【文章內(nèi)容簡介】 距離短、傳動(dòng)系統(tǒng)簡單可靠、取出的功率大、傳動(dòng)效率高。這種方案應(yīng)用較廣，如由平頭式汽車改裝的大、中型混凝土攪拌車等。 變速器Ⅰ軸取力方案（上置式） 圖 是從變速器Ⅰ軸取力的布置方案。該方案又稱變 速器上置式方案，此種方案將取力器跌置于變速器之上，用一惰輪與Ⅰ軸常嚙合齒輪嚙合獲得動(dòng)力，故需改制原變速器頂蓋。此方案應(yīng)用很廣，如自卸車、液罐車、冷藏車、垃圾車等一般都從變速器上端取力。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 1齒輪軸； 2離合嚙合； 3花鍵軸； 4蝸桿； 5蝸輪； 6離合手柄； 7輸出凸緣； 8變速器Ⅰ軸； 9撥叉； 10拉桿； 11取力器殼體； 12惰輪； 13小齒輪 圖 變速器Ⅰ軸取力布置方案 從變速器取力的其它各種方案 從變速器取力還有多種結(jié)構(gòu)形式，圖 是從Ⅱ軸取力方案。最常見的是中間軸齒輪取力，稱為 側(cè)置式取力器，又可分為左側(cè)與右側(cè)布置方案，如 CA1091 系列汽車取力器、 EQ1091 系列汽車取力器均為側(cè)置取力器。 1發(fā)動(dòng)機(jī)； 2離合器； 3變速器； 4取力器； 5水泵 圖 變速器Ⅱ軸取力方案 傳動(dòng)軸取力方案 圖 是將取力器設(shè)計(jì)成一獨(dú)立結(jié)構(gòu)，設(shè)置于變速器輸出軸與汽車萬向傳動(dòng)軸之間，該獨(dú)立的專用取力裝置固定汽車車架上不隨傳動(dòng)軸擺動(dòng)，也不可伸縮。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使用可伸縮的附加傳動(dòng)軸與其相連，并注意動(dòng)平衡與隔振消振。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 1發(fā)動(dòng)機(jī)； 2離合器； 3變速器； 4取力器； 5水泵 圖 傳動(dòng)軸取 力布置方案 分動(dòng)器取力布置方案 此方案主要用于全輪驅(qū)動(dòng)的牽引車、汽車起重機(jī)等來驅(qū)動(dòng)絞盤或起重機(jī)構(gòu)。 取力器的基本參數(shù)與基本結(jié)構(gòu) 取力器的基本參數(shù) 取力器實(shí)質(zhì)上是一種單級變速器。其基本參數(shù)有取力器總速比、額定輸出轉(zhuǎn)矩、輸出軸旋向以及結(jié)構(gòu)質(zhì)量等。以 CA1091 系列汽車取力器為例，該系列有 PT012/25PT012/26 PT012/26 PT012/273 等 30 多多種型號。其總速比（發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與取力器輸出轉(zhuǎn)速之比）有 、 、 、 等多種配比。其額定輸出扭矩 有 210Nm、170Nm、 100Nm 和 392Nm 等。輸出軸旋向均與發(fā)動(dòng)機(jī)旋向相反。 本設(shè)計(jì)中選用的是 哈齒生產(chǎn)的 CA548 型 取力器 ， 取力器總速比： ，因?yàn)榇巳×ζ鬟m合本設(shè)計(jì)中車輛的變速器。 取力器基本結(jié)構(gòu) 取力器的典型的工作原理：當(dāng)壓縮空氣通過管接頭進(jìn)入氣缸時(shí)，使活塞和撥叉軸移動(dòng)，安裝在撥叉軸上的撥叉撥動(dòng)從動(dòng)齒輪與主動(dòng)輪嚙合，帶動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)氣缸內(nèi)無壓縮空氣時(shí)，活塞與復(fù)位彈簧作用下回位，撥叉使從動(dòng)齒輪與齒輪脫開，油停轉(zhuǎn)。 取力器通過 8 個(gè)連接螺栓與變速器殼體相連，其中有兩個(gè)是專供定位用的鉸 制孔螺栓，以保證取力器的可靠定位與齒輪正確嚙合。在變速器取力孔面應(yīng)安裝以 1mm 襯墊并涂以密封膠。按照取力器在變速器上的安裝位置可分為左側(cè)式取力器與右側(cè)式取力器。在取力器換檔操作方式上，除了上述氣動(dòng)操縱結(jié)構(gòu)外，還常采用手動(dòng)操動(dòng)結(jié)構(gòu)，具有換檔可靠、靈活適應(yīng)用戶操作習(xí)慣等特點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)中采用的是變速器 中間軸齒輪 取力 。 本章小結(jié) 本章 設(shè)計(jì) 主要并進(jìn)行液壓裝置的 計(jì)算 和 選型。本設(shè)計(jì)選擇了 EQ1040 型長頭載貨黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 oA 0PB 0AA 1xB 1 G eB汽車作為待改裝車型?？偛贾弥饕ㄘ浵洹[臂機(jī)構(gòu)、液壓機(jī)構(gòu)等主要工作裝置的位置確定。液壓裝置的選擇需要根據(jù) 下一章 的 擺臂的計(jì)算才能選出。 第 4 章 擺臂機(jī)構(gòu)計(jì)算與分析 擺臂和吊鏈的受力分析及計(jì)算 ，吊卸工況擺臂受力簡圖 （如圖 ）， o點(diǎn)為油缸與托架的鉸接點(diǎn)， A 點(diǎn)為油缸與擺臂的鉸接點(diǎn)；雙作用油缸作用力 aF 的大小和方向隨擺臂的轉(zhuǎn)動(dòng)而改變，并為擺臂轉(zhuǎn)角 ? (? 為擺臂鏈位置， 0B 為吊卸初始狀態(tài)的吊鏈軸位與 x軸的正向夾角 )的單值函數(shù)； B 點(diǎn)為吊黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 置； 1B 為吊鏈軸在吊裝工況初始狀態(tài)的 位置。 a? 為油缸軸線與 x軸的正向夾角。 擺臂式自裝卸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1B 點(diǎn)時(shí)，擺臂可以從下極限位置吊裝貨廂；當(dāng) B 點(diǎn)位于 0B 點(diǎn)時(shí)擺臂可以從托架上吊卸貨廂。 吊裝和吊卸工況擺臂受力 的 計(jì)算 當(dāng)?shù)跹b貨廂時(shí)，計(jì)算公式如（ ）取擺臂為分離體： 由 021111 ??? xexayyax BGAFAF （ ） 式中 axF 、 — ayF 油缸作用力 aF 在 x 軸、 y 軸上的投影（ N）； xA1 、 yA1 — 油缸上鉸支點(diǎn) 1A 的 x 、 y 坐標(biāo)值（ m ）； eG — 吊裝重力（ N ）； xB1 — 1B 點(diǎn)的 x 坐標(biāo) 值（ m ）。 上式可以進(jìn)一步整理成公式（ ）： 021s inc o s 111 ??? xexaayaa BGAFArF ? （ ） 繼續(xù)整理后得到公式（ ）： xayaxea AA BGF111s inc os21 ?? ?? （ ） 由公式（ ）計(jì)算出來的 aF 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 ? ， )c o s ( 111 ?? ?? PAA x ，)s in ( 111 ?? ?? PAA y ，式中 ? 為 1PA 與 1PB 的夾角。將上三公式代入式（ ）得： ? ?111111111 )s i n ( c o s21)c o s (s i n)s i n (c o s c o s211 PAPBGPAPBGFaeaaea ??? ??????? ?? ??????? （ ） 式中 a? 、 ? 、 1PA 、 1PB 為結(jié)構(gòu)幾何尺寸，均可通過計(jì)算獲得。 于 0B ， 0??? ，根據(jù)上述分析同理可得： 當(dāng)擺臂處于吊卸初始位置時(shí)， B 點(diǎn)位黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 )s in ( c o s21 00 000 ??? ?? ??? aea PA PBGF （ ） 式（ ）和（ ）分別給出了 0??? 和 1??? 時(shí)油缸所受到的推力和拉力。通常情況下，以1?aF和0?aF作為選用油缸和擺臂強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)。 具體 數(shù)據(jù) 如下： NGe 44100? PB0 = mmPB 26621 ? ?1PA PA0 =643 β1=21O β 0 =1130 r1a=90 r0a=80 o52?? 當(dāng)擺臂在下極限位置時(shí)： NPAPBGFae 9 4 8 1 9 . 4 00 . 6 4 3)92152s i n ( 21c o s2 . 6 6 24 4 1 0 021)s i n ( c o s21 011111 ????????? ??? ??? 當(dāng)擺臂在吊卸位置時(shí)： NPA PBGFaea 2 9 2 6 7 7 . 4 2)1 1 3528s i n (0 . 6 4 31 1 3c o s2 . 6 6 24 4 1 0 021)s i n (c o s21 000000????? ?????? ??? ?? 吊卸工況吊鏈?zhǔn)芰Φ挠?jì)算 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，故對油缸作用力和擺臂受力不予討論。通過分析計(jì)算，求出吊鏈所受到的最大拉力，以便對吊鏈進(jìn)行強(qiáng)度校核。傾卸工況受力分析如圖 所示： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 圖 傾卸工況吊鏈?zhǔn)芰唸D 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。 當(dāng)貨廂傾卸到最大傾翻角時(shí)，右吊鏈?zhǔn)芰?DYF 為： PFLGFdy me21? （ ） 同理公式中 PF 和 mL 也有自身的結(jié)構(gòu)決定。通常的情況下左、右吊鏈尺寸、規(guī)格均相同，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)貨廂傾卸到最大角度時(shí)，貨廂內(nèi)的貨物所剩不多了，故一般情況下， DYDZ FF ? 。 計(jì)算結(jié)果如下： mm2621?PE mm1845?eL 由 公式（ ）得： 5 5 2 16 2 8 4 4 1 0 021 ???DZF 本章小結(jié) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 本章 設(shè)計(jì) 分別對擺臂自卸車的擺臂在吊裝、吊斜工況和傾斜工況下進(jìn)行了受力分析和計(jì)算，結(jié)果表明擺臂符合設(shè)計(jì)需求。通過擺臂的受力計(jì)算，便于 前一章 液壓缸的計(jì)算選擇。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 第 5 章 擺臂式自卸汽車的總體性能的計(jì)算 性能參數(shù)和動(dòng)力性計(jì)算 專用汽車性能參數(shù)計(jì)算是總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，其目的是檢驗(yàn)整車參數(shù)選擇是否合理，使用性能參數(shù)能否滿足要求。最基本的性能參數(shù)計(jì)算包括動(dòng)力性計(jì)算、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性計(jì) 算。 本設(shè)計(jì)中的擺臂式自卸汽車總體性能參數(shù)如表 表 擺臂式自卸汽車的性能參數(shù) 名稱 符號 數(shù)值與單位 發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率 kw eP 66 發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速 min/r pn 3200 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 mN? emT 220 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速 tn 2020 車輪動(dòng)力半徑 m dr 車輪滾動(dòng)半徑 m r 主減速比 0i 汽車列車迎風(fēng)面積 2m DA 汽車列車總質(zhì)量 (滿載 ) kg 0m 4500 發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性 發(fā)動(dòng)機(jī)外特性是專用發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性是指發(fā)動(dòng)機(jī)油門全開時(shí)的速度特性，是汽車動(dòng)力性計(jì)算的主要依據(jù)。 如果沒有所要的發(fā)動(dòng)機(jī)外特性，但從發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上知道該發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率emP 及相應(yīng)轉(zhuǎn)速和該發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及 相應(yīng)轉(zhuǎn)速時(shí)，可用經(jīng)驗(yàn)公式來描述發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性 : 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 2121 )()( pp pememe nnnnTTTT ????? （ ） 公式中 emT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩 )( mN? ； 1n —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速 min)/r（ ； pn —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率時(shí)的轉(zhuǎn)矩 min)/r（ ； pT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率時(shí)的轉(zhuǎn)矩 )( mN? ,pemp nPT 9549? 。 cbnanT eee ??? 2 （ ） 由公式（ ）和公式（ ）得出 21 )( p pemnnTTa ? ??? 211 )()(2ppemnn TTnb ? ?? 2121)( )( ppemm nn nTTTc ???? （ ） 應(yīng)該指出的是發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線是在室內(nèi)試驗(yàn)臺架上測量出來的。臺架試驗(yàn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)未帶空氣濾清器、水泵、風(fēng)扇、消聲器、發(fā)電 機(jī)等附件，且試驗(yàn)工況相對穩(wěn)定，即能保持試驗(yàn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的水、機(jī)油溫度在規(guī)定的數(shù)值內(nèi)。帶上全部附件設(shè)備時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)恃性曲線稱為使用外特性曲線。使用外特性的功率小于外特性的功率。因此應(yīng)對臺架試驗(yàn)數(shù)據(jù)用修正系數(shù)μ進(jìn)行修正，才能得到發(fā)動(dòng)機(jī)的使用外特性。 汽車行駛方程式 擺臂式自卸汽車在直線行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力之間存在如公式（ ）的平衡關(guān)系， 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 ）。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2