自卸式汽車舉升機構(gòu)及液壓系統(tǒng)設計含8張CAD圖,汽車,舉升機,液壓,系統(tǒng),設計,cad 附件3： XX設計（XX）任務書 指導教師 姓名 畢業(yè)設計（論文） 題目 自卸式汽車舉升機構(gòu)及液壓系統(tǒng)設計 職稱 題目類型 理工類 √工程設計□科學實驗□軟件開發(fā)□理論研究□綜合 經(jīng)管文 □理論性研究□應用性研究□應用軟件設計□調(diào)查報告 選題學生 學號 專業(yè)班級 一、題目簡介： 本課題來源于社會調(diào)查。自卸汽車是利用自身發(fā)動機驅(qū)動的液壓舉升機構(gòu)，能將車廂舉升和回位，或?qū)④噹麅A斜一定角度卸貨，并依靠自重使車廂回位的專用汽車。近年來，隨著我國城市化建設、高速鐵路建設、公路建設、道路運輸業(yè)的發(fā)展以及裝卸機械化的要求，自卸汽車得到了快速發(fā)展，市場對自卸汽車的需求也日益增加。然而由于自卸汽車重量大、長時間高負荷作業(yè)，加之工作環(huán)境惡劣，所以必須具有可靠、靈活的舉升性能。因此，針對自卸式汽車舉升機構(gòu)及液壓系統(tǒng)開展設計，為低成本、高可靠的自卸式汽車舉升機構(gòu)結(jié)構(gòu)設計及液壓系統(tǒng)設計提供技術支持，具有非常重要的現(xiàn)實意義。 二、主要任務： 運用機械原理、機械設計、液壓傳動的基本理論，分析自卸式汽車舉升機構(gòu)的工作原理。根據(jù)自卸式汽車舉升機構(gòu)的運動特點和載荷大小，設計自卸式舉升機構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸，計算液壓系統(tǒng)的壓力、流量等關鍵參數(shù)，繪制二維機械圖及液壓系統(tǒng)原理圖。 三、主要內(nèi)容與基本要求： 1. 收集國內(nèi)外有關自卸式汽車舉升機構(gòu)設計的相關文獻，學習其關鍵技術及設計理論； 2. 舉升機構(gòu)設計條件：舉升載荷重量：不小于5噸；車體舉升角度：不小于45°； 3. 設計舉升機構(gòu)的機械結(jié)構(gòu)及液壓系統(tǒng)； 4. 利用機械原理、機械設計、液壓傳動等相關知識，對設計方案開展論證； 5. 繪制關鍵零件圖及總體裝配圖，繪制液壓系統(tǒng)原理圖； 6. 完成畢業(yè)設計論文撰寫。 四、計劃進度： 第1周：閱讀綜述類文獻5篇以上。 第8周：計算舉升機構(gòu)結(jié)構(gòu)尺寸。 第2周：閱讀相關學術論文15篇以上。 第9周：繪制結(jié)構(gòu)圖紙。 第3周：撰寫開題報告。 第10周：完成畢業(yè)設計論文中期檢查。 第4周：學習繪圖或建模軟件。 第11周：液壓系統(tǒng)計算，液壓元件選型。 第5周：根據(jù)開題方案，設計舉升機構(gòu)總體方案。 第12周：繪制液壓系統(tǒng)圖紙。 第6周：根據(jù)開題方案，設計液壓系統(tǒng)方案。 第13周：全面修改論文與圖紙文件，準備答辯。 第7周：撰寫論文初稿。 第14周：參加答辯，完善問題，上交資料。  五、主要參考文獻： [1] 趙劍. 自卸汽車舉升機構(gòu)及其整車動力學分析[D], 重慶交通大學碩士學位論文, 2012. [2] 張琴. 自卸汽車油缸浮動連桿組合式舉升機構(gòu)的研究[D], 重慶交通大學碩士學位論文, 2014. [3] 林峰. 低速載貨自卸汽車液壓舉升機構(gòu)的設計[J], 中國高新技術企業(yè), (16), 2009: 20-22. [4] 王濤, 馬飛, 楊耀東. 非公路自卸汽車全液壓式舉升機構(gòu)的建模與仿真[J], 工程機械, 40, 2009: 32-37. [5] 孫旭. 基于SOLIWORKS的自卸汽車舉升機構(gòu)的仿真設計[J], 南通航運職業(yè)技術學院學報, 8(2), 2009: 95-98. [6] 劉敏杰, 劉聚德. 輕型自卸汽車舉升機構(gòu)的方案設計[J], 工程機械, (9) , 2000: 16-19. [7] 俞雪梅, 吳平. 自卸汽車F式舉升機構(gòu)的設計[J], 重型汽車, (4), 2004: 22-23. [8] 劉傳鋒. 自卸汽車腹頂連桿組合式舉升機構(gòu)的液壓系統(tǒng)研究與探討[J], 專用汽車, (3), 2013: 64-70. [9] 徐德泓. 自卸式汽車舉升機構(gòu)計算機輔助設計[J]. 專用汽車, (4), 2005. [10] 苑風霞, 司志遠. 自卸汽車舉升機構(gòu)設計[J], 赤峰學院學報(自然科學版), 30(5), 2015: 89-91. [11] Qian Lijun, Wu Daojun, Yang Nianjiong, et al. Optimum design of lifting mechanism in dump truck[J]. Electric Information and Control Engineering, 2011: 4326-4329. [12] Li Ronghao, Yang Jue, Peng Lilong. Mine design and optimization of lifting mechanism of dumping truck[C]. 2nd International Conference on Opto-Electronics Engineering and Materials Research (OEMR). Trans Tech Publications, Switzerland, Advanced Materials Research, Vols. 760-762 (2013): 1274-1277. 六、工作量要求 1. 查閱文獻資料不少于20篇，其中外文資料不少于2篇； 2. 完成不少于10000字的畢業(yè)設計論文； 3. 提交不少于1張A0圖幅自卸式汽車舉升機構(gòu)的總裝圖，5張關鍵零件圖（其中1張為手繪圖），1張液壓系統(tǒng)原理圖。 指導教師 （簽名）： 年月日 學生 （簽名）： 年月日 教研室意見： 教研室負責人（簽字）： 年 月 日 注：本表一式三份。一份交學院存檔，一份學生留存，一份指導教師留存。 摘 要 自卸汽車是利用自身發(fā)動機驅(qū)動的液壓舉升機構(gòu)，能將車廂舉升和回位，或?qū)④噹麅A斜一定角度卸貨，并依靠自重使車廂回位的專用汽車。自卸汽車舉升機構(gòu)主要分為兩大類：直推式和桿系傾卸式，它們均采用液壓作為舉升動力。舉升機構(gòu)主要由傾卸桿系機構(gòu)、車廂和副車架組成。 本次設計首先，通過對自卸汽車現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)及原理進行分析，在此分析基礎上提出了液壓舉升機構(gòu)設計方案；接著，對液壓舉升機構(gòu)主要參數(shù)進行了計算；然后，對其液壓系統(tǒng)進行了設計與計算；最后，通過AutoCAD制圖軟件繪制了其裝配圖及主要零部件圖。 通過本次設計，鞏固了大學所學專業(yè)知識，如：機械原理、機械設計、材料力學、公差與互換性理論、機械制圖等；掌握了普通機械產(chǎn)品的設計方法并能夠熟練使用AutoCAD制圖軟件，對今后的工作于生活具有極大意義。 關鍵詞：自卸汽車，舉升機構(gòu)，液壓系統(tǒng)，油缸 Abstract Dump truck is a kind of special vehicle which can lift and return the carriage by using the hydraulic lifting mechanism driven by its own engine, or unload the carriage at a certain angle, and return the carriage by its own weight. The lifting mechanism of dump truck is mainly divided into two categories: direct push type and rod system dump type, both of which use hydraulic pressure as lifting power. The lifting mechanism is mainly composed of a tipping bar system mechanism, a carriage and a subframe. In this design, firstly, through the analysis of the current situation, structure and principle of dump truck, the design scheme of hydraulic lifting mechanism is put forward on the basis of this analysis; secondly, the main parameters of hydraulic lifting mechanism are calculated; secondly, the hydraulic system is designed and calculated; finally, the assembly drawing and main parts drawing are drawn by AutoCAD drawing software. Through this design, we have consolidated the professional knowledge learned by the University, such as: mechanical principle, mechanical design, material mechanics, tolerance and interchangeability theory, mechanical drawing, etc.; we have mastered the design method of common mechanical products and can skillfully use AutoCAD drawing software, which is of great significance for our future work and life. Key words: Dump Truck, Lifting Mechanism, Hydraulic System, Oil Cylinder 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒 論 1 1.1研究背景及意義 1 1.2自卸汽車簡介 1 1.3國內(nèi)外研究及發(fā)展現(xiàn)狀 3 1.4發(fā)展方向及前景 4 第2章 舉升機構(gòu)方案設計 5 2.1設計要求 5 2.1.1設計參數(shù)要求 5 2.1.2功能要求 5 2.2 舉升機構(gòu)的方案分析 5 2.2.1油缸直推式 5 2.2.2 杠桿平衡式 6 2.2.3 油缸前推連桿組合式 6 2.2.4 油缸后推連桿組合式 6 2.2.5 油缸浮動連桿式 7 2.2.6 前推杠桿組合式 7 2.2.7 俯沖式 8 2.3方案選定 8 第3章 舉升機構(gòu)設計計算 9 3.1舉升工作原理 9 3.2受力分析 9 3.2.1力學模型構(gòu)建 9 3.2.2舉升機構(gòu)受力計算 13 3.2.3舉升機構(gòu)參數(shù)校核計算 14 第4章 液壓系統(tǒng)設計 16 4.1液壓系統(tǒng)方案設計 16 4.1.1液壓系統(tǒng)設計要求 16 4.1.2液壓系統(tǒng)回路設計 16 4.2液壓系統(tǒng)設計計算 17 4.2.1油缸選型與計算 17 4.2.2油泵的選型計算 18 4.2.3 油箱容積與油管內(nèi)徑計算 19 4.3液壓系統(tǒng)參數(shù)計算 19 4.3.1油缸選型確定 20 4.3.2 油泵選型確定 20 4.3.3分配閥選型 20 4.3.4油箱容積與管路內(nèi)徑確定 21 4.4取力器的選取 21 總 結(jié) 23 參考文獻 24 致 謝 25 25 第1章 緒 論 1.1研究背景及意義 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和技術的進步，以及對提高作業(yè)效率的要求日益增高，作為汽車大家族中一個分支的自卸汽車，陸續(xù)出現(xiàn)了多種多樣的型式；2008年的北京奧運會和2010上海世博會都拉動對自卸汽車的需求，而且大、重噸位的自卸車所占的比例也將進一步增大。因此對現(xiàn)有的各型自卸汽車進行改裝設計是非常必要的，尤其在當今節(jié)約型社會具有很重要的現(xiàn)實意義。 目前國內(nèi)生產(chǎn)的自卸汽車其卸貨方式為散裝貨物沿汽車大梁卸下，卸貨高度都是固定的。若需要將貨物卸到較高處或使貨物堆積得較高些，目前的自卸汽車就難以滿足要求。為此需設計一種自卸汽車，使它能將車廂舉升到一定高度后再傾斜車廂卸貨。 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和技術的進步，以及對提高作業(yè)效率的要求日益增高，作為汽車大家族中一個分支的自卸汽車，陸續(xù)出現(xiàn)了多種多樣的型式。目前國內(nèi)外已經(jīng)研制成功并投入使用的自卸汽車有超重型自卸汽車、重型自卸汽車、三面卸自卸汽車、高通過性自卸汽車以及液壓舉升系統(tǒng)自卸汽車等五種類型；其中三面自卸汽車目前應用的比較少，而液壓舉升系統(tǒng)自卸汽則應用的日益廣泛。 未來是節(jié)約型社會、智能化時代；因此未來的自卸汽車主要是偏重自卸舉升機構(gòu)的創(chuàng)新與智能化，并且具有節(jié)約能耗的特點。 本課題來源于社會調(diào)查。自卸汽車是利用自身發(fā)動機驅(qū)動的液壓舉升機構(gòu)，能將車廂舉升和回位，或?qū)④噹麅A斜一定角度卸貨，并依靠自重使車廂回位的專用汽車。近年來，隨著我國城市化建設、高速鐵路建設、公路建設、道路運輸業(yè)的發(fā)展以及裝卸機械化的要求，自卸汽車得到了快速發(fā)展，市場對自卸汽車的需求也日益增加。然而由于自卸汽車重量大、長時間高負荷作業(yè)，加之工作環(huán)境惡劣，所以必須具有可靠、靈活的舉升性能。因此，針對自卸式汽車舉升機構(gòu)及液壓系統(tǒng)開展設計，為低成本、高可靠的自卸式汽車舉升機構(gòu)結(jié)構(gòu)設計及液壓系統(tǒng)設計提供技術支持，具有非常重要的現(xiàn)實意義。 1.2自卸汽車簡介 自卸汽車是利用本車發(fā)動機驅(qū)動液壓舉升機構(gòu)，將其車廂傾斜一定角度卸貨，貨物依靠其自重自行卸下，車廂依靠其自重復位的專用汽車。 自卸汽車自上世紀初誕生以來，不斷發(fā)展，日趨完善，以成為當今貨物運輸?shù)闹饕獙Ｓ密囍?。自卸汽車按用途可分為兩類：一類為礦用自卸汽車，屬于非公路運輸車；另一類屬于公路運輸?shù)妮p（2～3.5t）、中（4～8t）、重型（8～12t）自卸汽車。 公路運輸用自卸汽車按是否具有特殊功用可分為普通自卸汽車和專用自卸汽車。普通自卸汽車有兩大部分組成，即二類汽車底盤和傾卸裝置。其中傾卸裝置是自卸汽車的主要結(jié)構(gòu)部分。其主要組成如下： 典型的傾卸裝置結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。 專用自卸汽車是在普通自卸汽車的基礎上增設特定的機構(gòu)來實現(xiàn)自己的功能，以達到特定的目的，因此結(jié)構(gòu)上專用自卸汽車比普通自卸汽車復雜。 圖1-1普通自卸汽車 1.3國內(nèi)外研究及發(fā)展現(xiàn)狀 我國自卸汽車生產(chǎn)始于20世紀60年代初，經(jīng)過40多年的發(fā)展，尤其是在20世紀80年代以后通過技貿(mào)結(jié)合與合作生產(chǎn)方式，從國外引進若干先進的自卸汽車制造技術，并在此基礎上形成以若干大型汽車制造廠為主體的機械傳動式自卸汽車生產(chǎn)企業(yè)集團。公路用自卸汽車的裝載質(zhì)量從2~20t、礦用自卸汽車裝載質(zhì)量從20~154t以下基本形成完整的專用汽車系列，為我國自卸汽車的騰飛打下了堅實的基礎。當然，除普通自卸汽車以外，專用自卸汽車的生產(chǎn)也得到了一定的發(fā)展，尤其是新世紀以來，隨著我國社會經(jīng)濟和交通環(huán)境的改善，各行業(yè)對專用汽車尤其是工程系列專用汽車的需求越來越大。專用汽車將跟更加注重行業(yè)化、專用化、系列化。 自卸汽車生產(chǎn)企業(yè)無論是在數(shù)量上還是在質(zhì)量上都得到了空前的發(fā)展，全國生產(chǎn)和改裝汽車的企業(yè)由最初不足11家發(fā)展到1989年的113家，到1998年的721家，占全國汽車生產(chǎn)企業(yè)的86.4%，其中改裝車廠632家，主機（整車制造）廠92家。專用汽車企業(yè)的性質(zhì)和生產(chǎn)模式也都發(fā)生較大改變。由原有分散的中、小型國有企業(yè)，通過聯(lián)合、兼并、重組、民營等手段形成了企業(yè)的集團化、大型化。以前“小而全”的生產(chǎn)格局也不復存在，自卸汽車的生產(chǎn)模式將朝著單一種類、系列化、多品種的專業(yè)化模式發(fā)展。 國外自卸汽車生產(chǎn)始于20世紀30年代，比我國早30多年在其后70多年的發(fā)展過程中，其結(jié)構(gòu)不斷改進，整車性能已有很大提高。為提高自卸汽車的科技含量，追求高附加值，各國更是不斷采用先進技術，其主要表現(xiàn)以下幾個方面：全面提高自卸汽車內(nèi)在質(zhì)量和使用性能；隨著使用范圍的不斷擴大、用戶要求的不斷提高，自卸汽車正朝者多品種、系列化、小批量的方向發(fā)展；在制造加工方面，自卸汽車朝著底盤生產(chǎn)專業(yè)化、零部件生產(chǎn)專業(yè)化、工藝專業(yè)化和輔助生產(chǎn)專業(yè)化方向發(fā)展；廣泛采用計算機輔助設計，以提高設計的質(zhì)量和縮短設計研制的周期；在材料配置上，將更多地采用高強度鋁合金、不銹鋼、工程塑料和聚合材料等。目前，自卸汽車以形成自己獨特的結(jié)構(gòu)與車型系列。 自卸車作為自卸車家族的重要組成，多品種、小批量也是其一大特點。自卸汽車生產(chǎn)的另一個特點是零部件專業(yè)化生產(chǎn)，大部分專用汽車廠實際是一個總裝廠。其產(chǎn)品按結(jié)構(gòu)分工或組織專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)如自卸車油缸，副車架等均有個專業(yè)廠集中生產(chǎn)。 目前，自卸汽車的市場占有量還很小，但隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，各種大型項目的實施，自卸汽車的市場需求量會逐漸增大。 1.4發(fā)展方向及前景 隨著國民經(jīng)濟的快速增長，加入WTO后市場的開放，西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，北京申奧的成功，東北三省的振興等，無不在預示著專用汽車發(fā)展新機遇的來臨。2001年北京申奧成功，北京就決定在5年內(nèi)對城市基礎設施建設投入1800億元資金，重點項目達142個，因此，近幾年，北京將是中國最大的專用汽車市場。西部大開發(fā)，將促進西部地區(qū)專用汽車市場的有效增長，西部地區(qū)基礎設施建設投資達7000億，10年內(nèi)將修建公路35萬公里。專用汽車有著較大的市場發(fā)展空間。諸如“西氣東輸”、“西電東送”、“南水北調(diào)”、青藏鐵路及國內(nèi)幾條高速公路建設等大型項目的正式啟動，給專用汽車市場特別是重型專用汽車市場注入了巨大活力。任何大工程的啟動都需要工程機械的參與，自卸汽車將會在這些大型舞臺里扮演重要的角色。 為使自卸汽車能夠在不同工況下圓滿的完成工作的需求，經(jīng)過調(diào)查、研究，我國自卸汽車的品種開發(fā)還應從以下方面努力：進一步發(fā)展和完善中型自卸汽車；進一步開發(fā)自裝卸機構(gòu)，以適應農(nóng)業(yè)等部門的需求；進一步提高自卸汽車的技術含量以追求其高附加值等。 在以經(jīng)濟建設為中心的大環(huán)境里，在世界經(jīng)濟復蘇的浪潮中。自卸汽車發(fā)展前景將是一片美好的，但是機遇與挑戰(zhàn)是并成的，只有抓住機遇迎接挑戰(zhàn)，才能實現(xiàn)我國專用汽車事業(yè)的真正騰飛。 第2章 舉升機構(gòu)方案設計 2.1設計要求 2.1.1設計參數(shù)要求 （1）舉升載荷重量：不小于5噸； （2）車體舉升角度：不小于45°。 2.1.2功能要求 自卸汽車舉升機構(gòu)的設計要求如下： （1）利用連桿機構(gòu)實現(xiàn)車廂的翻轉(zhuǎn)，其安裝空間不能超過車廂底部與托架大梁間的空間。 （2）結(jié)構(gòu)要緊湊，可靠，具有很好的動力傳遞性能。 （3）完成傾卸后，要能夠復位。 2.2 舉升機構(gòu)的方案分析 現(xiàn)代自卸汽車舉升機構(gòu)主要分為兩大類：直推式和桿系傾卸式，它們均采用液壓作為舉升動力。舉升機構(gòu)主要由傾卸桿系機構(gòu)、車廂和副車架組成。其功能是承載物料，并在液壓系統(tǒng)的驅(qū)動下完成傾卸動作。 2.2.1油缸直推式 油缸直推式舉升機構(gòu)的示意圖如圖2-1所示，這種機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單緊湊、舉升效率高、工藝簡單、成本較低。采用單缸時，容易實現(xiàn)三面傾斜。另外，若油缸垂直下置時，油缸的推力可以作為，車廂的舉升力，因而所需的油缸功率較小。但是采用單缸時機構(gòu)橫向強度差，而且油缸的推程較大；采用多節(jié)伸縮時密封性也稍差。 典型車型有 1）單缸：前置－－斯太爾1291.280/K38、瑪斯-5511； 后置－－斯太爾991.200/K38、CA340。 2）雙缸：QD351、EQ340。 圖2-1 單缸直推式舉升機構(gòu) 2.2.2 杠桿平衡式 油缸后推杠桿組合式舉升機構(gòu)的示意圖如圖2-2，這種機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊，橫向剛度比較好，舉升時轉(zhuǎn)動圓滑平順，桿系受力比較小，舉升過程中油缸的擺動角度很小，油缸的行程也比較短等優(yōu)點。但因為機構(gòu)集中在車后部，車廂底板受力大，給車身的整體布局帶來一定的困難，而且，在推桿推動車廂翻轉(zhuǎn)時，車廂傾翻軸支架的水平間內(nèi)力非常大，因此，對材料的要求比較高。 典型車型舉例：日產(chǎn)PTL81SD。 圖2-2 杠桿平衡式舉升機構(gòu) 2.2.3 油缸前推連桿組合式 油缸前推連桿組合式舉升機構(gòu)的示意圖如圖2-3所示，這種機構(gòu)橫向剛度較好，舉升時轉(zhuǎn)動圓滑平順，三腳架推動車廂舉升時，車廂傾翻軸支架的水平反力比較小，車架底部的受力也比較均勻。但是油缸在車廂翻轉(zhuǎn)過程中擺動角度較大，且活塞行程稍大。 典型車型舉例：五十鈴TD50ALCQD、QD362。 圖2-3油缸前推連桿組合式舉升機構(gòu) 2.2.4 油缸后推連桿組合式 油缸后推連桿組合式舉升機構(gòu)的示意圖如圖2-4所示，該機構(gòu)結(jié)構(gòu)比較緊湊，橫向剛度較好，油缸的推程小，舉升時轉(zhuǎn)動圓滑平順。但舉升力系數(shù)大，舉升臂(三角架)較大。 典型車型舉例：五十鈴TD50A-D、QD352、HF352。 圖2-4油缸后推連桿組合式舉升機構(gòu) 2.2.5 油缸浮動連桿式 油缸浮動連桿舉升機構(gòu)示意圖如圖2-5所式，該機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，橫向剛度較好,舉升時轉(zhuǎn)動圓滑平順。油缸進出油管活動范圍大，油管長，副車駕受力改善，舉升力系數(shù)較小。但該機構(gòu)結(jié)構(gòu)比較大，油缸固定在節(jié)點上，從而使桿件剛度要求較高。而且油缸轉(zhuǎn)動角度過大。 典型車型舉例：YZ-300。 圖2-5 油缸浮動連桿式舉升機構(gòu) 2.2.6 前推杠桿組合式 前推杠桿組合式舉升機構(gòu)示意圖如圖2-6所示，該機構(gòu)橫向剛度好，舉升時轉(zhuǎn)動平順圓滑，在舉升過程中，舉升力小，構(gòu)件受力改善。但油缸的行程過大，偏擺角大。 典型車型舉例：SX360。 圖2-6 前推杠桿組合式舉升機構(gòu) 2.2.7 俯沖式 俯沖式桿系傾卸結(jié)構(gòu)簡單，造價低，橫向剛度好，舉升轉(zhuǎn)動圓滑平順。但油缸必須增大容量。 典型車型舉例：73型。 圖2-7 俯沖式舉升機構(gòu) 2.3方案選定 從以上幾種方案分析中可以看到直推式和桿系傾卸式具有的共同特點，它們均采用液壓作為舉升動力。 不同的是直推式是利用油缸直接舉升車廂實現(xiàn)起傾卸，油缸推動力直接作用在車廂上，不需要桿系作用；而桿系傾卸式的舉升機構(gòu)由連桿、三角架或推桿等組成。不同的舉升機構(gòu)的布置和組成也不相同，但他們都具有舉升平順，舉升剛度好，使油缸行程成倍增大，可采用結(jié)構(gòu)簡單、密封性好、易于加工的單缸，布置靈活多樣等優(yōu)點。 綜上所述，對于本次設計的自卸車舉升機構(gòu)，選用圖2-4油缸后推式舉升機構(gòu)。該種舉升機構(gòu)通過三角板于車廂底板相連推動車廂，啟動性能較好，并能承受較大的偏置載荷；舉升支店在車廂中心附近，車廂受力狀況較好。 第3章 舉升機構(gòu)設計計算 3.1舉升工作原理 D式舉升機構(gòu)又稱后推式連桿放大舉升機構(gòu)。具有工作原理見圖3-1。該舉升機構(gòu)由舉升油缸OB、三角臂ABC、拉桿OA構(gòu)成。工作狀態(tài)下油缸充油使活塞桿OA一邊旋轉(zhuǎn)一邊升高。三角臂通過鉸接點C使貨廂繞后鉸接點K翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)貨廂舉升卸貨。當卸貨完成后，液壓操縱手柄扳到“下降”位置，車廂在自重作用下使油缸回油并復位。 圖3-1 D式舉升機構(gòu)示意圖 3.2受力分析 3.2.1力學模型構(gòu)建 （1）幾何模型構(gòu)建 D式舉升機構(gòu)的油缸P通過三角臂DBK間接作用到貨廂上。油缸兩端通過鉸鏈A、B分別與車架、三 角臂相連。拉桿兩端通過鉸鏈A、K分別與車架、三角臂相連。三角臂通過鉸鏈D與貨廂相連。圖3-2中受力與結(jié)構(gòu)參數(shù)示意為： 圖3-2 D式舉升機構(gòu)受力簡圖 ——三角臂對貨廂舉升力； ——貨廂對三角臂的舉升阻力； ——貨廂及貨物總重，假設貨物在貨廂中均勻分布，且在舉升中重心恒定； ——油缸對三角臂推力； ——拉桿對三角臂拉力； ——推力與夾角，即； ——推力與拉桿夾角，即； ——推力與夾角，即； ——三角臂結(jié)構(gòu)參數(shù)，即； ——油缸推力與拉桿夾角，即； ——鉸點、間距離； ——鉸點、間距離； ——鉸點、間距離； ——拉桿的長度； ——三角臂邊長； ——三角臂邊長； ——車廂舉升角； ——油缸與垂線夾角； ——與車廂底面夾角； ——與大梁平面夾角； （2）三角臂對車廂翻傾力F的計算模型 以三角臂為分離體，作用于其上的三個力、與構(gòu)成平面匯交力系， 三力作用線必通過A點，且=。 在以車廂為分離體，不計各鉸鏈處摩擦阻力矩，對鉸點取矩，即 則： （3-6） 在中： （3-7） 又有： 得： （3-8） 由式（3-7）和式（3-8）可得： （3-9） 由式（3-6）及（3-9），對于任一個給定的車廂舉升角，都可求出三角臂所能產(chǎn)生的翻傾力的大小以及與水平線夾角（+）。并可由式（3-8）計算出每一舉升角所對應的值。 （3）油缸行程計算模型 在中： 得： （3-10） 又 得： （3-11） 在中： （3-12） 由式（3-10）及（3-12），可求出每一舉升角所對應的值。若設最小舉升角對應油缸長，最大舉升角對應油缸長為，則油缸行程為： （3-13） （4）油缸推力計算模型 在中： (3-14) 以三角臂為分離體，忽略各鉸接處摩擦阻力矩，對點取矩，即， 則： 由于 = 得 （3-15） （3-16） 由有式（3-15）與式（3-16）便可求出油缸推力P和油缸與垂線夾角 （5）拉桿拉力計算模型 以三角臂為分離體，忽略各鉸鏈處摩擦阻力矩，對點取矩，即， 則 由于 = （3-17） 與水平面夾角 （3-18） 由式（3-17）及式（3-18）便可求出拉桿拉力及相應夾角。 3.2.2舉升機構(gòu)受力計算 （1）總體計算 由于油缸最大舉升力及最大拉桿拉力均出現(xiàn)在的初始位置，所以計算受力時時，只要計算初始位置（時）即可。 已知參數(shù)如下： mm， mm， mm， mm， mm mm， mm， mm， 由圖中結(jié)構(gòu)可知： mm mm （2）三角臂對車廂翻力的計算 當時，由公式（3-7）可得： mm 由公式（3-9）可得： （3）油缸行程計算 由式（3-10）、（3-11）和（3-12）可得 當時， mm （4）油缸推力計算 由式（3-14）、（3-6）、（3-15）（3-16）可得： 當時， N N （5）拉桿拉力計算 由式（3-17）（3-18）可得： 當時，N 3.2.3舉升機構(gòu)參數(shù)校核計算 （1）三角臂的校核 選用經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理10mm厚的Q345優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的鋼板，兩個相同的三角形鋼板中間通過三根軸銷連接，銷軸材料選用45經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，為改裝設計時具有通用性，銷軸直徑統(tǒng)一選用30mm，外套一個外徑40mm屈服強度為[]=335MPa，選擇安全系數(shù)為2，其許用剪切應力為：[]=0.5[]=167.5Mpa，剪叉臂的剪切應力為：[]=0.5[]=167.5Mpa。 三角臂銷軸受最大剪切力： MPa （2）拉桿的校核 拉桿選用45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼薄鋼板，截面尺寸為7mm40mm。最大剪切力為： mm 至此舉升機構(gòu)的參數(shù)就確定并校核完成了。 第4章 液壓系統(tǒng)設計 4.1液壓系統(tǒng)方案設計 4.1.1液壓系統(tǒng)設計要求 舉升機構(gòu)液壓系統(tǒng)，除要求能在一定的范圍內(nèi)將車廂及貨物舉升外，還要求其能使車廂在任意高度停止并保持不動，以便不同貨物的傾倒。因此，液壓系統(tǒng)必須具有定位保持功能。另外，因車廂及貨物的重量較大，一但液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，舉升機構(gòu)在重力的作用下會迅速下滑，舉升機構(gòu)上面的貨物也有被摔壞的危險。所以，為了防止這樣的情況發(fā)生，升降機必須具有自鎖裝置。這樣就確保貨物和車廂不會出現(xiàn)危險。 4.1.2液壓系統(tǒng)回路設計 舉升機構(gòu)的液壓回路如圖4-1所示，主要有三部分組成：由液壓動力源、液壓傳動回路、執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)成。 1-液壓油箱 2-過濾器 3-液壓油泵 4-溢流閥 5-二位二通電磁閥 6-單向鎖緊閥 7-液壓缸 8-液壓油管 圖4-1液壓控制回路 液壓回路由液壓油箱、過濾器、液壓泵、溢流閥、二位二通電磁閥、單向鎖緊閥、液壓缸、液壓油管組成。舉升機構(gòu)工作時，當YA1得電時，YA2失電時，液壓桿伸出，舉升機構(gòu)上升，車廂傾倒貨物；隨后，當YA1得失，YA2得電，液壓桿在車廂重力作用下縮回，舉升機構(gòu)下降，車廂復位。下面是液壓控制回路工作行程表4.1。 表4.1工作行程表 電磁鐵 上升 下降 YA1 + - YA2 - + 4.2液壓系統(tǒng)設計計算 自卸車所采用的油泵、油缸、液壓閥等液壓系統(tǒng)元件均為高度標準化、系列化與通用化且由專業(yè)化液壓件廠集中生產(chǎn)供應。因此在自卸車改裝設計中只需要進行液壓元件選型計算。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。 4.2.1油缸選型與計算 作為液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的油缸分為活塞式和浮拄式兩類?；钊骄鶠閱蜗蜃饔?，其缸體長度大而伸縮長度小、使用油壓低（一般不超過14MPa）。浮拄式為多級伸縮式油缸，一般有2～5個伸縮節(jié)，其結(jié)構(gòu)緊湊，并具有短而粗、伸縮長度大、使用油壓高（可達35MP）,易于安裝布置等優(yōu)點。浮拄式油缸又分為單向作用式與雙向作用式。雙向作用式用油壓輔助車廂降落，因此工作平穩(wěn)，降落速度快。直推式舉升機構(gòu)多采用單作用多級油缸；而桿系組合式舉升機構(gòu)多采用單作用單級油缸。 （1）油缸直徑確定 油缸選型主要依據(jù)自卸車翻傾機構(gòu)所需的最大舉升力以及最大舉升角。按照前者計算確定缸徑；按照后者確定油缸工作行程。 最大舉升力 N （4-1） 式中：——系統(tǒng)效率，通常按=0.8； ——液壓系統(tǒng)額定工作壓力（MPa），可按10MPa、13.6MPa、15.7Mpa 、20.6Mpa、35Mpa等檔次選取,越高，對密封要求也越高，成本亦隨之上升。 （2）油缸工作行程確定 m （4-2） 式中：——在最大舉升角時舉升油缸兩鉸點間距離，m； ——在舉升角時油缸兩鉸點間距離，m。 4.2.2油泵的選型計算 自卸車常用油泵分為齒輪油泵與柱塞泵兩類。齒輪泵多為外嚙合式，在相同體積下齒輪泵比柱塞泵流量大但油壓低。柱塞泵最大特點是油壓高（油壓范圍16～35MPa），且在最低轉(zhuǎn)速下仍能產(chǎn)生全油壓，固可縮短舉升時間。中輕型自卸車上多采用齒輪泵，常用系列有CB、CBX、CG、CN等。重型自卸車常采用柱塞泵。 （1）油泵工作壓力： MPa （4-3） 式中：——油缸最大舉升力，N; ——油缸橫截面積，m2。 （2）油泵理論流量 L/min (4-4) 式中：——油缸最大工作容積（m3），按下式計算： L 、、之單位均為m； ——舉升時間，s，一般要求20s； ——液壓泵容積效率=0.85~0.9。 （3）油泵排量 ml/r (4-5) 式中：——油泵流量，L/min； ——油泵額定轉(zhuǎn)速，r/min。 （4）油泵功率 （4-6） 式中：——油泵最大工作壓力，Pa； ——油泵額定流量，m3/s； ——油泵總效率=0.8。 按以上各式算出、、、后，即可從標準油泵系列中選取所需油泵型號。 4.2.3 油箱容積與油管內(nèi)徑計算 （1）油箱容積計算 一般要求油箱容積不得小于全部工作油缸工作容積的三倍，即： （4-7） （2）油管內(nèi)徑計算 由 高壓管路內(nèi)徑 （4-8） 式中：——油泵理論流量，L/min； ——高壓管路中油的流速3.6m/s； 低壓管路內(nèi)徑 （4-9） 式中：——低壓管路中油的流速1m/s。 4.3液壓系統(tǒng)參數(shù)計算 4.3.1油缸選型確定 由公式（4-1）、(4-2)可知： m m 根據(jù)L,d計算結(jié)果，傾卸油缸選用單級油缸DJ-J100CE1E。 4.3.2 油泵選型確定 液壓缸工作容積計算： L 油泵流量： L 取力器速比： =1.253 舉升時發(fā)動機轉(zhuǎn)速 r/min 油泵轉(zhuǎn)速 r/min 油泵每轉(zhuǎn)流量: mL/r 根據(jù)以上計算結(jié)果，選取CB_FC20型齒輪泵，其性能參數(shù)如下： 額定排量=20mL/r17.4(實需排量) 額定壓力=16MPa（實際使用油壓） 額定轉(zhuǎn)速=2000r/min1596r/min(實際轉(zhuǎn)速) 旋向：左旋 該泵所需功率 kW 4.3.3分配閥選型 根據(jù)本車的使用條件與要求，選用通用性強、可靠性好、維修方便的機械操縱分配閥——二位二通液壓閥。 4.3.4油箱容積與管路內(nèi)徑確定 油箱容積L 倍>3倍 高壓油管內(nèi)徑mm 低壓管路內(nèi)徑mm 根據(jù)管路計算結(jié)果選用（HG4-406-66）兩層鋼絲編織膠管作為高壓管，管接頭形式為A型扣壓式；低壓回油管則選用內(nèi)徑的一層鋼絲編織低壓膠管（HG4-406-66）。液壓油冬季選用HJ-20號機械油，夏季HJ-30號機械油。 4.4取力器的選取 除了少量專用汽車的工作裝置因考慮工作可靠相符殊的要求而配備專門動力驅(qū)動外(例如部分冷藏汽車的機械制冷系統(tǒng))，絕大多數(shù)專用汽車上的專用設備都是以汽車底盤自身的發(fā)動機為動力源，經(jīng)過取力器，用來驅(qū)動齒輪液壓泵、真空泵、柱塞泵、輕質(zhì)油液壓泵、自吸液壓泵、水泵、空氣壓縮機等，從而為自卸車、加油車、牛奶車、垃圾車、吸污車、隨車起重車、高空作業(yè)車、散裝水泥車、攔板起重運輸車等諸多專用汽車配套使用。因此，取力器在專用汽車的設計和制造方面顯得尤為重要。 根據(jù)取力器相對于汽車底盤變速器的位置，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，由于在設計變速器時已考慮了動力輸出，因而一般在變速器左側(cè)和右側(cè)都留有標準的取力接口，也有專門生產(chǎn)與之配套的取力器的廠家，這種取力器較為常用，故本課題中，為了便于設計，節(jié)約成本，同時也考慮到大批量生產(chǎn)，采用變速器側(cè)蓋取力方式。 圖4-2 變速器側(cè)蓋取力器 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；16-十字軸；17、21-傳動軸；18-泵架；19-彈性柱銷聯(lián)軸節(jié)；20-液壓泵；22-連接套筒 總 結(jié) 轉(zhuǎn)眼畢業(yè)設計接近尾聲，通過這次設計實踐，對機械設計有了更全面的認識。本次畢業(yè)設計填補了以往課堂上只是公式化的解題，對于實踐的工程設計計算沒有具體的概念。 在做畢業(yè)設計期間我不僅復習了以往學過的知識，還進一步提高了很多有關CAD和Word的基本操作，不但我的自學能力也得到了進一步加強。 通過對自卸式汽車舉升機構(gòu)及液壓系統(tǒng)設計使對自卸式汽車、舉升機構(gòu)、液壓系統(tǒng)的工作原理，結(jié)構(gòu)，特點等進一步了解自卸車的不同結(jié)構(gòu)。 查表、計算這些對于還不是很熟練的他們來說很不容易，進度慢，返工多是很普遍的現(xiàn)象，反復的計算、查表使在設計過程中受益匪淺。 在CAD方面也學到了更多的畫法，了解了更多國標的要求和畫圖時容易出錯的地方，同時也學會了粗糙度的和公差的查表方法。 在計算和繪圖的過程中才知道其實有很多專業(yè)知識在課堂上學的不夠扎實。測量時想到繪圖容易，畫圖時想到繪圖容易。這是好高鶩遠的通病。其實很多時候很多事情，只有自己親自動手做過了才知道他的難與易。 總而言之，通過這次畢業(yè)設計，我對自己不久未來將要從事的工作進行了一次很好的適應性的訓練，從中鍛煉了自己獨立分析問題、解決問題的能力，也培養(yǎng)了我嚴肅認真和實事求是的科學態(tài)度，這些都超出了完成畢業(yè)設計本身的意義，也為以后從事的工作鋪墊了基石。 參考文獻 [1] 趙劍. 自卸汽車舉升機構(gòu)及其整車動力學分析[D], 重慶交通大學碩士學位論文, 2012. 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Trans Tech Publications, Switzerland, Advanced Materials Research, Vols. 760-762 (2013): 1274-1277. 致 謝 大學生活即將結(jié)束，在這短短的四年里，讓我結(jié)識了許許多多熱心的朋友、工作嚴謹教學相幫的教師。畢業(yè)設計的順利完成也脫離不了他們的熱心幫助及指導老師的精心指導，在此向所有給予我此次畢業(yè)設計指導和幫助的老師和同學表示最誠摯的感謝。 首先，向本設計的指導老師表示最誠摯的謝意。在自己緊張的工作中，仍然盡量抽出時間對我們進行指導，時刻關心我們的進展狀況，督促我們抓緊學習。老師給予的幫助貫穿于設計的全過程，從借閱參考資料到現(xiàn)場的實際操作，他都給予了指導，不僅使我學會書本中的知識，更學會了學習操作方法。也懂得了如何把握設計重點，如何合理安排時間和論文的編寫，同時在畢業(yè)設計過程中，她和我們在一起共同解決了設計中出現(xiàn)的各種問題。 其次，要向給予此次畢業(yè)設計幫助的老師們，以及同學們以誠摯的謝意，在整個設計過程中，他們也給我很多幫助和無私的關懷，更重要的是為我們提供不少技術方面的資料，在此感謝他們，沒有這些資料就不是一個完整的論文。 另外，也向給予我?guī)椭乃型瑢W表示感謝。 總之，本次的設計是老師和同學共同完成的結(jié)果，在設計的一個月里，我們合作的非常愉快，教會了大我許多道理，是我人生的一筆財富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W表示感謝！