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1、黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) HQ3090Z高位自卸汽車(chē)改裝設(shè)計(jì) 院系名稱(chēng)： 汽車(chē)與交通工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職 稱(chēng)： 副教授 摘 要 高位自卸汽車(chē)是專(zhuān)用自卸汽車(chē)一種，主要用于運(yùn)輸散裝并可以散堆的貨物（如沙、土、以及農(nóng)作物等），還可用于運(yùn)輸成件的貨物，主要服務(wù)于建材廠(chǎng)、礦山、工地等。高位自卸汽車(chē)主要裝備有車(chē)廂舉升和

2、傾卸機(jī)構(gòu)，特別適合高貨臺(tái)卸貨作業(yè)，使用方便，具有高度機(jī)動(dòng)性和卸貨機(jī)械化的特點(diǎn)。 本文在緒論中闡述了高位自卸汽車(chē)改裝設(shè)計(jì)的目的和意義、發(fā)展?fàn)顩r以及應(yīng)用前景以及本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和總體技術(shù)路線(xiàn)。接著分析論證了一種總質(zhì)量為9t的高位自卸汽車(chē)的總體設(shè)計(jì)方案，對(duì)其二類(lèi)底盤(pán)的選型分析、副車(chē)架的設(shè)計(jì)、舉升機(jī)構(gòu)、傾卸機(jī)構(gòu)和后廂門(mén)開(kāi)合機(jī)構(gòu)都做了詳細(xì)說(shuō)明論述。還包括主要機(jī)構(gòu)的方案分析和選擇、運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力學(xué)分析以及強(qiáng)度和剛度的計(jì)算校核， 簡(jiǎn)單介紹了液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和過(guò)程以及液壓產(chǎn)品的選型。最后對(duì)改裝完成后的高位自卸汽車(chē)進(jìn)行了必要的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性等主要整車(chē)性能的計(jì)算分析，計(jì)算記過(guò)表明整車(chē)性能滿(mǎn)足

3、要求。 關(guān)鍵詞：專(zhuān)用車(chē)設(shè)計(jì)；高位自卸車(chē)；副車(chē)架；舉升機(jī)構(gòu)；總體布置 ABSTRACT High dump truck is a private dump trucks, mainly for the transport of bulk and bulk cargo (such as sand, soil, and agricultural crops, and so on), can also be used to transport goods, main services in the building materials factory, mine, site

4、etc. High dump truck mainly equipped with car lift and dump bodies, particularly suitable for high discharge of domestic jobs, easy to use, with a high degree of mobility and discharge characteristics of mechanization. Outlined in the introduction to this article in the high purpose and significanc

5、e of dump truck design modifications, development status and application prospect and the main content, and overall design of this technique. Then analysis demonstrates a total quality is 9t of high level design of dump truck, chassis selection analysis of second class, Vice-frame designs, lifting b

6、odies, dump bodies and back door opening-closing mechanism, made a detailed exposition. Also includes analysis of the principal organs of the programmes and selected, movement analysis, dynamic analysis and calculation of strength and stiffness checking to briefly explain the calculation method for

7、design of hydraulic system and process, and selection of hydraulic products. Last modified high dump truck after the completion of the necessary power, fuel economy and stability calculation of main performance analysis, calculation of demerit that performance to meet the requirements. Keywor

8、ds: Special Vehicle Design；High Tipper; Deputy Frame；Lift Mechanism； General Layout 1 目 錄 摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ Abstract ………………………………………………………………………………Ⅱ 第1章 緒論……………………………………………………………………………1 1.1課題研究的目的及意義…………………………………………………………1 1.2 課題的國(guó)內(nèi)外

9、研究現(xiàn)狀…………………………………………………………2 1.3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及實(shí)施計(jì)劃……………………………………………………3 1.3.1設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容……………………………………………………………3 1.3.2設(shè)計(jì)的技術(shù)路線(xiàn)……………………………………………………………4 第2章 總體設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………5 2.1專(zhuān)用汽車(chē)總體布置原則…………………………………………………………5 2.2 二類(lèi)底盤(pán)的選擇…………………………………………………………………6 2.3車(chē)廂設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………7

10、 2.3.1車(chē)廂的結(jié)構(gòu)形式……………………………………………………………7 2.3.2車(chē)廂的設(shè)計(jì)規(guī)范及尺寸選定………………………………………………8 2.3.3車(chē)廂重量的計(jì)算……………………………………………………………9 2.4 副車(chē)架的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………10 2.4.1 副車(chē)架的截面形狀及尺寸………………………………………………10 2.4.2 加強(qiáng)板的布置……………………………………………………………11 2.4.3 副車(chē)架的前端形狀及安裝位置…………………………………………

11、…11 2.4.4 縱梁與橫梁的連接設(shè)計(jì)……………………………………………………13 2.4.5 副車(chē)架與主車(chē)架的連接設(shè)計(jì)………………………………………………14 2.5質(zhì)量參數(shù)的確定…………………………………………………………………15 2.5.1額定裝載質(zhì)量………………………………………………………………15 2.5.2整車(chē)整備質(zhì)量………………………………………………………………15 2.5.3總質(zhì)量Ma…………………………………………………………………15 2.6本章小結(jié)…………………………………………………………………………15 第3章 主要機(jī)

12、構(gòu)及零件設(shè)計(jì)…………………………………………………………16 3.1高位舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………16 3.1.1剪式高位自卸汽車(chē)的設(shè)計(jì)分析……………………………………………16 3.1.2 L式高位自卸汽車(chē)的設(shè)計(jì)分析……………………………………………18 3.1.3論證方案……………………………………………………………………18 3.2 L型舉升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析及主要參數(shù)的確定…………………………………19 3.2.1舉升油缸和同步油缸主要參數(shù)確定………………………………………19 3.2.2舉升杠桿的受力分析……………………………………………

13、…………20 3.2.3高位舉升和傾卸機(jī)構(gòu)的受力分析…………………………………………21 3.2.4舉升杠桿的校核……………………………………………………………22 3.3傾卸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………25 3.4最大舉升角的確定………………………………………………………………27 3.5 本章小結(jié)…………………………………………………………………………28 第4章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………………………………30 4.1舉升油缸與同步油缸的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………30 4.2油缸主要參數(shù)的確定及選擇…………

14、…………………………………………31 4.2.1液壓系統(tǒng)壓力的確定………………………………………………………32 4.2.2液壓系統(tǒng)的最大流量確定…………………………………………………33 4.2.3液壓控制系統(tǒng)………………………………………………………………33 4.3本章小結(jié)…………………………………………………………………………35 第5章 整車(chē)性能計(jì)算分析…………………………………………………………36 5.1動(dòng)力性計(jì)算………………………………………………………………………36 5.1.1發(fā)動(dòng)機(jī)外特性………………………………………………………………36 5.1.2汽車(chē)的

15、行駛方程式…………………………………………………………38 5.1.3動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算……………………………………………………41 5.1.4高位自卸汽車(chē)整車(chē)動(dòng)力性計(jì)算……………………………………………43 5.2燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算…………………………………………………………………46 5.3高位自卸汽車(chē)穩(wěn)定性計(jì)算………………………………………………………47 5.4高位自卸汽車(chē)運(yùn)輸狀態(tài)穩(wěn)定性計(jì)算……………………………………………47 5.5高位自卸汽車(chē)卸貨時(shí)穩(wěn)定性計(jì)算………………………………………………48 5.6 本章小結(jié)………………………………………………………………

16、…………49 結(jié)論………………………………………………………………………………………50 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………52 致謝………………………………………………………………………………………53 附錄……………………………………………………………………………………54 第1章 緒 論 1.1課題研究的目的及意義 自卸汽車(chē)在土木工程中，常同挖掘機(jī)、裝載機(jī)、帶式輸送機(jī)等聯(lián)合作業(yè)，構(gòu)成裝、運(yùn)、卸生產(chǎn)線(xiàn)，進(jìn)行土方、砂石、松散物料的裝卸運(yùn)輸。由于裝載車(chē)廂能自動(dòng)傾翻一定角度卸料，大大節(jié)省卸料時(shí)間和勞動(dòng)力，縮短運(yùn)輸周期，提高生產(chǎn)效

17、率，降低運(yùn)輸成本，并標(biāo)明裝載容積。是常用的運(yùn)輸機(jī)械。自卸汽車(chē)具有高度機(jī)動(dòng)性和卸貨機(jī)械化等優(yōu)點(diǎn)，通常與鏟式裝卸機(jī)、挖掘機(jī)或皮帶運(yùn)輸機(jī)等配套使用，實(shí)現(xiàn)裝卸機(jī)械化，從而可以大大縮短裝卸時(shí)間，提高運(yùn)輸效率并可以節(jié)省勞動(dòng)力，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。 自卸汽車(chē)自20世紀(jì)初出現(xiàn)以來(lái)，不斷發(fā)展，日趨完善，已經(jīng)成為當(dāng)今貨物運(yùn)輸?shù)闹饕?chē)輛之一。按卸貨方式分類(lèi)，有后傾式、側(cè)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。側(cè)傾式僅適用于狹窄與卸貨方向變換困難場(chǎng)合。貨廂升高后傾式適用于貨物堆集、變換貨位和往高處卸貨的場(chǎng)合。底卸式和三面傾卸式用于少數(shù)特殊場(chǎng)合。隨著汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展，自卸汽車(chē)不斷采用新

18、材料、新工藝，提高其質(zhì)量利用系數(shù)，具有較大的速度范圍和較高的傳動(dòng)效率，控制與操縱更完善，更方便[1]。 專(zhuān)用自卸汽車(chē)是針對(duì)專(zhuān)門(mén)用途設(shè)計(jì)的，是在普通自卸汽車(chē)的基礎(chǔ)上增設(shè)特定的機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的功能，因此結(jié)構(gòu)上專(zhuān)用自卸汽車(chē)比普通自卸汽車(chē)復(fù)雜，如擺臂式自裝卸汽車(chē)、自裝卸垃圾車(chē)、高位自卸汽車(chē)等。高位自卸汽車(chē)是在普通自卸汽車(chē)的基礎(chǔ)上，保留原車(chē)的二類(lèi)底盤(pán)，在副車(chē)架與車(chē)廂中間增設(shè)舉升機(jī)構(gòu)和托架，使車(chē)廂隨舉升機(jī)構(gòu)上升平移到一定高度。將傾卸機(jī)構(gòu)安裝在托架與車(chē)廂之間，待車(chē)廂平移到預(yù)定高度后將車(chē)廂傾斜一定角度卸貨。卸貨完畢，車(chē)廂恢復(fù)水平位置，最后平移下降到原始位置，或者角度復(fù)位與平移下降復(fù)位同步進(jìn)行[2]。 高位

19、自卸汽車(chē)的專(zhuān)用裝置由舉升機(jī)構(gòu)、傾斜機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)三大部分組成，其中舉升機(jī)構(gòu)的作用是將車(chē)廂平移到一定高度，從而實(shí)現(xiàn)在該高度進(jìn)行卸貨。舉升機(jī)構(gòu)有多種形式，常見(jiàn)的有L型舉升機(jī)構(gòu)、剪式舉升機(jī)構(gòu)以及平行四邊形舉升機(jī)構(gòu)等多種形式。傾卸機(jī)構(gòu)的作用是將車(chē)廂傾斜一定角度是貨物因重力作用而自動(dòng)傾卸，卸貨之后能使車(chē)廂平穩(wěn)的降落在托架上。它的結(jié)構(gòu)有直推式和連桿組合式兩種。舉升機(jī)構(gòu)和傾卸機(jī)構(gòu)均采用液壓能作為實(shí)現(xiàn)舉升和傾翻的動(dòng)力源。液壓系統(tǒng)一般由液壓泵、控制閥、 限位閥、舉升油缸等組成，是設(shè)計(jì)的重要部分。 目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的自卸汽車(chē)大多為普通自卸汽車(chē)。其卸貨方式為散裝貨物沿汽車(chē)大梁卸下，卸貨的高度都是固定不變的。如果需要貨

20、物寫(xiě)到較高處或使貨物堆積的較高些，目前的自卸汽車(chē)就難以滿(mǎn)足要求。如：石料廠(chǎng)、建筑工地、火車(chē)車(chē)廂卸貨等。貨物一堆堆的傾卸在貨場(chǎng)，占地面積較大。如想將貨物堆積的更高些，還需要有鏟土機(jī)等機(jī)械。這樣將會(huì)延誤工時(shí)，影響正常的工作、生產(chǎn)，為此就需要設(shè)計(jì)一種高位自卸汽車(chē)，它能將車(chē)廂舉升到一定高度后再傾卸車(chē)廂卸貨，以滿(mǎn)足不同卸貨高度的需要。 高位舉升和傾卸機(jī)構(gòu)都是自卸汽車(chē)舉升機(jī)構(gòu)的重要組成部分，其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響自卸汽車(chē)的使用性能。隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，汽車(chē)技術(shù)不斷有新的進(jìn)步，舉升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式也不斷更新。若能夠?qū)⒉煌?lèi)型的舉升機(jī)構(gòu)按其各自的特點(diǎn)配備到與之相適應(yīng)的自卸汽車(chē)上，則無(wú)論是

21、自卸汽車(chē)的工作性能，還是舉升機(jī)構(gòu)的使用效率，都會(huì)得到很大的改善。因此，如何選擇合適的舉升機(jī)構(gòu)，成為自卸汽車(chē)設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題。 1.2課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 近年來(lái)，世界各國(guó)都大力發(fā)展專(zhuān)用汽車(chē)生產(chǎn)，致力于專(zhuān)用汽車(chē)的研究，擴(kuò)大汽車(chē)使用范圍，以利于各種貨物的運(yùn)輸。國(guó)外主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的專(zhuān)用汽車(chē)社會(huì)保有量占載貨汽車(chē)保有量的比率都在50%以上（50%~70%）。專(zhuān)用車(chē)的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用不僅在實(shí)現(xiàn)門(mén)到門(mén)的專(zhuān)業(yè)化運(yùn)輸和作業(yè)方面收到社會(huì)上廣泛重視和歡迎，而且更直接的在大幅度地降低運(yùn)輸成本、提升運(yùn)輸效率、擴(kuò)大汽車(chē)的應(yīng)用領(lǐng)域等方面都發(fā)揮著極重要的作用。國(guó)外專(zhuān)用汽車(chē)廠(chǎng)家逐步重視新材料、新技術(shù)在專(zhuān)用汽車(chē)上的應(yīng)用，如采

22、用GRP〔玻璃纖維增強(qiáng)塑料）替代金屬材料制造冷藏車(chē)廂體，具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用日趨廣泛。微電腦的應(yīng)用正滲透到所有產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，專(zhuān)用汽車(chē)也不例外。微電腦已廣泛用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制、自動(dòng)變速、專(zhuān)用裝置動(dòng)力傳遞、電器故障診斷等方面．使專(zhuān)用汽車(chē)的使用價(jià)值逐漸擴(kuò)大，技術(shù)性能明顯提高。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，汽車(chē)工業(yè)作為國(guó)家支柱產(chǎn)業(yè)獲得了迅猛發(fā)展。專(zhuān)用汽車(chē)作為汽車(chē)工業(yè)的重要組成部分，也獲得了快速發(fā)展。一方面，隨著產(chǎn)業(yè)政策逐步落實(shí)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)政策不斷完善，從政策標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)上規(guī)范生產(chǎn)、提高技術(shù)水平及產(chǎn)品質(zhì)量；另一方面，隨著我國(guó)城市化建設(shè)、高速鐵路建設(shè)、公路建設(shè)及道路運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，為我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)提

23、供了大量的市場(chǎng)需求，專(zhuān)用汽車(chē)的產(chǎn)品品種日趨豐富、合理，產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)水平不斷提高，年產(chǎn)量也大幅提高。我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)生產(chǎn)近10年來(lái)雖然發(fā)展速度很快，成績(jī)巨大，但縱觀(guān)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要和世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家專(zhuān)用汽車(chē)發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)專(zhuān)用汽車(chē)的品種還比較集中、單一，數(shù)量和品質(zhì)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。因此，不斷開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，增加產(chǎn)量和品種，是擺在專(zhuān)用汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家面前的一項(xiàng)緊迫而艱巨的任務(wù)。目前，在自卸車(chē)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外自卸汽車(chē)朝著多品種、系列化、小批量方向發(fā)展，自卸汽車(chē)是最常見(jiàn)的專(zhuān)用車(chē)輛，自卸汽車(chē)又稱(chēng)翻斗車(chē)，它是依靠自身動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓舉升機(jī)構(gòu)，使貨廂具有自動(dòng)傾卸貨物功能與復(fù)位功能的一種重要專(zhuān)用汽車(chē)。主要運(yùn)輸砂、石、

24、土、垃圾、建材、煤礦、糧食和農(nóng)產(chǎn)品等散裝并可散堆的貨物。其卸貨方式為散裝貨物沿汽車(chē)大梁卸下，卸貨高度都是固定的，當(dāng)貨物需要卸到較高處或在較高處開(kāi)始堆積時(shí)，普通自卸車(chē)不能滿(mǎn)足要求。為此需要設(shè)計(jì)一種舉升機(jī)構(gòu)可以將車(chē)廂舉升到一定高度后再傾卸貨物，不僅能提高作業(yè)效率還可以節(jié)省空間，這種自卸車(chē)稱(chēng)為高位自卸車(chē)。 自卸車(chē)的設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)國(guó)家的相關(guān)法規(guī)、汽車(chē)車(chē)型、市場(chǎng)需求、產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和企業(yè)的產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。選型時(shí)應(yīng)在對(duì)同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行深入的市場(chǎng)調(diào)查、使用調(diào)查、生產(chǎn)工藝調(diào)查、樣車(chē)結(jié)構(gòu)分析與性能分析及全面的技術(shù)、進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行。設(shè)計(jì)布置的時(shí)候應(yīng)從已有的基礎(chǔ)出發(fā)，對(duì)原有車(chē)型和市場(chǎng)上的其他車(chē)型進(jìn)行分析比較

25、，繼承優(yōu)點(diǎn)，消除缺陷，采用已有且成熟可靠的先進(jìn)技術(shù)與結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)新車(chē)型。應(yīng)遵守有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、法規(guī)、法律，不得侵犯他人專(zhuān)利。選用部件的時(shí)候應(yīng)力求零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、產(chǎn)品系列化。 1.3設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及實(shí)施計(jì)劃 1.3.1設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題： 1、研究的基本內(nèi)容 （1）研究高位自卸汽車(chē)的組成、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)； （2）進(jìn)行二類(lèi)底盤(pán)選擇； （3）進(jìn)行L型高位自卸汽車(chē)的總體結(jié)構(gòu)布置； （4）進(jìn)行舉升機(jī)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)、傾斜機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、輔助裝置設(shè)計(jì)； （5）整車(chē)性能計(jì)算分析。 2、擬解決的主要問(wèn)題 （1）專(zhuān)用車(chē)輛的總體布置 （2）二類(lèi)底盤(pán)的選擇

26、 （3）高位自卸汽車(chē)舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) （4）高位自卸汽車(chē)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) （5）高位自卸汽車(chē)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （6）高位自卸汽車(chē)后箱門(mén)打開(kāi)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) （7）高位自卸汽車(chē)取力器的設(shè)計(jì) （8）高位自卸汽車(chē)穩(wěn)定性計(jì)算 3、研究步驟 （1） 設(shè)計(jì)內(nèi)容摘要 （2） 目錄 （3） 設(shè)計(jì)研究題目意義、技術(shù)現(xiàn)狀、存在問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì) （4） 設(shè)計(jì)技術(shù)路線(xiàn)與方案 （5） 計(jì)算與分析 （6） 設(shè)計(jì)內(nèi)容問(wèn)題與分析 （7） 參考文獻(xiàn) （8） 結(jié)束語(yǔ) 1.3.2設(shè)計(jì)的技術(shù)路線(xiàn) 設(shè)計(jì)技術(shù)路線(xiàn)如圖1.1所示 第2章 總體設(shè)計(jì) 2.1 專(zhuān)用汽車(chē)總體布置原則 專(zhuān)用汽

27、車(chē)總體布置的任務(wù)是正確選定整車(chē)參數(shù)，合理布置工作裝置和附件。使取力裝置、專(zhuān)用工作裝置、其它附件與所選定的汽車(chē)底盤(pán)構(gòu)成相互協(xié)調(diào)和匹配的整體，達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所提出的整車(chē)基本性能和專(zhuān)用性能的要求。在進(jìn)行總體布置時(shí)應(yīng)按照以下原則： 1) 盡量避免對(duì)汽車(chē)底盤(pán)各總成位置的變動(dòng) 因?yàn)橐恍┛偝刹考恢玫淖儎?dòng)，不僅會(huì)增加成本，而且也可能影響到整車(chē)性能。但有時(shí)為了滿(mǎn)足專(zhuān)用工作裝置的性能要求，也需要作一些改動(dòng)，如截短原汽車(chē)底盤(pán)的后懸、燃油箱和備胎架的位置作適當(dāng)調(diào)整等。但改變的原則是不影響整車(chē)性能。 2) 應(yīng)滿(mǎn)足專(zhuān)用工作裝置性能的要求，使專(zhuān)用功能得到充分發(fā)揮 例如氣卸散裝水泥罐式汽車(chē)的專(zhuān)用功能是利用壓縮空氣使

28、水泥流態(tài)化后，通過(guò)管道將水泥輸送到具有一定高度和水平距離的水泥庫(kù)中。氣卸水泥的主要性能指標(biāo)是水泥剩余率或?；衣剩瑸榱私档瓦@一指標(biāo)，可將罐體布置成與水平線(xiàn)成一定角度，如圖2-1所示。但這樣布置會(huì)使整車(chē)質(zhì)心提高，減少了側(cè)傾穩(wěn)定角，因此也可以水平布置。所以在進(jìn)行總布置時(shí)，要從多方面綜合考慮。 1-裝料口；2-排氣閥；3-空氣壓縮機(jī)；4-慮氣器；5-安全閥；6-進(jìn)氣閥；7-二次噴嘴閥；8-壓力表；9-卸料口；10-調(diào)速器操縱桿；11-卸料軟管；12-進(jìn)氣管道 圖2.1 斜臥式粉罐汽車(chē)總體布置 3) 裝載質(zhì)量、軸載質(zhì)量分配等參數(shù)的估算和校核 為適應(yīng)汽車(chē)底盤(pán)或總成件的承載能力和整車(chē)性能要求，

29、在總布置初步完成后應(yīng)對(duì)某些參數(shù)其中最主要涉及的是裝載質(zhì)量的確定和軸載質(zhì)量的分配進(jìn)行估算和校核，這些參數(shù)對(duì)整車(chē)性能有很大影響。若不滿(mǎn)足要求．應(yīng)修改總體布置方案。 4) 應(yīng)避免工作裝置的布置對(duì)車(chē)架造成集中載荷 例如在圖2.2混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)的布置方案中，圖(a)的布置形成了明顯的集中載荷，而在圖(b)的布置中、由于采用了具有足夠剛性的副車(chē)架，因而可將這種集中載荷轉(zhuǎn)化成均布載荷，有利于改善主車(chē)架縱梁的強(qiáng)度和壽命。 圖2.2 主車(chē)架縱梁載荷狀態(tài)比較 5) 應(yīng)盡量減少專(zhuān)用汽車(chē)的整車(chē)整備質(zhì)量，提高裝載質(zhì)量 由于專(zhuān)用汽車(chē)工作裝置的增加，使得專(zhuān)用汽車(chē)的整備質(zhì)量比同類(lèi)底盤(pán)的普通貨車(chē)要增加。據(jù)統(tǒng)

30、計(jì)，一般自卸車(chē)要增加耗材5％～10％，一般罐式車(chē)要增加耗材15％～25％，因此，減少整備質(zhì)量，充分利用底盤(pán)的裝載質(zhì)量，增大質(zhì)量利用系數(shù)，是專(zhuān)用汽車(chē)改裝設(shè)計(jì)過(guò)程個(gè)要追求的主要指標(biāo)之一。 6) 應(yīng)符合有關(guān)法規(guī)的要求 例如對(duì)整車(chē)的長(zhǎng)、寬、高、后懸等尺寸在相關(guān)法規(guī)中部有明確的規(guī)定，一定不能超出標(biāo)準(zhǔn)的要求。 2.2 二類(lèi)底盤(pán)的選擇 在選用底盤(pán)時(shí)，以下兩個(gè)和重要的方面，一是汽車(chē)底盤(pán)價(jià)格，它是專(zhuān)用汽車(chē)購(gòu)置成本中很大的部分，一定要考慮到用戶(hù)可以接受。這也涉及到專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)品能否很快的占有市場(chǎng)，企業(yè)能否增加效益問(wèn)題。二是汽車(chē)底盤(pán)供貨要有來(lái)源，所選用的底盤(pán)在市場(chǎng)上必須具有一定的保有量。 綜上，選擇載重

31、量9噸的中國(guó)第一汽車(chē)集團(tuán)公司生產(chǎn)的CA1097K2E型貨車(chē)的二類(lèi)底盤(pán)，該車(chē)優(yōu)點(diǎn)明顯：采購(gòu)成本低、發(fā)動(dòng)機(jī)養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)單、維修價(jià)格便宜，比較適合作為改裝車(chē)用二類(lèi)底盤(pán)。其主要參數(shù)如表2.1。 表2.1 CA1097K2E型貨車(chē)主要參數(shù) 主 要 參 數(shù) 車(chē) 型 CA1097K2E 載 重（Kg） 4805 總 重（Kg） 9410 軸荷空載（Kg）前軸 2180 后軸 2230 軸荷滿(mǎn)載 前軸 2725 后軸 6685 最高車(chē)速（km/h） 94 六工況燃料消耗量（L/100k

32、m） 15.2 等速油耗（L/100km）80km/h時(shí) ≤ 20 最小轉(zhuǎn)彎半徑（m） 16.4 制動(dòng)距離（滿(mǎn)載 車(chē)速60km/h） ≤ 36.7 最高檔經(jīng)濟(jì)車(chē)速（km/h） 50～70 軸距 4050 2.3 車(chē)廂設(shè)計(jì) 2.3.1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2-3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

33、，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2.3 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2.4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2.5所示。 圖2.4 側(cè)頃式及三面傾卸式車(chē)廂 圖2.5 簸箕式車(chē)廂 本文設(shè)計(jì)的E

34、Q3090是承擔(dān)市區(qū)或市郊短途運(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。 2.3.2 車(chē)廂的設(shè)計(jì)規(guī)范及尺寸選定 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)

35、性。如果車(chē)相的扭轉(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)廂長(zhǎng)度L要根據(jù)額定的裝載質(zhì)量和主要運(yùn)輸貨物的密度，此車(chē)主要設(shè)計(jì)用途是用來(lái)運(yùn)輸煤炭。查得無(wú)煙煤的單位容積質(zhì)量為700-1000Kg/m3，貨物安息角在27°~50°之間。設(shè)計(jì)該車(chē)的額定載質(zhì)量為M=30

36、00Kg,有公式: （2.1） 式中： V-車(chē)廂的容積； M-裝載貨物的質(zhì)量； ρ-貨物的密度。 代入數(shù)據(jù)得： 所以車(chē)廂的容積范圍: 3.0 ≤V≤ 5.5 設(shè)計(jì)車(chē)廂尺寸 長(zhǎng)L=3100mm 寬B=2340mm 高H=650mm 所以車(chē)廂的容積V′=3.1m×2.34m×0.65m=4.71由此可得：V′在V的范圍之內(nèi)，此容積滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 車(chē)廂的寬要與底盤(pán)的寬相一致，保證整車(chē)的外形的美觀(guān)，并在滿(mǎn)足要

37、求的情況下力求減小自卸車(chē)的外廓尺寸，以減輕其整備質(zhì)量，降低制造成本，提高其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、機(jī)動(dòng)性。同時(shí)我國(guó)對(duì)公路運(yùn)輸汽車(chē)列車(chē)的外廓尺寸由限制，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1589-2004《道路車(chē)輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限制》規(guī)定：汽車(chē)的總寬（不包括后視鏡）不大于2.5m，以保證與公路、橋梁、涵洞的標(biāo)準(zhǔn)保證車(chē)輛的安全行駛。所以車(chē)廂的寬B=2340mm滿(mǎn)足要求。 2.3.3車(chē)廂重量的計(jì)算 1) 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)的車(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。 2) 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

38、底板厚度應(yīng)不小于10mm，其選材強(qiáng)度等級(jí)大于60kg級(jí)。5t自卸汽車(chē)的車(chē)廂底板厚度應(yīng)不小于6mm。 此外，針對(duì)本文設(shè)計(jì)的高位自卸汽車(chē)，為了使車(chē)廂底板和L型舉升臂在工作時(shí)不發(fā)生干涉。在車(chē)廂周?chē)撞考娱L(zhǎng)，提高車(chē)廂底板，以變工作時(shí)為舉升臂留出足夠的工作空間。 由表2.2 可以確定車(chē)廂的底板選擇6mm鋼板，側(cè)邊板選擇4mm鋼板，前板選擇4mm鋼板，后欄板選擇5mm鋼板。 表2.2常見(jiàn)運(yùn)輸貨物的車(chē)廂厚度 貨物 車(chē)廂厚度(mm) 車(chē)廂選用 底板 邊板 后板 土石方 8 4 5 ? 建筑垃圾 10 6 6 選擇鏟斗車(chē)廂 大塊（礦）石 12 8 8 選擇鏟斗車(chē)

39、廂 煤炭 6 4 4 運(yùn)煤專(zhuān)用車(chē)箱 鐵礦粉 10 8 8 鐵礦粉專(zhuān)用運(yùn)輸車(chē) 糧食、化肥 6 4 5 普通矩形車(chē)廂 貨箱體積： 箱底：3180×2340×6=44647200mm3； 側(cè)板：3180×650×2×4=16536000mm3； 前擋板：2340×650×4=6084000mm3； 后擋板：2340×650×5=7605000mm3。 以上體積求和=0.0755m3，已知鋼板密度=7.85g/cm3。求得：貨箱重約為590Kg 2.4 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

40、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16MnReL。 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。 2.4.1 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2-6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。對(duì)于隨車(chē)起重運(yùn)輸車(chē)的副車(chē)架來(lái)說(shuō)，在安裝起重裝置的范圍內(nèi)，應(yīng)按如圖2.7和圖2.

41、8所示的方式用一塊腹板將副車(chē)架截面封閉起來(lái)，以提高副車(chē)架的抗扭和抗彎能力。 圖2.6 副車(chē)架的截面形狀 1-副車(chē)架；2-腹板 圖2.7 加強(qiáng)后的副車(chē)架截面形狀 圖2.8 加強(qiáng)腹板的位置 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150、82、6mm。 2.4.2 加強(qiáng)板的布置 車(chē)架中部(液壓舉升機(jī)構(gòu)位置)所受彎曲、扭曲最大，因此在這一區(qū)域應(yīng)加加強(qiáng)板，考慮到零件的工藝性，由于下翼板所受彎曲應(yīng)力較大，因此，加強(qiáng)板緊貼下翼板，為了避免下翼板由于鉆孔而導(dǎo)致抗彎強(qiáng)度下降，除與后加強(qiáng)板重疊部位，該加強(qiáng)板主要與腹板連接。 在縱梁上加上加強(qiáng)板，加

42、強(qiáng)板端頭區(qū)域車(chē)架容易產(chǎn)生集中應(yīng)力。為了降低應(yīng)力集中，加強(qiáng)板端頭形狀有三種設(shè)計(jì)方式，見(jiàn)圖2.9。 圖2.9 加強(qiáng)板的三種設(shè)計(jì)方式 本副車(chē)架為了批量生產(chǎn)時(shí)工藝簡(jiǎn)單，采用了圖2.9（C）角型的端頭形狀。 2.4.3 副車(chē)架的前端形狀及安裝位置 1) 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。 2) 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。 3) 在副車(chē)架結(jié)構(gòu)要求剛性較高時(shí)

43、，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 4) 副車(chē)架與主車(chē)架連接如圖2.10所示。 圖2.10 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(見(jiàn)圖2.11) 圖2.12 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2.13)。 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2.13(c)所示：；。 （a）U形；（b）角形；（c）L形 圖2.13 副車(chē)

44、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2.14所示的副車(chē)架前端簡(jiǎn)易形狀，此時(shí)斜面尺寸較大。 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2.15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)架的前面第一個(gè)U型螟栓距拱形橫梁的距離，一般控制在500~800 mm的范圍內(nèi)。 圖2.14 副車(chē)架前端簡(jiǎn)易形狀 （a）剛質(zhì)副車(chē)架 ；（b）硬木質(zhì)副車(chē)架

45、圖2.15 副車(chē)架的安裝位置 2.4.4 縱梁與橫梁的連接設(shè)計(jì) 橫梁與縱梁的連接方式主要有三種，見(jiàn)圖2.16 1-縱梁；2-連接板；3橫梁 圖2.16 橫梁與縱梁的連接 圖2.16（a）橫梁與縱梁上下翼板連接，該種連接方式優(yōu)點(diǎn)是利于提高縱梁的抗扭剛度。缺點(diǎn)是當(dāng)車(chē)架產(chǎn)生較大扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，縱梁上下翼面應(yīng)力將大幅度增加，易引起縱梁上下翼面的早期損壞。由于車(chē)架前后兩端扭轉(zhuǎn)變形較小，因此本車(chē)架前后兩端采用了該種連接方式，為了提高縱梁的扭轉(zhuǎn)剛度采用了縱向連接尺寸較大的連接板。橫梁僅固定在腹板上 圖2.16（b）橫梁僅固定在腹板上，這種連接形式連接剛度較差，允許截面產(chǎn)生自由蹺曲，可以在車(chē)架

46、下翼面變形較大區(qū)域采用，以避免縱梁上下翼面早期損壞。 圖2.16（c）橫梁同時(shí)與縱梁的腹板及上或下翼板相連，此種連接方式兼有以上兩種方式連接的特點(diǎn)，但作用在縱梁上的力直接傳遞到橫梁上，對(duì)橫梁的強(qiáng)度要求較高。由于該車(chē)平衡懸架的推力桿與平衡懸架支架上的兩根橫梁連接，因此，這兩根橫梁與縱梁共同承受平衡懸架傳遞過(guò)來(lái)的垂直力(反)和縱向力(牽引力、制動(dòng)力)。 綜合以上考慮，本副車(chē)架的縱梁與橫梁的連接采用第3種方式，即橫梁同時(shí)與縱梁的腹板及上或下翼板相連，確定，，。同時(shí)為了降低成本和適于批量生產(chǎn)，本車(chē)架縱梁和橫梁的連接方式采用鉚接。 2.4.5 副車(chē)架與主車(chē)架的連接設(shè)計(jì) 副車(chē)架與主車(chē)架的連接常采用

47、如下幾種形式。 （1）止推連接板 圖2.17是斯泰爾重型專(zhuān)用汽車(chē)所采用的止推連接板的結(jié)構(gòu)形狀及其安裝方式。連接板上端通過(guò)焊接與副車(chē)架固定，而下端則利用螺栓與主車(chē)架縱梁腹板相連接。止推板的優(yōu)點(diǎn)在于可以承受較大的水平載荷，防止副車(chē)架與主車(chē)架縱梁產(chǎn)生相對(duì)水平位移。相鄰兩個(gè)推止推連接板之間的距離在500～1000 mm范圍內(nèi)。 （2）連接支架 連接支架由相互獨(dú)立的上、下托架組成，上、下托架均通過(guò)螺栓分別與副車(chē)架和主車(chē)架縱梁的腹板相固定，然后再用螺栓將上、下托架相連接，見(jiàn)圖2.18所示。由于上、下托架之間留有間隙，因此連接支架所能承受的水平載荷較小，所以連接支架應(yīng)和止推連接板配合使用。一般

48、布置是在后懸架前支座前用連接支架連接，在后懸架前支座后用止推連接板連接。 （3）U型夾緊螺栓 當(dāng)選用其它連接裝置有困難時(shí)，可采用U型夾緊螺栓。但在車(chē)架受扭轉(zhuǎn)載荷最大的范圍內(nèi)不允許采用U型螺栓。當(dāng)采用U型螺栓固定時(shí)，為防止主車(chē)架縱梁翼面變形，應(yīng)在其內(nèi)側(cè)襯以木塊，坦在消聲器附近，必須使用角鐵等作內(nèi)襯。 圖2.17 止推連接板的結(jié)構(gòu) 1- 副車(chē)架；2-止推連接板；3-主車(chē)架縱梁 圖2.18 連接支架 1-上托架；2-下托架；3螺栓 綜合考慮三種連接方式的特點(diǎn)，以及裝配工藝性，本文設(shè)計(jì)的HQ3090Z主副車(chē)架之間采用止推連接板式和連接支架配合使用的連接形式。 2.

49、5質(zhì)量參數(shù)的確定 2.5.1額定裝載質(zhì)量 高位自卸汽車(chē)的額定裝載質(zhì)量應(yīng)比同一類(lèi)型汽車(chē)底盤(pán)改裝的普通自卸汽車(chē)裝載質(zhì)量小。主要是由于它比普通自卸汽車(chē)移了一套車(chē)廂升高裝置。 根據(jù)CA1097K2E底盤(pán)的參數(shù)，初定額定裝載質(zhì)量Me為3200Kg。 2.5.2整車(chē)整備質(zhì)量 整備質(zhì)量是指汽車(chē)按出廠(chǎng)技術(shù)條件裝備完整（如備胎、工具等安裝齊備），各種油水添滿(mǎn)后的重量（不含駕乘人員的重量）。 根據(jù)CA1097K2E底盤(pán)的參數(shù)，整車(chē)整備質(zhì)量為 在此基礎(chǔ)上再增加車(chē)廂升高裝置的質(zhì)量，可估算出高位自卸汽車(chē)的整備質(zhì)量Mo Mo=4160+600=4660（Kg）

50、 2.5.3總質(zhì)量Ma 總質(zhì)量計(jì)算公式為 Ma=Me+Mo+Mp （2.2） 根據(jù)CA1097K2E底盤(pán)的參數(shù)，總質(zhì)量 Ma=9410（Kg） 高位自卸汽車(chē)軸載質(zhì)量分配應(yīng)基本接近原車(chē)底盤(pán)要求。為補(bǔ)償車(chē)廂升高時(shí)，其質(zhì)心略向后移，整車(chē)質(zhì)心位置可比同類(lèi)普通自卸汽車(chē)的質(zhì)略向后移。當(dāng)高位自卸汽高位自卸時(shí)，應(yīng)對(duì)高位工況的軸載質(zhì)量分配工作專(zhuān)門(mén)分析計(jì)算。 2.6本章小結(jié) 本章主要進(jìn)行高位自卸汽車(chē)底盤(pán)的選型。首先根據(jù)所需底盤(pán)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)查詢(xún)各牌號(hào)對(duì)

51、應(yīng)的底盤(pán)，然后將現(xiàn)有滿(mǎn)足設(shè)計(jì)參數(shù)要求的各種底盤(pán)進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)比較他們的適用性、可靠性、先進(jìn)性、方便性、價(jià)格以及供貨來(lái)源等各方面因素選擇比較使用的底盤(pán)；綜合各方面情況最后選用CA1097K2E底盤(pán)作為本次改裝設(shè)計(jì)所選用底盤(pán)型號(hào)。 第 3 章 主要機(jī)構(gòu)及零件設(shè)計(jì) 3.1高位舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 了解并掌握高位自卸汽車(chē)的結(jié)構(gòu)對(duì)于高位自卸汽車(chē)改裝來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。高位自卸汽車(chē)設(shè)有車(chē)廂高位升高機(jī)構(gòu)，傾卸機(jī)構(gòu)，這兩套機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱(chēng)為高位自卸汽車(chē)的舉升機(jī)構(gòu)，它能將車(chē)廂平移舉升到一定高度后傾卸貨物。 高位自卸汽車(chē)的傾斜機(jī)構(gòu)與普通自卸汽車(chē)相同車(chē)廂高位舉升機(jī)構(gòu)需要進(jìn)行選擇。在這里我

52、們選這兩個(gè)方案設(shè)計(jì)分析，進(jìn)行嘗試。 3.1.1剪式高位自卸汽車(chē)的設(shè)計(jì)分析 1、舉升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 圖3.1剪式舉升機(jī)構(gòu)的分析原理圖 如圖3.1所示，為剪式高位舉升機(jī)構(gòu)工作原理。它的主要特點(diǎn)是由兩根長(zhǎng)度相等的DF和EC支承桿在其中部鉸接，并在此基礎(chǔ)上，用兩根長(zhǎng)相等的FB和CG支承桿進(jìn)行二次中部鉸接，形成二級(jí)剪式支架。支承桿右端分別與車(chē)廂托架G1和車(chē)架E鉸接，支承桿的左端可在滑槽B1和D1內(nèi)移動(dòng)。舉升液壓缸的上支點(diǎn)與支承桿EC的下部鉸接A處，其承在車(chē)架上。當(dāng)車(chē)廂舉升時(shí)，舉升液壓缸外伸，推動(dòng)支承桿EC，使EC繞其右端的固定鉸支承按時(shí)針?lè)?/p>

53、向擺動(dòng)，其左端則沿滑槽D1滑動(dòng)；支承桿FD在EC的帶動(dòng)下作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。同樣，支承桿F1B1在G1C1的帶動(dòng)下，支承桿F1B1的左端沿滑槽滑動(dòng)，支承桿G1C1右端繞與托架鉸接軸進(jìn)行逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。這就使車(chē)廂托架垂直升高。如果舉升液壓缸收縮，車(chē)廂托架垂直降落[9]。 2、 舉升機(jī)構(gòu)的計(jì)算 （1）高位升高機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 當(dāng)升舉油缸由OA伸長(zhǎng)到OA1時(shí)，舉升支桿CIE繞E旋轉(zhuǎn)到C1I1E，這時(shí)車(chē)廂升、高到最大高度。與此同時(shí)，G點(diǎn)升高到G1點(diǎn)，則車(chē)廂升高的最大高度。這時(shí)，舉升臂CIE繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)φmax角。 （2）舉升架初始高度hG的計(jì)算 假設(shè)貨箱長(zhǎng)為3.5米，故在設(shè)計(jì)舉升裝置初步確定DE=3m，初

54、始角∠CED°，支撐桿CE=3.04m，在ΔDIE中為等腰三角形（ID=IE）ID=1.52m DE2= ID2 + IE2-2ID×IE×cos160? （3.1） 支桿的長(zhǎng)度為DF=2ID=3.04m 在ΔDEF中為直角三角形，其中∠FDE=∠CED=10°tan∠FDE=FE/ED，可知，EF=0.53m，舉升架hG的初始高度，hG=2EF=1.06m，當(dāng)油缸的初始長(zhǎng)度OA到OA1時(shí)，舉升架升高到最大高度，此時(shí)∠CED轉(zhuǎn)過(guò)的角度分別以35?，40?，50?進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)35?時(shí)，∠C1ED=45?。在ΔC1D1E

55、中，為直角三角形，C1E=3.04m，由公式： C1D1=ED1= C1E ×sin∠C1ED （3.2） 可知，C1D1=2.15m 可知hG1=2C1D1=4.3m則舉升架相對(duì)原來(lái)升高的最大高度hG1=2C1D1=4.3m并能計(jì)算出滑道DD1的長(zhǎng)度為：DE- D1E=3-2.15=0.85m。當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)40?時(shí)，∠C1ED=50?，ΔC1D1E為直角三角形C1D1= C1E×Sin∠C1ED=2.33m，則舉升架相對(duì)原來(lái)升高的高度h=2 =4.66m。此時(shí)， E= E×Cos∠ED =1.95m，滑道D的長(zhǎng)度為：D

56、E- E=1.05m。當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)50?時(shí)，Δ為直角三角形，C1D1=C1E×Sin∠C1ED =2.63m，則舉升架相對(duì)原來(lái)升高的高度hG1=2 C1D1=5.26m。此時(shí)，D1E= C1E×Cos ∠C1ED =1.52m，滑動(dòng)DD1的長(zhǎng)度為：DE-D1E=1.48m，如表3.1所示： 表3.1 剪式機(jī)構(gòu)的主要參數(shù) 最大轉(zhuǎn)角 最大高度 滑動(dòng)長(zhǎng) 35 ? 4.3m 0.85m 40 ? 4.66m 1.05m 50 ? 5.26m 1.48m 3.1.2 L式高位自卸汽車(chē)的設(shè)計(jì)分析 L式高位自卸汽車(chē)是利用舉升杠桿將處于原始水平為之車(chē)廂平移舉

57、升到一定高度，保持位置不變，在將車(chē)廂傾斜一定角度卸貨。卸貨完畢，車(chē)廂恢復(fù)高位水平位置，最后評(píng)一項(xiàng)講到原始位置，在整個(gè)過(guò)程中通過(guò)液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制。 如圖3.2所示當(dāng)舉升油缸從OA移到OA′位置時(shí)轉(zhuǎn)臂BA逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)φ角到達(dá)到位BA′，舉升杠桿BIC同時(shí)繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)φ角到達(dá)BI1C1，車(chē)廂隨舉升杠桿B繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)φ角，此時(shí)車(chē)廂呈傾卸狀。顯然同步油缸DE必須與舉升油缸OA同步工作，既當(dāng)舉升杠桿BIC繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)ψ角時(shí)，車(chē)廂在同步油缸的作用下，繞C點(diǎn)同時(shí) 圖3.2 高位自卸車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程量示意圖 旋轉(zhuǎn)φ角，既轉(zhuǎn)到C1D1E1位置才能 在整個(gè)舉升過(guò)程中使車(chē)廂保持水平狀態(tài)[10]。 圖2.

58、1 舉升機(jī)構(gòu)原理圖 1-車(chē)廂托架 2-副車(chē)架 從圖3.2可知，舉升過(guò)程中還要產(chǎn)生一定的縱向位移。并且當(dāng)C1與B兩點(diǎn)等高時(shí)車(chē)廂后移量最大。當(dāng)C1點(diǎn)高于（或低與）B點(diǎn)時(shí)，車(chē)廂后移量隨舉升（或下降）而逐漸減小。為了保證汽車(chē)在舉車(chē)過(guò)程中具有足夠的縱向穩(wěn)定性。故應(yīng)對(duì)車(chē)廂的最大后移量進(jìn)行控制。 通過(guò)對(duì)杠桿式的舉升機(jī)構(gòu)分析可以知道，只需要用一個(gè)舉升杠桿和兩個(gè)油缸就可以實(shí)現(xiàn)將車(chē)廂舉升到一定高度。 3.1.3 論證方案 通過(guò)以上對(duì)杠桿式高位自卸汽車(chē)的舉升機(jī)構(gòu)和剪式高位自卸汽車(chē)的舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析，可以看到，剪式舉升機(jī)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，需要兩組的鉸接架，由表3.1可以看出，剪式升高機(jī)構(gòu)隨著升高的高度的

59、增長(zhǎng)，穩(wěn)定性也急劇的下降，車(chē)廂恢復(fù)到原位時(shí)，剪式舉升架的初始高度達(dá)到1.06m,再加上原有底盤(pán)的高度，汽車(chē)的質(zhì)心會(huì)增加得很高，當(dāng)汽車(chē)滿(mǎn)載在路面行駛時(shí)，穩(wěn)定性較差，并且改裝后的整車(chē)性能和原來(lái)的整車(chē)性能相差很大，在改裝過(guò)程中加工和技術(shù)難度都增大，同時(shí)，改裝成本相應(yīng)的提高[11]。 杠桿式舉升機(jī)構(gòu)只需要一個(gè)舉升杠桿和兩個(gè)油缸就可以實(shí)現(xiàn)將車(chē)廂舉升到一定高度。改裝過(guò)程中，在技術(shù)上可能會(huì)出現(xiàn)一定的難度，但只要合理的布置元件，在理論上是可行的。所以選擇杠桿式。 3.2 L型舉升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析及主要參數(shù)的確定 如圖3.3所示,當(dāng)舉升油缸OA伸長(zhǎng)到OA1，時(shí)，舉升杠桿由初始位置BLC繞B旋轉(zhuǎn)到BL1C1，

60、車(chē)廂升高到最大高度。與此同時(shí)C點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)到C1點(diǎn)，圖中H（H=HC1-HC）為最大升高量。HC1和HC分別為C1和C點(diǎn)的高度。與此同時(shí)，舉升杠桿繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)φ角。根據(jù)使用要求，車(chē)廂在升高過(guò)程中應(yīng)保持水平狀態(tài)。因此，車(chē)廂在升高過(guò)程中，必須保證φ1和φ2在時(shí)間上的微分是相等。車(chē)廂升高的同時(shí)還拌有后移。故計(jì)算高位舉升時(shí)，須考慮最大后移量的影響 [13]。 3.2.1舉升油缸和同步油缸主要參數(shù)確定 （1）舉升油缸和同步油缸的初始長(zhǎng)度OA，OE的確定。根據(jù)布置情況，初步確定∠ABO=10? BO=1.42m AB=0.76m ∠ECD=25? EC=2.4m DC=1.4m 如圖3.3

61、 圖3.3杠桿式舉升運(yùn)動(dòng)分析原理圖 在三角形△AOB中 （3.3） 可知OA=0.68m在三角形△CDE中 （3.4） 可知ED=0.87m （2）舉升油缸，同步油缸的最大長(zhǎng)度OA和的確定。在最大升高位置時(shí)，ΔOB中由公式 （3.5） 可知，O=1.07m 在△C1D1E1中 D1E1= （3.6） 可知， D1E1

62、=1.35m 舉升油缸和同步油缸的最大工作行程SJ和ST確定。 SJ= OA1-OA=0.39m ST= D1E1-DE=0.48m 車(chē)廂升高高度H的確定。其中LC=3.018m，BL=1.42由公式（3.7） H= 舉升高度-車(chē)廂離地間隙 （3.7） 根據(jù)設(shè)計(jì)要求H=3m，因?yàn)楦鶕?jù)所選車(chē)型底盤(pán)車(chē)廂離地間隙為1.24m。所以H最大值Hmax=1.76m 車(chē)廂最大轉(zhuǎn)角的確定。因?yàn)镠=LC×Cosφ+BL×（1- Cosφ） =38° 升高過(guò)程中車(chē)廂最大后移量a的確定. =301mm 3.2.2舉

63、升杠桿的受力分析 如圖3.4所示，對(duì)舉升杠桿受力分析的目的是確定舉升油缸推力f1，同時(shí)作為液壓元件選擇的參數(shù)及舉升杠桿強(qiáng)度校核的依據(jù)。以h表示L形舉升臂的高度，以h表示L形舉升臂B的高度。因?yàn)閒1出現(xiàn)在h的區(qū)間，故受力分析僅在該區(qū)間內(nèi)考慮[13]。 圖3.4舉升杠桿的受力分析 為計(jì)算方便，將裝載質(zhì)量重力，車(chē)廂（包括車(chē)廂衣架）重力按平行力系簡(jiǎn)化為一個(gè)集中力，同理將L形舉升杠桿重力和同步油缸重力簡(jiǎn)化為另一個(gè)集中力，尚未舉升時(shí)兩集中力分別用G1和G2表示，當(dāng)L型舉升杠桿轉(zhuǎn)過(guò)角時(shí)，分別后移a和a并用G1和G2′表示。取三角臂OBA′為分離體ΣMB=0得

64、 G1′（+）+ G2′(+)-×BO ×Sinφ=0 （3.8） ∵+=BL×Sinφ+Cosφ = BL×Sinφ- (1- Cosφ) ∠OBA′=∠OBA+φ OA′= f1=327163N 當(dāng)φ=0o時(shí)f1有最大值f1max=327163N，即當(dāng)舉升油缸在初始位置時(shí)產(chǎn)生最大推力 3.2.3高位舉升和傾卸機(jī)構(gòu)的受力分析 在這里通過(guò)對(duì)高位升高和傾卸機(jī)構(gòu)的受力分析，從而確定同步油缸推力f2,過(guò)程如下車(chē)廂底架在整個(gè)升高過(guò)程中保持水平狀態(tài)，其受力分析如圖3.5所示 圖3.5 托架受力分析圖 車(chē)廂作用于底架的均布載荷，在

65、討論同步油缸推力時(shí)可簡(jiǎn)化為集中 （3.9） 式中： ---裝載質(zhì)量（Kg）； ---車(chē)廂質(zhì)量（Kg）； ---底架質(zhì)量（Kg）。 的作用點(diǎn)位置可根據(jù)平行力系簡(jiǎn)化規(guī)則求出 ＝（++）×103×10=3.67×N 同步油缸布置在車(chē)廂的縱向?qū)ΨQ(chēng)平面上， D1E1為同步油缸軸線(xiàn)，舉升臂對(duì)車(chē)廂底架支反力R也簡(jiǎn)化到上述對(duì)稱(chēng)面上?，F(xiàn)以車(chē)廂底架為分離體[14]。 由ΣM=0 式中: ---同步油缸推力； ---同步油缸軸線(xiàn)與車(chē)廂底架的

66、夾角（38?）； ---作用點(diǎn)到鉸支點(diǎn)C?的距離（1.0m）。 設(shè)，，為任意轉(zhuǎn)角ψ時(shí)，，，的位置有 D1E1 = （3.10） 式中： ∠DCE---初始位置時(shí)，DC，CE的夾角（25?） φ---車(chē)廂底架鉸接點(diǎn)C相對(duì)初始位置的任意轉(zhuǎn)角（38?） 因?yàn)椋? Sinφ= （3.11） 將（式3.4）代入（式3.3），可知同步油缸推力 （3.12） 在φ=0?時(shí)，f2由最大值=3.0×N 從計(jì)算中可以看出，當(dāng)同步油缸在初始位置時(shí)液壓缸應(yīng)提供最大的推力使車(chē)廂升起[15]。 3.2.4舉升杠桿的校核 舉升扛桿主要是對(duì)車(chē)廂進(jìn)行舉升支撐作用，同此需要較高的強(qiáng)度，根據(jù)使用的環(huán)境以及強(qiáng)度，選材低合金結(jié)構(gòu)鋼Q295，具有良好的綜合性能，焊接性和塑性均好，中低溫性能良好，冶煉工藝簡(jiǎn)單，成本低，常在熱軋狀態(tài)下使用，并采用正火處理可提高鋼的