【正文】 液料后的空車質(zhì)量。本設(shè)計(jì)的垃圾車整車整備質(zhì)量估算為 5000kg。 裝載質(zhì)量 1m 選取為 kg4000 整車整備質(zhì)量 2m 估算為 kg4800 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 駕駛員質(zhì)量 3m 65kg/人 ,額定載員 3 人 ,65 3 195kg kg?? 汽車總質(zhì)量是指裝備齊全，裝滿額定貨物后的汽車質(zhì)量，包括駕駛員在內(nèi)的額定載員質(zhì)量。即： kgkgkgkgmmmM 9 0 0 01 9 54 8 0 04 0 0 0321 ??????? 。 本章小結(jié) 本章按確定的設(shè)計(jì)目標(biāo)，根據(jù)底盤選取的原則和要求，主要對(duì)東風(fēng)汽車汽油EQ1092FJ 底盤和柴油 EQ1092HJ 底盤進(jìn)行了對(duì)比，選擇了這次設(shè)計(jì)的底盤，給出了選用底盤的主要參數(shù) ,并對(duì)所設(shè)計(jì)的擺臂式垃圾車質(zhì)量參數(shù)的估算。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 第 3 章 擺臂式垃圾車車廂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 車廂設(shè)計(jì) 車廂在運(yùn)輸中起到承載的作用，其由兩部分組成。一部分用于盛放垃圾廂斗，將其設(shè)計(jì)成平面，底 部與車廂大梁焊接；另一部分用于約束和放置擺臂液壓缸、支撐約束擺臂，放置支腿和支腿液壓缸，將其設(shè)計(jì)成兩片平行鋼板通過點(diǎn)焊聯(lián)結(jié)后再分別與車廂大梁和車廂側(cè)壁焊接，實(shí)現(xiàn)兩部分的一體 (在本設(shè)計(jì)中稱為 U型鋼板 )。同時(shí)，車廂與駕駛室之間設(shè)計(jì)隔離廂板，與駕駛室空留一段距離 ,起到安全和便于維修檢查的作用。車廂示意圖見圖 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 車廂示意圖 在全面分析車廂的工作條件、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 Q235 工程用鋼材 。 擺臂式垃圾車車箱斗外形設(shè)計(jì) 廂斗形狀的確定 擺臂式垃圾車的廂斗一般分為方形和船形兩種形式。方形用于地坑式放置，船形置于地面，以便適用于公共場(chǎng)所、街道、生活區(qū)的垃圾收集。為了增加垃圾的運(yùn)送量和汽車的運(yùn)輸效率，加強(qiáng)實(shí)用性，本設(shè)計(jì)采用多邊形廂斗。 廂斗的 尺寸 設(shè)計(jì) 與同類產(chǎn)品進(jìn)行比較， EQ1092HJ 底盤垃圾車廂斗載重容積約在 6~10 立方米之間，擬設(shè)定長(zhǎng) *寬 *高為 2300*1760*1400，即其廂斗容積： 0017 6023 00 mV ???? 在常用容積之內(nèi)，即車箱斗的長(zhǎng)，寬，高選為： 表 車廂尺寸 （單位： mm) 車廂長(zhǎng)度 2300 車廂寬度 1760 車廂高度 1400 車廂鋼板厚度 2 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 車廂加強(qiáng)肋厚度 32 車廂加強(qiáng)肋寬度 30 廂斗采用多邊形狀，實(shí)現(xiàn)吊裝、吊卸、傾卸的方便。其結(jié)構(gòu)見示意圖 。 圖 廂斗選材 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 在遵循滿足使用性能要求，較好工藝性和較好經(jīng)濟(jì)性的前提下，廂斗選用選用Q235 工程用鋼材。 工程塑料的一般選用原則：具有良好的使用性能，優(yōu)良的工藝性及合理的經(jīng)濟(jì)性。 （ 1） 使用性能，使用性能是選材考慮的主要問題。 （ 2） 工藝性能，材料加工的工藝流程要適合批量生產(chǎn)。 （ 3） 經(jīng)濟(jì)性能，選擇材料的經(jīng)濟(jì)性是當(dāng)前注意的問題。 考慮到廂斗的使用條件和使用環(huán)境，工程塑料的選擇要滿足耐腐蝕性的要求，要有長(zhǎng)期受酸、堿及其他腐蝕性介質(zhì)侵蝕，抵抗各種強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑和有機(jī)溶劑等化學(xué)介質(zhì)腐蝕的能力，同時(shí)其熱脹系數(shù)要小，粘附性要好。 滿足以上要求，可選用硬聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙 烯、氯化聚醚等，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)性原則，選擇硬聚氯乙稀作為設(shè)計(jì)所用材料。 擺臂式垃圾車舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 擺臂式垃圾車的舉升機(jī)構(gòu)均采用車廂兩側(cè)雙杠舉升，采用液壓驅(qū)動(dòng)。舉升機(jī)構(gòu)主要由液壓缸體，擺臂和懸掛鏈條組成，主要完成裝載和傾卸放置。 擺臂式垃圾車對(duì)傾卸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求如下： （ 1） 裝載機(jī)構(gòu)應(yīng)保證在設(shè)計(jì)的載荷下連續(xù)正常工作，工作循環(huán)不大于 40s； （ 2） 裝載機(jī)構(gòu)應(yīng)能在任何工作位置上停留。在滿載提升過程的中間位置上停留5min，其提升液壓油缸的活塞桿的沉降量不大于 10mm； （ 3） 傾卸料的卸料角 (包括后翻和側(cè)翻 )不 應(yīng)小于 45 度； （ 4） 卸料機(jī)構(gòu)每個(gè)工作循環(huán) (從卸料動(dòng)作開始至復(fù)位 )時(shí)間不應(yīng)大于 60s； （ 5） 傾卸機(jī)構(gòu)在滿載的情況下，在傾卸角為 20~25 度位置上停留 5min，其舉升液壓缸的活塞桿沉降量不應(yīng)大于 10mm。 當(dāng)進(jìn)行廂斗的裝載時(shí)，液壓缸外伸的活塞桿拉動(dòng)擺臂，帶動(dòng)與擺臂相連的鏈條，將廂斗安穩(wěn)舉升到車廂上；進(jìn)行廂斗的卸載時(shí)，液壓缸的活塞桿推動(dòng)擺臂做類似的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)廂斗的卸載；進(jìn)行垃圾的傾倒時(shí)，將吊置在擺臂上傾倒用的鐵鏈掛到廂斗的勾環(huán)上，打開后箱體的鎖削，當(dāng)液壓缸推置廂斗到一定高度時(shí)，箱體后部被鏈條勾住抑制了后箱體的 運(yùn)動(dòng)，此時(shí)隨著液壓缸的繼續(xù)舉升，箱體前半部分隨之抬高，后廂蓋在自重和垃圾貨物的壓力下，自動(dòng)打開，完成了垃圾的傾卸 [1]。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 擺臂液壓缸的選用 由于液壓缸要完成擺臂的升降，所以液壓缸選擇單桿雙作用液壓缸，在兩側(cè)各放置一個(gè)，液壓缸后座絞接固定在車廂上，活塞桿的一端和擺臂的一處合適位置絞接。 擺臂的設(shè)計(jì) 擺臂呈工字型，擺臂的兩側(cè)下端與 U 型鋼板絞接，上部用拉桿將兩側(cè)擺臂連接，在略低與拉桿處的擺臂上安置能夠隨著廂斗的翻轉(zhuǎn)而跟隨著連接在其上的鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)的滑動(dòng)軸，在擺臂的中部安置用于卸料 并帶有鏈條的掛環(huán)。見示意圖 。 圖 液壓缸示意圖 圖 擺臂示意圖 在進(jìn)行擺臂的剛度、強(qiáng)度及彎曲變形校核的前提下，考慮到較好的工藝性及合理黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 性的經(jīng)濟(jì)性，擺臂選用 Q235 工程用鋼材 。 擺臂鏈接的鐵鏈長(zhǎng)度盡量實(shí)現(xiàn)能夠剛好滿足廂斗與擺臂滑動(dòng)軸之間的距離，防止廂斗在起吊的時(shí)候廂斗底部與車廂造成過大的摩擦。 擺臂的受力分析 擺臂的受力分析可按吊裝和傾卸兩種工況進(jìn)行討論。受力分析如圖 所示。 圖 吊裝、吊卸工況 擺臂受力分析 、吊卸工況 o 點(diǎn)為油缸與車架的鉸接點(diǎn)， A 點(diǎn)為油缸與擺臂的鉸接點(diǎn)；雙作用油缸作用力 Fa的大小和方向隨擺臂的轉(zhuǎn)動(dòng)而改變，并為擺臂轉(zhuǎn)角β的單值函數(shù)； B 點(diǎn)為吊鏈位置，B0 為吊卸初始狀態(tài)的吊鏈軸位置； B1 為吊鏈在吊裝工況初始狀態(tài)的位置。Γ a 為油缸軸線與 x 軸的正向夾角。 擺臂式垃圾汽車的吊裝和吊卸過程中，擺臂受力的兩個(gè)典型工況：當(dāng) B 點(diǎn)位于B1 點(diǎn)時(shí)，擺臂可以從下極限位置吊裝貨箱；當(dāng) B 點(diǎn)位于 B0 點(diǎn)時(shí)擺臂可以從車架上吊卸車斗。 當(dāng)?shù)跹b車斗時(shí)，計(jì)算公式如（ ）取擺臂為分離體： 由Σ Mp=0，得 ： 021111 ??? xeyayyax BGAFAF （ ） 式中 Fax、 Fay— 油缸作用力 Fa 在 x 軸、 y 軸上的投影（ N）； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 ?yx AA 1 油缸上鉸支點(diǎn) A1 的 X、 Y 坐標(biāo)值（ m）； Ge— 吊裝重力（ N）； ）。坐標(biāo)值（點(diǎn)的、 mxBB x 11 上式可以進(jìn)一步整理成公式（ ）： 021s i nc o s111 ??? xexaayaa BGAFArF ? （ ） 繼續(xù)整理后得到公式（ ）： xaxaxea AA BGF111s i nc o s21 ?? ?? （ ） 由公式（ ）計(jì)算出來的 Fa 值為油缸提供負(fù)載依據(jù)，同時(shí)它 也為擺臂強(qiáng)度和剛度計(jì)算提供依據(jù)。 有知道擺臂在下限位置時(shí)，擺臂轉(zhuǎn)角為 1? ， 111 cos?PBB x ? ， ? ?111 c o s ?? ?? PAA x ，)s in ( 111 ?? ?? PAA y ，式中α為 1PA 與 1PB 的夾角。將上三公式代入式（ ）得： ? ? ? ?? ?111111111 )s i n ( c o s21c o ss i ns i nc o s c o s211 PAPBGPAPBGFaeaaea ??? ??????? ?? ??????? （ ） 式中 11 PBPAa 、 ?? 為結(jié)構(gòu)幾何尺寸，均可通過計(jì)算獲得。 當(dāng)擺臂處于吊卸初始位置時(shí)， B 點(diǎn)位于 B0， 0??? ，根據(jù)上述分析同理可得： )s i n ( c o s21 00 000 ??? ??? ??? aePA PBGF （ ） 式（ ）和（ ）分別給出了 0??? 和 1??? 時(shí)油缸所受的推力和拉力。通常情況下，以1??F和0??F作為選用油缸和擺臂強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)。 具體計(jì)算結(jié)果如下： ??????3936284247040111?mmPAmmPBNGe mmPB 28420 ? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 ??????????2733110936010??aarrmmPA 當(dāng)擺臂在下極限位置時(shí)： ? ? ? ? NPAPBGF aea 3 4 3 5 7 1 2 28 3 i n 3c o s8 4 7 0 4 0s i n c o s21 11 111 ???? ???????? ??? ?? 當(dāng)擺臂在吊卸位置時(shí)： ? ? ? ? NPAPBGF aea 2 0 1 9 9 5 3 19 3 1 0s i n 1 1 0c o s8 4 7 0 4 0s i n c o s21 10 000 ????? ??????? ??? ?? 由于傾卸工況所需油缸的推力和拉力遠(yuǎn)小于吊裝、吊卸工況所需的油缸作用力，故對(duì)油缸作用力和擺臂受力和擺臂受力不予以討論。通過分析計(jì)算，求出吊鏈所受的最大拉力，以便對(duì)吊鏈進(jìn)行強(qiáng)度校核。傾卸工況受力分析如圖 所示： 圖 傾翻初始，左吊鏈?zhǔn)芰?DZF 為： PELGF eeDZ 21? （ ） 公式中的 PE和 eL 由本身的結(jié)構(gòu)尺寸決定。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 當(dāng)車斗傾卸到最大傾翻角時(shí)，左吊鏈?zhǔn)芰?DZF 為： PFLGF meDY 21? （ ）同理公式中 PF 和 mL 也有自身的機(jī)構(gòu)決定。通常的情況下左、右吊鏈尺寸、規(guī)格均相同時(shí)，故設(shè)計(jì)時(shí)只取 DZF 和 DYF 中較大值作為選取吊鏈的依據(jù)。事實(shí)上，當(dāng)車斗傾卸到最大角度時(shí)，車斗內(nèi)的垃圾所剩不多，故一般情況下， DZF DYF .。 計(jì)算結(jié)果如下： mmLmmPEe 20202745?? 由公式（ ）得： NFDZ 2 9 7 2 2 27 4 7 0 4 021 ??? 擺臂的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 根據(jù)圖（ ）結(jié)構(gòu)分析得 PB位置為重要位置，所以分析 PB 位置，根據(jù)總布置可以將擺臂簡(jiǎn)化成以下簡(jiǎn)支梁： 圖 對(duì) PB 進(jìn)行受力分析： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 圖 PB受力分析 根據(jù)擺臂材料體積估算擺臂重為 150 ㎏。 由以上得到： mmAQmmPQmmPNPMmmLNGNGNGeee36575010052020235202147040?????????? 根據(jù) 0??p 得 PQFPNFPMG age ?????21 0 4 7 7 0 4 021 ?????? aF 得到： NFa ? 0 3 6 a n2 4 9 9 021????AQPQxNFG ge 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 0 3 5 0 0 30 3 ???ayayayaxFFFF 得到：NF NFaxay ?? 因?yàn)?geay FGF ?? ，所以 NF px 7 7 5 42 4 9 9 2