此被廣泛用于多 種貨物的箱體裝、運(yùn)、卸服務(wù)。其工作原理是在垃圾中轉(zhuǎn)站，利用拉臂車(chē)的車(chē)載工作 裝置，將垃圾集裝箱拉上垃圾車(chē)，然后運(yùn)往垃圾處理點(diǎn)進(jìn)行卸料。卸料時(shí)不需要卸下 垃圾集裝箱，直接將集裝箱推起、傾卸，倒出其中的垃圾。清空后，垃圾車(chē)直接把空 的集裝箱運(yùn)回垃圾中轉(zhuǎn)站。其特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、工作效率高、機(jī)動(dòng)性能好、車(chē)廂密封 性好、運(yùn)輸垃圾量大、不易污染環(huán)境、適用于采用垃圾集中收集方式的垃圾處理系統(tǒng)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 第 2 章 拉臂式垃圾車(chē)主要性能參數(shù)的選擇 2.1 拉臂式垃圾車(chē)總體尺寸 表2.1 整車(chē)總體尺寸 外形尺寸（ ）高寬長(zhǎng) 214089530 軸距 3000mm 輪距（前/后） 1380/1458(mm) 前懸 1032mm 后懸 1403mm 接近角 19 離去角 15 最小離地間隙 185mm 2.2 質(zhì)量參數(shù)的確定 拉臂式垃圾車(chē)質(zhì)量參數(shù)包括廠定最大裝載質(zhì)量 、整備質(zhì)量 、廠定最大總質(zhì)em0 量 、質(zhì)量利用系數(shù) 等。amG 1、廠定最大裝載質(zhì)量 em 根據(jù)裝載質(zhì)量級(jí)別分類(lèi)中，輕型自卸車(chē)小于3.5噸的規(guī)定，由于本設(shè)計(jì)中拉臂式 垃圾車(chē)需要實(shí)現(xiàn)自卸功能，因此這里取最大裝載質(zhì)量為2000kg 。2 2、整備質(zhì)量 0 整備質(zhì)量 指的是裝備齊全、加滿(mǎn)油水的空車(chē)質(zhì)量。它等于底盤(pán)的整備質(zhì)量與 汽車(chē)改裝部分之和。改裝部分質(zhì)量包括取力器裝置、液壓系統(tǒng)、舉升機(jī)構(gòu)、副車(chē)架、 貨廂以及其它改裝附件的質(zhì)量。在總體設(shè)計(jì)時(shí)，常參考同類(lèi)樣車(chē)及總成，進(jìn)行零部件 稱(chēng)重或質(zhì)量分析，初步估算出改裝部分質(zhì)量與整備質(zhì)量。這里參考同類(lèi)車(chē)型取整備質(zhì) 量為3490kg。 3、汽車(chē)總質(zhì)量 amma 汽車(chē)總質(zhì)量 是按規(guī)定裝滿(mǎn)貨物、司機(jī)和乘坐人員的整備質(zhì)量?？砂聪率接?jì)算： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 Pe0am 式中： 自卸車(chē)整備質(zhì)量， kg 0m 廠定最大裝載質(zhì)量，kg e P乘員質(zhì)量（每人按65kg） 取5685kga 4、質(zhì)量利用系數(shù) G 是廠定最大裝載質(zhì)量與其整備質(zhì)量之比G (2.1)57.03492m0eG 越大，則該車(chē)材料消耗少，材料利用率高。因此 可反映汽車(chē)設(shè)計(jì)制造水平。G 提高 的主要措施在于設(shè)法減輕傾卸機(jī)構(gòu)與貨廂質(zhì)量。一般3噸以下輕型自卸車(chē)之 約為0.5-1.0 。3 2.3 其它性能參數(shù) 貨廂的最大舉升角是指當(dāng)貨廂舉升角是當(dāng)貨廂舉升至設(shè)計(jì)極限位置時(shí)，貨廂底部 與車(chē)架平面之夾角。它取決于常貨物靜安息角的大小。多數(shù)貨物靜安息角在4045 范圍。故為保證卸貨干凈，一般自卸車(chē)最大舉升角通常取5060 。此外，尚應(yīng)注意 在最大舉升角時(shí)，車(chē)廂后板下垂最低點(diǎn)與地面保持一定卸貨高度。舉升時(shí)間指滿(mǎn)載時(shí) 從開(kāi)始舉升至最大舉升角所需時(shí)間。降落時(shí)間系指空載時(shí)貨廂從最大舉升角降至車(chē)架 的時(shí)間。此兩項(xiàng)參數(shù)太長(zhǎng)將影響運(yùn)輸生產(chǎn)率；太短又勢(shì)必增大液壓系統(tǒng)負(fù)荷。故一般 設(shè)計(jì)舉升時(shí)間要求為15s-25s，降落時(shí)間要求為8s-15s 。4 2.4 本章小結(jié) 本章主要對(duì)拉臂式車(chē)的整車(chē)尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)以及其他性能參數(shù)進(jìn)行了確定。 整車(chē)尺寸參數(shù)通過(guò)選取二類(lèi)底盤(pán)來(lái)確定，質(zhì)量參數(shù)中的整備質(zhì)量對(duì)汽車(chē)的制造成本和 燃油經(jīng)濟(jì)性有較大影響，質(zhì)量系數(shù)正是反映汽車(chē)制造先進(jìn)性因素之一，本設(shè)計(jì)在充分 考慮質(zhì)量系數(shù)前提下選取了適當(dāng)?shù)钠?chē)載質(zhì)量和整備質(zhì)量。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 第 3 章 拉臂式垃圾車(chē)車(chē)箱的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 3.1 拉臂式垃圾車(chē)車(chē)廂的結(jié)構(gòu)形式 3.1.1 車(chē)廂的結(jié)構(gòu)形式 拉臂式垃圾車(chē)能夠?qū)崿F(xiàn)換箱與自卸功能，因此，其車(chē)廂的結(jié)構(gòu)形式與自卸車(chē)車(chē) 廂的結(jié)構(gòu)形式大致相同，在車(chē)廂的設(shè)計(jì)流程中，車(chē)廂內(nèi)部尺寸、造型、參數(shù)的可多參 照自卸車(chē)車(chē)廂的設(shè)計(jì)進(jìn)行參照。拉臂式垃圾車(chē)車(chē)廂為防止二次污染的產(chǎn)生，車(chē)廂整體 采用全密封形式，在參照自卸車(chē)廂設(shè)計(jì)時(shí)需要多加出上蓋板的設(shè)計(jì)。 車(chē)廂是用于裝載和傾卸貨物。它一般是由前欄板、左右側(cè)欄板。車(chē)廂底板固定在 車(chē)廂底架之上。車(chē)廂的側(cè)欄板、前后欄板外側(cè)面通常布置有加強(qiáng)筋。 后傾式車(chē)廂廣泛用于輕、中和重型自卸汽車(chē)。它的左右側(cè)欄板固定，后欄板左右 兩端上部與上欄板餃接，后欄板借此即可開(kāi)啟或關(guān)閉。本設(shè)計(jì)所采用的車(chē)廂為改裝后 的后傾式車(chē)廂，即在圖3.1基礎(chǔ)上添加上蓋板。 1-車(chē)廂總成 2-車(chē)廂鉸支座 3-車(chē)廂后板 4-車(chē)廂鎖 5-底板滑梁 6-滾輪 圖3.1 車(chē)廂結(jié)構(gòu)圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 3.1.2 車(chē)廂材料 拉臂式垃圾車(chē)車(chē)廂箱體采用 10 號(hào)低合金槽鋼、16 號(hào)方管與 12mm、8mm、5mm、4mm、16Mn 鋼板焊接而成，在全面分析車(chē)廂的工作條件、受 力狀態(tài)、工作環(huán)境和零件失效等各種因素的前提下，選用 16Mn 工程用鋼材 。5 3.2 車(chē)廂尺寸參數(shù)的確定 3.2.1 車(chē)廂尺寸設(shè)計(jì) 外廓尺寸應(yīng)在廂式貨車(chē)總體設(shè)計(jì)階段予以確定。為了防止緊急制動(dòng)時(shí)貨廂與駕駛 室之間留有 100-250mm 的間隙。廂體寬度主要由底盤(pán)輪距 1458mm、使用要求及法 規(guī)限寬的因素決定,這里取車(chē)廂寬度為 1500 mm；廂體高度由改裝后的質(zhì)心高度（影 響汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性）決定，在滿(mǎn)足裝載容積及裝卸方便的情況下，應(yīng)盡量減小廂體 高度，以降低質(zhì)心，提高汽車(chē)行駛穩(wěn)定性，這里取車(chē)廂高為 1000 mm 。6 將全金屬焊接車(chē)廂設(shè)計(jì)成等剛度體車(chē)廂是車(chē)廂設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。但是很難既能保證高 強(qiáng)度又能保證輕量化。 就整車(chē)而言，可以看成由車(chē)輪、前軸、后橋殼、懸架、車(chē)架、車(chē)廂及其橡膠緩沖 塊等不同剛度單元組合而成的彈性體，受力時(shí)，將按照各自的剛度產(chǎn)生各自的變形， 其變形量與剛度成反比，吸收的能量與剛度成正比。 車(chē)廂剛度，無(wú)論是彎曲剛度還是扭轉(zhuǎn)剛度，都會(huì)增加車(chē)架的相應(yīng)剛度，兩者的剛 度是相輔相成、互相補(bǔ)償?shù)摹．?dāng)汽車(chē)前后左右車(chē)輪處于高差較大的路面，車(chē)架扭曲較 大時(shí)，車(chē)廂應(yīng)該有一定的扭轉(zhuǎn)隨動(dòng)性。如果車(chē)廂的扭轉(zhuǎn)剛度過(guò)大，當(dāng)車(chē)架扭轉(zhuǎn)到一定 程度時(shí)，車(chē)廂前支承緩沖塊相應(yīng)的一側(cè)壓到極限位置，車(chē)廂縱梁的另一側(cè)可能離開(kāi)緩 沖塊，車(chē)廂前端的一大部分重量轉(zhuǎn)移到一側(cè)的車(chē)架縱梁上，縱梁可能超載損壞。如果 車(chē)廂扭轉(zhuǎn)剛度過(guò)小，能與車(chē)架扭轉(zhuǎn)隨動(dòng)，當(dāng)車(chē)架產(chǎn)生較大扭曲時(shí)，車(chē)廂可能因變形過(guò) 大而過(guò)早損壞。 全金屬焊接等剛度車(chē)廂設(shè)計(jì)的規(guī)范化的定量的設(shè)計(jì)計(jì)算方法并不是很完善，根據(jù) 一些經(jīng)驗(yàn)，可以知道一些設(shè)汁規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 車(chē)廂底板和側(cè)梁斷面應(yīng)小些，布置應(yīng)密集，這樣易于形成等剛度。自卸汽車(chē)車(chē)架 斷面系數(shù)也應(yīng)比同級(jí)噸位的貨車(chē)車(chē)架大一倍。 車(chē)廂的內(nèi)部形狀應(yīng)為簸箕形，底板前窄后寬，單邊角度 11.5 ，橫端面下窄上 寬，單邊角度 11.5 。這樣，當(dāng)車(chē)廂傾卸時(shí)，貨物不易在車(chē)廂內(nèi)卡住，易于傾卸。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 3.2.2 車(chē)廂內(nèi)框尺寸 內(nèi)框尺寸確定了車(chē)廂容積的大小。應(yīng)從車(chē)輛用途、裝載質(zhì)量、貨物密度以及包裝 方式、尺寸規(guī)格等方面考慮，以便提高運(yùn)輸效率。車(chē)廂容積按下式計(jì)算 (3.1)9110 xxhblV 式中 車(chē)廂容積（ ）; V3m 廂內(nèi)有效長(zhǎng)度、寬度、高度（mm）。1x1xhbl、 初選車(chē)廂尺寸： 寬1500mm； 高：1000mm; 由給定需要的容積V在3-4 m 3可得出： 車(chē)廂長(zhǎng)度 =2000.04-2666.67mm, 選取 =2600mmxLxL 確定車(chē)廂實(shí)際容積為： 3m9.10526 車(chē)廂容積校核： 當(dāng)車(chē)廂滿(mǎn)載時(shí)，取過(guò)載系數(shù) 0.9， 317.09.2滿(mǎn)V 選取車(chē)廂尺寸的容積滿(mǎn)足汽車(chē)滿(mǎn)載時(shí)實(shí)際需要的容積， 由此確定，本設(shè)計(jì)車(chē)廂尺寸 056 車(chē)廂板厚的選取見(jiàn)表 3.1： 表3.1車(chē)廂板厚參照表 前板 mm 上板 mm 邊板 mm 后板 mm 底板 mm 范圍 4-6 4-6 4-8 5-6 6-12 選取 4 4 6 6 6 3.2.3 車(chē)廂地板高度 車(chē)廂地板高度直接影響貨物裝卸的方便性和汽車(chē)質(zhì)心的高度。該高度過(guò)高，對(duì) 行駛穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響；過(guò)低，則輪胎與地板下平面容易發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，這是不允 許的。影響車(chē)廂地板高度的主要因素有：輪胎直徑、道路條件、懸架動(dòng)撓度以及車(chē)輛 空載時(shí)車(chē)輪與地板下平面之間預(yù)留的空間等。設(shè)計(jì)時(shí)該預(yù)留空間一般取 230 左右。m 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 3.3 車(chē)廂板的鎖啟機(jī)構(gòu) 自卸車(chē)汽車(chē)車(chē)廂板的鎖啟機(jī)構(gòu)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種，現(xiàn)在大多采用自動(dòng)鎖啟機(jī)構(gòu)。 當(dāng)自卸汽車(chē)卸貨時(shí)，車(chē)廂逐漸傾斜，當(dāng)傾斜到一定程度，傾斜方向的車(chē)廂板便自動(dòng)開(kāi) 啟，使車(chē)廂內(nèi)的貨物卸出。卸完貨后，車(chē)廂逐漸下落，直至落到原始位置，鎖啟機(jī)構(gòu) 使自動(dòng)將車(chē)廂板鎖住。本設(shè)計(jì)采用的門(mén)鎖開(kāi)閉機(jī)構(gòu)原理簡(jiǎn)圖如下， 圖3.2 車(chē)廂后門(mén)鎖 本車(chē)車(chē)廂后門(mén)鎖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要由一個(gè)掛鉤手動(dòng)完成鎖扣，掛鉤形狀如圖所示， 在一端開(kāi)有一孔供車(chē)廂上的圓銷(xiāo)穿過(guò)，在掛鉤外側(cè)用螺栓加一擋片完成軸向定位，車(chē) 廂需要鎖止時(shí)，手動(dòng)將拉鉤扣在車(chē)廂后板上的另一圓銷(xiāo)上即完成鎖止，車(chē)廂后門(mén)被固 定。 3.4 本章小結(jié) 本章主要對(duì)拉臂式垃圾車(chē)的車(chē)廂的結(jié)構(gòu)和尺寸以及材料的選擇進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì) 車(chē)廂后欄板的鎖止緊固機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中根據(jù)給定的任務(wù)數(shù)據(jù)和相關(guān)設(shè)計(jì) 規(guī)范，確定多種設(shè)計(jì)方案，綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選擇本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 第 4 章 舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1 拉臂架裝置結(jié)構(gòu)和工作原理 4.1.1 拉臂裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 拉臂式垃圾車(chē)?yán)奂苎b置主要由拉臂和拉臂油缸、聯(lián)動(dòng)架、車(chē)箱保險(xiǎn)鉤和保險(xiǎn)鉤 油缸、以及副車(chē)架組成。拉臂架裝置結(jié)構(gòu)布置如圖 1 所示, 拉臂采用的是不可伸縮的 直角折彎式結(jié)構(gòu), 其一端與拉臂油缸的活塞桿端鉸接于鉸支點(diǎn) B 另一端與聯(lián)動(dòng)架前端 軸心鉸接于鉸支點(diǎn) C , 形成了拉臂的回轉(zhuǎn)軸心。拉臂油缸的缸頭端鉸接在副車(chē)架前端 鉸支點(diǎn) A 上 聯(lián)動(dòng)架后端軸心鉸接在副車(chē)架后部的鉸支點(diǎn) D , 形成聯(lián)動(dòng)架的回轉(zhuǎn)軸心。 聯(lián)動(dòng)架上設(shè)置了車(chē)箱保險(xiǎn)鉤和保險(xiǎn)鉤油缸 。7 圖4.1 拉臂架裝置結(jié)構(gòu)布置 4.1.2 拉臂架裝置工作原理 拉臂式垃圾車(chē)通過(guò)拉臂架裝置完成兩種不同的功能動(dòng)作) 換箱和傾卸。 當(dāng)拉臂架裝置進(jìn)行換箱動(dòng)作時(shí), 首先抽出車(chē)箱保險(xiǎn)銷(xiāo), 車(chē)箱解除了保險(xiǎn)。拉臂油 缸活塞桿伸長(zhǎng)舉起拉臂, 使拉臂繞鉸支點(diǎn) C 順時(shí)針回轉(zhuǎn) , 拉臂鉤就往后移動(dòng)。如果副 車(chē)架上裝有車(chē)箱, 則車(chē)箱被推置地上。當(dāng)?shù)厣宪?chē)箱要提上車(chē)架時(shí), 使拉鉤先鉤住車(chē)箱 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 吊環(huán), 然后收縮活塞桿, 使拉臂以鉸支點(diǎn) C 為軸心逆時(shí)針回轉(zhuǎn) , 將車(chē)箱提上放平后,手 動(dòng)將保險(xiǎn)銷(xiāo)插入定位孔, 使車(chē)箱固定在副車(chē)架上。 當(dāng)拉臂架裝置進(jìn)行傾卸動(dòng)作時(shí), 與換箱動(dòng)作不同, 車(chē)箱保險(xiǎn)鉤在整個(gè)傾卸過(guò)程中 要處在保證拉臂與車(chē)箱不分離, 即拉臂、聯(lián)動(dòng)架及車(chē)箱通過(guò)車(chē)箱保險(xiǎn)鉤相互聯(lián)結(jié)為一 體, 以副車(chē)架后部的鉸支點(diǎn) D 為軸心順時(shí)針回轉(zhuǎn), 舉升車(chē)箱直到卸去垃圾。車(chē)箱復(fù)位 時(shí), 只要拉臂油缸活塞桿回縮, 整個(gè)拉臂機(jī)構(gòu)仍以鉸支點(diǎn) D 為轉(zhuǎn)軸點(diǎn)逆時(shí)針回轉(zhuǎn), 直 至車(chē)箱復(fù)位。 4.2 拉臂架裝置的受力分析 拉臂架裝置在換箱與傾卸時(shí), 受力情況不同。因傾卸工況與換箱工況的回轉(zhuǎn)軸心 不同, 拉臂油缸活塞桿回轉(zhuǎn)半徑 DB 要比 CB 大。故傾卸工況所需油缸的推力和拉力 要小于換箱工況所需油缸的作用力?，F(xiàn)僅對(duì)換箱工況拉臂架裝置的受力分析進(jìn)行討論。 4.2.1 拉臂的受力分析 換箱工況拉臂受力分析如圖 2 所示。在圖 2 中是以拉臂回轉(zhuǎn)軸心 C 為坐標(biāo)原點(diǎn) 建立坐標(biāo)系, A 點(diǎn)是拉臂油缸與副車(chē)架的鉸支點(diǎn) B 點(diǎn)為拉臂油缸與拉臂的鉸支點(diǎn) 拉 臂油缸作用力只的大小和方向隨拉臂的轉(zhuǎn)動(dòng)而改變; E 點(diǎn)是車(chē)箱的吊環(huán)軸心(即吊環(huán)位 于拉臂鉤的軸心) 位置, E0 為從副車(chē)架上吊卸車(chē)箱初始狀態(tài)的車(chē)箱吊環(huán)軸心位置; E1 為 從地面吊裝車(chē)箱初始狀態(tài)車(chē)箱吊環(huán)軸心的位置; 為油缸軸線與 X 軸的正向夾角;拉 臂回轉(zhuǎn)軸 C 點(diǎn)到車(chē)箱吊環(huán)軸心 E 點(diǎn)的距離即拉臂回轉(zhuǎn)半徑 Re。 為 C 點(diǎn)與 E 點(diǎn)連 線 CE 與 y 軸的正向夾角; C 點(diǎn)與 B 點(diǎn)的距離即拉臂油缸活塞桿端軸心的回轉(zhuǎn)半徑 Rb。 為連線 CB 和連線 CE 的夾角 。8 拉臂式垃圾車(chē)在換箱過(guò)程中, 拉臂受力的兩個(gè)典型工況是:當(dāng) E 點(diǎn)位于 E1 時(shí), 拉 臂可從地面上吊裝滿(mǎn)載車(chē)箱; 當(dāng) E 點(diǎn)位于 E0 時(shí), 拉臂從副車(chē)架上吊卸車(chē)箱的初始狀態(tài) ;或 者是拉臂傾卸滿(mǎn)載車(chē)箱時(shí), 未開(kāi)始傾卸(車(chē)箱保險(xiǎn)鉤還未起作用)而拉臂先繞 C 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng) 使車(chē)箱開(kāi)始滑動(dòng)的初始狀態(tài)。 當(dāng)拉臂吊卸車(chē)箱時(shí), 取拉臂作為分離體, 其平衡方程為:0M 即 0 xeybxbEGBF （4.1） 式中： 為拉臂油缸作用力 在 x 軸 y 軸的投影； 為油缸上鉸接byxF、 bFyx、 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 點(diǎn) B 在 x、y 軸的坐標(biāo)值； 為吊裝重力隨著拉臂的位置變化而不同； 為 E 點(diǎn)再eGx x 坐標(biāo)值。 圖4.2 換箱工況拉臂受力分析 由圖2可知： ；cosbxF；sinby） ；（ cosbxRB 。） ；（ sinbyRBeRE 代入（1）式整理得： （4.2）（ ）（）（ sincosincosibe ebRG 由（2）式可計(jì)算出拉臂各位置受到的油缸作用力 。bF 當(dāng)E點(diǎn)位于 點(diǎn)時(shí)，代入（4.2）式可計(jì)算出拉臂從副車(chē)架上吊卸車(chē)廂初始狀態(tài)0 所需的油缸作用力 值：0bF （4.3）（ 00besincos0 RG 當(dāng)拉臂從地面吊裝車(chē)廂初始狀態(tài)時(shí)，當(dāng)E點(diǎn)位于 點(diǎn), 時(shí)，其平衡方1E1, 程為： 0eM 即： (4.4)x1yx1by1bxGBF 根據(jù)上述分析同理可得： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 (4.5)）（ 1be1sinco1 RGF （4.3）和（4.5）式分別可計(jì)算出 時(shí)拉臂油缸所受到的拉力和推力。 43 拉臂架裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)選用與設(shè)計(jì) 43.1 拉臂架裝置各鉸支點(diǎn)的布置 按以下三方面確定： a因拉臂車(chē)具有傾卸工作性能，故拉臂車(chē)最好選用自卸底盤(pán)，可根據(jù)所選定的 底盤(pán)長(zhǎng)度，確定拉臂架裝置副車(chē)架的總長(zhǎng)度。為了保證拉臂車(chē)進(jìn)行換箱和傾卸動(dòng)作時(shí) 底盤(pán)受力合理，拉臂完成傾卸動(dòng)作的回轉(zhuǎn)鉸支點(diǎn) D 的軸線位置應(yīng)布置在距底盤(pán)后輪 彈簧鋼板后支座軸線的后部，間距約為 0100mm。 b根據(jù)鉸支點(diǎn) D 先初選定拉臂換箱回轉(zhuǎn)鉸支點(diǎn) C 的軸線位置。在設(shè)計(jì)生產(chǎn)拉臂 車(chē)的實(shí)際過(guò)程中，曾出現(xiàn)拉臂在進(jìn)行換箱動(dòng)作初始狀態(tài)時(shí)拉臂雖舉升車(chē)箱，但拉臂未 能繞鉸支點(diǎn) C 轉(zhuǎn)動(dòng)，卻隨聯(lián)動(dòng)架一起繞鉸支點(diǎn) D 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而無(wú)法讓車(chē)箱開(kāi)始下滑； 當(dāng)舉升一定高度后，在車(chē)箱重力作用下，鉸支點(diǎn) C 會(huì)突然落下，使拉臂、聯(lián)動(dòng)架及 車(chē)箱突然下落，產(chǎn)生較大；中擊，造成換箱動(dòng)作極不安全平穩(wěn)。要解決此問(wèn)題，確定 鉸支點(diǎn) C 的軸線位置尤其重要。首先一方面鉸支點(diǎn) C 水平軸線不能高于鉸支點(diǎn) D 水 平軸線布置。另外，由鉸支點(diǎn) C 受力分析可知，鉸支點(diǎn) C 的水平軸線必須低于拉臂 油缸缸頭鉸支點(diǎn) A 的水平軸線，同時(shí)起始動(dòng)作時(shí)拉臂鉤垂直軸線必須布置在鉸支點(diǎn) C 和鉸支點(diǎn) A 之間。 c拉臂重要結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)有拉臂換箱回轉(zhuǎn)半徑 、拉臂油缸活塞桿端回轉(zhuǎn)半徑eR 、兩回轉(zhuǎn)半徑之間的夾角 。由前述分析可知， 越小， 越大，則拉臂油缸所bRb 需的作用力越小。故在滿(mǎn)足使用要求的前提下，拉臂換箱回轉(zhuǎn)半徑 越小越好，拉eR 臂油缸活塞桿端回轉(zhuǎn)半徑 盡可能越大越好，這樣可使拉臂結(jié)構(gòu)緊湊，作業(yè)空間小bR 。9 43.2 拉臂油缸的選用和油缸安裝角 的取值范圍0 按以下二方面確定： a通過(guò)作圖法或解析法計(jì)算確定以上各鉸支點(diǎn)的位置和拉臂等構(gòu)件的幾何尺寸 后，可初步確定拉臂油缸的最大行程和安裝距。將作圖法的結(jié)果代入(3)、(5)式中， 計(jì)算出油缸作用力 和 的值，作為油缸的負(fù)載依據(jù)來(lái)確定油缸缸徑。0bF1 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 b拉臂油缸安裝角 是拉臂架裝置重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)。由前述知，拉臂架裝置在0 進(jìn)行換箱或傾卸動(dòng)作的過(guò)程中，拉臂油缸均要克服車(chē)箱(滿(mǎn)載)的重力產(chǎn)生的阻力矩， 而且吊裝吊卸車(chē)箱起始動(dòng)作時(shí)的阻力矩是要克服的最大阻力矩，而且在開(kāi)始動(dòng)作時(shí)拉 臂架裝置的各鉸支點(diǎn)的靜摩擦阻力矩和慣性阻力矩最大。故拉臂油缸安裝角 。需0 滿(mǎn)足 。由前分析所知，當(dāng) 越大時(shí)，拉臂油缸所需的最大推力就越小，選擇a0 0 的拉臂油缸缸徑就可越小。 因拉臂油缸的安裝位置位于副車(chē)架和車(chē)箱底板之間，油缸安裝布置空間有限，故 拉臂油缸的安裝角取值范圍也極為有限。設(shè)計(jì)原則是要盡可能使安裝角 大，選擇0 合理的拉臂油缸缸徑來(lái)滿(mǎn)足拉臂車(chē)的使用性能要求，不增加油缸的成本和重量，同時(shí) 便于布置。分析比較國(guó)內(nèi)一些廠家生產(chǎn)的 5 t 拉臂車(chē)及實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)拉臂車(chē)的經(jīng)驗(yàn)，5 t 拉臂車(chē)安裝空間約在 250300 mm 之間，一般拉臂油缸安裝角 應(yīng)在 35之0 間取值，本設(shè)計(jì)選取 4 。10 44 拉臂強(qiáng)度校核 圖4.3 拉臂結(jié)構(gòu)尺寸示意圖 在裝箱操作過(guò)程中拉臂結(jié)構(gòu)主要受到液壓缸的拉力、自身的重力、和車(chē)廂對(duì)拉臂 斜向下的拉力。 對(duì)其受力分析的油缸拉力 76700N,與拉臂成 149，車(chē)廂拉力為 29400，與拉臂 延長(zhǎng)線成 39。 對(duì)拉臂直角拐點(diǎn)截面進(jìn)行校核： 截面面積 m2501sA 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 剪切力 NGF21645cosmg3945sinco002s 拉臂車(chē)?yán)劢Y(jié)構(gòu)材料選用 Q345 鋼材，其屈服極限為 345MPa，安全系數(shù)選取 1.33 則其許用應(yīng)力 =259.39MPa 1 許用切應(yīng)力 a8.493MP 25.a2.196AFS 滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 45 換箱過(guò)程運(yùn)動(dòng)分析 拉臂式垃圾車(chē)裝用功能主要是實(shí)現(xiàn)貨物的自卸功能與箱體的自動(dòng)裝卸功能，現(xiàn)對(duì) 換箱工況進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。 箱體在地下初始位置時(shí)，需與車(chē)尾部保持有 的距離，拉臂與水平線成 。m5.30143 當(dāng)主推油缸回收時(shí)，箱體在拉臂拽動(dòng)下以拉臂與翻轉(zhuǎn)架鉸接點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)緩慢上 升，當(dāng)箱體底板與汽車(chē)副車(chē)架接觸時(shí)，箱體底板與水平面成 ，拉臂轉(zhuǎn)動(dòng) 。換043086 箱過(guò)程箱體最大舉升高度為 ，主推油缸最大行程 ，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速m85.28 。min/r210 4.6 本章小結(jié) 本章主要對(duì)拉臂式垃圾車(chē)舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、校核，拉臂舉升機(jī)構(gòu)是拉臂 式垃圾車(chē)專(zhuān)用裝置的重要部分，其設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)現(xiàn)專(zhuān)用車(chē)的專(zhuān)用功能有重要意義。拉臂采 用 Q345 工程鋼材，并對(duì)其在極限工作狀態(tài)下危險(xiǎn)截面進(jìn)行受力分析與校核，經(jīng)校核 后拉臂符合設(shè)計(jì)要求。文中同時(shí)對(duì)與拉臂相連的主推油缸安裝角進(jìn)行了選取。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 拉臂車(chē)工作裝置包含之行動(dòng)作的機(jī)械系統(tǒng)和提供工作動(dòng)力的液壓系統(tǒng)，且兩個(gè)系 統(tǒng)相互作用，互相影響，良好的液壓系統(tǒng)有助于提高工作裝置的工作效率 。12 5.1.液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)一般由五個(gè)部分組成：工作介質(zhì)、動(dòng)力元件、控制元件、執(zhí)行元件 和輔助元件。 1 工作介質(zhì)。工作介質(zhì)是指液壓回路中循環(huán)流動(dòng)的液體，是能量的傳遞著。 2 動(dòng)力元件。動(dòng)力元件是工作介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)部分，一般是液壓泵。 3 控制元件?？刂圃怯脕?lái)控制工作介質(zhì)的流動(dòng)、流量和壓力，以保證執(zhí)行元 件按照設(shè)計(jì)回路進(jìn)行動(dòng)作，常見(jiàn)的控制元件有單向閥、溢流閥、換向閥等。 4 執(zhí)行元件。執(zhí)行元件是用以將液壓能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，通過(guò)液體的流動(dòng)將液壓回 路與機(jī)械構(gòu)件聯(lián)系起來(lái)，主要有液壓缸和液壓馬達(dá) 。13 如圖 5.1 所示為簡(jiǎn)化的起吊裝箱液壓工作回路模型，其他幾個(gè)回路與此類(lèi)似起 吊箱體時(shí)，換向閥由中位移至左位(下)時(shí)，液壓油直接進(jìn)入液壓缸上腔，使活塞向下 運(yùn)動(dòng)，從液壓缸下腔流出的油通過(guò)背壓閥回到油箱，如達(dá)到一定壓力，則向液壓缸上 腔補(bǔ)油；當(dāng)換向閥由中位移至右位(上)時(shí)，壓力油經(jīng)單向閥進(jìn)入液壓缸底部，液壓缸 上腔里的液壓油回到油箱，活塞向上運(yùn)動(dòng)，舉升箱體傾卸垃圾 。14 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 圖5.1 液壓系統(tǒng)回路 5.2.液壓元件的設(shè)計(jì)與選擇 1.液壓缸的確定 液壓缸選型主要依據(jù)所需最大作用力 (5.1)42maxDPF (5.2) 式中: 系統(tǒng)效率 =0.8 P 液壓系統(tǒng)額定工作壓力 如表 5.1，液壓設(shè)備常用工作壓力中初選 P=10MPa 表5.1 液壓設(shè)備常用工作壓力 機(jī) 床設(shè)備類(lèi)型 磨床 組合機(jī)床 龍門(mén)刨床 拉床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 工程機(jī)械 液壓機(jī)、重 型機(jī)械 工作壓力 0.8-2.0 3-5 2-8 8-10 10-16 20-32 其中，液壓缸最大作用力 m2.4682940.830gaxaxmaxPFDNG 表 5-2 為 GB2348-80 規(guī)定液壓缸內(nèi)徑系列 表5.2 液壓缸內(nèi)徑 mm 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 8 10 12 16 20 25 32 40 50 60 80 100 125 160 200 250 320 400 選取 D=100mm 選定液壓缸為車(chē)輛用雙作用單活塞桿型號(hào) DG-J100C-E1L-E 表5.3 DG-J100C-E1L-E液壓缸 活塞面積缸徑 mm 無(wú)桿側(cè) 有桿側(cè) 推力 N 拉力 N 最大行程 mm 100 78.54 53.91 110000 76700 2000 2.液壓泵選定 液壓泵工作壓力計(jì)算 a8.2610785.ma106max2max6xMPSAFMPAF）油 缸 截 面 面 積 （油 缸 最 大 作 用 力 選擇型號(hào)為 CBF-E25 齒輪液壓泵 表5.4 CBF-E25齒輪液壓泵 公稱(chēng)排量 L/min 壓力 MPa 轉(zhuǎn)數(shù) r/min 容積效率 % 總效率 % 驅(qū)動(dòng)功率 KW 重量 Kg 25 16 2500 92 84 19.5 4.0 3.其他液壓元件的選定 1）過(guò)濾器 過(guò)濾器選擇朝陽(yáng)液壓生產(chǎn)的型號(hào)為 YLX-40X 過(guò)濾器 2）單向閥 單向閥選取型號(hào)為 DT8P1 3）背壓閥 背壓閥型號(hào) RC10 榆次液壓廠生產(chǎn) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 4）換向閥 4WE5N6 O 型三位四通換向閥 5.3 取力器的選擇 除了少量專(zhuān)用汽車(chē)的工作裝置因考慮工作可靠相符殊的要求而配備專(zhuān)門(mén)動(dòng)力驅(qū) 動(dòng)外( 例如部分冷藏汽車(chē)的機(jī)械制冷系統(tǒng))，絕大多數(shù)專(zhuān)用汽車(chē)上的專(zhuān)用設(shè)備都是以 汽車(chē)底盤(pán)自身的發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，經(jīng)過(guò)取力器，用來(lái)驅(qū)動(dòng)齒輪液壓泵、真空泵、柱 塞泵、輕質(zhì)油液壓泵、自吸液壓泵、水泵、空氣壓縮機(jī)等，從而為自卸車(chē)、加油車(chē)、 牛奶車(chē)、垃圾車(chē)、吸污車(chē)、隨車(chē)起重車(chē)、高空作業(yè)車(chē)、散裝水泥車(chē)、攔板起重運(yùn)輸 車(chē)等諸多專(zhuān)用汽車(chē)配套使用。因此，取力器在專(zhuān)用汽車(chē)的設(shè)計(jì)和制造方面顯得尤為 重要。 根據(jù)取力器相對(duì)于汽車(chē)底盤(pán)變速器的位置，取力器的取力方式可分為前置、中 置和后置三種基本型式，每一種基本形式又包括若干種具體的結(jié)構(gòu)，如下所列。 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 前 端 取 力前 置 式 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 后 端 取 力夾 鉗 式 取 力變 速 器 上 蓋 取 力取 力 器 取 力 方 式 中 置 式 變 速 器 側(cè) 蓋 取 力變 速 器 后 端 蓋 取 力分 動(dòng) 器 取 力后 置 式 傳 動(dòng) 軸 取 力 其中，變速器側(cè)蓋取力，由于在設(shè)計(jì)變速器時(shí)已考慮了動(dòng)力輸出，因而一般在 變速器左側(cè)和右側(cè)都留有標(biāo)準(zhǔn)的取力接口，也有專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)與之配套的取力器的廠家， 這種取力器較為常用，故本課題中，為了便于設(shè)計(jì)，節(jié)約成本，同時(shí)也考慮到大批 量生產(chǎn)，采用變速器側(cè)蓋取力方式 。15 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 1-氣缸 2-活塞 3、4-O 型封圈 5-活塞桿 6-彈簧 7-撥叉 8-滑動(dòng)齒輪 9-接合齒輪 10-油封 11-輸出軸 12-滾針軸承 13-中間齒輪 14-外殼 15-定位銷(xiāo) 16-十字軸 17、21-傳動(dòng)軸 18-泵架 19-彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸節(jié) 20-液壓泵 22-連接套筒 圖5.2 變速器側(cè)蓋取力器 5.4 本章小結(jié) 本章主要對(duì)拉臂式垃圾車(chē)的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、液壓缸進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)液壓油泵取 力器進(jìn)行了選取，綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。其中包括 對(duì)液壓系統(tǒng)的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了闡述。油缸的選擇及計(jì)算是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 的重點(diǎn)，也是本設(shè)計(jì)的重中之重本章對(duì)舉升液壓缸的性能參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，對(duì)液壓 泵進(jìn)行了選擇，取力器在專(zhuān)用汽車(chē)的設(shè)計(jì)和制造方面顯得尤為重要，除了少量專(zhuān)用 汽車(chē)的工作裝置因考慮工作可靠相符殊的要求而配備專(zhuān)門(mén)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)外(例如部分冷藏 汽車(chē)的機(jī)械制冷系統(tǒng))，絕大多數(shù)專(zhuān)用汽車(chē)上的專(zhuān)用設(shè)備都是以汽車(chē)底盤(pán)自身的發(fā)動(dòng) 機(jī)為動(dòng)力源，經(jīng)過(guò)取力器，用來(lái)驅(qū)動(dòng)齒輪液壓泵、真空泵、柱塞泵、輕質(zhì)油液壓泵、 自吸液壓泵、水泵、空氣壓縮機(jī)等，從而為自卸車(chē)、加油車(chē)、牛奶車(chē)、垃圾車(chē)、吸 污車(chē)、隨車(chē)起重車(chē)、高空作業(yè)車(chē)、散裝水泥車(chē)、攔板起重運(yùn)輸車(chē)等諸多專(zhuān)用汽車(chē)配 套使用。取力器分為前置式、中置式、后置式，本設(shè)計(jì)采用變速器側(cè)蓋取力。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 第 6 章 副車(chē)架的設(shè)計(jì) 在專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)，為了改善主車(chē)架的承載情況，避免集中載荷，同時(shí)也為了 不破壞主車(chē)架的結(jié)構(gòu)，一般多采用副車(chē)架(副梁)過(guò)渡。本車(chē)在工作中受較大的彎曲 應(yīng)力。因此，本車(chē)副車(chē)架縱梁采用兩根抗彎性能較好的平直槽行梁，專(zhuān)用汽車(chē)的副 車(chē)架多采用 16Mn 板材壓制的型鋼經(jīng)焊接而成 。16 6.1 專(zhuān)用汽車(chē)副車(chē)架的設(shè)計(jì) 6.1.1 副梁的截面形狀及尺寸 專(zhuān)用汽車(chē)副車(chē)架的縱梁（簡(jiǎn)稱(chēng)副梁）截面形狀如圖 6.1 所示，截面尺寸取決于 專(zhuān)用汽車(chē)的種類(lèi)及其載荷的大小。在載荷過(guò)于接種的地方，可用腹板將槽形截面封 閉起來(lái)，以提高副梁抗彎和抗扭的能力。為了避免由于副梁剛度的急劇變化而給車(chē) 架帶來(lái)新的應(yīng)力集中，副梁的形狀、位置及與車(chē)架的連接都應(yīng)認(rèn)真研究。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 圖6.1 副車(chē)架截面尺寸 1-副車(chē)架 2-腹板 圖6.2加強(qiáng)后副車(chē)架截面 圖6.3加強(qiáng)腹板的位置 6.1.2 副車(chē)架的前端形狀 副車(chē)架前端的形狀應(yīng)采取逐漸過(guò)渡的方式，避免由于副梁剛度突然變化而給主 車(chē)架帶來(lái)新的應(yīng)力集中。如圖 6.4 所示。 圖6.4 （a ）U形 （b）角形 （c）L形 如果加工上述形狀困難時(shí)，可采用如圖 6.5 所示的副車(chē)架前端簡(jiǎn)易形狀，此時(shí) 斜面尺寸較大 。17 對(duì)于鋼質(zhì)副車(chē)架：h=5-7mm；l=200-300mm 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 對(duì)于硬木質(zhì)副車(chē)架：h=5-10mm；l=H 6.2 副車(chē)架與主車(chē)架的連接 6.2.1 副車(chē)架與主車(chē)架的連接 1.止推連接板 1-副梁 2-止推連接板 3-縱梁 1-螺栓 2-上、下托架 3-螺母 圖 6.5 止推連接板的結(jié)構(gòu) 圖 6.6 連接支架 如圖 6.5 所示是斯太爾 91 系列重型專(zhuān)用汽車(chē)所用止推連接板的結(jié)構(gòu)形狀及其安 裝方式。連接板上端通過(guò)焊接與副梁固定，而下端則利用螺栓與車(chē)架縱梁腹板相連 接。止推連接板的優(yōu)點(diǎn)在于可以承受較大的水平載荷，防止副梁與車(chē)架縱梁產(chǎn)生相 對(duì)水平移動(dòng)。相鄰兩止推連接板之間的距離在 500-1000mm 范圍內(nèi)。 2.連接支架 連接支架如圖 6.6 所示，由相互獨(dú)立的上、下托架組成，上、下托架均通過(guò)螺 栓分別與縱梁和車(chē)架縱梁的腹板相固定，然后再利用螺栓將上、下托架相連接，此 時(shí)上、下托架之間留著間隙。上、下托架可以從底盤(pán)生產(chǎn)廠或零部件配套廠選購(gòu)， 也可根據(jù)技術(shù)要求來(lái)配制。連接支架所能承受的水平載荷較小，因此一般與止推連 接板配合使用。 3.U 形螺栓 當(dāng)選用其他連接裝置困難時(shí)，可采用 U 形螺栓夾緊，但在車(chē)架受扭轉(zhuǎn)載荷最大 的范圍內(nèi)不允許采用 U 形螺栓。當(dāng)采用 U 形螺栓固定時(shí)，為防止車(chē)架縱梁翼面變形， 防止緊固松動(dòng)，需要在 U 形螺柱連接部位的車(chē)架縱梁槽型截面內(nèi)襯一墊木或型鋼， 但在靠近消聲器附近，必須使用鋼內(nèi)襯。 6.2.2 縱梁與橫梁的連接設(shè)計(jì) 橫梁與縱梁的連接方式主要有三種，如圖 6.7 黑龍江