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附 錄A
The Design of Pull Arm Garbage Truck
1The introduction of Pull Arm Garbage Truck
Pull arm garbage truck is equipped with two types of chassis that has a trunk load and unloading functions to pull arm device-specific vehicles. It can be achieved with car trunk the combination and separation, while the bulk of the trunk to achieve self-unloading cargo operations. The model has been widely used in foreign countries, often in the domestic industry as a sanitation refuse collection vehicles. 5 t pull arm garbage truck is one of the commonly used models, compared to 8 t Arm pull over large tonnage trucks, the pull-arm device structure is relatively simple and easy to domestic Manufacturers; And large tonnage often imported pull arm device. Domestic Manufacturers producing 5 t pull the car pulling the boom arm structure of the device, although about the same, but the important structural parameters of the selection and design of different structural arrangement, it will directly affect the car performance.
2 Pull the boom structure and principle of the device
2.1 The structural characteristics of pull-arm device
5 t pull arm garbage truck pulling device consists of pulling the boom arm and pull arm cylinder, the United Moving frame, trunk insurance hook and cylinder, and the frame. La Boom device structural arrangement shown in figure 2, pull telescopic arm is not used right-angle bend structure. the end of the cylinder and pull the piston rod side arm hinged on the hinge pivot B; Another linkage frame front end and hinged at the hinge pivot C, the formation of a rotary arm pull heart. Cylinder head cylinder arm pull side hinged front frame on the hinge pivot A; linkage frame hinged rear axle frame rear hinge pivot D, the formation of linkage rotary frame heart. Insurance linkage trunk rack hook set the hook cylinder and insurance cylinder.
2.2 The working principle of the device arm pull
Pulling garbage truck arm by pulling the device to complete the function of two different dynamic, for boxes and dumping. When the pull device for boom box action, the first cylinder insurance hook action open the trunk insurance hook, trunk lift insurance. Pull lift arm cylinder piston rod elongation from the pull arm, pull arm to pivot around the hinge C clockwise rotation, the hook arm to pull back move. If the frame is equipped with a trunk, the trunk was pushed home ground. When put on the frame, so that the first hook retractor trunk rings, and contraction of the piston rod, pull arm to hinge pivot counter-clockwise rotation axis C, will put on the flat trunk, the insurance cylinder hook action, pull carriages insurance hook fixed to the frame to the trunk.
When the pull-arm device dumping action, and action for different box, trunk insurance hook dump in the whole process to ensure that tension in the arm and trunk are not isolated, that is pull arm、the linkage through the trunk rack and trunk link between the insurance as one of the hook, by the deputy rear frame hinge pivot clockwise rotation axis D, lifting carriages lifted until the refuse rubbish. Trunk reset, as long as the retraction of cylinder piston rod pull arm, the pulling arm body still hinge pivot point D is the shaft counterclockwise rotation, until the trunk reset.
3 La Boom Selection and design of device structure parameters
3.1 Device to pull the boom pivot hinge arrangement and geometry of the main structure
Determined by the following three areas:
a. Arm by pulling a dump truck performance, it is 5 t pull the best selection of cars from the arm unloading chassis, the chassis can be selected according to the length of pull arm device to determine frame the total length. To ensure the car to pull arm for changing trunk and dumping action by the force of the chassis reasonable and complete the dumping arm pull action pivot hinge rotation axis D of the location should be arranged in behind the rear spring plate from the chassis rear bearing axis, the spacing is about 0 ~ 100 mm.
b. According to the first hinge pivot D arm pull for me the beginning of the selected pivot hinge rotation axis C. In the design and production of the actual process of pulling the car arm in arm had appeared during the pull action although the initial state, pull arm lift carriages, failed to pull arm pivot around the hinge C rotation, but with the linkage frame with the rotation around the hinge pivot point D, which can not get trunk open the beginning of fall; when lifting a certain height, the action of gravity in the trunk, the hinge will pivot C a sudden fall, so pull arm, the linkage frame and carriages suddenly drop, resulting in relatively large; in hit, resulting in extremely unsafe for me a smooth action. To resolve this problem, determine the hinge point C of the axis position is especially important. First the one hand, the horizontal axis of pivot C can not above the level layout of pivot D. In addition, by the hinge can pivot C stress analysis know, the hinge pivot axis of C must be below the level of tension hinge pivot arm cylinder head horizontal axis, while the hook arm pull-start action must be arranged in the vertical axis of the hinge pivot between C and the hinge pivot left foot.
c. Important geometrical parameters arm pull a pull arm foot radius of gyration for pull the oil boom turning radius of the cylinder piston rod end of radius of gyration of the angle between the two radius. From the above points analysis we know that, The smaller of radius. The greater the force needed to pull the smaller cylinder arm. Meet the requirements under the premise of arms-for-me pull-foot turning radius, the smaller the better, La boom cylinder rod side radius of gyration R. The bigger the better as far as possible, so that can pull compact boom, operating small space.
3.2 The selection of pull arm cylinder and cylinder installation angle y. The range of
Determined by the following two aspects:
a. By mapping method or analytical method to determine the location of the above the hinge pivot and Pull arm geometry and other components, may initially determine the pull-stroke arm cylinder and installation distance.
b. Pull arm cylinder mounting angle of La Boom is the important structural parameters of devices. By the former knowledge, pull the boom box or device for carrying out the process of dumping action, pull the oil boom cylinders have to be overcome trunk (full load) resistance torque generated by gravity, and the lifting crane action start unloading boxes when the moment of resistance is the greatest moment of resistance to overcome, and in Boom began pulling action of the hinge pivot device static friction and inertia moment of resistance Maximum torque. So pull arm cylinder mounting angle y. From the previous analysis we know, when angle larger, the pull arm cylinder smaller maximum thrust required, select the pull arm cylinder bore can be smaller.
By pulling in the boom cylinder is installed between the frame and trunk floor, oil cylinder installation layout space is limited, so the pull arm cylinder mounting angle range is also very limited. Design principles to children as much as possible to install a large angle, choose the right drawing arm oil pulling arm cylinder bore to meet performance requirements for the use of vehicles, without increasing the cost and fuel tank weight, and easy layout. Analysis and comparison of some domestic manufacturers to produce 5 t pull arm ,the actual design and production of cars and trucks pulling arm experience, 5 t pull arm around the installation space vehicles between 250 ~ 300 mm, the general tension arm cylinder mounting angle should be Taken between 3°~5°.
附 錄B
拉臂式垃圾車設(shè)計
1拉臂車概述
拉臂式垃圾車是在二類汽車底盤上裝有使車箱具有裝載和卸載功能的拉臂架裝置的專用汽車。它可實現(xiàn)車箱與汽車的結(jié)合和分離，同時對車箱的散裝貨物實現(xiàn)自卸作業(yè)。目前該車型已在國外得到廣泛使用，在國內(nèi)也常作為環(huán)衛(wèi)行業(yè)的垃圾收集運輸車。5 t拉臂式垃圾車是常用車型之一，相比8 t以上的大噸位拉臂車，其拉臂架裝置結(jié)構(gòu)較簡單，便于國內(nèi)廠家生產(chǎn)；而大噸位拉臂車常采用進口拉臂架裝置。國內(nèi)各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的5 t拉臂車的拉臂架裝置的結(jié)構(gòu)雖大致相同，但重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)的選用和結(jié)構(gòu)布置設(shè)計的不同，會直接影響拉臂車的工作性能。
2拉臂裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理
2．1拉臂架裝置的結(jié)構(gòu)特點
5 t拉臂式垃圾車?yán)奂苎b置主要由拉臂和拉臂油缸、聯(lián)動架、車箱保險鉤和保險鉤油缸、以及副車架組成。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B,另一端與聯(lián)動架前端軸心鉸接于鉸支點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架前端鉸支點A上；聯(lián)動架后端軸心鉸接在副車架后部的鉸支點D，形成聯(lián)動架的回轉(zhuǎn)軸心。聯(lián)動架上設(shè)置了車箱保險鉤和保險鉤油缸。
2．2拉臂架裝置的工作原理
拉臂式垃圾車通過拉臂架裝置完成兩種不同的功能動作：換箱和傾卸。當(dāng)拉臂架裝置進行換箱動作時，首先保險鉤油缸動作，開啟車箱保險鉤，車箱解除了保險。拉臂油缸活塞桿伸長舉起拉臂，使拉臂繞鉸支點c順時針回轉(zhuǎn)，拉臂鉤就往后移動。如果副車架上裝有車箱，則車箱被推置地上。當(dāng)?shù)厣宪囅湟嵘宪嚰軙r，使拉鉤先鉤住車箱吊環(huán)，然后收縮活塞桿，使拉臂以鉸支點c為軸心逆時針回轉(zhuǎn)，將車箱提上放平后，保險鉤油缸動作，拉起車箱保險鉤，使車箱固定在副車架上。當(dāng)拉臂架裝置進行傾卸動作時，與換箱動作不同，車箱保險鉤在整個傾卸過程中要處在保證拉臂與車箱不分離，即拉臂、聯(lián)動架及車箱通過車箱保險鉤相互聯(lián)結(jié)為一體，以副車架后部鉸支點D為軸心順時針回轉(zhuǎn)，舉升車箱直到卸去垃圾。車箱復(fù)位時，只要拉臂油缸活塞桿回縮，整個拉臂機構(gòu)仍以鉸支點D為轉(zhuǎn)軸點逆時針回轉(zhuǎn)，直至車箱復(fù)位。
3拉臂架裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)選用與設(shè)計
3．1拉臂架裝置各鉸支點的布置及主要結(jié)構(gòu)幾何尺寸
按以下三方面確定：
a．因拉臂車具有傾卸工作性能，故5 t拉臂車最好選用自卸底盤，可根據(jù)所選定的底盤長度，確定拉臂架裝置副車架的總長度。為了保證拉臂車進行換箱和傾卸動作時底盤受力合理，拉臂完成傾卸動作的回轉(zhuǎn)鉸支點D的軸線位置應(yīng)布置在距底盤后輪彈簧鋼板后支座軸線的后部，間距約為0～100mm。.
b．根據(jù)鉸支點D先初選定拉臂換箱回轉(zhuǎn)鉸支點c的軸線位置。在設(shè)計生產(chǎn)5 t拉臂車的實際過程中，曾出現(xiàn)拉臂在進行換箱動作初始狀態(tài)時拉臂雖舉升車箱，但拉臂未能繞鉸支點C轉(zhuǎn)動，卻隨聯(lián)動架一起繞鉸支點D轉(zhuǎn)動，從而無法讓車箱開始下滑；當(dāng)舉升一定高度后，在車箱重力作用下，鉸支點C會突然落下，使拉臂、聯(lián)動架及車箱突然下落，產(chǎn)生較大；中擊，造成換箱動作極不安全平穩(wěn)。要解決此問題，確定鉸支點C的軸線位置尤其重要。首先一方面鉸支點C水平軸線不能高于鉸支點D水平軸線布置。另外，由鉸支點C受力分析可知，鉸支點C的水平軸線必須低于拉臂油缸缸頭鉸支點A的水平軸線，同時起始動作時拉臂鉤垂直軸線必須布置在鉸支點C和鉸支點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、兩回轉(zhuǎn)半徑之間的夾角。由前述分析可知，越小，越大，則拉臂油缸所需的作用力越小。故在滿足使用要求的前提下，拉臂換箱回轉(zhuǎn)半徑越小越好，拉臂油缸活塞桿回轉(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。
3．2拉臂油缸的選用和油缸安裝角的取值范圍
按以下二方面確定：
a．通過作圖法或解析法計算確定以上各鉸支點的位置和拉臂等構(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。計算出油缸作用力和的值，作為油缸的負(fù)載依據(jù)來確定油缸缸徑。
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，拉臂架裝置在進行換箱或傾卸動作的過程中，拉臂油缸均要克服車箱(滿載)的重力產(chǎn)生的阻力矩，而且吊裝吊卸車箱起始動作時的阻力矩是要克服的最大阻力矩，而且在開始動作時拉臂架裝置的各鉸支點的靜摩擦阻力矩和慣性阻力矩最大。故拉臂油缸安裝角需滿足。由前分析所知，當(dāng)越大時，拉臂油缸所需的最大推力就越小，選擇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架和車箱底板之間，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)計原則是要盡可能使安裝角兒大，選擇合理的拉臂油缸缸徑來滿足拉臂車的使用性能要求，不增加油缸的成本和重量，同時便于布置。分析比較國內(nèi)一些廠家生產(chǎn)的5 t拉臂車及實際設(shè)計生產(chǎn)拉臂車的經(jīng)驗，5 t拉臂車安裝空間約在250～300mm之間，一般拉臂油缸安裝角應(yīng)在3°～5°之間取值。
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本科生畢業(yè)設(shè)計 拉臂式垃圾車的改裝設(shè)計 院系名稱： 汽車工程系 專業(yè)班級： 車輛工程 07-1 班 學(xué)生姓名： 程雪峰 指導(dǎo)教師： 呂德剛 職 稱： 講 師 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二○一一年六月 The Graduation Design for Bachelor's 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 2011-06·Harbin 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 0 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)。隨著我國經(jīng) 濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，環(huán)衛(wèi)部門需處理的垃圾從數(shù)量到種類都日益增多。 無疑，垃圾處理工作量將加大，這樣，垃圾處理的效率問題將是我們面對的一個重要 問題。拉臂式垃圾車可將地下垃圾箱內(nèi)的垃圾及垃圾箱一同拉至車上運走同時可自卸， 降低了工人的勞動強度。該垃圾車的收運方式是目前世界上廣泛采用的垃圾收運方式， 可以實現(xiàn)一車多箱，大大降低了配備成本和空間等等；其專用裝置的功能均以汽車發(fā) 動機為動力，通過液壓機構(gòu)手動或電控來實現(xiàn)。車輛的箱體采用優(yōu)質(zhì)碳鋼密封焊接結(jié) 構(gòu)，具有強度高、重量輕、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點。 本文作為拉臂式垃圾車的設(shè)計說明，首先介紹了拉臂式垃圾車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀， 由于該類車的設(shè)計資料我國尚不完善，考慮該車同時能實現(xiàn)自卸功能，故參照自卸車 相關(guān)設(shè)計方法對車廂箱體、舉升機構(gòu)、副車架及翻轉(zhuǎn)架進行設(shè)計，并對不同設(shè)計方案 進行了比較分析，保證了拉臂式垃圾車的先進性及實用性。 關(guān)鍵詞：自卸功能；舉升機構(gòu)；一車多箱；液壓機構(gòu)；翻轉(zhuǎn)架 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 I ABSTRACT Garbage disposal is an important content of urban construction and management, which is closely to people’s life .As the development of our country economy and the growth of people’s living standard, sanitation departments need to dispose an increasing number and kinds of garbage. It’s 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 worker’s 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 II 目 錄 摘 要 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????I Abstract?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????II 第 1 章 緒 論 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1.1 課題的提出 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1.2 我國專用汽車現(xiàn)階段發(fā)展概況 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1.3 我國專用汽車未來的發(fā)展趨勢 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 1.4 拉臂車國內(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 拉臂式垃圾車主要性能參數(shù)選擇 ???????????????????????????????????????????????????????7 2.1 拉臂式垃圾車總體尺寸 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????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 拉臂式垃圾車車廂的結(jié)構(gòu)與設(shè)計 ???????????????????????????????????????????????????????9 3.1 拉臂式垃圾車車廂的結(jié)構(gòu)形式 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.1.1 車廂的結(jié)構(gòu)形式 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.1.2 車廂材料 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3.2 車廂尺寸參數(shù)的確定 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3.2.1 車廂尺寸設(shè)計 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3.2.2 車廂內(nèi)框尺寸 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3.2.3 車廂地板高度 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 3.3 車廂板的鎖啟機構(gòu) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 3.4 本章小結(jié) ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 第 4 章 舉升機構(gòu)的設(shè)計 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????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 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????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 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????16 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 III 4.3.1 拉臂架裝置各鉸支點布置 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????16 4.3.2 拉臂油缸的選用和油缸安裝角取值 ???????????????????????????????????????????????????????????17 4.4 拉臂強度校核 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18 4.5 換箱工況的運動分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18 4.6 本章小結(jié) ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26 第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19 5.1 液壓系統(tǒng)布置 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19 5.2 液壓元件的設(shè)計與選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????20 5.3 取力器的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21 5.4 本章小結(jié) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22 第 6 章 副車架的設(shè)計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24 6.1 專用汽車副車架的設(shè)計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24 6.1.1 副車架截面形狀及尺寸 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24 6.1.2 副車架的前端形狀 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24 6.2 副車架與主車架的連接 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25 6.2.1 副車架與主車架的連接 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25 6.2.2 縱梁與橫梁的連接設(shè)計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26 6.3 副車架主要尺寸參數(shù)設(shè)計計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27 6.3.1 副車架主要尺寸設(shè)計 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27 6.3.2 副車架的強度剛度校核 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27 6.4 本章小結(jié) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30 結(jié) 論 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31 參考文獻 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????32 致 謝 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????33 附 錄 A????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????34 附 錄 B????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????37 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 0 第 1 章 緒 論 1.1 課題的提出 拉臂式垃圾車的收運方式是目前世界上廣泛采用的垃圾收運方式，可以實現(xiàn)一車 多箱，大大降低了配備成本和空間等等；其專用裝置的功能均以汽車發(fā)動機為動力， 通過液壓機構(gòu)手動或電控來實現(xiàn)。車輛的箱體采用優(yōu)質(zhì)碳鋼板全密封焊接結(jié)構(gòu)，具有 強度高、重量輕、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點 。]1[ 圖1.1 拉臂式垃圾車整車工況圖 1.2 我國專用汽車現(xiàn)階段發(fā)展概況 近年來隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，汽車工業(yè)作為國家支柱產(chǎn)業(yè)獲得了迅猛發(fā)展。 專用汽車作為汽車工業(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，隨著我國城市化建設(shè)、高速鐵路建設(shè)、公路建設(shè)及道路運輸 業(yè)的快速發(fā)展，為我國專用汽車提供了大量的市場需求，專用汽車的產(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。 我國專用汽車起步于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)達國家晚了近 30年。經(jīng)過20余年的發(fā)展， 我國專用汽車已經(jīng)具有一定規(guī)模，特別是近年來，我國專用汽車發(fā)展迅速。據(jù)資料統(tǒng) 計，1999年全國專用汽車生產(chǎn)廠546家，2005年專用汽車企業(yè)628家，2006年已經(jīng)增加 到800家；生產(chǎn)能力也有了長足的發(fā)展，1999年產(chǎn)量為17.42萬輛，2004年為35萬， 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 1 2005年為50萬輛，2006年已接近60萬輛，2007年更是達到了70萬輛。目前，我國專用 汽車產(chǎn)量占載貨車總量的40%左右，有接近5000個產(chǎn)品品種，已經(jīng)成為我國汽車工業(yè) 的重要組成部分。預(yù)計“ 十一五 ”期間，我國專用汽車產(chǎn)品將達到 6000個品種，年產(chǎn)量 90萬輛，占當(dāng)年載貨車產(chǎn)量的 65%。 另外，我國專用汽車產(chǎn)品與發(fā)達國家和地區(qū)的專用汽車產(chǎn)品相比已基本接近，雖 然在一些方面和發(fā)達國家和地區(qū)的同類產(chǎn)品相比還有一定差距，但總體上我國專用汽 車行業(yè)在國際專用汽車行業(yè)中已占有重要地位，已經(jīng)基本具備參與國際市場競爭的能 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，基本實現(xiàn)了從進 口向出口的轉(zhuǎn)變?！?十五”期間，專用車企業(yè)大多進行了結(jié)構(gòu)調(diào)整，很多中小企業(yè)通過 改制、兼并、重組等方式基本實現(xiàn)了企業(yè)性質(zhì)的轉(zhuǎn)變。大多數(shù)專用車企業(yè)擁有完備的 產(chǎn)品研發(fā)體系，少部分產(chǎn)品已達到國際先進水平。 1.3 我國專用車未來發(fā)展趨勢 1、品種多樣化 專用汽車產(chǎn)品是專門為特殊用途服務(wù)的，隨著社會經(jīng)濟、技術(shù)的發(fā)展，由于專用 汽車服務(wù)的廣泛性和專業(yè)性，形成了專用汽車多品種的特點。目前世界上專用汽車品 種發(fā)展速度極快，功能要求越來越細，專用化程度越來越高。由于各行業(yè)的特點不同， 我國專用汽車及其底盤發(fā)展趨勢對具體品種的需求量也不同。未來專用汽車新品種將 主要集中在城市建設(shè)與服務(wù)和高等級公路運輸與管理兩大板塊，專用汽車市場將出現(xiàn) 多個熱點同時并存的局面，從而形成市場的多元化。 2、材質(zhì)輕量化 汽車輕量化是在保證汽車整體品質(zhì)和性能不受影響甚至提高的前提下，通過合理 的結(jié)構(gòu)設(shè)計和使用輕質(zhì)材料來盡可能的降低產(chǎn)品自身重量。圍繞節(jié)能、環(huán)保、降低成 本以及提高動力性、經(jīng)濟性、可靠性、安全性等基本性能，各國專用汽車企業(yè)都開展 了新技術(shù)、新材料、新工藝的研究開發(fā)工作。歐、美、日在 20 年前就開始研究新材 料的應(yīng)用，主要是鋁、鎂合金和工程塑料等。而我國專用汽車行業(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。 因此國家有關(guān)部門在加大管理、改革稅收的同時，要積極引導(dǎo)用戶去購買經(jīng)濟性好的 輕量化產(chǎn)品，切實推進我國專用汽車的輕量化。 3、產(chǎn)品重型化 統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2007 年重型卡車的市場銷量為 487481 輛，同比增長 58.64%。從 中長期來看，推動重型卡車行業(yè)增長的因素主要是公路貨運需求、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和房 地產(chǎn)開發(fā)投資等。同時，道路條件的改善和交通運輸業(yè)的發(fā)展為公路運輸?shù)母咚倩?黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 2 集裝箱化創(chuàng)造了良好條件，為大噸位、大功率、多軸化專用汽車的廣泛應(yīng)用提供了廣 闊空間。 “十一五 ”期間，根據(jù)專用汽車產(chǎn)品需求新格局，適合高等級公路運輸?shù)闹匦?牽引車、各種半掛汽車列車，適合于物流系統(tǒng)需求的各種重型廂式汽車等將會得到快 速發(fā)展。 4、產(chǎn)品高技術(shù)、高附加值 隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，市場對高技術(shù)、高附加值專用車產(chǎn) 品的需求將會增強。同時，隨著市場競爭的加劇，產(chǎn)品成本的增加，勞動密集型產(chǎn)品 以價格取勝的競爭優(yōu)勢將被進一步弱化，企業(yè)之間的競爭也將會轉(zhuǎn)向高技術(shù)、高附加 值產(chǎn)品的競爭。 “十一五” 規(guī)劃，國家提倡機、電、氣、液、微電子、智能化技術(shù)的綜 合應(yīng)用，將能夠大大增強專用車產(chǎn)品的附加值和技術(shù)含量，提升性價比，通過鼓勵自 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，推動粗放式產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向 知識經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。 5、企業(yè)合資合作、資產(chǎn)重組趨勢 “十五”期間，歐、美、日等地區(qū)受勞動力價格及經(jīng)濟低迷狀況的制約，專用車生 產(chǎn)企業(yè)紛紛來中國進行合資合作。如：湖北雙龍引進美國前卸式混凝土拌車技術(shù)、東 莞永強與盧森堡寶亞公司合作生產(chǎn)消防車等等。通過合資合作，我國專用汽車行業(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)達國家進入中國專用車市場 的頻率和幅度將大幅增加，中高端產(chǎn)品會快速發(fā)展。.同時，根據(jù)我國經(jīng)濟方針和產(chǎn) 業(yè)政策，國家將繼續(xù)加快國有中小型專用車企業(yè)改革，通過管理、技術(shù)入股等方式建 立現(xiàn)代企業(yè)制度；鼓勵企業(yè)通過強強聯(lián)合、兼并、重組等方式，組成有國際競爭力的 大型專用汽車集團；支持有特色的專用車企業(yè)提高科技含量和產(chǎn)品集中度，逐漸形成 國有民營并存、整車和零部件相協(xié)調(diào)的發(fā)展格局。 1.4 拉臂車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外對拉臂車的研究較早，如芬蘭百特科集團已有 104 年的歷史，一些大的垃圾 車制造公司已經(jīng)能生產(chǎn)出技術(shù)成熟的拉臂車產(chǎn)品，如芬蘭的百科特貨運裝卸技術(shù)公司、 美國的 STELLAR 公司、荷蘭的海沃（HYVA）及德國的 OTTO 等公司生產(chǎn)的液壓拉 臂車系列涵蓋了裝載能力從 2 噸至 40 噸的數(shù)十種型號，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)。 我國拉臂車在裝卸能力、安全系統(tǒng)、材料及快速作業(yè)等方面都不如國外同類產(chǎn)品。 其原因除加工工藝落后外，主要是我國在這方面的研究還是最近十幾年的事情，因此 引進國外產(chǎn)品進行消化吸收不僅可以節(jié)約大量的資金和時間，而且在技術(shù)上能夠?qū)崿F(xiàn) 迅速趕超。目前我國對拉臂車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 3 同濟大學(xué)機械工程學(xué)院的盛金良、李剛為改善拉臂式垃圾車的性能，以拉臂車工 作平穩(wěn)性和降低液壓系統(tǒng)壓力波動為目標(biāo)，建立了數(shù)學(xué)模型，并采用計算機編程的手 段對其進行優(yōu)化設(shè)計，改善了工作裝置的結(jié)構(gòu)。 同濟大學(xué)的王曉和黃宗益與上海環(huán)境科技裝備有限公司合作，首次對旋轉(zhuǎn)式拉臂 車進行運動學(xué)、動力學(xué)數(shù)學(xué)建模和優(yōu)化設(shè)計，并與普通拉臂車的動力學(xué)特性進行了對 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力學(xué)軟件 ADAMS 建立了垃圾運 送車?yán)巯到y(tǒng)的仿真模型，將拉臂車的性能能分析和參數(shù)優(yōu)選集成起來，實現(xiàn)了產(chǎn)品 的虛擬設(shè)計：針對產(chǎn)品生產(chǎn)的小批量、多品種的特點，通過參數(shù)化手段，方便的進行 模型間的切換，體現(xiàn)了并行設(shè)計的優(yōu)勢。 青島大學(xué)的劉大維、陳煥明等針對拉臂車工作裝置變負(fù)載、多工況的工作特點， 利用系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析軟件 ADAMS 建立了機械液壓模型進行聯(lián)合仿真；為得到 較為真實的動力學(xué)響應(yīng)，將箱體滾輪與地面、箱體與副車架導(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程中油缸力和拉臂作用力的動態(tài)變化規(guī)律，為拉臂車工作裝 置動態(tài)分析提供了一種有效方法。 廣西大學(xué)的陳樹勛、王海波等以拉臂式壓縮垃圾車的車廂為研究對象，首先建立 垃圾箱內(nèi)壓縮垃圾的變密度函數(shù)，利用 ADAMS 進行動力學(xué)仿真分析，求得各種實 際工況下拉臂與汽車底盤作用在車廂上的包括瞬時加速度、慣性力等在內(nèi)的實際載荷； 在對拉臂式垃式壓縮垃圾車車廂進行結(jié)構(gòu)有限元分析的基礎(chǔ)上，采用 ANSYS 為分析 器的導(dǎo)重法對車廂結(jié)構(gòu)成功地進行了優(yōu)化設(shè)計，在滿足結(jié)構(gòu)強度要求的前提下，使結(jié) 構(gòu)質(zhì)量減少 31%。 廣西大學(xué)的梁光明利用 ADAMS 軟件建立了拉臂機構(gòu)的運動學(xué)和動力學(xué)模型驚 醒仿真分析，得到了拉臂機構(gòu)在不同工況下的受力情況，為拉臂機構(gòu)的有限元分析提 供載荷邊界條件，并利用 ANSYS 高效的優(yōu)化計算方法，對拉臂結(jié)構(gòu)驚醒優(yōu)化迭代計 算，得出滿足剛度與強度要求的結(jié)構(gòu)總重量最小化的設(shè)計方案。 長沙環(huán)衛(wèi)機械研究中心的周敏介紹了 5t 拉臂式垃圾車的工作裝置和工作原理， 并對換箱工況的拉臂裝置受力分析進行討論，得到了拉臂完成換箱、傾卸動作的回轉(zhuǎn) 鉸支點的位置參數(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 4 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。但是隨著社會經(jīng) 濟的迅速發(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。垃圾對人類生 活和環(huán)境的主要危害是： 第一、占地過多。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 的時間也很長：煙頭、羊毛織物1—5年；橘子皮2年；易拉罐80—100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。在運輸和露天堆放過程中，有 機物分解產(chǎn)生惡臭，并向大氣釋放出大量的氨、硫化物等污染物，其中含有機揮發(fā)氣 體達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 過程中還會產(chǎn)生大量的酸性和堿性有機污染物，同時將垃圾中的重金屬溶解出來。垃 圾直接被棄入河流、湖泊或海洋，則會引起更嚴(yán)重的污染。 第四、火災(zāi)隱患。垃圾中含有大量可燃物，在天然堆放過程中會產(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、鳥類及蚊蠅 提供食物、棲息和繁殖的場所，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，滋生蚊、蠅、蟑螂、老鼠，傳播疾病，對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，滋生蚊、蠅、蟑螂、老鼠，傳播疾病，對人們的健 康危害極大。 目前，全球每年產(chǎn)生的垃圾量在激增，達到500億噸，這就需要更多的土地來堆 放垃圾。然而，能堆放垃圾的特殊留用地已越來越難找到；垃圾填埋時，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。 面對過量的廢物，最有效的解決方法就是將垃圾妥善的集中收集起來并通過專用車輛 對其運輸最終進行篩選回收再利用或進行科學(xué)的統(tǒng)一處理。拉臂式垃圾車是目前垃圾 收集、運輸環(huán)節(jié)應(yīng)用十分廣泛的專用車輛，在垃圾運輸過程密封性好不會產(chǎn)生二次污 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 5 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)。隨著我國經(jīng) 濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，環(huán)衛(wèi)部門需處理的垃圾從數(shù)量到種類都日益增多。 無疑，垃圾處理工作量將加大，這樣，垃圾處理的效率問題將是我們面對的一個重要 問題。垃圾的處理包括垃圾的收集、運輸及最終處理，其中垃圾運輸是重要的一環(huán)， 這不僅因為它的效率直接影響整個垃圾處理工作的效率，而且如運輸工具選擇不慎， 會在運輸過程中產(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。 拉臂車是一種箱體可自卸式的垃圾轉(zhuǎn)運車輛，其車載工作裝置通過連桿機構(gòu)實現(xiàn) 箱體自動裝卸和垃圾傾斜的功能。由于這種車輛工作效率比較高，因此被廣泛用于多 種貨物的箱體裝、運、卸服務(wù)。其工作原理是在垃圾中轉(zhuǎn)站，利用拉臂車的車載工作 裝置，將垃圾集裝箱拉上垃圾車，然后運往垃圾處理點進行卸料。卸料時不需要卸下 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，垃圾車直接把空 的集裝箱運回垃圾中轉(zhuǎn)站。其特點是操作簡便、工作效率高、機動性能好、車廂密封 性好、運輸垃圾量大、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 6 第 2 章 拉臂式垃圾車主要性能參數(shù)的選擇 2.1 拉臂式垃圾車總體尺寸 表2.1 整車總體尺寸 外形尺寸（ ）高寬長 ? 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)量級別分類中，輕型自卸車小于3.5噸的規(guī)定，由于本設(shè)計中拉臂式 垃圾車需要實現(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、加滿油水的空車質(zhì)量。它等于底盤的整備質(zhì)量與???? 汽車改裝部分之和。改裝部分質(zhì)量包括取力器裝置、液壓系統(tǒng)、舉升機構(gòu)、副車架、 貨廂以及其它改裝附件的質(zhì)量。在總體設(shè)計時，常參考同類樣車及總成，進行零部件 稱重或質(zhì)量分析，初步估算出改裝部分質(zhì)量與整備質(zhì)量。這里參考同類車型取整備質(zhì) 量為3490kg。 3、汽車總質(zhì)量 amma 汽車總質(zhì)量 是按規(guī)定裝滿貨物、司機和乘坐人員的整備質(zhì)量?？砂聪率接嬎悖???? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 7 P??e0am 式中： ——自卸車整備質(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)57.03492m0e?G? 越大，則該車材料消耗少，材料利用率高。因此 可反映汽車設(shè)計制造水平。G ???? 提高 的主要措施在于設(shè)法減輕傾卸機構(gòu)與貨廂質(zhì)量。一般3噸以下輕型自卸車之? 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)計極限位置時，貨廂底部 與車架平面之夾角。它取決于常貨物靜安息角的大小。多數(shù)貨物靜安息角在40—45 范圍。故為保證卸貨干凈，一般自卸車最大舉升角通常取50—60 。此外，尚應(yīng)注意° ° 在最大舉升角時，車廂后板下垂最低點與地面保持一定卸貨高度。舉升時間指滿載時 從開始舉升至最大舉升角所需時間。降落時間系指空載時貨廂從最大舉升角降至車架 的時間。此兩項參數(shù)太長將影響運輸生產(chǎn)率；太短又勢必增大液壓系統(tǒng)負(fù)荷。故一般 設(shè)計舉升時間要求為15s-25s，降落時間要求為8s-15s 。]4[ 2.4 本章小結(jié) 本章主要對拉臂式車的整車尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)以及其他性能參數(shù)進行了確定。 整車尺寸參數(shù)通過選取二類底盤來確定，質(zhì)量參數(shù)中的整備質(zhì)量對汽車的制造成本和 燃油經(jīng)濟性有較大影響，質(zhì)量系數(shù)正是反映汽車制造先進性因素之一，本設(shè)計在充分 考慮質(zhì)量系數(shù)前提下選取了適當(dāng)?shù)钠囕d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 8 第 3 章 拉臂式垃圾車車箱的結(jié)構(gòu)與設(shè)計 3.1 拉臂式垃圾車車廂的結(jié)構(gòu)形式 3.1.1 車廂的結(jié)構(gòu)形式 拉臂式垃圾車能夠?qū)崿F(xiàn)換箱與自卸功能，因此，其車廂的結(jié)構(gòu)形式與自卸車車 廂的結(jié)構(gòu)形式大致相同，在車廂的設(shè)計流程中，車廂內(nèi)部尺寸、造型、參數(shù)的可多參 照自卸車車廂的設(shè)計進行參照。拉臂式垃圾車車廂為防止二次污染的產(chǎn)生，車廂整體 采用全密封形式，在參照自卸車廂設(shè)計時需要多加出上蓋板的設(shè)計。 車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。車廂底板固定在 車廂底架之上。車廂的側(cè)欄板、前后欄板外側(cè)面通常布置有加強筋。 后傾式車廂廣泛用于輕、中和重型自卸汽車。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，后欄板借此即可開啟或關(guān)閉。本設(shè)計所采用的車廂為改裝后 的后傾式車廂，即在圖3.1基礎(chǔ)上添加上蓋板。 1-車廂總成 2-車廂鉸支座 3-車廂后板 4-車廂鎖 5-底板滑梁 6-滾輪 圖3.1 車廂結(jié)構(gòu)圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 9 3.1.2 車廂材料 拉臂式垃圾車車廂箱體采用 10 號低合金槽鋼、16 號方管與 12mm、8mm、5mm、4mm、16Mn 鋼板焊接而成，在全面分析車廂的工作條件、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 車廂尺寸參數(shù)的確定 3.2.1 車廂尺寸設(shè)計 外廓尺寸應(yīng)在廂式貨車總體設(shè)計階段予以確定。為了防止緊急制動時貨廂與駕駛 室之間留有 100-250mm 的間隙。廂體寬度主要由底盤輪距 1458mm、使用要求及法 規(guī)限寬的因素決定,這里取車廂寬度為 1500 mm；廂體高度由改裝后的質(zhì)心高度（影 響汽車的行駛穩(wěn)定性）決定，在滿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，提高汽車行駛穩(wěn)定性，這里取車廂高為 1000 mm 。]6[ 將全金屬焊接車廂設(shè)計成等剛度體車廂是車廂設(shè)計的重點。但是很難既能保證高 強度又能保證輕量化。 就整車而言，可以看成由車輪、前軸、后橋殼、懸架、車架、車廂及其橡膠緩沖 塊等不同剛度單元組合而成的彈性體，受力時，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。 車廂剛度，無論是彎曲剛度還是扭轉(zhuǎn)剛度，都會增加車架的相應(yīng)剛度，兩者的剛 度是相輔相成、互相補償?shù)?。?dāng)汽車前后左右車輪處于高差較大的路面，車架扭曲較 大時，車廂應(yīng)該有一定的扭轉(zhuǎn)隨動性。如果車廂的扭轉(zhuǎn)剛度過大，當(dāng)車架扭轉(zhuǎn)到一定 程度時，車廂前支承緩沖塊相應(yīng)的一側(cè)壓到極限位置，車廂縱梁的另一側(cè)可能離開緩 沖塊，車廂前端的一大部分重量轉(zhuǎn)移到一側(cè)的車架縱梁上，縱梁可能超載損壞。如果 車廂扭轉(zhuǎn)剛度過小，能與車架扭轉(zhuǎn)隨動，當(dāng)車架產(chǎn)生較大扭曲時，車廂可能因變形過 大而過早損壞。 全金屬焊接等剛度車廂設(shè)計的規(guī)范化的定量的設(shè)計計算方法并不是很完善，根據(jù) 一些經(jīng)驗，可以知道一些設(shè)汁規(guī)范和經(jīng)驗數(shù)據(jù)： 車廂底板和側(cè)梁斷面應(yīng)小些，布置應(yīng)密集，這樣易于形成等剛度。自卸汽車車架 斷面系數(shù)也應(yīng)比同級噸位的貨車車架大一倍。 車廂的內(nèi)部形狀應(yīng)為簸箕形，底板前窄后寬，單邊角度 1°～1.5° ，橫端面下窄上 寬，單邊角度 1°～1.5° 。這樣，當(dāng)車廂傾卸時，貨物不易在車廂內(nèi)卡住，易于傾卸。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 10 3.2.2 車廂內(nèi)框尺寸 內(nèi)框尺寸確定了車廂容積的大小。應(yīng)從車輛用途、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，以便提高運輸效率。車廂容積按下式計算 (3.1)9110???xxhblV 式中 ——車廂容積（ ）; V3m ——廂內(nèi)有效長度、寬度、高度（mm）。1x1xhbl、、 初選車廂尺寸： 寬—1500mm； 高：1000mm; 由給定需要的容積V在3-4 m 3可得出： 車廂長度 =2000.04-2666.67mm, 選取 =2600mmxLxL 確定車廂實際容積為： 3m9.10526??? 車廂容積校核： 當(dāng)車廂滿載時，取過載系數(shù) 0.9， 317.09.2?滿V 選取車廂尺寸的容積滿足汽車滿載時實際需要的容積， 由此確定，本設(shè)計車廂尺寸 056? 車廂板厚的選取見表 3.1： 表3.1車廂板厚參照表 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 車廂地板高度 車廂地板高度直接影響貨物裝卸的方便性和汽車質(zhì)心的高度。該高度過高，對 行駛穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響；過低，則輪胎與地板下平面容易發(fā)生運動干涉，這是不允 許的。影響車廂地板高度的主要因素有：輪胎直徑、道路條件、懸架動撓度以及車輛 空載時車輪與地板下平面之間預(yù)留的空間等。設(shè)計時該預(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 11 3.3 車廂板的鎖啟機構(gòu) 自卸車汽車車廂板的鎖啟機構(gòu)有手動和自動兩種，現(xiàn)在大多采用自動鎖啟機構(gòu)。 當(dāng)自卸汽車卸貨時，車廂逐漸傾斜，當(dāng)傾斜到一定程度，傾斜方向的車廂板便自動開 啟，使車廂內(nèi)的貨物卸出。卸完貨后，車廂逐漸下落，直至落到原始位置，鎖啟機構(gòu) 使自動將車廂板鎖住。本設(shè)計采用的門鎖開閉機構(gòu)原理簡圖如下， 圖3.2 車廂后門鎖 本車車廂后門鎖結(jié)構(gòu)簡單，主要由一個掛鉤手動完成鎖扣，掛鉤形狀如圖所示， 在一端開有一孔供車廂上的圓銷穿過，在掛鉤外側(cè)用螺栓加一擋片完成軸向定位，車 廂需要鎖止時，手動將拉鉤扣在車廂后板上的另一圓銷上即完成鎖止，車廂后門被固 定。 3.4 本章小結(jié) 本章主要對拉臂式垃圾車的車廂的結(jié)構(gòu)和尺寸以及材料的選擇進行設(shè)計，同時對 車廂后欄板的鎖止緊固機構(gòu)進行設(shè)計。在設(shè)計過程中根據(jù)給定的任務(wù)數(shù)據(jù)和相關(guān)設(shè)計 規(guī)范，確定多種設(shè)計方案，綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點，最終選擇本設(shè)計的設(shè)計方案。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 第 4 章 舉升機構(gòu)設(shè)計 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 拉臂式垃圾車?yán)奂苎b置主要由拉臂和拉臂油缸、聯(lián)動架、車箱保險鉤和保險鉤 油缸、以及副車架組成。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 B 另一端與聯(lián)動架前端 軸心鉸接于鉸支點 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架前端 鉸支點 A 上 聯(lián)動架后端軸心鉸接在副車架后部的鉸支點 D , 形成聯(lián)動架的回轉(zhuǎn)軸心。 聯(lián)動架上設(shè)置了車箱保險鉤和保險鉤油缸 。]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 拉臂式垃圾車通過拉臂架裝置完成兩種不同的功能動作) 換箱和傾卸。 當(dāng)拉臂架裝置進行換箱動作時, 首先抽出車箱保險銷, 車箱解除了保險。拉臂油 缸活塞桿伸長舉起拉臂, 使拉臂繞鉸支點 C 順時針回轉(zhuǎn) , 拉臂鉤就往后移動。如果副 車架上裝有車箱, 則車箱被推置地上。當(dāng)?shù)厣宪囅湟嵘宪嚰軙r, 使拉鉤先鉤住車箱 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 13 吊環(huán), 然后收縮活塞桿, 使拉臂以鉸支點 C 為軸心逆時針回轉(zhuǎn) , 將車箱提上放平后,手 動將保險銷插入定位孔, 使車箱固定在副車架上。 當(dāng)拉臂架裝置進行傾卸動作時, 與換箱動作不同, 車箱保險鉤在整個傾卸過程中 要處在保證拉臂與車箱不分離, 即拉臂、聯(lián)動架及車箱通過車箱保險鉤相互聯(lián)結(jié)為一 體, 以副車架后部的鉸支點 D 為軸心順時針回轉(zhuǎn), 舉升車箱直到卸去垃圾。車箱復(fù)位 時, 只要拉臂油缸活塞桿回縮, 整個拉臂機構(gòu)仍以鉸支點 D 為轉(zhuǎn)軸點逆時針回轉(zhuǎn), 直 至車箱復(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, 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。現(xiàn)僅對換箱工況拉臂架裝置的受力分析進行討論。 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 建立坐標(biāo)系, A 點是拉臂油缸與副車架的鉸支點 B 點為拉臂油缸與拉臂的鉸支點 拉 臂油缸作用力只的大小和方向隨拉臂的轉(zhuǎn)動而改變; E 點是車箱的吊環(huán)軸心(即吊環(huán)位 于拉臂鉤的軸心) 位置, E0 為從副車架上吊卸車箱初始狀態(tài)的車箱吊環(huán)軸心位置; E1 為 從地面吊裝車箱初始狀態(tài)車箱吊環(huán)軸心的位置; γ 為油缸軸線與 X 軸的正向夾角;拉 臂回轉(zhuǎn)軸 C 點到車箱吊環(huán)軸心 E 點的距離即拉臂回轉(zhuǎn)半徑 Re。β 為 C 點與 E 點連 線 CE 與 y 軸的正向夾角; C 點與 B 點的距離即拉臂油缸活塞桿端軸心的回轉(zhuǎn)半徑 Rb。α 為連線 CB 和連線 CE 的夾角 。]8[ 拉臂式垃圾車在換箱過程中, 拉臂受力的兩個典型工況是:當(dāng) E 點位于 E1 時, 拉 臂可從地面上吊裝滿載車箱; 當(dāng) E 點位于 E0 時, 拉臂從副車架上吊卸車箱的初始狀態(tài) ;或 者是拉臂傾卸滿載車箱時, 未開始傾卸(車箱保險鉤還未起作用)而拉臂先繞 C 點轉(zhuǎn)動 使車箱開始滑動的初始狀態(tài)。 當(dāng)拉臂吊卸車箱時, 取拉臂作為分離體, 其平衡方程為:??0M 即 0 xeybxb???EGBF （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 14 點 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 。） ；（ ????sinbyRB?eRE 代入（1）式整理得： （4.2））（ ）（）（ ??????????sinco]sincosi[be ebRG 由（2）式可計算出拉臂各位置受到的油缸作用力 。bF 當(dāng)E點位于 點時，代入（4.2）式可計算出拉臂從副車架上吊卸車廂初始狀態(tài)0 所需的油缸作用力 值：0b?F （4.3））（ 00besincos0 ??????RG 當(dāng)拉臂從地面吊裝車廂初始狀態(tài)時，當(dāng)E點位于 點, 時，其平衡方1E1,?? 程為： ??0eM 即： (4.4)x1yx1by1bx?GBF 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 15 (4.5)）（ 1be1sinco1 ???????RGF （4.3）和（4.5）式分別可計算出 時拉臂油缸所受到的拉力和推力。 4．3 拉臂架裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)選用與設(shè)計 4．3.1 拉臂架裝置各鉸支點的布置 按以下三方面確定： a．因拉臂車具有傾卸工作性能，故拉臂車最好選用自卸底盤，可根據(jù)所選定的 底盤長度，確定拉臂架裝置副車架的總長度。為了保證拉臂車進行換箱和傾卸動作時 底盤受力合