【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 7 4 4 ??? ,方向向下。 選取擺臂材料為 Q235 號(hào)鋼，其許用應(yīng)力為 ? ? M 3 5 ??? ，許用安全系數(shù)? ? ?S ， 畫出擺臂的剪力圖和彎矩圖，擺臂的危險(xiǎn)截面點(diǎn)為 A 點(diǎn)。 圖 擺臂剪力圖 圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 擺臂橫截面高度 h 可按經(jīng)濟(jì)條件（結(jié)構(gòu)質(zhì)量最?。┯?jì)算確定有： ? ?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(shí)計(jì)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(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 ? ??? ????? M paIM zy 370000 5 （ ） 由上式得出擺臂式安全的。 支腿的設(shè)計(jì) 支腿在料斗卸料，在廂斗的提升過(guò)程中或者需要時(shí)可以獨(dú)立打開，其結(jié)構(gòu)形 狀設(shè)計(jì)成三角形狀，采用液壓缸實(shí)現(xiàn)支腿的打開與伸縮收回。見識(shí)意圖 。 圖 支腿示意圖 由于支腿液壓缸在工作的過(guò)程中，起到打開與收縮支腿的作用，選用雙作用單桿液壓缸，其結(jié)構(gòu)形狀同擺臂液壓缸。 在參考同類車型支腿材料選用的基礎(chǔ)上，考慮到支腿的受力，選用 Q235 作為支腿材料。 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 。 圖 整體結(jié)構(gòu)示意圖 本章小結(jié) 本章主要對(duì)擺臂式垃圾車的車廂、廂斗、擺臂及支腿的結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)進(jìn)行了說(shuō)明，對(duì)擺臂進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算與校核，對(duì)關(guān)鍵位置進(jìn)行受力分析，確保達(dá)到要求，確定了本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖樣，為下一章的設(shè)計(jì)計(jì)算奠定了基礎(chǔ)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 第 4 章 擺臂式垃圾車副車架設(shè)計(jì) 副車架的截面形狀及尺寸 專用汽車副車架的截面形狀一般和主車架縱梁的截面形狀相同，多采用如圖 所示的槽形結(jié)構(gòu)，其截面形狀尺寸取決于專用汽車的種類及其承受載荷的大小。 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(yīng)盡量減少副車架的橫梁，以減少對(duì)縱梁的扭轉(zhuǎn)約束。 副車架油缸支承橫梁與翻轉(zhuǎn)軸橫梁形成框架。油缸支承橫梁應(yīng)盡量靠近后懸架前支承處的橫梁，最好能位于后框架之內(nèi)。因?yàn)檫@段主車架變形小，所以副車架對(duì)其扭黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 轉(zhuǎn)約束力也相應(yīng)減弱，同時(shí)保證了舉升機(jī)構(gòu)的幾何特性。 在副車架結(jié)構(gòu)要求剛性較高時(shí)，可在主、副車架中間增加一層橡膠墊，當(dāng)主車架變形時(shí)以彈性橡膠的變形來(lái)減弱副車架對(duì)主車架的約束。 副車架前端形狀常有三種形狀 (見圖 )。 對(duì)于這三種不同形狀的副車架前端，在 其與主車架縱梁相接觸的翼面上部加工有局部斜面，其斜而尺寸如圖 (c)所示： 0 1h mm? ； 0 15 ~ 20l mm? 。 （ a） U形；（ b）角形；（ c） L 形 圖 副車架的三種前端形狀 如果加工上述形狀困難時(shí)，可以采用如圖 所示的副車架前端簡(jiǎn)易形狀，此時(shí)斜面尺寸較大 [1]。 對(duì)于鋼質(zhì)副車架： 0 5~ 7h mm? ； 0 200 ~ 300l mm? 對(duì)于硬本質(zhì)副車架； 0 5 ~10h mm? ； 0lH? 副車架在汽車底盤上布置時(shí)，其前端應(yīng)盡可能地往駕駛室后圍靠近。 縱梁與橫梁的連接設(shè)計(jì) 橫梁與縱梁的連接方式主要有三種，見圖 1縱梁； 2連接板； 3橫梁 圖 橫梁與縱梁的連接 圖 （ a）橫梁與縱梁上下翼板連接，該種連接方式優(yōu)點(diǎn)是利于提高縱梁的抗扭黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 剛度。缺點(diǎn)是當(dāng)車架產(chǎn)生較大扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，縱梁上下翼面應(yīng)力將大幅度增加，易引起縱梁上下翼面的早期損壞。由于車架前后兩端扭轉(zhuǎn)變形較小，因此本車架前后兩端 采用了該種連接方式，為了提高縱梁的扭轉(zhuǎn)剛度采用了縱向連接尺寸較大的連接板。橫梁僅固定在腹板上。 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。 圖 （ c）橫梁同時(shí)與縱梁的腹板及上或下翼板相連，此種連接方式兼有以上兩種方式連接的特點(diǎn)，但作用在縱梁上的力直接傳遞到橫梁上，對(duì)橫梁的強(qiáng)度要求較高。由于該車平衡懸架的推力桿與平衡懸架支架上的兩根橫梁連接，因此，這兩根橫梁與縱梁共同承受平衡懸架傳遞過(guò)來(lái)的垂直力 (反 )和縱 向力 (牽引力、制動(dòng)力 )。 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(shí)為了降低成本和適于批量生產(chǎn)，本車架縱梁和橫梁的連接方式采用螺栓連接 [15]。 副車架與主車架的連接設(shè)計(jì) 副車架與主車架的連接常采用如下幾種形式。 圖 是采用的止推連接板的結(jié)構(gòu)形狀及其安裝方式。連接板上端通過(guò)焊接與副車架固定，而下端則利用螺栓與主車架縱梁腹板相連接。止推板的優(yōu)點(diǎn)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(chǎn)生相對(duì)水平位移。相鄰兩個(gè)推止推 連接板之間的距離在 500～ 1000 mm 范圍內(nèi)。 1副車架； 2止推連接板； 3主車架縱梁 1上托架； 2下托架；3螺栓 圖 止推連接板的結(jié)構(gòu) 圖 連接支架 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 連接支架由相互獨(dú)立的上、下托架組成，上、下托架均通過(guò)螺栓分別與副車架和主車架縱梁的腹板相固定，然后再用螺栓將上、下托架相連接，見圖 。由于上、下托架之間留有間隙，因 此連接支架所能承受的水平載荷較小，所以連接支架應(yīng)和止推連接板配合使用。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。 型夾緊螺栓 當(dāng)選用 其它連接裝置有困難時(shí)，可采用 U型夾緊螺栓。但在車架受扭轉(zhuǎn)載荷最大的范圍內(nèi)不允許采用 U型螺栓。當(dāng)采用 U型螺栓固定時(shí)，為防止主車架 縱梁翼面變形，應(yīng)在其內(nèi)側(cè)襯以木塊，坦在消聲器附近，必須使用角鐵等作內(nèi)襯。 綜合考慮三種連接方式的特點(diǎn)，以及裝配工藝性，本文設(shè)計(jì)的自卸車主副車架之間采用止推連接板式。 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。 對(duì)具有較高質(zhì)心位置及載質(zhì)量較大的廂式車一般采用槽形通長(zhǎng)式副縱粱。制造材料應(yīng)具有良好的焊接性和機(jī)械性能，一般要求抗拉強(qiáng)度 b? ≥ 370N／ mm2 ，屈服極限 1?≥ 240N／ mm2。延伸率以 s? ≥ 20％翼緣寬度應(yīng)與主車架縱粱 (簡(jiǎn)稱主縱粱 )翼緣寬度相同。不宜大于主縱粱翼緣寬度。副縱粱截面尺寸確定后，要分別對(duì)副縱粱和主縱粱進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，并根據(jù)其慣性矩、抗彎截面系數(shù)分配彎矩 。 在汽車制造工藝中，鋼板沖壓成型工藝占有十分重要的位置。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(chǎn)效率高和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。 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)。 目前，我國(guó)載重汽車車架的縱梁和橫梁已經(jīng)全部采用低合金高強(qiáng)度鋼鋼板制造?？v梁可以用抗拉強(qiáng)度為 510MPa 的 16MnL 和 09SiVL(必須是用往復(fù)式扎機(jī)生產(chǎn)的 )、10TiL 和 B510L 鋼板生產(chǎn)，橫梁可以用抗拉強(qiáng)度為 390MPa 的 08TiL 和 B420L 鋼板來(lái)生產(chǎn)。 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(chǎn)。 副車架對(duì)主車架起到加固作用，其寬度和選用的底盤的寬度相同，高度可以小于主車架，長(zhǎng)度在底盤主車架長(zhǎng)度基礎(chǔ) 上去掉主車架與車廂之間的距離長(zhǎng)度。其尺寸設(shè)計(jì)如下： 表 副車架尺寸 （單位： mm） 副車架長(zhǎng)度 34500 副車架寬度 1300 副車架高度 150 副車架厚度 5 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 副車架的強(qiáng)度剛度彎曲適應(yīng)性校核 對(duì)主車架來(lái)說(shuō)，其整車重心后移。其受力簡(jiǎn)圖如下 圖 設(shè)定自卸車在額定裝載質(zhì)量下，其前后軸承受的載荷相同，即有： NFF 441002 21 ???? （ ） 由圖，可以列出： ? ? XFXFXGFF ???????????? 2121 221 4 0 01 4 0 03 9 5 0 求得 ? ? mmX 31952 214003950 ???? 由主車架重心作用簡(jiǎn)圖及求得的整車重心作用點(diǎn)，可以畫出額定裝載質(zhì)量時(shí)自卸車副車架受力簡(jiǎn)化圖 如下圖： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 圖 將此時(shí)受力的副車架看為簡(jiǎn)支梁 (見下圖 )，以便進(jìn)行強(qiáng)度剛度及彎曲變形的校核。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(shè)定的方向相同。 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。 由以上，可畫出實(shí)際的副車架等效梁示意圖。 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 ? ?3QFX= 1OF G F?? = (2020X3400) （ ） ? ?3MX = ? ? ? ?2 0 0 022 0 50 ???? XGXGXF 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 =+8036000+19600X39202000 =