【正文】 (簡(jiǎn)稱主縱粱 )翼緣寬度相同。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 。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)。 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。 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)。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。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。 由以上，可畫出實(shí)際的副車架等效梁示意圖。 對(duì)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(shè)計(jì)成對(duì)稱的矩形，其截面上下邊緣最大抗拉應(yīng)力 t? 與最大抗壓應(yīng)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(yīng)力范圍內(nèi)。 當(dāng)梁的形式為下圖所示形式時(shí)，梁的撓曲線方程為： ? ?2 2 26F b xy l x bE I l? ? ? ? (0? x? a) （ ） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 ? ? ? ?3 2 2 316F b xy x a l b x xE Il b??? ? ? ? ? ????? (a? x? l) （ ） 梁的轉(zhuǎn)角方程為： ? ?6A Fab l bEIl? ??? （ ） ? ?6B Fab l aEIl? ??? （ ） 式中， F —— 作用在梁上的力，規(guī)定其向下為正，向上為負(fù)； E—— 梁構(gòu)成材料的彈性模量， MpaE ?? ； I—— 為梁的慣性矩。 圖 副車架等效簡(jiǎn)支梁 本章小結(jié) 副車架對(duì)專用車來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的部件，本章主要是進(jìn)行副車架截面形狀及尺寸的設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)副車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和力學(xué)分析，該擺臂式垃圾車的副車架設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成 ,還需要進(jìn)一步的校核和對(duì)整車的性能進(jìn)行分析。因此在擺臂車改裝設(shè)計(jì)中只需要進(jìn)行液壓元件選型計(jì) 算。 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算 擺臂舉升液壓缸選型與設(shè)計(jì) 液壓缸作為液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，以直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)擺動(dòng)的形式，將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能輸出。按供油方式可分為單作用缸和雙作用缸。雙作用缸則分別向缸的兩側(cè)輸入壓力油，活塞的正反向運(yùn)動(dòng)均靠液壓力來(lái)完成。 按活塞桿形式可以分為單活塞缸和雙 活塞缸。 從經(jīng)濟(jì)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。 即有： 50 0 34 ???? dd 參照液壓缸的設(shè)計(jì)，選 d=80mm。 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(jié)構(gòu)。 擺臂舉升油泵的選型計(jì)算 一般常用的液壓泵分為齒輪泵、柱塞泵、葉片泵、螺桿泵。前者在泵轉(zhuǎn)速不變時(shí)，不能調(diào)節(jié)流量，后者當(dāng)泵轉(zhuǎn)速不變時(shí)，通過(guò)變量機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)，可使具有不同的流量。對(duì)變量泵，按輸由方式，又可分為單向變向泵和雙向變量泵。 齒輪泵分為外嚙合及內(nèi)嚙合中兩種。后者制造復(fù)雜，應(yīng)用于飛機(jī)等重量要求很輕的機(jī)器上。 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(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 t 是舉升時(shí)間 ,取 40ts? ； ? 是液壓系統(tǒng)效率 ,取 ?? 。 即有： MPp 480 5 0 0 3662??????? 由以上，液壓泵選擇單級(jí)齒輪泵，型號(hào)為 1016CB G? .由于支腿工作需要的液壓力較小，其泵體工作壓力也較擺臂泵體需要的 工作液壓力小，也將擺臂泵體的型號(hào)作為液壓系統(tǒng)的所用泵體，即液壓系統(tǒng)的液壓泵型號(hào)為 1016CB G? 。 油箱容積與油管內(nèi)徑計(jì)算 液壓系統(tǒng)的用途主要是儲(chǔ)油和散熱。液壓系統(tǒng)的油箱容積應(yīng)滿足一下要求： （ 1） 設(shè)備停止運(yùn)行時(shí)，液壓油液能夠靠重力作用返回油箱； （ 2） 操作時(shí)，油面保持適當(dāng)高度位置； （ 3） 能散發(fā)操作時(shí)產(chǎn)生的熱量； （ 4） 能夠分離出油中的 空氣和雜物等。 VLV ?????? 即油箱選擇 2876 81GB ? 系列中 32公稱容量。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 40 即有 341 105 ? ???d= 取用 5mm。 即有 mmd 1002 3 42 ?? ??? 取用 8mm。包括單向閥、換向閥、壓力表開關(guān)等。換 向閥是利用閥心和閥體相對(duì)位置的不同，來(lái)變換閥體上各主油口的通斷關(guān)系，實(shí)現(xiàn)各油路連通切斷或改變液流方向的閥類。 根據(jù)擺臂垃圾車使用與要求，選用通用性強(qiáng)可靠性好，維修方便的三位四通手動(dòng)換向閥。它是通過(guò)切斷動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)程的停止，便于遠(yuǎn)距離控制，操縱可靠，缺點(diǎn)是反應(yīng)較慢； （ 3）氣動(dòng)操作式 依靠汽車貯氣筒壓縮空氣，通過(guò)控制操縱氣控液壓換向閥，控制油路方向?qū)崿F(xiàn)擺臂的舉升下降。缺點(diǎn)是氣動(dòng)轉(zhuǎn)化成液動(dòng)需要兩套管路。 液壓系統(tǒng)原理 在擺臂垃圾車的設(shè)計(jì)中，擺臂兩側(cè)的兩個(gè)液壓缸和起到支撐作用的兩個(gè)支腿液壓缸用到了液壓，屬于液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)范疇。 液 壓 系 統(tǒng) 中 用 到 了 1016CB G? 單 級(jí) 齒 輪 泵 ， EECJDG 180 ?? 型和140DG J C E E??型液壓缸， DB 型二級(jí)同心先導(dǎo)溢流閥，三位四通手動(dòng)換向閥，溢流節(jié)流閥， 及濾油器、油箱、高低壓油管等液壓元器件，由它們共同構(gòu)成了液壓系統(tǒng)，完成指定的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)擺臂垃圾車的功能要求。在此過(guò)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(fù)荷的變化的影響，只受到節(jié)流閥閥心開口大小的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)擺臂的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。 要進(jìn)行垃圾貨物的傾斜時(shí)，過(guò)程同貨物的裝載過(guò)程相近。傾斜完畢后再將支腿手動(dòng)閥復(fù)位只中間。取力器就是其中一種動(dòng)力輸出的專用裝置，它能夠?qū)崿F(xiàn)從發(fā)動(dòng)機(jī)取出部分功率，用于驅(qū)動(dòng)各類液壓泵、真空泵、空壓機(jī)以及各類專用汽車工作機(jī)械。常見的取力方式分類： （ 1） 從前端取力 從發(fā)動(dòng)機(jī)前端取力的特點(diǎn)是采用液壓傳動(dòng)，適合于遠(yuǎn)距離輸出動(dòng)力，常用于長(zhǎng)頭黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 43 式汽車底盤改裝的大型混凝土攪拌運(yùn)輸車。此種方案應(yīng)用較廣，適用于平頭式汽車改裝的大中型混凝土攪拌車。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(dòng)力，需要改制原變速器頂蓋。 （ 2） 從中間軸齒輪取力 此種取力方案較為常見，又稱側(cè)置式取力，又分為左側(cè)和右側(cè)布置方案。設(shè)計(jì)時(shí)使用可伸縮的附件傳動(dòng)軸與其相連，并應(yīng)注意動(dòng)平衡與隔振、消振。從取力器到工作裝置間可采用機(jī)械傳動(dòng)或液壓傳動(dòng)。 本章小結(jié) 本章主要對(duì)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(jìn)行了計(jì)算選型； 對(duì)液壓系統(tǒng)的油箱容積和油管管徑進(jìn)行了計(jì)算；對(duì)液壓系統(tǒng)中用到的各種液壓閥進(jìn)行了型號(hào)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。主要的性能參數(shù)計(jì)算包括整車的動(dòng)力性計(jì)算、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性計(jì)算。 在外 特性圖上，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的二條重要特性曲線，為非對(duì)稱曲線。m）； en —— 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速，（ r/min）； a 、 b 、 c —— 待定系數(shù)，由具體的外特性曲線決定 。在外特性曲線上選取三個(gè)點(diǎn)，即 1eT 、 1en ， 2eT 、 2en ， 3eT 、 3en ，依拉氏插值三項(xiàng)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(gè)待定系數(shù) a 、b 、 c 。m） ； Tn —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速（ r/min） ； pn —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率時(shí)的轉(zhuǎn)速（ r/min） ； pT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率時(shí)的轉(zhuǎn)矩（ N 由公式 （ ） 和公式 （ ） ， 可得 ??????????????????????2222)()()()(2)(pTTpemempTpemTpTpemnnnTTTcnnTTnbnnTTa （ ） 發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線是在 室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)架上測(cè)量出來(lái)的，應(yīng)對(duì)臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù)用修正系數(shù) ? 進(jìn)行修正，才能得到發(fā)動(dòng)機(jī)的使用外特性。 tF 后欄板起重運(yùn)輸汽車在地面行駛時(shí)受到發(fā)動(dòng)機(jī)限制所能產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力 tF 與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 eT 的關(guān)系為： dget riiTF ??0? （ ） 式中 gi —— 變速器某一擋的傳動(dòng)比 ； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 46 0i —— 主減速器傳動(dòng)比； ? —— 傳動(dòng)系統(tǒng)某一擋的機(jī)械效率； dr —— 驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力半徑（ m）； ? —— 發(fā)動(dòng)機(jī)外特性修正系數(shù)。）； f —— 滾動(dòng)阻力系數(shù)。 jF 加速阻力是汽車加速行駛時(shí)所需克服的慣性阻力，有： jmF aj ?? （ ） 式中 j —— 汽車加速度（ m/s2）； ? —— 傳統(tǒng)系統(tǒng)回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)。m2）； fI —— 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ Kg 進(jìn)行動(dòng)力性計(jì)算時(shí)，若不知道 wI 、 fI 值，則可按下述經(jīng)驗(yàn)公式估算 ? 值： 2211 gi??? ??? （ ） 式中 ~ ?? ?? 。 式中 ???????????????????gmCriiCrrbiiBACrraiiAadcgdgDDdg20120223033 7 0 4 1 4 ?????? （ ） 動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算 衡量汽車動(dòng)力性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)有三個(gè)，即最高車速、最大爬坡度和加速性能。因此上式中應(yīng)取負(fù)號(hào)，又因 11,1 200 ???? ff ，則上式可簡(jiǎn)化為 )1a r c s in ( 20m a x EfE ???? （ ） 由此可得到專用汽車的最大 爬坡度 maxi ，為： maxmax t