高位剪式自卸車的設(shè)計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含8張CAD圖紙+帶任務(wù)書+開題報告+文獻綜述+外文翻譯】-clsj05
高位剪式自卸車設(shè)計
摘 要
隨著國內(nèi)經(jīng)濟變革與基建工程的大力開展，自卸車等商用車市場發(fā)展?jié)摿υ絹碓骄薮蟆５请S著國內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展減緩，短時間內(nèi)自卸車的銷量會有所下滑或保持平穩(wěn)但是較之國外自卸車的發(fā)展，國內(nèi)自卸車發(fā)展還是較為落后。
本文的研究對象即為自卸車中的剪式高位自卸車的舉升機構(gòu)和液壓系統(tǒng)，首先文中就自卸車經(jīng)行了簡單的說明，然后根據(jù)比較分析確定了剪式舉升機構(gòu)的參數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)要計算出相關(guān)數(shù)據(jù)，并進行了驗證。當然對于自卸車基礎(chǔ)系統(tǒng)-液壓系統(tǒng)我也進行了相同的合理的計算分析。
關(guān)鍵字：自卸汽車，液壓系統(tǒng)，剪叉式
Abstract
With the time going by,Chinese capital construction project and economic reform are vigorously carried out.The market prospect of commercial such as dump trucks is very good.However,since the domestic ecoomic development has been suspend this year ,the sale of dump will not increase for a short time.Hydraulic the object of this study is lifting mechanism and hydraulic mechanism of the scissors type dumptruck.Fist the length and length of scissors mechanism are determined according to the given parameters.Finally, according to the given parameters for verification.The design of the hydraulic system works the same way.
Key word:Dump truck, hydraulic system, scissors fork type
摘 要
隨著國內(nèi)經(jīng)濟變革與基建工程的大力開展，自卸車等商用車市場發(fā)展?jié)摿υ絹碓骄薮蟆５请S著國內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展減緩，短時間內(nèi)自卸車的銷量會有所下滑或保持平穩(wěn)但是較之國外自卸車的發(fā)展，國內(nèi)自卸車發(fā)展還是較為落后。
本文的研究對象即為自卸車中的剪式高位自卸車的舉升機構(gòu)和液壓系統(tǒng)，首先文中就自卸車經(jīng)行了簡單的說明，然后根據(jù)比較分析確定了剪式舉升機構(gòu)的參數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)要計算出相關(guān)數(shù)據(jù)，并進行了驗證。當然對于自卸車基礎(chǔ)系統(tǒng)-液壓系統(tǒng)我也進行了相同的合理的計算分析。
關(guān)鍵字：自卸汽車，液壓系統(tǒng)，剪叉式
Abstract
With the time going by,Chinese capital construction project and economic reform are vigorously carried out.The market prospect of commercial such as dump trucks is very good.However,since the domestic ecoomic development has been suspend this year ,the sale of dump will not increase for a short time.Hydraulic the object of this study is lifting mechanism and hydraulic mechanism of the scissors type dumptruck.Fist the length and length of scissors mechanism are determined according to the given parameters.Finally, according to the given parameters for verification.The design of the hydraulic system works the same way.
Key word:Dump truck, hydraulic system, scissors fork type
目 錄
摘 要 II
Abstract III
第1章 緒論 1
1.1課題研究的目的 1
1.2自卸車概述 1
1.3 本課題的研究內(nèi)容 1
第2章 課題總體設(shè)計 2
2.1總體布置原則 2
2.2 車廂的設(shè)計 3
2.2.1 自卸汽車車廂的結(jié)構(gòu)形式 3
2.2.2 車底盤的選取 4
2.3 自卸舉升機構(gòu)的設(shè)計 5
2.3.1 機構(gòu)形式的選擇 5
2.6 總體方案確定及總體設(shè)計 9
第3章 主要部分分析計算 10
3.1 數(shù)據(jù)分析 10
3.1.1高位自卸車的結(jié)構(gòu)簡化 10
3.1.2機構(gòu)受力分析 12
3.2 剪叉臂長度及液壓缸安裝位置的確定 16
3.3舉升機構(gòu)自卸部分設(shè)計計算 17
3.3.1 車廂與車架鉸支點O確定 17
3.3.2 車廂未傾斜時傾斜機構(gòu)與車廂的前鉸支點的確定。 17
3.3.3液壓油缸與副車架鉸支點E的確定 18
3.3.4傾斜機構(gòu)未開啟時三角臂中支點坐標和大小的確定 18
3.3.5車廂放平時拉桿與三角臂鉸點的確定 18
3.3.6拉桿與副車架鉸點D及拉桿長度的確定 18
3.4機構(gòu)受力學(xué)分析 19
3.4.1機構(gòu)受力分析 19
3.4.2拉桿截面尺寸確定 20
3.5.6管道尺寸的確定 24
3.5.7 油箱容積確定 25
3.6 液壓系統(tǒng)原理圖 25
3.7強度校核 27
3.7.1 剪叉臂的強度校核 27
3.7.2 液壓缸底架固定橫梁的強度校核 30
3.8軸的強度校核 32
3.8.1 內(nèi)剪叉臂固定端銷軸的強度校核 32
3.8.2 液壓缸缸體尾部銷軸的強度校核 33
3.8.3 液壓缸活塞桿頭部支撐軸的強度校核 33
參考文獻 36
致 謝 35
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任務(wù)書 (理工類 ) 學(xué)生姓名： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 完成時間： 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )題目： 剪式高位自卸汽車設(shè)計 題目來源 教師科研課 題 縱向課題（ ） 題目類型 理論研究（ ） 注：請直接在所屬項目括號內(nèi)打“ √” 橫向課題（ ） 應(yīng)用研究（ ） 教師自擬課題（ √ ） 應(yīng)用設(shè)計（ √ ） 學(xué)生自擬課題（ ） 其 他（ ） 總體設(shè)計要求及技術(shù)要點： 設(shè)計 剪式 高位自卸汽車，使車廂可以舉升一定高度，傾斜一定角度，完成貨物卸出。 工作環(huán)境及技術(shù)條件： 設(shè)計參數(shù)： 貨車尺寸（長寬高） 4000定載貨質(zhì)量 3000身質(zhì)量 1200高車速 100km/h，最大爬坡度 30%。 發(fā)動機功率最大 80000大扭矩 300000距 2600距前后都是 1400小轉(zhuǎn)向直徑 12m 驅(qū)動輪半徑 280減速器傳動比 速器一檔傳動比 他參數(shù)可自定。 數(shù)據(jù)如果有沖突，可以適當自己調(diào)整 工作內(nèi)容及最終成果： 根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計要求，完整地設(shè)計出裝配圖一套、零件圖若干，設(shè)計出的產(chǎn)品能應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。 統(tǒng)地說明設(shè)計過程中問題的解決（確定傳動和結(jié)構(gòu)方案及零件材料的選擇）及全部計算。計算內(nèi)容應(yīng)包括有關(guān)計算簡圖， 如主要參數(shù)的選擇及設(shè)計與校核、傳動方案簡圖、相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)簡圖、零件的受力分析圖、彎矩和扭矩圖等。 算結(jié)果正確清晰，文字說明簡明通順。計算過程只需列出已知條件、計算公式，將有關(guān)數(shù)據(jù)代入公式，省略計算過程，直接寫出計算結(jié)果。將計算結(jié)果整理后，寫入右邊欄內(nèi)，并注明此結(jié)果是否“合用”或“安全”等結(jié)論。 計說明書一份，總裝配圖 2張、零件圖若干。 時間進度安排： 指導(dǎo)教師簽字： 2017 年 月 日 教研室主任意見： 教研室主任簽字： 2017 年 月 日 摘 要 隨著國內(nèi)經(jīng)濟變革與基建工程的大力開展，自卸車等商用車市場發(fā)展?jié)摿υ絹碓骄薮?。但是隨著國內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展減緩，短時間內(nèi)自卸車的銷量會有所下滑或保持平穩(wěn)但是較之國外自卸車的發(fā)展，國內(nèi)自卸車發(fā)展還是較為落后。 本文的研究對象即為自卸車中的剪式高位自卸車的舉升機構(gòu)和液壓系統(tǒng)，首先文中就自卸車經(jīng)行了簡單的說明，然后根據(jù)比較分析確定了剪式舉升機構(gòu)的參數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)要計算出相關(guān)數(shù)據(jù)，并進行了驗證。當然對于自卸車基礎(chǔ)系統(tǒng) 關(guān)鍵字： 自卸汽車 ， 液壓系統(tǒng) ， 剪叉式 of as is of a of is of of to to of 目 錄 摘 要 ...................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 1 章 緒論 .............................................................................................................................. 1 題研究的目的 ......................................................................................................... 1 卸車概述 ................................................................................................................. 1 課題的研究內(nèi)容 .................................................................................................... 1 第 2 章 課題總體設(shè)計 .............................................................................................................. 2 體布置原則 .............................................................................................................. 2 廂的設(shè)計 ................................................................................................................. 3 卸汽車車廂的結(jié)構(gòu)形式 ............................................................................ 3 底盤的選取 ................................................................................................ 4 卸 舉升機構(gòu)的設(shè)計 ................................................................................................ 5 構(gòu)形式的選擇 .................................................................................................... 5 體方案確定及總體設(shè)計 ................................................................................................ 9 第 3 章 主要部分分析計算 .................................................................................................... 10 據(jù) 分析 .................................................................................................................. 10 位自卸車的結(jié)構(gòu)簡化 ............................................................................... 10 構(gòu)受力分析 ................................................................................................. 12 叉臂長度及液壓缸安裝位置的確定 ................................................................... 16 升機構(gòu)自卸部分設(shè)計計算 ................................................................................... 17 廂與車架 鉸支點 O 確定 .......................................................................... 17 廂 未傾斜 時 傾斜 機構(gòu)與車廂的前鉸支點0 ......................... 17 壓油缸與副車架鉸支點 E 的確定 ........................................................... 18 斜機構(gòu)未開啟時 三角臂中支點0確定 ................. 18 廂放平時拉桿與三角臂鉸點 .................................................. 18 桿與副車架鉸點 D 及拉桿長度的確定 ................................................... 18 構(gòu)受力學(xué)分析 ....................................................................................................... 19 構(gòu)受力分析 ............................................................................................... 19 桿截面尺寸確定 ....................................................................................... 20 道尺寸的確定 ........................................................................................... 24 箱容積確定 .............................................................................................. 25 壓系統(tǒng)原理圖 ...................................................................................................... 25 度校核 ................................................................................................................... 27 叉臂的強度校核 ...................................................................................... 27 液壓缸底架固定 橫梁的強度校核 ............................................................ 30 的強度校核 ............................................................................................................ 32 剪叉臂固定端銷軸的強度 校核 ................................................................ 32 壓缸缸體尾部銷軸的強度 校核 ................................................................ 33 壓缸活塞桿頭部支撐軸的強度校核 ........................................................ 33 參考文獻 .................................................................................................................................. 37 致 謝 .................................................................................................................................... 38 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 1 第 1 章 緒論 題研究的目的 隨著國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展，國內(nèi)基建進一步發(fā)展，自卸車等商用車市場份額也進一步提高，自卸車的優(yōu)點顯而易見，自動卸貨，省時省力；并且隨著科技的發(fā)展其性能也在進一步提高，在各行業(yè)都在追求高效，迅速的今天，自卸車因其功能并將成為行業(yè)中的翹楚。 自卸車作為一種多功能貨車利用的是舉升機構(gòu)和液壓系統(tǒng)完成其特定的卸貨功能，舉升機構(gòu)在自卸車的發(fā)展演變也越來越安全可靠，它通過外力的作用（液壓缸）實現(xiàn)四桿聯(lián)動，使車廂抬高傾斜，完成貨物的傾斜。 中國自改革開放以來，不斷地利用外資發(fā)展本國經(jīng)濟，近些年來更是注重科技上的交流與超越。各種科技行 業(yè)都在加快步伐。汽車行業(yè)也在一直努力追趕差距，雖然國內(nèi)的汽車行業(yè)有了進一步的發(fā)展，但是較之國外在技術(shù)與材料應(yīng)用研發(fā)上還是有很大的差距，中國汽車行業(yè)對國外同行業(yè)的依賴度仍然很大，唯有打破國外的科技限制，中國的汽車行業(yè)才能真正獨立的成長起來，成為真正的領(lǐng)導(dǎo)國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。 卸車概述 自卸車是商用車中的常見貨車。簡單理解其結(jié)構(gòu)就是在一般貨車的基礎(chǔ)上加上舉升，傾斜和液壓動力系統(tǒng)；讓其完成自動卸載貨物的工作。由于自卸車的優(yōu)越性能，其應(yīng)用范圍多為建筑貨運，農(nóng)林等大型運輸工程。本次畢設(shè)研究的內(nèi)容是高位剪式 自卸車；在分類上我就將自卸車分為高位和普通自卸車。高位自卸車進行卸貨時利用舉升機構(gòu)使車廂上抬一個高度，在進行傾斜卸貨。普通自卸車沒有舉升機構(gòu)，直接利用液壓系統(tǒng)，將車廂直接傾斜。在自卸車市場發(fā)展至今，高位自卸車的優(yōu)勢越來越明顯。減少了貨物卸載過程中的殘留問題，讓自卸車在寫完貨物之后更好的撤離現(xiàn)場。普通自卸車雖然較之高位自卸車有一定的局限性。但是對于一些個體商戶來說，仍然是一個不錯的選擇。目前中國還處在一個發(fā)展不均橫的時期，無論是高位自卸車，還是普通自卸車都有其不同的市場定位。但未來經(jīng)過市場經(jīng)濟變革，科技的發(fā)展 還有中國國內(nèi)建設(shè)的穩(wěn)定，自卸車的發(fā)展改良都是不可言說的。在全行業(yè)都追求機械化，高效化的現(xiàn)在及未來，自卸車具有良好的先天優(yōu)勢。其研究發(fā)展肯定會在汽車行業(yè)留下特有的色彩。 課題的研究內(nèi)容 設(shè)計剪式自卸車，使車廂可以舉升一定的高度，完成貨物卸出。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 2 工作環(huán)境及技術(shù)要求： 設(shè)計參數(shù)： 貨車尺寸（長寬高） 200020004000 ?? 定載貨量 3000高車速 100km/h,最大爬坡度 30%。 發(fā)動機最大功率 80000大扭矩 300000距 2600距前后都是1400小轉(zhuǎn)向直徑 12m，驅(qū)動輪半徑 280減速器傳動比 速器一檔傳動比 他參數(shù)自定 數(shù)據(jù)如有沖突，可以自己適當調(diào)整。 第 2 章 課題總體設(shè)計 體布置原則 進行設(shè)計時應(yīng)遵循以下幾個原則 汽車底盤個總成位置應(yīng)盡量避免變動，因為一些部件的變動不僅會增加生產(chǎn)成本還會影響到自卸車的整車性能。如果為了滿足一些特殊性能要求，可以使適當做些調(diào)整， 如果不需要實現(xiàn)特定的要求 和性能，應(yīng)不改變汽車底盤中各總成的位置，因為各車型的地盤都參數(shù)都是經(jīng)過嚴謹計算的，既符合生產(chǎn)者的利益也符合消費者的利益。草率的變動最終影響到的是汽車的使用性能。即使最終還是要滿足特定的使用要求，也要考慮綜合因素對其作出調(diào)整。 裝載質(zhì)量、軸載質(zhì)量分配等參數(shù)的估算和校核 任何機械設(shè)備在進行設(shè)計時都要滿足一些基本的主要的參數(shù)要求，自卸車也是這樣，在進行設(shè)計時應(yīng)盡量滿足車底盤生廠商規(guī)定的參數(shù)要求，這些參數(shù)是不能擅自更改的，因為這些規(guī)定的參數(shù)直接影響著自卸車的整車性能和制造成本。 避免系統(tǒng)布置不合理對車架形 再設(shè)計計算時，應(yīng)該合理的分散車廂及其他裝置對車架形成的載荷，避免集中載荷，成集中載荷 。 載荷過于集中，將導(dǎo)致自卸車車架的受力不均勻，縮短自卸車使用壽命。在設(shè)計布置方案時如果出現(xiàn)集中載荷應(yīng)該采取適當?shù)慕鉀Q措施，如改變車架材料等。 減少汽車的裝置質(zhì)量，提高裝載質(zhì)量 因為自卸車的性能要求，其工作裝置較之其他車輛較多，這就使得自卸車的整備質(zhì)北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 3 量與同類底盤的普通貨車要大。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，一般自卸車 要 比其他同載貨量的普通貨車 增加耗材 5％～ 10％ 。因汽車底盤的承載質(zhì)量是有線的，我們應(yīng)該進行最大化的合理應(yīng)用。所以選材時應(yīng)盡量選擇能滿足要求的輕質(zhì)材料。提高自卸車載貨量。 應(yīng)符合有關(guān)法規(guī)的要求 各種車輛的尺寸都有明確的相關(guān)法規(guī)規(guī)定，再設(shè)計過程中一定要注意不能超出相關(guān)規(guī)定的標準要求。 自卸車的設(shè)計就是正確選定合理的參數(shù)，將舉升機構(gòu)，液壓機構(gòu)等進行合理的布置，讓其能夠合理正確的配合，達到任務(wù)書中的要求。 廂的設(shè)計 卸汽車車廂的結(jié)構(gòu)形式 車廂是裝載貨物的裝置，在自卸車中還多了一個使貨物順利傾斜的功能。生產(chǎn)中常用的三種結(jié)構(gòu)形式有，側(cè)傾 式， 簸箕式 ，后傾式 ；結(jié)構(gòu)如圖（ 2 2 2因為自卸車車廂也是完成貨物卸出的重要結(jié)構(gòu) ，而車廂又與駕駛室最為靠近；為了防止在卸貨過程中對駕駛室造成沖擊，通常會在前欄板上加上一個防護擋板，延伸方向向前。自卸車承擔的是微重貨物的運輸，所以對車廂欄板的強度有一定的要求，實際生活中通過在欄板上布置加強筋來加強車廂的強度。此次設(shè)計中自卸車為公路常見的貨運車，所以選擇后傾式 后傾式車廂在生產(chǎn)運輸中比較常見，在各種噸位的自卸車中都有應(yīng)用。它的主要特 點是利用鉸鏈的連接方式，使后欄板在卸貨時自動開啟。卸貨完成后也可關(guān)閉。 圖 2 側(cè)頃式及三面傾卸式車廂 圖 2箕式車廂 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 4 圖 2廂結(jié)構(gòu)圖 123、 45 638底盤的選取 設(shè)計任務(wù)書中要求貨車尺寸（長寬高） 200020004000 ?? 定載貨量 3000最高車速 100km/h,最大爬坡度 30%。 發(fā)動機最大功率 80000大扭矩 300000距 2600距前后都是 1400小轉(zhuǎn)向直徑 12動輪半徑 280減速器傳動比 速器一檔傳動比 根據(jù)所給數(shù)據(jù)，經(jīng)過查找與比較找到型號為 東風(fēng)底盤與車廂所給數(shù)據(jù)較為吻合，根據(jù)實際的車底盤數(shù)據(jù)，再設(shè)計過程中將車廂及其他數(shù)據(jù)進行了調(diào)整，調(diào)整后的數(shù)據(jù)如下： 車廂尺寸為 64020004000 ?? ，自卸車的額定載貨量為 4755動機額定功率 83號為 4高車速為 90km/h。輪距與軸距均按照底盤參數(shù)選定。 車底盤的數(shù)據(jù)如下： 表 盤技術(shù)參數(shù)列表 車型 駛室最高點距車架上翼面距離（ 2056 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 5 卸 舉升機構(gòu)的設(shè)計 構(gòu)形式的選擇 舉升機構(gòu)根據(jù)作用形式可以分為兩大類，一種是簡單的直推式；即液壓油缸直接作用于車廂；這種舉升方式雖然安裝簡單，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，但卻具有高效的舉升能力。直推機構(gòu)可以分為油缸中置和油缸前置，前者的油缸支點的位于車廂中部，進行抬升時需要的舉升力大，油缸選用雙缸雙柱式即可，而后者與其相反，油缸通常選擇多級式，一般用于重型自卸車。兩種不同的直推式結(jié)構(gòu)如 (2直推式在實際的生產(chǎn)應(yīng)用中有著明前的不足，沒有良好的穩(wěn)定性及使用者的使用時間，所以目前市場上的自卸車很少使用這一結(jié)構(gòu)，本次設(shè)計也排除了此結(jié)構(gòu)。 圖 2 種不同的直推傾斜機構(gòu) 前文提到直推式結(jié)構(gòu)的明前缺陷，所以本次設(shè)計選擇的是連桿式舉升機構(gòu)，該機構(gòu)結(jié)構(gòu)較之直推式有明顯的優(yōu)勢，在自卸車的實際生產(chǎn)成為主流應(yīng)用。根據(jù)上面的分類方式可以分為前置式連桿舉升機構(gòu)和后置式連桿舉升機構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖 （ 2。圖中的三角汽車底盤長（ 5700 接近離去角 22/25 軸距（ 3400 發(fā)動機功率（ 83 車架有效長度（ 4000 車架上平面離地高度（滿載）（ 2650 車架外寬（ 2100 底盤整備質(zhì)量（ 1745 前后輪距 1750/1586 底盤軸荷前軸 /后軸（ 2700/6000 車輛前懸 /車架后懸（ 1180/1020 底盤最大承載質(zhì)量（ 4265 最高車速（ km/h） 90 廠定最大設(shè)計總質(zhì)量（ 9010 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 6 形連桿具有放大行程的特性，在一定程度上縮短了 油缸行程 ,節(jié)省了的空間。并且因為連桿系的橫向跨距 可以盡量避免卸貨發(fā)生不穩(wěn)定的情況。該種舉升機構(gòu)使用簡單的單級單缸就能完成舉升任務(wù)， 且機構(gòu)布置靈活。 前置式油缸的舉升點作用在車廂前 (2在車廂傾斜最大角度時，液 壓缸處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。車廂在傾斜卸貨期間也會處于一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，油缸后置式的作用力集中在車廂后面，對車廂會造成較大的受力壓力，對車輛的使用壽命是一個不穩(wěn)定因素，所以綜合各種因素，在實際生產(chǎn)中，最為自卸車的使用者肯定希望車輛具有良好的穩(wěn)定性及使用壽命，同時最為還希望自卸車能夠具有一定的超載能力，所以再設(shè)計生產(chǎn)過程中我們應(yīng)該考慮使自卸車的性價比達到最好。 圖 2桿組合式舉升機構(gòu) (a) 油缸 后置 式； (b) 油缸 前置 式 升平臺設(shè)計 剪式舉升機構(gòu)應(yīng)用較為廣泛，不僅是在自卸車中，還是其他行業(yè)中都有應(yīng)用。剪式機構(gòu)在自卸車中比較常用的是一級和二級式剪叉機構(gòu)。由于二級剪叉舉升機構(gòu)較一級復(fù)雜，難度較大，而且由于模型的缺少，對于我的知識能力與創(chuàng)造能力都是巨大的挑戰(zhàn)，考慮到在有限的時間呢完成任務(wù)，并且得到知識的提升，本次設(shè)計選擇較為簡單一級剪叉式舉升機構(gòu)。簡單結(jié)構(gòu)如圖 (2示 圖 2式舉升機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖 位自卸車機構(gòu)中三種液壓缸布置方式的分析比較 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 7 在設(shè)計環(huán)節(jié)中液壓缸的布置是其中最為關(guān)鍵的一部分，因為液壓缸的布置位置決定了車廂舉升傾斜的所需力的大小，以及液壓缸的型號的選擇，不合理的安裝或者是隨意安裝將會對自卸車產(chǎn)生致命的缺陷，結(jié)合上面所選的舉升機構(gòu)及本次畢設(shè)的所選的剪式高位自卸車的結(jié)構(gòu)特點，液壓缸有三種安裝位置。 一種如圖 （ 2所示將液壓缸一端固定點在支座上，另一端與支撐架 1 相互支撐，這種支撐方式的缺點一目了然，液壓缸與底座的角度 1? 很小，再啟動舉升機構(gòu)時需要更大的動力，在實際生活中如果使用者一旦因為 利益的驅(qū)使進行超載的行為，很有可能發(fā)生無法自卸的現(xiàn)象，導(dǎo)致自卸車系統(tǒng)的損壞，雖然這種超載導(dǎo)致的汽車損壞應(yīng)該由使用者自己承擔，但是作為汽車的生產(chǎn)制造者，我們應(yīng)該考慮到勞動者的各種心理，改善汽車結(jié)構(gòu)，然消費者提高對產(chǎn)品的滿意度。 第二種（ 2是同樣的將液壓缸的一端固定在支座上，而應(yīng)一端的支撐位置位置則為鉸支撐軸上，這種支撐方式提高了支座與液壓缸之間的角度，但是當自卸車處于不工 作的狀態(tài)時，液壓缸所需空間較大，同樣載貨量的情況下增加了制作成本。優(yōu)點也比方 案一明顯， 能迅速使車廂升起啟動的壓力也要比方案一小。方案二雖然有點明顯，但是生產(chǎn)成本較高，資源利用率低，無論是從商家還是消費者的角度考慮，這么安裝都不是最完美的方案。 最后一種方案就是將支撐點改在支撐軸 2上，固定點不變。結(jié)構(gòu)如圖（ 2，它的支撐點則不是選在支撐桿上，而是在支撐架 2的鉸支點上焊接一個連桿，支點在這個鏈桿上，連桿與支座有一定的角度，同時改善了方案二中的制作成本的問題，同時在自卸車處于正常不卸貨狀態(tài)時，液壓缸與制作之間也會有一定的角度，使抬升車廂時更加平穩(wěn)，工作性能更優(yōu)，使用壽命也更好，具有一定的承擔用 戶錯誤操作的能力。所以，本著最優(yōu)化的原則，在本次設(shè)計中，我選擇第三種方案作為實施方案。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 8 圖 2案 一 圖 2案二 圖 2北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 9 體方案確定及總體設(shè)計 通過上述綜述，解決了高位剪式自卸車車架，舉升機構(gòu)和液壓油箱安裝位置確定這些機構(gòu)后，我們可以構(gòu)建一個簡易的示意圖 （ 2，其結(jié)構(gòu)如下圖所示 圖 2體機構(gòu)示意圖 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 10 第 3 章 主要部分分析計算 據(jù) 分析 經(jīng)過上述分析自卸車的結(jié)構(gòu)應(yīng)經(jīng)確定，下一步就是參數(shù)的計算與校驗了。對于整車而言，首先要明確汽車的整備質(zhì)量和載貨量，這是汽車設(shè)計的核心數(shù)據(jù)；整備質(zhì)量就是汽車完成一系列機構(gòu)的組合安裝后的總質(zhì)量，之中包括汽車運行需要的柴油，潤滑油等可以正常行駛在公路上的所有需要的裝備質(zhì)量。由廠家提供的生產(chǎn)信息可知所選的東風(fēng)745質(zhì)量為 4265排乘客為三人。 在進行高位剪式自卸車的設(shè)計時應(yīng)該滿足廠家提供的軸載要求，在進行舉升運動時由于車廂的抬高傾斜，根據(jù)物理常識，其整車質(zhì)心必定發(fā)生改變，為了是軸載符合車底盤的要求，高位自卸車的質(zhì)心相比相同載貨量的普通自卸車其質(zhì)心應(yīng)該向前移 。 位自卸車的結(jié)構(gòu)簡化 剪式舉升機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖（ 3示 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 11 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 12 圖 3剪式機構(gòu)簡圖 從圖中可以直接看出兩個剪叉桿分別有一端為固定點，分別為 b、 d 兩點。另一端為可移動點，在進行舉升時一端 a、 c 兩點可以在工作軌道上進行移動。其兩點所采用的支撐方式相同，所以設(shè)定它們具有相同的摩擦阻力系數(shù) f。兩剪叉桿長度相同，為了方便后面的計算，將剪叉桿設(shè)為無重桿。鉸接處點為兩剪叉桿中心，圖中 液壓缸的作用效果線。 g 是液壓缸連接的另一個支點， α是舉升機構(gòu)處于工作狀態(tài)時剪叉桿與支座的角度。 構(gòu)受力分析 進行受力分析時，將組成舉升機構(gòu)的各組件看做一個整體。結(jié)構(gòu)如圖 （ 3 圖 3整體受力分析圖 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 13 將 2/G 分解到 a、 b 兩端，則有 ?c ?..........................................(??c o sc o ??.......................................(?c o G P ?......................................(?c o G P ?........................................(?..............................................(式中： a 點所受水平方向上的力； a 點所受豎直方向上的力； b 點所受水平方向上的力； b 點所受豎直方向上的力； c 點所受水平方向上的力； c 點所受豎直方向上的力。 為研究對象，如圖 3圖 3受力分析圖 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 14 圖 3受力分析圖 列平衡方程式，有 當 d 點力矩平衡，即 0?? 0c o ss i nc o i n2)s i n (c o s2)c o s (s i 1????????????????????????.......... (當 b 點力矩平衡，即 0?? 0co ss ??????????.........................(又桿 桿 是 受力平衡 狀態(tài) ，即有 0? ?X 和 ? ?0Y 。 當 0? ?X 時，有 0c o ???? ..................................(0??? ..........................................(當 ? ?0Y 時，有 0c o ???? ................................(0???........................................(北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 15 整理解得： )s c in(s ?????????? ..........................(【靜態(tài)時：)s c ??????? )c o ss c o s??????....................................()c o ss c o s?????????........................()co ss in(co ss ?????????...........................()co ss i n(co ss i i n 2??????????????...........(?c o ??.......................................(?s ?? ......................................(式中： T — 液壓缸的推力； d 點所受水平方向上的力； d 點所受豎直方向上的力； e 點所受水平方向上的力； e 點所受豎直方向上的力。 角與 ? 角的函數(shù)關(guān)系 ? 角與 ? 角的幾何關(guān)系見圖 3c )s in(ta ? ??? ?? ?? ll l即)co s ()s ar c t a ? ??? ?? ?? ll l.......................................(北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 16 （ 1）各鉸接處點的受力大小與載荷 （ 2） α成正比；當 l 為定值時 ， 它們 又與 P 值成正比 。 而成反比。 ，在 l 值確定時， 這兩個力與 P 成反比； （ 3）動態(tài)值 的油缸推力 T 比靜態(tài)值增大了)s )c o ss s ???? ? ??? P f ,并且與剪叉桿成反比。 （ 4）力 叉臂長度及液壓缸安裝位置的確定 機構(gòu)的運動原理如圖 3圖 3機構(gòu)的運動原理圖 當舉升機構(gòu)不進行工作時，液壓缸需要一定的制作長度來保證液壓缸的安置在合理的位置。按照設(shè)計原理，剪叉桿的長度一般?。?的下支座長度。即 .............................(由設(shè)計參數(shù)可知： a=1800， 50? ， 000? 。初選底座長度 500? ，系數(shù)為 根據(jù)式 (得剪叉臂的長度 200? 。 由圖 3 ? ...............................(則 m ax m in 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 17 所以， 5 66 6 0 08 50s in m a xm a x ??? ??而 0? 初選 ?20?? ， 001 ? ， 402 ? , 500? , 01.0?f 。 升機構(gòu)自卸部分設(shè)計計算 計算傾斜機構(gòu)數(shù)據(jù)時，選擇簡單易懂的作圖法進行設(shè)計計算。設(shè)計時，在滿足載荷要求的同時，還要盡量滿足設(shè)計合理，合理運動的原則。 油箱前置式連桿機構(gòu)的用作圖法分析時，其示意圖如圖（ 3示。 圖 3構(gòu)設(shè)計示意圖 廂與車架 鉸支點 O 確定 圖中坐標原點的位置為車廂與車架的鉸支點，應(yīng)該為靠近車架大端尾部。 樣坐標軸中的 圖可知，我規(guī)定的是向上為正方向。 廂 未傾斜 時 傾斜 機構(gòu)與車廂的前鉸支點0 未傾斜時，0? 算出。 式中： L—— 油缸的最大行程 。由于還未對液壓缸進行計算，所以現(xiàn)根據(jù)同載荷量北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 18 的自卸車進行初選。 油缸的自由長度為 12000 ?大有效行程 L=800 — 車廂的最大舉升角 。由于自卸車所運輸貨物多為松散貨物 ， 故 選取00?? R—— 經(jīng)驗系 數(shù)。與 L 尺寸 相關(guān) ， 故 R=175。 因此可得：? =2800 0標值應(yīng)該考慮到液壓缸下沉深度 ， 已知00板縱梁高為 180實際生產(chǎn)中橫坐標的值應(yīng)該比計算出的小一些，故0為（ 2795,200） 壓油缸與副車架鉸支點 E 的確定 開始傾斜工作時，液壓缸與底座會有一定的角度，以保證工作的順利進行。因此液壓缸支點的縱坐標有最小 值，根據(jù)結(jié)構(gòu)選定最小值為 — 14，其橫坐標的值可以根據(jù)經(jīng)驗公式 4 0 ??? 后代入數(shù)字的 ?434，根據(jù)自卸車結(jié)構(gòu)特點， E 點的坐標 最后定 為（ 2425， 斜機構(gòu)未開啟時 三角臂中支點0確定 0為儲備空間有限，所以要充分利用可用空間。所以設(shè)定該點的縱坐標為 110。車相處平放時，液壓缸的長度會略微變大 15證各機構(gòu)的獨立運行。所以0 3595,110） 。由圖可知 005 廂放平時拉桿與三角臂鉸點 車廂平放時，車廂傾斜角 ? 為零，將 點為原點向 Y 軸正方向旋轉(zhuǎn)五十度，再以00心是 以 1992 為半徑 ，坐標原點為圓心 畫弧，兩弧交于 得到 ˊ最后可以看出圖上兩個三角形相似。最后根據(jù)合理的結(jié)構(gòu)要求 ，取 060 節(jié) B 點的 坐標 位置，使 方便計算安裝的 整數(shù)，050060此確定03700， 桿與副車架鉸點 D 及拉桿長度的確定 D 點是 '垂直平分線與 的交點，由圖中的線段關(guān)系以及結(jié)構(gòu)關(guān)系 最后確定 D 點坐標為（ 2190,180）。拉桿的長度 1550? 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 19 構(gòu)受力學(xué)分析 構(gòu)受力分析 結(jié)構(gòu)受力分析如圖（ 3 圖 3由圖可知0廂滿載時的質(zhì)心。結(jié)合車底盤參數(shù)，確定0 1664， 879）。 取車廂是分離部分時； 由力矩平衡方程可知 00 ??M，即 00 ???? O F 22570 166498000 ????? 2570?表示坐標原點到 00距離。 取三角架 分離體（圖 3 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 20 圖 3升機構(gòu)力學(xué)分析圖 根據(jù)平衡方程 0??????B A 已知 ，確定 油缸的最大舉升力為 ： 4 4 9 32 4 0 6 6 4 5 2 ?????同樣的原理可以求出拉桿 因為 0??????A E D B D A E 1 9 1 31 4 0 1 6 4 4 9 3 ?????式中： 240 0B 到直線 00距離，為 660 162 0A 到直線 距離，為 140 拉桿截面尺寸確定 根據(jù)受力分析可知，拉桿 二力桿，且作用力分布均勻，結(jié)果導(dǎo)致桿上最大拉北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 21 力變?yōu)椋?D 09 5 62 19 1 32 ???拉初選拉桿材質(zhì)為 手冊可查得 26 /10230 ??取安全系數(shù) n=2，由公式? ??? 拉 ，可知拉桿的最小橫截面面積 ： 26 7102 3 0 0 9 5 6 22 ????? ?。 為了方便生產(chǎn)和提高自卸車的使用性能，將 A 取為 1000 2則實際上的 26 / 0 9 5 6 2 ??? 拉?實際安全系數(shù) 2 8 9 102 3 0 66 ????? ?? 桿橫截面面積 21000 ，該材料的橫截面積可以滿足要求。 壓系統(tǒng)的計算 卸車液壓系統(tǒng)簡述 液壓系統(tǒng)利用發(fā)動機中的油液，經(jīng)過液壓泵和安全閥的作用完成提供壓力，完成舉升以及傾斜運動。液壓泵是指通過壓縮油液使壓力提高的裝置，安全閥的作用就是保證油液的壓力在正常合理的范圍內(nèi)。當液壓系統(tǒng)完成工作時，液壓系統(tǒng)中的油液會回到發(fā)動機系統(tǒng)中。所以自卸車的耗油量比一般貨車的耗油量高。 本次設(shè)計中，由于高位自卸車比普通自卸車的整備質(zhì)量較大，所以液壓系統(tǒng)的工作壓力更大，并且由于運載貨物多為松散的砂石等貨物，更容易造成液壓油路的堵塞，所以液壓系統(tǒng)的及時清潔也非常重要。自卸車的使用壽命和性能是消費者選擇的重要指標；所以不僅要保證系統(tǒng)硬件的完美配合，也要保證其“軟件”的使用壽命。在各種油源型中我們經(jīng)過對高位剪式自卸車工作環(huán)境的分析，選擇就有良好的環(huán)境適應(yīng)能力與使用壽命的 常常嚙合取力器加齒輪油泵型 。 對于液壓油路的清潔問題，在實際生產(chǎn)中過濾器就能起到很好的作用。所以在本次設(shè)計中選擇實際中常用的清潔方案，粗過濾器與精過濾器的組合。粗過濾器安裝在油液的入口，液壓泵對油液中顆粒的大小要求不高，粗過濾即可完成要求。但是液壓系統(tǒng)中北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 22 其他元件對油液的過濾要求較高，必須使用精過濾器。例如安全閥，換向器等。 壓缸的確定 液壓缸的大小確定與系統(tǒng)壓力大小有直接的關(guān)系。而系統(tǒng)壓力根據(jù)不同機械類型有不同的取值范圍，如表 （ 所示。由于高位剪式自卸車的工作環(huán)境與性質(zhì)，在確定壓力大小時應(yīng)在范圍內(nèi)選擇高一點，這樣使得自卸車的經(jīng)濟效益會更高，使用性能更穩(wěn)定。根據(jù)表格所規(guī)定的取值范圍再加上取值原則，將壓力大小選定為 16 機械類型 機 床 農(nóng)業(yè)機械小型工程機械建筑機械 液壓機大中型挖掘機重型機械 磨床 組合 機床 龍門 刨床 拉床 工作壓力 ~5 2~8 8~10 10~18 20~32 表 部分機械系統(tǒng)工作壓力 壓缸型號的確定 液壓缸的選擇不僅要考慮系統(tǒng)壓力，還要考慮制作成本與工作空間。根據(jù)設(shè)計要求及機械設(shè)計手冊的查詢可知，液壓缸的選擇類型為：直線運動單級活塞桿雙作用式液壓缸。這種液壓缸在工作時，活塞可以雙向運動；具有減速制動機制；且減速值始終保持不變。根據(jù)車底盤提供的數(shù)據(jù)并考慮到實際生產(chǎn)中的超載現(xiàn)象，我將車廂舉升過程中液壓缸的推力 ?F 120000N。則根據(jù)42?N??，可以計算出液壓缸缸徑 ?? 4 = 200004 ??? ? =中： L—— 油缸的最大行程 。 η—— 液壓缸機械效率，N?= d—— 舉升液壓缸缸徑， 根據(jù)以上計算，選擇自卸車專用液壓缸 80050 ??其主要參數(shù)為：缸徑 d=50壓桿徑為 60 ?，油缸行程 L=800 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 23 壓泵的參數(shù)計算 剪式舉升機構(gòu)，要計算其液壓泵的流量，首先要先明確舉升到額定高度時需要的時間 t。根據(jù)我在網(wǎng)上查到的數(shù)據(jù)顯示，平均舉升時間為 20s。 ?????? 4501 0 0 04 22 ?? 升 L—— 油缸的最大行程 ,最大行程取 1000。 液壓泵的額定流量 Q：? 舉升 舉升式中：v?—— 液壓系統(tǒng)的容積效率，取 則? 舉升 舉升 初選液壓泵的額定轉(zhuǎn)速為 n=2000r/壓泵的排量 q 由下式確定： 60?? 0 3 ?? 傾斜部分液壓缸的和舉升部分液壓缸的計算方法相同。 根據(jù)網(wǎng)上查到的相關(guān)資料，國家對于自卸車傾斜舉升所用時間明確規(guī)定不得超過 20秒，考慮到運行的安全問題，時間選定為 16 秒；液壓缸的工作容積為： 9 6 3 24501 0 0 04 22 ?????? ??舉升 液壓泵的額定轉(zhuǎn)速選定為 n=2000r/液壓泵的額定流量 Q 為： 1619632 ????? ?舉升舉升式中：舉升t—— 舉升時間 v? —— 液壓系統(tǒng)的容積效率， v? 則其排量 q 為： 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 24 00 9660 ????? 壓泵的選擇 高位自卸車的舉升與傾斜不是同時工作的。所以為了滿足舉