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SY-025-BY-1
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目審定表
指導(dǎo)教師姓名
韓春強(qiáng)
職稱(chēng)
講師
從事
專(zhuān)業(yè)
交通運(yùn)輸
是否外聘
□是■否
題目名稱(chēng)
NTQ3040B輕型農(nóng)用自卸車(chē)車(chē)廂和舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
課題適用專(zhuān)業(yè)
車(chē)輛工程
課題類(lèi)型
Z
課題簡(jiǎn)介：（主要內(nèi)容、意義、現(xiàn)有條件、預(yù)期成果及表現(xiàn)形式。）
一、現(xiàn)有條件
可參觀(guān)汽車(chē)改裝廠(chǎng)的自卸車(chē)；有自卸車(chē)的相關(guān)技術(shù)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)；校圖書(shū)館和系圖書(shū)室有許多相關(guān)資料；CAD2004應(yīng)用軟件。
二、選題意義
自卸車(chē)車(chē)廂和舉升機(jī)構(gòu)是其重要的工作裝置，本設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的能力。
三、主要內(nèi)容
結(jié)合輕型農(nóng)用自卸車(chē)的特點(diǎn)，按給定的車(chē)輛參數(shù)設(shè)計(jì)車(chē)廂結(jié)構(gòu)和尺寸、舉升機(jī)構(gòu)等，按功能要求設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)管路，給出主要零件圖，并對(duì)主要零部件進(jìn)行校核。
四、預(yù)期成果及表現(xiàn)形式
設(shè)計(jì)的車(chē)廂和舉升機(jī)構(gòu)應(yīng)該達(dá)到結(jié)構(gòu)合理、開(kāi)閉自如、操作方便、成本適中等要求，能夠具有一定的市場(chǎng)空間。
設(shè)計(jì)完成時(shí)提交1.5萬(wàn)字的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，各種設(shè)計(jì)圖紙若干張，總量達(dá)到3張0號(hào)圖紙。
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
教
研
室
意
見(jiàn)
1
選題與專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合度
□好
□較好
□一般
□較差
2
對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)及全面訓(xùn)練的程度
□好
□較好
□一般
□較差
3
選題與生產(chǎn)、科研、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度
□好
□較好
□一般
□較差
4
論文選題的理論意義或?qū)嶋H價(jià)值
□好
□較好
□一般
□較差
5
課題預(yù)計(jì)工作量
□較大
□適中
□較小
6
課題預(yù)計(jì)難易程度
□較難
□一般
□較易
教研室主任簽字： 年 月 日
系（部）教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日
注：課題類(lèi)型填寫(xiě) W.科研項(xiàng)目；X.生產(chǎn)（社會(huì)）實(shí)際；Y.實(shí)驗(yàn)室建設(shè)；Z.其它。
SY-025-BY-2
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
學(xué)生姓名
蔡冬暉
系部
汽車(chē)工程系
專(zhuān)業(yè)、班級(jí)
車(chē)輛B05-17
指導(dǎo)教師姓名
韓春強(qiáng)
職稱(chēng)
講師
從事
專(zhuān)業(yè)
交通運(yùn)輸
是否外聘
□是■否
題目名稱(chēng)
NTQ3040B輕型農(nóng)用自卸車(chē)車(chē)廂和舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)（論文）目的、意義
輕型農(nóng)用自卸車(chē)是重要的專(zhuān)用車(chē)輛，由于其工作環(huán)境惡劣，維護(hù)條件差，因此，需要具有較高的免維護(hù)性能，良好的動(dòng)力性，較好的平穩(wěn)性和卸料性，其舉升機(jī)構(gòu)需要具有較好的緊湊性和協(xié)調(diào)性。為了滿(mǎn)足上述要求，堅(jiān)固而緊湊的車(chē)廂和高性能的液壓舉升機(jī)構(gòu)是其穩(wěn)定工作的重要方面，對(duì)于車(chē)輛可靠工作、自動(dòng)傾倒貨物具有重要作用。本設(shè)計(jì)可以使學(xué)生系統(tǒng)的運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的能力具有很大的作用。
二、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法）
1、設(shè)計(jì)內(nèi)容
（1）設(shè)計(jì)研究題目的意義及發(fā)展趨勢(shì)；
（2）設(shè)計(jì)方案的選定；
（3）車(chē)廂的設(shè)計(jì)
（4）舉升機(jī)構(gòu)的選擇、設(shè)計(jì)分析與校核；
（5）液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、計(jì)算與選型。
（6）副車(chē)架的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算；
2、技術(shù)要求
設(shè)計(jì)方案要合理，結(jié)構(gòu)要符合設(shè)計(jì)、加工、工藝、裝配及使用條件的要求。設(shè)計(jì)圖紙（包括裝配圖和零件圖）的繪制必須采用計(jì)算機(jī)輔助制圖，要求工整、清晰、規(guī)范。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)層次分明，數(shù)據(jù)詳實(shí)，文字簡(jiǎn)練，推理有據(jù)，內(nèi)容嚴(yán)謹(jǐn)。
三、設(shè)計(jì)（論文）完成后應(yīng)提交的成果
設(shè)計(jì)的自卸車(chē)應(yīng)該達(dá)到結(jié)構(gòu)合理、工作可靠、成本適中等要求。
設(shè)計(jì)完成時(shí)提交1.5萬(wàn)字的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，自卸汽車(chē)總裝配圖以及零件圖，總共合3張以上A0圖紙。
四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、資料收集、完成開(kāi)題報(bào)告； 第1、2周（3月2日～3月15日）
（2）列出論文提綱，提出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案； 第3、4周（3月16日～3月29日）
（3）完成緒論、車(chē)廂設(shè)計(jì)部份； 第5～7周（3月30日～4月19日）
（4）完成舉升機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； 第8～10周（4月20日～5月10日）
（5）修改和完善畢業(yè)設(shè)計(jì)； 第11～15周（5月11日～6月14日）
（6）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）審核、修改； 第16周（6月15日～6月21日）
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯。 第17周（6月22日～6月28日）
五、主要參考資料
自卸車(chē)設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的書(shū)籍、期刊和網(wǎng)絡(luò)上的相關(guān)文章。
1.雷瓊紅，自卸車(chē)三角臂的工藝分析及改進(jìn)[J].專(zhuān)用汽車(chē).2006.7
2.楊耀東,張文明,董翠艷.自卸汽車(chē)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].礦山機(jī)械.2003.8
3.余仁義,梁濤.自卸汽車(chē)傾卸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J].專(zhuān)用汽車(chē).2003.2
六、備注
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
教研室主任簽字：
年 月 日
SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名
蔡冬暉
系部
汽車(chē)工程系
專(zhuān)業(yè)、班級(jí)
車(chē)輛B05-17班
指導(dǎo)教師姓名
韓春強(qiáng)
職稱(chēng)
講師
從事
專(zhuān)業(yè)
交通運(yùn)輸
是否外聘
□是■否
題目名稱(chēng)
NTQ3040B輕型農(nóng)用自卸車(chē)車(chē)廂和舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀,選題的目的、依據(jù)和意義
1、研究現(xiàn)狀
自卸車(chē)常用的舉升形式主要是有F 式、T 式、前置直頂式等形式。要在F 式、T 式、前置直頂式三種舉升形式中確定一種最合適的, 就需要分別就三種情況進(jìn)行分析校核。三種舉升形式各有其優(yōu)缺點(diǎn), 前置直頂式結(jié)構(gòu)緊湊、舉升效率高。工藝簡(jiǎn)單、成本較低。但舉升后穩(wěn)定性差, 對(duì)路面情況要求較高; F 式和T 式舉升機(jī)構(gòu)橫向鋼度好、舉升轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑平順, 油缸活塞的工作行程短, 但舉升力系數(shù)較大。
目前, 各大自卸汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的自卸車(chē)尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)多數(shù)為拉桿式尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)、鏈條式尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)、液壓手動(dòng)控制式尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)等, 這些機(jī)構(gòu)各有特點(diǎn), 在運(yùn)輸自卸車(chē)中被廣泛使用。國(guó)內(nèi)使用的自卸車(chē)車(chē)箱大部分使用１６Ｍn制造而成。其特點(diǎn)是鋼板厚, 車(chē)箱沉重, 截面一般呈方形, 邊板和底板有很多的加強(qiáng)筋。１６Ｍn的屈服強(qiáng)度較低, 硬度較小, 且沖擊性能較差。這些特性決定了不適合用于制造輕量化的車(chē)箱。在歐美, 很多車(chē)箱都使用HARDOX耐磨鋼板材料, 與傳統(tǒng)的方形車(chē)箱有著很大的區(qū)別, 其特點(diǎn)是橫截面呈U形或半弧形, 而且車(chē)箱邊板和底板幾乎沒(méi)有使用加強(qiáng)筋。HARDOX是瑞典鋼鐵集團(tuán)生產(chǎn)的一種耐磨鋼板, 具有較高的屈服強(qiáng)度, 是１６Ｍn的三倍以上, 并且具有較高的硬度和沖擊韌性。在設(shè)計(jì)裝載量相同的情況下, 用HARDOX鋼板制造的車(chē)箱與１６Ｍn用制造的車(chē)箱相比, 板材厚度更薄, 且不需要加強(qiáng)筋。據(jù)國(guó)外的一些廠(chǎng)家反饋, 車(chē)箱使用HARDOX鋼板后, 重量能減少, 甚至更多。
某些自卸車(chē)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)和用戶(hù)的使用過(guò)程中均發(fā)現(xiàn)舉升機(jī)構(gòu)中三角臂早期斷裂問(wèn)題。實(shí)際構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中承受一定動(dòng)載荷的沖擊,受力大小方向不規(guī)則,使用傳統(tǒng)的方法很難對(duì)受力點(diǎn)的受力情況進(jìn)行測(cè)量,直接利用現(xiàn)有的有限元軟件ANSYS 也無(wú)法對(duì)其進(jìn)行分析[2 ] ,很難確定在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中極限應(yīng)力區(qū)域;但是軟件劃分網(wǎng)格功能強(qiáng)大;而仿真分析軟件ADAMS 雖然處理剛性物體運(yùn)動(dòng)精度較高,但對(duì)于復(fù)雜的柔性體的建模和計(jì)算都比較困難。為此一些專(zhuān)家利用有限元軟件ANSYS 和動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS 進(jìn)行聯(lián)合仿真分析,找出了三角臂早期斷裂的原因,并提出改進(jìn)方案。
2、目的、依據(jù)和意義
輕型農(nóng)用自卸車(chē)是重要的專(zhuān)用車(chē)輛，由于其工作環(huán)境惡劣，維護(hù)條件差，因此，需要具有較高的免維護(hù)性能，良好的動(dòng)力性，較好的平穩(wěn)性和卸料性，其舉升機(jī)構(gòu)需要具有較好的緊湊性和協(xié)調(diào)性。普通自卸車(chē)一般是在載貨汽車(chē)二類(lèi)底盤(pán)的基礎(chǔ)上，經(jīng)變型設(shè)計(jì)而成。本設(shè)計(jì)可以使自己鞏固大學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，系統(tǒng)的運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，對(duì)于自己機(jī)械設(shè)計(jì)和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的能力具有很大的作用。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題
1、設(shè)計(jì)內(nèi)容
（1）設(shè)計(jì)研究題目的意義及發(fā)展趨勢(shì)；
（2）設(shè)計(jì)方案的選定；
（3）車(chē)廂的設(shè)計(jì)
（4）舉升機(jī)構(gòu)的選擇、設(shè)計(jì)分析與校核；
（5）液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、計(jì)算與選型；
（6）副車(chē)架的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算。
2、擬解決的主要問(wèn)題
（1）舉升機(jī)構(gòu)的類(lèi)型的選擇；
（2）舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與受力分析及參數(shù)選擇;
（3）油缸及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算。
三、技術(shù)路線(xiàn)（研究方法）
ABS液壓系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立
ABS液壓系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立
ABS液壓系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立
收集同類(lèi)車(chē)型資 料
確定舉升機(jī)構(gòu)類(lèi)型與貨箱結(jié)構(gòu)形式
確定自卸車(chē)主要性能參數(shù)
車(chē)廂的設(shè)計(jì)
液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
形形成研究成 果
四、進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、資料收集、完成開(kāi)題報(bào)告； 第1、2周（3月2日～3月15日）
（2）列出論文提綱，提出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案； 第3、4周（3月16日～3月29日）
（3）完成緒論、車(chē)廂設(shè)計(jì)部份； 第5～7周（3月30日～4月19日）
（4）完成舉升機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； 第8～10周（4月20日～5月10日）
（5）修改和完善畢業(yè)設(shè)計(jì)； 第11～15周（5月11日～6月14日）
（6）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）審核、修改； 第16周（6月15日～6月21日）
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯。 第17周（6月22日～6月28日）
五、參考文獻(xiàn)
[1]雷瓊紅.自卸車(chē)三角臂的工藝分析及改進(jìn)[J].專(zhuān)用汽車(chē),2006.7
[2]楊耀東.張文明,董翠艷.自卸汽車(chē)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].礦山機(jī)械,2003.8
[3]余仁義.梁濤.自卸汽車(chē)傾卸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J].專(zhuān)用汽車(chē),2003.2
[4]明平順.汽車(chē)運(yùn)輸專(zhuān)用車(chē)輛[M]. 北京：人民交通出版社，2006.12
[5]李芝.液壓傳動(dòng)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001.10
[6]尹雄武.輕型自卸車(chē)舉升機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J] , 專(zhuān)用汽車(chē),2003.5
[7]鮑際輝.自卸車(chē)舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算[J] , 專(zhuān)用汽車(chē),2000.1
[8]劉偉.輕型自卸車(chē)舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì), 陜西汽車(chē),2001. 2
[9]徐達(dá).蔣崇賢.專(zhuān)用汽車(chē)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)[M] .北京: 北京理工大學(xué)出版社, 1998.
[10]梁海林.后推式舉升機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J] , 專(zhuān)用汽車(chē), 2003.
[11]高健. 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京: 科學(xué)出版社, 2000.
[12]蔣崇賢.專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)[M] .武漢:武漢工業(yè)大學(xué)出版社,2002.
[13]鄭文緯, 吳克堅(jiān)機(jī)械原理[M].北京:高等教育出版社, 1997.
[14]M art in P Bendsoe. Op t im izat ion of st ructural topo logy shape and material[M ]. Berlin: Sp ringer2V erlag Berlin Hei2
[15]Sherfinski J .Acceleration from the energy function derivative[J ] . The Physics Teacher.April 1998. 228 - 229.
六、備注
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日
SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名
蔡冬暉
系部
汽車(chē)工程系
專(zhuān)業(yè)、班級(jí)
車(chē)輛B05-17班
指導(dǎo)教師姓名
韓春強(qiáng)
職稱(chēng)
講師
從事
專(zhuān)業(yè)
交通運(yùn)輸
是否外聘
□是■否
題目名稱(chēng)
NTQ3040B輕型農(nóng)用自卸車(chē)車(chē)廂和舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀,選題的目的、依據(jù)和意義
1、研究現(xiàn)狀
自卸車(chē)常用的舉升形式主要是有F 式、T 式、前置直頂式等形式。要在F 式、T 式、前置直頂式三種舉升形式中確定一種最合適的, 就需要分別就三種情況進(jìn)行分析校核。三種舉升形式各有其優(yōu)缺點(diǎn), 前置直頂式結(jié)構(gòu)緊湊、舉升效率高。工藝簡(jiǎn)單、成本較低。但舉升后穩(wěn)定性差, 對(duì)路面情況要求較高; F 式和T 式舉升機(jī)構(gòu)橫向鋼度好、舉升轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑平順, 油缸活塞的工作行程短, 但舉升力系數(shù)較大。
目前, 各大自卸汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的自卸車(chē)尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)多數(shù)為拉桿式尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)、鏈條式尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)、液壓手動(dòng)控制式尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)等, 這些機(jī)構(gòu)各有特點(diǎn), 在運(yùn)輸自卸車(chē)中被廣泛使用。國(guó)內(nèi)使用的自卸車(chē)車(chē)箱大部分使用１６Ｍn制造而成。其特點(diǎn)是鋼板厚, 車(chē)箱沉重, 截面一般呈方形, 邊板和底板有很多的加強(qiáng)筋。１６Ｍn的屈服強(qiáng)度較低, 硬度較小, 且沖擊性能較差。這些特性決定了不適合用于制造輕量化的車(chē)箱。在歐美, 很多車(chē)箱都使用HARDOX耐磨鋼板材料, 與傳統(tǒng)的方形車(chē)箱有著很大的區(qū)別, 其特點(diǎn)是橫截面呈U形或半弧形, 而且車(chē)箱邊板和底板幾乎沒(méi)有使用加強(qiáng)筋。HARDOX是瑞典鋼鐵集團(tuán)生產(chǎn)的一種耐磨鋼板, 具有較高的屈服強(qiáng)度, 是１６Ｍn的三倍以上, 并且具有較高的硬度和沖擊韌性。在設(shè)計(jì)裝載量相同的情況下, 用HARDOX鋼板制造的車(chē)箱與１６Ｍn用制造的車(chē)箱相比, 板材厚度更薄, 且不需要加強(qiáng)筋。據(jù)國(guó)外的一些廠(chǎng)家反饋, 車(chē)箱使用HARDOX鋼板后, 重量能減少, 甚至更多。
某些自卸車(chē)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)和用戶(hù)的使用過(guò)程中均發(fā)現(xiàn)舉升機(jī)構(gòu)中三角臂早期斷裂問(wèn)題。實(shí)際構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中承受一定動(dòng)載荷的沖擊,受力大小方向不規(guī)則,使用傳統(tǒng)的方法很難對(duì)受力點(diǎn)的受力情況進(jìn)行測(cè)量,直接利用現(xiàn)有的有限元軟件ANSYS 也無(wú)法對(duì)其進(jìn)行分析[2 ] ,很難確定在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中極限應(yīng)力區(qū)域;但是軟件劃分網(wǎng)格功能強(qiáng)大;而仿真分析軟件ADAMS 雖然處理剛性物體運(yùn)動(dòng)精度較高,但對(duì)于復(fù)雜的柔性體的建模和計(jì)算都比較困難。為此一些專(zhuān)家利用有限元軟件ANSYS 和動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS 進(jìn)行聯(lián)合仿真分析,找出了三角臂早期斷裂的原因,并提出改進(jìn)方案。
2、目的、依據(jù)和意義
輕型農(nóng)用自卸車(chē)是重要的專(zhuān)用車(chē)輛，由于其工作環(huán)境惡劣，維護(hù)條件差，因此，需要具有較高的免維護(hù)性能，良好的動(dòng)力性，較好的平穩(wěn)性和卸料性，其舉升機(jī)構(gòu)需要具有較好的緊湊性和協(xié)調(diào)性。普通自卸車(chē)一般是在載貨汽車(chē)二類(lèi)底盤(pán)的基礎(chǔ)上，經(jīng)變型設(shè)計(jì)而成。本設(shè)計(jì)可以使自己鞏固大學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，系統(tǒng)的運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，對(duì)于自己機(jī)械設(shè)計(jì)和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的能力具有很大的作用。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題
1、設(shè)計(jì)內(nèi)容
（1）設(shè)計(jì)研究題目的意義及發(fā)展趨勢(shì)；
（2）設(shè)計(jì)方案的選定；
（3）車(chē)廂的設(shè)計(jì)
（4）舉升機(jī)構(gòu)的選擇、設(shè)計(jì)分析與校核；
（5）液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、計(jì)算與選型；
（6）副車(chē)架的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算。
2、擬解決的主要問(wèn)題
（1）舉升機(jī)構(gòu)的類(lèi)型的選擇；
（2）舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與受力分析及參數(shù)選擇;
（3）油缸及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算。
三、技術(shù)路線(xiàn)（研究方法）
ABS液壓系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立
ABS液壓系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立
ABS液壓系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立
收集同類(lèi)車(chē)型資 料
確定舉升機(jī)構(gòu)類(lèi)型與貨箱結(jié)構(gòu)形式
確定自卸車(chē)主要性能參數(shù)
車(chē)廂的設(shè)計(jì)
液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
形形成研究成 果
四、進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、資料收集、完成開(kāi)題報(bào)告； 第1、2周（3月2日～3月15日）
（2）列出論文提綱，提出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案； 第3、4周（3月16日～3月29日）
（3）完成緒論、車(chē)廂設(shè)計(jì)部份； 第5～7周（3月30日～4月19日）
（4）完成舉升機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； 第8～10周（4月20日～5月10日）
（5）修改和完善畢業(yè)設(shè)計(jì)； 第11～15周（5月11日～6月14日）
（6）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）審核、修改； 第16周（6月15日～6月21日）
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯。 第17周（6月22日～6月28日）
五、參考文獻(xiàn)
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[3]余仁義.梁濤.自卸汽車(chē)傾卸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J].專(zhuān)用汽車(chē),2003.2
[4]明平順.汽車(chē)運(yùn)輸專(zhuān)用車(chē)輛[M]. 北京：人民交通出版社，2006.12
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[6]尹雄武.輕型自卸車(chē)舉升機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J] , 專(zhuān)用汽車(chē),2003.5
[7]鮑際輝.自卸車(chē)舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算[J] , 專(zhuān)用汽車(chē),2000.1
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[9]徐達(dá).蔣崇賢.專(zhuān)用汽車(chē)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)[M] .北京: 北京理工大學(xué)出版社, 1998.
[10]梁海林.后推式舉升機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J] , 專(zhuān)用汽車(chē), 2003.
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[15]Sherfinski J .Acceleration from the energy function derivative[J ] . The Physics Teacher.April 1998. 228 - 229.
六、備注
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日
SY-025-BY-6
畢業(yè)論文指導(dǎo)教師評(píng)分表
學(xué)生姓名
蔡冬暉
系部
汽車(chē)工程系
專(zhuān)業(yè)、班級(jí)
車(chē)輛B05-17
指導(dǎo)教師姓名
韓春強(qiáng)
職稱(chēng)
講師
從事
專(zhuān)業(yè)
交通運(yùn)輸
是否外聘
□是■否
題目名稱(chēng)
NTQ3040B輕型農(nóng)用自卸車(chē)車(chē)廂和舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
序號(hào)
評(píng) 價(jià) 項(xiàng) 目
滿(mǎn)分
得分
1
選題與專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況；題目難易度
10
2
題目工作量；選題的理論意義或?qū)嶋H價(jià)值
10
3
查閱文獻(xiàn)資料能力；綜合運(yùn)用知識(shí)能力
15
4
研究方案的設(shè)計(jì)能力；研究方法和手段的運(yùn)用能力；外文應(yīng)用能力
25
5
文題相符程度；寫(xiě)作水平
15
6
寫(xiě)作規(guī)范性；篇幅；成果的理論或?qū)嶋H價(jià)值；創(chuàng)新性
15
7
科學(xué)素養(yǎng)、學(xué)習(xí)態(tài)度、紀(jì)律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進(jìn)度
10
得 分
X=
評(píng) 語(yǔ)：（參照上述評(píng)價(jià)項(xiàng)目給出評(píng)語(yǔ)，注意反映該論文的特點(diǎn)）
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
SY-025-BY-7
畢業(yè)論文評(píng)閱人評(píng)分表
學(xué)生
姓名
蔡冬暉
專(zhuān)業(yè)
班級(jí)
車(chē)輛B05-17
指導(dǎo)教
師姓名
韓春強(qiáng)
職稱(chēng)
講師
題目
NTQ3040B輕型農(nóng)用自卸車(chē)車(chē)廂和舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
序號(hào)
評(píng) 價(jià) 項(xiàng) 目
滿(mǎn)分
得分
1
選題與專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況；題目難易度
15
2
題目工作量；選題的理論意義或?qū)嶋H價(jià)值
10
3
查閱文獻(xiàn)資料能力；綜合運(yùn)用知識(shí)能力
20
4
研究方案的設(shè)計(jì)能力；研究方法和手段的運(yùn)用能力；外文應(yīng)用能力
25
5
文題相符程度；寫(xiě)作水平
15
6
寫(xiě)作規(guī)范性；篇幅；成果的理論或?qū)嶋H價(jià)值；創(chuàng)新性
15
得 分
Y=
評(píng) 語(yǔ)：（參照上述評(píng)價(jià)項(xiàng)目給出評(píng)語(yǔ)，注意反映該論文的特點(diǎn)）
評(píng)閱人簽字： 年 月 日
SY-025-BY-8
畢業(yè)論文答辯評(píng)分表
學(xué)生
姓名
蔡冬暉
專(zhuān)業(yè)
班級(jí)
B05-17
指導(dǎo)
教師
韓春強(qiáng)
職 稱(chēng)
講師
題目
NTQ3040B輕型農(nóng)用自卸車(chē)車(chē)廂和舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
答辯
時(shí)間
月 日 時(shí)
答辯組
成員姓名
出席
人數(shù)
序號(hào)
評(píng) 審 指 標(biāo)
滿(mǎn)
分
得
分
1
選題與專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況，題目難易度、工作量、理論意義或價(jià)值
10
2
研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力、綜合運(yùn)用知識(shí)的能力、應(yīng)用文獻(xiàn)資料和外文的能力
20
3
論文撰寫(xiě)水平、文題相符程度、寫(xiě)作規(guī)范化程度、篇幅、成果的理論或?qū)嶋H價(jià)值、創(chuàng)新性
15
4
畢業(yè)論文答辯準(zhǔn)備情況
5
5
畢業(yè)論文自述情況
20
6
畢業(yè)論文答辯回答問(wèn)題情況
30
總 分
Z=
答辯過(guò)程記錄、評(píng)語(yǔ)：
答辯組長(zhǎng)簽字： 年 月 日
SY-025-BY-9
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定表
學(xué)生姓名
蔡冬暉
性別
男
系部
汽車(chē)工程系
專(zhuān)業(yè)
車(chē)輛工程
班級(jí)
B05-17
設(shè)計(jì)（論文）題目
NTQ3040B輕型農(nóng)用自卸車(chē)車(chē)廂和舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師姓名
韓春強(qiáng)
職稱(chēng)
講師
指導(dǎo)教師
評(píng)分（X）
評(píng)閱教師姓名
職稱(chēng)
評(píng)閱教師
評(píng)分（Y）
答辯組組長(zhǎng)
職稱(chēng)
答辯組
評(píng)分（Z）
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)
百分制
五級(jí)分制
答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)：
答辯委員會(huì)主任簽字（蓋章）： 系部公章： 年 月 日
注：1、指導(dǎo)教師、評(píng)閱教師、答辯組評(píng)分按百分制填寫(xiě)，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)百分制=0.3X+0.2Y+0.5Z
2、評(píng)語(yǔ)中應(yīng)當(dāng)包括學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題質(zhì)量、能力水平、設(shè)計(jì)（論文）水平、設(shè)計(jì)（論文）撰寫(xiě)質(zhì)量、學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)施或?qū)懽鬟^(guò)程中的學(xué)習(xí)態(tài)度及學(xué)生答辯情況等內(nèi)容的評(píng)價(jià)。
SY-025-BY-10
優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）推薦表
題 目
類(lèi)別
學(xué)生姓名
系、專(zhuān)業(yè)、班級(jí)
指導(dǎo)教師
職 稱(chēng)
設(shè)計(jì)成果明細(xì)：
答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)：
答辯委員會(huì)主任簽字（蓋章）： 系部公章： 年 月 日
備 注：
注：“類(lèi)別”欄填寫(xiě)畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過(guò)程管理材料
題 目
NTQ3040B輕型農(nóng)用自卸車(chē)
車(chē)廂和舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
蔡冬暉
系部名稱(chēng)
汽車(chē)工程系
專(zhuān)業(yè)班級(jí)
車(chē)輛工程B05-17
指導(dǎo)教師
韓春強(qiáng)
職 稱(chēng)
講師
教研室
交通運(yùn)輸教研室
起止時(shí)間
教 務(wù) 處 制
本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)
NTQ3040B輕型農(nóng)用自卸車(chē)
車(chē)廂和舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
系部名稱(chēng)： 汽車(chē)工程系
專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 車(chē)輛工程 B05-17班
學(xué)生姓名： 蔡冬暉
指導(dǎo)教師： 韓春強(qiáng)
職 稱(chēng)： 講 師
黑 龍 江 工 程 學(xué) 院
二○○九年六月
The Graduation Design for Bachelor's Degree
The Design of theNTQ3040B Light Agriculture Dump Truck Compartment and the Lifting Mechanism
Candidate：Cai Donghui
Specialty： Vehicle Engineering
Class： B05-17
Supervisor：Lecturer. Han Chunqiang
Heilongjiang Institute of Technology
2009-06·Harbin
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
摘 要
去年以來(lái)，我國(guó)專(zhuān)用車(chē)市場(chǎng)取得較好的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)，全國(guó)395家改裝車(chē)企業(yè)改裝汽車(chē)23.06萬(wàn)輛，銷(xiāo)售23.05萬(wàn)輛。自卸汽車(chē)27125輛，占總量的11.76％。其中輕型農(nóng)用自卸車(chē)占據(jù)了很大比重，因?yàn)槲覈?guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，因此輕型農(nóng)用自卸車(chē)是具有中國(guó)特色的“國(guó)情車(chē)”，主要應(yīng)用地區(qū)是廣大農(nóng)村，消費(fèi)對(duì)象是廣大農(nóng)民，功能是以縣、鄉(xiāng)級(jí)道路短途運(yùn)輸為主，其他作業(yè)為輔，專(zhuān)門(mén)為鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路設(shè)計(jì)。
本人通過(guò)對(duì)市場(chǎng)上出現(xiàn)的各種輕型農(nóng)用自卸汽車(chē)的車(chē)廂和舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行了較詳細(xì)地了解，確認(rèn)了輕型農(nóng)用自卸車(chē)廂和舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，較好地解決了自卸車(chē)設(shè)計(jì)和制造成本較高的問(wèn)題，給生產(chǎn)、改裝自卸汽車(chē)的生產(chǎn)企業(yè)提供了一種新思路。本文首先對(duì)自卸車(chē)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀做了相關(guān)的概述。接著，從車(chē)廂的設(shè)計(jì)、舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了EQ3040B自卸車(chē)的總體設(shè)計(jì)。其中，車(chē)廂設(shè)計(jì)主要有外形及自動(dòng)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)分析和受力分析，然后在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)其工作原理進(jìn)行了說(shuō)明并通過(guò)計(jì)算得出合理的液壓裝置。最后對(duì)自卸車(chē)副車(chē)架進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵字：自卸汽車(chē) ；車(chē)廂 ；副車(chē)架；舉升機(jī)構(gòu)；液壓系統(tǒng)
ABSTRACT
Since last year, our country private truck market has obtained the good management achievement, the national 395 stock truck enterprises re-equips automobile 230,600, sells 230,500.Dump truck 27125, account for the total quantity 11.76%.Light truck farm which occupied a large proportion, because China is a large agricultural country, agricultural truck is so light with Chinese characteristics "national truck", the main application area is the vast rural areas, consumption is the broad masses of peasants, function based on the county, township roads mainly short-haul transport, other operations as a supplement, designed specifically for township roads.
I appeared on the market through a variety of light agricultural vehicle dump body and the lifting of a more detailed understanding, confirmed the light compartment and the lifting of agricultural dump body design, a better solution to the design of a dump truck and the problem of higher manufacturing costs for production and modification of the production truck with a new idea. In this paper, the design features of the dump truck, as well as the development of the status quo at home and abroad to do an overview of the relevant. Then, from inside the design of the lifting body design, hydraulic system design aspects of the design truck EQ3040B. Among them, the inside design of the main form and automatic opening and closing body design, the design of lifting mechanism of the lifting mechanism for the motion analysis and force analysis, and then in the hydraulic system design, its working principle are described by come up with a reasonable calculation of the hydraulic device. Finally, Vice-frame dump truck has been designed.
Key words：Dump truck; Compartment; Sub-frame; Lifting mechanism; Hydraulic system
II
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
目 錄
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章 緒論 3
1.1 課題的提出 3
1.2 專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)特點(diǎn) 5
1.3課題的實(shí)際意義 6
1.4 國(guó)內(nèi)外自卸汽車(chē)的發(fā)展概況 7
第2章 輕型自卸車(chē)主要性能參數(shù)的選擇 10
2.1整車(chē)尺寸參數(shù)的確定 10
2.2質(zhì)量參數(shù)的確定 10
2.3其它性能參數(shù) 12
2.4本章小結(jié) 12
第3章 自卸車(chē)車(chē)廂的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 13
3.1 自卸汽車(chē)車(chē)廂的結(jié)構(gòu)形式 13
3.1.1車(chē)廂的結(jié)構(gòu)形式 13
3.1.2車(chē)廂選材 14
3.2車(chē)廂的設(shè)計(jì)規(guī)范及尺寸確定 14
3.2.1車(chē)廂尺寸設(shè)計(jì) 15
3.2.2車(chē)廂內(nèi)框尺寸及車(chē)廂質(zhì)量 16
3.3車(chē)廂板的鎖啟機(jī)構(gòu) 17
3.4 本章小結(jié) 17
第4章 自卸舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 18
4.1自卸舉升機(jī)構(gòu)的選擇 18
4.1.1舉升機(jī)構(gòu)的類(lèi)型 18
4.1.2自卸汽車(chē)傾卸機(jī)構(gòu)性能比較 21
4.2舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與受力分析及參數(shù)選擇 23
4.2.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 23
4.2.2舉升機(jī)構(gòu)受力分析與參數(shù)選擇 24
4.3本章小結(jié) 26
第5章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27
5.1液壓系統(tǒng)工作原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 27
5.1.1工作原理 27
5.1.2液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置 28
5.1.3 液壓分配閥 28
5.2油缸選型與計(jì)算 29
5.3油箱容積與油管內(nèi)徑計(jì)算 30
5.4取力器的設(shè)計(jì) 31
5.5本章小結(jié) 32
第6章 副車(chē)架的設(shè)計(jì) 33
6.1副車(chē)架的截面形狀及尺寸 33
6.2副車(chē)架前段形狀及位置 33
6.2.1 副車(chē)架的前端形狀及安裝位置 33
6.2.2 縱梁與橫梁的連接設(shè)計(jì) 35
6.2.3 副車(chē)架與主車(chē)架的連接設(shè)計(jì) 36
6.3副車(chē)架主要尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 37
6.3.1副車(chē)架主要尺寸設(shè)計(jì) 37
6.3.2副車(chē)架的強(qiáng)度剛度彎曲適應(yīng)性校核 37
6.4本章小結(jié) 44
結(jié)論 45
參考文獻(xiàn) 46
致謝 47
第1章 緒 論
1.1 課題的提出
專(zhuān)用自卸車(chē)是裝有液壓舉升機(jī)構(gòu)，能將車(chē)廂卸下或使車(chē)廂傾斜一定角度，貨物依靠自重能自行卸下或者水平推擠卸料的專(zhuān)用汽車(chē)。自卸汽車(chē)主要運(yùn)輸砂、石、土、垃圾、建材、煤炭、礦石、糧食、化肥和農(nóng)產(chǎn)品等散裝貨物①。它具有以下多種分類(lèi)方式。
1、按用途分類(lèi)：公路運(yùn)輸?shù)钠胀ㄗ孕盾?chē)；非公路運(yùn)輸?shù)闹匦妥孕盾?chē)，主要用于礦區(qū)裝卸作業(yè)與大中型土建工程。
2、按裝載質(zhì)量級(jí)別分類(lèi)：輕型自卸車(chē)（一般小于3.5噸）；中型自卸車(chē)（4噸-8噸）；重型自卸車(chē)（大于8噸）。
3、按傳動(dòng)類(lèi)型分類(lèi)：機(jī)械傳動(dòng)、液力機(jī)械傳動(dòng)和電動(dòng)三種類(lèi)型。
4、按卸貨方式分類(lèi)：有后傾式、三面傾卸式、底卸式，以及貨廂升高后傾式等多種形式。其中以后傾式應(yīng)用最廣。
5、按傾卸機(jī)構(gòu)分類(lèi)：直推式與杠桿舉升式自卸車(chē)。直推式又可細(xì)分為單缸式、雙缸式、多級(jí)式等。杠桿式又可細(xì)分為杠桿前置式、杠桿后置式、杠桿中置式等。
6、按車(chē)廂結(jié)構(gòu)分類(lèi)：一面開(kāi)啟式、三面開(kāi)啟式與無(wú)后欄板式。
輕型農(nóng)用自卸車(chē)是隨著我國(guó)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(lái)的自卸運(yùn)輸車(chē)輛，其裝載重量在1t-4t之間。國(guó)家和地方均出臺(tái)專(zhuān)門(mén)的法規(guī)對(duì)農(nóng)用車(chē)尺寸、排放、車(chē)速等各方面性能進(jìn)行規(guī)范，從而促進(jìn)了輕型農(nóng)用自卸車(chē)的健康發(fā)展。自2001年11月10日起，中國(guó)正式成為WTO成員國(guó)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)逐漸開(kāi)放。同時(shí)，我國(guó)亦確立了以擴(kuò)大內(nèi)需為主的經(jīng)濟(jì)政策，實(shí)施西部大開(kāi)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(chǎng)、電力、城市建設(shè)和石油開(kāi)采等行業(yè)均快速發(fā)展，使各種類(lèi)型的專(zhuān)用車(chē)需求量大增。在廣大城鄉(xiāng)的沙場(chǎng)、礦山、工地及般的十木工程等的運(yùn)輸作業(yè)中輕型農(nóng)用自卸車(chē)以其靈活機(jī)動(dòng)、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。
傾卸裝置是自卸汽車(chē)的主要結(jié)構(gòu)部分。其主要組成如下：
普通自卸汽車(chē)機(jī)構(gòu)組成圖如下圖1.1所示：
1-液壓傾卸操縱裝置；2-傾卸機(jī)構(gòu)；3-液壓油缸；4-拉桿；5-車(chē)廂；
6-后鉸鏈支座；7-安全撐桿；8-油箱；9-油泵10-傳動(dòng)軸；11-取力器
圖1.1 普通自卸汽車(chē)結(jié)構(gòu)組成
在輕型農(nóng)用自卸車(chē)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，液壓舉升機(jī)構(gòu)和車(chē)廂的設(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)是輕型農(nóng)用自卸車(chē)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(chē)的多個(gè)主要性能指標(biāo);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。
1.2 專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
專(zhuān)用汽車(chē)與普通汽車(chē)的區(qū)別主要是改裝了具有專(zhuān)用功能的上裝部分，能完成某些特殊的運(yùn)輸和作業(yè)功能。因此在設(shè)計(jì)上，除了要滿(mǎn)足基本型汽車(chē)的性能要求外，還要滿(mǎn)足專(zhuān)用功能的要求，這就形成了其自身特點(diǎn)，概括如下：
1、專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)多選用定型的基本型汽車(chē)底盤(pán)進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)
這首先就需要了解國(guó)內(nèi)外汽車(chē)產(chǎn)品，特別是貨車(chē)產(chǎn)品的生產(chǎn)情況、底盤(pán)規(guī)格、供貨渠道、銷(xiāo)售價(jià)格及相關(guān)資料等。然后根據(jù)所設(shè)計(jì)的專(zhuān)用汽車(chē)的功能和性能指標(biāo)要求，在功率匹配、動(dòng)力輸出、傳動(dòng)方式、外形尺寸、軸載質(zhì)量、購(gòu)置成本等方面進(jìn)行分析比較，優(yōu)選出一種基本型汽車(chē)底盤(pán)作為專(zhuān)用汽車(chē)改裝設(shè)計(jì)的底盤(pán)。能否選到一種好的汽車(chē)底盤(pán)，是能否設(shè)計(jì)出一種好的專(zhuān)用汽車(chē)的前提。
對(duì)于不能直接采用二類(lèi)底盤(pán)或三類(lèi)底盤(pán)進(jìn)行改裝的專(zhuān)用汽車(chē)，也應(yīng)盡量選用定型的汽車(chē)總成和部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，以縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期和提高產(chǎn)品的可靠性。
2、專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)的主要工作是總體布置和專(zhuān)用工作裝置匹配
設(shè)計(jì)時(shí)既要保證專(zhuān)用功能滿(mǎn)足其性能要求，也要考慮汽車(chē)底盤(pán)的基本性能不受到影響。在必要時(shí)，可適當(dāng)降低汽車(chē)底盤(pán)的某些性能指標(biāo)，以滿(mǎn)足實(shí)現(xiàn)某些專(zhuān)用工作裝置性能的要求。
3、針對(duì)專(zhuān)用汽車(chē)品種多、批量少的生產(chǎn)持點(diǎn)
專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮產(chǎn)品的系列化，以便根據(jù)不同用戶(hù)的需要而能很快的進(jìn)行產(chǎn)品變型 圖1—1為菜廠(chǎng)牽引車(chē)、半掛車(chē)和全掛車(chē)系列型譜。對(duì)專(zhuān)用汽車(chē)零部件的設(shè)計(jì)，應(yīng)按“三化”的要求進(jìn)行，最大限度地選用標(biāo)難件，或選用已經(jīng)定型產(chǎn)品的零部件，盡量減少自制件。
4、對(duì)專(zhuān)用汽車(chē)自制件的設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循單件或小批量的生產(chǎn)持點(diǎn)工的可能性。
5、對(duì)專(zhuān)用汽車(chē)工作裝置中的某些核心部件和總成
如各種水泵、油泵、氣泵、空壓機(jī)及各種閥等，要從專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家中優(yōu)選 因?qū)Ｓ闷?chē)專(zhuān)項(xiàng)作業(yè)性能的好壞，主要決定干這些部件的性能和可靠性。
6、在普通汽車(chē)底盤(pán)上改裝的專(zhuān)用汽車(chē)，底盤(pán)受載情況可能與原設(shè)計(jì)不同，因此要對(duì)一些重要的總成結(jié)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度校核。
7、專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足有關(guān)機(jī)動(dòng)車(chē)輛公路交通安全法規(guī)的要求
對(duì)于某些特殊車(chē)輛，如重型半掛車(chē)、油田修井車(chē)、機(jī)場(chǎng)寬體客車(chē)等，應(yīng)作為特定作業(yè)環(huán)境的特種車(chē)輛來(lái)處理。
8、某些專(zhuān)用汽車(chē)可能會(huì)在很惡劣的環(huán)境下工作，其使用條件復(fù)雜，要了解和掌握國(guó)家及行業(yè)相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，使專(zhuān)用汽車(chē)有良好的適應(yīng)性，工作可靠，是要設(shè)安全性裝置。
綜上所述，專(zhuān)用汽車(chē)的設(shè)計(jì)有其自身的特點(diǎn)和要求，既要滿(mǎn)足汽車(chē)設(shè)計(jì)的一般要求。同時(shí)又要獲得好的專(zhuān)用性能。這就要求汽車(chē)和專(zhuān)用工作裝置合理匹配，構(gòu)成一個(gè)協(xié)調(diào)的整體，使汽車(chē)的基本性能和專(zhuān)用功能都得到充分發(fā)揮[2]。
由于專(zhuān)用汽車(chē)種類(lèi)繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用面廣、開(kāi)發(fā)期短等待點(diǎn)，所以專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)人員。
既要具備汽車(chē)設(shè)計(jì)的知識(shí)相能力．向時(shí)也要掌握專(zhuān)用汽車(chē)各種不同工作裝置的原理與設(shè)計(jì)計(jì)算。此外專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)人員還需要對(duì)用戶(hù)的要求，市場(chǎng)動(dòng)態(tài)有充分的了解，這樣設(shè)計(jì)的產(chǎn)品才能在性能上先進(jìn)，在市場(chǎng)上適銷(xiāo)對(duì)路，在使用上滿(mǎn)足用戶(hù)的要求。
1.3課題的實(shí)際意義
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)液壓舉升機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足的性能有:
1、較強(qiáng)的免維護(hù)性
自卸車(chē)主要應(yīng)用場(chǎng)所是沙場(chǎng)、礦山、工地等，這些場(chǎng)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)作為輕型農(nóng)用自卸車(chē)卸料時(shí)的動(dòng)力來(lái)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。輕型農(nóng)用自卸車(chē)由于其特定的使用環(huán)境和用戶(hù)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(guò)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
輕型農(nóng)用自卸車(chē)顧名思義就是省卻了人力卸料之苦，通過(guò)特定的機(jī)構(gòu)使用液壓力自動(dòng)卸料。因此，自卸車(chē)舉升機(jī)構(gòu)應(yīng)達(dá)到的卸料目標(biāo)是:a、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(guó)家規(guī)定了時(shí)間限值);b、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
輕型農(nóng)用自卸車(chē)多數(shù)是中小噸位的工程運(yùn)輸車(chē)輛，其裝載工具多為小型裝載機(jī)械。為了裝載方便，輕型農(nóng)用自卸車(chē)的貨箱布置位置一般較低，同時(shí)又要考慮到輕型農(nóng)用自卸車(chē)的工作環(huán)境，應(yīng)使其具有較好的通過(guò)性(即離地間隙受限)，因此，自卸車(chē)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，更不能有死點(diǎn)位置的存在。
1.4 國(guó)內(nèi)外自卸汽車(chē)的發(fā)展概況
我國(guó)專(zhuān)用車(chē)市場(chǎng)“蛋糕”將越做越大。去年以來(lái)，我國(guó)專(zhuān)用車(chē)市場(chǎng)取得較好的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)，全國(guó)395家改裝車(chē)企業(yè)改裝汽車(chē)23.06萬(wàn)輛，銷(xiāo)售23.05萬(wàn)輛?？蛙?chē)改裝量最大，共改裝103492萬(wàn)輛，占總量的44.88％；載貨汽車(chē)44870輛，占總量的19.46％；自卸汽車(chē)27125輛，占總量的11.76％；廂式、罐式等專(zhuān)用車(chē)銷(xiāo)售40966輛，占總量的17.77％。今年1～8月份，各類(lèi)專(zhuān)用車(chē)銷(xiāo)售均有較大增幅，樂(lè)觀(guān)估計(jì)今年全年專(zhuān)用車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)將達(dá)30萬(wàn)輛。
通過(guò)數(shù)字來(lái)看，去年一年銷(xiāo)售專(zhuān)用車(chē)達(dá)23萬(wàn)輛，結(jié)合我國(guó)道路、經(jīng)濟(jì)等實(shí)際情況，應(yīng)該說(shuō)數(shù)量還是比較可觀(guān)的。但是問(wèn)題就在于395家改裝企業(yè)才生產(chǎn)23萬(wàn)輛?？梢钥闯?，我國(guó)汽車(chē)改裝企業(yè)和汽車(chē)制造一樣，存在著規(guī)模小、技術(shù)落后、生產(chǎn)點(diǎn)過(guò)多等問(wèn)題。
從改裝車(chē)生產(chǎn)分布地區(qū)來(lái)看，也存在較大不均衡性。江蘇、河北、安徽、河南等8個(gè)省去年產(chǎn)量之和約占總產(chǎn)量的75％，其他21個(gè)省僅占總產(chǎn)量的25％。地域的不均衡性也顯示出專(zhuān)用車(chē)市場(chǎng)前景看好。
目前，我國(guó)改裝車(chē)市場(chǎng)最大銷(xiāo)售量約25萬(wàn)輛左右，改裝量最大的除了客車(chē)外，主要有廂式車(chē)、罐式車(chē)、自卸車(chē)等主要車(chē)型。但是總體來(lái)看，這些專(zhuān)用車(chē)均存在技術(shù)附加值低、工藝較落后等問(wèn)題。從品種來(lái)看，我國(guó)改裝車(chē)品種較少，僅有400多個(gè)品種。那么，未來(lái)改裝車(chē)市場(chǎng)到底是什么市場(chǎng)呢？肯定地說(shuō)，應(yīng)該向多品種、高、精、尖方向發(fā)展。
這種發(fā)展方向除了我國(guó)公路條件改善外，還和我國(guó)公路貨物運(yùn)輸市場(chǎng)息息相關(guān)。目前，我國(guó)公路貨運(yùn)市場(chǎng)的主體依然是以個(gè)體戶(hù)為主，公路貨運(yùn)甚至還談不上物流管理，具有運(yùn)輸成本高、隨意性大、服務(wù)沒(méi)有保證等特點(diǎn)。隨著我國(guó)加入世界貿(mào)易組織，這種格局將要逐步被打破。我國(guó)汽車(chē)工業(yè)保護(hù)期只有五年，但是公路貨運(yùn)市場(chǎng)卻可以向外資開(kāi)放?？鐕?guó)物流公司正虎視眈眈盯著中國(guó)公路貨運(yùn)這塊大市場(chǎng)。這場(chǎng)戰(zhàn)斗誰(shuí)是贏(yíng)者，不言自明。集團(tuán)化貨運(yùn)市場(chǎng)對(duì)卡車(chē)的個(gè)性化要求將越來(lái)越高，同時(shí)需求數(shù)量也將越來(lái)越大?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō)，未來(lái)的卡車(chē)發(fā)展方向?qū)⑹菍?zhuān)用車(chē)。
美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家專(zhuān)用車(chē)市場(chǎng)十分巨大，專(zhuān)用車(chē)具有品種多、技術(shù)含金量高等特點(diǎn)。就專(zhuān)用車(chē)品種而言，美國(guó)就有5000多個(gè)品種，甚至很多專(zhuān)用車(chē)已經(jīng)被E化，裝有電腦、衛(wèi)星導(dǎo)航等系統(tǒng)。確切地說(shuō)，我國(guó)專(zhuān)用車(chē)市場(chǎng)最終是向多品種、高精尖的方向發(fā)展。尤其是隨著我國(guó)公路運(yùn)輸主體的逐漸變化，將加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化和技術(shù)的升級(jí)。
我國(guó)自卸汽車(chē)生產(chǎn)始于上世紀(jì)60年代初，經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，尤其是在上世紀(jì)80年代以后通過(guò)技貿(mào)結(jié)合與合作生產(chǎn)方式，從國(guó)外引進(jìn)若干先進(jìn)的自卸汽車(chē)制造技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上形成以若干大型汽車(chē)制造廠(chǎng)為主體的機(jī)械傳動(dòng)式自卸汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)集團(tuán)。公路用自卸汽車(chē)的裝載質(zhì)量從2～20t、礦用自卸汽車(chē)裝載質(zhì)量從20～154t以基本形成完整的自卸汽車(chē)系列，為我國(guó)自卸汽車(chē)的騰飛打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)然除普通自卸汽車(chē)以外，專(zhuān)用自卸汽車(chē)的生產(chǎn)也得到了一定的發(fā)展，尤其是新世紀(jì)以來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和交通環(huán)境的改善，各行業(yè)對(duì)專(zhuān)用汽車(chē)尤其是工程系列專(zhuān)用汽車(chē)的需求越來(lái)越大。專(zhuān)用汽車(chē)將跟更加注重行業(yè)化、專(zhuān)用化、系列化。
國(guó)外自卸汽車(chē)生產(chǎn)始于上世紀(jì)30年代，比我國(guó)早30多年在其后70多年的發(fā)展過(guò)程中，其結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，整車(chē)性能已有很大提高。為提高自卸汽車(chē)的科技含量，追求高附加值，各國(guó)更是不斷采用先進(jìn)技術(shù)，其主要表現(xiàn)以下幾個(gè)方面：全面提高自卸汽車(chē)內(nèi)在質(zhì)量和使用性能；在制造加工方面，自卸汽車(chē)朝著底盤(pán)生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化、零部件生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化、工藝專(zhuān)業(yè)化和輔助生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化方向發(fā)展；廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，以提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量和縮短設(shè)計(jì)研制的周期；在材料配置上，將更多地采用高強(qiáng)度鋁合金、不銹鋼、工程塑料和聚合材料等。目前，自卸汽車(chē)以形成自己獨(dú)特的結(jié)構(gòu)與車(chē)型系列。
目前, 各大自卸汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的自卸車(chē)尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)多數(shù)為拉桿式尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)、鏈條式尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)、液壓手動(dòng)控制式尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)等, 這些機(jī)構(gòu)各有特點(diǎn), 在運(yùn)輸自卸車(chē)中被廣泛使用。國(guó)內(nèi)使用的自卸車(chē)車(chē)箱大部分使用16Mn制造而成。其特點(diǎn)是鋼板厚, 車(chē)箱沉重, 截面一般呈方形, 邊板和底板有很多的加強(qiáng)筋。16Mn的屈服強(qiáng)度較低, 硬度較小, 且沖擊性能較差。這些特性決定了不適合用于制造輕量化的車(chē)箱。在歐美, 很多車(chē)箱都使用HARDOX耐磨鋼板材料, 與傳統(tǒng)的方形車(chē)箱有著很大的區(qū)別, 其特點(diǎn)是橫截面呈U形或半弧形, 而且車(chē)箱邊板和底板幾乎沒(méi)有使用加強(qiáng)筋。HARDOX是瑞典鋼鐵集團(tuán)生產(chǎn)的一種耐磨鋼板, 具有較高的屈服強(qiáng)度, 是16Mn的三倍以上, 并且具有較高的硬度和沖擊韌性。在設(shè)計(jì)裝載量相同的情況下, 用HARDOX鋼板制造的車(chē)箱與16Mn用制造的車(chē)箱相比, 板材厚度更薄, 且不需要加強(qiáng)筋。據(jù)國(guó)外的一些廠(chǎng)家反饋, 車(chē)箱使用HARDOX鋼板后, 重量能減少, 甚至更多。
某些自卸車(chē)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)和用戶(hù)的使用過(guò)程中均發(fā)現(xiàn)舉升機(jī)構(gòu)中三角臂早期斷裂問(wèn)題。實(shí)際構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中承受一定動(dòng)載荷的沖擊,受力大小方向不規(guī)則,使用傳統(tǒng)的方法很難對(duì)受力點(diǎn)的受力情況進(jìn)行測(cè)量,直接利用現(xiàn)有的有限元軟件ANSYS 也無(wú)法對(duì)其進(jìn)行分析,很難確定在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中極限應(yīng)力區(qū)域;但是軟件劃分網(wǎng)格功能強(qiáng)大;而仿真分析軟件ADAMS 雖然處理剛性物體運(yùn)動(dòng)精度較高,但對(duì)于復(fù)雜的柔性體的建模和計(jì)算都比較困難。為此一些專(zhuān)家利用有限元軟件ANSYS 和動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS 進(jìn)行聯(lián)合仿真分析,找出了三角臂早期斷裂的原因,并提出改進(jìn)方案。
第2章 輕型自卸車(chē)主要性能參數(shù)的選擇
承擔(dān)公路運(yùn)輸?shù)钠胀ㄗ孕盾?chē)通常是由同種貨車(chē)變型設(shè)計(jì)而成。其總體設(shè)計(jì)程序與載貨車(chē)相近。首先，進(jìn)行一系列的市場(chǎng)調(diào)研和同類(lèi)車(chē)型資料的收集分析，摸清產(chǎn)品主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，了解有關(guān)設(shè)計(jì)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。
在技術(shù)設(shè)計(jì)階段，首先進(jìn)行自卸車(chē)結(jié)構(gòu)選型，確定舉升機(jī)構(gòu)類(lèi)型與貨廂結(jié)構(gòu)形式，然后選擇自卸車(chē)總布置主要參數(shù)。
2.1整車(chē)尺寸參數(shù)的確定
表2.1 整車(chē)尺寸參數(shù)
外形尺寸（長(zhǎng)寬高）
4540×1800×1980（mm）
軸距
2800mm
輪距（前/后）
1480/1470(mm)
前懸
970mm
后懸
770mm
接近角
25
離去角
36
最小離地間隙
185mm
2.2質(zhì)量參數(shù)的確定
自卸車(chē)質(zhì)量參數(shù)包括廠(chǎng)定最大裝載質(zhì)量me、整備質(zhì)量mo、廠(chǎng)定最大總質(zhì)量ma、質(zhì)量利用系數(shù)ηG、容積利用系數(shù)ηV，以及重心位置等[3]。
1、廠(chǎng)定最大裝載質(zhì)量me
根據(jù)裝載質(zhì)量級(jí)別分類(lèi)中，輕型自卸車(chē)小于3.5噸的規(guī)定，由于本設(shè)計(jì)中自卸車(chē)裝載貨物為農(nóng)產(chǎn)品，因此這里取最大裝載質(zhì)量me為1500kg。
2、整備質(zhì)量mo
整備質(zhì)量mo指的是裝備齊全、加滿(mǎn)油水的空車(chē)質(zhì)量。它等于底盤(pán)的整備質(zhì)量與汽車(chē)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(jī)構(gòu)、副車(chē)架、貨廂以及其它改裝附件的質(zhì)量。在總體設(shè)計(jì)時(shí)，常參考同類(lèi)樣車(chē)及總成，進(jìn)行零部件稱(chēng)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(lèi)車(chē)型取整備質(zhì)量為2100kg。
3、 廠(chǎng)定最大總質(zhì)量ma
最大總質(zhì)量ma是按規(guī)定裝滿(mǎn)貨物、坐滿(mǎn)司機(jī)乘坐人員的整備質(zhì)量?？砂聪率接?jì)算：
ma=mo+me+mr (2.1)
式中： mo——自卸車(chē)整備質(zhì)量，kg
me ——廠(chǎng)定最大裝載質(zhì)量，kg
mr——額定司機(jī)乘客人員質(zhì)量，每人按65kg計(jì)。
ma=2100+1500+130=3730 kg
4、質(zhì)量利用系數(shù)ηG
ηG是廠(chǎng)定最大裝載質(zhì)量與其整備質(zhì)量之比
ηG=memo=15002100=0.71 (2.2)
ηG越大，則該車(chē)材料消耗少，材料利用率高。因此ηG可反映自卸車(chē)設(shè)計(jì)制造水平。提高ηG的主要措施在于設(shè)法減輕傾卸機(jī)構(gòu)與貨廂質(zhì)量。一般3噸以下輕型自卸車(chē)之ηG約為0.5-1.0。
5、容積利用系數(shù)ηV
ηV即單位容積裝載質(zhì)量。它取決于常運(yùn)貨物的種類(lèi)。通常堆裝部分的體積約占貨廂體積的三分之一。確定ηV的原則是既要充分利用汽車(chē)額定載重能力；又要避免在運(yùn)輸高比重貨物時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重超載。對(duì)普通自卸車(chē)常取ηV=1650kg/m3。
6、質(zhì)心位置
質(zhì)心位置對(duì)汽車(chē)附著性能和穩(wěn)定性能等能產(chǎn)生重要影響，因此是一項(xiàng)重要指標(biāo)。質(zhì)心位置又分為空載質(zhì)心與滿(mǎn)載質(zhì)心兩種狀況。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求使改裝自卸車(chē)的質(zhì)心位置盡量接近原車(chē)質(zhì)心。質(zhì)心計(jì)算公式如下：
質(zhì)心水平位置 L1=m2Lma (2.3)
質(zhì)心垂直位置 hg=yimima=moyo+miGyi+meyema (2.4)
式中：ma——自卸車(chē)廠(chǎng)定最大總質(zhì)量，kg；
m1、m2——自卸車(chē)前、后軸軸載質(zhì)量，kg；
mo——底盤(pán)質(zhì)量，kg；
miG——改裝部分各總成質(zhì)量，kg；
me——廠(chǎng)定最大裝載質(zhì)量，kg；
xo、yo——底盤(pán)質(zhì)心坐標(biāo)；
xi、yi——改裝部分各總成質(zhì)量質(zhì)心坐標(biāo)；
xe、ye——裝載質(zhì)量質(zhì)心坐標(biāo)。
2.3其它性能參數(shù)
貨廂最大舉升角是當(dāng)貨廂舉升角是當(dāng)貨廂舉升至設(shè)計(jì)極限位置時(shí)，貨廂底部與車(chē)架平面之夾角。它取決于常運(yùn)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(chē)最大舉升角常取50—60°。此外，尚應(yīng)注意在最大舉升角時(shí)，車(chē)廂后板下垂最低點(diǎn)與地面保持一定卸貨高度。舉升時(shí)間指滿(mǎn)載時(shí)從開(kāi)始舉升至最大舉升角所需時(shí)間。降落時(shí)間系指空載時(shí)貨廂從最大舉升角降至車(chē)架的時(shí)間。此兩項(xiàng)參數(shù)太長(zhǎng)將影響運(yùn)輸生產(chǎn)率；太短又勢(shì)必增大液壓系統(tǒng)負(fù)荷。故一般設(shè)計(jì)舉升時(shí)間要求為15s-25s，降落時(shí)間要求為8s-15s。
2.4本章小結(jié)
本章主要對(duì)輕型農(nóng)用自卸汽車(chē)的整車(chē)尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)以及其他性能參數(shù)進(jìn)行了確定，綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。
第3章 自卸車(chē)車(chē)廂的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)
3.1 自卸汽車(chē)車(chē)廂的結(jié)構(gòu)形式
3.1.1車(chē)廂的結(jié)構(gòu)形式
車(chē)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3.1為典型的底板橫剖面呈矩形的后傾式車(chē)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(chē)廂前欄板加做向上前方延伸的防護(hù)擋板。車(chē)廂底板固定在車(chē)廂底架之上。車(chē)廂的側(cè)欄板、前后欄板外側(cè)面通常布置有加強(qiáng)筋。
后傾式車(chē)廂廣泛用于輕、中和重型自卸汽車(chē)。它的左右側(cè)欄板固定，后欄板左右兩端上部與側(cè)欄板餃接，后欄板借此即可開(kāi)啟或關(guān)閉。
1-車(chē)廂總成；2-后欄板；3、4-鉸鏈座；5-車(chē)廂鉸支座；
6-側(cè)欄板；7-防護(hù)擋板；8-底板
圖3.1 車(chē)廂結(jié)構(gòu)圖
側(cè)傾式及三面傾卸式車(chē)廂欄板與底板為直角，如圖3.2所示。其欄板開(kāi)啟、關(guān)閉的鉸接軸為上置式，開(kāi)啟時(shí)，欄板呈自由懸垂?fàn)睿嘤糜谟袀?cè)傾要求的中型自卸汽車(chē)。
礦用白卸汽車(chē)和重型自卸汽車(chē)的車(chē)廂多采用簸箕式，以方便裝載，傾卸礦石、砂石等。有的簸箕式車(chē)廂采用雙層底板結(jié)構(gòu)，以增加底板的強(qiáng)度和剛度，并可減輕自重。簸箕式車(chē)廂如圖3.3所示。
圖3.2 側(cè)頃式及三面傾卸式車(chē)廂
圖3.3 簸箕式車(chē)廂
本文設(shè)計(jì)的自卸車(chē)是承擔(dān)農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)短途運(yùn)輸?shù)钠胀ㄗ孕镀?chē)，沒(méi)有側(cè)傾要求，故采用后傾式車(chē)廂。
3.1.2車(chē)廂選材
在全面分析車(chē)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。
3.2車(chē)廂的設(shè)計(jì)規(guī)范及尺寸確定
3.2.1車(chē)廂尺寸設(shè)計(jì)
外廓尺寸應(yīng)在廂式貨車(chē)總體設(shè)計(jì)階段予以確定。為了防止緊急制動(dòng)時(shí)貨廂與駕駛室之間留有150-250mm的間隙。為滿(mǎn)足汽車(chē)的軸荷分配，車(chē)廂和貨物的質(zhì)心離后橋中心線(xiàn)的距離為：對(duì)于后輪為雙胎的長(zhǎng)頭或短頭車(chē)，該距離一般為軸距L的（2-10）；對(duì)于平頭車(chē)，該距離一般為軸距的（12-22）；根據(jù)車(chē)廂質(zhì)心到后橋中心線(xiàn)的距離以及駕駛室后壁的位置，可確定車(chē)廂長(zhǎng)度，取車(chē)廂長(zhǎng)度為2700mm；廂體寬度主要由底盤(pán)輪距1480mm、使用要求及法規(guī)限寬的因素決定,這里取車(chē)廂寬度為1800 mm；廂體高度由改裝后的質(zhì)心高度（影響汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性）決定，在滿(mǎn)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(chē)行駛穩(wěn)定性，這里取車(chē)廂高為400 mm。
將全金屬焊接車(chē)廂設(shè)計(jì)成等剛度體車(chē)廂是自卸汽車(chē)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(chē)而言，可以看成由車(chē)輪、前軸、后橋殼、懸架、車(chē)架、車(chē)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(chē)廂剛度，無(wú)論是彎曲剛度還是扭轉(zhuǎn)剛度，都會(huì)增加車(chē)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(chē)前后左右車(chē)輪處于高差較大的路面，車(chē)架扭曲較大時(shí)，車(chē)廂應(yīng)該有一定的扭轉(zhuǎn)隨動(dòng)性。如果車(chē)廂的扭轉(zhuǎn)剛度過(guò)大，當(dāng)車(chē)架扭轉(zhuǎn)到一定程度時(shí)，車(chē)廂前支承緩沖塊相應(yīng)的一側(cè)壓到極限位置，車(chē)廂縱梁的另一側(cè)可能離開(kāi)緩沖塊，車(chē)廂前端的一大部分重量轉(zhuǎn)移到一側(cè)的車(chē)架縱梁上，縱梁可能超載損壞。如果車(chē)廂扭轉(zhuǎn)剛度過(guò)小，能與車(chē)架扭轉(zhuǎn)隨動(dòng)，當(dāng)車(chē)架產(chǎn)生較大扭曲時(shí)，車(chē)廂可能因變形過(guò)大而早期損壞。
全金屬焊接等剛度車(chē)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(chē)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(chē)車(chē)架斷面系數(shù)也應(yīng)比同級(jí)噸位的貨車(chē)車(chē)架大一倍。
對(duì)于兩軸載質(zhì)為10t的車(chē)廂，車(chē)架按1.5t整體重物從lm高處落人車(chē)廂的沖擊負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，車(chē)廂底板厚度應(yīng)不小于10mm，其選材強(qiáng)度等級(jí)大于60kg級(jí)。3t自卸汽車(chē)的車(chē)廂底板厚度應(yīng)不小于6mm，本文所設(shè)計(jì)的自卸車(chē)，其額定載荷為1.5t，故其車(chē)廂底板厚度取6mm。
車(chē)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(chē)廂傾卸時(shí)，貨物不易在車(chē)廂內(nèi)卡住，易于傾卸。
3.2.2車(chē)廂內(nèi)框尺寸及車(chē)廂質(zhì)量
自卸車(chē)的裝載質(zhì)量為1500kg，農(nóng)用自卸車(chē)常運(yùn)貨物密度如表3.1：
表3.1 農(nóng)用自卸車(chē)常運(yùn)貨物密度
土豆
玉米
小麥
甜菜
680kg/m3
640kg/m3
730kg/m3
650kg/m3
自卸車(chē)滿(mǎn)載時(shí)，裝載的質(zhì)量為
M=ρ×V (3.1)
V=mρ=1500730=2.055m3
內(nèi)框尺寸確定了車(chē)廂容積的大小。應(yīng)從車(chē)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(yùn)輸效率。車(chē)廂容積按下式計(jì)算
V=lX1bX1hX1×10-9 (3.2)
式中
V——車(chē)廂容積（m3）;
lX1、bX1、hX1——廂內(nèi)有效長(zhǎng)度、寬度、高度（mm）。
普通矩形車(chē)廂標(biāo)準(zhǔn)配置板厚為：前板4 mm邊板4 mm底板6mm后板5 mm。
由此得出，
V=2700×1800×400×10-9=1.944m3
符合要求。
由此，確定出EQ3040B車(chē)廂的尺寸如表3.2：
表3.2 NTQ3040B車(chē)廂主要尺寸
長(zhǎng)(mm)
寬(mm)
高(mm)
底板厚(mm)
2700
1800
400
6
側(cè)板厚(mm)
底板傾斜角度(°)
側(cè)板傾斜角度(°)
4
1
1
本車(chē)貨箱尺寸為2360×1800×400
貨箱各板體積
V=400×1800×9+400×2700×4×2+1800×2700×6
=44280000mm3
在全面分析車(chē)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。
貨箱材料錳鋼密度ρ=7.81 gcm3
貨箱質(zhì)量為m=ρ?V=308.7kg.
取過(guò)載系數(shù)為90%，則車(chē)廂及滿(mǎn)載時(shí)的質(zhì)量為1500÷90%+308.7≈2000kg
3.2.3車(chē)廂地板高度
車(chē)廂地板高度直接影響貨物裝卸的方便性和汽車(chē)質(zhì)心的高度。該高度過(guò)高，對(duì)行駛穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響；過(guò)低，則輪胎與地板下平面容易發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，這是不允許的。影響車(chē)廂地板高度的主要因素有：輪胎直徑、道路條件、懸架動(dòng)撓度以及車(chē)輛空載時(shí)車(chē)輪與地板下平面之間預(yù)留的空間等。設(shè)計(jì)時(shí)該預(yù)留空間一般取230 mm左右。
3.3車(chē)廂板的鎖啟機(jī)構(gòu)
自卸車(chē)汽車(chē)車(chē)廂板的鎖啟機(jī)構(gòu)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種，現(xiàn)在大多采用自動(dòng)鎖啟機(jī)構(gòu)。當(dāng)自卸汽車(chē)卸貨時(shí)，車(chē)廂逐漸傾斜，當(dāng)傾斜到一定程度，傾斜方向的車(chē)廂板便自動(dòng)開(kāi)啟，使車(chē)廂內(nèi)的貨物卸出[4]。卸完貨后，車(chē)廂逐漸下落，直至落到原始位置，鎖啟機(jī)構(gòu)使自動(dòng)將車(chē)廂板鎖住。本設(shè)計(jì)采用自動(dòng)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)原理簡(jiǎn)圖如下，
1-限位塊，2-鎖鉤
圖3.4 自動(dòng)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)
當(dāng)車(chē)廂被舉升時(shí)，限位塊1隨著車(chē)廂一起升高，這時(shí)鎖鉤2右端鉤子一側(cè)在重力作用下繞軸旋轉(zhuǎn)與廂板脫離，這樣后廂板打開(kāi)。當(dāng)車(chē)廂回落時(shí)，限位塊壓著鎖鉤的左側(cè)，這樣鉤子就會(huì)勾住廂板，使后廂板閉合。
3.4 本章小結(jié)
本章主要對(duì)輕型農(nóng)用自卸汽車(chē)的車(chē)廂的結(jié)構(gòu)和尺寸以及材料的選擇進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)車(chē)廂后欄板的自動(dòng)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。
第4章 自卸舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4.1自卸舉升機(jī)構(gòu)的選擇
4.1.1舉升機(jī)構(gòu)的類(lèi)型
自卸車(chē)舉升機(jī)構(gòu)又稱(chēng)傾卸機(jī)構(gòu)，包括貨廂、副車(chē)架、車(chē)廂鉸鏈、舉升油缸及其杠桿系統(tǒng)。現(xiàn)代自卸車(chē)的舉升機(jī)構(gòu)均以液壓能作為舉升動(dòng)力。其功能是承載物料，并在液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下完成傾卸動(dòng)作。
自卸汽車(chē)對(duì)傾卸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求如下：
（1）利用連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)車(chē)廂的翻轉(zhuǎn)，其安裝空間不能超過(guò)車(chē)廂底部與托架大梁間的空間；
（2）結(jié)構(gòu)要緊湊，可靠，具有很好的動(dòng)力傳遞性能；
（3）完成傾卸后，要能夠復(fù)位[5]。
舉升機(jī)構(gòu)的主要類(lèi)型有：
1、油缸直推式
油缸直推式傾卸機(jī)構(gòu)的示意圖如圖4.1所示，這種機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、舉升效率高、工藝簡(jiǎn)單、成本較低。采用單缸時(shí)，容易實(shí)現(xiàn)三面傾斜。另外，若油缸垂直下置時(shí)，油缸的推力可以作為，車(chē)廂的舉升力，因而所需的油缸功率較小。但是采用單缸時(shí)機(jī)構(gòu)橫向強(qiáng)度差，而且油缸的推程較大；采用多節(jié)伸縮時(shí)密封性也稍差。
圖4.1 直推式傾卸機(jī)構(gòu)
2、俯沖式
俯沖式桿系傾卸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，橫向剛度好，舉升轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑平順。但油缸必須增大容量[5]。如圖4.2所示。
圖4.2 俯沖式傾卸機(jī)構(gòu)
3、前推杠桿組合式
前推杠桿組合式傾卸機(jī)構(gòu)示意圖如圖4.3所示，該機(jī)構(gòu)橫向剛度好，舉升時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)平順圓滑，在舉升過(guò)程中，舉升力小，構(gòu)件受力改善。但油缸的行程過(guò)大，偏擺角大。
圖4.3前推杠桿組合式傾卸機(jī)構(gòu)
4、杠桿平衡式（油缸后推杠桿組合式）
油缸前推連桿組合式傾卸機(jī)構(gòu)的示意圖如圖4.4所示，這種機(jī)構(gòu)橫向剛度較好，舉升時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑平順，三腳架推動(dòng)車(chē)廂舉升時(shí)，車(chē)廂傾翻軸支架的水平反力比較小，車(chē)架底部的受力也比較均勻。但是油缸在車(chē)廂翻轉(zhuǎn)過(guò)程中擺動(dòng)角度較大，且活塞行程稍大[6]。
5、油缸后推連桿組合式（加伍德舉升臂式）
油缸后推連桿組合式傾卸機(jī)構(gòu)的示意圖如圖4.5所示，該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較緊湊，橫向剛度較好，油缸的推程小，舉升時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑平順。但舉升力系數(shù)大，舉升臂(三角架)較大[7]。
圖4.4杠桿平衡式傾卸機(jī)構(gòu)
圖4.5油缸后推連桿組合式傾卸機(jī)構(gòu)
6、油缸浮動(dòng)連桿式（強(qiáng)力型）
油缸浮動(dòng)連桿傾卸機(jī)構(gòu)示意圖如圖4.6所示，該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，橫向剛度較好,舉升時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑平順。油缸進(jìn)出油管活動(dòng)范圍大，油管長(zhǎng)，副車(chē)駕受力改善，舉升力系數(shù)較小。但該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較大，油缸固定在節(jié)點(diǎn)上，從而使桿件剛度要求較高。而且油缸轉(zhuǎn)動(dòng)角度過(guò)大。
7、油缸前推連桿組合式（馬勒里舉升臂式）
油缸前推連桿組合式傾卸機(jī)構(gòu)的示意圖如圖4.7所示，這種機(jī)構(gòu)橫向剛度較好，舉升時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)圓滑平順，三腳架推動(dòng)車(chē)廂舉升時(shí)，車(chē)廂傾翻軸支架的水平反力比較小，車(chē)架底部的受力也比較均勻。但是油缸在車(chē)廂翻轉(zhuǎn)過(guò)程中擺動(dòng)角度較大，且活塞行程稍大。
圖4.6油缸浮動(dòng)連桿式傾卸機(jī)構(gòu)
圖4.7油缸前推連桿組合式傾卸機(jī)構(gòu)
4.1.2自卸汽車(chē)傾卸機(jī)構(gòu)性能比較
傾卸機(jī)構(gòu)是自卸汽車(chē)的重要裝置，它直接關(guān)系到自卸車(chē)的結(jié)構(gòu)與舉升性能。國(guó)內(nèi)外典型傾卸機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型、性能特征，見(jiàn)表4.1。
目前，輕型、中型自卸車(chē)廣泛采用直推式傾斜機(jī)構(gòu)，三面傾卸式自卸車(chē)均采用直推式傾斜機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)不僅具有結(jié)構(gòu)緊湊、改裝方便等優(yōu)點(diǎn)，而且通過(guò)合理地選取各支撐點(diǎn)的位置、液壓缸直徑（特別是多級(jí)液壓缸各節(jié)的直徑）等參數(shù)，可以獲得比較理想的油壓特性（即液壓缸推舉過(guò)程中油壓變化很小，且初始時(shí)的油壓略低于最高油壓）。而中、重型自卸車(chē)大多采用連桿式傾卸機(jī)構(gòu)，其中中型自卸車(chē)一般采用油缸后推連桿式和油缸后推杠桿式，其他4種型式的傾卸機(jī)構(gòu)多用在重型自卸車(chē)上。這主要是因?yàn)楦菀走_(dá)到省力的目的，更能使車(chē)廂在舉升過(guò)程中獲得較好的橫向穩(wěn)定性，并可獲得更理想的油壓特性與傾卸性能。
表4.1 自卸汽車(chē)舉升機(jī)構(gòu)特性比較
結(jié)構(gòu)形式
車(chē)型舉例
性能特征
直推式
單缸
前置
斯太爾1291?280∕K38
卡瑪斯——5511
結(jié)構(gòu)緊湊、舉升效率高、工藝簡(jiǎn)單、成本較低，采用單缸時(shí)，橫向剛度不足，采用多節(jié)伸縮時(shí)密封性較差
中置
斯太爾991?200∕K38
依發(fā)50L∕K
CA340
雙缸
QD3151
EQ340
連桿組合式
馬勒里舉升臂式
五十鈴TD50ALCQD
JN3180
QD362
橫
向
剛
度
好
、
舉
升
轉(zhuǎn)
動(dòng)
圓
滑
平
順
舉升力系數(shù)小、省力、油壓特性好，但缸擺角大活塞行程稍大
加伍德舉升臂式
TD50A-D
QD352
HF352
轉(zhuǎn)軸反力小，舉升力系數(shù)大，舉升臂較大，活塞行程短
油缸前推杠桿組合式
SX3180
舉升力小，構(gòu)件受力改善，油缸擺角大
油缸后推杠桿組合式
日產(chǎn)PTL81SD
舉升力適中，結(jié)構(gòu)緊湊但布置集中后部，車(chē)廂底板受力大
油缸液動(dòng)連桿組合式
YZ——300
油缸進(jìn)出油管活動(dòng)范圍大，油管長(zhǎng)
俯沖式
東急73型
桿系結(jié)構(gòu)極簡(jiǎn)，造價(jià)低，但油缸必須增大容量
綜上所述，對(duì)于本設(shè)計(jì)自卸車(chē)，本文選用油缸直推式傾卸機(jī)構(gòu)。該種舉升機(jī)構(gòu)直
接與車(chē)廂底板相連推動(dòng)車(chē)廂，啟動(dòng)性能較好，并能承受較大的偏置載荷；舉升支點(diǎn)在車(chē)廂中心附近，車(chē)廂受力狀況較好。
4.2舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與受力分析及參數(shù)選擇
4.2.1.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析
該車(chē)總體布置基本參數(shù)如下：
廠(chǎng)定最大裝載質(zhì)量ma:1500kg；
舉升總質(zhì)量mw:2000kg;
最大舉升角θmax:50°±2
用作圖法進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，其結(jié)果詳見(jiàn)圖4.8。
圖4.8 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析圖
圖中OAB為舉升初始位置，其舉升總質(zhì)量質(zhì)心為C0；OAB'為舉升終了位置，其舉升總質(zhì)量質(zhì)心為C0由總布置獲得：
a=50;b=1670; b0=1400;L1=200
油缸總行程L計(jì)算：總行程L應(yīng)保證最大舉升角θmax的設(shè)計(jì)要求[5]?？筛鶕?jù)余弦定理，從OAB'中解出：
L=(OA2+OB'2-2?OA?OB'?cosθmax+θ2)-L1 (4.1)
式中：
OA=a2+b2=1400.9
θ1=tan-1ab=2.05
θ2=tan-1L12-b-b02+a b0-θ1= 4.92
OB'=b0cosθ1+θ2 =1236
d=b?tan(θ1+θ2) =171.2mm
代入式(3.1)得
L=1064.9mm
根據(jù)L=1065其三級(jí)行程分別為l1=533mm , l2=532mm,l3=532mm。
4.2.2.舉升機(jī)構(gòu)受力分析與參數(shù)選擇
自卸車(chē)之油缸舉升力應(yīng)保證最大舉升質(zhì)量時(shí)所需的舉升力矩。為此，對(duì)NTQ3040B輕型農(nóng)用自卸車(chē)舉升機(jī)構(gòu)的最大受力狀況（即舉升初始狀態(tài)）進(jìn)行受力分析，如圖4.9。通過(guò)受力分析求得油缸舉升力P、各級(jí)油缸直徑d1、d2、d3，以及各級(jí)油缸力矩比系數(shù)δ1、δ2、δ3等主要參數(shù)如下：
（1）油缸舉升力P
油缸推力P對(duì)貨箱翻轉(zhuǎn)中心O產(chǎn)生的舉升力矩MP與舉升總質(zhì)量m對(duì)O點(diǎn)的阻力矩MW應(yīng)取得平衡[6][7]。即：
MP=MW (4.2)
油缸舉升力矩MP=P?OA?sinβ
最大舉升阻力矩MW=m?X
代入（4.2）得:P?OA?sinβ=m?X
油缸舉升力
P=XOA?sinβ?m (4.3)
式中：MW——舉升總質(zhì)量，等于廠(chǎng)定最大裝載質(zhì)量和貨箱質(zhì)量之和，MW=2000kg;
X——質(zhì)心至翻轉(zhuǎn)中心水平坐標(biāo)，它是隨車(chē)廂舉升角變化的函數(shù)，當(dāng)θ=0°時(shí)，
圖4.9 機(jī)構(gòu)受力分析圖
X為最大值X=1030;
β——油缸軸心線(xiàn)與底座OA之夾角，在舉升過(guò)程中β為變量，因此油缸舉升力也隨之為變量[8][9]。
（2）油缸直徑確定
油缸推力與油缸直徑的關(guān)系為：
P=πdi24p (4.4)
式中：p——液壓系統(tǒng)最大工作壓力，取p=10MP[10]。
將式（4.4）代入式（4.3）即可求得各級(jí)油缸之最小直徑：
πdi24p=XOA?sinβ?m
di=4XmπOAsinβp
按上式可計(jì)算出各級(jí)油缸的最小直徑后，再經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化選定油缸直徑系列為:
d1=100 mm、d2=80mm、d3=60mm。
由式（4.4）計(jì)算出各節(jié)油缸總推力分別為：
p1=πd124p=π×0.124×106=7854N
p2=πd224p=π×0.0824×106=5027N
p3=πd324p=π×0.0624×106=2827N
4.3本章小結(jié)
本章主要對(duì)輕型農(nóng)用自卸汽車(chē)的舉升機(jī)構(gòu)的形式進(jìn)行了選擇，對(duì)舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和參數(shù)的選擇，根據(jù)所求出舉升力的大小確定了油缸的直徑。綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。
第5章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
自卸車(chē)所采用的油泵、油缸、液壓閥等液壓系統(tǒng)元件均為高度標(biāo)準(zhǔn)化、系列化與通用化且由專(zhuān)業(yè)化液壓件廠(chǎng)集中生產(chǎn)供應(yīng)。因此在自卸車(chē)改裝設(shè)計(jì)中只需要進(jìn)行液壓元件選型計(jì)算。其主要內(nèi)容包括油缸的直徑與行程、油泵工作壓力、流量、功率以及油箱容積與管路內(nèi)徑等。
5.1液壓系統(tǒng)工作原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
5.1.1工作原理
該系統(tǒng)由取力器、油泵、液壓控制閥、油缸、油箱、操縱系統(tǒng)以及油管系統(tǒng)等組成。其工作原理如下：
1、準(zhǔn)備
先將自卸車(chē)處于駐車(chē)制動(dòng)狀態(tài)，并將變速器置于空擋。將轉(zhuǎn)閥手柄置于水平位置。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，然后踩離合器結(jié)合取力器使油泵進(jìn)入工作狀態(tài)。此時(shí)液壓油經(jīng)油泵、單向閥、液壓換向閥流回油箱。
2、舉升
將轉(zhuǎn)閥手柄逐漸向上轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)閉換向閥。此時(shí)，從油泵經(jīng)單向閥來(lái)的高壓油，進(jìn)入油缸實(shí)現(xiàn)舉升。油缸舉升到最大行程時(shí)撥動(dòng)限位閥，將高壓油路與回油路接通而卸荷，舉升停止，貨廂處于舉升最高位置。
3、保持
將轉(zhuǎn)閥手柄置于“保持舉升區(qū)間”，并切斷取力器停止油泵工作。此時(shí)壓力油被鎖死在油缸內(nèi)。可按需使貨廂處于任意舉升位置保持。
4、降落
將轉(zhuǎn)閥手柄推至慢落位置，回油路僅部分打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)車(chē)廂緩慢降落。若將轉(zhuǎn)閥手柄推到底，則回油路被全部打開(kāi)，油缸下腔油液經(jīng)分流體向油箱快速回油[11]。
5.1.2液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置
自卸車(chē)液壓系統(tǒng)由液壓能產(chǎn)生部件、工作部件與操縱控制部件三大部分組成。
1、液壓能產(chǎn)生部件
包括取力器、油泵及單向閥、油箱及油泵傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。取力器通常均與變速器直接安裝成一體。取力方式可分左側(cè)取力、右傾取力或箱頂取力三種。油箱安裝位置則比較靈活，主要視副車(chē)架與貨廂間的空間便于安裝維護(hù)液壓管路系統(tǒng)并盡量縮短油管長(zhǎng)度。
2、工作部件
主要指油缸與翻傾杠桿系統(tǒng)。油缸通過(guò)油缸支座安裝在副車(chē)架中部或中后部的加強(qiáng)橫梁上。由于工作部件受力極大，要求各連接鉸支點(diǎn)處有足夠的連接強(qiáng)度、剛度，所有摩擦副應(yīng)有良好的配合精度與潤(rùn)滑。
3、控制部件
包括液壓分配閥、限位閥以及操縱系統(tǒng)?？刂撇考喟惭b在汽車(chē)前部的駕駛室內(nèi)部或后部，既要方便操縱與維護(hù)；又要減少管路的迂回。
5.1.3 液壓分配閥
液壓分配閥式控制系統(tǒng)的核心；分為滑閥和轉(zhuǎn)閥兩大類(lèi)。三位四通閥應(yīng)用范圍比較廣；而轉(zhuǎn)閥多用于低壓、小流量的輕型、中型自卸車(chē)上。分配閥又分為常開(kāi)式和常壓式。常開(kāi)式分配閥在車(chē)廂不舉升時(shí)，油泵的壓力油經(jīng)分配閥后又返回油箱，在系統(tǒng)中不產(chǎn)生高壓，因此可減輕油泵磨損，并可防止自卸車(chē)在行駛中意外舉升貨廂造成事故，故常開(kāi)式分配閥在自卸車(chē)應(yīng)用最為廣泛。分配閥選型主要考慮額定工作壓力、流量及操縱方式。
分配閥操縱機(jī)構(gòu)的形式有機(jī)械操縱式，氣壓操縱式和液壓操縱式；以氣壓操縱式應(yīng)用最為廣。操縱過(guò)程應(yīng)具有舉升、停止、下落三個(gè)動(dòng)作。
機(jī)械操縱式：駕駛員通過(guò)機(jī)械杠桿或鋼絲軟軸直接撥動(dòng)液壓分配閥實(shí)現(xiàn)換向。
液壓操縱式：通過(guò)手動(dòng)液壓操縱閥建立油壓來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉液動(dòng)舉升閥實(shí)習(xí)換向。此閥沒(méi)有中停位置，故必須切斷油泵動(dòng)力才能實(shí)現(xiàn)中停。
氣動(dòng)操縱式：利用貯氣筒的壓縮空氣，通過(guò)氣動(dòng)操縱閥控制操縱氣管，驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)分配閥上的氣缸工作，實(shí)現(xiàn)分配閥換向。
機(jī)械操縱式的優(yōu)點(diǎn)是可靠性好、通用性強(qiáng)、維修方便；缺點(diǎn)是桿件布置比較麻煩，不適合翻轉(zhuǎn)駕駛室采用。
液壓操縱式的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，操縱可靠，在我國(guó)引進(jìn)生產(chǎn)的斯太爾重型自卸車(chē)上采用了此種操縱系統(tǒng)。其不足處事反應(yīng)較慢，沒(méi)有中停位置。
氣動(dòng)操縱式的優(yōu)點(diǎn)是功能齊全、操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)靈敏，結(jié)構(gòu)先進(jìn)，因此廣泛應(yīng)用于中、重型具備氣源的自卸車(chē)。其缺點(diǎn)是需同時(shí)具備液、氣兩套管路系統(tǒng)、維修麻煩。
綜合以上優(yōu)缺點(diǎn)本設(shè)計(jì)采用機(jī)械操縱式，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖5.1
圖5.1 手動(dòng)轉(zhuǎn)閥
當(dāng)把手柄拉到極限位置時(shí)，液壓缸開(kāi)始舉升。當(dāng)卸完貨物后，把手柄拉到降落區(qū)間時(shí)，車(chē)廂開(kāi)始下落，手柄越靠近水平下落的速度越快。
5.2油缸選型與計(jì)算
作為液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的油缸分為活塞式和浮柱式兩類(lèi)。浮柱式為多級(jí)伸縮式油缸，一般有2~5個(gè)伸縮結(jié)，其結(jié)構(gòu)緊湊，并具有短而粗、伸縮長(zhǎng)度大、使用油壓高（可達(dá)35兆帕），易于安裝布置等優(yōu)點(diǎn)。因此這里選用單作用多級(jí)浮柱式油缸GHL1100。
1、用泵工作壓力p
P=Fmax106?AMPa=5.41MPa （5.1）
式中：
Fmax ——油缸最大舉升力;
A ——油缸橫截面積。
2、油泵理論流量QT
QT=60??Vηv?t L/min （5.2）
式中：?V——油缸最大工作容積（m3）,按下式計(jì)算：
?V=（Smax-S0）πd24×106L=5.35L
t——舉升時(shí)間，一般要求t≯20s，t取15s;
ηv——液壓泵容積效率ηv=0.85～0.9,取0.85。
QT=60×5.350.85×15=25.2 L/min
3、油泵排量q
q=QTn×103mL/r=17.6 mL/r （5.3）
式中：QT——油泵流量,L/min;
n——油泵額定轉(zhuǎn)速,r/min。
取力器速比：
i=Z2Z1×Z3Z4=37×1921×30=1.12
舉升時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速ne=1600 r/min
油泵轉(zhuǎn)速 n=nei=16001.12=1429 r/min
4、油泵功率N
N=pQnηtW=9.71W （5.4）
式中：p——油泵最大工作壓力，Pa;
Qn——油泵額定流量，m3/s;
ηt——油泵總效率ηt=0.8。
按以上各式計(jì)算出p,QT,q,N后，從標(biāo)準(zhǔn)油泵系列選取齒輪泵CB-C型[12]。
5.3油箱容積與油管內(nèi)徑計(jì)算
1、油箱容積V計(jì)算
一般要求油箱容積V不得小于全部工作油缸容積?V的三倍，即：
V≥3??V=16.05 （5.5）
取V=18L
則取油箱的長(zhǎng)寬高為20010090（mm）
2、油缸直徑計(jì)算
由
QT×10660=πd124×V1×103
高壓管路內(nèi)徑
d1≥4?6QTV1=12.2 （5.6）
式中：QT——油缸理論流量，L/min;
V1——高壓管路中油的流速V1≥3.6m/s;
低壓管路內(nèi)徑 d2≥4?6QTV2=23.1mm （5.7）
式中：V2——高壓管路中油的流速，V2≥1m/s。
5.4取力器的設(shè)計(jì)
除了少量專(zhuān)用汽車(chē)的工作裝置因考慮工作可靠相符殊的要求而配備專(zhuān)門(mén)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)外(例如部分冷藏汽車(chē)的機(jī)械制冷系統(tǒng))，絕大多數(shù)專(zhuān)用汽車(chē)上的專(zhuān)用設(shè)備都是以汽車(chē)底盤(pán)自身的發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，經(jīng)過(guò)取力器，用來(lái)驅(qū)動(dòng)齒輪液壓泵、真空泵、柱塞泵、輕質(zhì)油液壓泵、自吸液壓泵、水泵、空氣壓縮機(jī)等，從而為自卸車(chē)、加油車(chē)、牛奶車(chē)、垃圾車(chē)、吸污車(chē)、隨車(chē)起重車(chē)、高空作業(yè)車(chē)、散裝水泥車(chē)、攔板起重運(yùn)輸車(chē)等諸多專(zhuān)用汽車(chē)配套使用。因此，取力器在專(zhuān)用汽車(chē)的設(shè)計(jì)和制造方面顯得尤為重要。
根據(jù)取力器相對(duì)于汽車(chē)底盤(pán)變速器的位置，取力器的取力方式可分為前置、中置和后置三種基本型式，每一種基本形式又包括若干種具體的結(jié)構(gòu)，如下所列。
其中，變速器側(cè)蓋取力，由于在設(shè)計(jì)變速器時(shí)已考慮了動(dòng)力輸出，因而一般在變速器左側(cè)和右側(cè)都留有標(biāo)準(zhǔn)的取力接口，也有專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)與之配套的取力器的廠(chǎng)家，這種取力器較為常用，故本課題中，為了便于設(shè)計(jì)，節(jié)約成本，同時(shí)也考慮到大批量生產(chǎn)，采用變速器側(cè)蓋取力方式。
1-氣缸；2-活塞；3、4-O型封圈；5-活塞桿；6-彈簧；7-撥叉；8-滑動(dòng)齒輪；9-接合齒輪；10-油封；11-輸出軸；12-滾針軸承；13-中間齒輪；14-外殼；15-定位銷(xiāo)；16-十字軸；17、21-傳動(dòng)軸；18-泵架；19-彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸節(jié)；20-液壓泵；22-連接套筒
圖5.2 變速器側(cè)蓋取力器
5.5本章小結(jié)
本章主要對(duì)輕型農(nóng)用自卸汽車(chē)的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、液壓油缸、油箱進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)液壓油泵取力器進(jìn)行了選取，綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。
第6章 副車(chē)架的設(shè)計(jì)
在專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)，為了改善主車(chē)架的承載情況，避免集中載荷，同時(shí)也為了不破壞主車(chē)架的結(jié)構(gòu)，一般多采用副車(chē)架(副梁)過(guò)渡。本車(chē)在工作中受較大的彎曲應(yīng)力。因此，本車(chē)副車(chē)架縱梁采用兩根抗彎性能較好的平直槽行梁，材料為16MnL[13]。
在增加副車(chē)架的同時(shí)，為了避免由于副車(chē)架剛度的急劇變化而引起主車(chē)架上的應(yīng)力集中，所以對(duì)副車(chē)架的形狀、安裝位置及與主車(chē)架的連接方式都有一定的要求。
6.1副車(chē)架的截面形狀及尺寸
專(zhuān)用汽車(chē)副車(chē)架的截面形狀一般和主車(chē)架縱梁的截面形狀相同，多采用如圖6.1所示的槽形結(jié)構(gòu)，其截面形狀尺寸取決于專(zhuān)用汽車(chē)的種類(lèi)及其承受載荷的大小。
圖6.1 副車(chē)架的截面形狀
參照國(guó)內(nèi)外總質(zhì)量相近車(chē)型的副車(chē)架縱梁端面尺寸，確定副車(chē)架縱梁端面尺寸為100、80、60mm。
6.2副車(chē)架前段形狀及位置
6.2.1副車(chē)架的前端形狀及安裝位置
在保證使用可靠的前提下，為了提高撓曲性，減小副車(chē)架剛度，應(yīng)盡量減少副車(chē)架的橫梁，以減少對(duì)縱梁的扭轉(zhuǎn)約束。
副車(chē)架油缸支承橫梁與翻轉(zhuǎn)軸橫梁形成框架。油缸支承橫梁應(yīng)盡量靠近后懸架前支承處的橫梁，最好能位于后框架之內(nèi)。因?yàn)檫@段主車(chē)架變形小，所以副車(chē)架對(duì)其扭轉(zhuǎn)約束力也相應(yīng)減弱，同時(shí)保證了舉升機(jī)構(gòu)的幾何特性。
在副車(chē)架結(jié)構(gòu)要求剛性較高時(shí)，可在主、副車(chē)架中間增加一層橡膠墊，當(dāng)主車(chē)架變形時(shí)以彈性橡膠的變形來(lái)減弱副車(chē)架對(duì)主車(chē)架的約束。
副車(chē)架與主車(chē)架連接如圖6.2所示。
圖6.2 副車(chē)架與主車(chē)架的連接
A-A處是截面突變點(diǎn)，在受沖擊載荷時(shí)，此處出現(xiàn)應(yīng)力集中，嚴(yán)重時(shí)造成主車(chē)架斷裂。這就要求副車(chē)架的前端結(jié)構(gòu)要設(shè)計(jì)成漸變截面，以減緩應(yīng)力集中。
圖6.3 副車(chē)架的前端結(jié)構(gòu)
副車(chē)架前端形狀常有三種形狀(見(jiàn)圖6.4)。
對(duì)于這三種不同形狀的副車(chē)架前端，在其與主車(chē)架縱梁相接觸的翼面上部加工有局部斜面，其斜而尺寸如圖6.4(c)所示：；。
（a）U形；（b）角形；（c）L形
圖6.4副車(chē)架的三種前端形狀
如果加工上述形狀困難時(shí)，可以采用如圖6.5所示的副車(chē)架前端簡(jiǎn)易形狀，此時(shí)斜面尺寸較大[14]。
對(duì)于鋼質(zhì)副車(chē)架：；
對(duì)于硬本質(zhì)副車(chē)架；；
副車(chē)架在汽車(chē)底盤(pán)上布置時(shí)，其前端應(yīng)盡可能地往駕駛室后圍靠近。
圖6.6為某散裝水泥運(yùn)輸車(chē)的罐體、副車(chē)架相對(duì)于汽車(chē)底盤(pán)的安裝位置。在滿(mǎn)足軸荷分配的前提下，其中A不宜過(guò)大，留足空壓機(jī)的位置即可；B為副車(chē)架的前增離主車(chē)架拱形橫粱的距離，一般在100 mm之內(nèi)；C為固定副車(chē)架