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)
3.5.1 缸筒设计 (23)
3.5.2 缸头和油口设计 (26)
3.6 活塞组件设计 (28)
3.6.1 活塞杆设计 (28)
3.6.2 活塞设计 (30)
3.6.3 活塞与活塞杆的连接结构 (31)
3.7 缸盖设计 (32)
3.7.1缸盖材料和技术要求 (32)
3.7.2 缸盖的结构设计 (33)
3.8 焊接强度及螺纹连接计算 (34)
3.8.1焊接强度计算 (32)
3.8.2缸盖螺栓连接强度计算 (35)
2.9 小结 (35)
4 液压原件选择 (36)
4.1 液压泵的确定 (36)
4.2 阀类元件的确定 (37)
4.2.1 选择阀类元件应注意的问题 (37)
4.2.2 阀类元件的选择 (38)
4.3 油箱的选择 (39)
4.4 滤油器的选择 (39)
4.5 管路的选择 (39)
4.6 小结 (40)
设计小结 (41)
致谢辞 (42)
参考文献 (44)
1 绪论
1.1 自卸汽车的作用
自卸车的出现是随着时代的发展，搬运工作已经不是人力可以解决的情况下，使用高科技而开发的搬运器械。
自卸汽车又称翻斗车(tipper，dump car)，它是依靠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的一种重要专用汽车。其最大优点是实现了卸货的机械化，从而提高卸货效率，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与普及，至今其保有量大约占专用汽车的25％，并日趋完善，成为系列化多品种的产品。
自卸汽车主要运输散装并可散堆的货物（如砂、石、土、垃圾、建材、煤、矿石、粮食和农产品等），还可以运输成件的货物；自卸汽车主要服务于建材场、矿山、工地等，一般是和装载车、挖掘机进行，挖、搬、卸三位一体的一条龙服务。在进行大型工程的时候，都需要使用到自卸车。自卸车也需要定时定期的进行维护，以免在作业过程中出现意外。
自卸车在每次作业前，要进行一次简单的检查，确保各个部件正常使用，首先要检查车子的性能是否出现故障，检查车子的车身是否出现不正常，车子检查后就可以正常的进行作业了。做好是一周进行一次全身检查，对车子的内部和外部进行一次检查，一个月进行一次维护，对车子的部件、性能进行专业的测试，需要更换的部件需要及时更换。这样不仅可以保证车子正常的工作，也可以延长车子的使用年限。
自卸车是大型的器械，价格也是相当昂贵的，所以要经常的维护，确保车子的质量问题，避免意外的发生。
1.2 自卸汽车的分类
自卸汽车的分类较多，一般按下述方法分类：
1）按用途分类：公路运输的普通自卸车；非公路运输的重型自卸车；专用自卸汽车。
公路运输的普通自卸车即轻、中、重型（装载质量在2—20t）的普通自卸车，主要承担沙石、泥土、煤炭等松散货物运输，通常是与装载机配套使用。
非公路运输的重型（装载质量在20t以上）的自卸汽车，即矿用自卸车。矿用自卸汽车是在矿山或大型工地使用的大吨位的自卸车；主要承担大型矿山、水利工
地等运输任务，通常是与挖掘机配套使用。它的长、宽、高以及轴荷等不受公路法规的限制，但它只能在矿山、工地上使用。
专用自卸汽车是指具有专用车厢，以满足所装运货物的特性或特殊要求的自卸汽车；而一般用途的自卸汽车均为普通自卸车。某些自卸汽车是针对专门用途设计的，故称专用自卸车，如摆臂式自动装卸车、自装卸垃圾汽车等。
2）按装载质量级别分类：轻型自卸车；中型自卸车；重型自卸车。
按我国规定，最大总质量1.8t以上，6t及6t以下的为轻型自卸汽车；最大总质量6t以上，14t及14t以下的为中型自卸汽车；最大总质量大于14t的为重型自卸汽车。
3）按传动类型分类：机械传动；液力机械传动；电传动。
中型以下自卸汽车多为机械传动，重型汽车为了改善其使用性能往往采用液力机械传动，而矿用超重型自卸汽车往往采用电力传动。
4）按卸货方式分类：后倾式；侧倾式；三面倾卸式；底卸式；货箱升高后倾式等。
后倾式自卸车的车厢向后翻倾卸货。这类自卸汽车应用广泛。
侧倾式自卸汽车的车厢向左或向右翻倾卸货。这种自卸汽车适用于道路狭窄、卸货方向交换困难的地方。其结构较后倾式自卸汽车复杂，造价高，运载量少，生产效率低，使用较少。也有单侧倾斜的自卸汽车，其车厢只能向某一侧翻倾。这种自卸汽车驶入货场的方向和卸货的位置均受到限制，因此很少采用。
三面倾卸式自卸汽车的车厢可以向左右两侧和向后三个方向翻倾卸货。这种自卸汽车虽有三个方向卸货的优点，但其结构较后倾式自卸汽车更复杂，整备质量增大，装载质量减少，造价高，汽车运输发达国家使用量逐渐减少。
底卸式用于少数特殊场合。
货箱升高后倾式适用于货物堆集、变换货位和往高处卸货的场合。
5）按倾卸机构分类：直推式自卸车；杠杆举升式自卸车。
直推式又可细分为单缸式、双缸式、多级式等。杠杆式又可细分为杠杆前置式、杠杆后置式、杠杆中置式等。
6）按车厢结构分类：按栏板结构分一面开启式、三面开启式、与无后栏板式(簸箕式)；按底板横断面形状分矩形式、船底式、弧底式。
1.3 常见自卸汽车的分类举例
常见自卸汽车的分类举例如下：
1）东风双桥密封自卸车。是东风双桥自卸加装密封盖后的延伸车型。密封盖展翼式开闭，在驾驶室内电动液压控制，操作简单方便，密封严格，是运输矿产、沙石、垃圾等物料的首选车型。
2）东风3055自卸车。平头带卧驾驶室，广西玉林135马力柴油发动机，3t 级前桥，8t级后桥。此车是应市场需求2006年研发上市的新车型，媲美东风五吨车的承载配置，实惠的价格及运营费用，造就极高的性价比，是中小城镇建设主力军。
3）东风五吨自卸车。尖头单排驾驶室，玉柴143马力欧二排放发动机，直通加厚大梁，8t级后桥，为东风五吨这种老款车型注入了新的活力。
4）东风工程车。平头带卧驾驶室，康明斯160马力环保柴油发动机，加强大梁，9t级后桥，中吨位自卸车的代表车型之一。
5）东风双桥自卸车。平头带卧的驾驶室，康明斯210/230马力的环保发动机，双10t级贯通后桥，中置前推液压顶，此车是最畅销的中大吨位自卸车。
1.4 自卸汽车的举升机构
1) 直推式倾斜机构（液压举升缸直接作用于车厢底架上）
2）连杆式倾斜机构（液压举升缸通过连杆机构作用于车厢底架上能以较小的液压缸行程实现车厢的倾翻）
图1-1 液压举升缸直接作用于车厢底架上图1-2 液压举升缸通过连杆机构
作用于车厢底架上
1.5 自卸汽车的结构特点
普通自卸车一般是在载货汽车二类底盘(当载货汽车拆除货厢后便称为二类底盘)的基础上，经变型设计而成。通常由底盘、动力传动装置、液压倾卸机构、副车架以及专用货箱等主要部分组成。总质量小于19t的普通自卸车，一般采用
FR4×2式二类底盘，即发动机前置后轴驱动的布置形式。总质量超过19t的自卸车多采用6×4或6×2的驱动形式。
举升机构的动力传动装置一般从变速器总成的顶部或侧面安装取力器输出动力。取力器直接带动油泵或通过传动轴带动油泵，从而产生液压驱动力。
1.6 小结
在进入自卸汽车液压缸结构及液压系统设计正题前，了解一下与之密切相关的自卸汽车的作用、分类、结构及其特点对以后的设计是有益的。自卸汽车的介绍为液压缸及液压系统的设计奠定了基础。
2 液压系统设计
2.1 液压概述
2.1.1 液压技术的发展
液压技术源于古老的水力学，它的发展是与流体力学的研究成果、工程材料、液压介质等相关学科的发展紧密联系的。液压技术的迅速发展是在20世纪中叶前后。目前已成为比较成熟的基础学科。
随着近50年来的科学技术的进步与发展，液压技术已成为包括传动、控制和检测在内，对现代机械装备的技术进步有重要影响的基础技术和基础学科；随着近20年来的电子技术、计算机技术和信息技术的迅速发展，液压技术不仅是一种传动方式，更多地是作为一种控制手段，作为连接微电子技术和大功率控制对象之间的桥梁，成为现代控制工程中重要的、不可缺少的环节和手段。因而采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业化水平的重要标志，世界上各先进国家都对液压技术的发展给予了高度重视。
当前液压技术向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、高可靠性、高集成化方向发展并取得重大进展，同时在完善比例控制、伺服控制、数字控制和机电一体化方向也取得了许多重大成果。新材料和新介质方向的研究也为液压技术的发展和完善提供了新的动力。
2.1.2 液压传动
1）液压传动概述
传动的含义是能量（动力）形式的转换、传递和控制。液压传动是以密闭在管路中的受压液体（主要形式为液压油）为工作介质，进行能量的转换、传递、分配和控制的技术，称之液压传动或液压技术。在这种传动方式中，由于能量形式的转换和动力传递是依靠密闭管中受压液体容积变化完成的，又称之容积式液压传动或静压传动。
2）液压系统的组成部分及作用
由若干液压元件和管路组成以完成一定动作的整体称液压系统。如果液压系统中含有伺服控制元件（如伺服阀和伺服变量泵）则称液压伺服（控制）系统。如果不使用或明确说明使用了伺服控制元件，则称液压传动系统。液压系统功能不一、形式各异，无论是简单的液压千斤顶，还是其他的复杂的液压系统，都包括如下部分（见图2-1）。
图2-1 液压系统的能量转换及构成元件示意图
（1）动力元件
动力元件又称液压泵，其作用是利用密封的容积变化，将原动机(如内燃机，电动机)的输入机械能转变为工作液体的压力能（即液压能），是液压系统的能源(动力)装置。
（2）执行元件
将液压能转换为机械能的装置称为执行元件。它是与液压泵作用相反的能量转换装置，是液压缸和液压马达的总称。前者是将液压能转成往复直线运动的执行元件，它输出力和速度;后者是将液压能转换成连续旋转运动的执行元件，它输出扭矩和转速。摆动液压马达（习惯称摆动液压缸）不可连续回转，只能往复摆动（摆动角小于
360）。
（3）控制元件
液压系统中控制液体压力、流量和流动方向的元件，总称为控制元件，通常称为液压控制阀，简称液压阀，控制阀或阀。
（4）辅助元件
辅助元件包括油箱、管道、管接头、滤油器、蓄能器、加热器、冷却器等。它们虽然称为辅助元件，但在液压系统中是必不可少的。它们的功能是多方面的，各不相同。
（5）工作介质
液压系统中工作介质为液体，通常是液压油，它是能量的载体，也是液压传动系统最本质的组成部分。液压系统没有工作介质也就不能构成液压传动系统，其重要性不言而喻。
2.2 自卸汽车液压系统设计
2.2.1 液压缸概述
自卸汽车是依靠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的一种重要专用汽车。根据自卸汽车的这一特点，自卸汽车的液压缸可以设计成单活塞杆单作用式的。
前端盖为法兰的焊接型液压缸如图2-1所示，这也是工程机械上常用的液压缸，可以作为自卸汽车液压缸结构设计的参考图。图2-2的液压缸额定工作较高，可达25MPa。
1—缸底；2—缸筒；3—活塞；4、5、6、10—密封圈；7—活塞
杆；8—导向套；9—前端盖（法兰）；11—活塞铰连组件。
图2-2 焊接型液压缸
2.2.2液压系统原理图
1）液压缸控制回路
液压回路能量转换图
2）液压回路选择（图2-3）
调速回路：系统分析采用节流调速，循环形式为开式。
方向控制回路：本设计采用手控三位三通换向阀对油路进行方向控制。
节流调速系统中，通常由定量泵供油，用溢流阀调节所需的压力，并保持恒定。
油泵输出的油液在换向阀内部卸荷，本设计用三位三通换向阀的中位进行卸荷。
（a）换向阀换向回路图（b）溢流阀限压回路
（c）换向阀中位置卸荷
图2-3 液压回路
2.2.3 液压系统图
利用液压缸实现车厢的举升、中停、下降过程三过程液压系统图如下各图所示。各构件的名称为：1-单活塞杆液压缸，2-节流阀，3-手动换向阀，4-油箱，
5-溢流阀，6-液压泵，7-单向阀，8-过滤器
1）举升时（图2-4）
换向阀3处于举升位置，油泵将高压油通过单向阀7进入油缸下腔，推动活塞上升通过三角臂机构使车厢后翻，直到活塞上的限位阀打开，油泵输出的压力油流回油箱，停止举升，溢流阀可用来调节系统最大压力。
2）中停时（图2-5）
换向阀处于中停位置，油泵输出的油液在换向阀内部卸荷，无压力，油缸内油液无压力，不能举升油缸，同时油缸内油液已封闭，所以自卸车处于中停，车厢静止状态。
3）下降时（图2-6）
换向阀处于下降位置，油缸下腔油路与油箱相通，车厢在自重下，活塞下移。油缸下腔油液经节流阀2留回油箱，下降速度可用节流阀调节，这个过程中可以让油泵停止转动。
图2-4 举升时自卸汽车举升机构液压系统图图2-5 中停时自卸汽车举升机构液压系
统图
图2-6 下降时自卸汽车举升机构液压系统图
2.3 小结
本章确定了自卸汽车液压系统，对液压缸结构设计也有重要的作用，是本次设计的重要环节。液压系统设计的关键就是确定各个回路，从而实现液压系统的功能。在该液压系统中通过手动换向阀实现液压缸的三个工作位置，使自卸汽车顺利完成工作任务。
3 液压缸结构设计
3.1 液压缸结构设计的依据、原则和步骤
3.1.1 设计的依据
液压缸与机器及机器上的机构直接相联系，对于不同的机构，液压缸的具体用途和工作性能也不同，因此设计之前，要进行全面地分析和研究，收集必要的原始资料并加以整理作为设计的依据。
1) 了解和掌握液压缸在机器上的用途和工作要求
满足机构的动作要求和用途是设计液压缸的主要目的。比如，液压翻斗自卸汽车的液压缸的作用是将翻斗（车厢）举升成倾斜状态，使所载的物料自动卸掉，其回程可在翻斗（车厢）的重力作用下而完成。这种情况下的液压缸可设计成单（活塞）杆单作用液压缸，也可设计成柱塞缸。再如汽车起重机的吊臂液压缸，为适应不同的起吊高度要求和工作场地的转换，其吊臂液压缸必须采用伸缩式多级液压缸，具体结构形式可以是单作用的柱塞式多级液压缸，或活塞式多缩液压缸，或末级活塞式的多级液压缸。
2) 了解液压缸工作环境条件
工作环境条件不同，液压缸的结构和设计参数也不尽相同。比如用于采煤工作面液压支架上的立（支）柱缸，工作条件恶劣，粉尘大，支护（工作）压力变化大（负载变化大），要求立（支）柱缸绝对安全可靠，不允许有泄漏。针对这种工作条件，设计时要考虑防尘措施；缸体和柱塞的强度和稳定性要绝对可靠，安全系数就要取大些，密封性能要好。象精密外（内）圆磨床用的液压缸，工作环境比较清洁，负载稳定并且较小，结构和设计参数就应当适应它的工作条件。
3) 了解外部负载情况
主要指外部负载的质量、几何形状、空间体积大小、运动轨迹、摩擦阻力及连接部位的连接形式等。例如液压翻斗自卸汽车，液压缸的外负载是翻斗（车厢）和所装的货物，翻斗（车厢）上升倾斜时，液压缸的轴线发生摆动，这就要求活塞杆头部与翻斗（车厢）的连接采用耳环式或销轴式，液压缸底座与车身的安装形式也要采用耳环式或耳轴式。
4) 了解液压缸运动形态及安装约束条件
包括了解液压缸的最大行程、运动速度或时间、安装空间所允许的外形尺寸及液压缸的运动形式，例如液压缸轴线固定或摆动，作往复直线运动或往复摆动，连
续运动还是间歇周期运动，缸体运动或活塞杆运动。以作用力为主要要求的液压缸与以运动速度或时间为主要要求的液压缸，设计考虑的出发点也是不同的。
5) 了解液压系统的情况
液压缸的设计是液压系统设计的一部分。设计已知液压系统的液压缸，应了解液压泵的工作压力和流量大小，管路的通径和布置情况，各种液压阀的安装和控制情况等。
6) 了解有关国家标准、技术规定和其它参考资料。借鉴已有的液压缸的设计是十分必要的。
3.1.2 设计的一般原则
液压缸设计时应注意如下问题。
1) 保证液压缸的输出力推力、拉力(或转矩)、行程和往返运动速度满足要求。液压缸的工作压力（输出力的折算值）以液压泵的额定工作压力的%
70为宜。
2) 保证液压缸的每个零件有足够的强度、刚度和耐用性（寿命）。
3) 在保证上述两个条件的前提下，尽量减小液压缸的外形尺寸和重(质)量。一般说来，在外负载一定的条件下，提高液压缸的额定工作压力可减小液压缸的外形尺寸。
4) 在保证液压缸性能的前提下，尽量减少零件数量，简化结构。
5) 尽量避免液压缸承受横（侧）向负载和偏心负载，活塞杆工作时最好受拉力，以免产生纵向弯曲而引发稳定问题。
6) 液压缸的安装形式、活塞杆头部与外负载的连接形式要合理，尽量减小活塞杆伸出后的有效安装长度，避免产生“憋劲”现象，增加液压缸的稳定性。
7) 密封部位的设计和密封件的选用要合理，保证性能可靠、泄漏量少、摩擦力小、寿命长、更换方便。密封部位的设计是保证液压缸性能的重要一环，对所选用的密封件，应使其压缩量和压缩率在合理范围内。
8) 根据液压缸的工作条件和具体情况设置适当的排气、缓冲和防尘措施。在工作条件恶劣的情况下应考虑活塞杆的防护措施。
9) 各种零件的结构形式和尺寸设计，应尽量采用标准形式和规范系列尺寸，尽量选用标准件。
10) 液压缸应做到成本低、制造容易、维修方便。
3.1.3 设计的一般步骤
不同类型、用途和结构的液压缸，设计内容是不同的。由于液压缸各参数之间往往具有内在联系，所以液压缸的设计没有硬性规定或统一的格式。一般情况下，应根据已确定的工作条件和掌握的设计资料，灵活地选择设计程序和步骤，反复推敲和计算，直到获得满意的设计结果。一般设计工作可参考下列步骤进行。
1） 根据设计依据和负载机构的动作要求，初步确定设计方案：缸体结构形式、安装方式、连接方式等。
2） 在以输出力为主的液压缸设计中，根据负载F 和选定的额定（工作）压力n p ，确定缸筒内径（即活塞外径）D 和活塞杆直径d 。比较方便的方法是根据液压计算的相关图表或液压缸性能参数表，由选定的额定（工作）压力或负载确定D 和d 。D 和d 应符合系列尺寸之规定，两者是液压缸设计的基本参数。
3） 选择缸筒材料，计算缸筒厚度或外径。缸筒外径要符合系列尺寸之规定。缸筒通常选择冷拨或热轧无缝钢管，以节省加工费用，特殊要求时选用锻件或铸件。有焊接要求时，选用焊接性能较好的35号钢或ZG35。无焊接要求时通常可选用45号钢，有特殊要求的，可选用合金钢。
4） 选择缸底和缸盖的结构形式，计算缸底厚度、缸筒与缸盖的连接强度；确定具体安装型式及结构尺寸；确定缸筒上油口的位置、尺寸和连接形式。
5） 活塞组件设计，包括活塞的宽度B 、密封和支承形式、与活塞杆的连接方式；活塞杆与负载的连接形式和尺寸；根据负载F 校核活塞杆的强度。根据行程S 、活塞宽度B 等确定活塞的长度L 。对于活塞杆直径d 与液压缸行程S 之比小于1.0，即S ≥d 10时，应进行活塞杆纵向弯曲强度校核及液压缸稳定性校核。仅承受拉负载的液压缸可不作上述校核。
6） 必要时设计缓冲和排气装置。当液压运动速度较高m/min)12(>u 或运动部质量较大时，为防止活塞在行程末端与缸盖或缸底发生机械碰撞而引起冲击或造成液压缸及被驱动件的损坏，必须设计缓冲装置。液压缸速度m/min 6
7） 审定全部设计资料及其他技术文件，对图纸进行修改和补充。
8） 绘制液压缸装配图和零件图，编制技术文件。
当根据选择的液压缸内径D 和活塞杆直径d 进行结构的设计和校核，液压缸设计的步骤也可简单划分为三个阶段：基本性能参数的计算、结构设计计算和设计文件的编制。
3.2 液压缸基本结构参数及相关标准
液压缸结构设计参数有：液压缸的液压力p 、液压缸的额定压力n P 、液压缸的内径（活塞外径）D ，缸筒外径1D 、活塞杆直径d 等。这些结构型式、尺寸参数
的选择或确定的依据是液压缸的负载力F 和运动速度u ，这些基本参数是设计或选用液压缸时必须知晓的。
在以输出力为主要要求的液压缸设计中，性能参数（或性能参数）计算的第一步是进行负载分析，选择适当的额定（设计）压力n p 和相匹配的液压缸内径D ，以满足负载要求；根据活塞杆伸出速度u 要求选择液压泵的供液流量Q ；根据速比要求确定活塞杆直径d ；再根据选择的液压缸内径D 和活塞杆直径d 进行结构的设计和校核。
3.2.1 液压缸的液压力分析和额定压力的选择
1）液压力分析
假定不计液压缸回液腔压力，液压缸的液压力有两种形式，一是作用在活塞上的液压力即推力；二是作用在活塞杆侧环形面积上的液压力即拉力。有些液压缸主要做功力为推力，如自卸汽车的液压缸，有些则是以拉力为主要做功力，如皮带机液压张紧装置的张紧液压缸。单活塞杆单作用液压缸作伸出运动时的一般模型如图3-1所示。
图3-1 单活塞杆单作用液压缸伸出运动模型
液压力计算式如下： 421111D p A p F π?=?= （3-1）
式中 1F ——作用在活塞上的液压力（推力），N ；
p ——进液腔压力(产生推力时液压缸无杆腔进液）
，Pa ； 1A ——活塞(无杆腔面积），421D π=A ,2m ；
2A ——有杆腔面积(活塞杆侧环形面积），()
4222d D A -=π，2m ； D ——液压缸内径（活塞外径）
，m ； d ——活塞杆直径，m ；
由式（3-1）知，当1A 较大时，在负载相同的条件下，液压缸所需的额定压力较低；反之，则需要的额定压力较高。一些在重载荷下工作的液压机械，为减小液压装置的重量和体积，都趋向于采用高压或超高压，但过高的工作压力就要对液压缸强度、刚度、密封的可靠性及液压泵的品质提出更高的要求，反而提高了制造成本。国内外对液压缸的综合经济性研究表明，以优质碳素钢制造的液压缸最佳工作压力为MPa )30~20(。综合经济性包括液压缸重量与工作压力的关系，液压缸制造成本与工作压力的关系。
由于液压缸设计是液压系统的一部分，液压缸的综合经济性并不能保证整机的经济性。另外，在一定的外负荷条件下，工作压力较低则液压缸的直径较大，工作时有较多的油液通过，易于精确地控制流量，以获得平稳的低速运动。
2） 额定压力n p
n p 也称公称压力，是液压缸能以长期工作的压力。国家标准1987
GB7938-（等效1975IS O3322-）规定了液压缸的公称压力系列，见表3-1所列。液压缸的实际工作压力p 决定于负载，一般以n )7.0~6.0(p p =为宜。
选择液压缸的工作压力可以采用类比的方法，参照其他同类机械设备的工作压力，并按实际情况加以适当调整，可参看表3-2和表3-3。 表3-1 液压缸的公称压力
n p (GB7938-1987) a n MP p /
1.0 1.6
2.5 4.0 6.3
10.0 16.0 25.0 31.5 40.0
表3-2 各类液压设备常用的设计压力MPa /
主机类型
设计压力 机
床 精加机床如磨床）
0.8~2 半精加机床如组合机床） 3~5 龙门刨床
2~8 拉床
8~10 农业机械、小型工程机械、工程机械辅助机构
10~16 液压机、大中型挖掘机、中型机械、起重运输机械 20~32
表3-3 根据负载选择压力MPa /
负载/KN
<5 5~10 10~20 20~30 30~50 ≥50 设计压
力/MPa <0.8~1 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 ≥50
由已知推举力为2t 得，
同时由于自卸汽车属于小型工程机械，故由表3-2知液压缸的工作压力在10~16MPa 间选取。由表3-1查得液压缸的公称压力a n MP p 16=。
3.2.2 液压缸内径D 和外径1D
1) 缸筒内径（缸径）D
对于推力负载的液压缸，可根据下式计算缸筒内径并把它圆整到规定的系列尺寸：
（3-2）
d m t ηηηην??= （3-3）
式中 D ——缸筒内径，m ；
L F ——推力负载（取最大负载值），N ；
p ——供液压力（回液压力为大气压），Pa ；
t η——液压缸总效率；
m η——机械效率（初算时可取95.0~9.0m =η）；
KN
mg F L 6.198.91023=??==t L p F D ηπ4=
νη——密封效率（活塞密封为弹性材料可取1=v η）；
d η—— 回油效率（排油直接回油箱可取1=d η）。
将 95.0=m η，1=v η，1=d η代入式 （3-2）得95.0=t η （3-4） 将KN F L 6.19= ,a n MP p 16=，95.0=t η 代入式（3-4）得
40.519mm D ≥
由表3-4所列，缸筒内径D 即活塞直径（名义尺寸相同，公差不同），国家标
准GB/T2348-1993（等效于ISO3320-1987）规定了液压缸内径（缸径）尺寸系列。
表3-4 液压缸内径系列GB/T2348-1993/mm
8 10 12 16 20 25 32 40 50 63
80 （90） 100 110 125 140 160 （180） 200 （220） 250 280 320 360 400 450 500
注释 括号尺寸为非优选系列
综上可知缸筒内径mm D 50=。
2） 缸筒外径1D 根据额定工作压力n p 及液压缸内径mm D 50=选择mm D 601= 所以，mm D D 52)5060(2)(1=-=-=δ
3.2.3 活塞杆外径（杆径）d
国家标准GB/T2348-1993（等效于ISO3320-1987）规定了液压缸活塞杆外径（杆径）尺寸系列，见表3-5所列。
表3-5 液压缸活塞杆（杆径）系列1993)/mm (GB/T2348-
4
5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 60 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200
220 250 280 320 360
由前面叙述可以看出，除额定压力n p 与活塞外径D 外，液压缸基本参数还有一个即活塞杆直径d 。d 的取值总是与活塞外径D 的取值相联系。这种联系可用液压缸速度比来表示。液压缸速比可用活塞（杆）退回速度2u （有杆）腔供液与活塞（杆）伸出速度1u （无杆）腔供液表示为
t
n L p F D ηπ4≥
得，
（3-5）
速比?是在设计时要确定的参数之一。而?的取值与工作压力相关，一般来说，工作压力小时可取较小的?值，工作压力高时可取较大的?值，可参照表3-6确定之。 表3-6 液压缸速比与工作压力的关系
工作压力/MPa
<10 12.5~20 >20 速比? 1.33 1.46,2 2
由于a n MP p 16=，故取46.1=?。
确定速度比的主要目的是为了计算活塞杆的直径及考虑液压缸是否要设计缓冲装置。速度比不宜过大，过大时，虽然活塞杆直径也较大，有利于稳定性，但导致活塞杆侧环形面积变小而引起压力升高（拉力）时，同时也导致（回液）时速度升高，容易产生较大的背压或引起压力冲击（无缓冲装置）时。反之，速度比过小时，则导致活塞杆较细，对稳定性不利。液压缸速度比的取值应符合国家标准1993GB/T2348-（等效于19870ISO332-之规定）；根据式（3-5）和国家标准之规定计算的活塞杆直径d 与液压缸内径D 的关系如表3-7所列；在设计时，表3-7中d 的计算值应圆整到国家标准1993GB/T2348-（等效于19870ISO332-规定）的活塞杆直径尺寸系列值。 表3-7 根据速度比计算的d 与D 的关系
速度比值? 1.06 1.12 1.25 1.33 1.46 1.61 2 2.5 活塞杆直径d 0.24D 0.36D 0.45D 0.5D 0.56D 0.62D 0.7D 0.77D
由46.1=? 查上表得，mm D d 285056.056.0=?==，最后查国家标准 1993GB/T2348-定出mm d 28=。
活塞杆有实心式（整体式）和空心式（分体焊接式）两种情况，一般情况下应采用实心式。空心式常用于特殊要求的情况下（如伺服液压缸中的活塞杆内必须装有传感器）。为节约材料，有些文献是推荐55mm d >或70mm d >时采用空心结构，)1(//222
2
11212
>-====??d D D A A A Q A Q u u ?
11-=D d
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)
基于ADAMS的自卸车举升机构的仿真优化 自卸车是装有由本车发动机驱动的液压举升机构，能将车厢卸下，或将车厢倾斜一定角度卸货，并靠自重使车厢自行回位的专用汽车。随着生产力的发展，货物运输合理化和装卸机构机械化的要求，自卸车得到了很快的发展，并且日趋完善。 举升机构是自卸车的核心机构，它直接关系到自卸车的整车及举升性能。根据用户的特殊要求，举升机构有不同的结构形式和性能指标。对于举升机构的设计，最早的方法是类比作图试凑法，但这种方法盲目性大，需多次作图试凑，工作量大，而且设计精度较差。随着计算机技术的飞速发展，解析法和矩阵变换算法相继产生，但是它们都得进行繁琐的计算和编程。近些年发展起来的虚拟样机技术，融合了现代信息技术、先进仿真技术和先进制造技术，利用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估，能大大缩短产品开发周期，降低产品开发成本，改进产品设计质量，全面提高面向客户与市场需求的能力。 以虚拟设计思想、复杂运动学和动力学基本理论方法以及拓扑技术为 基础，计算机数字虚拟环境下进行的多体系统运动学和动力学的仿真分 析，已经得到许多虚拟样机分析软件的强力支持。目前在这一领域，使 用最多的产品是美国MSC公司在多体系统领域的标志产品 MSC.ADAMS。本文利用ADAMS对马勒里举升臂式(油缸前推连杆组合 式)机构进行了优化设计。首先利用ADAMS/View模块建立了举升机构 简化物理模型，然后对该物理模型进行了仿真，最后使用ADAMS/Insight 模块以液压油缸最大推力最小为优化目标，对机构中部分铰接点位置进 行了优化计算。优化后液压缸的最大推力比优化前有了很大幅度的降低， 这对提高举升机构的性能有着重要作用。 举升机构的建模与仿真 1.物理模型的简化 建立自卸车举升机构物理模型前，必须先对举升机构进行合理的简化。 从汽车动力学的角度出发，对所建模型做如下简化和假设：举升机构为 一多刚体系统，每个刚体在各个方向的惯性力均为零；由于某些铰链在 一些方向的力的约束真值比较小，对整车动力学的影响可以忽略不计， 假设其为零；外形几何尺寸只需满足可视化效果，对仿真没有实质影响， 因此建模时只需给定一固定值即可。简化后的举升机构物理模型如图1 所示。 2.举升机构的建模 仿真模型的建立，首先需要确定设计点的坐标。设计点是各零件之间 连接处的关键几何定位点，确定设计点就是在系统坐标系中给出零件之间连接点的几何位置。模型设计点的空间位置坐标和相互关系是建立仿真模型的关键，该举升机构设计点的坐标值如表1所示，举升质量为20000kg。 基于前面举升机构物理模型的简化，根据表1提供的设计点的坐标参数值，在ADAMS/View模块中建立
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
摘要 双柱式举升机是一种汽车修理和保养单位常用的举升设备,广泛用于轿车等小型车的维修和保养。它是一种把整车装备重量不大于3吨的各种轿车、面包车、工具车等举升到一定高度内供汽车维修和安全检查作业的保修设备。 本课题探讨的是适用于社区汽车维修服务的一种新型汽车维修平台。这种汽车维修平台是适用四轮汽车维修使用的一种现代液压技术专用产品. 双柱型汽车维修液压同步升降平台作为一种液压技术新产品开发设计研究 ,是利用现代液压技术和计算机控制技术来改善日益兴旺发达的汽车维修产业界劳动者的工作条件,降低劳动强度和维修成本, 提高汽车维修保养整体服务质量。 关键词升举机液压执行元件起重链槽轮钢丝绳
目录 摘要 (1) 第1章总体设计 (2) 1升举机的概述 (2) 2技术特点 (2) 第2章液压系统的传动计算 (3) 1 液压系统的设计步骤与设计要求 (3) 2 载荷的组成和计算 (4) 3 初选系统工作压力 (6) 4 计算液压缸的主要结构尺寸 (6) 5 绘制液压系统工况图 (9) 第3章制定基本方案和绘制液压系统图 (11) 1 制定基本方案 (11) 2 绘制液压系统图 (11) 第4章液压元件的选择与专用件设计 (14) 1 液压泵的选择 (14) 2 液压阀的选择 (15) 3 管道尺寸的确定 (15) 4 液压缸主要零件的结构、材料及技术要求 (15) 5 液压缸结构参数的计算 (18) 6 液压缸的连接计算 (19) 7 活塞杆稳定性验算及强度校核 (21) 第5章 UP液压动力包与液压油的选择 (22) 1 UP液压动力包 (23) 2 液压油的选择 (27) 第6章钢丝绳的选择计算 (28) 1 钢丝绳的计算 (28) 2 钢丝绳的选择 (28) 第7章滑轮的选择和计算 (29) 1 滑轮结构和材料 (29) 2 滑轮技术条件 (29) 第8章总结 (31) 谢辞 (32) 参考文献 (33)
目录 第一章绪论 (1) 1.1 课题的选定及目的 (2) 1.2 国内外自卸汽车及其技术的发展概况 (3) 一、国外发展概况 (3) 二、国内发展概况 (3) 1.3 课题研究的主要内容及基本工作思路 (5) 一、主要内容 (5) 二、本课题基本工作思路 (7) 第二章自卸车液压举升机构的总体设计方案 (8) 2.1 自卸汽车主要尺寸和有关参数的确定 (8) 一、东风小霸王轻型自卸汽车参数 (8) 二、主要尺寸参数的确定 (9) 三、质量参数的确定 (9) 四、最大举升角的确定 (10) 五、车厢举升与下降时间 (11) 六、车厢的布置 (12) 七、底盘的选用 (12) 2.2 自卸车总体结构概述 (13) 一、自卸汽车的结构型式 (13) 二、自卸汽车举升机构特性比较 (15) 2.3 总体设计方案选择 (16) 第三章自卸汽车液压举升系统的设计 (17) 3.1 直接推动式举升机构的具体设计 (17) 一、工作原理 (17) 二、参数设计 (18) 三、小结 (26) 3.2油泵的选取 (27) 一、概述 (27)
二、泵的技术参数 (28) 3.3 液压阀元件的选取 (29) 一、单向阀的选取 (29) 二、压力控制阀选取 (30) 三、平衡阀选取 (30) 3.4 举升系统管路设计 (30) 3.5 举升系统的总体设计 (30) 3.6 设计方案 (31) 3.7液压举升系统 (32) 一、自卸汽车二位二通液压举升系统设计改进 (32) 二、自卸汽车三位四通液压举升系统设计改进 (37) 三、举升机构液压锁紧、平衡回路 (38) 3.8报警装置 (40) 一、零部件 (40) 二、安装方法 (40) 第四章自卸汽车液压举升系统的优化设计 (41) 4.1 优化设计的选择 (41) 4.2 优化函数及目标函数 (41) 4.3 优化软件程序 (42) 4.4 优化结果 (42) 4.5 本章小结 (42) 参考文献 (42) 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
钢拱架举升机构设计 目前隧道施工每一循环都有一些人工无法完成，而需要装载机、挖掘机来施做，但时间又很短的工序，如拱架的顶升、开挖台车的前进或后退、仰拱模板的移动等等。特别是开挖钻爆平台，钢拱架需要装载机举升到平台上，钢拱架只有800KG左右，这样浪费时间和浪费资源，所以考虑采用其它机械机构来提升或举升钢拱架，来节约时间，现就考虑的方案进行论证和说明如下。 现在考虑利用液压油缸作为推力，采用机械杠杆原理实现举升功能。 根据汽车维修升降机原理设计简单的升降机，如图。两边立柱里面采用液压油缸作为动力顶升一个动滑轮，使用3个定滑轮使钢丝绳在提升端4陪速度和长度上升，即油缸行程伸出1.5米，提升端应该可以上升6米，满足现场施工高度需要。油缸选择行程1.5米，最大受力按照2T考虑，即顶升力20KN。 开挖平台高度4.9米，设计举升立柱高度5.5米。托架高度离地
面300mm，实际托架起升高度4.7米。两边提升机构主立柱采用8#角钢，3根高度5.5.米，周边采用5个的钢板。 按照设计起升重量2T考虑，选择钢丝绳规格为Φ8，从表中查出Φ8最小破断拉力为33.4KN（3.34T），2跟钢丝绳总的最小破断力就为6.68T，安全系数达到3.34。钢丝绳2根每根长度15米左右（根据实际现场安装确定）。 下横梁选择20#工字钢1根，长度5.3米，托架选用18#工字钢进行加工2根，高度0.8米，托架翻转油缸采用行程35cm的双向油缸。 滑动横梁的立柱采用12#槽钢2根，高度5米。 滑轮选择40#滑轮，相当于每个滑轮必承重为400KG，考虑安全系数应按2陪选择。 液压系统图如下。液压系统单独设在平台方便的地方，用油管连接到2个油缸。
分类号编号 烟台大学 毕业论文（设计） T式自卸汽车举升机构设计 The design of T- type column hydraulic car lift 申请学位：工学学士学位 院系：机电汽车工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 姓名： 学号： 指导老师： 2014年6月1日 烟台大学 .
T式自卸汽车举升机构设计 姓名： 指导教师： 2014年6月1日 烟台大学
摘要 随着国民经济的增长，我国专用汽车市场进入了快速成长期。2005 年专用汽车生产企业已经有 628 家，专用汽车品种已经达到 4900 多个，2005 年专用汽车产量达70 万辆，占载货汽车总产量的 40%。作为专用汽车中一个分支的自卸汽车，陆续出现了多种多样的型式，其中最常见的是后倾式自卸汽车。 本文首先对自卸汽车国内外发展现状及设计内容作了相关的概述。接着，按照自卸车举升机构的设计过程，完成了对机构的选型、机构的受力分析也计算、液压回路系统的设计与运动仿真分析。 关键字：专用汽车，自卸汽车，举升机构，运动仿真
Abstract With the national economic growth, China's auto market has entered a special rapid gro wth. 2005 Special Purpose Vehicle manufacturers have been 628, Special Purpose Vehicle has reached more than 4900 varieties,2005 special vehicle production reached 700,000, Accounting f or 40% of total truck. As a Special Purpose Vehicle in a branch of the dump truck, has been found in a wide variety of types , of which the most common is Back ward curved dump truck. In this paper, firstly, I made a general about the auto unload vehicle design and itsdevelopment domestic and abroad. Then, according to the process of the design of lifting mechanism of dump truck, completed the analysis of mechanism selection, mechanism of stress analysis are also calculated, h ydraulic system design and motion simulation. Key words: Special Purpose Vehicle, Dump Truck, Lifting mechanism, motion simulation
机械式立体车库总体及升降机构设计 目录 前言.....................................................................................................................- 1 -第一章绪论.......................................................................................................- 2 -第1.1节机械式立体停车库发展概况. (2) 第1.2节立体停车库分类及优点 (3) 第1.3节机械式立体停车库市场前景分析 (4) 第二章现有的立体停车库.................................................................................- 5 -第2.1节立体车库的形式的确定 . (5) 第2.2节升降横移式立体停车库的原理 (7) 第2.3节升降横移式立体停车库的优越性 (9) 第2.4节研究升降横移式立体停车库的意义 (10) 第三章升降横移式立体停车库模型的结构设计 .......................................... - 11 -第3.1节概述 . (11) 第3.2节横移传动系统设计 (12) 第3.3节升降传动系统 (15) 第3.4节安全制动设计 (19) 第3.5节主框架部分 (20) 第四章立体车库电气控制系统设计 ........................................................... - 22 -
武汉理工大学毕业设计（论文） 加qq992148581购买全套cad图纸，3d建模，任务书，周记，翻译等小型客车维修用升举装置设计 学院（系）：机电学院 专业班级：机制1004班 学生姓名： 指导教师：
学位论文原创性声明 （黑体小二号） 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 （宋体小四号） 作者签名： 年月日 学位论文版权使用授权书 （黑体小二号） 本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于1、保密囗，在年解密后适用本授权书 2、不保密囗。 （请在以上相应方框内打“√”） （宋体小四号） 作者签名：年月日 导师签名：年月日 摘要
双柱式汽车举升机是一种汽车维修和保养单位常用的举升设备，广泛硬用于轿车等小型车的维修和保养。目前，全国生产汽车举升机的厂家较多，生产的举升机的形式也比较繁多，有双柱式举升机、四柱式举升机、剪式举升机、组合动动式汽车举升机。 本文较全面地介绍了举升机的分类，在确定了所要设计的举升机的方案之后，即针对举升机的结构及其特点要求进行了设计与说明，同时对举升机设计过程中所涉及到的工艺性问题进行补充说明。然后分析了液压式双柱汽车举升机主立柱的截面特性，并对主立柱的强刚度和托臂的强度进行了校核验算。对液压缸活塞杆强度以及受压杆的稳定性也进行了验算，以保证所设计的举升机满足使用的要求。 本课题所设计的式液压驱动式的普通式双柱汽车举升机。它的特点是：（1）性能可靠，低能耗，操作方便；（2）无横梁，结构简单；(3)非对称托臂可伸缩,保证了安全性；(4)托脚的最低位置低,使得车辆的底盘可以比较低,对各种车辆的使用性扩大了；(5)与螺杆式举升机相比,使用的寿命较长；(6)价格低廉,拥有的市场份额大。 关键词：双柱举升机，结构特点，机械结构设计，液压驱动 ABSTRACT
摘要 自卸汽车是运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目，并依托货箱自重使其复位。因而，液压举升机构是自卸汽车重要工作系统之一，其构造形式、性能好坏直接影响自卸汽车使用性能和安全性能。本论文一方面对自卸式汽车进行了阐明，同步依照设计需要对液压系统进行了简要阐述，并设计液压举升机构及液压系统。液压缸是一种配备灵活、设计制造比较容易而应用广泛液压执行元件。尽管液压缸有系列化原则产品和专用系列产品,但由于顾客对液压机械功能规定千差万别,因而非原则液压元件设计是不可避免。本次毕业设计重要内容集中于自卸汽车液压缸机械构造和液压系统设计，简介了自卸汽车整个工作原理以及举升机构工作原理，按照设计普通原则和环节对液压缸机械构造和液压系统进行了详细设计计算，并对其附属部件也进行了适当选取。最后得到一整套符合规定汽车自卸系统。 核心词：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 自卸汽车作用 (1) 1.2 自卸汽车分类 (1) 1.3 常用自卸汽车分类举例 (2) 1.4 自卸汽车举升机构 (3) 1.5 自卸汽车构造特点 (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 液压缸构造设计 (10) 3.1 液压缸构造设计根据、原则和环节 (11) 3.1.1 设计根据 (11) 3.1.2 设计普通原则 (12) 3.1.3 设计普通环节 (12) 3.2 液压缸基本构造参数及有关原则 (13)
以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编 辑。 1 绪论 1.1 设计的主要目的 本课题主要完成的是一放线机升降结构设计，包括线圈夹紧.升降机构，实现线圈的夹紧.装卸操作。该放线机用于计算机通讯线缆或类似线缆的裁切的自动供料，以保证线缆切线长度。 1.2 设计的主要思路 设计研究的主要思路就是想把传统的螺旋式升降改为液压升降，这样就可以大大的节省人力物力，而且也能精准的完成机械的自由升降。以便更好的使用放线机。本人的想法是想用液压驱动不想用陈规的螺杆升降， 要解决这些问题必须解决升降系统和驱动系统，在常规的螺杆升降的前提下，要提升很大重量到指定高度是非常困难的，这样会大大的降低工作效率，所以选用液压升降会大大节省人力物力，还有就是因为刚卷质量非常大，单靠钢丝绳的拉力是远远不够的，想要正常的自由旋转就必须要有一个可靠的驱动系统，现在一般用的驱动系统都是电机驱动，因为它有许多优点，可以根据线卷的拉力大小来调节他的转速，还可以进行一般的正反转，还有就是在电机上安装一个变频器，可以无限调速，可以得到任何想要得转速。驱动装置则是用液压
驱动，它可以避免由于螺杆滑丝而引起的不必要的工程事故，而且力大可以迅速提升到指定高度。 1.3 设计的要求 1.夹紧只限于轴向，线绕度不受限制，夹紧力不致使线轴破坏。 2.驱动力可采取外驱动力。 3升降过程要求平稳.快捷。 4.放线时线圈外径悬空高度200mm—400mm。 5.线圈形状尺寸示于图1.1 图1.1 线卷的零件图 1.4 放线机发展情况综述 科学的发展越来越要求精确的技术，以此同时我们还不能以牺牲
效率为代价。现在线路的应用越来越多，相应各种线的切割，也越来越多，这就要求我们有一种设备既有很高的效率又能保证精度要求。所以我们来研究放线机有很好的经济很社会效益。 现阶段我国在各项技术中一直处于先进水平，在一些领域还保持着领先。一种应用于钢帘线及高精度、高性能金属线材生产的现代化关键设备——25模多功能智能化高速水箱拉丝机，由江苏泰隆机械集团研制成功，并于4月9日通过了科技成果鉴定。鉴定委员会认为，该设备的研制对推动我国高端金属线材制造技术的发展，扭转我国金属线材产量雄踞世界第一而装备技术却受制于发达国家的被动局面，具有重大现实意义。 这一技术成果的鉴定委员会主任由中科院院士吴宏鑫担任，来自中国航天科技集团、中国冶金设计院、南京航天航空大学、等国家高科技领域的科研院所及高校的权威专家组成鉴定小组。专家组在认真审定江苏泰隆机械集团提供的设计方案、技术资料和制造工序的基础上，参照了国际、国内重点用户的应用结论，一致认定，该项成果采用集成化、立体式传动结构和单侧主动式25道次拉拔技术，钢丝拉拔直线性能好，模具消耗低，拉丝效率高；单台设备集拉丝机、收线机、张力柜、配电柜等多种设备功能于一体，结构紧凑，大大节省了金属材料、装配工序和使用空间；以变频技术为依托，采用智能化技术实施动态性集中控制，来进行各种放线机的升降运动。 江苏泰隆机械集团几年前开始金属线材设备的开发研制，通过自主开发和引进消化，逐步形成从金属拉丝、高速层绕、重卷、外绕、放线、CO2气体保护焊丝及各类特种金属线材成套设备的开发与制造体系，不仅国内市场占有率达70％以上，而且出口10多个国家和地区。
目录 摘要 ..................................................................................................................................... Abstract. (Ⅱ) 第1章绪论 (3) 1.1 课题的提出 (3) 1.2 专用汽车设计特点 (5) 1.3课题的实际意义 (6) 1.4 国内外自卸汽车的发展概况 (7) 第2章轻型自卸车主要性能参数的选择 (10) 2.1整车尺寸参数的确定 (10) 2.2质量参数的确定 (10) 2.3其它性能参数 (12) 2.4本章小结 (13) 第3章自卸车车厢的结构与设计 (14) 3.1自卸汽车车厢的结构形式 (14) 3.1.1车厢的结构形式 (14) 3.1.2车厢选材 (15) 3.2车厢的设计规范及尺寸确定 (15) 3.2.1车厢尺寸设计 (15) 3.2.2车厢内框尺寸及车厢质量 (16) 3.3车厢板的锁启机构 (17) 3.4本章小结 (17) 第4章自卸举升机构的设计 (18) 4.1自卸举升机构的选择 (18) 4.1.1举升机构的类型 (18) 4.1.2自卸汽车倾卸机构性能比较 (21) 4.2举升机构运动与受力分析及参数选择 (23)
4.2.1机构运动分析 (25) 4.2.2举升机构受力分析与参数选择 (26) 4.3本章小结 (26) 第5章液压系统设计 (27) 5.1液压系统工作原理与结构特点 (27) 5.1.1工作原理 (27) 5.1.2液压系统结构布置 (28) 5.1.3液压分配阀 (28) 5.2油缸选型与计算 (29) 5.3油箱容积与油管内径计算 (30) 5.4取力器的设计 (31) 5.5本章小结 (35) 第6章副车架的设计 (36) 6.1副车架的截面形状及尺寸 (36) 6.2副车架前段形状及位置 (36) 6.2.1副车架的前端形状及安装位置 (36) 6.2.2 纵梁与横梁的连接设计 (38) 6.2.3 副车架与主车架的连接设计 (36) 6.3副车架主要尺寸参数设计计算 (37) 6.3.1副车架主要尺寸设计 (37) 6.3.2副车架的强度刚度弯曲适应性校核 (37) 6.4本章小结 (44) 结论 (45) 参考文献 (46) 致谢 (47)
(1)主机功能结构 该移动式举升机设置在汽车修配厂室内固定探度的车坑内，用型公共汽车维修时的举升。举升机采用两组同步液压缸驱动，其中一固定，另一组安装在可移动的活动小车上，以适应多种车型的车辆维修。机器具有结构简单、造价低廉、动作平稳可靠、适应性强等优点。 (2)液压系统及其工作原理 图6-22所示为移动式举升机的液压系统原理图。系统采用定量液压泵1供油，系统压力由先导式滋流阀2设定并由压力表4显示，系统卸荷由二位二通电磁换向阀3控制。两组液压缸15和16的运动方向分别由电磁换向阀5和6控制，采用分流集流阀9和10保证征组液压缸的同步;两组缸的分流集流阀前后各设有二级液控单向阀(缸15为液控单向阀7与液控单向阀11及12,缸16为液控单向阀8与液控单向阀13及14)，以确保液压泵停机或其他故障时液压缸不因泄漏而影响举升机的安全可靠性。侮组液压缸附近的两个按钮控制盒，用于控制缸的升降。 液压缸15和16的油路结构类同，故此处以缸15的升降为例，说明系统的动作顺序与原理如下。 ①举升按上升按钮，电机驱动液压泵1空载启动，延迟3s后电磁铁1YA通电使换向阀3切换至右位，液压泵1由卸荷转为升压。、同时，电磁铁2YA通电使换向阀5切换至左位，液压泵1的压力 油经阀5、阀7,阀9、阀11和阀12进人缸15的无杆腔，两个液压缸1乏上升。有杆腔经换向阀5向油箱排油。
②停位松开上升按钮，电磁铁1YA, 2YA断电使换向阀3和5复位，液压泵1卸荷，液压缸15停止并保持在既定位置;3min后电机自动停止。 ③下降按下降按钮.使电机驱动液压泵1启动，延迟3，后电磁铁1 YA,3YA通电使换向阀3切换至右位，换向阀5切换至右位，液压泵的压力油经阀5进人缸15的有杆腔，同时反向导通液控单向阀7和11及12，液压缸15下降，无杆腔的油液经阀11及12和阀9、阀7,阀5排回油箱。 ④停止松开下降按钮，各电磁铁均断电，液压缸15停止，电机驱动液压泵卸荷空载运转，3min后液压泵自动停机。 (3)技术特点与推广 ①举升机液压系统采用定量液压泵油源，设有卸荷回路，有利于减少能耗和系统发热。 ②两组同步液压缸采用分流集流阀控制同步，4本满足液压缸的同步要求;两级液控单向阀实现液压缸举升后的锁定，举升停位安全可靠。 ③该液压系统可供其他举升机械借鉴。 https://www.doczj.com/doc/0d7921098.html,/升降平台 文章来源：济南迅升升降机械有限公司
自卸车的结构及类别 自卸车结构 自卸车主要由液压倾卸机构、车厢、车架及其附件构成。其中液压倾卸机构和车厢结构各个厂家不尽相同，以下按车厢和举升机构的型式两个方面说明自卸车的结构。 1、车厢型式 车厢结机构型式按用途不同大概可分为：普通矩形车厢和矿用铲斗车厢。 普通矩形车厢用于散装货物运输。其后板装有自动开合机构，保证货物顺利卸出。普通矩形车厢板厚为：前板4-6mm，边板4-8mm，后板5-8mm，底板 6-12mm。 矿用铲斗车厢则适用于大石块等粒度较大货物的运输。考虑到货物的冲击和碰幢，矿用铲斗车厢的设计形状较复杂，用料较厚，而且有些车型在底板上焊接一些角钢，以增加车厢的刚度和抗冲击能力。 2、举升机构型式 举升机构是自卸车的核心，是判别自卸车优劣的首要指标。
举升机构的型式目前国内常见的有： a.F式三角架放大举升机构 b.T式三角架放大举升机构 c.双缸举升 d.前顶举升 e.双面侧翻 三角架放大式举升机构是目前国内使用最多的一种举升方式，适用载重量8-40吨，车厢长度4.4-6米。优点为结构成熟、举升平稳、造价低；缺点为车厢底板与主车架上平面的闭合高度较大。 双缸举升形式大多用在6X4自卸车上，是在第二桥前方两侧各安装一支多级缸（一般为3-4级），液压缸上支点直接作用在车厢底板上。双缸举升的优点为车厢底板与主车架上平面的闭合高度较小；缺点是液压系统很难保证两液压缸同步，举生平稳性较差，对车厢底板的整体刚度要求较高。 前顶举升方式结构简单、车厢底板与主车架上平面的闭合高度可以很小，整车稳定性好，液压系统压力较小，但前顶多级缸行程较大，造价很高。 双面侧翻液压缸受力较好，行程较小，可实现双面侧翻；但液压管路较复杂，举生翻车事故发生率较高。 自卸车选型 随着自卸汽车的发展和购买能力的提高，自卸车已经不是传统意义上的什么活都可以干的万能自卸车，从设计角度讲也是按不同的货物、不同工况、不同地区开发不同的产品。这就要求在购买车辆时要向厂家提供具体使用情况。 1、底盘 在选择底盘时，一般是按经济效益来考虑的，比如：底盘的价格、装载质量、超载能力、百公里油耗等。除此之外，用户还要考虑底盘的如下参数： a.底盘车架上平面离地高度。一般6x4底盘车架上平面离地高度为1050-1200mm。该数值越大整车重心越高，越容易造成翻车。影响该数值的因素主要是轮胎直径、悬挂的布置和主车架截面高度。
◆自卸车结构 自卸车主要由液压倾卸机构、车厢、车架及其附件构成。其中液压倾卸机构和车厢结构各个厂家不尽相同，以下按车厢和举升机构的型式两个方面说明自卸车的结构。 1、车厢型式 车厢结机构型式按用途不同大概可分为：普通矩形车厢和矿用铲斗车厢（下图）。 普通矩形车厢用于散装货物运输。其后板装有自动开合机构，保证货物顺利卸出。普通矩形车厢板厚为：前板4-6mm，边板4-8mm，后板5-8mm，底板6-12mm。 矿用铲斗车厢则适用于大石块等粒度较大货物的运输。考虑到货物的冲击和碰幢，矿用铲斗车厢的设计形状较复杂，用料较厚，而且有些车型在底板上焊接一些角钢，以增加车厢的刚度和抗冲击能力。 相关图片： 2、举升机构型式 举升机构是自卸车的核心，是判别自卸车优劣的首要指标。 举升机构的型式目前国内常见的有（下图）： F式三角架放大举升机构 T式三角架放大举升机构 双缸举升 前顶举升 双面侧翻 三角架放大式举升机构是目前国内使用最多的一种举升方式，适用载重量8-40吨，车厢长
度4.4-6米。优点为结构成熟、举升平稳、造价低；缺点为车厢底板与主车架上平面的闭合高度较大。 双缸举升形式大多用在6X4自卸车上，是在第二桥前方两侧各安装一支多级缸（一般为3-4级），液压缸上支点直接作用在车厢底板上。双缸举升的优点为车厢底板与主车架上平面的闭合高度较小；缺点是液压系统很难保证两液压缸同步，举生平稳性较差，对车厢底板的整体刚度要求较高。 前顶举升方式结构简单、车厢底板与主车架上平面的闭合高度可以很小，整车稳定性好，液压系统压力较小，但前顶多级缸行程较大，造价很高。 双面侧翻液压缸受力较好，行程较小，可实现双面侧翻；但液压管路较复杂，举生翻车事故发生率较高。
摘要 双铰接剪叉式举升机的设计是在原由的剪叉式升降台的基础上，运用现在的灵活性、安全性、经济性等指标；结构以能够满足灵活性要求较高的汽车维修需要为前提,通过不同型号和响应福建达到满足物流、汽车维修等性能要求。 通过对双铰接剪叉式举升机机构位置参数和动力参数的技术，结合具体实例，对机构中良种液压缸布置方式分析比较，并根据要求对液压传动系统个部分进行设计计算最终确定液压执行元件-液压缸，通过对叉杆的各项受力分析确定台板与叉杆的载荷要求，最终完成剪叉式液压升降台的设计要求。 关键词：举升机剪叉式液压
Abstract Double-hinged scissors lifts in the design of the previously scissors lifts on the basis of the present application flexibility, security, economic and other indicators, structural flexibility to meet higher requirements of vehicle maintenance the need for premise, and the response by different models to meet Fu jian logistics, vehicle maintenance, and other performance requirements. Through the double-hinged scissors lifts Position parameter and the dynamic parameters of technology, combined with specific examples, the agency improved in the hydraulic cylinder layout analysis and comparison, and in accordance with the requirements of part of a hydraulic system design and calculation of final Pressure implementation components - hydraulic cylinder, through analysis of the fork-defined plate and fork-load requirements, the final completion of scissors hydraulic lifts the design requirements. Key Words：Cage assembly Scissors forks are dyadic Hydraulic pressure
毕业设计 汽车举升机是现代汽车维修作业中必不可少的设备，它的主要作用就是为发动机、底盘、变速器等养护和维修提供方便。举升机的从上世纪20年代开始使用，发展至今经历了许多的变化改进，种类也比较多，一般有柱式、剪式，其驱动方式有链条传动，液压传动，气压传动等 我国汽车维修检测设备行业起步晚、起点低，整体上仍然相当落后。举升机制造企业生产规模小、经济技术力量薄弱、各自为政、缺乏专业分工和广泛合作；技术吸收、运用、开发、创新能力不强；抄袭、伪造现象和短期行为严重。汽车举升机可能是除厂房外的最重要的投资,因为它具有至关重要和不可替代的作用，直接影响到汽车维修业务的兴衰 随着汽车工业的迅速发展,汽车维修工业也迅速壮大。作为汽车维修用的必备之一的汽车举升机的制造业也如雨后春笋般的涌现。但符合国际标准的不多,中高档层次的举升机没有。 目前有JIG（）、汉麦克森、序达、元征、鳌福（大车、公交车、重型车辆为主）等。生产的举升机的形式也比较繁多，从立柱构造来分类，主要有单柱式举 升机、双柱式举升机、四柱式举升机、剪式举升机和地沟式举升机等。 我国汽车维修检测设备行业起步晚、起点低，整体上仍然相当落后。举升机制造企业生产规模小、经济技术力量薄弱、各自为政、缺乏专业分工和广泛合作；技术吸收、运用、开发、创新能力不强；抄袭、伪造现象和短期行为严重。汽车举升机可能是除厂房外的最重要的投资,因为它具有至关重要和不可替代的作用，直接影响到汽车维修业务的兴衰。 国外研究现状及发展趋势 汽车举升机在世界上已经有了80多年的历史。 一、单柱式举升机 单柱式举升机是将停放在地面上的轿车等交通工具举升到一定的高度进行维修的专用设备,是一种典型的用于汽车及工程车辆的局部举升，以便更换车轮轮胎或对车辆底盘进行各种维修作业的机具。单柱举升机操作容易、美观、不占用空间便能将重物方便省力的举起。具有省时省力的效果,不用时完全放置于地面，方便汽车倒车和放置物品,是汽车修理不可缺少的机具。单柱车辆举升机分可移动式的和固定式的两种型号。单柱移动式举升机适用于室外场地，单柱固定式举升机适用于室面积较为紧凑的场所。汽车举升机在世界上已经有了80多年的历史。1925年在美国生产的第一台汽车举升机,它是一种由气动控制的单柱举升机,如图1所示。由于当时采用的气压较低,因而缸体较大,同时采用皮革进行密封,因而压缩空气驱动时的弹跳严重且又不稳定。直到10年以后,即1935年这种单柱举升机才在美国以外的其它地方开始被采用。