H G C3110自卸汽车改
装设计
第1章绪论
1.1 课题的提出
自卸车又称翻斗车，它是利用发动机动力驱动液压举升机构，将车厢倾斜一定角度从而达到自动卸货的目的，并依靠货箱自重使其复位的专用汽车。按不同的用途自卸车可分为两大类：一类是非公路运输用的重型和超重型自卸汽车。这种自卸汽车主要应用于大型矿山、水利工地等场所，运输的货物通常是由与其配套的挖掘机械来完成装载的。这类汽车也称为矿用自卸汽车。这类自卸车辆在长度、宽度、高度以及轴荷等方面不受公路法规的限制，但同时它也只能在矿山、工地上使用，而不得用于公路运输。另一类是公路运输用的轻、中、重型（装载质量在2~10t）普通自卸车。这种自卸车主要承担着泥土、砂石、煤炭等松散货物的运输工作，它通常也是与装载机械配套使用的。
普通自卸车辆有多种分类方法，按运输货物倾卸方向分为：后倾式、侧倾式、三面倾式和底卸式自卸汽车；按货箱栏板结构分为：栏板一面开启式、栏板三面开启式和簸箕式（即无后栏板式）汽车：按装载质量me分为：轻型自卸汽车（me<3.5t）、中型自卸汽车（3.5t < me<8t）和重型自卸汽车（me>8t）。
普通自卸车是随着我国经济的不断发展，上世纪80年代末发展起来的自卸运输车辆，其装载重量在4.5t-9t之间。国家和地方均出台专门的法规对普通车尺寸、排放、车速等各方面性能进行规范，从而促进了普通自卸车的健康发展。自2001年11月10日起，中国正式成为WTO成员国，国内市场逐渐开放。同时，我国亦确立了以扩大内需为主的经济政策，实施西部大开发战略，加大对基建项目的投资力度，农林
牧渔、采矿、水利、军工、环保、商业运输、交通、通讯、金融、机场、电力、城市建设和石油开采等行业均快速发展，使各种类型的专用车需求量大增。在广大城乡的沙场、矿山、工地及般的土木工程等的运输作业中的自卸车以其灵活机动、价格低廉的优点得到了广泛的应用。
1.2课题来源及研究意义
当今汽车工业面临的主要挑战是买方市场的形成和产品更新换代速度的日益加快。汽车产品开发的一个主要手段就是变型设计，即以现有产品为基础，保持其基本结构和功能不变，对其局部结构、尺寸或配置进行一定范围内的变动和调整，以此快速形成适应市场需求的新产品。
自动倾卸汽车是以发动机为动力，经过变速器的取力机构和液压倾卸装置，进行车厢自动倾卸，从而实现自动卸货的一种车辆。因其短途卸载方便，动力性、机动性均较好，与装载机，带式输送机，吊车等其它吊装机具配合使生产效率明显提高，被广泛应用于建设工地、矿山、港口、码头等，用来搬运岩石，废土，煤，沙子等物资。自卸汽车包括两大类：铰接式自卸汽车和刚性自卸汽车。刚性自卸汽车按传动方式又可分为液力机械传动自卸汽车和电力机械传动自卸汽车两种。
自卸汽车具有高度机动性和卸货机械化等优点，通常与铲式转载机、挖掘机或皮带运输机等配套使用，实现装卸机械化，从而可以大大缩短装卸时间，提高运输效率并可以节省劳动力，减轻劳动强度。随着汽车制造业的发展，自卸汽车不断采用新材料、新工艺，提高其质量利用系数，具有较大的速度范围和较高的传动效率，控制与操纵更完善，更方便。
随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，城市内部垃圾、建筑材料也迅猛增长。自卸汽车由于减轻了装卸工作量、提高了工作效率、车厢可以密闭等原因，越来越被广大用户所接受，市场容量也越来越大。该自卸车既能适应城市间运输，也要适应城市内部车流量的的特点。通过该设计，可以综合训练学生所学知识，为将来工作打下良好基础。
本课题在满足设计要求下，对矿用自卸车的车厢和举升机构进行合理的选择和设计，并为进一步研究整车的计算机辅助设计提供经验，进而提高自卸汽车产品的设计质量和设计效率。同时，也希望能为推广虚拟样机等先进CAD技术的应用，以及为提高我国专用汽车的设计水平进行一些有益的探索。
1.3 自卸车国内外研究概况
1.3.1国内研究发展概况
我国在机械设计中采用最优化技术的历史很短，但其发展速度却是十分惊人的。无论在机构综合、通用零部件设计，还是各种专业机械的设计都有最优化技术应用的成果。
在计划经济向市场经济转换初期，由于汽车领域不象航天等领域受到重视，国内大多数轻型矿用自卸车生产企业在举升机构的设计过程中一直沿用着经验类比的方法设，即传统的“类比作图试凑法”，这种传统的设计方法主要是凭借设计者的经验，参照相同或类似的较为成熟的设计方案，辅以必要的分析计算，确定一个初始的设计方案，并通过估算，初步确定有关参数；然后对初定方案进行必要的分析及校核计算；如果某些设计要求得不到满足，则可进行设计方案的修改，设计参数的调整，并再一次进行分析及校核计算，如此多次反复，直到获得相对合适的设计方案为止。显然，
这种工作方法工作量大、效率低，而且设计出的举升机构往往存在许多不合理的因素，影响矿用自卸车举升性能的提高，并严重阻碍着矿用自卸车产品的系列化。
随着市场经济的深入发展和市场竟争的激烈，一些研究机构、工程车改装厂在举升机构的设计中采用了这种方法，并取得了一定的优化成果。优化设计作为一种新的设计方法具有综合的本质，它能够把过去的设计开发经验加以总结，寻找出更优的结构。优化技术将越来越得到更为广泛的应用。
目前，我国改装车市场最大销售量约25万辆左右，改装量最大的除了客车外，主要有厢式车、罐式车、自卸车等主要车型。但是总体来看，这些专用车均存在技术附加值低、工艺较落后等问题。从品种来看，我国改装车品种较少，仅有400多个品种。那么，未来改装车市场到底是什么市场呢？肯定地说，应该向多品种、高、精、尖方向发展。这种发展方向除了我国公路条件改善外，还和我国公路货物运输市场息息相关。目前，我国公路货运市场的主体依然是以个体户为主，公路货运甚至还谈不上物流管理，具有运输成本高、随意性大、服务没有保证等特点。随着我国加入世界贸易组织，这种格局将要逐步被打破。我国汽车工业保护期只有五年，但是公路货运市场却可以向外资开放。跨国物流公司正虎视眈眈盯着中国公路货运这块大市场。这场战斗谁是赢者，不言自明。集团化货运市场对卡车的个性化要求将越来越高，同时需求数量也将越来越大。可以毫不夸张地说，未来的卡车发展方向将是专用车。美国等发达国家专用车市场十分巨大，专用车具有品种多、技术含金量高等特点。就专用车品种而言，美国就有5000多个品种，甚至很多专用车已经被E(electron)化，装有电脑、卫星导航等系统。确切地说，我国专用车市场最终是向多品种、高精尖的方向发展。尤其是随着我国公路运输主体的逐渐变化，将加快产品结构的变化和技术的升级。我国自卸汽车生产始于上世纪60年代初，经过40多年的发展，尤其是在上世纪
80年代以后通过技贸结合与合作生产方式，从国外引进若干先进的自卸汽车制造技术，并在此基础上形成以若干大型汽车制造厂为主体的机械传动式自卸汽车生产企业集团。公路用自卸汽车的装载质量从2～20t、矿用自卸汽车装载质量从20～154t以基本形成完整的自卸汽车系列，为我国自卸汽车的腾飞打下了坚实的基础。当然除普通自卸汽车以外，专用自卸汽车的生产也得到了一定的发展，尤其是新世纪以来，随着我国社会经济和交通环境的改善，各行业对专用汽车尤其是工程系列专用汽车的需求越来越大。专用汽车将跟更加注重行业化、专用化、系列化。
1.3.2 国外研究发展概况
国外自卸汽车生产始于上世纪30年代，比我国早30多年在其后70多年的发展过程中，其结构不断改进，整车性能已有很大提高。为提高自卸汽车的科技含量，追求高附加值，各国更是不断采用先进技术，其主要表现以下几个方面：全面提高自卸汽车内在质量和使用性能；在制造加工方面，自卸汽车朝着底盘生产专业化、零部件生产专业化、工艺专业化和辅助生产专业化方向发展；广泛采用计算机辅助设计，以提高设计的质量和缩短设计研制的周期；在材料配置上，将更多地采用高强度铝合金、不锈钢、工程塑料和聚合材料等。目前，自卸汽车以形成自己独特的结构与车型系列。目前, 各大自卸汽车生产企业生产的自卸车尾钩锁紧机构多数为拉杆式尾钩锁紧机构、链条式尾钩锁紧机构、液压手动控制式尾钩锁紧机构等, 这些机构各有特点, 在运输自卸车中被广泛使用。国内使用的自卸车车箱大部分使用16Mn制造而成。其特点是钢板厚, 车箱沉重, 截面一般呈方形, 边板和底板有很多的加强筋。16Mn的屈服强度较低, 硬度较小, 且冲击性能较差。这些特性决定了不适合用于制造轻量化的车箱。在欧美, 很多车箱都使用Haordx(耐磨钢板材料), 与传统的方形车箱有着很大的区别, 其特点是横截面呈U形或半弧形, 而且车箱边板和底板几乎没有使用加强筋。
Hardox是瑞典钢铁集团生产的一种耐磨钢板, 具有较高的屈服强度, 是16Mn的三倍以上, 并且具有较高的硬度和冲击韧性。在设计装载量相同的情况下, 用Haordx钢板制造的车箱与16Mn用制造的车箱相比, 板材厚度更薄, 且不需要加强筋。据国外的一些厂家反馈, 车箱使用Haordx钢板后, 重量能减少, 甚至更多。
随着计算机技术的发展和应用，50年代发展起来的以线性规划和非线性规划为主要内容的新的数学分支一数学规划被应用于解决工程设计问题，形成了工程设计的新理论和新方法，即工程优化设计理论与方法。特别从60年代以来，最优化技术发展迅速，而且得到了广泛的应用。在汽车工业发达的欧、美、日等国家，汽车优化设计理论和方法已应用于汽车诸多领域的很多环节，从汽车发动机、底盘、车身等主要总成的优化到整车动力传动系统的匹配，优化设计使他们的汽车工业保持了世界领先地位。
汽车工业的发展是经济社会发展的必然，而经济社会的发展，又对汽车的使用功能不断提出新的要求，使汽车在社会商品、信息、人员三种流通中起着重要的作用。汽车的经济效益不只在于汽车生产的本身，而是更集中体现在汽车使用和流通的全过程。经济的发展对汽车运输工具在各种功能和性能方面要求越来越高，对运输服务的品质以及运输服务的多元化、个性化要求越来越强，从而推动着专用车的迅速发展。从某种意义上讲，基本车型只能简单的满足数量上的要求，而专用汽车才能更好地满足用户的使用要求，更有效地发挥汽车的经济效益。经济社会的发展，把汽车运输工具推向专业化。只有专用汽车，才能更好地适应客货运输现代化、多样化和个性化的要求，满足特定条件下的各种专项作业的需求，更有效地发挥汽车在运输结构中的作用，建设资源节约型和环境友好型社会。
1.4 研究的内容
XXX学院 课程设计成果说明书 题目：高位自卸汽车 学生姓名：XXX 学号：081309141 学院：_______________ XX学院___________ 班级：C08机械（1 ） 指导教师：_____________________ 同组者：_________________________________
2010 年6 月24 日 目录 第1章设计题目与其要求................................................................... .3 1.1设计题目.............................................................................. .3 1.2设计要求.............................................................................. .3 第2章结构简图及其运动分析................................................................ .4 2.1举升机构及其运动分析 .................................................................. .4 2.2翻转机构.............................................................................. .5 2.3后箱门打开机构........................................................................ .6 第3章最佳方案............................................................................ .7 3,1最佳方案选择......................................................................... .7 第4章机构总成............................................................................ .9 4.1机构总成. (9) 结束语 (10) 参考文献 (10)
摘要 自卸汽车是利用发动机动力驱动液压举升机构，将货箱倾斜一定角度从而达到自动卸货的目的，并依靠货箱自重使其复位。因此，液压举升机构是自卸汽车的重要工作系统之一，其结构形式、性能好坏直接影响自卸汽车的使用性能和安全性能。本论文首先对自卸式汽车进行了说明，同时根据设计需要对液压系统进行了简要的阐述，并设计液压举升机构及液压系统。液压缸是一种配置灵活、设计制造比较容易而应用广泛的液压执行元件。尽管液压缸有系列化标准的产品和专用系列产品,但由于用户对液压机械的功能要求千差万别,因而非标准液压元件的设计是不可避免的。本次毕业设计的主要内容集中于自卸汽车液压缸的机械结构和液压系统的设计，介绍了自卸汽车的整个工作原理以及举升机构的工作原理，按照设计的一般原则和步骤对液压缸的机械结构和液压系统进行了详细的设计计算，并对其附属部件也进行了合适的选择。最终得到一整套符合要求的汽车自卸系统。 关键词：自卸汽车，液压缸机械设计，液压系统设计
目录 1 绪论 (1) 1.1 自卸汽车的作用 (1) 1.2 自卸汽车的分类 (1) 1.3 常见自卸汽车分类举例 (2) 1.4 自卸汽车的举升机构 (3) 1.5 自卸汽车的结构特点 (3) 1.6 小结 (4) 2 液压系统设计 (5) 2.1 液压概述 (5) 2.1.1 液压技术的发展 (5) 2.1.2 液压传动 (5) 2.2 自卸汽车液压系统设计 (6) 2.2.1 液压缸概述 (6) 2.2.2 液压系统原理图 (7) 2.2.3 液压系统图 (8) 2.3 小结 (9) 3 液压缸结构设计 (10) 3.1 液压缸结构设计的依据、原则和步骤 (11) 3.1.1 设计依据 (11) 3.1.2 设计的一般原则 (12) 3.1.3 设计的一般步骤 (12) 3.2 液压缸基本结构参数及相关标准 (13) 3.2.1 液压缸的液压力分析和额定压力的选择 (14) 3.2.2 液压缸内径D和外径 D (16) 1 3.2.3 活塞杆外径（杆径）d (17) 3.2.4 液压缸基本参数的校核 (18) 3.3 液压缸综合结构参数及安全系数的选择 (19) 3.3.1 液压缸综合结构参数 (19) 3.3.2 安全系数的选择 (19) 3.4 液压缸底座结构设计 (21) 3.5 缸体设计与计算 (22)
大学机械原理课程设计高位自卸汽车设计 计算说明书 1.2 设计要求及原始数据 （1）．设计要求： ①具有一般自卸汽车的功能。 ②能将满载货物的车厢在比较水平的状态下平稳地举升到一定高度，最大升程S max 见表1。 ③为方便卸货，要求车厢在举升过程中逐步后移，车厢处于最大升程位置时，其 后移量a见表1。为保证车厢的稳定性，其最大后移量a max 不得超过1.2a。 ④在举升过程中可在任意高度停留卸货。 ⑤在车厢倾斜卸货时，后厢门随之联动打开；卸货完毕，车厢恢复水平状态，后厢门也随之可靠关闭，后厢门和车厢的相对位置见图2。 ⑥举升和翻转机构的安装空间不超过车厢底部与大梁间的空间，后厢门打开机构的安装面不超过车厢侧面。 ⑦结构尽量紧凑、简单、可靠，具有良好的动力传递性能。 （2）原始数据： 方案号车厢尺寸L×W×H L(mm)×W(mm)×H(mm) S max (mm) A (mm) W (kg) L 1 (mm) H d (mm) A 4000×2000×640 1800 380 5000 300 500 B 3900×2000×640 1850 350 4800 300 500 C 3900×1800×630 1900 320 4500 280 470 D 3800×1800×630 1950 300 4200 280 470 E 3700×1800×620 2000 280 4000 250 450 F 3600×1800×610 2050 250 3900 250 450
2 设计方案的评价及选择 2.1举升机构 2.1.1设计要求： 1．能将满载货物的车厢在比较水平的状态下平稳地举升到一定高度，最大升程S max见表1。 2．为方便卸货，要求车厢在举升过程中逐步后移，车厢处于最大升程位置时，其后移量a见表1。为保证车厢的稳定性，其最大后移量a max不得超过1.2a。 3．在举升过程中可在任意高度停留卸货。 2.1.2 设计方案 方案1：平行四边形举升机构 图2-1平行四边形举升机构 如上图所示机构，CBEF形成一平行四边形，杆BC在液压油缸的带动下绕C轴转动，从而完成车厢的举升和下降。 优点： ①．结构简单，易于加工、安装和维修； ②．能够保证车厢在举升和下降过程中保持水平，稳定性好； ③．液压油缸较小的推程能够完成车厢较大的上移量。 缺点： 车厢上移时，其后移量很大。为了保证车厢举升到最大高度时，其最大后移量不超过设计要求，需将杆BC、EF做得很长，甚至大大超过了车厢的长度，在工程实际中不能实现。 方案2：L型举升机构 图2-2 L型举升机构
毕业设计（论文）开题报告 学生姓名系部汽车与交通工程学 院 专业、班级 指导教师姓名职称实验师从事 专业 汽车服务是否外聘□是■否 题目名称东风EQ1102自卸垃圾运输车改装设计 一、课题研究现状、选题目的和意义 1.论文的目的和意义 专用自卸车是指通过液压机械举升而自行卸载货物的车辆，又称翻斗车。专用自卸车是在大型工程中最有效、最合理的运输工具之一。它具有其它运输方式不可取代的优势，就是可以实现到门的运输服务，能更好的适应工作地点的环境。在当今节约型社会中对汽车装卸停歇时间的缩短和运输效率的提高具有很重要的现实意义，不但能使社会机械化程度提高而且对汽车工业的发展也有一定的促进作用。可大大地提高工作安全性,提高运输效率。 目前，我国大部分城市垃圾处理都不规范，许多城镇垃圾随意堆放，自装卸式垃圾车的出台，解决了很多城市填埋或焚烧的方法，不仅解决了投入资金问题，也节省了大量的资源，环境绿化随着垃圾车的广泛应用，在城市的发展中不断的完善。垃圾在人类的生产和生活中，是伴随着生活的进步不断衍生的，由于环境容量的有限性，不可能无限承受排放的垃圾。为维持城市的可持续发展和人类健康的生活环境，人们应该更加理性地处理和管理垃圾，这样，一类类新式的垃圾车在专用车生产厂家手中研发投入应用，对垃圾的回收和二次利用起来不可估量的作用。 本论文的研究对象是密封自装卸式垃圾运输车，它是与垃圾压缩中转站配套使用的一种具有高效收集、转运垃圾的城市环卫专用车辆，具有整体结构设计合理紧凑；装卸垃圾自动化；使用效率高，厢体轻量化设计、运载量大、封闭性能好；安全、节能、环保等优点明显。自装卸式垃圾运输车可以机械化自动装卸垃圾，实现垃圾密封化运输，在垃圾收集、转运过程中可避免沿途撒漏而造成的二次污染，是城市环卫工作的理想设备，是国家专用汽车规划重点发展方向之一。 2．研究现状 ⑴目前我国自卸垃圾车现状 近几年，我国专用车市场迅速发展。目前我国专用汽车制造企业有接近900家，专用汽车厂商无论从产品质量，设计，营销等方面都有了突飞猛进，专用车市场形势看好，自卸车市场连续几年前面飘红，半挂车市场依然增长明显。同时，随着社会分工的进一步细化，市场对自卸车的需求将更加多元化和高科技含量化，对具有特殊功能的自卸车的需求必将越来越多，需求高新技术专用车的呼声将越来越高。未来专用汽车的主流市场将主要集中在城市建设、服务和高等级公路运输、管理这两大板块，它包括了专用汽车的大多数品种，这些品种根据各行业的具体发展情况，或随时间、地域的不同会形成不同品种的市场热点。我国专用自卸汽车市场的前景将十分广阔、商机无限。 随着我国城镇一体化建设速度的加快，城市规模的扩大，人口数量的增多，城市生活垃圾也随之日益增多，城市对垃圾运输车的需求将越来越大。据我国环卫信息网统计计算，目前我国城市垃圾年产量已达到亿吨，并以每年8％的速度增长。而与此同时，我国城市垃圾的搜集和运输能力明显不足，环卫车辆的保有量远远未达到建设部《城镇环境卫生设施标准》规定的2．5辆／万人配置标准要求。目前城镇居民人口约3．8亿，若按配置标准要求，保有量缺口达40％。由此，垃圾车的城市需求每年都在13000辆以上。而随着人们环境保护意识的增强，城市品位的提升，必然对垃圾运输车产品自身的环保度、档次的要求越来越高。因此，高档次、密封环保的垃圾运输车将得到
摘要 高位自卸汽车是专用自卸汽车一种，主要用于运输散装并可以散堆的货物（如沙、土、以及农作物等），还可用于运输成件的货物，主要服务于建材厂、矿山、工地等。高位自卸汽车主要装备有车厢举升和倾卸机构，特别适合高货台卸货作业，使用方便，具有高度机动性和卸货机械化的特点。 本文在绪论中阐述了高位自卸汽车改装设计的目的和意义、发展状况以及应用前景以及本次设计的主要内容和总体技术路线。接着分析论证了一种总质量为9t的高位自卸汽车的总体设计方案，对其二类底盘的选型分析、副车架的设计、举升机构、倾卸机构和后厢门开合机构都做了详细说明论述。还包括主要机构的方案分析和选择、运动分析、动力学分析以及强度和刚度的计算校核，简单介绍了液压系统的设计计算方法和过程以及液压产品的选型。最后对改装完成后的高位自卸汽车进行了必要的动力性、燃油经济性和稳定性等主要整车性能的计算分析，计算记过表明整车性能满足要求。 关键词：专用车设计；高位自卸车；副车架；举升机构；总体布置
ABSTRACT High dump truck is a private dump trucks, mainly for the transport of bulk and bulk cargo (such as sand, soil, and agricultural crops, and so on), can also be used to transport goods, main services in the building materials factory, mine, site etc. High dump truck mainly equipped with car lift and dump bodies, particularly suitable for high discharge of domestic jobs, easy to use, with a high degree of mobility and discharge characteristics of mechanization. Outlined in the introduction to this article in the high purpose and significance of dump truck design modifications, development status and application prospect and the main content, and overall design of this technique. Then analysis demonstrates a total quality is 9t of high level design of dump truck, chassis selection analysis of second class, Vice-frame designs, lifting bodies, dump bodies and back door opening-closing mechanism, made a detailed exposition. Also includes analysis of the principal organs of the programmes and selected, movement analysis, dynamic analysis and calculation of strength and stiffness checking to briefly explain the calculation method for design of hydraulic system and process, and selection of hydraulic products. Last modified high dump truck after the completion of the necessary power, fuel economy and stability calculation of main performance analysis, calculation of demerit that performance to meet the requirements. Keywords: Special Vehicle Design；High Tipper; Deputy Frame；Lift Mechanism；General Layout
H G C3110自卸汽车改 装设计
第1章绪论 1.1 课题的提出 自卸车又称翻斗车，它是利用发动机动力驱动液压举升机构，将车厢倾斜一定角度从而达到自动卸货的目的，并依靠货箱自重使其复位的专用汽车。按不同的用途自卸车可分为两大类：一类是非公路运输用的重型和超重型自卸汽车。这种自卸汽车主要应用于大型矿山、水利工地等场所，运输的货物通常是由与其配套的挖掘机械来完成装载的。这类汽车也称为矿用自卸汽车。这类自卸车辆在长度、宽度、高度以及轴荷等方面不受公路法规的限制，但同时它也只能在矿山、工地上使用，而不得用于公路运输。另一类是公路运输用的轻、中、重型（装载质量在2~10t）普通自卸车。这种自卸车主要承担着泥土、砂石、煤炭等松散货物的运输工作，它通常也是与装载机械配套使用的。 普通自卸车辆有多种分类方法，按运输货物倾卸方向分为：后倾式、侧倾式、三面倾式和底卸式自卸汽车；按货箱栏板结构分为：栏板一面开启式、栏板三面开启式和簸箕式（即无后栏板式）汽车：按装载质量me分为：轻型自卸汽车（me<3.5t）、中型自卸汽车（3.5t < me<8t）和重型自卸汽车（me>8t）。 普通自卸车是随着我国经济的不断发展，上世纪80年代末发展起来的自卸运输车辆，其装载重量在4.5t-9t之间。国家和地方均出台专门的法规对普通车尺寸、排放、车速等各方面性能进行规范，从而促进了普通自卸车的健康发展。自2001年11月10日起，中国正式成为WTO成员国，国内市场逐渐开放。同时，我国亦确立了以扩大内需为主的经济政策，实施西部大开发战略，加大对基建项目的投资力度，农林
牧渔、采矿、水利、军工、环保、商业运输、交通、通讯、金融、机场、电力、城市建设和石油开采等行业均快速发展，使各种类型的专用车需求量大增。在广大城乡的沙场、矿山、工地及般的土木工程等的运输作业中的自卸车以其灵活机动、价格低廉的优点得到了广泛的应用。 1.2课题来源及研究意义 当今汽车工业面临的主要挑战是买方市场的形成和产品更新换代速度的日益加快。汽车产品开发的一个主要手段就是变型设计，即以现有产品为基础，保持其基本结构和功能不变，对其局部结构、尺寸或配置进行一定范围内的变动和调整，以此快速形成适应市场需求的新产品。 自动倾卸汽车是以发动机为动力，经过变速器的取力机构和液压倾卸装置，进行车厢自动倾卸，从而实现自动卸货的一种车辆。因其短途卸载方便，动力性、机动性均较好，与装载机，带式输送机，吊车等其它吊装机具配合使生产效率明显提高，被广泛应用于建设工地、矿山、港口、码头等，用来搬运岩石，废土，煤，沙子等物资。自卸汽车包括两大类：铰接式自卸汽车和刚性自卸汽车。刚性自卸汽车按传动方式又可分为液力机械传动自卸汽车和电力机械传动自卸汽车两种。 自卸汽车具有高度机动性和卸货机械化等优点，通常与铲式转载机、挖掘机或皮带运输机等配套使用，实现装卸机械化，从而可以大大缩短装卸时间，提高运输效率并可以节省劳动力，减轻劳动强度。随着汽车制造业的发展，自卸汽车不断采用新材料、新工艺，提高其质量利用系数，具有较大的速度范围和较高的传动效率，控制与操纵更完善，更方便。
自卸车设计说明书 一、设计输入： 整车型号 轴距:4250+1350mm; 载质量:65t；厢体质量：5t;整备质量：15.79t；容积：22m3 举升型式：前顶四级缸举升形式。 二、整车布置： 见图1 布置型式：油缸上支座固定在前板上（见图1） 经过作图2得出，车箱内长为6000mm，举升48°后板离地高度为444mm。 图2 三、方案计算说明 1、分析整车爬坡时是否存在后翻的可能性（见图3） 通过得知满载最大爬坡度35％，经计算坡度等于19.3°。经过作图得知，在坡度为19.3°的坡上货物重心在后轮与地面支撑点之前，故车辆满载爬19.3°的坡时不会后翻。 图3 2、选用柳汽前举升四级缸4TG-E185×4650，该油缸参数为：额定压力 为 16MPa，工作容积为82.4L，总行程为4650mm，油缸各级杆径分别为185 mm、160 mm、135 mm、110 mm，在额定压力16MPa下油缸推力分别为43 t、32t、22.9t、15.2t 油缸受力见图4，F为油缸推力，G为车箱自重加货物后的总质量 根据力矩平衡可以得出，如果要顺利举升货物必须满足以下公式：
F ×b ＞ G ×a 图4 表1（载重65t ） 表2（载重80t ） 故：满足F 4×b 4＞G ×a 4 3.系统压力计算 根据油缸所需推力及活塞杆的截面积，可以得出油缸的内压力： 载重65t 情况下： 载重80t 情况下： 4. 选用CB-J2100型油泵，该油泵参数为：额定转速为2300转/分，额定压力为20MPa ，驱动功率为66.28kW ，液压系统容积效率通常取0.9，校核举升时间 油缸举升所需时间：88.239.060 100 2300104.823 =???= t 秒 5. 传动轴的计算 根据9550 T n P ?= 可以得出油泵额定压力（20 MPa ）时所需的扭矩： 2772300 82.6695509550=?=?=n P T N ·M 油泵在20MPa 额定工作时所需的扭矩为277N ·M ； 选用取力器为QH50，输出额定扭矩为500N ·M ；
摘要 去年以来，我国专用车市场取得较好的经营业绩，全国395家改装车企业改装汽车23.06万辆，销售23.05万辆。自卸汽车27125辆，占总量的11.76％。其中中型自卸车占据了很大比重，因为我国是农业大国，因此中型自卸车是具有中国特色的“国情车”，主要应用地区是广大农村及建筑行业，消费对象是广大农民及建筑工地，功能是以县、乡级道路短途运输为主，其他作业为辅，专门为乡镇道路设计。 本人通过对市场上出现的各种中型自卸汽车的车厢和举升机构进行了较详细地了解，确认了东风尖头140自卸汽车的车厢和举升机构的设计方案，较好地解决了自卸车设计和制造成本较高的问题，给生产、改装自卸汽车的生产企业提供了一种新思路。本文首先对自卸车的设计特点以及国内外发展现状做了相关的概述。接着，从车厢的设计、举升机构的设计、液压系统的设计等方面进行了东风尖头140自卸车的总体设计。其中，车厢设计主要有外形及自动开闭机构的设计，举升机构设计中对举升机构进行了运动分析和受力分析，然后在液压系统设计中，对其工作原理进行了说明并通过计算得出合理的液压装置。最后对自卸车副车架进行了设计。 关键字：自卸汽车；车厢；副车架；举升机构；液压系统
ABSTRACT Since last year, our country private car market has obtained the good operating results, the national 395 stock car enterprises re-equips automobile 230,600, sells 230,500. Dump truck 27125, account for the total quantity 11.76%. And the medium dump truck occupied the very great proportion, because our country is the large agricultural nation, therefore the medium dump truck has the Chinese characteristic “the national condition vehicle”, mainly applies the area is the general c ountrysides and the building profession, expends the object is the general farmers and the Construction site, the function is by the county, the township level path short haul primarily, other works for auxiliary, specially for villages and towns road design. Myself through each kind of medium dump truck's compartment which and the lifting organization appeared to the market in carry on had understood in detail that confirmed the east wind tip 140 dump truck's compartments and the lifting organization's design proposal, has solved the dump truck design and the production cost high question well, for the production, the re-equipping dump truck's Production enterprise has provided one kind of new mentality. This article first has made the related outline to dump truck's design feature as well as the domestic and foreign development present situation. Then, from compartment's design, lifting organization's design, hydraulic system's aspects and so on design has carried on the east wind tip 140 dump truck's system designs. And, the compartment design mainly had the contour and the automatic switching mechanism design, in the lifting organization design has carried on the movement analysis and the stress analysis to the lifting organization, then in the hydraulic system design, has carried on the explanation to its principle of work and obtains the reasonable hydraulic unit through the computation. Finally has carried on the design to the dump truck sub-frame. Key words：Dump truck; Compartment; Sub-frame; Lifting mechanism; Hydraulic system
第1章绪论 1.1专用汽车的概念和分类 专用车辆是为了实现各类专项作业的车辆。 我国对“专用汽车”定义为：装置有专用设备，具备有专用功能，用于承担专门运输任务或专项作业的汽车和汽车列车。 我国的专用汽车划分为：厢式汽车、罐式汽车、专用自卸汽车、起重举升起车、仓栅汽车和特种结构汽车等六大类。其中专用自卸汽车的定义为：装有由本身发动机驱动的液压举升机构，能将车箱卸下或使车箱倾斜一定角度，货物依靠自重能自行卸下的专用汽车。 1.2摆臂式自卸车的概念 摆臂式自卸汽车是自卸汽车中的一种，以其显著的特点得到了广泛的应用。摆臂式自卸汽车摆臂可以平移起落货箱，它同时具有货物和箱体自动装卸的功能，而且两种功能由同一个车载工作装置完成。由于它具备自动装卸箱体功能，装货时一般均将箱体卸下降低装货高度，装满货后，则将箱体自动装车并运输。该车使用方便，运输效率高，摆臂式自卸汽车又依其特有的机动灵活的特点被广泛应用于小吨位货物的运输。如今经济飞速发展,城市的规模不断扩大,城市人口快速增长,导致了城市垃圾量也急剧上升,随之而来的是固体生活垃圾的处理越来越受到人们的重视。城市固体生活垃圾的处理大体有3种形式：分类回收、焚烧、和填埋。而不论采用哪种处理方式,其最终的处理场所均需远离城市居民区。而垃圾从城市到处理场所的运输就需要方便、快捷的交通运输工具，垃圾车就担当了每天上千吨（中等城市）的固体生活垃圾的运输的重任。摆臂式垃圾汽车以其显著的特点被广泛的应用于城市垃圾的运输，并且方便。所以为了更好的满足城市固体垃圾运输的需求,摆臂式垃圾车的改装技术需要快速的发展，这就需要我们设计人员的不断努力来实现。 1.3摆臂式自卸车的设计特点和内容 摆臂式自装卸汽车有后装卸式和侧装卸式两种。后装卸式被广泛的应用，设计摆臂式自装卸汽车时，首先要选择合适的底盘。选择底盘的主要依据是：装载质量、道路条件、运输货物的特性（如密度、安息角等）、运距等。在没有专用汽车底盘的情
２０１０．３． ＨＥＡＶＹ ＴＲＵＣＫ《重型汽车》 １５ □文／王臣涛（合肥工业大学） 引 言 自卸运输车的举升机构对其生产效率及性能有很大的影响。因此，合理选择举升机构的结构参数，将极大提高自卸车的工作能力。作为组合式举升机构的一种，前推连杆放大式（也称“T ”式或马勒里式）举升机构具有横向刚度好、举升转动圆滑平顺、举升力系数小等优点，特别适用于大吨位自卸汽车，被公认为是一种较好的举升机构。本文以最大举升力系数和油压波动系数为优化目标函数，对某新开发自卸车“T ”式举升机构进行了优化分析，获得了较好的举升力系数曲线及油压特性曲线，对该车型的开发设计起了一定的指导作用。 １ 动力学模型的建立及仿真 １．１ 模型建立 模型中一些结构简单的构件直接在ADAMS 中建立，对于结构复杂的构件通过UG 建立，然后再导入到ADAMS 中，活塞缸与活塞之间通过移动副连接并加一驱动函数来模拟液压油对活塞的推力作用，建立的动力学模型的约束拓扑结构如图1。１．２ 仿真分析 在仿真过程中，最大举升角度为50°，货物为整体结构，且不考虑货物的安息角，仿真结束后得到该车型以及 自卸车举升机构的 优化设计 标杆样车的举升力系数、油缸压力随货箱翻转角的变化曲线如图2、图3 。
图３ 油缸油压随货箱翻转角的变化曲线工程实际中要求油压特性符合以下条件： (1) 最大油压值不在初始时出现，而在举升角为5°～θ max 时达到； (2) 举升过程中的最大油压值P max 不高于初始油压值P 的8%； (3) 最大油压值在允许值范围内尽可能小； (4) 油压波动较小。 从仿真结果可以看出： (1) 该车型举升机构油压最大值出现在翻转角5～8°，符合理想的油压特性基本要求； (2) 标杆样车在整个的自卸过程中所需的举升力较小，举升性能相对于该车型较好，但是其举升力最大值出现在初始位置，不符合理想的油压特性曲线； (3) 该车型举升机构在整个的自卸过程中所需的举升力偏大，油缸油压的变化也较大，对油缸使用不利，需要对举升机构进行进一步的优化。 ２ 模型参数化 ２．１ 目标函数的建立 一般来说在自卸机构设计中，需要同时考虑所需油缸推力的大小和油缸压力的波动。理论上来说，如果只是单纯的以一个性能参数为目标函数，无法得到既满足油缸推力最小又使得油缸压力波动最小的优化结果，为此，我们提出了一种通过加权系数综合考虑举升力系数以及油缸压力波动系数的优化方案。 (1) 以式（1）为目标函数，通过改变举升机构中各个关键铰点坐标，得出几组优化结果； minF(x)＝wf?KF＋wp?KP （1）式中wf+wp=1（0≤wf≤1，0≤wp≤1）； 本文中取w f=0.7，w p=0.3。 wf——举升力系数加权系数； wp——油压波动系数加权系数； KF——举升力系数=油缸实际作用力／举升重量； KP——油压波动系数＝（最大油压－平均油压）／平均油压。 (2) 考虑整车总布置的限制进行筛选，最终确定一组优化结果。 ２．２ 设计变量及约束条件 本文选取A、B、C、D、E、O6个点的x,z坐标（即各安装点在整车上的前后和上下位置）对模型进行参数化（见图4），并且根据整车总布置的要求, 确定各个设计变量的变化范围，具体如表1。 图４ 关键点位置示意图 另外，由于整车总布置以及设计要求的限制，还需如下约束。 (1) 举升角θmax≥50.0度； (2) 铰点C在举升过程中距货箱地板的距离d mi n≥70.0mm； (3) 机构空间尺寸：举升机构长度Lmax≤1530.0mm，高度Hmax≤340.0mm； 货厢后铰支点Ｏ至其后挡板内壁最小距离：Lomin≥ 表１ 设计变量取值范围Ｑｉｃｈｅｓｈｅｊｉ 《重型汽车》ＨＥＡＶＹ ＴＲＵＣＫ ２０１０．３． １６
第1章绪论 1.1 课题的提出 自卸汽车是最常见的专用车辆，自卸汽车又称翻斗车，它是依靠自身动力驱动液压举升机构，使货厢具有自动倾卸货物功能与复位功能的一种重要的专用汽车。自卸汽车主要运输砂、石、土、垃圾、建材、煤、矿石、粮食和农产品等可散装又可散堆的货物。其最大优点是实现了卸货的机械化，从而提高了卸货效率，减轻劳动强度，节约劳动力。因此，几十年来它在国内外获得迅速发展和普及。但是，普通自卸汽车的卸货方式为散装货物沿汽车大梁卸下，其卸货高度是一定的，若要将货物堆积的较高点或在较高处开始堆积就难以实现了，为此需设计一种专用自卸汽车——高位自卸汽车，它是装备有车厢高位举升和倾卸机构两套装置，能将车厢举升到一定高度后倾卸物料的自卸汽车，适合于高货台卸货。 1.2 高位自卸车设计特点 目前，国内外自卸汽车朝着多品种、系列化、小批量方向发展，而高位自卸汽车将朝着重型化、底盘专业化方向发展。尽管就汽车市场而言，高位自卸汽车在今天甚至是在今后很长一段时间不可能占有太大的市场，但是，正因为高位自卸汽车其独特的作用——高位自卸，它在工程建设中尤其是大型工程建设中起着越来越重要的作用，其辐射范围也越来越大，航空，基建，农用等都将活跃着它的身影。 经调研发现，目前，高位自卸汽车具有一定需求市场，但生产厂家相对较少，主要在于其结构较为复杂，因此难以形成批量生产，为使高位自卸汽车汽车能够完善其结构和性能，提高高位自卸汽车的功能，形成小批量生产。本设计重点对高位自卸汽车举升结构和倾卸所采用的各种方案进行比较分析，分别列出各方案的优劣点，以便选择最合适方案。 1
1.3毕业设计课题的实际意义 对于液压举升机构考虑到工作环境、工作性质及工作内容等的要求，在设 计液压举升机构时应满足的性能有: 1、较强的免维护性 自卸车主要应用场所是沙场、矿山、工地等，这些场所沙尘肆虐，工作环境恶劣，自卸机构的维护条件较差，甚至有时根本谈不上什么维护。因此需要自卸机构在设计时就要考虑到铰支点和油缸的免维护性。 2、良好的动力性 举升机构作为中型自卸车卸料时的动力来源，为保证卸料顺利完成，要求其必须具有良好的动力性能。中型自卸车由于其特定的使用环境和用户群体决定了它经常处于超载状态，这就要求举升机构要具有一定的过载系数。 3、平稳性 要求举升机构在倾卸货物时具有较好的平稳性，不得有较大的动力冲击，降低冲击力对机构各部件的损伤概率，保证机构的使用寿命。 4、卸料性 自卸车顾名思义就是省却了人力卸料之苦，通过特定的机构使用液压力自动卸料。因此，自卸车举升机构应达到的卸料目标是:a、在较短的时间内使货箱举升一定的角度，即举升机构将货箱举升到最大举升角所需的时间(对此国家规定了时间限值);b、货箱被举升机构举升到最大转角时，货物应顺利地倾卸完毕(即最大举升角达到货物的安息角)。 5、紧凑性 中型自卸车多数是大中吨位的工程运输车辆，其装载工具多为小型装载机械。为了装载方便，自卸车的货箱布置位置一般较低，同时又要考虑到自卸车的工作环境，应使其具有较好的通过性(即离地间隙受限)，因此，自卸车的举升机构布置空间就受到很大的限制，这就要求机构具有较好的紧凑性，占用较少的空间。 6、协调性 液压举升机构实际上是一种演化的四连杆机构，在外力作用下，各部 2
T式腹举自卸车举升机构的设计 作者：张忠荣简中强张永祥黄建根文章来源：贵州航天凯山特种车改装有限公司万向集团发布 时间：05-30 新浪微博QQ空间人人网开心网更多 图1 T式腹举自卸车举升机构示意 作为低吨位自卸车领域中应用最为广泛的T式腹举自卸车，举升机构是其设计的关键。采用专业“举升机构分析系统”软件对举升系统的四连杆机构进行计算，并根据计算结果建立三维数字模型，同时用有限元分析软件对设计机构进行分析，可确保举升机构设计可行且强度满足要求。 自卸车按举升方式可分为腹举式、前举式和侧举式。T式腹举自卸车是腹举式的一种，其主要特点在于采用油缸前推式三角放大机构实现对货厢的自卸。相比较而言，腹举式具有结构紧凑，成本较低，且相同底盘下货厢设计装载量更大等优势，故腹举自卸车在4～40 t低吨位自卸车领域得到广泛应用。T式腹举自卸车如图1所示，举升机构主要由三角臂、拉臂和举升油缸等组成，与货厢、副车架及液压系统组成举升系统。举升机构是T式腹举自卸车设计的关键。
图2 举升机构分析图 举升机构理论分析 进行T式腹举自卸车举升机构设计，必须确定载荷。首先应对举升质量处于任意举升角度时的油缸推力和各构件的受载情况进行分析计算，然后对计算结果进行比较，取最大值作为各构件强度计算的依据。 图3 举升机构O点坐标系图（单位：mm） 对在任意举升角度时进行分析计算，求得任意举升角的油缸推力FEC和拉杆内力FBB。理论分析过程中，我们设定举升机构的举升质量为30 t，最大举升角52°，根据车厢的结构尺寸作机构简图，如图2所示。具体求解步骤如下：
1.求举升角为θ时A、G、B和C点的位置坐标 建立坐标系，原点选在车架与副车架的铰接点O。先求三角臂与车厢铰接点A和举升质量质心G的坐标。 图4 载荷为40t时，举升机构主要技术参数设置 由下式可得A点坐标： 由下式可得G点坐标： 由下式可得B点坐标： 由下式可得C点坐标： 2.求直线BD和CE长度
第一章专用汽车的总体设计 1总布置参数的确定 专用汽车的外廓尺寸（总长、总宽和总高） 1.1.1长 ①载货汽车w 12m ②半挂汽车列车w 16.5m 1.1.2宽W 2.5m （不含后视镜、侧位灯、示廓灯、转向指示灯、可折卸装饰线条、挠性 挡泥板、折叠式踏板、防滑链以及轮胎与地面接触部分的变形等） 1.1.3高W4m （汽车处于空载状态，顶窗、换气装置等处于关闭状态） 1.1.4车外后视镜单侧外伸量不得超出汽车或挂车最大宽度处250mm 1.1.5汽车的顶窗、换气装置等处于开启状态时不得超出车高300mm 1.2专用汽车的轴距和轮距 1.2.1轴距 轴距是影响专用汽车基本性能的主要尺寸参数。轴距的长短除影响汽车的总长外，还影响汽车的轴荷分配、装载量、装载面积或容积、最小转弯半径、纵向通过半径等，此外，还影响汽车的操纵性和稳定性等。 1.2.2轮距 轮距除影响汽车总宽外，还影响汽车的总重、机动性和横向稳定性。 1.3专用汽车的轴载质量及其分配 专用汽车的轴载质量是根据公路运输车辆的法规限值和轮胎负荷能力确定的。 1.3.1各类专用汽车轴载质量限值（JT701-88《公路工程技术标准》）
1.3.2基本计算公式 A 已知条件 a）底盘整备质量G i b）底盘前轴负荷g i c）底盘后轴负荷Z i d）上装部分质心位置L2 e）上装部分质量G2 f）整车装载质量G3 （含驾驶室乘员） g）装载货物质心位置L3 （水平质心位置） h）轴距 l（h I2） B上装部分轴荷分配计算（力矩方程式） 例图1 1 g2 （前轴负荷）X（I -l i ）（例图1）=G2 （上装部分质量）X L2 （质心位置）
摘要 专用自卸汽车是装有液压举升机构，能将车厢或使车厢倾斜一定角度，货 物依靠自重能自行卸下或者水平推挤卸料的专用汽车。本文首先对自卸车的设 计结构,特点以及国内外发展现状做了相关的概述。简述了自卸车的基本结构 与工作形式，同时也介绍了自卸车的整体参数. 在文章中分析了我国自卸车的发展与自卸车的设计特点，介绍了自卸车的分类与不同举升形式的优缺点。对自卸车的举升机构做了系统的计算分析与选取，介绍了液压控制系统与举升系统的组成，对自卸车不同的工作受力和最大举升角的选择进行了分析计算。接着，从自卸车的底盘选择，副车架的选择改装计算进行了分析。最后对整个自卸车的外廓尺寸、轮距与轴距尺寸、前悬、后悬以及整车的装载质量、整备质量、总质量进行了相关的计算与设计。 关键词：自卸汽车；副车架；举升机构；底盘；车厢
ABSTRACT Dedicated dump truck is equipped with a hydraulic lifting mechanism, able to train or to car tilted at an angle, remove the goods on their own or rely on gravity to push the level of discharge of the Special Purpose Vehicle. Firstly, the design of the truck structure, characteristics and development status at home and abroad to do the relevant overview. Outlines the basic structure of dump truck and forms of work, but also introduces the truck's overall argument. In the article analyzes the development of our country and the dump truck dump truck design features, introduced the dump truck classification and the advantages and disadvantages of different forms of lifting. The lifting mechanism on the truck to do a systematic analysis and selection of the calculation, introduced the hydraulic control system and the lift system components, the work on the dump truck different angle of the force and the largest selection of lift were calculated and analyzed. Then choose from the dump truck chassis, the choice of conversion calculation subframe is analyzed. Finally, the outer profile of the size of the dump truck, track and wheelbase dimensions, front overhang, rear overhang and the quality of vehicle loading, curb weight, the total quality of the relevant calculation and design. Key words:Dump truck；Subframe；Lifting Mechanism；chassis；car