【正文】 目前我國專用汽車，除了自卸車、半掛牽引車、混凝土攪拌運輸車等專用底盤有所供應外，多數(shù)專用汽車企業(yè)只能選用普通載貨汽車的二類底盤進行改裝。到 80 年代末，全國專用汽車生產業(yè)僅 200 余家，年生產能力約 萬輛，各 類專用汽車產品只有 100 種左右，遠遠滿足不了國民經濟建設和社會發(fā)展需要。那時供改裝車選用的底盤非常少，由于多數(shù)企業(yè)采用作坊式生產，工藝落后，專用汽車的產品技術水平比較低。要推動我國專用汽車進一步發(fā)展，高新技術化是必由之路。 作業(yè)用專用汽車為滿足特殊作業(yè)的要求，一般具有較高的技術含量。隨著國際經濟的發(fā)展，自卸車主要以后傾式自卸車，發(fā)展到兩側傾斜式和三面傾斜式等多品種系列化。而不論采用哪種處理方式，其最終的處理場所均需遠離城市居民區(qū)。 專業(yè)汽車設計要求 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。對專用汽車零部件的設計，應按“三化”的要求進行，最大限度地選用標難件，或選用已經定型產品的零部件，盡量減少自制件。 擺臂式垃圾汽車的設計內容 擺臂式垃圾車的整車設計，副車架的選取，舉升機構力學分析，舉升裝置尺寸確定，車廂設計，液壓系統(tǒng)主要性能參數(shù)計算和車廂時間的校核，整車性能分析，利用CAD 軟件建立自卸車舉升機構的裝配圖以及零部件圖。在選取汽車底盤時，主要是根據(jù)專用車的用途，裝載質量，使用條件，性能指標，專用裝置或設備的外形尺寸及動力匹配等進行。 選用的底盤主車架的主要尺寸 由上選用的底盤 EQ1092HJ 底盤 ,其主車架尺寸如下： 表 東風 EQ1092HJ 底盤主車架尺寸 (單位： mm) 主車架的長度 6285 主車架的高度 1300 主車架上面尺寸到地面高度 755 主車架的厚度 250 垃圾車質量參數(shù)的估算 額定載重質量是擺臂垃圾車基本使 用性能的參數(shù)。 本章小結 本章按確定的設計目標，根據(jù)底盤選取的原則和要求，主要對東風汽車汽油EQ1092FJ 底盤和柴油 EQ1092HJ 底盤進行了對比，選擇了這次設計的底盤，給出了選用底盤的主要參數(shù) ,并對所設計的擺臂式垃圾車質量參數(shù)的估算。為了增加垃圾的運送量和汽車的運輸效率，加強實用性，本設計采用多邊形廂斗。 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，要有長期受酸、堿及其他腐蝕性介質侵蝕，抵抗各種強酸、強堿、強氧化劑和有機溶劑等化學介質腐蝕的能力，同時其熱脹系數(shù)要小，粘附性要好。 擺臂的設計 擺臂呈工字型，擺臂的兩側下端與 U 型鋼板絞接，上部用拉桿將兩側擺臂連接，在略低與拉桿處的擺臂上安置能夠隨著廂斗的翻轉而跟隨著連接在其上的鏈條轉動的滑動軸，在擺臂的中部安置用于卸料 并帶有鏈條的掛環(huán)。 擺臂式垃圾汽車的吊裝和吊卸過程中，擺臂受力的兩個典型工況：當 B 點位于B1 點時，擺臂可以從下極限位置吊裝貨箱；當 B 點位于 B0 點時擺臂可以從車架上吊卸車斗。通過分析計算，求出吊鏈所受的最大拉力，以便對吊鏈進行強度校核。 圖 擺臂剪力圖 圖 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 21 擺臂橫截面高度 h 可按經濟條件（結構質量最?。┯嬎愦_定有： ? ?3nMh ??? （ ） 式中： M— 擺臂承受的最大合成彎矩（以作業(yè)斗的額定載荷處在最大臂幅時計算） n? — 厚高比（ hbn?? hb ? ?n? ） 得到： ? ?3 ?Mh? 8 13 53 6 ???h ? ? ? ?942 83 15 95 0806 7010806 3333 ?? ??????? BBH bhBHMW x ? （ ） 得到： B=85mm 擺臂截面圖如下： 圖 慣性矩： ? ? ? ? 43333 12 mbhBHIz ?????? （ ） = 4m 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 22 ? ??? ????? M paIM zy 370000 5 （ ） 由上式得出擺臂式安全的。 圖 副車架截面形狀 副車架的前端形狀及安裝位置 在保證使用可靠的前提下，為了提高撓曲性，減小副車架剛度，應盡量減少副車架的橫梁，以減少對縱梁的扭轉約束。 對于鋼質副車架： 0 5~ 7h mm? ； 0 200 ~ 300l mm? 對于硬本質副車架； 0 5 ~10h mm? ； 0lH? 副車架在汽車底盤上布置時，其前端應盡可能地往駕駛室后圍靠近。 綜合以上考慮，本副車架的縱梁與橫梁的連接采用第 1 種方式，即橫梁與縱梁上下翼板連接，同時為了降低成本和適于批量生產，本車架縱梁和橫梁的連接方式采用螺栓連接 [15]。一般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。延伸率以 s? ≥ 20％翼緣寬度應與主車架縱粱 (簡稱主縱粱 )翼緣寬度相同。 由以上，副車架材料選用載重汽車橫縱梁的一般選用材料，縱梁采用 16MnL，橫梁采用 08TiL 生產。 對與矩形副車架截面，截面慣性矩 zI 2322112hhzI by dy bh???? （ ） 即有： ? ?3333m a x 102 0 01060121 1062 4 2 8 3 2 mm mMN ???????????? = Mpa192 由于副車架設計成對稱的矩形，其截面上下邊緣最大抗拉應力 t? 與最大抗壓應力c? 相等，即有： ? ? ? ? M p act 9 1 2m a xm a xm a x ??? ??? 510MPa? 在所選材料的許用應力范圍內。 液壓系統(tǒng)設計參數(shù)計算 擺臂舉升液壓缸選型與設計 液壓缸作為液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，以直線往復運動或回轉擺動的形式，將液壓能轉變?yōu)闄C械能輸出。 從經濟性出發(fā)，在滿足使用要求的情況下，選用雙作用單活塞桿液壓缸。前者在泵轉速不變時，不能調節(jié)流量，后者當泵轉速不變時，通過變量機構的調節(jié)，可使具有不同的流量。 VQt??? （ ） 式中， △ V是液壓工作容積， 322 8 0 3 8 4 0 04 1 6 0 0804 mmLdV ?????? ?? ； 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 38 t 是舉升時間 ,取 40ts? ； ? 是液壓系統(tǒng)效率 ,取 ?? 。 VLV ?????? 即油箱選擇 2876 81GB ? 系列中 32公稱容量。換 向閥是利用閥心和閥體相對位置的不同，來變換閥體上各主油口的通斷關系，實現(xiàn)各油路連通切斷或改變液流方向的閥類。 液壓系統(tǒng)原理 在擺臂垃圾車的設計中，擺臂兩側的兩個液壓缸和起到支撐作用的兩個支腿液壓缸用到了液壓，屬于液壓系統(tǒng)的設計范疇。傾斜完畢后再將支腿手動閥復位只中間。此種方案取力器疊置于變速器之上，用一惰輪與一軸常嚙合齒輪嚙合獲取動力，需要改制原變速器頂蓋。 本章小結 本章主要對擺臂垃圾車液壓系統(tǒng)中擺臂的液壓油缸和油泵、支腿的液壓油缸和油泵進行了計算選型； 對液壓系統(tǒng)的油箱容積和油管管徑進行了計算；對液壓系統(tǒng)中用到的各種液壓閥進行了型號選擇；給出了液壓系統(tǒng)的操縱方式，整車的液壓系統(tǒng)原理及原理圖，以及取力器方案的選擇和取力器的選取。在外特性曲線上選取三個點，即 1eT 、 1en ， 2eT 、 2en ， 3eT 、 3en ，依拉氏插值三項式有 : ))(( ))(())(( ))(())(( ))(( 2313 2133212 3123121 321 eeee eeeeeeeee eeeeeeeee eeeeee nnnn nnnnTnnnn nnnnTnnnn nnnnTT ?? ????? ????? ??? （ ） 將上式展開，按冪次高低合并，然后與 （ ） 式比較系數(shù)，即可得三個待定系數(shù) a 、b 、 c 。）； f —— 滾動阻力系數(shù)。 式中 ???????????????????gmCriiCrrbiiBACrraiiAadcgdgDDdg20120223033 7 0 4 1 4 ?????? （ ） 動力性評價指標的計算 衡量汽車動力性能的評價指標有三個，即最高車速、最大爬坡度和加速性能。m2）； fI —— 發(fā)動機飛輪的轉動慣量（ Kg 由公式 （ ） 和公式 （ ） ， 可得 ??????????????????????2222)()()()(2)(pTTpemempTpemTpTpemnnnTTTcnnTTnbnnTTa （ ） 發(fā)動機外特性曲線是在 室內試驗臺架上測量出來的，應對臺架試驗數(shù)據(jù)用修正系數(shù) ? 進行修正，才能得到發(fā)動機的使用外特性。 在外 特性圖上，發(fā)動機的輸出轉矩和輸出功率隨發(fā)動機轉速變化的二條重要特性曲線，為非對稱曲線。設計時使用可伸縮的附件傳動軸與其相連，并應注意動平衡與隔振、消振。常見的取力方式分類： （ 1） 從前端取力 從發(fā)動機前端取力的特點是采用液壓傳動，適合于遠距離輸出動力，常用于長頭黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 43 式汽車底盤改裝的大型混凝土攪拌運輸車。在此過程中，溢流節(jié)流閥起 到穩(wěn)定液壓油流量，使其不受到外界負荷的變化的影響，只受到節(jié)流閥閥心開口大小的控制，進而實現(xiàn)擺臂的穩(wěn)定運動。它是通過切斷動力來實現(xiàn)工作進程的停止，便于遠距離控制，操縱可靠，缺點是反應較慢； （ 3）氣動操作式 依靠汽車貯氣筒壓縮空氣，通過控制操縱氣控液壓換向閥，控制油路方向實現(xiàn)擺臂的舉升下降。 即有 mmd 1002 3 42 ?? ??? 取用 8mm。 油箱容積與油管內徑計算 液壓系統(tǒng)的用途主要是儲油和散熱。 齒輪泵分為外嚙合及內嚙合中兩種。 由以上，擺臂液壓缸選用 DG 型車輛用單活塞桿雙作用、耳環(huán)安裝式結構。雙作用缸則分別向缸的兩側輸入壓力油，活塞的正反向運動均靠液壓力來完成。 圖 副車架等效簡支梁 本章小結 副車架對專用車來說是一個重要的部件，本章主要是進行副車架截面形狀及尺寸的設計，通過對副車架的結構設計和力學分析，該擺臂式垃圾車的副車架設計已經基本完成 ,還需要進一步的校核和對整車的性能進行分析。由下圖，可以列方程組： 圖 1OG A C F O C F B C? ? ? ? ? 1CG A O F O C F B O? ? ? ? ? 可求得： OF = 1G AC F BCOC? ? ? = 3 4 0 0 4 0 0 0 0 1 9 0 0 0 ?????? = 即 OF 大小為 ，方向與設定的方向相同。沖壓成形的零件具有互換性好、能保證裝配的穩(wěn)定性、生產效率高和生產成本低等優(yōu)點。 綜合考慮三種連接方式的特點，以及裝配工藝性，本文設計的自卸車主副車架之間采用止推連接板式。止推板的優(yōu)點在于可以承受較大的水平載荷，防止副車架與主車架縱梁產生相對水平位移。橫梁僅固定在腹板上。 在副車架結構要求剛性較高時，可在主、副車架中間增加一層橡膠墊，當主車架變形時以彈性橡膠的變形來減弱副車架對主車架的約束。 在參考同類車型支腿材料選用的基礎上，考慮到支腿的受力，選用 Q235 作為支腿材料。事實上，當車斗傾卸到最大角度時，車斗內的垃圾所剩不多，故一般情況下， DZF DYF .。將上三公式代入式（ ）得： ? ? ?