【正文】 ?? ?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(guò)計(jì)算獲得。 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。 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。 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。車廂示意圖見圖 。整車整備質(zhì)量包括底盤質(zhì)量、底盤以外外加的副車架、車廂、擺臂、廂斗以及液壓系統(tǒng)等裝置的質(zhì)量，是加夠各種油液料后的空車質(zhì)量。以下表 將兩種 底盤參數(shù)列出 ,進(jìn)行比較： 表 東風(fēng) EQ1092FJ 和 EQ1092HJ 底盤參數(shù)比較 底盤型號(hào) EQ1092FJ EQ1092HJ 額定載質(zhì)量 (kg) 4000 4000 整備質(zhì)量 (kg) 3550 5000 外形尺寸 (mm) 6605*2364*2370 6910*2470*2475 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) EQ61001 YC6105QC 排量 /功率 (ml/kw) 5420/99 2800/105 鋼板彈片數(shù) (前 /后 ) 8/11+8 9/11+8 軸距 (mm) 3950 3950 前輪距 /后輪 距 (mm) 1810/1800 1810/1800 接近角 /離去角 (度 ) 34/19 34/19 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 前懸 /后懸 (mm) 1065/1590 1065/1895 燃油類型 汽油 柴油 軸數(shù) /輪胎數(shù) 2/6 2/6 輪胎規(guī)格 駕駛室準(zhǔn)乘人數(shù) 3 3 最高車速 (km/h) 90 95 由比較可以看到， EQ1092FJ 和 EQ1092HJ 兩種型號(hào)底盤在整體性能上相差無(wú)幾，不同之處在于兩種底盤汽車燃用的燃料。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 底盤選型 我國(guó)目前生產(chǎn)的各類型專用車輛的基本模式，大多是為了滿足在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的某一服務(wù)區(qū)域的特定使用要求，主要在已經(jīng)定型的已有車型底盤基礎(chǔ)之上，再進(jìn)行車身及有特殊工作要求的裝置的再設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)已有的汽車底盤進(jìn)行必要的更改，以達(dá)到滿足工作需求的要求，具有合理的匹配 ,良好的性能。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 專用汽車設(shè)計(jì)應(yīng)滿足有關(guān)機(jī)動(dòng)車輛公路交通安全法規(guī)的要求對(duì)于某些特殊車輛，如重型半掛車、油田修井車、機(jī)場(chǎng)寬體客車等，應(yīng)作為特定作業(yè)環(huán)境的特種車輛來(lái)處理。 對(duì)于不能直接采用二類底盤或三類底盤進(jìn)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(jìn)行設(shè)計(jì)，以縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期和提高產(chǎn)品的可靠性。 專用汽車的概念和分類 專用車輛是為了實(shí)現(xiàn)各類專項(xiàng)作業(yè)的車輛。由于它具備自動(dòng)裝卸車斗的功能，裝垃圾時(shí)一般均將車斗卸下降低裝垃圾的高度，裝滿垃圾后，則將車斗自動(dòng)裝車并運(yùn)輸。在這一問(wèn)題上，我國(guó)的專用車生產(chǎn)企業(yè)要予以重視。 運(yùn)輸用專用汽車是目前我國(guó)多數(shù)專用汽車廠家的主導(dǎo)產(chǎn)品，鑒于需求量大、技術(shù)要求低、容易生產(chǎn)，多數(shù)企業(yè)安于現(xiàn)狀，產(chǎn)品幾十年不變，技術(shù)水平處于停滯不前的狀態(tài)，更談不上高新技術(shù)的運(yùn)用。 2020 年，我國(guó)專用汽車當(dāng)年的保有量達(dá) 275 萬(wàn)輛，當(dāng)年的需求量為 34 萬(wàn)輛； 2020 年，我國(guó)專用汽車當(dāng)年的保有量達(dá)到 425 萬(wàn)輛，當(dāng)年的需求量為 52 萬(wàn)輛。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 專用汽車的發(fā)展 目前我國(guó)的專用汽車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。據(jù)有關(guān)部門的資料，我國(guó)專用汽車保有量黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 得飽和值約為 2020 萬(wàn)輛，需求量的飽和值約為 200 萬(wàn)輛 [5]。 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(shù)含量。 我國(guó)的專用汽車領(lǐng)域要想得到飛速的發(fā)展，就需要正視我們存在的問(wèn)題并且要不斷的借鑒國(guó)外的技術(shù)，發(fā)展具有我們自己特點(diǎn)的專用汽車。該車使用方便，運(yùn)輸效率高，擺臂式垃圾車又依其特有的機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于小噸位垃圾 的運(yùn)輸。 我國(guó)對(duì)“專用汽車”定義為：裝置有專用設(shè)備，具有專用功能，用于承擔(dān)專門運(yùn)輸任務(wù)或?qū)ｍ?xiàng)作業(yè)的汽車和汽車列車。 專用汽車設(shè)計(jì)的主要工作是總體布置和專用工作裝置匹配，設(shè)計(jì)時(shí)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。 某些專用汽車可能會(huì)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(guó)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 [20]。 專用車輛采用的底盤主要分為二類，三類和四類。燃用汽油的汽車底盤在價(jià)格上略占有優(yōu)勢(shì)，但在燃料 價(jià)格上，然用柴油的底盤具有長(zhǎng)效優(yōu)勢(shì)。本設(shè)計(jì)的垃圾車整車整備質(zhì)量估算為 5000kg。 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 。 （ 1） 使用性能，使用性能是選材考慮的主要問(wèn)題。在滿載提升過(guò)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。受力分析如圖 所示。 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。 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 ㎏。 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 由以上對(duì)擺臂式垃圾車車廂各結(jié)構(gòu)形狀的設(shè)計(jì)說(shuō)明，進(jìn)行優(yōu)化組合后，可得整車形狀結(jié)構(gòu)，如下示意圖 。 副車架前端形狀常有三種形狀 (見圖 )。 圖 （ b）橫梁僅固定在腹板上，這種連接形式連接剛度較差，允許截面產(chǎn)生自由蹺曲，可以在車架下翼面變形較大區(qū)域采用，以避免縱梁上下翼面早期損壞。相鄰兩個(gè)推止推 連接板之間的距離在 500～ 1000 mm 范圍內(nèi)。 副車架的形狀 圖 副車架形狀 副車架主要尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 副車架主要尺寸設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 由參考文獻(xiàn) [12]可知，在設(shè)計(jì)自卸車時(shí)，所選取的二類底盤只有主車架，為了增加車架的強(qiáng)度剛度，延長(zhǎng)車架的使用壽命，在原有主車架的基礎(chǔ)上增加了副車架。 載重汽車用中板數(shù)量較多，受力的車架縱梁和橫梁、車廂的縱梁和橫梁均采用中板沖制且多以低合金高強(qiáng)度鋼板沖壓生產(chǎn)，也是適應(yīng)提高汽車承載能力、延長(zhǎng)使用壽命、降 低汽車自重和節(jié)能節(jié)材以及安全行駛等要求的發(fā)展趨勢(shì)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 可求得： CF = 1G AO F BOOC? ? ? = 3 4 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 ?????? = ? 即 CF 大小為 ，方向與設(shè)定的方向相反。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 第 5 章 擺臂式垃圾車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 擺臂車采用的液壓泵、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)。 按結(jié)構(gòu)形式可以分為活塞缸柱塞缸和伸縮缸。型號(hào)為 EECJDG 180 ?? 。前者構(gòu) 造簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，工作可靠，維護(hù)方便，對(duì)沖擊負(fù)荷適應(yīng)性好，旋轉(zhuǎn)部分慣性小，多用于速度中等，作用力不大的簡(jiǎn)單液壓系統(tǒng)中，應(yīng)用廣泛。如果容量過(guò)大，占地增加，增加了設(shè)備重量，而且操作不變；過(guò)小，則油溫升高會(huì)超過(guò)許用值，誘掖將會(huì)溢出油箱。 方向控制閥的選型 方向控制閥是用來(lái)使液壓系統(tǒng)中的油路通斷或改變油液的流動(dòng)方向，從而控制液壓執(zhí)行元件的起動(dòng)或停止，改變其運(yùn)動(dòng)方向的閥類。該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、功能齊全、結(jié)構(gòu)較為先進(jìn)，適用于中重型車。裝載后，再將控制支腿運(yùn)動(dòng)的手動(dòng)閥向下推動(dòng)，拉動(dòng)支腿完成復(fù)位動(dòng)作，而后將手動(dòng)閥至于中間位置。 （ 2） 從發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪后端取力 從飛輪后端取力的特點(diǎn)是取力器不受主離合器影響，傳動(dòng)系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)直接相連，取力器到工作裝置距離 短，傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，取力功率大，傳動(dòng)效率高。 分動(dòng)器取力布置方案主要用于全輪驅(qū)動(dòng)的牽引車、汽車起重機(jī)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)絞盤或起重機(jī)構(gòu)。工程實(shí)踐表明，可用二次三項(xiàng)式來(lái)描述汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性，即 cbnanT eee ??? 2 （ ） 式中 eT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 ， （ N 汽車的行駛方程式 汽車的動(dòng)力性可由汽車的行駛方程式表示，其計(jì)算公式為： jwift FFFFF ???? （ ） 式中 tF —— 驅(qū)動(dòng)力， N； fF —— 滾動(dòng)阻力， N； iF —— 坡道阻力， N； wF —— 空氣阻力， N； jF —— 加速阻力， N。m2）； r —— 車輪的滾動(dòng)半徑（ m）。低擋時(shí)取上限，高擋時(shí)取下限。 tF 后欄板起重運(yùn)輸汽車的滾 動(dòng)阻力 tF 由下式計(jì)算： ?cosgfmF at ? （ ） 式中 am —— 后欄板起重運(yùn)輸汽車的總質(zhì)量（ Kg）； ?—— 道路坡度角（176。 ，根據(jù)外特性數(shù)值建立外特性方程式 如果知道發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線時(shí)，則可利用拉格朗日三點(diǎn)插值法求出公式（ ）中的待定系數(shù) a 、 b 、 c 。 本設(shè)計(jì)中的取力器取力方案，選用從變速器一軸取力，取力器型號(hào)為云夢(mèng)新宇輪箱制造有限公司生產(chǎn)的 420NB2－ 010C。 （ 1） 從一軸取力 從變速器一軸取力的布置方案又稱為變速器上置式取力方案。先將控制支腿的手動(dòng)閥向上推動(dòng)，完成支腿支出動(dòng)作后，再將控制擺臂的手動(dòng)閥向上推起，擺臂液壓缸即可推動(dòng)擺臂完成垃圾貨物的傾斜動(dòng)作。 由于機(jī)械操縱式的可靠性好、通用性強(qiáng)、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)中的液壓操作系統(tǒng)均采 用機(jī)械操作式。單向閥又稱止回閥，只允許液流沿著一個(gè)方向通過(guò)，而反向液流被截止的方向閥，又包括普通單向閥和液控單向閥兩類。 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?? 34 104404 1 6 0 08022 ????????? ???????? ??VV （ ） = 擬設(shè)定液壓系統(tǒng)油箱尺寸為 mmmmmm 203540 ?? 。 由以上，選用單級(jí)齒輪泵。按泵的流量特性，可分為定量泵和變量泵兩種。 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(gè)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 [2]。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。 圖 列出彎曲剪力及彎矩方程： OA 段 ? ?1QFX= OF = N (0X205) （ ） ? ?1MX = OFX = (0? X? 205) （ ） AB 段 ? ?2QFX= OFG? = ? 4000 =? (205X2020) （ ） ? ?2MX = ? ? XXGXF 0 3 6 0 0 02050 ???? (205? X? 2020) （ ） BC 段