高位剪式自卸车的设计【优秀课程毕业设计含8张CAD图纸+带任务书+开题报告+文献综述+外文翻译】-clsj05

高位剪式自卸车的设计【优秀课程毕业设计含8张CAD图纸+带任务书+开题报告+文献综述+外文翻译】-clsj05高位剪式自卸车设计摘  要随着国内经济变革与基建工程的大力开展，自卸车等商用车市场发展潜力越来越巨大。但是随着国内经济的发展减缓，短时间内自卸车的销量会有所下滑或保持平稳但是较之国外自卸车的发展，国内自卸车发展还是较为落后。本文的研究对象即为自卸车中的剪式高位自卸车的举升机构和液压系统，首先文中就自卸车经行了简单的说明，然后根据比较分析确定了剪式举升机构的参数，根据数据要计算出相关数据，并进行了验证。当然对于自卸车基础系统-液压系统我也进行了相同的合理的计算分析。关键字：自卸汽车，液压系统，剪叉式AbstractWith the time going by,Chinese capital construction project and economic reform are vigorously carried out.The market prospect of commercial such as dump trucks is very good.However,since the domestic ecoomic development has been suspend this year ,the sale of dump will not increase for a short time.Hydraulic the object of this study is lifting mechanism and hydraulic mechanism of the scissors type dumptruck.Fist the length and length of scissors mechanism are determined according to the given parameters.Finally, according to the given parameters for verification.The design of the hydraulic system works the same way.Key word:Dump truck, hydraulic system, scissors fork type摘  要随着国内经济变革与基建工程的大力开展，自卸车等商用车市场发展潜力越来越巨大。但是随着国内经济的发展减缓，短时间内自卸车的销量会有所下滑或保持平稳但是较之国外自卸车的发展，国内自卸车发展还是较为落后。本文的研究对象即为自卸车中的剪式高位自卸车的举升机构和液压系统，首先文中就自卸车经行了简单的说明，然后根据比较分析确定了剪式举升机构的参数，根据数据要计算出相关数据，并进行了验证。当然对于自卸车基础系统-液压系统我也进行了相同的合理的计算分析。关键字：自卸汽车，液压系统，剪叉式AbstractWith the time going by,Chinese capital construction project and economic reform are vigorously carried out.The market prospect of commercial such as dump trucks is very good.However,since the domestic ecoomic development has been suspend this year ,the sale of dump will not increase for a short time.Hydraulic the object of this study is lifting mechanism and hydraulic mechanism of the scissors type dumptruck.Fist the length and length of scissors mechanism are determined according to the given parameters.Finally, according to the given parameters for verification.The design of the hydraulic system works the same way.Key word:Dump truck, hydraulic system, scissors fork type目   录摘  要IIAbstractIII第1章 绪论11.1课题研究的目的11.2自卸车概述11.3 本课题的研究内容1第2章 课题总体设计22.1总体布置原则22.2 车厢的设计32.2.1 自卸汽车车厢的结构形式32.2.2 车底盘的选取42.3 自卸举升机构的设计52.3.1 机构形式的选择52.6 总体方案确定及总体设计9第3章 主要部分分析计算103.1 数据分析103.1.1高位自卸车的结构简化103.1.2机构受力分析123.2 剪叉臂长度及液压缸安装位置的确定163.3举升机构自卸部分设计计算173.3.1 车厢与车架铰支点O确定173.3.2 车厢未倾斜时倾斜机构与车厢的前铰支点的确定。173.3.3液压油缸与副车架铰支点E的确定183.3.4倾斜机构未开启时三角臂中支点坐标和大小的确定183.3.5车厢放平时拉杆与三角臂铰点的确定183.3.6拉杆与副车架铰点D及拉杆长度的确定183.4机构受力学分析193.4.1机构受力分析193.4.2拉杆截面尺寸确定203.5.6管道尺寸的确定243.5.7 油箱容积确定253.6 液压系统原理图253.7强度校核273.7.1 剪叉臂的强度校核273.7.2  液压缸底架固定横梁的强度校核303.8轴的强度校核323.8.1 内剪叉臂固定端销轴的强度校核323.8.2 液压缸缸体尾部销轴的强度校核333.8.3 液压缸活塞杆头部支撑轴的强度校核33参考文献36致   谢35【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】CAXA图纸副本任务书.doc倾斜机构.dwg内铰支架.dwg外文翻译.doc外铰支架.dwg文件清单.txt液压系统图.dwg液压系统毕业课程设计外文文献翻译、中英文翻译、外文翻译.doc滚轮.dwg装配图.dwg轴套.dwg铰支轴.dwg高位剪式自卸车设计开题报告.doc高位剪式自卸车设计文献综述.doc高位剪式自卸车设计说明书.docx 开题报告 学生姓名 专 业 班 级 指导教师姓名 职 称 工作单位 课题来源 指导老师 课题性质 实际应用 课题名称 自卸汽车 液压系统 设计 本设计的科学依据 （科学意义和应用前景，国内外研究概况，目前技术现状、水平和发展趋势等） 自卸车的发动机、底盘及驾驶室的构造和一般载重汽车相同。自卸车的车厢分后向倾翻和侧向倾翻两种，通过操纵系统控制活塞杆运动，后向倾翻较普遍，推动活塞杆使车厢倾翻，少数双向倾翻。高压油经分配阀、油管进入举升液压缸，车厢前端有驾驶室安全防护板。发动机通过变速器、取力装置驱动液压泵，车厢液压倾翻机构由油箱、液压泵、分配阀、举升液压缸、控制阀和油管等组成。发动机通过变速器、取力装置驱动液压泵，高压油经分配阀、油管进入举升液压缸，推动活塞杆使车厢倾翻。以后向倾翻较普遍，通过操纵系统控制活塞杆运动，可使车厢停止在任何需要的倾斜位置上。车厢利用自身重力和液压控制复位。目前，国内自卸车市场趋于稳定，国内自卸车技术水平有待提高。但是未来几年内随着内需进一步的扩大，自卸车的需求还会进一步提高。 设计内容和预期成果 （具体设计内容和重点解决 的技术问题、预期成果和提供的 形式） 工作内容及最终成果： 根据产品设计要求，完整地设计出装配图一套、零件图若干，设计出的产品能应用于实际生产中。 统地说明设计过程中问题的解决（确定传动和结构方案及零件材料的选择）及全部计算。计算内容应包括有关计算简图，如主要参数的选择及设计与校核、传动方案简图、相关零件的结构简图、零件的受力分析图、弯矩和扭矩图等。 算结果正确清晰，文字说明简明通顺。计算过程只需列出已知条件、计算公式，将有关数据代入公式，省略计算过程，直接写出计算结果。将计算结果整理后，写入右边栏内，并注明此结果是否“合用”或“安全”等结论。 计说明书一份，总装配图 2 张、零件图若干。 拟采取设计方法和技术支持 （设计方案、技术要求、实验方法和步骤、可能遇到的问题和解决办法等） 设计参数： 货车尺寸（长宽高） 4000定载货质量 3000身质量 1200高车速 100km/h，最大爬坡度 30%。 发动机功率最大 80000大扭矩 300000距2600距前后都是 1400小转向直径 12m 驱动轮半径 280减速器传动比 速器一档传动比 他参数可自定。 数据如果有冲突，可以适当自己调整 实现本项目预期目标和已具备的条件 （包括过去 学习、研究工作基础，现有主要仪器设备、设计环境及协作条 件等） 设计杠杆式高位自卸汽车，使车厢可以举升一定高度，倾斜一定角度，完成货物卸出。 已具备的条件： 熟练掌握绘图软件，本科课程内学习了液压，汽车及发动机的理论知识 各环节拟定阶段性工作进度 (以周为单位 ) 1. 2016 年 11，查阅资料，完成开题报告、文献综述、外文文献翻译。 2. 2017 年 3 月，开题报告审阅。 3. 2017 年 4 月，基本结构分析。 4. 2017 年 5 月，总体结构设计，绘制工程图。 5. 2017 年 6 月，整理最后资料，完成毕业设计论文，准备答辩。 开 题 报 告 审 定 纪 要 时 间 地点 主持人 参 姓 名 职 务（职 称） 姓 名 职 务（职 称） 会 教 师 论 证 情 况 摘 要 记录人： 指 导 教 师 意 见 指导教师签名： 年 月 日 教 研 室 意 见 教研室主任签名： 年 月 日 1 文 献 综 述 产品设计的背景 现在的应用是以前应用的当中一部分，与第 796741 有共同的题目，在 1977 年 5 月被提起，现在被放弃了。 现阶段的发明关系到自卸车上针形液压泵体的控制系统。 自卸车中的厢体或者负载运送盒按惯例是以一种回转的样式被安装在底盘上，这样能够使箱体的一端在液体压力的作用下升高，从而达到倾斜的目的。通常的一个单一的起作用的液压圆柱桶在箱体上施加压力，使箱体到达倾泻货物的位置，反之使箱体回落到底盘上。液压系统的控制是驾驶员通过操作杆的变化推动活塞起作用的，推动活塞 和它所服从的油缸，如果中心线未对准或者受到外来冲击，所起到的作用就会少于最佳状态的，甚至有时会伤害到泵体的运动。有时一些液压系统被与电子成分联合在一起，而结果是这个新的系统因为一两个原因而不能被广泛的接受。 一个被接受的原因可能是自卸车无法满足严格的操作要求。 随着社会主义市场经济不断深化，液压、气动与密封产品的市场供求关系发生了较大变化，长期以来“短缺”为特征的卖方市场已基本成为了以“结构性过剩”为特征的买方市场所取代。而从总体能力看，已处于供大于求的态势，而且特别是一般低档次的液压 、气动和密封件，普遍供过于求；而像主机急需的技术含量高的高参数与高附加值的高档产品，又不能满足市场的需要，只能依赖进口。在我国加入 受冲击有可能更大。因此，在“十 三 五”期间行业产值的增长，决不能只依赖于量的增长，而是应针对行业自身结构性矛盾，加大力度调整产业结构和产品结构，就是应依靠质的提高来促进产品技术升级，以适应和拉动市场的需求，而求得更大的发展。 图片的简短描述 在下面的图片中： 第一幅图是箱体控制系统的示意图 第二幅图是一个放大的详细的底 盘上裱好的限制开关，为了控制箱体连接的冲击。 第三幅图是一个改良的箱体控制系统。 第四幅图是一个改良卡车和拖车的箱体控制系统。 2 具体描述 在对图片不断观察智能光，实用参考数字提示了部分，下文的介绍中同样提示了，数字 1 表示自卸车箱体按惯例由 2 连接到自卸车 4 的底盘结构上。液压缸和液压柱 5撞击产生力使得箱体上升，相反的液压棒缩回液压缸中，箱体会下降返回到卡车底盘上。附加的泵是被指示在 6 上，从蓄水池 7 中。当前的自卸车结构有意的被当成典型的。 本系统中驾驶员驾驶水泵安全阀 10 操控水泵 6。一个两方向控制阀， 是由后面的描述的螺线的电气元件远程控制的。两方向控制阀 11 控制或驾驶安全阀使得在低压的时候是外面的液体返回蓄水池 7. 电磁驱动阀 11 在电路上是与也许是卡车电灯的电力控制阀 12 一起的，通过一个控制开关 13 和一个箱体限制阀 14，被开关 13 和箱体 1控制的，就像后文介绍的一样。卡车驾驶室里的开关 13 是为了方便驾驶员操作，而开关 14 是在箱体附近，当箱体达到最大高度时，支柱 8 合上阀 14，操控安全阀 11 能及时打断通向电磁驱动阀的电路。 为了使泵输出液体到液压缸 5，使得箱体上升，开关 13 有驾驶员合上，轮流在 15上 施加直线压力，位置系统远程控制安全阀 10 在一个高压力方式下，以便打断泵的输出。泵的输出液通过线路 16 进入液压缸 5 使得液压柱上升，从而使得箱体上升。箱体的上升运动是由开关 14 终结的，同时打开位置控制阀 11. 3 为了使泵输出液体到液压缸 5，使得箱体上升，开关 13 有驾驶员合上，轮流在 15上施加直线压力，位置系统远程控制安全阀 10 在一个高压力方式下，以便打断泵的输出。泵的输出液通过线路 16 进入液压缸 5 使得液压柱上升，从而使得箱体上升。箱体的上升运动是由开关 14 终结的，同时打开位置控制阀 11. 箱 体的下降是由液压远程控制安全阀和线路 21 以及一个被安装在驾驶室里的 变流量控制阀 22 控制的，这样是为了驾驶员操作方便。关闭变流量控制阀 22 使得液压安全阀 20 在关闭位置。止回阀阻止了线路 16 里的液体回流。变流量控制阀 22，在被破解的情况下，允许运程控制阀 20 重新流通液体，使得液压缸 5 里的液体回到蓄水池 7 中，从而使得箱体返回。当箱体下降的时候控制调节变流量控制阀 22，以便控制从液压缸 5 返回的液体的速度。 4 为了安全阀组件和变量控制阀接受方便的目的，所有的组件被安装在一个单独的，紧流形的典型的接收插装 阀。 在操作中，泵 6 通过远程控制阀 10 以被重新定位在一个低压的方式下有方向控制开关 11 启动。当卡车到一个卸货地点，驾驶员关闭开关 13，以便重新配置方向控制阀11 来控制线 15 使得重新控制泵安全阀让泵在一个高压的方式下终止。泵的压力被用在了液缸 5 的底部，使得液压柱的扩展和箱体 1 的上升。泵外的液体通过液压安全阀 20被返回到液压缸 7 里，原因是同时变流量控制阀被关闭了，液压安全阀 20 处在高压下。为了箱体的运动，开关 14 被当成了限制阀，是因为 在箱体上升时，他同时控制了方向安全阀 11。在箱体卸货的过程中，箱体会被驾驶员 停止和保持在如图 1 中的位置，从而倾泻货物，同时核对开关 23，防止液压缸 5 排液。 在泵以一个低回压的情况下卸货的时候，卡车箱体的下降是由流量控制阀 22 的开合控制的，驾驶员遥控缸体安全阀 20 以低压方式允许缸中液体的流过并返回蓄水池 7。卡车关闭手动便流量控制阀 22 可以在任何位置停止卡车箱体 1 的下降。流量控制阀 22的开合使箱体 1 以很慢的的速度停靠在卡车车架上，减少两者之间的冲击。目前在一个控制系统中的体现，阀门部件是由 份有限公司生产阀门，下 5 面的就是典型的产品： 远程控制安全阀 10 和 200365 号螺线方向控制开关 11核查安全阀 流程控制开关 22。 在改良系统图 3 中，泵 25，最好的卡车配套驱动泵，是被两方向定向阀卸回蓄水池 2 在同一电路上，通过驾驶员控制车位开关 13 和一个限制开关 14 控制的。这项发明表明部分的修正形式的最初参考数字与这项发明的第一描述的参考数字是相对应的。 液体在泵的压力下被允许进入缸体的底部，使得液压柱上升从而推动卡车箱 体 1上升。车厢箱体的上升被终止是由开关 14 控制的，或者驾驶员打开开关 13. 自卸车箱体的下降是由遥控安全阀 30 以及与之相连的线路 31 连接的电磁驱动类型的一个方向控制阀 32 和一个流量调节控制阀 33 共同去起作用的。在驾驶室里电磁驱动阀 32 和驾驶控制开关 34 在同一线路上。因此，自卸车箱体的下降的速度是预定的，这是由打开通常关闭的电磁驱动阀 32 连通线路 31 而打开阀 30 控制的或者由阀 33控制。与安全阀 30 分支通信的是微调节遥控安全阀 35，当线 31 压力过大时，通过使得遥控安全阀 30 在打开状态，阀 35 能保护整个体系远离过 度的压力。 在图 4 深改良系统中，泵 36 是由控制电路控制的，包括由两向的，电磁驱动的一个方向流量控制阀 38 控制的远程遥控安全阀 37。阀 38 通常是关闭的，导致阀 37 被控制使得泵处于卸货状态。由驾驶员在驾驶室里控制的开关 40 控制的复位阀门 38 用于关闭电磁驱动阀 38 可和驾驶安全阀 37，用来该后面描述的的子系统加压。 6 一个微调节安全阀 41 用来保护泵和系统运离高压。 泵的排泄管 42 被分流提供压力到自卸车箱体子系统 43 上或者到卡车箱体子系统44 上或者同时作用在两者上。 每一个子系统 43 44包括液压缸缸扩展部分 以及远程驾驶压力安全阀与和它在同一线路 45A 46A 上的方向流量控制阀 47 48 和一个手动的流量调节控制阀 49 50。在子系统中打开和关闭远程遥控安全阀 45 46是由车体与电磁驱动阀方向流量控制阀47 48 在一线上的定位开关 51 52 决定的。上升的速度可以由手动流量控制阀 4950 决定的。如此对安全阀 45控制线的调节可以控制流进液压缸的液体流量，从而控制液压柱上升以及自由的调节自卸车箱体上升的速度。限制安全阀 63 64 是由自卸车箱体驱动的，从而打开和关闭电磁安全阀 47 48。 每一个卡车或者拖车的子 系统包括远程遥控安全阀 55 56 以及它所在的线路 55A 56A 上的流量控制阀和微调节流量控制阀 59 60。每个子系统中箱体的上升到和下降过程中打开和关闭安全阀 55 56 是由与电磁驱动方向控制阀 57 58 在同一线上的位置开关 61 62 控制的。箱体的下降同样可以由手动驱动法 59 60 控制。如此，调 7 节控制线 55以控制控制阀 5556 和液压缸中液压柱流出的液体流量以及箱体下降的速度，这个速度是可以自由控制的。 箱体控制系统包括控制连接线一部分车上特别被安装的。偶然使这些线路相接会是箱体运动打断或者产生破坏。 一个有进一步的缺陷系统，会使得箱体运动速度不精确。现在的系统可以提供一个没有风险的箱体控制。这样可以在箱体到达最低位置是减慢速度，减少箱体与车架的碰撞。 虽然我们已经证明自己发明 ,但很显然 ,这些技术远离艺术，否则背离了精神和发明的范围。 我们需要： 括上文的系统 一个泵 一个能负起箱体的液压缸，能与上文的泵配套 一个遥控操作类型的第一安全阀，能与上文的泵配套 一个电磁驱动类型的方向控制阀，能配套使用第一安全阀，控制最后提到的阀门关闭，通过泵控制缸的压力，同样使得最后提到的阀门 打开，是泵中的液体流回蓄水池，一个为了电磁驱动类型的方向控制阀的可控制线路，以及手动开关 一个远程手动的第二控制安全阀，用来控制上文泵的液体流量 一个用来控制第二阀的微调节流量控制阀，可以控制泵中的液体流回蓄水池以及手动控制箱体的下降 接方向控制阀，包括由箱体决定的一个限制开关 4. 一个液压泵身体控制系统，包括上文的系统 一个泵 一个液压缸，上连接箱体，下连接泵 一个电磁 驱动类的方向控制阀的方向控制阀，处于一位置时，泵中的液体回到蓄水池，处于二位置时，泵增加压力，使箱体上升 一个手动控制开关，连接上文的方向控制阀 一个远程遥控安全阀与液压柱相连，控制液体流量的流过 第二个电磁驱动类的方向控制阀通过控制线，与上文的远程遥控安全阀相连， 8 控制打开和关闭最后一个提到的阀 第二个手动安全阀，连接上文的第二方向控制阀，并驱动它控制上文的安全阀打开和关闭 中的系统微调节流量控制阀，与控制线路连接上文的远程遥控安全阀并控制它，或者连接第二方向控制阀 中的系统微调节安全阀，与控制线路连接上文的手动安全阀，保护系统，远离较大的压力 括上文的系统 一个泵 倾卸液压柱，上连接箱体或者拖车箱体 一个泵的倾卸线路包括一个远程遥控安全阀，与它相连的电磁驱动类的方向控制阀，在电子线路中与上文方向控制阀相连的手动控制开关 卡车和拖车的液压子系统是由上文的泵以及包括液压缸扩展部分以及突出部分构成的，控制箱体的运动 每一个上文的子系统包括 一个远程遥控安全阀 一 个电磁驱动方向控制阀与一个远程遥控安全阀相连 一个手动控制 开关与每一个上文的电磁驱动方向控制阀相连，给驾驶员提供控制子系统的扩展与突出部分 中的控制系统中的子系统的液压扩展部分包括一个与电磁驱动方向控制阀相连的手动限制开关，突出部分使得箱体到达倾斜位置。 中的控制系统中的每个子系统甚至还包括微调 节 流量控制开关 。 9 主要参考文献 1黄春有 . 自卸车液压系统的改造， 科技创新与应用， 2014 年第 16 期 2齐晓杰主编 . 汽车液压、液力与气压传动系统 第二版 . 北京：化工出版社， 2007 4孙桓主编 . 机械原理 第八版 . 北京高等教育出版社， 2013（ 印） 5带冠军主编 . 现代汽车新结构 、新技术使用维修手册 . 北京：国防工业出版社， 2001 6章宏甲，黄谊主编 . 液压传动 . 北京：机械工业出版社， 2003 7张春阳主编 . 液压与叶力传动 . 北京：人民交通出版社， 2003 8陈家瑞主编 北京：人民交通出版社， 2002 9李有义主编 . 液力传动 . 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社， 2000 10自卸汽车原理图 . 百度文库： ， 2013 10 11 毕 业 设 计（论 文）文 献 综 述 指导教师意见 指导教师： 年 月 日 专业教研室审查意见 负责人： 年 月 日 任务书 (理工类 ) 学生姓名： 专 业： 班 级： 学 号： 指导教师： 职 称： 完成时间： 毕业设计 (论文 )题目： 剪式高位自卸汽车设计 题目来源 教师科研课 题 纵向课题（ ） 题目类型 理论研究（ ） 注：请直接在所属项目括号内打“ ” 横向课题（ ） 应用研究（ ） 教师自拟课题（ ） 应用设计（ ） 学生自拟课题（ ） 其 他（ ） 总体设计要求及技术要点： 设计 剪式 高位自卸汽车，使车厢可以举升一定高度，倾斜一定角度，完成货物卸出。 工作环境及技术条件： 设计参数： 货车尺寸（长宽高） 4000定载货质量 3000身质量 1200高车速 100km/h，最大爬坡度 30%。 发动机功率最大 80000大扭矩 300000距 2600距前后都是 1400小转向直径 12m 驱动轮半径 280减速器传动比 速器一档传动比 他参数可自定。 数据如果有冲突，可以适当自己调整 工作内容及最终成果： 根据产品设计要求，完整地设计出装配图一套、零件图若干，设计出的产品能应用于实际生产中。 统地说明设计过程中问题的解决（确定传动和结构方案及零件材料的选择）及全部计算。计算内容应包括有关计算简图， 如主要参数的选择及设计与校核、传动方案简图、相关零件的结构简图、零件的受力分析图、弯矩和扭矩图等。 算结果正确清晰，文字说明简明通顺。计算过程只需列出已知条件、计算公式，将有关数据代入公式，省略计算过程，直接写出计算结果。将计算结果整理后，写入右边栏内，并注明此结果是否“合用”或“安全”等结论。 计说明书一份，总装配图 2张、零件图若干。 时间进度安排： 指导教师签字： 2017 年 月 日 教研室主任意见： 教研室主任签字： 2017 年 月 日 摘 要 随着国内经济变革与基建工程的大力开展，自卸车等商用车市场发展潜力越来越巨大。但是随着国内经济的发展减缓，短时间内自卸车的销量会有所下滑或保持平稳但是较之国外自卸车的发展，国内自卸车发展还是较为落后。 本文的研究对象即为自卸车中的剪式高位自卸车的举升机构和液压系统，首先文中就自卸车经行了简单的说明，然后根据比较分析确定了剪式举升机构的参数，根据数据要计算出相关数据，并进行了验证。当然对于自卸车基础系统 关键字： 自卸汽车 ， 液压系统 ， 剪叉式 of as is of a of is of of to to of 目 录 摘 要 . . 1 章 绪论 . 1 题研究的目的 . 1 卸车概述 . 1 课题的研究内容 . 1 第 2 章 课题总体设计 . 2 体布置原则 . 2 厢的设计 . 3 卸汽车车厢的结构形式 . 3 底盘的选取 . 4 卸 举升机构的设计 . 5 构形式的选择 . 5 体方案确定及总体设计 . 9 第 3 章 主要部分分析计算 . 10 据 分析 . 10 位自卸车的结构简化 . 10 构受力分析 . 12 叉臂长度及液压缸安装位置的确定 . 16 升机构自卸部分设计计算 . 17 厢与车架 铰支点 O 确定 . 17 厢 未倾斜 时 倾斜 机构与车厢的前铰支点0 . 17 压油缸与副车架铰支点 E 的确定 . 18 斜机构未开启时 三角臂中支点0确定 . 18 厢放平时拉杆与三角臂铰点 . 18 杆与副车架铰点 D 及拉杆长度的确定 . 18 构受力学分析 . 19 构受力分析 . 19 杆截面尺寸确定 . 20 道尺寸的确定 . 24 箱容积确定 . 25 压系统原理图 . 25 度校核 . 27 叉臂的强度校核 . 27 液压缸底架固定 横梁的强度校核 . 30 的强度校核 . 32 剪叉臂固定端销轴的强度 校核 . 32 压缸缸体尾部销轴的强度 校核 . 33 压缸活塞杆头部支撑轴的强度校核 . 33 参考文献 . 37 致 谢 . 38 北华航天工业学院毕业论文 1 第 1 章 绪论 题研究的目的 随着国内经济发展，国内基建进一步发展，自卸车等商用车市场份额也进一步提高，自卸车的优点显而易见，自动卸货，省时省力；并且随着科技的发展其性能也在进一步提高，在各行业都在追求高效，迅速的今天，自卸车因其功能并将成为行业中的翘楚。 自卸车作为一种多功能货车利用的是举升机构和液压系统完成其特定的卸货功能，举升机构在自卸车的发展演变也越来越安全可靠，它通过外力的作用（液压缸）实现四杆联动，使车厢抬高倾斜，完成货物的倾斜。 中国自改革开放以来，不断地利用外资发展本国经济，近些年来更是注重科技上的交流与超越。各种科技行 业都在加快步伐。汽车行业也在一直努力追赶差距，虽然国内的汽车行业有了进一步的发展，但是较之国外在技术与材料应用研发上还是有很大的差距，中国汽车行业对国外同行业的依赖度仍然很大，唯有打破国外的科技限制，中国的汽车行业才能真正独立的成长起来，成为真正的领导国民经济发展的支柱产业。 卸车概述 自卸车是商用车中的常见货车。简单理解其结构就是在一般货车的基础上加上举升，倾斜和液压动力系统；让其完成自动卸载货物的工作。由于自卸车的优越性能，其应用范围多为建筑货运，农林等大型运输工程。本次毕设研究的内容是高位剪式 自卸车；在分类上我就将自卸车分为高位和普通自卸车。高位自卸车进行卸货时利用举升机构使车厢上抬一个高度，在进行倾斜卸货。普通自卸车没有举升机构，直接利用液压系统，将车厢直接倾斜。在自卸车市场发展至今，高位自卸车的优势越来越明显。减少了货物卸载过程中的残留问题，让自卸车在写完货物之后更好的撤离现场。普通自卸车虽然较之高位自卸车有一定的局限性。但是对于一些个体商户来说，仍然是一个不错的选择。目前中国还处在一个发展不均横的时期，无论是高位自卸车，还是普通自卸车都有其不同的市场定位。但未来经过市场经济变革，科技的发展 还有中国国内建设的稳定，自卸车的发展改良都是不可言说的。在全行业都追求机械化，高效化的现在及未来，自卸车具有良好的先天优势。其研究发展肯定会在汽车行业留下特有的色彩。 课题的研究内容 设计剪式自卸车，使车厢可以举升一定的高度，完成货物卸出。 北华航天工业学院毕业论文 2 工作环境及技术要求： 设计参数： 货车尺寸（长宽高） 200020004000 定载货量 3000高车速 100km/h,最大爬坡度 30%。 发动机最大功率 80000大扭矩 300000距 2600距前后都是1400小转向直径 12m，驱动轮半径 280减速器传动比 速器一档传动比 他参数自定 数据如有冲突，可以自己适当调整。 第 2 章 课题总体设计 体布置原则 进行设计时应遵循以下几个原则 汽车底盘个总成位置应尽量避免变动，因为一些部件的变动不仅会增加生产成本还会影响到自卸车的整车性能。如果为了满足一些特殊性能要求，可以使适当做些调整， 如果不需要实现特定的要求 和性能，应不改变汽车底盘中各总成的位置，因为各车型的地盘都参数都是经过严谨计算的，既符合生产者的利益也符合消费者的利益。草率的变动最终影响到的是汽车的使用性能。即使最终还是要满足特定的使用要求，也要考虑综合因素对其作出调整。 装载质量、轴载质量分配等参数的估算和校核 任何机械设备在进行设计时都要满足一些基本的主要的参数要求，自卸车也是这样，在进行设计时应尽量满足车底盘生厂商规定的参数要求，这些参数是不能擅自更改的，因为这些规定的参数直接影响着自卸车的整车性能和制造成本。 避免系统布置不合理对车架形 再设计计算时，应该合理的分散车厢及其他装置对车架形成的载荷，避免集中载荷，成集中载荷 。 载荷过于集中，将导致自卸车车架的受力不均匀，缩短自卸车使用寿命。在设计布置方案时如果出现集中载荷应该采取适当的解决措施，如改变车架材料等。 减少汽车的装置质量，提高装载质量 因为自卸车的性能要求，其工作装置较之其他车辆较多，这就使得自卸车的整备质北华航天工业学院毕业论文 3 量与同类底盘的普通货车要大。根据数据统计，一般自卸车 要 比其他同载货量的普通货车 增加耗材 5 10 。因汽车底盘的承载质量是有线的，我们应该进行最大化的合理应用。所以选材时应尽量选择能满足要求的轻质材料。提高自卸车载货量。 应符合有关法规的要求 各种车辆的尺寸都有明确的相关法规规定，再设计过程中一定要注意不能超出相关规定的标准要求。 自卸车的设计就是正确选定合理的参数，将举升机构，液压机构等进行合理的布置，让其能够合理正确的配合，达到任务书中的要求。 厢的设计 卸汽车车厢的结构形式 车厢是装载货物的装置，在自卸车中还多了一个使货物顺利倾斜的功能。生产中常用的三种结构形式有，侧倾 式， 簸箕式 ，后倾式 ；结构如图（ 2 2 2因为自卸车车厢也是完成货物卸出的重要结构 ，而车厢又与驾驶室最为靠近；为了防止在卸货过程中对驾驶室造成冲击，通常会在前栏板上加上一个防护挡板，延伸方向向前。自卸车承担的是微重货物的运输，所以对车厢栏板的强度有一定的要求，实际生活中通过在栏板上布置加强筋来加强车厢的强度。此次设计中自卸车为公路常见的货运车，所以选择后倾式 后倾式车厢在生产运输中比较常见，在各种吨位的自卸车中都有应用。它的主要特 点是利用铰链的连接方式，使后栏板在卸货时自动开启。卸货完成后也可关闭。 图 2 侧顷式及三面倾卸式车厢 图 2箕式车厢 北华航天工业学院毕业论文 4 图 2厢结构图 123、 45 638底盘的选取 设计任务书中要求货车尺寸（长宽高） 200020004000 定载货量 3000最高车速 100km/h,最大爬坡度 30%。 发动机最大功率 80000大扭矩 300000距 2600距前后都是 1400小转向直径 12动轮半径 280减速器传动比 速器一档传动比 根据所给数据，经过查找与比较找到型号为 东风底盘与车厢所给数据较为吻合，根据实际的车底盘数据，再设计过程中将车厢及其他数据进行了调整，调整后的数据如下： 车厢尺寸为 64020004000 ，自卸车的额定载货量为 4755动机额定功率 83号为 4高车速为 90km/h。轮距与轴距均按照底盘参数选定。 车底盘的数据如下： 表 盘技术参数列表 车型 驶室最高点距车架上翼面距离（ 2056 北华航天工业学院毕业论文 5 卸 举升机构的设计 构形式的选择 举升机构根据作用形式可以分为两大类，一种是简单的直推式；即液压油缸直接作用于车厢；这种举升方式虽然安装简单，结构也不复杂，但却具有高效的举升能力。直推机构可以分为油缸中置和油缸前置，前者的油缸支点的位于车厢中部，进行抬升时需要的举升力大，油缸选用双缸双柱式即可，而后者与其相反，油缸通常选择多级式，一般用于重型自卸车。两种不同的直推式结构如 (2直推式在实际的生产应用中有着明前的不足，没有良好的稳定性及使用者的使用时间，所以目前市场上的自卸车很少使用这一结构，本次设计也排除了此结构。 图 2 种不同的直推倾斜机构 前文提到直推式结构的明前缺陷，所以本次设计选择的是连杆式举升机构，该机构结构较之直推式有明显的优势，在自卸车的实际生产成为主流应用。根据上面的分类方式可以分为前置式连杆举升机构和后置式连杆举升机构，结构如图 （ 2。图中的三角汽车底盘长（ 5700 接近离去角 22/25 轴距（ 3400 发动机功率（ 83 车架有效长度（ 4000 车架上平面离地高度（满载）（ 2650 车架外宽（ 2100 底盘整备质量（ 1745 前后轮距 1750/1586 底盘轴荷前轴 /后轴（ 2700/6000 车辆前悬 /车架后悬（ 1180/1020 底盘最大承载质量（ 4265 最高车速（ km/h） 90 厂定最大设计总质量（ 9010 北华航天工业学院毕业论文 6 形连杆具有放大行程的特性，在一定程度上缩短了 油缸行程 ,节省了的空间。并且因为连杆系的横向跨距 可以尽量避免卸货发生不稳定的情况。该种举升机构使用简单的单级单缸就能完成举升任务， 且机构布置灵活。 前置式油缸的举升点作用在车厢前 (2在车厢倾斜最大角度时，液 压缸处于相对稳定的状态。车厢在倾斜卸货期间也会处于一个相对稳定的状态，油缸后置式的作用力集中在车厢后面，对车厢会造成较大的受力压力，对车辆的使用寿命是一个不稳定因素，所以综合各种因素，在实际生产中，最为自卸车的使用者肯定希望车辆具有良好的稳定性及使用寿命，同时最为还希望自卸车能够具有一定的超载能力，所以再设计生产过程中我们应该考虑使自卸车的性价比达到最好。 图 2杆组合式举升机构 (a) 油缸 后置 式； (b) 油缸 前置 式 升平台设计 剪式举升机构应用较为广泛，不仅是在自卸车中，还是其他行业中都有应用。剪式机构在自卸车中比较常用的是一级和二级式剪叉机构。由于二级剪叉举升机构较一级复杂，难度较大，而且由于模型的缺少，对于我的知识能力与创造能力都是巨大的挑战，考虑到在有限的时间呢完成任务，并且得到知识的提升，本次设计选择较为简单一级剪叉式举升机构。简单结构如图 (2示 图 2式举升机构结构简图 位自卸车机构中三种液压缸布置方式的分析比较 北华航天工业学院毕业论文 7 在设计环节中液压缸的布置是其中最为关键的一部分，因为液压缸的布置位置决定了车厢举升倾斜的所需力的大小，以及液压缸的型号的选择，不合理的安装或者是随意安装将会对自卸车产生致命的缺陷，结合上面所选的举升机构及本次毕设的所选的剪式高位自卸车的结构特点，液压缸有三种安装位置。 一种如图 （ 2所示将液压缸一端固定点在支座上，另一端与支撑架 1 相互支撑，这种支撑方式的缺点一目了然，液压缸与底座的角度 1 很小，再启动举升机构时需要更大的动力，在实际生活中如果使用者一旦因为 利益的驱使进行超载的行为，很有可能发生无法自卸的现象，导致自卸车系统的损坏，虽然这种超载导致的汽车损坏应该由使用者自己承担，但是作为汽车的生产制造者，我们应该考虑到劳动者的各种心理，改善汽车结构，然消费者提高对产品的满意度。 第二种（ 2是同样的将液压缸的一端固定在支座上，而应一端的支撑位置位置则为铰支撑轴上，这种支撑方式提高了支座与液压缸之间的角度，但是当自卸车处于不工 作的状态时，液压缸所需空间较大，同样载货量的情况下增加了制作成本。优点也比方 案一明显， 能迅速使车厢升起启动的压力也要比方案一小。方案二虽然有点明显，但是生产成本较高，资源利用率低，无论是从商家还是消费者的角度考虑，这么安装都不是最完美的方案。 最后一种方案就是将支撑点改在支撑轴 2上，固定点不变。结构如图（ 2，它的支撑点则不是选在支撑杆上，而是在支撑架 2的铰支点上焊接一个连杆，支点在这个链杆上，连杆与支座有一定的角度，同时改善了方案二中的制作成本的问题，同时在自卸车处于正常不卸货状态时，液压缸与制作之间也会有一定的角度，使抬升车厢时更加平稳，工作性能更优，使用寿命也更好，具有一定的承担用 户错误操作的能力。所以，本着最优化的原则，在本次设计中，我选择第三种方案作为实施方案。 北华航天工业学院毕业论文 8 图 2案 一 图 2案二 图 2北华航天工业学院毕业论文 9 体方案确定及总体设计 通过上述综述，解决了高位剪式自卸车车架，举升机构和液压油箱安装位置确定这些机构后，我们可以构建一个简易的示意图 （ 2，其结构如下图所示 图 2体机构示意图 北华航天工业学院毕业论文 10 第 3 章 主要部分分析计算 据 分析 经过上述分析自卸车的结构应经确定，下一步就是参数的计算与校验了。对于整车而言，首先要明确汽车的整备质量和载货量，这是汽车设计的核心数据；整备质量就是汽车完成一系列机构的组合安装后的总质量，之中包括汽车运行需要的柴油，润滑油等可以正常行驶在公路上的所有需要的装备质量。由厂家提供的生产信息可知所选的东风745质量为 4265排乘客为三人。 在进行高位剪式自卸车的设计时应该满足厂家提供的轴载要求，在进行举升运动时由于车厢的抬高倾斜，根据物理常识，其整车质心必定发生改变，为了是轴载符合车底盘的要求，高位自卸车的质心相比相同载货量的普通自卸车其质心应该向前移 。 位自卸车的结构简化 剪式举升机构的结构简图（ 3示 北华航天工业学院毕业论文 11 北华航天工业学院毕业论文 12 图 3剪式机构简图 从图中可以直接看出两个剪叉杆分别有一端为固定点，分别为 b、 d 两点。另一端为可移动点，在进行举升时一端 a、 c 两点可以在工作轨道上进行移动。其两点所采用的支撑方式相同，所以设定它们具有相同的摩擦阻力系数 f。两剪叉杆长度相同，为了方便后面的计算，将剪叉杆设为无重杆。铰接处点为两剪叉杆中心，图中 液压缸的作用效果线。 g 是液压缸连接的另一个支点， 是举升机构处于工作状态时剪叉杆与支座的角度。 构受力分析 进行受力分析时，将组成举升机构的各组件看做一个整体。结构如图 （ 3 图 3整体受力分析图 北华航天工业学院毕业论文 13 将 2/G 分解到 a、 b 两端，则有 c .(c o sc o .(c o G P .(c o G P .(.(式中： a 点所受水平方向上的力； a 点所受竖直方向上的力； b 点所受水平方向上的力； b 点所受竖直方向上的力； c 点所受水平方向上的力； c 点所受竖直方向上的力。 为研究对象，如图 3图 3受力分析图 北华航天工业学院毕业论文 14 图 3受力分析图 列平衡方程式，有 当 d 点力矩平衡，即 0 0c o ss i nc o i n2)s i n (c o s2)c o s (s i 1. (当 b 点力矩平衡，即 0 0co ss .(又杆 杆 是 受力平衡 状态 ，即有 0 X 和 0Y 。 当 0 X 时，有 0c o .(0 .(当 0Y 时，有 0c o .(0.(北华航天工业学院毕业论文 15 整理解得： )s c in(s .(【静态时：)s c )c o ss c o s.()c o ss c o s.()co ss in(co ss .()co ss i n(co ss i i n 2.(c o .(s .(式中： T 液压缸的推力； d 点所受水平方向上的力； d 点所受竖直方向上的力； e 点所受水平方向上的力； e 点所受竖直方向上的力。 角与 角的函数关系 角与 角的几何关系见图 3c )s in(ta ll l即)co s ()s ar c t a ll l.(北华航天工业学院毕业论文 16 （ 1）各铰接处点的受力大小与载荷 （ 2） 成正比；当 l 为定值时 ， 它们 又与 P 值成正比 。 而成反比。 ，在 l 值确定时， 这两个力与 P 成反比； （ 3）动态值 的油缸推力 T 比静态值增大了)s )c o ss s P f ,并且与剪叉杆成反比。 （ 4）力 叉臂长度及液压缸安装位置的确定 机构的运动原理如图 3图 3机构的运动原理图 当举升机构不进行工作时，液压缸需要一定的制作长度来保证液压缸的安置在合理的位置。按照设计原理，剪叉杆的长度一般取（ 的下支座长度。即 .(由设计参数可知： a=1800， 50 ， 000 。初选底座长度 500 ，系数为 根据式 (得剪叉臂的长度 200 。 由图 3 .(则 m ax m in 北华航天工业学院毕业论文 17 所以， 5 66 6 0 08 50s in m a xm a x 而 0 初选 20 ， 001 ， 402 , 500 , 01.0f 。 升机构自卸部分设计计算 计算倾斜机构数据时，选择简单易懂的作图法进行设计计算。设计时，在满足载荷要求的同时，还要尽量满足设计合理，合理运动的原则。 油箱前置式连杆机构的用作图法分析时，其示意图如图（ 3示。 图 3构设计示意图 厢与车架 铰支点 O 确定 图中坐标原点的位置为车厢与车架的铰支点，应该为靠近车架大端尾部。 样坐标轴中的 图可知，我规定的是向上为正方向。 厢 未倾斜 时 倾斜 机构与车厢的前铰支点0 未倾斜时，0 算出。 式中： L 油缸的最大行程 。由于还未对液压缸进行计算，所以现根据同载荷量北华航天工业学院毕业论文 18 的自卸车进行初选。 油缸的自由长度为 12000 大有效行程 L=800 车厢的最大举升角 。由于自卸车所运输货物多为松散货物 ， 故 选取00 R 经验系 数。与 L 尺寸 相关 ， 故 R=175。 因此可得： =2800 0标值应该考虑到液压缸下沉深度 ， 已知00板纵梁高为 180实际生产中横坐标的值应该比计算出的小一些，故0为（ 2795,200） 压油缸与副车架铰支点 E 的确定 开始倾斜工作时，液压缸与底座会有一定的角度，以保证工作的顺利进行。因此液压缸支点的纵坐标有最小 值，根据结构选定最小值为 14，其横坐标的值可以根据经验公式 4 0 后代入数字的 434，根据自卸车结构特点， E 点的坐标 最后定 为（ 2425， 斜机构未开启时 三角臂中支点0确定 0为储备空间有限，所以要充分利用可用空间。所以设定该点的纵坐标为 110。车相处平放时，液压缸的长度会略微变大 15证各机构的独立运行。所以0 3595,110） 。由图可知 005 厢放平时拉杆与三角臂铰点 车厢平放时，车厢倾斜角 为零，将 点为原点向 Y 轴正方向旋转五十度，再以00心是 以 1992 为半径 ，坐标原点为圆心 画弧，两弧交于 得到 最后可以看出图上两个三角形相似。最后根据合理的结构要求 ，取 060 节 B 点的 坐标 位置，使 方便计算安装的 整数，050060此确定03700， 杆与副车架铰点 D 及拉杆长度的确定 D 点是 垂直平分线与 的交点，由图中的线段关系以及结构关系 最后确定 D 点坐标为（ 2190,180）。拉杆的长度 1550 北华航天工业学院毕业论文 19 构受力学分析 构受力分析 结构受力分析如图（ 3 图 3由图可知0厢满载时的质心。结合车底盘参数，确定0 1664， 879）。 取车厢是分离部分时； 由力矩平衡方程可知 00 M，即 00 O F 22570 166498000 2570表示坐标原点到 00距离。 取三角架 分离体（图 3 北华航天工业学院毕业论文 20 图 3升机构力学分析图 根据平衡方程 0B A 已知 ，确定 油缸的最大举升力为 ： 4 4 9 32 4 0 6 6 4 5 2 同样的原理可以求出拉杆 因为 0A E D B D A E 1 9 1 31 4 0 1 6 4 4 9 3 式中： 240 0B 到直线 00距离，为 660 162 0A 到直线 距离，为 140 拉杆截面尺寸确定 根据受力分析可知，拉杆 二力杆，且作用力分布均匀，结果导致杆上最大拉北华航天工业学院毕业论文 21 力变为： D 09 5 62 19 1 32 拉初选拉杆材质为 手册可查得 26 /10230 取安全系数 n=2，由公式 拉 ，可知拉杆的最小横截面面积 ： 26 7102 3 0 0 9 5 6 22 。 为了方便生产和提高自卸车的使用性能，将 A 取为 1000 2则实际上的 26 / 0 9 5 6 2 拉实际安全系数 2 8 9 102 3 0 66 杆横截面面积 21000 ，该材料的横截面积可以满足要求。 压系统的计算 卸车液压系统简述 液压系统利用发动机中的油液，经过液压泵和安全阀的作用完成提供压力，完成举升以及倾斜运动。液压泵是指通过压缩油液使压力提高的装置，安全阀的作用就是保证油液的压力在正常合理的范围内。当液压系统完成工作时，液压系统中的油液会回到发动机系统中。所以自卸车的耗油量比一般货车的耗油量高。 本次设计中，由于高位自卸车比普通自卸车的整备质量较大，所以液压系统的工作压力更大，并且由于运载货物多为松散的砂石等货物，更容易造成液压油路的堵塞，所以液压系统的及时清洁也非常重要。自卸车的使用寿命和性能是消费者选择的重要指标；所以不仅要保证系统硬件的完美配合，也要保证其“软件”的使用寿命。在各种油源型中我们经过对高位剪式自卸车工作环境的分析，选择就有良好的环境适应能力与使用寿命的 常常啮合取力器加齿轮油泵型 。 对于液压油路的清洁问题，在实际生产中过滤器就能起到很好的作用。所以在本次设计中选择实际中常用的清洁方案，粗过滤器与精过滤器的组合。粗过滤器安装在油液的入口，液压泵对油液中颗粒的大小要求不高，粗过滤即可完成要求。但是液压系统中北华航天工业学院毕业论文 22 其他元件对油液的过滤要求较高，必须使用精过滤器。例如安全阀，换向器等。 压缸的确定 液压缸的大小确定与系统压力大小有直接的关系。而系统压力根据不同机械类型有不同的取值范围，如表 （ 所示。由于高位剪式自卸车的工作环境与性质，在确定压力大小时应在范围内选择高一点，这样使得自卸车的经济效益会更高，使用性能更稳定。根据表格所规定的取值范围再加上取值原则，将压力大小选定为 16 机械类型 机 床 农业机械小型工程机械建筑机械 液压机大中型挖掘机重型机械 磨床 组合 机床 龙门 刨床 拉床 工作压力 5 28 810 1018 2032 表 部分机械系统工作压力 压缸型号的确定 液压缸的选择不仅要考虑系统压力，还要考虑制作成本与工作空间。根据设计要求及机械设计手册的查询可知，液压缸的选择类型为：直线运动单级活塞杆双作用式液压缸。这种液压缸在工作时，活塞可以双向运动；具有减速制动机制；且减速值始终保持不变。根据车底盘提供的数据并考虑到实际生产中的超载现象，我将车厢举升过程中液压缸的推力 F 120000N。则根据42N，可以计算出液压缸缸径 4 = 200004 =中： L 油缸的最大行程 。 液压缸机械效率，N= d 举升液压缸缸径， 根据以上计算，选择自卸车专用液压缸 80050 其主要参数为：缸径 d=50压杆径为 60 ，油缸行程 L=800 北华航天工业学院毕业论文 23 压泵的参数计算 剪式举升机构，要计算其液压泵的流量，首先要先明确举升到额定高度时需要的时间 t。根据我在网上查到的数据显示，平均举升时间为 20s。 4501 0 0 04 22 升 L 油缸的最大行程 ,最大行程取 1000。 液压泵的额定流量 Q： 举升 举升式中：v 液压系统的容积效率，取 则 举升 举升 初选液压泵的额定转速为 n=2000r/压泵的排量 q 由下式确定： 60 0 3 倾斜部分液压缸的和举升部分液压缸的计算方法相同。 根据网上查到的相关资料，国家对于自卸车倾斜举升所用时间明确规定不得超过 20秒，考虑到运行的安全问题，时间选定为 16 秒；液压缸的工作容积为： 9 6 3 24501 0 0 04 22 举升 液压泵的额定转速选定为 n=2000r/液压泵的额定流量 Q 为： 1619632 举升举升式中：举升t 举升时间 v 液压系统的容积效率， v 则其排量 q 为： 北华航天工业学院毕业论文 24 00 9660 压泵的选择 高位自卸车的举升与倾斜不是同时工作的。所以为了满足举