轻型自卸车举升机构的优化设计

后推连杆组合式举升机构的设计摘要自卸车作为一种专用汽车，在工厂、矿山、城市建设以及交通运输中都扮演着重要角色。

作为自卸车的重要和不可缺少的组成部分, 自卸车举升机构在货物卸载时发挥着巨大作用，它免去了工人卸货劳动，提高了卸货速度。

其主要原理是通过液压作用将自卸车车厢举升到一定角度从而使货物快速卸载。

本设计选用后推连杆组合式举升机构型式，又称“D”式（或加伍德式）举升机构，进行设计，它具有举升平顺、油缸活塞的工作行程短，举升机构布置灵活，转轴反力小、举升臂放大系数大、活塞行程短等优点，应用非常广泛。

本设计从总体到局部，全面介绍了自卸车举升部分的设计。

本文综合运用多种设计工具进行综合设计，不但提高了设计速度同时也提高了设计质量。

这些方法和手段如果为企业掌握，就可以为企业减少成本提高竞争力服务。

关键词：自卸车，后推连杆组合式，举升机构，液压系统AbstractAs a kind of special vehicle, dumper truck plays an important role in factories, mines, urban constructions and transportations. Being an important and indispensable part of dumper truck, lift mechanism plays a very important role in unloading. It’s more laborsaving and efficient. It raises the truck body to a suitable angle so that cargos can be unloaded by itself by the force comes from hydraulic system. In this dissertation, back-ward lever-assembled style lift mechanism, which is also named “D” pattern (or Gawood style) lift mechanism, is chosen. It has many advantages, such assmoothly-lifting, shorter work stroke of hydraulic cylinder piston, being easy conveniently disposed, less axis anti-force, bigger lift power quotiety, bigger lift-arm magnify quotiety. Due to these advantages, this style of lift mechanism is used far and wide. This dissertation, from overall to some, entirely introduces the design of this style lift mechanism. In this dissertation, some tools and methods for design are used, which can improve the speed as well as quality of the design. If these tools and methods for design are used in company, the company could cut down the cost in design and improve the capability of competition.Key words：dumper truck；back-ward lever-assembled style；lift mechanism；hydraulic system1 绪论1.1 课题的提出自卸车是利用本车发动机动力驱动液压举升机构，将其车厢倾斜一定角度来卸货；并依靠车厢自重使其复位的专用汽车。

看 举 升机 构 各 个 构件 在举 升 过 程 中 有 无 运 动 干 涉 ． 力 受 是否合理 ；
２运 动 分 析 ）
示 的等效模 型。该模 型实 际上也就是 举升机 构 的原 理机构
模 型 ， 图 １所 示 ： 车 如 以
是否完成预期 的运动（ 即能否完成 白卸）在运动仿真过 ，
标， 以下 相 同 ）
—一 １５０ ａ 、 分 别 表 示 Ａ 点 的 纵 、 坐 ２． （ Ａ 横
Ｌ 一 １０ ４ １ Ｌ － ２ ０ ０ Ｌ 一７ ８ ２ １ ． － ７ ． ７ ，
， ２． 一１３ ７ ５
３ 对 虚拟样机 进行运 动仿真分 析
借 助 Ａ ＭＳ进行 运 动 仿 真分 析 的主 要包 括 ： ＤＡ １干 涉 分 析 ）
摘要 ： 利用 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ软件 中参数化 建模 与分析 功能 ， 立 了 自卸车举升 机构 的参数化 模 型 ， 建 以举 升 过程 中工作 油缸 最大推 力 最小
为优 化 目标 ， 对举升机 构 的各铰接 点位 置布置进行 了优化 设计 。
关键 词 ： 卸 汽车 自
举升机 构
仿真
优化 设计
・
４ ・ ２
文章 编 号 ：０ ２ ６ ８ （ ０ ８ ０ —０ ４ —０ １０ — ８ ６ ２０ ）６ ０ ２ ３
自卸 车 Ｄ型 举升 机 构优 化 设计
李 宝 华 ， 志 勇 ， 国 华 ， 景 华 胡 侯 于
（ 内蒙古＿ 业 大学机械 学 院， ７ － 内蒙 古 ０ ０ ５ ） １０ ８
Ｋｅ￣ｏ ｄ ： ｕ ｒ ｃ ｌ ｔ ｇ ｍ ｅ ｈ ｎｓ ，ｉ ｕａｉｎ，ｏ ｔｍｉａｉｎ ｄ ｓｇ ）ｖ ｒ ｓ ｄ ｍｐ Ｉｕ ｋ，ｉ ｉ ｃ ａ ｉｍ ｓｍ ｌｔｏ ｆｎ ｐ ｉ ｚｔｏ ｅ ｉｎ

(a) 整体装配示意(b) 举升支座与副车架装配示意图图1 举升机构的虚拟样机模型采用固定副进行约束；c. 副车架与车厢之间，油缸与油缸支座之间，油缸活塞杆与以上步骤完成后，对举升机构进行运动学仿真分析，得到举升角度随时间变化的曲线，如图3所示。

图3 举升角度-时间变化曲线图1.2 对虚拟样机进行动力学仿真分析通过对自卸汽车的举升机构进行仿真分析与优化后，可以得到举升机构各零件的受力情况，其中，举升支座受力比较集中和复杂，它将举升油缸与副车架连接在一起，起着固定油缸并把油缸举升时的推力传递给副车架的作用。

在油缸举升支座螺栓连接位置，会受到车架的反作用力。

在油缸与支座圆柱销孔处，则受到油缸的作用力。

油缸对举升支座的起始作用力为23.8 kN，在举升到达2 s时，油缸对举升支座的作用力达到最大值，具体数值为24 kN，随图4 支座受油缸作用力曲线图图5 支座受车架作用力曲线图2 举升支座的有限元分析2.1 基于ANSYS的举升支座有限元分析根据已经建立的举升机构的虚拟样机模型，首先定义举升支座的零件材料。

材料选用16Mn，其屈服强度为320 MPa，抗拉强度为670 MPa，举升支座质量为20.4kg；然后建立举升支座的有限元模型，对(a) 应力云图(b) 位移云图图6 举升支座原应力应变与位移云图图7 目标函数优化迭代曲线图8 优化后的举升支座模型对其再次进行有限元分析，得到的应力应变和位移云图如图9所示由图9(a)的应力云图可以看出，举升支座的应力最大值为163.47 MPa，小于屈服强度320 MPa，取安全系数1.5计算出许应力为245 MPa，仍处于安全值的围，由此达到了优化的目的。

由图9(b)移云图可以看出，举升支座销孔位置的最大位移量为0.128 3 mm，低于0.15mm(与孔的配合公差)，单个举升支座的质量由。

由图6可以看出，举升支座的应力与应变最大值都出现在它的下端缘处，应力最大值为57.2 MPa。

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)13.2.3 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。