【正文】 0 年代末發(fā)展起來的自卸 車 ， 一般 裝載重量在 之間。國家和地方 不斷的出臺和修改 專門的法規(guī)對普通 自卸 車排放、尺寸、 最高車速 等各方面性能進(jìn)行規(guī)范 。 使得 普通 自卸車 穩(wěn)步向前發(fā)展 。 促使一般運輸車和特種運輸車的增長和發(fā)展 。 許多的 城鄉(xiāng) 建設(shè)中，例如：采礦場 、 采 沙場、工地及 一 般的 土 木工程等的運輸 建設(shè) 中 的 自卸車 ， 因為擁有非常高的 靈活機(jī)動 性和 價格低的優(yōu)點 ， 所以 應(yīng)用 的非常廣 。 江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 2 課題來源及研究意義 當(dāng)今汽車工業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)是買方市場的形成和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的日益加快。汽車產(chǎn)品開發(fā)的一個主要手段就是變型設(shè)計，即以現(xiàn)有產(chǎn)品為基礎(chǔ)，保持其基本結(jié)構(gòu)和功能不變，對其局部結(jié)構(gòu)、尺寸或配置進(jìn)行一定范圍內(nèi)的變動和調(diào)整，以此快速形成適應(yīng)市場需求的新產(chǎn)品。 自動傾卸汽車是以發(fā)動機(jī)為動力，經(jīng)過變速器的取力機(jī)構(gòu)和液壓傾卸裝置，進(jìn)行車廂自動傾卸，從而實現(xiàn)自動卸貨的一種車輛。 自卸汽車具有 高度機(jī)動性和卸貨機(jī)械化等優(yōu)點，通常與鏟式轉(zhuǎn)載機(jī)、挖掘機(jī)或皮帶運輸機(jī)等配套使用，實現(xiàn)裝卸機(jī)械化，從而可以大大縮短裝卸時間，提高運輸效率并可以節(jié)省勞動力，減輕勞動強(qiáng)度。隨著汽車制造業(yè)的發(fā)展，自卸汽車不斷采用新材料、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效率，控制與操縱更完善，更方便。 隨著我國經(jīng)濟(jì)的 快速 發(fā)展， 但是在建設(shè)中， 城市內(nèi)部垃圾、建筑材料也 在 迅猛增長。 由于 自卸汽車減輕了裝卸工作量、提高了工作效率、車廂可以密閉等原因，越來越被廣大用戶所接受，市場容量也越來越大。該自卸車既 要 適應(yīng)城市間運輸 ，也要適應(yīng)城市內(nèi)部車流量的的特點。 本課題在滿足設(shè)計要求下，對礦用自卸車的車廂和舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理的選擇和設(shè)計，并為進(jìn)一步研究整車的計算機(jī)輔助設(shè)計提供經(jīng)驗，進(jìn)而提高自卸汽車產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率。 自卸車國內(nèi)外研究概況 國內(nèi)研究發(fā)展概況 我國在機(jī)械設(shè)計中采用最優(yōu)化技術(shù)的歷史 雖然 很短，但其發(fā)展速度卻是十分驚人的。無論在機(jī)構(gòu)綜合、通用零部件設(shè)計，還是各種專業(yè)機(jī)械的設(shè)計都有最優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用的成果。 在計劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)換初期，由于汽車領(lǐng)域不象航天等領(lǐng)域受到重視，國內(nèi)大多數(shù)輕型礦用自卸車生產(chǎn)企業(yè)在 舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計過程中一直沿用傳統(tǒng)的“類比作圖試湊法”，這種傳統(tǒng)的設(shè)計方法主要是憑借設(shè)計者的經(jīng)驗，參照相同或類似的較為成熟的設(shè)計方案，輔以必要的分析計算，確定一個初始的設(shè)計方案，并通過估算，初步確定有關(guān)參數(shù)；然后對初定方案進(jìn)行必要的分析及校核計算；如果某些設(shè)計要求得不到滿足，則可進(jìn)行設(shè)計方案的修改，設(shè)計參數(shù)的調(diào)整，并再一次進(jìn)行分析及校核計算，如此多次反復(fù)，直到獲得相對合適的設(shè)計方案為止。 江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 3 隨著市場經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展和市場竟?fàn)幍募ち?，一些研究機(jī)構(gòu)、工程車改裝廠在舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計中采用了這種方法，并取得了一定的優(yōu)化成果 。優(yōu)化設(shè)計作為一種新的設(shè)計方法具有綜合的本質(zhì)，它能夠把過去的設(shè)計開發(fā)經(jīng)驗加以總結(jié)，尋找出更優(yōu)的結(jié)構(gòu)。優(yōu)化技術(shù)將越來越得到更為廣泛的應(yīng)用。 目前，我國改裝車市場最大銷售量約 25 萬輛左右，改裝量最大的除了客車外，主要有廂式車、罐式車、自卸車等主要車型。但是總體來看，這些專用車均存在技術(shù)附加值低、工藝較落后等問題。從品種來看，我國改裝車品種較少，僅有 400 多個品種。那么，未來改裝車市場到底是什么市場呢？肯定地說，應(yīng)該向多品種、高、精、尖方向發(fā)展。這種發(fā)展方向除了我國公路條件改善外，還和我國公路貨物運輸市場息息相關(guān) 。目前，我國公路貨運市場的主體依然是以個體戶為主，公路貨運甚至還談不上物流管理，具有運輸成本高、隨意性大、服務(wù)沒有保證等特點。 而且 集團(tuán)化貨運市場對卡車的個性化要求將越來越高，同時需求數(shù)量也將越來越大。可以毫不夸張地說，未來的卡車發(fā)展方向?qū)⑹菍Ｓ密?。美國等發(fā)達(dá)國家專用車市場十分巨大，專用車具有品種多、技術(shù)含金量高等特點。確切地說，我國專用車市場最終是向多品種、高精尖的方向發(fā)展。隨著我國公路運輸主體的逐漸變化，將加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化和技術(shù)的升級。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以基本形成完整的自卸汽車系列，為我國自卸汽車的騰飛打下了堅實的基礎(chǔ)。當(dāng)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(jì)以來，隨 著我國社會經(jīng)濟(jì)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。 國外研究發(fā)展概況 國外自卸汽車生產(chǎn)始于上世紀(jì) 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(jìn)，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(jìn)技術(shù)，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；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(jī)輔助設(shè)計，以提高設(shè)計的質(zhì)量和縮短設(shè)計研制的周期；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，自卸汽車以形成自己獨特的結(jié)構(gòu)與車型系列。目前 , 各大自卸汽車生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的自卸車尾鉤鎖緊機(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)、液壓手動控制式尾鉤鎖緊機(jī)構(gòu)等 , 這些機(jī)構(gòu)各有特點 , 在運輸自卸車中被廣泛使用。國內(nèi)使用的 自卸車車箱大部分使用 16Mn制造而成。其特點是鋼板厚 , 車箱沉重 , 截面一般呈方形 , 邊板和底板有很多的加強(qiáng)筋。 16Mn的江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 4 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箱。在歐美 , 很多車箱都使用 Haordx (耐磨鋼板材料 ), 與傳統(tǒng)的方形車箱 有著很大的區(qū)別 , 其特點是橫截面呈 U 形或半弧形 , 而且車箱邊板和底板幾乎沒有使用加強(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)計裝載量相同的情況下 , 用 Haordx 鋼板制造的車箱與 16Mn用制造的車箱相比 , 板材厚度更薄 , 且不需要加強(qiáng)筋。據(jù)國外的一些廠家反饋 , 車箱使用 Haordx 鋼板后 , 重量能減少 , 甚至更多。 隨著計算機(jī)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(dá)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(jī)、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。 汽車工業(yè)的發(fā)展是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的必然，而經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，又對汽車的使用功能不斷提出新的要求，使汽車在社會商品 、信息、人員三種流通中起著重要的作用。汽車的經(jīng)濟(jì)效益不只在于汽車生產(chǎn)的本身，而是更集中體現(xiàn)在汽車使用和流通的全過程。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對汽車運輸工具在各種功能和性能方面要求越來越高，對運輸服務(wù)的品質(zhì)以及運輸服務(wù)的多元化、個性化要求越來越強(qiáng)，從而推動著專用車的迅速發(fā)展。從某種意義上講，基本車型只能簡單的滿足數(shù)量上的要求，而專用汽車才能更好地滿足用戶的使用要求，更有效地發(fā)揮汽車的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，把汽車運輸工具推向?qū)I(yè)化。只有專用汽車，才能更好地適應(yīng)客貨運輸現(xiàn)代化、多樣化和個性化的要求，滿足特定條件下的各種專項作業(yè)的需求，更有效地發(fā)揮汽車在運輸結(jié)構(gòu)中的作用，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會。 研究的內(nèi)容 隨著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。本人進(jìn)行一系列的市場調(diào)研和同類車型資料的收集，摸清了產(chǎn)品主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，了解有關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)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(jì)三方面矛盾，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)計階段。針對上述問題和課題的研究需要，本文的主要工作是自卸汽車車廂和舉升機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計研究。具體工作如下： 舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計 江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 5 用機(jī)構(gòu)動力學(xué)的知識對油缸前推連桿組合式自卸汽車的舉升機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計計算，并對舉升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟進(jìn)行了說明。對舉升 液壓缸、液壓油泵、換向閥等液壓元件計算和選取進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。 車廂的設(shè)計 參考同類車型的車廂的尺寸參數(shù)，確定其上長寬高。并對車廂后攔板開合機(jī)構(gòu)的形式的選擇，而且要進(jìn)行設(shè)計與分析。 3.、液壓系統(tǒng)設(shè)計 自卸車車采用的液壓泵、液壓缸、液壓閥等液壓系統(tǒng)元件均為高度標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化且由專業(yè)化液壓元件廠集中生產(chǎn)供應(yīng)。因此在自卸車車改裝設(shè)計中只需要進(jìn)行液壓元件選型計算。其主要內(nèi)容包括液壓缸直徑與行程、液壓泵工作壓力、流量、功率以及油箱容積與內(nèi)徑等。 第 二 章 自卸車總體設(shè)計及 方案選擇 質(zhì)量參數(shù)的確定 額定裝載質(zhì)量是自卸汽車的基本使用性能參數(shù)之一。目前，中、長距離公路運輸趨向使用重型自卸汽車，以便提高運輸效率、降低運輸成本，額定裝載質(zhì)量一般為江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 6 9～ 19t；而承擔(dān)市區(qū)或市郊短途運輸?shù)淖孕镀囶~定裝載質(zhì)量為 ～ 9t。 同 時，還應(yīng)考慮到廠家的額定裝載質(zhì)量的合理分級，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(jī)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(jìn)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。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 ： 選取 5000kg； 裝載質(zhì)量 em ： 選取 5500kg； 駕駛員質(zhì)量 rm ： 65kg/人，額定載員 3人， 3 65 195kg 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? ? ? （ ） 則： 0a e rm m m m? ? ?=5000+5500+195=10695kg 總體方案設(shè)計 該自卸汽車是選擇 ELKPCA 4291123 型自卸車底盤，利用該車發(fā)動機(jī)動力驅(qū)動液壓舉升機(jī)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)?中型自卸汽車。傾卸機(jī)構(gòu)采用油缸前推式舉升機(jī)構(gòu)。該自卸汽車主要由貨箱、副梁、液壓舉升機(jī)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（ 高寬長 ?? ） 287222807045 ?? 最大裝載質(zhì)量 em 5500kg 整備質(zhì)量 0m 5000kg 軸距 L 4250mm 輪距（前∕后） 1801∕ 1740 江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 7 前懸 FL 1330 后懸 RL 2260 接近角 1? ?18 離去角 2? ?24 貨箱尺寸 152822805200 ?? 傾斜時間（舉升∕落下） 15s∕ 13s 最大舉升角 ?50 總質(zhì)量 11000kg 最高車速（ km∕ h） 最小轉(zhuǎn)彎半徑（ m） 最大爬坡度 (%) 78 百公里油耗（ L/100km） 舉升 車廂形式的選擇 車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 為典型的底板橫剖面呈矩形的后傾式車廂結(jié)構(gòu)。為避免裝載時物料下落碰壞駕駛室頂孟，通常車廂前欄板加做向上前方延伸的防護(hù)擋板。車廂底板固定在車廂底架之上孟，車廂的側(cè)欄板、前后欄板外側(cè)面通常布置有加強(qiáng)筋。 車廂結(jié)機(jī)構(gòu)型式按用途不同大概可分為：普通矩形車廂和鏟斗車廂。 普通矩形車廂用于散裝貨物運輸。它的要求要比礦用自卸車車廂要低 ， 其后板裝有自動開合機(jī)構(gòu)，保證貨物順利卸出。普通矩形車廂板厚為：前板 4～ 6，邊板 4 ～ 8，后板 5～ 8， 底板 6～ 12。比如：程力牌自卸車普通矩形車廂標(biāo)準(zhǔn)配置板厚為：前 4邊 4底 8 后 5。 江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 8 1車廂總成； 2后欄板； 4鉸鏈座； 5車廂鉸支座； 6側(cè)欄板； 7防護(hù)擋板； 8底板 圖 車廂結(jié)構(gòu)圖 鏟斗車廂則適用于大石塊等粒度較大貨物的運輸?？紤]到貨物的沖擊和碰幢，鏟斗車廂的設(shè)計形狀較復(fù)雜，用料較厚。比如：程力牌自卸車礦用鏟斗車廂標(biāo)準(zhǔn)配置板厚為：前 6邊 6底 10，而且有些車型在底板上焊接一些角鋼，以增加車廂的剛度和抗沖擊能力。 圖 普通矩形車廂 江西理