【文章內(nèi)容簡介】 6500 2400 2400 mm 外型尺寸 9450 2490 3800 mm 吊裝或吊卸時間 t 60s 傾翻角度 500 ? 20 裝載總質(zhì)量 15t 車廂外伸 400mm 質(zhì)量參數(shù)的確定 自卸車質(zhì)量參數(shù)包括最大裝載質(zhì)量、整備質(zhì)量、廠定最大總質(zhì)量、質(zhì)量利用系數(shù)等。 廠定最大裝載質(zhì)量 Me：根據(jù)用途，使用條件以及所選用底盤允許承載能力。本次設(shè)計 取 Me=15000kg. 圖 3— 2 普通矩形車廂 車廂的材料： 60%75%為鋼鐵材料（ 15%20%為合金高強(qiáng)度鋼），鋁合金為 5%10%，其他的一些材料為 10%20%。由材料的比例確定混合密度為 [3]。 再根據(jù)車廂的尺寸 6500 2400 2400 mm 計算車廂實體體積為 m3。最后確定車廂的重量為 。 最大舉升角的確定 車廂最大舉升角是自卸車一個十分重要的指標(biāo)，它直接影響傾卸的效果。在確定這一指標(biāo)時，應(yīng)根據(jù)不同的車廂結(jié)構(gòu)，不同的使用場所以及所傾卸的貨物安息角去考慮。此次設(shè)計去最大舉升角為 500 。 舉升時間的確定 舉升時間的長短直接直接影響自卸車的工作效率，目前國內(nèi)外自卸車的舉升時間一般都在小于 60s，此此設(shè)計舉升時間為 60s。 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 3 舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計 舉升機(jī)構(gòu)的類型及選擇 按照舉升油 缸與車廂的連接方式分兩大類：油缸直推式和油缸與連桿組合式兩大類。 直推式 直推式按照油缸與車廂連接點的位置分前置式和 中 置式。按舉升油缸的級數(shù)分為單級與多級。按照油缸數(shù)目分單缸與雙缸。 中 置雙缸直推式舉升機(jī)構(gòu)布置簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、油缸行程小、舉升效率高、舉升穩(wěn)定行好，但舉升時橫向剛度較差 [4]。 前置多級單缸舉升機(jī)構(gòu)具有舉升力小、油缸行程大、舉升時橫向剛度好特點。 油缸與桿系組合式 一般由三角臂、副車架和車廂構(gòu)成的連桿機(jī)構(gòu)與油缸組合而成。此類舉升機(jī)構(gòu)具有舉升平順、舉升剛度好、使油缸行程成倍 縮 小 ?？刹捎媒Y(jié)構(gòu)簡單、密封行好、易于加工的單缸。因而廣泛用于現(xiàn)代中、輕型自卸車上。其中以 T 式和 D 式最為常見。 T式為油缸前推連桿組合式， D式為油缸后推連桿組合式。 比較直推式與連桿組合式的優(yōu)缺點，直推式有設(shè)計上易于布置和整車重心易于降低等優(yōu)點，而且設(shè)計計算較為簡單。但一般直推式需要多級缸，而多級缸油缸制造工藝較復(fù)雜、制造成本較高。使用中油封密封問題較多。油缸與桿系組合式，油缸為單級，制造工藝相對簡單。這種機(jī)構(gòu)經(jīng)過優(yōu)化選擇可以獲得理想油壓特性曲線，而且前推式又具有省力、穩(wěn)定性好、車廂骨架受力小等優(yōu)點。因此，本次設(shè) 計選擇 T式舉升機(jī)構(gòu)。 T 式舉升機(jī)構(gòu)的運動與受力分析及參數(shù)選擇 [5] 作圖法 初定原始參數(shù) 廠家最大裝載質(zhì)量 ma= 50? 北華大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 初定三角臂三邊長度 a、 b、 c 及拉桿長度 d，既要考慮三角臂對運動的放大作用，又要適當(dāng)控制活塞桿行程，因此，確定三角臂三邊之比例關(guān)系約為a。b:c=:3: a:b:c=260:800:990,d=20xxmm. 建立坐標(biāo)系 XOY 通常將貨廂翻轉(zhuǎn)中心 O 選在靠近 后懸架支點上方附近，將中心 10 在大梁上平面內(nèi)的投影 0取作坐標(biāo)系原點。 X軸沿大梁上平面并指向汽車前進(jìn)方向。 確定三角臂與貨廂的連接點 A 的坐標(biāo) (XA,YA) 選取 AX 主要考慮三角臂合適的布置空間，避免三角臂最前端點 B 與變速器及取力器總成可能發(fā)生的干涉。在此前提下，盡可能選取較大的 AX 值。只要不與貨廂底部產(chǎn)生干涉。因此選取 A點坐標(biāo)為 (3390,300)。 確定油 缸固定鉸支點 E 及拉桿固定鉸支點 D 的坐標(biāo)（ ),)(, DDEE YXYX 。 E、 D 兩點坐標(biāo)決定油缸的作用力 F 及拉桿作用力 1F 的作用線位置。確定原則是在鉸支點安裝結(jié)構(gòu)允許的前提下，盡可能拉開該兩支點間距離，從而盡可能使（ )??? 角減小。以使 F 形成更大的合力 R，經(jīng)反復(fù)畫圖，計算。初步確定 D、 E 兩點的坐標(biāo)為（ 2300， 275）（ 2700， 80）。 確定油缸行程 L 油缸行程為舉升最高位置油缸長度與原始位置油缸 長度之差。因此需要用作圖法作出三角臂舉升最高位置 [6]。步驟如下： 將 O1A繞旋轉(zhuǎn)中心 O1轉(zhuǎn) ??50max? 至 11AO ；以 1A 為圓心， c為半徑作??；以 D為圓心， BD 為半徑作 BI弧，兩弧交 1B 點；再分別以 1A 、 1B 為圓心， b、 a為半徑分別作弧得交點 1C .? 1A 1B 1C 即為三角臂的最高舉升位置；連接 1EC 即油缸活塞桿伸出長度 1EC EC=L=26901710=980mm. 圖形如下： 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 a ?????? 25,87,20 ??? NO1 =3200mm e=2850mm L= 1EC EC=26901710=980mm. 計算舉升最大阻力矩 M= eG?39。 最大舉升 力 G＇ = 0G 廂廂 G??? =（ 15000 +2250） =198450N 額定載 質(zhì) 量 0G =15000Kg 最大超載系數(shù) 廂? 取 貨物重心至翻轉(zhuǎn)中心Ｏ的距離 e=L/2— d=6500/2400=2850mm（ d— 車廂后伸距離取 400mm） 則 M = G＇ e =198450 = m 舉升合力 Ｒ = NOM1 = = 油缸最大舉升推力 Ｆ max=R??sinsin= in 87s in00 ?? =417988N 北華大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 拉桿最大拉力 Ｆ 1 = R??sinsin= in 20s in 00 ??=143238N 液壓缸的設(shè)計計算 缸筒材料選擇 缸筒材料選用 45號無縫鋼管，粗加工后調(diào)質(zhì)處理 油缸的內(nèi)徑計算 D mmpF 41 798 a x/4 6 ???? ??? ? 其中 ? 取 。預(yù)選壓力 P 取 16Mpa； Fmax — 油缸的最大推力。 那么可計算 D 的最小值為 。按設(shè)計手冊取 D 為 200mm。 活塞桿直徑的計算 d = D ? ? ???? ?? 速比 ? 取 ， 按設(shè)計手冊取d 為 100mm。 油缸外徑的確定 由內(nèi)徑查 北京機(jī)械工業(yè)出版社 1988 設(shè)計手冊確定外徑 為 245mm。 缸筒壁厚 按中等壁厚計算，選取 45 號無縫鋼管 ? = mmPyP y D 22)( )][(666 ?????? ????? ?? ? —— 缸筒壁厚 ； Py—— 實驗最大壓力，通常為 倍的預(yù)選 工作壓力（ aMP ） ； D—— 液壓缸內(nèi)徑（ mm） ； [? ]—— 缸體材料許用拉力（ aMP ） ，對于 45 號鋼取 105 aMP ； ? —— 強(qiáng)度系數(shù)，通常取 1。 根據(jù)液壓缸的內(nèi)徑 D=200mm，選取標(biāo)準(zhǔn)件缸筒外徑 D=245，即取 ? = 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 活塞桿強(qiáng)度的校核 取活塞材料為 45 號綱。 d mmF 71 4179884][/4 6 ?????? ?? F— 油缸的最大推力； [? ]—— 缸體材料許用拉力（ aMP ），對于 45 號鋼取105 aMP ； 而 100 〉 71。所以滿足強(qiáng)度要求。 剛度校核 nF? Fk, n 為安全系數(shù)，取 3 。 活塞桿的細(xì)長比 L/R= 57100 41420 ?? 因為 L/R 1? 2/ ? =85 ，那么 Fk= 2? 2? KNKLnafA 2338) (5000/11)()/(1 2721 ????????。 因為 nF =3 =1254KNFk。 所以滿足剛度要求。 2? —— 末端系數(shù)，兩端鉸鏈，取 1； E —— 彈性模量，對于鋼取 1010 pa； I —— 活塞桿橫截面慣性矩，為 4r /2； L —— 安裝長度 ,由 反復(fù)畫圖取 1420mm； 1? —— 柔性系數(shù)，對鋼取 85； A1 —— 活塞桿的橫截面積 ； a—— 系數(shù)，對于綱取 1/5000； K—— 活塞桿截面的最小回轉(zhuǎn)半徑，取活塞桿直徑的 1/4。 缸筒壁厚的校核 因為 D/ ? =10，那么： ? ? yp D/2 [ ]66 ??? ????? 而 yp D/2 [? ]=? = 所以滿足要求。 北華大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 D—— 缸內(nèi)徑 yp —— 缸筒試驗壓力，當(dāng) P〈 16Mpa 時，取 yp = [? ]—— 材料的許應(yīng)應(yīng)力 ，取值同上。 液壓缸缸底厚度計算 選用有孔缸底，因此 mmdD DPDh y 42)(10105 )]([ 6 60 ???? ??????? ? aa MPMP 105),][ 取—缸蓋許用應(yīng)力（—? h—— 缸底厚度（ mm） D—— 液壓缸內(nèi)徑（ mm） ?YP 試驗 壓力（ aMP ） ，取 0d —— 缸底油孔直徑（ mm） mmVVDd 00 ???? 0V —— 油口液流速度（ m/s）通常取 4 m/s V—— 液壓缸最大輸出速度（ m/min） mmhmmdmsmtsV42m i n/0??????所以 液壓缸缸底采用對焊時，焊縫拉應(yīng)力為 aMPDD F )( 41 798 84)( 4 22212 ?????? ??? F—— 液壓缸輸出最大推力（ N） D—— 液壓缸外徑（ mm） )(2051 ??? ?? 焊接效率通常 焊縫底徑取 mmD 所以 aMP105][ ?? ?? 密封件的選用 根據(jù)活塞和活塞桿承 受力，查機(jī)械設(shè)計手冊 [7]，活塞的密封采用 Y 型密封圈，大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 活塞桿的密封采用 O 型密封圈。 O 型密封圈其工作壓力為 032Mpa，溫度 35—200℃。工