【全套帶圖】礦用自卸車車廂和舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

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下載文檔送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 礦用自卸車車廂和舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 系部名稱 ： 汽車工程系 專業(yè)班級(jí) ： 車輛工程 學(xué)生姓名 ： 王 剛 指導(dǎo)教師 ： 韓春強(qiáng) 職 稱 ： 講 師 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二○○九年六月 s 009紙 咨詢 14951605 I 摘 要 本設(shè)計(jì)的題目是礦用自卸車車廂和舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。礦用自卸車 是礦業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備，它具有荷載量大，車速低，運(yùn)距短等主要特點(diǎn)。車廂和舉升機(jī)構(gòu)是重要的工作裝置，對(duì)于車輛可靠工作、自動(dòng)傾倒貨物具有重要作用。 本設(shè)計(jì)首先論述了車廂和舉升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，以及在滿足設(shè)計(jì)性能需求的情況下，選擇最符合要求的形式。在確定了礦用自卸車底盤的參數(shù)后，依此為依據(jù)完成其車廂和舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并對(duì)舉升機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)進(jìn)行校核，而且要繪制出車廂、舉升機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)等圖紙。在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，還要進(jìn)行液壓缸和油泵的選型和計(jì)算，并要選擇取力器和方向控制閥的類型。 由于礦用自卸車的工作條件比較惡劣 ，對(duì)它的要求也比一般的自卸車要苛刻，車廂的體積也比較大，強(qiáng)度要求也比較大，材料的強(qiáng)度也比較重要。 若能將不同類型的舉升機(jī)構(gòu)，按其各自的特點(diǎn)配備到與之相應(yīng)的自卸汽車，則無論是自卸汽車的工作性能，還是舉升機(jī)構(gòu)的使用效率，都會(huì)得到很大的改善。因此，如何選擇合適的舉升機(jī)構(gòu)和車廂，成為自卸車設(shè)計(jì)的重要問題。 關(guān)鍵詞： 自卸車 ；設(shè)計(jì)； 車廂 ； 舉升機(jī)構(gòu) ； 液壓系統(tǒng) 下載文檔送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 he of is of is in it of of is of in a on as of of so of of of in on of of to we of In of we to of of of of of of is as,of of of to it of of of be to of is a in of 龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘要 ........................................................................................................................................ I ............................................................................................................................... 1 章 緒論 ....................................................................................................................... 1 題的提出 ............................................................................................................... 1 題來源及研究意義 ............................................................................................... 2 用自卸車國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢 .............................................................. 3 1 國外研究發(fā)展概況 ......................................................................................... 3 內(nèi)研究發(fā)展概況 .......................................................................................... 4 究的內(nèi)容 ............................................................................................................... 5 第 2 章 整車參數(shù)的確定及車廂的設(shè)計(jì) ................................................................. 7 車尺寸參數(shù)的確定 ............................................................................................... 7 量參數(shù)的確定 ....................................................................................................... 8 廂形式的選擇 ....................................................................................................... 8 廂的選材 ............................................................................................................. 10 廂的設(shè)計(jì)規(guī)范及尺寸確定 ................................................................................. 10 廂后攔板開合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析 ......................................................................... 12 章小結(jié) ................................................................................................................. 13 第 3 章 液壓舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .................................................................................... 15 壓舉升機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)滿足的性能 ............................................................................. 15 升系統(tǒng)性能主要評(píng) 價(jià)參數(shù) ................................................................................. 16 壓舉升機(jī)構(gòu)方案的確定 ..................................................................................... 17 壓舉升機(jī)構(gòu)簡述 ........................................................................................ 17 壓舉升機(jī)構(gòu)方案的選擇 ............................................................................ 19 升機(jī)構(gòu)幾何尺寸的確定 ..................................................................................... 20 廂與副梁鉸支點(diǎn) O 的確定 ....................................................................... 21 廂放平時(shí)舉升 機(jī)構(gòu)與車廂前鉸支點(diǎn) 確定 ...................................... 21 壓油缸與副梁鉸支點(diǎn)的確定 .................................................................... 21 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 廂放平時(shí)三角臂中支點(diǎn) 標(biāo)和 度的確定 ............................ 22 廂放平時(shí)拉桿與三角臂鉸接點(diǎn) 確定 .............................................. 22 桿與副梁鉸接點(diǎn) D 及拉桿長度的確定 ................................................... 22 升機(jī)構(gòu)力學(xué)分析 ................................................................................................ 23 構(gòu)的坐標(biāo)計(jì)算 ............................................................................................ 23 構(gòu)受力分析 ................................................................................................ 24 桿截面尺寸的確定 .................................................................................... 26 章小結(jié) ................................................................................................................ 26 第 4 章 液壓系統(tǒng)的計(jì)算 .............................................................................................. 28 壓油缸性能參數(shù)計(jì)算 ......................................................................................... 28 壓泵性能參數(shù)計(jì)算 ............................................................................................. 29 箱容積與油管內(nèi)徑計(jì)算 ..................................................................................... 30 統(tǒng)壓力校核 ......................................................................................................... 31 廂升降時(shí)間的校核 ............................................................................................. 32 向控制閥的選型 ................................................................................................. 32 縱方式的選擇 ..................................................................................................... 33 壓系統(tǒng)原理 ......................................................................................................... 33 力器的選擇 ......................................................................................................... 34 章小結(jié) ............................................................................................................... 35 第 5 章 副車架的設(shè)計(jì) .................................................................................................. 37 用的底盤主車架的主要尺寸 ............................................................................. 37 車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................. 37 車架的外形 ................................................................................................ 37 車架的選材 ................................................................................................ 38 車架的截面形狀 ........................................................................................ 38 強(qiáng)板的布置 ................................................................................................ 39 車架的前端形狀及安裝位置 .................................................................... 39 梁與橫梁的連接設(shè)計(jì) ................................................................................ 41 車架與主車架的連接 設(shè)計(jì) ................................................................................ 42 車架尺寸的確定 ................................................................................................. 43 車架的強(qiáng)度剛度彎曲適應(yīng)性校核 ..................................................................... 43 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 章小結(jié) ................................................................................................................. 49 結(jié)論 ..................................................................................................................................... 50 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................ 51 致謝 ..................................................................................................................................... 52 附錄 ..................................................................................................................................... 53 附錄 ................................................................................................... 53 附錄 譯 ........................................................................................... 57 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 題的提出 自卸車是利用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓舉升機(jī)構(gòu)，將車廂傾斜一定角度從而達(dá)到自動(dòng)卸貨的目的，并依靠貨箱自重使其復(fù)位的專用汽車。按不同的用途自卸車可分為兩大類：一類是非公路運(yùn)輸用的重型和超重型自卸汽車。這種自卸汽車主要應(yīng)用于大型礦山、水利工地等場所，運(yùn)輸?shù)呢浳锿ǔＪ怯膳c其配套的挖掘機(jī)械來完成裝載的。這類汽車也稱為礦用自卸汽車。這類自卸車輛在長度、寬度、高度以及軸荷等方面不受公路法規(guī)的限制，但同時(shí)它也只能在礦山、工地上使用，而不得用于公路運(yùn)輸。另一類是公路運(yùn)輸用的輕、中、重型（裝載質(zhì)量在 2～ 10t）普通自卸汽車。這種自卸 車主要承擔(dān)著泥土、砂石、煤炭等松散貨物的運(yùn)輸工作，它通常也是與裝載機(jī)械配套使用的[1]。 普通自卸車輛有多種分類方法，按運(yùn)輸貨物傾卸方向分為：后傾式、側(cè)傾式、三面傾式和底卸式自卸汽車；按貨箱欄板結(jié)構(gòu)分為：欄板一面開啟式、欄板三面開啟式和簸箕式（即無后欄板式）汽車：按裝載質(zhì)量分為：輕型自卸汽車（ 礦用自卸車（ 也稱之為非公路運(yùn)輸車（ 是露天礦山運(yùn)輸?shù)闹?要設(shè)備，隨著露天礦開采規(guī)模的擴(kuò)大，開采深度的增加，運(yùn)輸?shù)缆菲露鹊淖兌福F路運(yùn)輸效率降低，曲率半徑受到限制，爬坡能力低，很難適應(yīng)深部開采的要求，從而為大型礦用自卸車的發(fā)展提供了機(jī)遇。目前，在年開采量千萬噸以上的大型露天礦山的運(yùn)輸設(shè)備中，礦用自卸車已占 80％～ 90％。礦用自卸車安驅(qū)動(dòng)型式分為電傳動(dòng)和液力機(jī)械傳動(dòng)，電傳動(dòng)的礦用自卸車又稱電動(dòng)輪自卸車。 礦用汽車主要用于露天礦山，工作環(huán)境惡劣。隨著露天礦開采規(guī)模的擴(kuò)大，開采深度的增加，多數(shù)礦用汽車經(jīng)常是滿載連續(xù)上坡，下坡時(shí)又需要連續(xù)制動(dòng)，柴油機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間長，因此礦用汽車的使用可靠性要求很高，這也造成了其生產(chǎn)成本高，售價(jià)昂貴，產(chǎn)量不大。 礦用自卸車是隨著我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，上世紀(jì) 80 年代末發(fā)展起來的自卸運(yùn)輸車輛，其裝載重量在 10t 以上。自 2001 年 11 月 10 日起，中國正式成為 員國，國內(nèi)市場逐漸開放。同時(shí)，我國亦確立了以擴(kuò)大內(nèi)需為主的經(jīng)濟(jì)政策，實(shí)施西部施西部大開發(fā)戰(zhàn)略，加大對(duì)基建項(xiàng)目的 投資力度，農(nóng)林牧漁、采礦、水利、軍工、環(huán)保、商業(yè)運(yùn)輸、交通、通訊、金融、機(jī)場、電力、城市建設(shè)和石油開采等行業(yè)均快速黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 發(fā)展，使各種類型的專用車需求量大增。在廣大城鄉(xiāng)的沙場、礦山、工地及般的土木工程等的運(yùn)輸作業(yè)礦用自卸車以其良好的通過型、機(jī)動(dòng)性的優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。 在礦用自卸車的設(shè)計(jì)當(dāng)中，液壓舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一直處于重要的地位。這是因?yàn)橐簤号e升機(jī)構(gòu)是礦用自卸車的重要工作系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣直接影響著汽車的多個(gè)主要性能指標(biāo)。應(yīng)用最優(yōu)化方法進(jìn)行液壓舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對(duì)提高液壓舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率具有重要的意義 [2]。 題來源及研究意義 當(dāng)今汽車工業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)是買方市場的形成和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的日益加快。汽車產(chǎn)品開發(fā)的一個(gè)主要手段就是變型設(shè)計(jì)，即以現(xiàn)有產(chǎn)品為基礎(chǔ)，保持其基本結(jié)構(gòu)和功能不變，對(duì)其局部結(jié)構(gòu)、尺寸或配置進(jìn)行一定范圍內(nèi)的變動(dòng)和調(diào)整，以此快速形成適應(yīng)市場需求的新產(chǎn)品。 自動(dòng)傾卸汽車是以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，經(jīng)過變速器的取力機(jī)構(gòu)和液壓傾卸裝置，進(jìn)行車廂自動(dòng)傾卸，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)卸貨的一種車輛。因其短途卸載方便，動(dòng)力性、機(jī)動(dòng)性均較好，與裝載機(jī)，帶式輸送機(jī)，吊車等其它吊裝機(jī)具配合使生產(chǎn)效率明顯提高，被廣泛應(yīng)用于建設(shè) 工地、礦山、港口、碼頭等，用來搬運(yùn)巖石，廢土，煤，沙子等物資。 自卸汽車包括兩大類：鉸接式自卸汽車和剛性自卸汽車。剛性自卸汽車按傳動(dòng)方式又可分為液力機(jī)械傳動(dòng)自卸汽車和電力機(jī)械傳動(dòng)自卸汽車兩種。裝載量在 10t 以上的自卸汽車，由于載重量大，外形尺寸寬，超過了公路對(duì)車輛的使用要求，一般不能在公路上運(yùn)行，我們稱之為非公路自卸汽車。此類自卸汽車主要用于露天礦山和地下采礦，有時(shí)也用于采石場和水利、建筑工程中。 礦用自卸汽車是一種專用汽車，技術(shù)要求高，社會(huì)需求量少。過去很長一段時(shí)間，國內(nèi)礦用自卸汽車生產(chǎn)廠家主要靠 引進(jìn)國外車型，通過仿制和部分改造開發(fā)自己的新車型。隨著設(shè)計(jì)水平和生產(chǎn)能力逐漸提高，部分礦用汽車生產(chǎn)廠家開始與高校等科研機(jī)構(gòu)合作，開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的礦用自卸汽車。如北京首鋼重型汽車制造廠與北京科技大學(xué)合作，開發(fā)的 礦用自卸汽車。 在 礦用自卸汽車樣機(jī)裝配過程中，發(fā)現(xiàn)了一些設(shè)計(jì)上的失誤，造成部分零件的返工，延長了樣機(jī)制作時(shí)間?？梢?，有必要采用新的設(shè)計(jì)方法，如國外部分礦用自卸汽車生產(chǎn)廠家采用的虛擬樣機(jī)技術(shù)，保證整車一次裝配成功，減少甚至避免零件的返工，縮短新車型的研制時(shí)間，降低研 制成本，提高整車性能。礦用自卸汽車液壓系統(tǒng)是礦用自卸汽車重要組成部分，液壓系統(tǒng)性能好壞直接影響整車的工作性能和可靠性。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 本課題在滿足設(shè)計(jì)要求下，對(duì)礦用自卸車的車廂和舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理的選擇和設(shè)計(jì)，并為進(jìn)一步研究整車的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)提供經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而提高自卸汽車產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。同時(shí)，也希望能為推廣虛擬樣機(jī)等先進(jìn) 術(shù)的應(yīng)用，以及為提高我國專用汽車的設(shè)計(jì)水平進(jìn)行一些有益的探索。 用自卸車國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢 而作為專用車輛品種之一的自卸汽車，幾十年來在國內(nèi)外獲得迅速發(fā)展與普及，至今其保留量 大約占專用汽車的 25%，并且日趨完善，成為系列化多品種的產(chǎn)品。 礦用汽車有兩個(gè)比較顯著的發(fā)展趨勢：大型化和智能化。隨著以微電子技術(shù)為核心的現(xiàn)代科技的發(fā)展，解決了柴油機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)以及輪胎大型化中出現(xiàn)的一系列問題，為礦用自卸汽車大型化創(chuàng)造了條件?，F(xiàn)在噸位最大的礦用汽車是 司生產(chǎn)的卸車，其載重量己達(dá) 364t（采用電力機(jī)械傳動(dòng)）。在自動(dòng)化方面，隨著微電子技術(shù)和 球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）的擴(kuò)大應(yīng)用，為無人駕駛礦用汽車創(chuàng)造了技術(shù)條件。 對(duì)于自卸汽車，一般不專門作底盤設(shè)計(jì)，而是用具有相同裝載質(zhì)量的載貨汽車底盤進(jìn)行改裝。因此，自卸汽車的設(shè)計(jì)主要是舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量是影響自卸汽車使用性能的關(guān)鍵因素。 雖然舉升機(jī)構(gòu)是自卸汽車的關(guān)鍵部件，但是很多廠家在進(jìn)行舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)所采用的方法還比較落后，其主要方法是對(duì)于不同裝載質(zhì)量的自卸汽車舉升機(jī)構(gòu)，根據(jù)現(xiàn)有自卸汽車舉升機(jī)構(gòu)的大小，憑經(jīng)驗(yàn)按照一定的比例加大或縮小相應(yīng)構(gòu)件的尺寸設(shè)計(jì)成的，這就是傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)類比法。采用這種設(shè)計(jì)方法，由于舉升機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性以及機(jī)構(gòu)鉸點(diǎn)位置布置的復(fù)雜性等問題，所以在決定 實(shí)際結(jié)構(gòu)時(shí)往往取較大的安全系數(shù)，結(jié)果是材料的潛力不能充分發(fā)揮，產(chǎn)品性能也難以發(fā)揮。只能靠一次次的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來改進(jìn)，這樣設(shè)計(jì)出的舉升機(jī)構(gòu)必然存在許多不合理的因素，影響自卸汽車舉升性能的提高，也必然導(dǎo)致設(shè)計(jì)制造周期長，成本高。因此，要先獲得良好工作性能的舉升機(jī)構(gòu)，就必須從根本上改進(jìn)設(shè)計(jì)手段和方法，提高舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展為此提供了有利條件，以計(jì)算機(jī)為輔助手段的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，使得自卸汽車舉升機(jī)構(gòu)的虛擬設(shè)計(jì)成為現(xiàn)實(shí)，這一設(shè)計(jì)上的巨大進(jìn)步帶來的經(jīng)濟(jì)效益是巨大的。 外研究發(fā)展概況 重型專用汽車在專用汽車中所占的比例繼續(xù)上升，與此同時(shí)，重型專用汽車在重型汽車市場中所占份額也將繼續(xù)提高，預(yù)計(jì)幾年內(nèi)將超過普通重型車所占的市場份額；黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 專用車需求進(jìn)一步向?qū)I(yè)化高技術(shù)含量發(fā)展，專用車生產(chǎn)向柔性化、自動(dòng)化方向發(fā)展，產(chǎn)品配套國際化、模塊化；市場競爭更趨激烈，具有較強(qiáng)市場應(yīng)變能力的企業(yè)將不斷發(fā)展壯大，而應(yīng)變能力較差的企業(yè)將逐步被市場所淘汰；我國專用汽車企業(yè)的勞動(dòng)力優(yōu)勢與國外專用汽車企業(yè)的資金優(yōu)勢將逐步弱化，競爭力主要體現(xiàn)在企業(yè)的創(chuàng)新能力和市場應(yīng)變能力；重型專用汽車產(chǎn)量集中度相對(duì)提高， 逐步形成行業(yè)內(nèi)的知名企業(yè)； 以技術(shù)為基礎(chǔ)的企業(yè)進(jìn)入難度提高。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用， 50 年代發(fā)展起來的以線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃為主要內(nèi)容的新的數(shù)學(xué)分支一數(shù)學(xué)規(guī)劃被應(yīng)用于解決工程設(shè)計(jì)問題，形成了工程設(shè)計(jì)的新理論和新方法，即工程優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法。特別從 60 年代以來，最優(yōu)化技術(shù)發(fā)展迅速，而且得到了廣泛的應(yīng)用。在汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的歐、美、日等國家，汽車優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和方法已應(yīng)用于汽車諸多領(lǐng)域的很多環(huán)節(jié)，從汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身等主要總成的優(yōu)化到整車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的匹配，優(yōu)化設(shè)計(jì)使他們的汽車工業(yè)保持了世界領(lǐng)先地位。 內(nèi)研究發(fā)展概況 我國在機(jī)械設(shè)計(jì)中采用最優(yōu)化技術(shù)的歷史很短，但其發(fā)展速度卻是十分驚人的。無論在機(jī)構(gòu)綜合、通用零部件設(shè)計(jì)，還是各種專業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)都有最優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用的成果。張寶生等編著的《汽車優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法》對(duì)汽車主要總成和主要參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的介紹。自卸汽車舉升機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)正從研究、探討走向?qū)嶋H應(yīng)用階段。 在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)換初期，由于汽車領(lǐng)域不象航天等領(lǐng)域受到重視，國內(nèi)大多數(shù)輕型礦用自卸車生產(chǎn)企業(yè)在舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中一直沿用著經(jīng)驗(yàn)類比的方法設(shè)，即傳統(tǒng)的“類比作圖試湊法”，這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法主要是憑借設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，參照相同或類似的較為成熟的設(shè)計(jì)方案，輔以必要的分析計(jì)算，確定一個(gè)初始的設(shè)計(jì)方案，并通過估算，初步確定有關(guān)參數(shù)；然后對(duì)初定方案進(jìn)行必要的分析及校核計(jì)算；如果某些設(shè)計(jì)要求得不到滿足，則可進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的修改，設(shè)計(jì)參數(shù)的調(diào)整，并再一次進(jìn)行分析及校核計(jì)算，如此多次反復(fù)，直到獲得相對(duì)合適的設(shè)計(jì)方案為止。顯 然，這種工作方法工作量大、效率低，而且設(shè)計(jì)出的舉升機(jī)構(gòu)往往存在許多不合理的因素，影響礦用自卸車舉升性能的提高，并嚴(yán)重阻礙著礦用自卸車產(chǎn)品的系列化。 隨著市場經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展和市場竟?fàn)幍募ち?，一些研究機(jī)構(gòu)、工程車改裝廠在舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中采用了這種方法，并取得了一定的優(yōu)化成果。優(yōu)化設(shè)計(jì)作為一種新的設(shè)計(jì)方法具有綜合的本質(zhì)，它能夠把過去的設(shè)計(jì)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié)，尋找出更優(yōu)的結(jié)構(gòu)。優(yōu)化技術(shù)將越來越得到更為廣泛的應(yīng)用。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 究的內(nèi)容 隨著礦用自卸車變得越來越重要，則有關(guān)它的設(shè)計(jì)領(lǐng)域也變得日益重要起來。它的總體設(shè)計(jì) 程序與載貨車基本相近。本人進(jìn)行一系列的市場調(diào)研和同類車型資料的收集，摸清了產(chǎn)品主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，了解有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)等。在此基礎(chǔ)上擬定設(shè)計(jì)原則，協(xié)調(diào)使用、制造與經(jīng)濟(jì)三方面矛盾，處理好產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)性與工藝?yán)^承性、零部件通用化程度以及生產(chǎn)成本的辯證關(guān)系，然后進(jìn)入具體技術(shù)設(shè)計(jì)階段。針對(duì)上述問題和課題的研究需要，本文的主要工作是自卸汽車車廂和舉升機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究。具體工作如下： 1、舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 用機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的知識(shí)對(duì)油缸前推連桿組合式自卸汽車的舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并對(duì)舉升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行了說明 。對(duì)舉升液壓缸、液壓油泵、換向閥等液壓元件計(jì)算和選取進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。 2、車廂的設(shè)計(jì) 參考同類車型的車廂的尺寸參數(shù)，確定其上長寬高。并對(duì)車廂后攔板開合機(jī)構(gòu)的形式的選擇，而且要進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 第 2 章 整車參數(shù)的確定及車廂的設(shè)計(jì) 車尺寸參數(shù)的確定 該自卸汽車是選擇奔馳 1926K 型自卸車底盤，利用該車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓舉升機(jī)構(gòu)取力器 液壓泵 車廂舉升到一定角度卸貨，并依靠車廂自重使其復(fù)位的專用汽車。該車最大裝載質(zhì)量為 10t，是適用于公路運(yùn)輸?shù)闹匦妥孕镀?。傾卸機(jī)構(gòu)采用油缸前推式舉升機(jī)構(gòu)。該自卸汽車主要由貨箱、副梁、液壓舉升機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)等部件組成，主要技術(shù)參數(shù)見表 表 車參數(shù) 汽車外形尺寸（ 高寬長 ?? ） 299726097363 ?? 最大裝載質(zhì)量備質(zhì)量0距 L 4415距（前∕后） 1992∕ 1860 前懸 1410 后懸 1175 接近角 1? ?23 離去角 2? ?35 貨箱尺寸 170526095200 ?? 傾斜時(shí)間（舉升∕落下） 15s∕ 13s 最大舉升角 ?50 總質(zhì)量 19000高車速（ h） 82 最小轉(zhuǎn)彎半徑（ m） 大爬坡度 (%) 78 百公里油耗（ L/100 22 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 量參數(shù)的確定 額定裝載質(zhì)量是自卸汽車的基本使用性能參數(shù)之一。目前，中、長距離公路運(yùn)輸趨向使用重型自卸汽車，以便提高運(yùn)輸效率、降低運(yùn)輸成本，額定裝載質(zhì)量一般為 9～19t；而承擔(dān)市區(qū)或市郊短途運(yùn)輸?shù)淖孕镀囶~定裝載質(zhì)量為 9t。同時(shí)，還應(yīng)考慮到廠家的額定裝載質(zhì)量的合理分級(jí)，以利于產(chǎn)品系列化、部件通用化和零件標(biāo)準(zhǔn)化。此外，額定裝載質(zhì)量還必須與選用的二類貨車底盤允許的最大總質(zhì)量相適應(yīng)。 改裝部分質(zhì)量主要包括：車廂質(zhì)量、副車架質(zhì)量、液壓系統(tǒng)質(zhì)量、舉升機(jī)構(gòu)質(zhì)量以及其他改裝部件的質(zhì)量。改裝部分質(zhì)量既可通過計(jì)算、稱重求得，也可以根據(jù)同類產(chǎn)品提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行估算。 自卸汽車整車整備質(zhì)量是指裝備齊全、加夠油料、液壓油和冷卻液的空車質(zhì)量 [3]。它一般是二類底盤整備質(zhì)量與改裝部分質(zhì)量的總合，是自卸汽車總體設(shè)計(jì)的重要設(shè)計(jì)參數(shù)之一。 整備質(zhì)量0m： 選取 9000 裝載質(zhì)量 選取 10000 駕駛員質(zhì)量65，額定載員 3 人， 3 6 5 1 9 5kg ； 自卸汽車總質(zhì)量是指裝備齊全，包括駕駛員，并按規(guī)定裝滿貨物的質(zhì)量。其值可按下式確定。 0a e rm m m m? ? ?（ 則： 0a e rm m m m? ? ?=9000+10000+195=19195廂形式的選擇 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， 圖 典型的底板橫剖面呈矩形的后傾式車廂結(jié)構(gòu)。為避免裝載時(shí)物料下落碰壞駕駛室頂孟，通常車廂前欄板加做向上前方延伸的防護(hù)擋板。車廂底板固定在車廂底架之上孟，車廂的側(cè)欄板、前后欄板外側(cè)面通常布置有加強(qiáng)筋 [4]。 車廂結(jié)機(jī)構(gòu)型式按用途不同大概可分為：普通矩形車廂和鏟斗車廂。 普通矩形車廂用于散裝貨物運(yùn)輸。它的要 求要比礦用自卸車車廂要低 ， 其后板裝有自動(dòng)開合機(jī)構(gòu)，保證貨物順利卸出。普通矩形車廂板厚為：前板 4～ 6，邊板 4～ 8，后板 5～ 8， 底板 6～ 12。比如：程力牌自卸車普通矩形車廂標(biāo)準(zhǔn)配置板厚為：前 4 邊黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 4 底 8 后 5。 123、 45 678圖 廂結(jié)構(gòu)圖 鏟斗車廂則適用于大石塊等粒度較大貨物的運(yùn)輸?？紤]到貨物的沖擊和碰幢，鏟斗車廂的設(shè)計(jì)形狀較復(fù)雜，用料較厚。比如：程力牌自卸車礦用鏟斗車廂標(biāo)準(zhǔn)配置板厚為：前 6 邊 6 底 10，而且有些車型在底板上焊接一些角鋼，以增加車廂的剛度和抗沖擊能力。 圖 通矩形車廂 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 斗車廂 車廂對(duì)自卸汽車的質(zhì)量利用系數(shù)影響很大，對(duì)其使用壽命也有一定的影響。因此，自卸車的車廂是自卸車的重要部分。目前，國內(nèi)外自卸車車廂都是用鋼制成的，從質(zhì)量分配來看，車廂質(zhì)量大約占自卸車整備質(zhì)量的 1∕ 4。綜合上述，車廂采用普通車廂。 廂的選材 1、車廂選材原則 工程材料的一般選用原則：具有良好的使用性能，優(yōu)良的工藝性及合理的經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于自卸汽車車廂應(yīng)考慮以下性能： （ 1）使用性能 :使用性能是選材考慮的主要問題。 （ 2）工藝性能 :材料加工的工藝流程要適合批量生產(chǎn)。 （ 3）經(jīng)濟(jì)性能 :選擇材料的經(jīng)濟(jì)性是當(dāng)前注意的問題。 2、車廂鋼板選材 在遵循滿足使用性能要求，較好工藝性和較好經(jīng)濟(jì)性的前提下，車廂選用選用程用鋼材。 廂的設(shè)計(jì)規(guī)范及尺寸確定 將全金屬焊接車廂設(shè)計(jì)成等剛度體車廂是自卸汽車設(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(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。車廂剛度，無論是彎曲剛度還是扭轉(zhuǎn)剛度，都會(huì)增加車架的相應(yīng)剛度，兩者的剛度是相輔相成、互相補(bǔ)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(shí)，車廂應(yīng)該有一定的扭轉(zhuǎn)隨動(dòng)性。如果車相的扭轉(zhuǎn)剛度過大，當(dāng)車架扭轉(zhuǎn)到一定程度時(shí)，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，車廂前端黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 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(dòng)，當(dāng)車架產(chǎn)生較大扭曲時(shí)，車廂可能因變形過大而早期損壞 [5]。 全金屬焊接等剛度車廂設(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。自卸汽車的車架斷面系數(shù)也應(yīng)比同級(jí)噸位的貨車車架大一倍， 5t 自卸汽車的車廂底板厚度應(yīng)不小于6文所設(shè)計(jì) 的礦用自卸車，其額定載荷為 10t，故其車廂底板厚度取 10 1、車廂外部尺寸參數(shù) 參考同類車型的車廂的尺寸，可確定自卸車的車廂的尺寸。 表 廂的整體尺寸 車廂長度 5200廂寬度 2609廂高度 1705廂前后板厚度 6廂底板厚度 10廂欄板厚度 50廂欄板高度 50板鋼板厚度 6板肋寬度 50板肋厚度 44、 車廂內(nèi)部尺寸參數(shù) 車廂內(nèi)部長寬各為車廂的長寬相應(yīng)減掉廂板鋼板和車廂加強(qiáng)肋的厚度，高度減去鋼板厚度，即有車廂內(nèi)層的長，寬，高為： 車廂長度： 4600廂寬度： 2440廂高度： 1300有，車廂的有效體積為： V= ? =m 3、車廂鉸接點(diǎn)尺寸確定 車廂鏈結(jié)點(diǎn)定在車廂前后尺寸長度的四分之一處，高度定在車廂高度的三分之二處，即有鏈接點(diǎn)尺寸： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 鏈接點(diǎn)距后廂板尺寸： 835接點(diǎn)高度： 1088距離廂板高度） 廂后攔板開合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析 自卸汽車改裝對(duì)車廂后攔板開合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求如下： 在車廂傾斜卸貨時(shí)，舉升機(jī)構(gòu)升至一定高度后，后廂板在重力的作用下自行打開，貨物開始傾卸。卸貨完畢，車廂恢復(fù)水平狀態(tài)，車廂復(fù)位。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12圖 廂板示意圖 如圖所示為車廂板鎖啟機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)是靠車廂舉升機(jī)構(gòu)的擺差來鎖啟車廂板。它主要由鎖鉤 4 扭轉(zhuǎn)彈簧 5 拉桿 11 等組成。轉(zhuǎn)軸 8 中間穿有拉桿 12，轉(zhuǎn)軸8 兩端與支承架 10 鉸接，以滿足拉桿 12 以轉(zhuǎn)軸為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)。支承架的下端通過銷軸 9固定在副車架上，車廂 1 可以繞該軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而支承架相對(duì)于車架來說 是不動(dòng)的。鎖鉤4 固定在車廂底架上，了繞其鎖鉤軸 6 轉(zhuǎn)動(dòng)。扭轉(zhuǎn)彈簧 5 力圖使鎖鉤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使之緊緊地鎖在車廂板 3。 當(dāng)自卸汽車車廂舉升時(shí)，由于鎖軸和轉(zhuǎn)軸通過支承架固定在副車架上，車廂以銷軸 9 為圓心，以為 半徑轉(zhuǎn)動(dòng)。與此同時(shí) ， 拉桿以轉(zhuǎn)軸 8 為圓心，以 為半徑轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著車廂舉升角度的增大， 和 軌跡的差就也相應(yīng)的增大，由拉桿拉動(dòng)鎖鉤下銷 7左移，克服扭轉(zhuǎn)彈簧的彈力， 迫使鎖鉤開啟，打開車廂板，使車廂中的貨物卸下。隨黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 著車廂的降落 , 與 軌跡的距離逐漸縮小，直至兩軌跡相交，扭轉(zhuǎn)彈簧使鎖鉤鎖住車廂板。而且從圖中可以看出，若車廂再繼續(xù)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)， 與軌跡間則產(chǎn)生負(fù)間隙，使調(diào)節(jié)螺母 11 左移而離開轉(zhuǎn)軸 8 一定的距離 [5]。 章小結(jié) 本章主要確定自卸汽車整車參數(shù)及對(duì)自卸汽車車廂進(jìn)行了選型計(jì)算。整車參數(shù)將會(huì)對(duì)自卸車的車廂設(shè)計(jì)起到至關(guān)重要的作用，質(zhì)量參數(shù)會(huì)對(duì)自卸車的舉升機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有這決定性的作用。整車參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)選擇是自卸車的設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，因此，它們是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。車廂的設(shè)計(jì)主要對(duì)自卸車車廂的形式選擇、材料的選擇；對(duì)車廂和其底板、攔板等主要尺寸的確定；對(duì)車廂后攔板開合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析； 通過以上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和力學(xué)分析，該自卸車車廂的強(qiáng)度和 廂后攔板開合機(jī)構(gòu)均符合要求 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 第 3 章 液壓舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 壓舉升機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)滿足的 性能 對(duì)于液壓舉升機(jī)構(gòu)考慮到工作環(huán)境、工作性質(zhì)及工作內(nèi)容等的要求，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)滿足以下功能 ： 1、較強(qiáng)的免維護(hù)性 礦自卸車主要應(yīng)用場所是沙場、礦山、工地等，這些場所沙塵肆虐，工作環(huán)境惡劣，自卸機(jī)構(gòu)的維護(hù)條件較差，甚至有時(shí)根本談不上什么維護(hù)。因此需要自卸機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮到鉸支點(diǎn)和油缸的免維護(hù)性。 2、良好的動(dòng)力性 舉升機(jī)構(gòu)作為礦用自卸車卸料時(shí)的動(dòng)力來源，為保證卸料順利完成，要求其必須具有良好的動(dòng)力性能。自卸車由于其特定的使用環(huán)境和用戶群體決定了它經(jīng)常處于超載狀態(tài)，這就要求舉升機(jī)構(gòu) 要具有一定的過載系數(shù)。 3、平穩(wěn)性 要求舉升機(jī)構(gòu)在傾卸貨物時(shí)具有較好的平穩(wěn)性，不得有較大的動(dòng)力沖擊，降低沖擊力對(duì)機(jī)構(gòu)各部件的損傷概率，保證機(jī)構(gòu)的使用壽命。 4、卸料性 礦用自卸車顧名思義就是省卻了人力卸料之苦，通過特定的機(jī)構(gòu)使用液壓力自動(dòng)卸料。因此，自卸車舉升機(jī)構(gòu)應(yīng)達(dá)到的卸料目標(biāo)是：在較短的時(shí)間內(nèi)使貨箱舉升一定的角度，即舉升機(jī)構(gòu)將貨箱舉升到最大舉升角所需的時(shí)間（對(duì)此國家規(guī)定了時(shí)間限值）；貨箱被舉升機(jī)構(gòu)舉升到最大轉(zhuǎn)角時(shí)，貨物應(yīng)順利地傾卸完畢（即最大舉升角達(dá)到貨物的安息角）。 5、緊湊性 礦用自卸車多數(shù)是大噸位的工程運(yùn)輸車輛，其裝載工具多為大型裝載機(jī)械。為了裝載方便，礦用自卸車的貨箱布置位置一般較低，同時(shí)又要考慮到礦用自卸車的工作環(huán)境，應(yīng)使其具有較好的通過性（即離地間隙受限），因此，自卸車的舉升機(jī)構(gòu)布置空間就受到很大的限制，這就要求機(jī)構(gòu)具有較好的緊湊性，占用較少的空間。 6、協(xié)調(diào)性 液壓舉升機(jī)構(gòu)實(shí)際上是一種演化的四連桿機(jī)構(gòu)，在外力作用下，各部件能沿自己的鉸支點(diǎn)按設(shè)計(jì)者的意圖順利轉(zhuǎn)動(dòng)，不得出現(xiàn)傳動(dòng)角小于許用傳動(dòng)角的情況，更不能黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 有死點(diǎn)位置的存在。 目前大多數(shù)企業(yè)一直沿用傳統(tǒng)的“類比作圖試湊法”進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種方法存在效率低、工作量大以及設(shè)計(jì)方案難以達(dá)到最優(yōu)的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)方案難以同時(shí)兼顧以上各性能要求。這與當(dāng)今高科技環(huán)境下的相關(guān)領(lǐng)域相比，缺少科學(xué)性，人的主觀經(jīng)驗(yàn)決定了車輛的性能。由此帶來的問題是，車輛性能低下，難以適應(yīng)市場的需求。同時(shí)由于設(shè)計(jì)手段的落后，設(shè)計(jì)周期長，產(chǎn)品投放市場遲緩，不能適應(yīng)市場多變的要求。因此借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，運(yùn)用最優(yōu)化方法，改善液壓舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)手段和方法，快速、高效、保值、保量完成