【正文】 等問題，所以在決定實際結(jié)構(gòu)時往往取較大的安全系數(shù)， 7 結(jié)果是材料的潛力不能充分發(fā)揮，產(chǎn)品性能也難以發(fā)揮。只能靠一次次的設(shè)計實驗來改進，這樣設(shè)計出的舉升機構(gòu)必然存在許多不 合理的因素，影響自卸汽車舉升性能的提高，也必然導(dǎo)致設(shè)計制造周期長，成本高。因此，要先獲得良好工作性能的舉升機構(gòu)，就必須從根本上改進設(shè)計手段和方法，提高舉升機構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量。 .電子計算機的發(fā)展為此提供了有利條件，以計算機為輔助手段的計算機輔助設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計軟件及計算機圖形學(xué)，使得自卸汽車舉升機構(gòu)的虛擬設(shè)計成為現(xiàn)實，這一設(shè)計上的巨大進步帶來的經(jīng)濟效益是巨大的 [1]。 中型專用汽車在專用汽車中所占的比例繼續(xù)上升，與此同時，中型專用汽車在汽車市場中所占份額也將繼續(xù)提高，預(yù)計幾年內(nèi)將超過普通重型車所占的市場份額；專用車 需求進一步向?qū)I(yè)化高技術(shù)含量發(fā)展，專用車生產(chǎn)向柔性化、自動化方向發(fā)展，產(chǎn)品配套國際化、模塊化；市場競爭更趨激烈，具有較強市場應(yīng)變能力的企業(yè)將不斷發(fā)展壯大，而應(yīng)變能力較差的企業(yè)將逐步被市場所淘汰；我國專用汽車企業(yè)的勞動力優(yōu)勢與國外專用汽車企業(yè)的資金優(yōu)勢將逐步弱化，競爭力主要體現(xiàn)在企業(yè)的創(chuàng)新能力和市場應(yīng)變能力；重型專用汽車產(chǎn)量集中度相對提高，逐步形成行業(yè)內(nèi)的知名企業(yè)。 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用， 50 年代發(fā)展起來的以線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃為主要內(nèi)容的新的數(shù)學(xué)分支一數(shù)學(xué)規(guī)劃被應(yīng)用于解決工程設(shè)計問題，形成了工程設(shè)計的 新理論和新方法，即工程優(yōu)化設(shè)計理論與方法。特別從 60 年代以來，最優(yōu)化技術(shù)發(fā)展迅速，而且得到了廣泛的應(yīng)用。在汽車工業(yè)發(fā)達的歐、美、日 等國家，汽車優(yōu)化設(shè)計理論和方法已應(yīng)用于汽車諸多領(lǐng)域的很多環(huán)節(jié)，從汽車發(fā)動機、底盤、車身等主要總成的優(yōu)化到整車動力傳動系統(tǒng)的匹配，優(yōu)化設(shè)計使他們的汽車工業(yè)保持了世界領(lǐng)先地位。 研究的內(nèi)容 專用汽車與普通汽車的區(qū)別主要是改裝了具有專用功能的上裝部分，能完成某些特 殊的運輸和作業(yè)功能。因此在設(shè)計上，除了要滿足基本型汽車的性能要求外，還要滿足專用功能的要求，這就形成了其自 身特點，概括如下： 專用汽車設(shè)計多選用定型的基本型汽車底盤進行改裝設(shè)計 這首先就需要了解國內(nèi)外汽車產(chǎn)品，特別是貨車產(chǎn)品的生產(chǎn)情況、底盤規(guī)格、供貨渠道、銷售價格及相關(guān)資料等。然后根據(jù)所設(shè)計的專用汽車的功能和性能指標(biāo)要求，在功率匹配、動力輸出、傳動方式、外形尺寸、軸載質(zhì)量、購置成本等方面進行分析比較，優(yōu)選出一種基本型汽車底盤作為專用汽車改裝設(shè)計的底盤。能否選到一種好的汽車底盤，是能否設(shè)計出一種好的專用汽車的前提。對于不能直接采用二類底盤或三 8 類底盤進行改裝的專用汽車，也應(yīng)盡量選用定型的汽車總成和部件進 行設(shè)計，以縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期和提高產(chǎn)品的可靠性。 專用汽車設(shè)計的主要工作是總體布置和專用工作裝置匹配 設(shè)計時既要保證專用功能滿足其性能要求，也要考慮汽車底盤的基本性能不受到影響。在必要時，可適當(dāng)降低汽車底盤的某些性能指標(biāo)，以滿足實現(xiàn)某些專用工作裝置性能的要求。 針對專用汽車品種多、批量少的生產(chǎn)持點 專用汽車設(shè)計應(yīng)考慮產(chǎn)品的系列化，以便根據(jù)不同用戶的需要而能很快的進行產(chǎn)品變型。對專用汽車零部件的設(shè)計，應(yīng)按 “三化 ”的要求進行，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。 對專 用汽車自制件的設(shè)計，應(yīng)遵循單件或小批量的生產(chǎn)持點工的可能性。 對專用汽車工作裝置中的某些核心部件和總成 如各種水泵、油泵、氣泵、空壓機及各種閥等，要從專業(yè)生產(chǎn)廠家中優(yōu)選。因?qū)Ｓ闷噷ｍ椬鳂I(yè)性能的好壞，主要決定干這些部件的性能和可靠性。 在普通汽車底盤上改裝的專用汽車，底盤受載情況可能與原設(shè)計不同，因此要對一些重要的總成結(jié)構(gòu)件進行強度校核。 專用汽車設(shè)計應(yīng)滿足有關(guān)機動車輛公路交通安全法規(guī)的要求 某些專用汽車可能會在很惡劣的環(huán)境下工作，其使用條件復(fù)雜，要了解和掌握國家及行業(yè)相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)， 使專用汽車有良好的適應(yīng)性，工作可靠，是要設(shè)安全性裝置。 由于專用汽車種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用面廣、開發(fā)期短等待點，所以專用汽車設(shè)計人員既要具 備汽車設(shè)計的知識相能力．向時也要掌握專用汽車各種不同工作裝置的原理與設(shè)計計算。此外專用汽車設(shè)計人員還需要對用戶的要求，市場動態(tài)有充分的了解，這樣設(shè)計的產(chǎn)品才能在性能上先進，在市場上適銷對路，在使用上滿足用戶的要求。 隨著中型自卸車變得越來越重要，則有關(guān)它的設(shè)計領(lǐng)域也變得日益重要起來。它的總體設(shè)計程序與載貨車基本相近。在此基礎(chǔ)上擬定設(shè)計原則，協(xié)調(diào)使用、制造與經(jīng)濟三方面矛盾 ，處理好產(chǎn)品技術(shù)先進性與工藝?yán)^承性、零部件通用化程度以及生產(chǎn)成本的辯證關(guān)系，然后進入具體技術(shù)設(shè)計階段。 綜上所述，專用汽車的設(shè)計有其自身的特點和要求，既要滿足汽車設(shè)計的一般要求。同時又要獲得好的專用性能。這就要求汽車和專用工作裝置合理匹配，構(gòu)成一個協(xié)調(diào)的整體，使汽車的基本性能和專用功能都得到充分發(fā)揮 [2]。 9 第 2 章 整車參數(shù)的確定及校核 目前，改裝專用汽車選用的底盤主要是二類或三類汽車底盤，也有為某些專用汽車設(shè)計的專用底 盤。汽車底盤的選擇或設(shè)計專用底盤主要根據(jù)專用汽車的類型、用途、裝載質(zhì)量、使用條件、專用汽車的性能指標(biāo)、專用設(shè)備或裝置的外形尺寸、動力匹配等來決定。 我國對于常規(guī)的廂式車、罐式車、自卸車等通常是采用二類汽車底盤改裝設(shè)計。這是目前專用汽車設(shè)計中選用底盤型式最多的一種。所謂二類汽車底盤，即在基本型整車的基礎(chǔ)上去掉貨箱。在改裝設(shè)計的總布置時，在沒有貨箱的汽車底盤上，加裝所需的工作裝置或特種車身。采用二類汽車底盤進行改裝設(shè)計工作的重點是整車總體布 10 置和工作裝置設(shè)計。在設(shè)計時若嚴(yán)格控制了整車總質(zhì)量、軸載質(zhì)量分配、質(zhì) 心高度位置等，則基本上能保持原車型的主要性能。但是，還要對改裝后的整車重新作出性能分析和計算。 對客車、客貨兩用車、廂式貨車等則通常采用三類汽車底盤改裝設(shè)計。所謂三類汽車底盤， — 般是在基本型車的基礎(chǔ)上，去掉貨箱和駕駛室。近年來，我國乘用車發(fā)展很快，對乘用車使用性能的要求也在不斷提高，再用原來的三類汽車底盤改裝的客車已越來越不受歡迎。因此，各類專用客車底盤應(yīng)運而生。這些專用客車底盤的基本特點是利用基本型總成，按客車性能要求更新進行整車布置，更新設(shè)計懸架系統(tǒng)。這種底盤不僅在質(zhì)心位置、整車性能特別是平順性方 面有很大的變化，而且在傳動系統(tǒng)和動力匹配、以及制動系統(tǒng)等總成方面也有較大的改裝設(shè)計。 目前在用普通汽車底盤作改裝設(shè)計時 。 把更換了發(fā)動機的底盤，如將汽油發(fā)動機改換成柴油發(fā)動機．亦當(dāng)作三類底盤處理 [3]。 在專用汽車底盤或總成選型方面，一般應(yīng)滿足下述要求： 1)適用性 對貨運車用的總成應(yīng)適應(yīng)貨運要求，保證貨運安全無損；對乘用車用的總成應(yīng)適于乘客的需要．達到乘座安全舒適；對各種專用改裝車的總成應(yīng)適于專用汽車特殊功能的要求，并以此為主要目標(biāo)進行改裝選型設(shè)計。 2)可靠性 所選用的各總 成工作應(yīng)可靠，出現(xiàn)故障的幾率少，零部件要有足夠的強度和壽命，且同一車型各總成零部件的壽命應(yīng)趨于均衡 3)先進性 所選用的底盤或總成 。 應(yīng)使整車在動力性、經(jīng)濟性、制動性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性及通過性等基本性能指標(biāo)和功能方面達到同類車型的先進水平。而且在專用性能上要滿足國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。 4)方便性 所選用的各總成要便于安裝、檢查、保養(yǎng)和維修。處理好結(jié)構(gòu)緊湊與裝配調(diào)試空間合理的矛盾。在選用專用汽車底盤時，除了上述因素外，還有以下兩個很重要的方面：一是汽車底盤價格，它是專用汽車購置成本小很大約 部分，一定要考慮到用戶可以接受。這也涉及到專用汽車產(chǎn)品能否很快地占有市場、企業(yè)能否增加效益等問題。二是汽車底盤供貨要有來源，要同生產(chǎn)汽車底盤的主機廠有明確的協(xié)議或合同，無論汽車底盤滯銷或緊俏，一定要按時將底盤供貨。 綜上所述，本文改裝的自卸車選擇 EQ3092FJ 底盤。 11 整車尺寸參數(shù)的確定 承擔(dān)公路運輸?shù)钠胀ㄗ孕盾囃ǔＪ怯赏N貨車變型設(shè)計而成。其總體設(shè)計程序與載貨車相近。首先，進行一系列的市場調(diào)研和同類車型資料的收集分析，摸清產(chǎn)品主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，了解有關(guān)設(shè)計法規(guī)等。在此基礎(chǔ)上擬定設(shè)計原則 ，協(xié)調(diào)使用、制造與經(jīng)濟三方矛盾，處理好產(chǎn)品技術(shù)先進性與工藝?yán)^承性、零部件通用化程度以及生產(chǎn)成本的辯證關(guān)系，然后進入具體技術(shù)設(shè)計階段。 在技術(shù)設(shè)計階段，首先進行自卸車結(jié)構(gòu)選型，確定舉升機構(gòu)類型與貨廂結(jié)構(gòu)形式，然后選擇自卸車總布置主要參數(shù)。 東風(fēng)尖頭 140自卸汽車是選擇 EQ3092FJ型自卸車底盤，利用該車發(fā)動機動力驅(qū)動液壓舉升機構(gòu)取力器 傳動軸 液壓泵 舉升油缸，將車廂舉升到一定角度卸貨，并依靠車廂自重使其復(fù)位的專用汽車。該車最大裝載質(zhì)量為 ，是適用于公路運輸?shù)闹行妥孕镀?。傾卸機構(gòu)采用油缸前推 式舉升機構(gòu)。該自卸汽車主要由車廂、副梁、液壓舉升機構(gòu)、液壓系統(tǒng)等部件組成，主要技術(shù)參數(shù)見表 。 表 整車參數(shù) 汽車外形尺寸 mmmmmm ?? 260024606500 ?? 最大裝載質(zhì)量 em kg 4300 整備質(zhì)量 0m kg 5255 軸距 mm 3950 輪 距（前∕后） mm 1810∕ 1800 前懸 FL mm 1065 后懸 RL mm 1485 接近角 1? ?34 離去角 2? ?33 貨箱尺寸 mm 75022503100 ?? 傾斜時間（舉升∕落下） 15s∕ 13s 最大舉升角 ?50 總質(zhì)量 kg 9750 最高車速（ km∕ h） 85 額定裝載質(zhì)量是自卸汽車的基本使用性能參數(shù)之一?？紤]到廠家的額定裝載質(zhì)量 12 的合理分級，以利于產(chǎn)品系列化、部件通用化和零件標(biāo)準(zhǔn)化。此外，額定裝載質(zhì)量還必須與選用的二 類貨車底盤允許的最大總質(zhì)量相適應(yīng)。 改裝部分質(zhì)量主要包括：車廂質(zhì)量、副車架質(zhì)量、液壓系統(tǒng)質(zhì)量、舉升機構(gòu)質(zhì)量以及其他改裝部件的質(zhì)量。改裝部分質(zhì)量既可通過計算、稱重求得，也可以根據(jù)同類產(chǎn)品提供的數(shù)據(jù)進行估算。 自卸汽車整車整備質(zhì)量是指裝備齊全、加夠油料、液壓油和冷卻液的空車質(zhì)量 [3]。它一般是二類底盤整備質(zhì)量與改裝部分質(zhì)量的總合，是自卸汽車總體設(shè)計的重要設(shè)計參數(shù)之一。 整備質(zhì)量 0m ： 5255kg； 裝載質(zhì)量 em ： 選取 4300kg； 駕駛員質(zhì)量 rm ： 65kg/人，額定載員 3 人， 195653 ?? kg； 自卸汽車總質(zhì)量是指裝備齊全，包括駕駛員，并按規(guī)定裝滿貨物的質(zhì)量。其值可按下式確定 : 0a e rm m m m? ? ?=5255+4300+195kg=9750Kg 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)計極限位置時，貨廂底部與車架平面之夾角。它取決于常運貨物靜安息角的大小。多數(shù)貨物靜安息角在 40—45錯誤 !未找到引用源。 范圍。故為保證卸貨干凈，一般自卸車最大舉升角常取 50—60錯誤 !未找到引用源。 。此外，尚應(yīng)注意在最 大舉升角時，車廂后板下垂最低點與地面保持一定卸貨高度。舉升時間指滿載時從開始舉升至最大舉升角所需時間。降落時間系指空載時貨廂從最大舉升角降至車架的時間。此兩項參數(shù)太長將影響運輸生產(chǎn)率；太短又勢必增大液壓系統(tǒng)負(fù)荷。故一般設(shè)計舉升時間 要求 為 15s25s，降落時間要求為8s15s[4]。 總體布局的設(shè)計 專用車的總體布局要滿足車輛自身的質(zhì)量及專用車的特殊用途。東風(fēng)尖頭 140 自卸汽車的總體布局要求各部滿足國家標(biāo)準(zhǔn)及使用安全，各個部件間要滿足配合要求，尤其是車廂及舉升機構(gòu)的布局要使自身車輛使用方便，美觀。 取力器布置方案的選定 取力器，除少數(shù)專用汽車的工作裝置因考慮工作的可靠性和特殊要求而配備專門動力驅(qū)動外（例如部分冷藏汽車的的制冷系統(tǒng) ）， 絕大多數(shù)專用汽車上的的專用設(shè)備都是以汽車自身的發(fā)動機為動力源。 13 各類專用汽 車的專用工作裝置的動力來源，主要由汽車發(fā)動機提供。取力器就是其中一種動力輸出的專用裝置，它能夠?qū)崿F(xiàn)從發(fā)動機取出部分功率，用于驅(qū)動各類液壓泵、真空泵、空壓機以及各類專用汽車工作機械。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，絕大多數(shù)專用汽車上的專用設(shè)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(shè)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) [5]。 常見的取力方式分類： ? ?? ???????? ?? ?? ?? ???????????發(fā) 動 機 前 端 取 力前 置 式 發(fā) 動 機 后 端 取 力夾 鉗 式 取 力變 速 器 上 蓋 取 力取 力 器 取 力 方 式 中 置 式 變 速 器 側(cè) 蓋 取 力變 速 器 后 端 蓋 取