高位剪式自卸车设计(全套含CAD图纸)
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理工科类本科生毕业设计(论文)开题报告论文(设计)题目高位剪式自卸车设计作者所在系别作者所在专业作者所在班级作 者 姓 名作 者 学 号指导教师姓名指导教师职称完 成 时 间2017年3月说 明1根据学校毕业设计(论文)工作暂行规定,学生必须撰写毕业设计(论文)开题报告。开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2开题报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业教研室论证审查后生效。开题报告不合格者需重做。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是,逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨,语言通顺,外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词,须注出全称。4开题报告中除最后一页外均由学生填写,填写各栏目时可根据内容另加附页。5阅读的主要参考文献应在10篇以上(土建类专业文献篇数可酌减),其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。6参考文献的书写应遵循毕业设计(论文)撰写规范要求。7开题报告应与文献综述、一篇外文译文和外文原文复印件同时提交,文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求,字数在2000字左右。毕业设计(论文)开题报告学生姓名指导教师姓名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:1.设计目标: 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。2.设计要求:系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。3.计算过程完整有序,计算结果正确清晰,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。4.任务完成验收时提供材料:设计说明书一份,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) 4000x2000x2000mm,额定载货质量 3000kg,自身质量1200kg,最高车速100km/h,最大爬坡度30%。发动机功率最大80kw/4000rpm,最大扭矩300Nm/2000rpm,轴距2600mm,轮距前后都是1400mm,最小转向直径12m驱动轮半径280mm,主减速器传动比6.17,变速器一档传动比6.4,其他参数可自定。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11-12月,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 间地点主持人参会教师姓 名职 务(职 称)姓 名职 务(职 称)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 日本科生毕业设计 (论文)外 文 翻 译原 文 标 题HydraulicSystem译 文 标 题液压系统作者所在系别作者所在专业作者所在班级作 者 姓 名作 者 学 号指导教师姓名指导教师职称完 成 时 间2017年3月 译文标题液压系统原文标题HydraulicSystem作 者Frank L.Hale译 名弗兰克.L.赫尔国 籍美国原文出处龙源期刊网http:/www.qikan.com.cn译文: 液压系统一般仅有以下三种基本方法传递动力:电气、机械和液压。大多数应用系统实际上是将三种方法组合起来而得到最有效的最全面的系统。为了合理地确定采取哪种方法,重要的是了解各种方法的显著特征。例如液压系统在长距离上比机械系统更能经济地传递动力。然而液压系统与电气系相比,传递动力的距离较短。液压传动有许多突出的优点,它被广泛的应用,如一般工业用的塑料加工机械,压力机械,机床等;应用机械设备工程机械,建筑机械,农业机械,汽车等;钢铁行业的冶金机械,起重机械,还有轧辊调整装置等;水利工程中的控制闸门装置,河床升降装置,桥梁和其他操作机构;发电厂高速涡轮装置,核电站等;船舶甲板用的起重机械(绞车),船头门,舱壁阀、船尾推进器等;特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等;军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。特殊技术的天线控制装置,测量浮标,升降旋转舞台;军用的火炮操纵装置,船舶减摇装置,飞行器仿真,飞机起落架收放装置和方向舵控制装置和其他设备。液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个液压系统的好坏取决于系统设计的合理性、系统元件性能的优劣,系统的污染防护和处理,而最后一点尤为重要。近年来我国国内液压技术有很大的提高,不再单纯地使用国外的液压技术进行加工。一个完整的液压系统由五个部分组成,即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件(附件)和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能,指液压系统中的油泵,它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能,驱动负载作直线往复运动或回转运动。控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同,液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等;流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等;方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同,液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计等。液压油是液压系统中传递能量的工作介质,有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。液压系统的作用是帮助人类工作,主要通过执行元件将压力转换为旋转或往复运动。液压原理:它由两个不同大小的缸体充满了水或油。充满水的称为“水压机”,充满油的称为“液压机”。两个液缸每个都有一个可动的活塞,如果在小活塞上加点压力,根据帕斯卡定律,小活塞的压力通过液体的压力传递到大活塞,顶端的活塞将前进很长的距离。基本小活塞的横截面积为S1,外加一个小活塞上一个向下的力F1。因此,小活塞对液体的压强P=F1/S1的,可以在所有方向上传输同样大小。通过大活塞的压力也为P。如果大活塞的横截面积为S2,活塞的压强P向上的压力F2=P*S2,横截面积是小活塞的几倍,加给小活塞小的力,活塞会有大的压力,由此用液压机压制胶合板,油,提起重物,锻造炼钢。液压系统成功而又广泛使用的秘密在于它的通用性和易操作性。液压动力传递不会像机械系统那样受到机器几何形体的制约,另外,液压系统不会像电气系统那样受到材料物理性能的制约,它对传递功率几乎没有量的限制。例如,一个电磁体的性能受到钢的磁饱和极限的限制,相反,液压系统的功率仅仅受材料强度的限制。企业为了提高生产率将越来越依靠自动化,这包括远程和直接控制生产操作加工过程和材料处理等。液压动力之所以成为自动化的重要组成部分,是因为它有如下主要的四种优点:1控制方便,精确通过操作一个简单的操纵杆和按钮,液压系统的操作者便能立即起动、停止、加减速和能提供任意功率、位置精度为万分之一英寸的位置控制力。一个使飞机驾驶员升起和落下起落架的液压系统,当飞行员向某方向移动控制阀,压力油流入液压缸的某一腔从而降下起落架。飞行员向相反方向移动控制阀,允许油液进入液压缸的另一腔来收起落架。2增力,一个液压系统没有使用笨重的齿轮、滑轮杠杆就能简单有效地将不到一盎司的力放大产生儿上百吨力的输出。3恒力或恒扭矩,只有液压系统能提供不随速度变化而变化的恒力或恒扭矩,它可以驱动对象从每小时移动几英寸到每分钟几百英寸从每小时几转到每分钟几千转。4简便、安全、经济,总的来说,液压系统比机械或电气系统使用更少的运动部件,因此,它们运行与维护简便。这使得系统结构紧凑,安全可靠。例如一种用于车辆上的新型动力转向控制装置己淘汰其他类型的转向动力装置,该转向部件中包含有人力操纵方向控制阀和分配器。因为转向部件是全液压的,没有万向节、轴承、减速齿轮等机械连接,这使得系统简单紧凑。另外,只需输入很小的扭矩就能产生满足极恶劣工作条件所需的控制力这对操作空间限制而需要小方向盘的场合很重要,这也是减轻操作者疲劳所必需的。液压系统的其他优点包括双向运动、过载保护和无级变速控制,在已有的任何动力系统中液压系统亦具有最大的单位质量功率比。液压系统也有三个弱点:1由于传动介质(液压油)流动的过程中部分位置流速不同,导致液体内部出现摩擦,同时液体与管道内壁也有摩擦,这都是液压油温度升高的原因。温度过高会导致更多的内部和外部的泄漏,减少其机械效率。同时由于较高的温度,液压油会膨胀。导致可压缩增大,使操作不能很好的控制传输。解决方法:高温是液压系统的自身问题,只能最大减轻不能根除。使用质量更好的液压油,液压管的布局尽量避免出现弯曲,使用高品质的管材和管件,液压阀等。2液压系统的震动也是弱点之一。由于液压油在管道中流动的高速冲击和控制阀的打开关闭的过程中的影响是系统振动的原因。强烈震动会导致系统的控制动作错误,也会使系统中一些更复杂精密设备出现错误,从而导致系统故障。解决方案:液压管应该是固定的,以避免急弯。为了避免频繁流动方向的变化,无法避免时应将减震措施应该做到最好。整个液压系统应具有良好的减振措施,同时避免在系统外部振荡器的影响。3液压系统有内泄露和外泄露,内泄漏是指发生在系统中的泄露过程,如液压活塞-缸的泄漏,控制阀滑阀与阀体之间的泄漏,如两侧。内泄漏虽然没有液压油的损失,但是由于泄露,已经确定的控制动作会受到影响,直至系统故障。外泄露是指发生在系统与外部环境之间的泄露。液压油直接泄露到环境中,除了会影响工作环境,没有足够的动力将导致系统故障。液压油泄露到环境中也有火灾的危险。解决方案:使用质量更好的密封件,以提高设备的加工精度。在液压系统及其系统中,密封装置用来防止工作介质的泄漏及外界灰尘和异物的侵入。其中起密封作用的元件,即密封件。外漏会造成工作介质的浪费,污染机器和环境,甚至引起机械操作失灵及设备人身事故。内漏会引起液压系统容积效率急剧下降,达不到所需要的工作压力,甚至不能进行工作。侵入系统中的微小灰尘颗粒,会引起或加剧液压元件摩擦副的磨损,进一步导致泄漏。因此,密封件和密封装置是液压设备的一个重要组成部分。它的工作的可靠性和使用寿命,是衡量液压系统好坏的一个重要指标。除间隙密封外,都是利用密封件,使相邻两个偶合表面间的间隙控制在需要密封的液体能通过的最小间隙以下。在接触式密封中,分为自封式压紧型密封和自封式自紧型密封(即唇形密封)两种。原文:HydraulicSystemThereareonlythreebasicmethodsoftransmittingpower:Electrical,mechanicalandfluidpowerMostapplicationsactuallyuseacombinationofthethreemethodstoobtainthemostefficientoverallsystemToproperlydeterminewhichprinciplemethodtouse。itisimportanttoknowthesalientfeaturesofeachtypeForexample,fluidsystemscalltransmitpowermoreeconomicallyOvergreaterdistancesthanCanmechanicaltypesHowever。fluidsystemsarerestrictedtoshorterdistancesthanareelectricalsystemsHydraulictransmissiontherearemanyoutstandingadvantages,itiswidelyused,suchasgeneralindustrialuseofplasticsprocessingmachinery,thepressureofmachinery,machinetools,etc.;operatingmachineryengineeringmachinery,constructionmachinery,agriculturalmachinery,automobiles,etc.;ironandsteelindustrymetallurgicalmachinery,liftingequipment,suchasrolleradjustmentdevice;civilwaterprojectswithfloodcontrolanddamgatedevices,bedliftsinstallations,bridgesandothermanipulationofinstitutions;speedturbinepowerplantinstallations,nuclearpowerplants,etc.;shipfromthedeckheavymachinery(winch),thebowdoors,bulkheadvalve,sternthruster,etc.;specialantennatechnologygiantwithcontroldevices,measurementbuoys,movementssuchasrotatingstage;military-industrialcontroldevicesusedinartillery,shipanti-rollingdevices,aircraftsimulation,aircraftretractablelandinggearandruddercontroldevicesandotherdevices.Theroleofthehydraulicsystemtoincreasetheforcebychangingthepressure.Ahydraulicsystemisgoodorbaddependsonthesystemdesignisreasonable,themeritsoftheperformancesystemcomponents,system,pollutionpreventionandtreatment,whilethelastpointisparticularlyimportant.Inrecentyears,Chinasdomestichydraulictechnologyhasgreatlyimproved,notsimplyusinghydraulictechnologyfromabroadforprocessing.Acompletehydraulicsystemconsistsoffiveparts,namely,powercomponents,theimplementationofcomponents,controlcomponents,auxiliarycomponents(Annex)andthehydraulicoil.Theroleofdynamiccomponentsistheoriginalmotivationofthemechanicalenergyintofluidpressureenergy,thehydraulicsystemofpumps,whichprovidepowertotheentirehydraulicsystem.Structuresofhydraulicpumpsgenerallyhavegearpumps,vanepumpsandpistonpumps.Implementationofcomponents(suchashydrauliccylindersandhydraulicmotors)istopressuretheliquidcanbeconvertedtomechanicalenergytodrivetheloadforalinearreciprocatingmovementorrotationalmovement.Controlcomponentsinthehydraulicsystemcontrolandregulationoffluidpressure,flowanddirection.Accordingtothedifferentcontrolfunctions,hydraulicvalvescanbedividedintopressurecontrolvalves,flowcontrolvalvesanddirectionalcontrolvalve.Pressurecontrolvalveisdividedintobenefitsflowvalve(safetyvalve),pressurereliefvalve,sequencevalve,pressureswitch,etc.;flowcontrolvalvesincludingthrottle,adjustingvalves,flowdiversionvalveassembly;Directionalcontrolvalveincludesacheckvalve,checkvalve,shuttlevalve,valveandsoon.Underthecontrolofdifferentways,hydraulicvalvescanbedividedintoswitchingcontrolvalves,controlvalvesandthefixedvalueproportionalcontrolvalve.Auxiliarycomponents,includingfueltanks,filters,tubingandpipejoints,seals,quickcouplings,highpressureballvalve,hoseassembly,pressurefittings,pressuregauge,oillevel,oiltemperaturemeterandsoon.Hydraulicsystemofhydraulicoilistheworkoftheenergytransfermedium,avarietyofmineraloil,emulsion,oilhydraulicmoldingHopcategoriesTheroleofthehydraulicsystemistohelphumanitywork.Mainlybytheimplementationofcomponentstorotateorpressureintoareciprocatingmotion.Hydraulicprinciple:Itconsistsoftwocylindersofdifferentsizesandcompositionoffluidinthefluidfullofwateroroil.Wateriscalledhydraulicpress;thesaidoilfilledhydraulicmachine.Eachofthetwoliquidaslidingpiston,iftheincreaseinthesmallpistononthepressureofacertainvalue,accordingtoPascalslaw,smallpistontothepressureofthepressurethroughtheliquidpassedtothelargepiston,pistontopwillgoalongwaytogo.Basedcross-sectionalareaofthesmallpistonisS1,plusasmallpistoninthedownwardpressureontheF1.Thus,asmallpistonontheliquidpressuretoP=F1/SI,Canbethesamesizeinalldirectionstothetransmissionofliquid.BythelargepistonisalsoequivalenttotheinevitablepressureP.Ifthelargepistonisthecross-sectionalareaS2,thepressurePonthepistonintheupwardpressuregeneratedF2=PxS2Cross-sectionalareaisasmallmultipleofthepistoncross-sectionalarea.Fromthetypeknowntoaddinasmallpistonofasmallerforce,thepistonwillbeingreatforce,forwhichthehydraulicmachineusedtosuppressplywood,oil,extractheavyobjects,suchasforgingsteel.ThesecretofhydraulicsystemssuccessandwidespreaduseisitsversatilityandmanageabilityFluidpowerisnothinderedbythegeometryoperationswhenthepotentialdifferencebetweenthetoolandtheworkpieceissufficientlyhigh,atransientsparkdischargesthroughthefluid,removingaverysmallamountofmetalfromtheworkpieceofthemachineasistheeaseinmechanicalsystemsAlsopowercanbetransmittedinalmostlimitlessquantitiesbecausefluidsystemsarenotsolimitedbythephysical1imitationsofmaterialsasaretheelectricalsystemsForexampletheperformanceofanelectromagnetislimitedbyThesaturationlimitofsteelOntheotherhandthepowerlimitoffluidsystemsis1imitedonlybythestrengthcapacityofthematerialIndustryisgoingtodependmoreandmoreonautomationinordertoincreaseproductivity.Thisincludesremoteanddirectcontrolofproductionoperationsmanufacturingprocesses。andmaterialshandlingFluidpoweristhemuscleofautomationbecauseofadvantagesinthefollowingfourmajorcategories1Thepreciseconvenientcontrolbyoperatingasimplejoystickandbuttons,theoperatorsofthehydraulicsystemandcanimmediatelystart,stop,anddecelerationandcanprovideanypower,positionprecisionforoneovertenthousandinchpositioncontrol.Amakethepilotrisesandfallthelandinggearonthehydraulicsystem,whenthepilottoacertaindirectioncontrolvalves,pressureoilintohydrauliccylinderofacavityandcamedownonthelandinggear.Thepilottomoveintheoppositedirectioncontrolvalves,allowtheoilintothehydrauliccylinderofanotherchambertotakebackonthelandinggear.2MultiplicationofforceAfluidpowersystem(withoutusingcumbersomegears,pulleys,andlevers)CanmultiplyforcesSimplyandefficientlyfromafractionofanouncetoseveralhundredtonsofoutput3ConstantforceortorqueOnlyfluidpowersystemsarecapableofprovidingconstantforceortorqueregardlessofspeedchangesThisisaccomplishedwhethertheworkoutputmovesafewinchesperhourseveralhundredinchesperminuteafewrevolutionsperhourorthousandsofrevolutionsperminute4Simplicity,safety,economygeneral,fluidpowersystemsusefewermovingpartsthantofhightemperature,hydraulicoilexpansionwilloccur,resultinginincreasedcompression,sothatactioncannotbeverygoodcontroloftransmission.Solution:heatistheinherentcharacteristicsofthehydraulicsystem,notonlytominimizeeradication.Usegoodqualityhydraulicoil,hydraulicpipingarrangementshouldbeavoidedasfaraspossibletheemergenceofbend,theuseofhigh-qualitypipeandfittings,hydraulicvalves,etc.2Thevibrationofthevibrationofthehydraulicsystemisalsooneofitsmalaise.Asaresultofhydraulicoilinthepipelineflowofhigh-speedimpactandthecontrolvalvetoopentheclosureoftheimpactoftheprocessarethereasonsforthevibrationsystem.Strongvibrationcontrolactionwillcausethesystemtoerror,thesystemwillalsobesomeofthemoresophisticatedequipmenterror,resultinginsystemfailures.Solutions:hydraulicpipeshouldbefixedtoavoidsharpbends.Toavoidfrequentchangesinflowdirection,cannotavoiddampingmeasuresshouldbedoingagoodjob.Theentirehydraulicsystemshouldhavegooddampingmeasures,whileavoidingtheexternallocaloscillatoronthesystem.3Theleakageofthehydraulicsystemleakintoinsideandoutsidetheleakage.Leakagereferstotheprocesswiththeleakoccurredinthesystem,suchashydraulicpiston-cylinderonbothsidesoftheleakage,thecontrolvalvespoolandvalvebody,suchasbetweentheleakage.Althoughnointernalleakageofhydraulicfluidloss,butduetoleakage,thecontroloftheestablishedmovementsmaybeaffecteduntilthecausesystemfailures.Outsidemeanstheoccurrenceofleakageinthesystemandtheleakagebetweentheexternalenvironments.Directleakageofhydraulicoilintotheenvironment,inadditiontothesystemwillaffecttheworkingenvironment,notenoughpressurewillcausethesystemtotriggerafault.Leakageintotheenvironmentofthehydraulicoilwasalsothedangeroffire.Solution:theuseofbetterqualitysealstoimprovethemachiningaccuracyofequipment.Inthehydraulicsystemanditssystem,thesealingdevicetopreventleakageoftheworkofmediawithinandoutsidethedustandtheintrusionofforeignbodies.Sealsplayedtheroleofcomponents,namelyseals.Mediumwillresultinleakageofwaste,pollutionandenvironmentalmachineryandevengiverisetomalfunctioningmachineryandequipmentforpersonalaccident.Leakagewithinthehydraulicsystemwillcauseasharpdropinvolumetricefficiency,amountingtolessthantherequiredpressure,cannotevenwork.Micro-invasivesystemofdustparticlescancauseorexacerbatefrictionhydrauliccomponentwear,andfurtherleadtoleakage.Therefore,sealsandsealingdeviceisanimportanthydraulicequipmentcomponent.Thereliabilityofitsworkandlifeisameasureofthehydraulicsystemanimportantindicatorofgoodorbad.Inadditiontotheclosedspace,aretheuseofseals,sothattwoadjacentcouplingsurfaceofthegapbetweentheneedtocontroltheliquidcanbesealedfollowingthesmallestgap.Inthecontactseal,pressedintoself-seal-styleandself-styledself-tightseal(is,sealedlips)two.指 导 教 师 评 语 外文翻译成绩:指导教师签字: 年 月 日注:1. 指导教师对译文进行评阅时应注意以下几个方面:翻译的外文文献与毕业设计(论文)的主题是否高度相关,并作为外文参考文献列入毕业设计(论文)的参考文献;翻译的外文文献字数是否达到规定数量(3 000字以上);译文语言是否准确、通顺、具有参考价值。2. 外文原文应以附件的方式置于译文之后。9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B0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第1章 绪论1.1课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。1.2自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。1.3 本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。工作环境及技术要求:设计参数:货车尺寸(长宽高)mm,额定载货量3000kg,最高车速100km/h,最大爬坡度30%。发动机最大功率80kw/4000rpm,最大扭矩300Nm/2000rpm,轴距2600mm,轮距前后都是1400mm,最小转向直径12m,驱动轮半径280mm,主减速器传动比6.17,变速器一档传动比6.4,其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2.1总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510。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。2.2 车厢的设计2.2.1 自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(2-1)(2-2)(2-3)。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2-1 侧顷式及三面倾卸式车厢 图2-2 簸箕式车厢图2-3车厢结构图1-车厢总成;2-后栏板;3、4-铰链座;5-车厢铰支座;6-侧栏板;3-防护挡板;8-底板2.2.2 车底盘的选取设计任务书中要求货车尺寸(长宽高)mm,额定载货量3000kg,最高车速100km/h,最大爬坡度30%。发动机最大功率80kw/4000rpm,最大扭矩300Nm/2000rpm,轴距2600mm,轮距前后都是1400mm,最小转向直径12mqu驱动轮半径280mm,主减速器传动比6.17,变速器一档传动比6.4,根据所给数据,经过查找与比较找到型号为EQ3042LJ的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,自卸车的额定载货量为4755kg。发动机额定功率83kw,型号为4DX23-110E4。最高车速为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2.1底盘技术参数列表车型EQ3042LJ驾驶室最高点距车架上翼面距离(mm)2056汽车底盘长(mm)5700接近离去角22/25轴距(mm)3400发动机功率(kw)83车架有效长度(mm)4000车架上平面离地高度(满载)(mm)2650车架外宽(mm)2100底盘整备质量(kg)1745前后轮距1750/1586底盘轴荷前轴/后轴(kg)2700/6000车辆前悬/车架后悬(mm)1180/1020底盘最大承载质量(kg)4265最高车速(km/h)90厂定最大设计总质量(kg)90102.3 自卸举升机构的设计2.3.1 机构形式的选择 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(2-4)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2-4 两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(2-5a)。图中的三角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(2-5b),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2-5 连杆组合式举升机构(a) 油缸后置式;(b) 油缸前置式2.4举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(2-6)所示 图2-6 剪式举升机构结构简图2.5 高位自卸车机构中三种液压缸布置方式的分析比较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(2-7)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(2-8)则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(2-9),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。图2-7 方案一图2-8 方案二图2-9方案三2.6 总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(2-10),其结构如下图所示图2-10 总体机构示意图第3章 主要部分分析计算3.1 数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EQ3042GLJ车架的整备质量为1745kg,总质量为4265kgkg。前排乘客为三人。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。3.1.1高位自卸车的结构简化剪式举升机构的结构简图(3-1)所示 图3-1 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fg为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。3.1.2机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(3-2) 图3-2 整体受力分析图 将分解到a、b两端,则有 .(3.1) .(3.2) .(3.3) .(3.4) .(3.5)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。2.分别以aed及ceb杆为研究对象,如图3-2和图3-3所示图3-2 aed杆受力分析图 图3-3 ceb杆受力分析图 列平衡方程式,有 当d点力矩平衡,即时,则 . (3.6) 当b点力矩平衡,即时,则 .(3.7) 又杆aed及杆ceb的是受力平衡状态,即有和。 当时,有 .(3.8) .(3.9) 当时,有 .(3.10) .(3.11) 整理解得: .(3.12) 【静态时:】 .(3.13) .(3.14) .(3.15) .(3.16) .(3.17).(3.18) 式中: 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。3.确定角与角的函数关系 角与角的几何关系见图3-1 即.(3.19)4. 受力分析结论(1)各铰接处点的受力大小与载荷G成正比例;(2)、值与成正比;当为定值时,它们又与值成正比。而、则与成反比。,在值确定时,这两个力与P成反比;(3)动态值的油缸推力比静态值增大了,并且与剪叉杆成反比。(4)力和成正比。3.2 剪叉臂长度及液压缸安装位置的确定1.剪叉臂的长度确定机构的运动原理如图3-4所示图3-4 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(0.80.9)倍的下支座长度。即 .(3.20) 由设计参数可知:a=1800,。初选底座长度,系数为0.8,则根据式(3.20)可得剪叉臂的长度。2.液压缸安装位置的确定由图3-4可知 .(3.21) 则 所以,即 而 初选 ,,。 3.3举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(3-5)所示。图3-5 机构设计示意图3.3.1 车厢与车架铰支点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。X轴平行于车架并指向车驾驶室方向。这样坐标轴中的Y轴便确定了方向,由图可知,我规定的是向上为正方向。3.3.2 车厢未倾斜时倾斜机构与车厢的前铰支点的确定。未倾斜时,的坐标点位置按照公式算出。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的自卸车进行初选。油缸的自由长度为mm,最大有效行程L=800mm;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R经验系数。与L尺寸相关,故R=175。因此可得:=2800点的垂直坐标值应该考虑到液压缸下沉深度,已知距车厢底板的距离为80mm,底板纵梁高为180mm 。实际生产中横坐标的值应该比计算出的小一些,故坐标定为(2795,200) 3.3.3液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求得,最后代入数字的2434,根据自卸车结构特点,E点的坐标最后定为(2425,-14)。3.3.4倾斜机构未开启时三角臂中支点坐标和大小的确定是液压缸的上支点,因为储备空间有限,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15mm,保证各机构的独立运行。所以点的坐标为(3595,110)。由图可知AC=805mm。 3.3.5车厢放平时拉杆与三角臂铰点B0的确定车厢平放时,车厢倾斜角为零,将O以O点为原点向Y轴正方向旋转五十度,再以为半径画圆,圆心是A。以1992为半径,坐标原点为圆心画弧,两弧交于C点,得到EC和AC,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CB=260mm,调节B点的坐标位置,使AB、BC为方便计算安装的整数,AB=950mm,BC=260mm,由此确定的坐标为(3700,-136)。 3.3.6拉杆与副车架铰点D及拉杆长度的确定D点是的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mm。 3.4机构受力学分析 3.4.1机构受力分析结构受力分析如图(3-6)图3-6举升机构力学分析图由图可知为车厢平放时,车厢满载时的质心。结合车底盘参数,确定点的坐标为(1664,879)。取车厢是分离部分时; 由力矩平衡方程可知,即代入数据得:,表示坐标原点到的距离。取三角架ABC为分离体(图3-7)图3-7 举升机构力学分析图根据平衡方程可以得到。已知,确定油缸的最大举升力为: 同样的原理可以求出拉杆的最大拉力。因为 即得拉杆最大拉力式中:为到直线的距离,为240mm为到直线的距离,为660mm为到直线的距离,为162mm为到直线的距离,为140mm 3.4.2拉杆截面尺寸确定根据受力分析可知,拉杆BD是二力杆,且作用力分布均匀,结果导致杆上最大拉力变为:初选拉杆材质为Q235,从手册可查得取安全系数n=2,由公式,可知拉杆的最小横截面面积: 。为了方便生产和提高自卸车的使用性能,将A取为1000则实际上的实际安全系数所以拉杆横截面面积,该材料的横截面积可以满足要求。3.5液压系统的计算3.5.1自卸车液压系统简述 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。3.5.2液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(3.1)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16Mpa。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MPa0.80.2352881010182032 表3.1 部分机械系统工作压力3.5.3液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120000N。则根据,可以计算出液压缸缸径=48.8602512mm式中:L油缸的最大行程。液压缸机械效率,=0.8;d举升液压缸缸径,根据以上计算,选择自卸车专用液压缸,其主要参数为:缸径d=50mm,油压杆径为,油缸行程L=800mm。3.5.4液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。 L油缸的最大行程,最大行程取1000。液压泵的额定流量Q:式中:液压系统的容积效率,取0.8;则初选液压泵的额定转速为n=2000r/min液压泵的排量q由下式确定: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:液压泵的额定转速选定为n=2000r/min,则液压泵的额定流量Q为:式中:举升时间液压系统的容积效率,则其排量q为:3.5.5液压泵的选择高位自卸车的举升与倾斜不是同时工作的。所以为了满足举升和倾斜的全部要求,我们按照计算出的最大流量为标准选择。而在实际选择中液压泵的额定压力比选择标准大0.250.6倍。经过文献资料查找,选定CBG2063型齿轮泵,其参数如下表(3.2)型号排量压 力转 速液压的总率额定最高额定最高CBG206363162020002500于0.82表(3.2)CBG2063型齿轮泵参数3.5.6管道尺寸的确定管道中常用的材料有铜质,钢制,胶制等。作为自卸车运输管道,自卸车管道承担的是运输高压油液的任务,而胶管由于是塑料制品,没有较大的承担压力的能力,钢管和铜管的性能相差无几,能够承担高温高压,但是性价比的话钢管更合适。管道内径计算公式如下: 式中 :Q通过管道内的流量L/minv管道内允许流速 m/s,管道流速取值范围见下表(3.3)允许流速推荐值油液流经的管道推荐流速 m/s液压泵吸油管道0.52,一般取1以下液压系统压油管道2.56,压力高,管道粘度小取大值液压系统回油管道1.53 表3.3 允许流速推荐值取=0.8m/s,=4m/s, =2m/s.则根据得出以下数值: =52mm,=23.3mm,=32.9mm。自卸车管道内径的大小是有相关确定数值,根据计算得到的数值选择相应的对应管道内经。最终得到以下数据:=50mm,=25mm, =32mm。对应管子壁厚分别为5mm,3mm,4mm。3.5.7 油箱容积确定油箱容积应该满足同时满足排油和充油的要求,既不能溢出,也不能油位低于最低油位。经查证,油箱设计时应该满足经验公式 。不同系统中的取值如表(3.4)所示。式中:液压泵每分钟排出压力油的容积 经验系数,按下表取 =4系统类型行走机械低压系统中压系统锻压系统冶金机械12245761210表3.4不同系统经验系数的取值则=3.6 液压系统原理图自卸车整车系统的液压系统是由各种液压器件和控制回路组成的。在组件液压系统油路时,应避免重复机构,减少生产制作成本。各组件连接方式也要采用合理的方式,避免因不合理联锁关系造成的系统损失。因为自卸车用于实际的各种生产中,所以其组件及工作系统应该具有良好的效率;注意节能。同时为了方便维修和护理,在液压油路中我们通常会加一些压力表,温度计等。实际生产中,为了提高自卸车在运输过程和维修的迅速与方便,通常会备用关键组件。自卸车举升装置工作完成,开始回复到原始状态时有两种液压驱动方式。即液压缸加压回落和利用活塞杆重力和顶端外力式液压缸回落。在综合考虑节能减排,方便维修的实际生产中,选择利用活塞杆回落的方法。在自卸车工作时,举升机构和倾斜机构不能同时工作。在进行绘制时,对于标准件应该使用正确的组件结构图,所以其液压原理图(3-8)如下: 图3-8液压系统原理图1 三位四通手动换向阀 2 自卸部分举升液压缸 3分流集流阀 4 举升液压缸 5 直动型溢流阀 6 单向定量液压泵 7过滤器 8油箱 9单向阀分流分流集流阀的作用是构成同步回路,使两个油缸的精度得到同样的提高。三维斯通换向阀的使用可以液压油缸迅速脱离工作状态。溢流阀的作用是使自卸车在超载状态下,车厢仍然能够正常工作,保证液压系统的工作压力,使系统不会发生崩溃。根据所画液压系统图,其工作过程为:油箱中的油液经取力器和液压泵的抽取,从过滤器经过,而后进入节流阀,单向阀,三位四通换向阀进入液压缸的无杆腔。自卸车举升时,则需要启动右边的换向阀(将阀位打向左边),液压系统中只有右边是通路,油液就会进入举升部分的液压缸中。举升完成后将阀位打向中位,油液将保留在液压缸中,使车厢保持在相应的高度上。举升完成后,对左边的三位四通换向阀进行上述相同的起始操作,车厢既可以开始工作,完成工作后,将换向阀的阀位打向右边,系统中的油液会回流回油箱,车厢就会因为重力下降复位。3.7强度校核在校核强度时,应该找到机构运行时,受力较大的组件或一些主要组件进行校核。在剪式举升机构中,重要并且受力较大的机构为剪叉杆,对液压缸起支撑作用的横梁以及销轴。所以进行校核时对其进行校核即可。3.7.1 剪叉臂的强度校核 由之前(3-9)进行的受力分析可知,与液压缸相连剪叉杆2的受力强度大于剪叉杆1,那么只要校核剪叉杆2的强度即可。剪叉杆2的受力分析如图(3-9)。并且之前受力分析结论可知,和推力成反比,所以最大推力在机构处于最低位置时,剪叉杆的受力最大,此时强度最大计算此时的强度即可。为了方便计算将杆上的力进行分析.(7.1).(7.2) .(7.3).(7.4).(7.5).(7.6).(7.7).(7.8)图3-9 剪叉杆1的受力图各个力的分解示意图弯矩图轴力图剪叉杆2的g处是与液压缸一端连接的支点,为了方便计算,我们将其看做推力作用在剪叉杆上是均匀分布的载荷q。根据图(3-10),k点为最大弯矩点,但是e处的载荷也需要校核。且已知数据有,。剪叉杆2的横截面宽和高分别为,e处的铰连接内径为,e和k点的横截面如图所以根据力学公式可知:e点处的抗弯截面系数为k点处的抗弯截面系数为 图3-10 剪叉杆2的e、k两点处的截面图由上述计算可知,当时,此两点的弯矩是最大的。可知:,则可以计算出:又因为剪叉杆的选材是Q235,根据文献查的,此材料的理论校核强度为:=225MPa,经过对比,所选材料的载荷强度是安全的。3.7.2 液压缸底架固定横梁的强度校核液压缸底座横梁的受力分析如下图(3-11),相关数据已经在图中标出。,分别为推力在X,Y轴上的分力,且,。由销轴的强度校核可知,当举升机构处于最低位置时,推力T最大,。根据式(3.19)和式(3.12)可知,。图3-11 液压缸与底架连接的横梁图3-12 液压缸与底架连接的横梁截面图计算出沿X轴,Y轴上的分力。然后将他们进行平移,平移到原点。(1) 对于X轴方向,其受力如图3-13所示图3-13 横梁X轴方向的受力图因为梁的抗弯截面系数,所以(2)对于Y轴方向,液压缸固定横梁受力如图3-14图3-14 横梁Y轴方向的受力图梁的抗弯截面系数,则(3)当将X轴上的分力平移到坐标轴原点后,会产生一个扭矩,扭矩大小为:,。则该扭矩产生的剪切力为:根据第四理论强度可知:经过计算:根据参考文献,Q235的取安全系数为2,则,所以是安全的。3.8轴的强度校核由轴的工作环境可知,剪叉杆的g点和d点拥有最大的受力,即校核是选择这两点即可。3.8.1 内剪叉臂固定端销轴的强度校核经过受力分析,销轴只收切应力,并且由上面的计算分析可知,当整个机构处于最低位置时,剪切力最大,根据式(7.7),可知剪叉杆固定点所受的力。销轴横截面积为: 其中销轴的直径为,导油孔直径为。销轴受力在之前我们已经很清楚了,根据参考文献,收到双剪切力时,许用应力为: 经查销轴所用材料的许用应力为:选定安全系数为2,所以强度校核成功。3.8.2 液压缸缸体尾部销轴的强度校核销轴受力图如图(3-15)参照上节的分析过程可知,销轴横截面积为: 图3-15 尾部销轴的受力图参照3.7.2节,有 销轴所用材料35钢的许用应力,安全系数为2,则: ,所以设计的要求得到满足。3.8.3 液压缸活塞杆头部支撑轴的强度校核头部支撑轴的受力图如图(3-16)所示。综合上述几节的综合信息,可以得出该轴的实际弯为:图3-16 头部支承轴的受力图曲强度为:轴的材料是经过热处理的Q235钢,根据文献查的,轴材料的许用应力所以强度校核合格。40总结这次设计首先通过对目前自卸车的市场进行调查分析,结合指导老师所给数据与目前市场产品数据进行对比,将课题数据进行了合理的调整。调整合理后,选择适当的车底盘。并结合专业所学知识对剪式高位自卸车进行了分析与设计。因为自卸车在目前市场中处于技术相对稳定的情况,所以对于举升机构,倾斜机构,以及其他基础零件我选择的是进行比较选择。而我本次设计的重点不是结构设计,而是数据的计算分析。在选择合理的机构后,根据所学的机械原理与理论力学的知识,进行了分析与校核。最后,根据所有的数据进行了图纸的绘制。参考文献1. 须雷.现代升降机的特征和发展趋向J.起重运输机械,1997(10):372. 须雷.升降机的现代设计方法J.起重运输机械,1996(8):383. 杨黎明.机械零件设计手册.北京:国防工业出版社,19964. 王昆等.机械设计(机械设计基础)课程设计.高等教育出版社,20065. 徐灏.机械设计手册.北京:机械工业出版社,1995.126. 张占宽.双剪叉液压升降台动态受力分析J.林业机械与木工设备,1997,25(7): 16-187. 刘鸿文.材料力学,第4版.北京:高等教育出版社,20068. 谢立生.剪式液压升降台相关参数的确定J.工程机械,2008.11(39):46-499. 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YeZhonghe,Lan Zhaohui.Mechanisms and Machine Theory.Higher Education Press,2001.738致 谢 短短的四年时光匆匆结束,四年时光让我成长了,让我在考虑问题时更具有理性。四年前的情景仿佛就在昨天。在这四年中我遇到了无数的良师益友,我非常感谢学校给了我一个良好的学习和生活的环境,让我在四年中安心茁壮的成长,感谢老师在这四年中的辛勤付出让我可以领悟到学习的快乐,同时也要感谢同学,与他们的朝夕相处中学习了与人相处的方法,感谢四年来这个学校给我的一切。在大四的最后几个月,我迎来了恶魔之月,毕业设计的开展,让我开始了痛苦和迷茫的,理论知识的理解时光并不能应用到实际的设计中让我开始了对自己怀疑,起初的设计过程并不顺利,无论是在课题理解还是在查找资料上,在我苦无头绪的时候,是我的指导老师刘志强老师带我走出了迷茫的沼泽。刘老师作为指导老师尽职尽责,不辞辛苦,无论我们提出怎样的问题都会为我们做出最合理的解答,正是因为刘老师的指导我才能顺利完成毕业设计。毕设的过程虽然痛苦,但是毕设结束之后使我更进一步的成长了,如果四年的大学生活让我在知识范围上有所成长,那毕设的完成则使我在能力与抗压能力上更进一步的成长,让我更有信心面对毕业之后的工作与生活。最后再一次感谢学校与老师在这四年中给我知识与温暖,我将永远以华航为荣,牢记作为华航学子的使命。42北华航天工业学院本科毕业设计(论文)成绩单姓 名班 级学 号入学时间系 别机械工程系专 业机械设计制造及其自动化指 导教 师职 称设计(论文)起止时间设计(论文)题目指导教师评语成绩1指导教师签名:年 月 日评阅验收小组评语成绩2评阅人签名:年 月 日答辩小组评语成绩3答辩小组负责人签名:年 月 日综合评定成绩系答辩委员会主任签字: 年 月 日注:综合评定成绩=成绩1*0.4+成绩2*0.2+成绩3*0.4
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