【正文】 、尖方向發(fā)展。優(yōu)化技術(shù)將越來越得到更為廣泛的應(yīng)用。無論在機構(gòu)綜合、通用零部件設(shè)計，還是各種專業(yè)機械的設(shè)計都有最優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用的成果。 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。 自動傾卸汽車是以發(fā)動機為動力，經(jīng)過變速器的取力機構(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。 促使一般運輸車和特種運輸車的增長和發(fā)展 。 一般 自卸 汽 車 的發(fā)展得益于 我國經(jīng)濟(jì)的 穩(wěn)步增長。 不同的用途就有不同的種類， 非公路運輸重型 車 和超重型 的 自卸汽車 為一類 。Carriage。 本文以自卸 汽 車為 設(shè)計 題目，設(shè)計的主要內(nèi)容 為 以下幾個方面 :確定自卸 汽 車的總體設(shè)計方案、對舉升機構(gòu)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計及力學(xué)分析、對車廂的結(jié)構(gòu)及副車架 的設(shè)計、對液壓系統(tǒng)的設(shè)計、對自卸 汽 車進(jìn)行整車性能 的 分析。自卸車幾十年來在國內(nèi)外獲得迅速的發(fā)展與普及，它最 明顯 的優(yōu)點是實現(xiàn)卸貨的機械化，提高卸貨效率。不僅減輕工人勞動強度，還促進(jìn)國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度，關(guān)系到國家重點建設(shè)項目的建設(shè)。設(shè)計 完成后 的自卸車能夠承載 噸的貨物， 15s 的舉升時間 。Hydraulic。大型礦山、水利工地等場所 主要應(yīng)用這種類型的 ， 這種類型的貨物一般通過挖掘機進(jìn)行貨物裝載，這種通常 被叫做 礦用自卸汽車。 20 世紀(jì) 80 年代末發(fā)展起來的自卸 車 ， 一般 裝載重量在 之間。 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 靈活機動 性和 價格低的優(yōu)點 ， 所以 應(yīng)用 的非常廣 。 自卸汽車具有 高度機動性和卸貨機械化等優(yōu)點，通常與鏟式轉(zhuǎn)載機、挖掘機或皮帶運輸機等配套使用，實現(xiàn)裝卸機械化，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，減輕勞動強度。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。 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。 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。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) 。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。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。目前，自卸汽車以形成自己獨特的結(jié)構(gòu)與車型系列。 16Mn的江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 4 屈服強度較低 , 硬度較小 , 且沖擊性能較差。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 , 且不需要加強筋。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、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。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。它的總體設(shè)計程序與載 貨車基本相近。具體工作如下： 舉升機構(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構(gòu)進(jìn)行設(shè)計計算，并對舉升機構(gòu)液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟進(jìn)行了說明。 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)。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。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。其值可按下式確定。該自卸汽車主要由貨箱、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 。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)面通常布置有加強筋。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。綜合上述，車廂采用普通車廂。 （ 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。車廂剛度，無論是彎曲剛度還是扭轉(zhuǎn)剛度，都會增加車架的相應(yīng)剛度，兩者的剛度是相輔相成、互相補償?shù)摹? 全金屬焊接等剛度車廂設(shè)計的規(guī)范化的定量的設(shè)計計算方法并不是很完善，根據(jù)一些經(jīng)驗，可以知道一些設(shè)汁規(guī)范和經(jīng)驗數(shù)據(jù)： 車廂底板和側(cè)梁斷面應(yīng)小些，布置應(yīng)密集，這樣易于形成等剛度。 車廂 鎖止 機構(gòu) 的選擇與設(shè)計 自卸汽車改裝對車廂后攔板開合機構(gòu)設(shè)計要求如下： 在車廂傾斜卸貨時，舉升機構(gòu)升至一定高度后，后廂板在重力的 作用下自行打開，貨物開始傾卸。它主要由鎖鉤 4 扭轉(zhuǎn)彈簧 5 拉桿 11 等組成。扭轉(zhuǎn)彈簧 5 力圖使鎖鉤逆時針轉(zhuǎn)動，使之緊緊地鎖在車廂板 3。隨著車廂的降落 ,與軌跡的距離逐漸縮小，直至兩軌跡相交，扭轉(zhuǎn)彈簧使鎖鉤鎖住 車廂板。整車參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)選擇是自卸車的設(shè)計的主要依據(jù)，因此，它們是設(shè)計的重點。 良好的動力性 舉升 機構(gòu)作為礦用自卸車卸料時的動力來源，為保證卸料順利完成，要求其必須具有良好的動力性能。因此，自卸車舉升機構(gòu)應(yīng)達(dá)到的卸料目標(biāo)是：在較短的時間內(nèi)使貨箱舉升一定的角度，即舉升機構(gòu)將貨箱舉升 到最大舉升角所需的時間（對此國家規(guī)定了時間限值）；貨箱被舉升機構(gòu)舉升到最大轉(zhuǎn)角時，貨物應(yīng)順利地傾卸完畢（即最大舉升角達(dá)到貨物的安息角）。 江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 14 目前大多數(shù)企業(yè)一直沿用傳統(tǒng)的“類比作圖試湊法”進(jìn)行設(shè)計，這種方法存在效率低、工作量大以及設(shè)計方案難以達(dá)到最優(yōu)的缺點，設(shè)計方案難以同時兼顧以上各性能要求。因此借助計算機技術(shù)，運用最優(yōu)化方法，改善液壓 舉升機構(gòu)的設(shè)計手段和方法，快速、高效、保值、保量完成液壓舉升機構(gòu)的設(shè)計，適應(yīng)市場競爭的需求，意義重大，有著重大的社會價值和經(jīng)濟(jì)價值。對于相同的舉升質(zhì)量，舉升力系數(shù)越小，則液壓舉升力越小，油缸的油壓也越小，這樣舉升機構(gòu)耗能也較少。 舉升高度 是指舉升機構(gòu)所占用的空間高度。它是決定能否把貨箱內(nèi)貨物傾卸干凈的參數(shù)。松散物安息角和滑動角是評價松散物流動特性的一個重要指標(biāo)。理想的油壓特性曲 線應(yīng)是油壓波動很小，但對于重型礦用自卸汽車常用的后置直推式雙缸舉升機構(gòu)，由于多級伸縮油缸自身結(jié)構(gòu)原因，油壓特性曲線只能是階躍型的，在每一級油缸伸出瞬時缸內(nèi)油壓都有一個沖擊。 液壓舉升機構(gòu) 參數(shù)的選擇與確定 液壓舉升機構(gòu)簡述 普通自卸汽車和專用自卸汽車設(shè)計的主要工作是在定型的汽車二類底盤上合理的布置車廂，適當(dāng)?shù)倪x用和設(shè)計舉升機構(gòu)，使汽車具有自卸功能。目前，在自卸車上廣泛采用液壓舉升機構(gòu)，根據(jù)油缸與車廂底板的連接方式，常用的舉升機構(gòu)有兩種形式：油缸直接推動式和連桿組合式兩大類。在相同舉升載荷條件下，前置式需要的舉升力較小，舉升時貨箱橫向剛度大，但油缸活塞的工作行程長；后置式的情況則與前置式的相反。相對來說，直推式舉升機構(gòu)的設(shè)計較為簡單，而連桿組合式的設(shè)計較為復(fù)雜和靈活。 表 推動式和連桿組合式舉升機構(gòu)的綜合比較 項目 類別 直推式 連桿組合式 結(jié)構(gòu)布置 簡單，易于布置 比較復(fù)雜 系統(tǒng)布置 較小 較大 建造高度 較底 較高 油缸加工工藝性 多級缸，加工精度高，工藝性差 單級缸，制造簡便，工藝性好 油壓特性 較差 較好 系統(tǒng)密封性 密封環(huán)節(jié)多，易滲漏 密封環(huán)節(jié)少，密封性好 工作壽命 磨損大，易損壞，工作壽命較 不易損壞，工作壽命較長 制造成本 較 高 較底 系統(tǒng)穩(wěn)定性 較差 較好 系統(tǒng)耐沖擊性 較好 較差 連桿組合式舉升機構(gòu)具有舉升平順、油缸活塞的工作行程短、機構(gòu)布置靈活等優(yōu)點。點 O 是車廂與副梁的鉸接點。用作圖法初選各鉸支點的位置及各構(gòu)件的幾何尺寸。確定 0C 距車廂底板的距離為 83mm ，已知底板縱梁高180mm，因此。 車廂放平時三角臂中支點 B0座標(biāo)和 C0B0長度的確定 0B 點即油缸上支點。 0B 點坐標(biāo)為（ 3530， 94）， BC = 00CB =810mm。 拉桿與副梁鉸接點 D 及拉桿長度的確定 作 AA0 的垂直平分線交于 dYY? 線于 D 點，調(diào)整 D 點位置使 0DA 為整數(shù)，最后確定 D 點坐標(biāo)為 (2170， 175) 。 舉升機構(gòu)力學(xué)分析 舉升 機構(gòu)的 參數(shù) 計算 及校核 當(dāng) ??0? 時 有上述可知： ? ?152,36150 ?A ? ?94,35300B ? ?184,27250C ? ?175,21700D ? ?14,2378 ?E 在 ??0? 時直線 AoD 和直線 BoE 的方程分別為 : ? ? ? ? ? ? ? ? 0000000 ???????? adaadadaad YYXXXYYXXXYY ① ? ? ? ? ? ? ? ? 0000000 ???????? bdbbebebbe YYXXXYYXXXYY ② 0A 和 EB0 交點 0F 的坐標(biāo) ? ?00, ff YX 可以通過①和②式 求解得：0fX=2821， 0fY=28 在 ??0? 時，點 O 至直線 00CF 的距離000 CFD為 ? ? ? ?? ? ? ? mmXXYYYYXXXYDCFCFFCFFCFCF 4 2 022000000000000 ???????? 取車廂作為分離體，根據(jù)力矩平衡Σ Mo=0 得： mmDWFCFXGCF 5 1 3 100000 0 ?? 式中 W—— 表示被舉升的重力； 00CFF—— 用在直線 00CF 方向的力。取 安全系數(shù) n=2，由公式σ =n F拉 /A≦σ s，可知拉桿最小橫截面面積 A≧ n F 拉 /σ s， A≧178。 液壓系統(tǒng)設(shè)計與計算 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)。液壓缸種類繁多。按結(jié)構(gòu)形式可以分為活塞缸柱塞缸和伸縮 缸；按活塞桿形式可以分為單活塞缸和雙活塞缸；按液壓缸的特殊用途分為串聯(lián)缸增壓缸增速缸多位缸步進(jìn)缸等此類液壓缸不是一個單純的缸筒，而是和其他的缸筒或構(gòu)件組合而成，又稱組合缸。=80mm (有上述可知 L=780mm)。按泵的流量特性，可分為定量泵和變量泵兩種。前者工作時，輸由方向不可變，后者工作時，通過調(diào)節(jié)，可以改變輸出油流的方向。 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：車廂舉升到最大舉升角的時間不超過 時間為 15s. 液壓缸工作容積 4 2dLVV ?????舉升 2??? = 610? m 3m =6123ml 液壓泵額定流量 Q 應(yīng)滿足以下公式 ??? 舉升 舉升t VQ 式中： 舉升t — 舉升時間， 舉升t =15s； — 液壓系統(tǒng)容積效率，取 則 ??Q =∕ s 液壓泵轉(zhuǎn)速 in en?泵 en — 發(fā)動機轉(zhuǎn)速，取中速 20xx r∕ min 傳動比， i= 則 泵n = = r∕ min 選取液壓泵額定轉(zhuǎn) 泵n 20xx r∕ min 液壓泵排量 q 由下式確定 江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 25 60?? 泵nQq = ml∕ r 依據(jù)以上參數(shù)，選擇齒輪油泵 CBTE563，其主要參數(shù)如下： 公稱排量 q=63 ml∕ r 額定壓力 p=16Mpa 公稱轉(zhuǎn) 泵n 20xx r∕ min。 油箱容積 V 一般不小于全部工作液壓缸容積 V? 的三倍，即 VV?? VV ??3 319849ml