高位剪式自卸車設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

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任務(wù)書 (理工類 ) 學(xué)生姓名： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 完成時間： 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )題目： 剪式高位自卸汽車設(shè)計 題目來源 教師科研課 題 縱向課題（ ） 題目類型 理論研究（ ） 注：請直接在所屬項目括號內(nèi)打“ √” 橫向課題（ ） 應(yīng)用研究（ ） 教師自擬課題（ √ ） 應(yīng)用設(shè)計（ √ ） 學(xué)生自擬課題（ ） 其 他（ ） 總體設(shè)計要求及技術(shù)要點： 設(shè)計 剪式 高位自卸汽車，使車廂可以舉升一定高度，傾斜一定角度，完成貨物卸出。 工作環(huán)境及技術(shù)條件： 設(shè)計參數(shù)： 貨車尺寸（長寬高） 4000定載貨質(zhì)量 3000身質(zhì)量 1200高車速 100km/h，最大爬坡度 30%。 發(fā)動機功率最大 80000大扭矩 300000距 2600距前后都是 1400小轉(zhuǎn)向直徑 12m 驅(qū)動輪半徑 280減速器傳動比 速器一檔傳動比 他參數(shù)可自定。 數(shù)據(jù)如果有沖突，可以適當(dāng)自己調(diào)整 工作內(nèi)容及最終成果： 根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計要求，完整地設(shè)計出裝配圖一套、零件圖若干，設(shè)計出的產(chǎn)品能應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。 統(tǒng)地說明設(shè)計過程中問題的解決（確定傳動和結(jié)構(gòu)方案及零件材料的選擇）及全部計算。計算內(nèi)容應(yīng)包括有關(guān)計算簡圖，如主要參數(shù)的選擇及設(shè)計與校核、傳動方案簡圖、相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)簡圖、零件的受力分析圖、彎矩和扭矩圖等。 算結(jié)果正確清晰，文字說明簡明通順。計算過程只需列出已知條件、計 算公式，將有關(guān)數(shù)據(jù)代入公式，省略計算過程，直接寫出計算結(jié)果。將計算結(jié)果整理后，寫入右邊欄內(nèi)，并注明此結(jié)果是否“合用”或“安全”等結(jié)論。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 計說明書一份，總裝配圖 2張、零件圖若干。 時間進(jìn)度安排： 指導(dǎo)教師簽字： 2017 年 月 日 教研室主任意見： 教研室主任簽字： 2017 年 月 日 開題報告 學(xué)生姓名 專 業(yè) 班 級 指導(dǎo)教師 姓名 職 稱 工作單位 課題來源 指導(dǎo)老師 課題性質(zhì) 實際應(yīng)用 課題名稱 自卸汽車液壓系統(tǒng)設(shè)計 本設(shè)計的科學(xué)依據(jù) （科學(xué)意義和應(yīng)用前景，國內(nèi) 外 研 究 概況，目前技術(shù)現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢等） 自卸車的發(fā)動機、底盤及駕駛室的構(gòu)造和一般載重汽車相同。自卸車的車廂分后向傾翻和側(cè)向傾翻兩種，通過操縱系統(tǒng)控制活塞桿運動，后向傾翻較普遍，推動活塞桿使車廂傾翻，少數(shù)雙向傾翻。高壓油經(jīng)分配閥、油管進(jìn)入舉升液壓缸，車廂前端有駕駛室安全防護(hù)板。發(fā)動機通過變速器、取力裝置驅(qū)動液壓泵，車廂液壓傾翻機構(gòu)由油箱、液壓泵、分 配閥、舉升液壓缸、控制閥和油管等組成。發(fā)動機通過變速器、取力裝置驅(qū)動液壓泵，高壓油經(jīng)分配閥、油管進(jìn)入舉升液壓缸，推動活塞桿使車廂傾翻。以后向傾翻較普遍，通過操縱系統(tǒng)控制活塞桿運動，可使車廂停止在任何需要的傾斜位置上。車廂利用自身重力和液壓控制復(fù)位。目前，國內(nèi)自卸車市場趨于穩(wěn)定，國內(nèi)自卸車技術(shù)水平有待提高。但是未來幾年內(nèi)隨著內(nèi)需進(jìn)一步的擴大，自卸車的需求還會進(jìn)一步提高。 設(shè)計內(nèi)容和預(yù)期成果 （具體設(shè)計內(nèi)容和重點解決的技術(shù)問題、預(yù)期成果和提供的形式） 工作內(nèi)容及最終成果： 根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計要求，完 整地設(shè)計出裝配圖一套、零件圖若干，設(shè)計出的產(chǎn)品能應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。 統(tǒng)地說明設(shè)計過程中問題的解決（確定傳動和結(jié)構(gòu)方案及零件材料的選擇）及全部計算。計算內(nèi)容應(yīng)包括有關(guān)計算簡圖，如主要參數(shù)的選擇及設(shè)計與校核、傳動方案簡圖、相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)簡圖、零件的受力分析圖、彎矩和扭矩圖等。 算結(jié)果正確清晰，文字說明簡明通順。計算過程只需列出已知條件、計算公式，將有關(guān)數(shù)據(jù)代入公式，省略計算過程，直接寫出計算結(jié)果。將計算結(jié)果整理后，寫入右邊欄內(nèi)，并注明此結(jié)果是否“合用”或“安全”等結(jié)論。 計說明書一份，總裝配圖 2張、零件圖若干。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 擬采取設(shè)計方法和技術(shù)支持 （設(shè)計方案、技術(shù)要求、實驗 方 法 和 步驟、可能遇到的問題和解決辦法等） 設(shè)計參數(shù)： 貨車尺寸（長寬高） 4000定載貨質(zhì)量 3000身質(zhì)量 1200高車速 100km/h，最大爬坡度 30%。 發(fā)動機功率最大 80000大扭矩 300000距2600距前后都是 1400小轉(zhuǎn)向直徑 1280減速器傳動比 速器一檔傳動比 他參數(shù)可自定。 數(shù)據(jù)如果有沖突，可以適當(dāng)自己調(diào)整 實現(xiàn)本項目預(yù)期目標(biāo)和已具備的條件 （包括過去學(xué)習(xí)、研究工作基礎(chǔ)，現(xiàn)有主要儀器設(shè)備、設(shè)計環(huán)境及協(xié)作條件等） 設(shè)計杠桿式高位自卸汽車，使車廂可以舉升一定高度，傾斜一定角度，完成貨物卸出。 已具備的條件： 熟練掌握繪圖軟件，本科課程內(nèi)學(xué)習(xí)了液壓，汽車及發(fā)動機的理論知識 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進(jìn)度 (以周為單位 ) 1. 2016 年 11閱資料，完成開題報告、文獻(xiàn)綜述、外文文獻(xiàn)翻譯。 2. 2017 年 3月，開題報告審閱。 3. 2017 年 4月，基本結(jié)構(gòu)分析。 4. 2017 年 5月，總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制工程圖。 5. 2017 年 6月，整理最后資料，完成畢業(yè)設(shè)計論文，準(zhǔn)備答辯。 開 題 報 告 審 定 紀(jì) 要 時 間 地點 主持人 參 會 教 師 姓 名 職 務(wù)（職 稱） 姓 名 職 務(wù)（職 稱） 論 證 情 況 摘 要 記錄人： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 指 導(dǎo) 教 師 意 見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教 研 室 意 見 教研室主任簽名： 年 月 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 摘 要 隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)變革與基建工程的大力開展，自卸車等商用車市場發(fā)展?jié)摿υ絹碓骄薮?。但是隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展減緩，短時間內(nèi)自卸車的銷量會有所下滑或保持平穩(wěn)但是較之國外自卸車的發(fā)展，國內(nèi)自卸車發(fā)展還是較為落后。 本文的研究對象即為自卸車中的剪式高位自卸車的舉升機構(gòu)和液壓系統(tǒng)，首先文中就自卸車經(jīng)行了簡單 的說明，然后根據(jù)比較分析確定了剪式舉升機構(gòu)的參數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)要計算出相關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行了驗證。當(dāng)然對于自卸車基礎(chǔ)系統(tǒng) 關(guān)鍵字： 自卸汽車 ，液壓系統(tǒng)，剪叉式 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 of as is of a of is of of to to of 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 目 錄 摘 要 ...................................................................................................................................... ................................................................................................................................. 1 章 緒論 .............................................................................................................................. 1 題研究的目的 ......................................................................................................... 1 卸車概述 ................................................................................................................. 1 課題的研究內(nèi)容 .................................................................................................... 1 第 2 章 課題總體設(shè)計 .............................................................................................................. 2 體布置原則 .............................................................................................................. 2 廂的設(shè)計 ................................................................................................................. 3 卸汽車車廂的結(jié)構(gòu)形式 ............................................................................ 3 底盤的選取 ................................................................................................ 4 卸舉升機構(gòu)的設(shè)計 ................................................................................................ 5 構(gòu)形式的選擇 .................................................................................................... 5 體方案確定及總體設(shè)計 ................................................................................................ 9 第 3 章 主要部分分析計算 .................................................................................................... 10 據(jù)分析 .................................................................................................................. 10 位自卸車的結(jié)構(gòu)簡化 ............................................................................... 10 構(gòu)受力分析 ................................................................................................. 12 叉臂長度及液壓缸安裝 位置的確定 ................................................................... 16 升機構(gòu)自卸部分設(shè)計計算 ................................................................................... 17 廂與車架鉸支點 O 確定 .......................................................................... 17 廂未傾斜時傾斜機構(gòu)與車廂的前鉸支點0 ......................... 17 壓油缸與副車架鉸支點 E 的確定 ........................................................... 18 斜機構(gòu)未開啟時三角臂中支點0確定 ................. 18 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 廂放 平時拉桿與三角臂鉸點 的確定 .................................. 18 桿與副車架鉸點 D 及拉桿長度的確定 ................................................... 18 構(gòu)受力學(xué)分析 ....................................................................................................... 19 構(gòu)受力分析 ............................................................................................... 19 桿截面尺寸確定 ....................................................................................... 20 道尺寸的確定 ........................................................................................... 24 箱容積確定 .............................................................................................. 25 壓系統(tǒng)原理圖 ...................................................................................................... 25 度校核 ................................................................................................................... 27 叉臂的強度校核 ...................................................................................... 27 液壓缸底架固定橫梁的強度校核 ............................................................ 30 的強度校核 ............................................................................................................ 32 剪叉臂固定端銷軸的強度校核 ................................................................ 32 壓缸缸體尾部銷軸的強度校核 ................................................................ 33 壓缸活塞桿頭部支撐軸的強度校核 ........................................................ 33 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 37 致 謝 .................................................................................................................................... 38 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 1 第 1 章 緒論 題研究的目的 隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，國內(nèi)基建進(jìn)一步發(fā)展，自卸車等商用車市場份額也進(jìn)一步提高，自卸車的優(yōu)點顯而易見，自動卸貨，省時省力；并且隨著科技的發(fā)展其性能也在進(jìn)一步提高，在各行業(yè)都在追求高效，迅速的今天，自卸車因其功能并將成為行業(yè)中的翹楚。 自卸車作為一種多功能貨車?yán)玫氖桥e升機構(gòu)和液壓系統(tǒng)完成其特定的卸貨功能，舉升機構(gòu)在自卸車 的發(fā)展演變也越來越安全可靠，它通過外力的作用（液壓缸）實現(xiàn)四桿聯(lián)動，使車廂抬高傾斜，完成貨物的傾斜。 中國自改革開放以來，不斷地利用外資發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)，近些年來更是注重科技上的交流與超越。各種科技行業(yè)都在加快步伐。汽車行業(yè)也在一直努力追趕差距，雖然國內(nèi)的汽車行業(yè)有了進(jìn)一步的發(fā)展，但是較之國外在技術(shù)與材料應(yīng)用研發(fā)上還是有很大的差距，中國汽車行業(yè)對國外同行業(yè)的依賴度仍然很大，唯有打破國外的科技限制，中國的汽車行業(yè)才能真正獨立的成長起來，成為真正的領(lǐng)導(dǎo)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。 卸車概述 自卸車是商用車中的常 見貨車。簡單理解其結(jié)構(gòu)就是在一般貨車的基礎(chǔ)上加上舉升，傾斜和液壓動力系統(tǒng)；讓其完成自動卸載貨物的工作。由于自卸車的優(yōu)越性能，其應(yīng)用范圍多為建筑貨運，農(nóng)林等大型運輸工程。本次畢設(shè)研究的內(nèi)容是高位剪式自卸車；在分類上我就將自卸車分為高位和普通自卸車。高位自卸車進(jìn)行卸貨時利用舉升機構(gòu)使車廂上抬一個高度，在進(jìn)行傾斜卸貨。普通自卸車沒有舉升機構(gòu)，直接利用液壓系統(tǒng)，將車廂直接傾斜。在自卸車市場發(fā)展至今，高位自卸車的優(yōu)勢越來越明顯。減少了貨物卸載過程中的殘留問題，讓自卸車在寫完貨物之后更好的撤離現(xiàn)場。普通自卸車雖然較之高 位自卸車有一定的局限性。但是對于一些個體商戶來說，仍然是一個不錯的選擇。目前中國還處在一個發(fā)展不均橫的時期，無論是高位自卸車，還是普通自卸車都有其不同的市場定位。但未來經(jīng)過市場經(jīng)濟(jì)變革，科技的發(fā)展還有中國國內(nèi)建設(shè)的穩(wěn)定，自卸車的發(fā)展改良都是不可言說的。在全行業(yè)都追求機械化，高效化的現(xiàn)在及未來，自卸車具有良好的先天優(yōu)勢。其研究發(fā)展肯定會在汽車行業(yè)留下特有的色彩。 課題的研究內(nèi)容 設(shè)計剪式自卸車，使車廂可以舉升一定的高度，完成貨物卸出。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 2 工作環(huán)境及技術(shù)要求： 設(shè)計參數(shù)： 貨車尺寸（長寬高） 200020004000 ?? 定載貨量 3000高車速 100km/h,最大爬坡度 30%。 發(fā)動機最大功率 80000大扭矩 300000距 2600距前后都是1400小轉(zhuǎn)向直徑 12m，驅(qū)動輪半徑 280減速器傳動比 速器一檔傳動比 他參數(shù)自定 數(shù)據(jù)如有沖突，可以自己適當(dāng)調(diào)整。 第 2 章 課題總體設(shè)計 體布置原則 進(jìn)行設(shè)計時應(yīng)遵循以下幾個原則 汽車底盤個總成位置應(yīng)盡量避免變動，因為一些部件的變動不僅會 增加生產(chǎn)成本還會影響到自卸車的整車性能。如果為了滿足一些特殊性能要求，可以使適當(dāng)做些調(diào)整， 如果不需要實現(xiàn)特定的要求和性能，應(yīng)不改變汽車底盤中各總成的位置，因為各車型的地盤都參數(shù)都是經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)計算的，既符合生產(chǎn)者的利益也符合消費者的利益。草率的變動最終影響到的是汽車的使用性能。即使最終還是要滿足特定的使用要求，也要考慮綜合因素對其作出調(diào)整。 裝載質(zhì)量、軸載質(zhì)量分配等參數(shù)的估算和校核 任何機械設(shè)備在進(jìn)行設(shè)計時都要滿足一些基本的主要的參數(shù)要求，自卸車也是這樣，在進(jìn)行設(shè)計時應(yīng)盡量滿足車底盤生廠商規(guī)定的參數(shù) 要求，這些參數(shù)是不能擅自更改的，因為這些規(guī)定的參數(shù)直接影響著自卸車的整車性能和制造成本。 避免系統(tǒng)布置不合理對車架形再設(shè)計計算時，應(yīng)該合理的分散車廂及其他裝置對車架形成的載荷，避免集中載荷，成集中載荷。 載荷過于集中，將導(dǎo)致自卸車車架的受力不均勻，縮短自卸車使用壽命。在設(shè)計布置方案時如果出現(xiàn)集中載荷應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)慕鉀Q措施，如改變車架材料等。 減少汽車的裝置質(zhì)量，提高裝載質(zhì)量 因為自卸車的性能要求，其工作裝置較之其他車輛較多，這就使得自卸車的整備質(zhì)北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 3 量與同類底盤的普通貨車要大。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，一般自卸車 要 比其他同載貨量的普通貨車增加耗材 5％～ 10％。因汽車底盤的承載質(zhì)量是有線的，我們應(yīng)該進(jìn)行最大化的合理應(yīng)用。所以選材時應(yīng)盡量選擇能滿足要求的輕質(zhì)材料。提高自卸車載貨量。 應(yīng)符合有關(guān)法規(guī)的要求 各種車輛的尺寸都有明確的相關(guān)法規(guī)規(guī)定，再設(shè)計過程中一定要注意不能超出相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求。 自卸車的設(shè)計就是正確選定合理的參數(shù)，將舉升機構(gòu)，液壓機構(gòu)等進(jìn)行合理的布置，讓其能夠合理正確的配合，達(dá)到任務(wù)書中的要求。 廂的設(shè)計 卸汽車車廂的結(jié)構(gòu)形式 車廂是裝載貨物的裝置，在自卸車中還多了一個使貨物順利 傾斜的功能。生產(chǎn)中常用的三種結(jié)構(gòu)形式有，側(cè)傾式，簸箕式，后傾式 ；結(jié)構(gòu)如圖（ 2 2 2因為自卸車車廂也是完成貨物卸出的重要結(jié)構(gòu)，而車廂又與駕駛室最為靠近；為了防止在卸貨過程中對駕駛室造成沖擊，通常會在前欄板上加上一個防護(hù)擋板，延伸方向向前。自卸車承擔(dān)的是微重貨物的運輸，所以對車廂欄板的強度有一定的要求，實際生活中通過在欄板上布置加強筋來加強車廂的強度。此次設(shè)計中自卸車為公路常見的貨運車，所以選擇后傾式后傾式車廂在生產(chǎn)運輸中比較常見，在各種噸位的自卸車中都有應(yīng)用。它的主要特 點是利用鉸鏈的連 接方式，使后欄板在卸貨時自動開啟。卸貨完成后也可關(guān)閉。 圖 2 側(cè)頃式及三面傾卸式車廂 圖 2箕式車廂 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 4 圖 2廂結(jié)構(gòu)圖 123、 45 638底盤的選取 設(shè)計任務(wù)書中要求貨車尺寸（長寬高） 200020004000 ?? 定載貨量 3000最高車速 100km/h,最大爬坡度 30%。 發(fā)動 機最大功率 80000大扭矩 300000距 2600距前后都是 1400小轉(zhuǎn)向直徑 12動輪半徑 280減速器傳動比 速器一檔傳動比 根據(jù)所給數(shù)據(jù)，經(jīng)過查找與比較找到型號為 東風(fēng)底盤與車廂所給數(shù)據(jù)較為吻合，根據(jù)實際的車底盤數(shù)據(jù)，再設(shè)計過程中將車廂及其他數(shù)據(jù)進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后的數(shù)據(jù)如下： 車廂尺寸為 64020004000 ?? ，自卸車的額定載貨量為 4755動機額定功率 83號為 4高車速為 90km/h。輪距與軸距均按照底盤參數(shù)選定。 車底盤的數(shù)據(jù)如下： 表 盤技術(shù)參數(shù)列表 車型 駛室最高點距車架上翼面距離（ 2056 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 5 卸舉升機構(gòu)的設(shè)計 構(gòu)形式的選擇 舉升機構(gòu)根據(jù)作用形式可以分為兩大類，一種是簡單的直推式；即液壓油缸直接作用于車廂；這種舉升方式雖然安裝簡單，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，但卻具有高效的舉升能力。直推機構(gòu)可以分為油缸中置和油缸前置，前者的油缸支點的位于車廂中部，進(jìn)行抬升時需要的舉升力大，油缸選用雙缸雙柱式即可，而后者與其相反，油 缸通常選擇多級式，一般用于重型自卸車。兩種不同的直推式結(jié)構(gòu)如 (2直推式在實際的生產(chǎn)應(yīng)用中有著明前的不足，沒有良好的穩(wěn)定性及使用者的使用時間，所以目前市場上的自卸車很少使用這一結(jié)構(gòu)，本次設(shè)計也排除了此結(jié)構(gòu)。 圖 2種不同的直推傾斜機構(gòu) 前文提到直推式結(jié)構(gòu)的明前缺陷，所以本次設(shè)計選擇的是連桿式舉升機構(gòu)，該機構(gòu)結(jié)構(gòu)較之直推式有明顯的優(yōu)勢，在自卸車的實際生產(chǎn)成為主流應(yīng)用。根據(jù)上面的分類方式可以分為前置式連桿舉升機構(gòu)和后置式連桿舉升機構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖（ 2圖中的三角汽車底盤長（ 5700 接近離去角 22/25 軸距（ 3400 發(fā)動機功率（ 83 車架有效長度（ 4000 車架上平面離地高度（滿載）（ 2650 車架外寬（ 2100 底盤整備質(zhì)量（ 1745 前后輪距 1750/1586 底盤軸荷前軸/后軸（ 2700/6000 車輛前懸/車架后懸（ 1180/1020 底盤最大承載質(zhì)量（ 4265 最高車速（km/h） 90 廠定最大設(shè)計總質(zhì)量（ 9010 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 6 形連桿具有放大行程的特性，在 一定程度上縮短了 油缸行程 ,節(jié)省了的空間。并且因為連桿系的橫向跨距可以盡量避免卸貨發(fā)生不穩(wěn)定的情況。該種舉升機構(gòu)使用簡單的單級單缸就能完成舉升任務(wù)，且機構(gòu)布置靈活。 前置式油缸的舉升點作用在車廂前 (2在車廂傾斜最大角度時，液壓缸處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。車廂在傾斜卸貨期間也會處于一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，油缸后置式的作用力集中在車廂后面，對車廂會造成較大的受力壓力，對車輛的使用壽命是一個不穩(wěn)定因素，所以綜合各種因素，在實際生產(chǎn)中，最為自卸車的使用者肯定希望車輛具有良好的穩(wěn)定性及使用壽命，同時最為還希望自卸車能夠 具有一定的超載能力，所以再設(shè)計生產(chǎn)過程中我們應(yīng)該考慮使自卸車的性價比達(dá)到最好。 圖 2桿組合式舉升機構(gòu) (a) 油缸后置式； (b) 油缸前置式 升平臺設(shè)計 剪式舉升機構(gòu)應(yīng)用較為廣泛，不僅是在自卸車中，還是其他行業(yè)中都有應(yīng)用。剪式機構(gòu)在自卸車中比較常用的是一級和二級式剪叉機構(gòu)。由于二級剪叉舉升機構(gòu)較一級復(fù)雜，難度較大，而且由于模型的缺少，對于我的知識能力與創(chuàng)造能力都是巨大的挑戰(zhàn)，考慮到在有限的時間呢完成任務(wù)，并且得到知識的提升，本次設(shè)計選擇較為簡單一級剪叉式舉升機構(gòu)。簡單結(jié)構(gòu)如圖 (2 示 圖 2式舉升機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖 位自卸車機構(gòu)中三種液壓缸布置方式的分析比較 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 7 在設(shè)計環(huán)節(jié)中液壓缸的布置是其中最為關(guān)鍵的一部分，因為液壓缸的布置位置決定了車廂舉升傾斜的所需力的大小，以及液壓缸的型號的選擇，不合理的安裝或者是隨意安裝將會對自卸車產(chǎn)生致命的缺陷，結(jié)合上面所選的舉升機構(gòu)及本次畢設(shè)的所選的剪式高位自卸車的結(jié)構(gòu)特點，液壓缸有三種安裝位置。 一種如圖（ 2示將液壓缸一端固定點在支座上，另一端與支撐架 1 相互支撐，這種支撐方式的缺點一 目了然，液壓缸與底座的角度 1? 很小，再啟動舉升機構(gòu)時需要更大的動力，在實際生活中如果使用者一旦因為利益的驅(qū)使進(jìn)行超載的行為，很有可能發(fā)生無法自卸的現(xiàn)象，導(dǎo)致自卸車系統(tǒng)的損壞，雖然這種超載導(dǎo)致的汽車損壞應(yīng)該由使用者自己承擔(dān)，但是作為汽車的生產(chǎn)制造者，我們應(yīng)該考慮到勞動者的各種心理，改善汽車結(jié)構(gòu)，然消費者提高對產(chǎn)品的滿意度。 第二種（ 2是同樣的將液壓缸的一端固定在支座上，而應(yīng)一端的支撐位置位置則為鉸支撐軸上，這種支撐方式提高了支座與液壓缸之間的角度，但是當(dāng) 自卸車處于不工 作的狀態(tài)時，液壓缸所需空間較大，同樣載貨量的情況下增加了制作成本。優(yōu)點也比方 案一明顯， 能迅速使車廂升起啟動的壓力也要比方案一小。方案二雖然有點明顯，但是生產(chǎn)成本較高，資源利用率低，無論是從商家還是消費者的角度考慮，這么安裝都不是最完美的方案。 最后一種方案就是將支撐點改在支撐軸 2上，固定點不變。結(jié)構(gòu)如圖（ 2它的支撐點則不是選在支撐桿上，而是在支撐架 2的鉸支點上焊接一個連桿，支點在這個鏈桿上，連桿與支座有一定的角度，同時改善了方案二中的制作成本的問題，同時在自卸車處于正常不卸貨 狀態(tài)時，液壓缸與制作之間也會有一定的角度，使抬升車廂時更加平穩(wěn)，工作性能更優(yōu)，使用壽命也更好，具有一定的承擔(dān)用戶錯誤操作的能力。所以，本著最優(yōu)化的原則，在本次設(shè)計中，我選擇第三種方案作為實施方案。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 8 圖 2案一 圖 2案二 圖 2北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 9 體方案確定及總體設(shè)計 通過上述綜述，解決了高位剪式自卸車車架，舉升機構(gòu)和液壓油箱安裝位置確定這些機構(gòu)后，我們可以構(gòu)建一個簡易的示意圖（ 2其結(jié)構(gòu)如下圖所示 圖 2體機構(gòu)示意圖 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 10 第 3 章 主要部分分 析計算 據(jù)分析 經(jīng)過上述分析自卸車的結(jié)構(gòu)應(yīng)經(jīng)確定，下一步就是參數(shù)的計算與校驗了。對于整車而言，首先要明確汽車的整備質(zhì)量和載貨量，這是汽車設(shè)計的核心數(shù)據(jù)；整備質(zhì)量就是汽車完成一系列機構(gòu)的組合安裝后的總質(zhì)量，之中包括汽車運行需要的柴油，潤滑油等可以正常行駛在公路上的所有需要的裝備質(zhì)量。由廠家提供的生產(chǎn)信息可知所選的東風(fēng)745質(zhì)量為 4265排乘客為三人。 在進(jìn)行高位剪式自卸車的設(shè)計時應(yīng)該滿足廠家提供的軸載要求，在進(jìn)行舉升運動時由于車廂的抬高傾斜，根 據(jù)物理常識，其整車質(zhì)心必定發(fā)生改變，為了是軸載符合車底盤的要求，高位自卸車的質(zhì)心相比相同載貨量的普通自卸車其質(zhì)心應(yīng)該向前移 。 位自卸車的結(jié)構(gòu)簡化 剪式舉升機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖（ 3示 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 11 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 12 圖 3剪式機構(gòu)簡圖 從圖中可以直接看出兩個剪叉桿分別有一端為固定點，分別為 b、 d 兩點。另一端為可移動點，在進(jìn)行舉升時一端 a、 c 兩點可以在工作軌道上進(jìn)行移動。其兩點所采用的支撐方式相同，所以設(shè)定它們具有相同的摩 擦阻力系數(shù) f。兩剪叉桿長度相同，為了方便后面的計算，將剪叉桿設(shè)為無重桿。鉸接處點為兩剪叉桿中心，圖中 液壓缸的作用效果線。 g 是液壓缸連接的另一個支點， α是舉升機構(gòu)處于工作狀態(tài)時剪叉桿與支座的角度。 構(gòu)受力分析 進(jìn)行受力分析時，將組成舉升機構(gòu)的各組件看做一個整體。結(jié)構(gòu)如圖（ 3 圖 3整體受力分析圖 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 13 將 2/G 分解到 a、 b 兩端，則有 ?c ?..........................................(??c o sc o ??.......................................(?c o G P ?......................................(?c o G P ?........................................(?..............................................(式中： a 點所受水平方向上的力； a 點所受豎直方向上的力； b 點所受水平方向上的力； b 點所受豎直方向上的力； c 點所受水平方向上的力； c 點所受豎直方向上的力。 為研究對象，如圖 3圖 3受力分析圖 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 14 圖 3受力分析圖 列平衡方程式，有 當(dāng) d 點力矩平衡，即 0?? 0c o ss i nc o i n2)s i n (c o s2)c o s (s i 1????????????????????????.......... (當(dāng) b 點力矩平衡，即 0?? 0co ss ??????????.........................(又桿 桿 是受力平衡狀態(tài)，即有 0? ?X 和 ? ?0Y 。 當(dāng) 0? ?X 時，有 0c o ???? ..................................(0??? ..........................................(當(dāng) ? ?0Y 時，有 0c o ???? ................................(0???........................................(北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 15 整理解得： )s c in(s ?????????? ..........................(【靜態(tài)時：)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 — 液壓缸的推力； d 點所受水平方向上的力； d 點所受豎直方向上的力； e 點所受水平方向上的力； e 點所受豎直方向上的力。 角與 ? 角的函數(shù)關(guān)系 ? 角與 ? 角的幾何關(guān)系見圖 3c )s in(ta ? ??? ?? ?? ll l即)co s ()s ar c t a ? ??? ?? ?? ll l.......................................(北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 16 （ 1）各鉸接處點的受力大小與載荷 （ 2）成正比；當(dāng) l 為定值時，它們又與 P 值成正比。而成反比。 ，在 l 值確定時，這兩個力與 P 成反比； （ 3）動態(tài)值的油缸推力 T 比靜態(tài)值增大了)s )c o ss s ???? ? ??? P f ,并且與剪叉桿成反比。 （ 4）力 叉臂長度及液壓缸安 裝位置的確定 機構(gòu)的運動原理如圖 3圖 3機構(gòu)的運動原理圖 當(dāng)舉升機構(gòu)不進(jìn)行工作時，液壓缸需要一定的制作長度來保證液壓缸的安置在合理的位置。按照設(shè)計原理，剪叉桿的長度一般?。?的下支座長度。即 .............................(由設(shè)計參數(shù)可知： a=1800， 50? ， 000? 。初選底座長度 500? ，系數(shù)為 根據(jù)式 (得剪叉臂的長度 200? 。 由圖 3 ? ...............................(則 m ax m in 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 17 所以， 5 66 6 0 08 50s in m a xm a x ??? ??而 0? 初選 ?20?? ， 001 ? ， 402 ? , 500? , 01.0?f 。 升機構(gòu)自卸部分設(shè)計計算 計算傾斜機構(gòu)數(shù)據(jù)時，選擇簡單易懂的作圖法進(jìn)行設(shè)計計算。設(shè)計時，在滿足載荷要求的同時，還要盡量滿足設(shè)計合理，合理運動的原則。 油箱前置式連桿機構(gòu)的用作圖法分析時，其示意圖如圖（ 3示。 圖 3構(gòu)設(shè)計示意圖 廂與車架鉸支點 O 確定 圖中坐標(biāo)原點的位置為車廂與車架的鉸支點，應(yīng)該為靠近車架大端尾部。 樣坐標(biāo)軸中的 圖可知，我規(guī)定的是向上為正方向。 廂未傾斜時傾斜機構(gòu)與車廂的前鉸支點 錯誤 !未找到引用源。的確定。 未傾斜時，0? 算出。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 18 式中： L—— 油缸的最大行程 。由于還未對液壓缸進(jìn)行計算，所以現(xiàn)根據(jù)同載荷量的自卸車進(jìn)行初選。 油缸的自由長度為 錯誤 !未找到引用源。 大有效行程L=800 錯誤 !未找到引用源。 —— 車廂 的最大舉升角 。由于自卸車所運輸貨物多為松散貨物 ， 故 選取 00??R—— 經(jīng)驗系 數(shù)。與 L 尺寸 相關(guān) ， 故 R=175。 因此可得：? =2800 錯誤 !未找到引用源。 0未找到引用源。 點的垂直 坐標(biāo)值應(yīng)該考慮到液壓缸下沉深度 ， 已知0未找到引用源。 距車廂底板的距離為 80板縱梁高為 180實際生產(chǎn)中 橫坐標(biāo)的值應(yīng)該比計算出的小一些，故0為（ 2795,200） 壓油缸與副車架鉸支點 E 的確定 開始傾斜工作時，液壓缸與底座會有一定的角度，以保證工作的順利進(jìn)行。因此液壓缸支點的縱坐標(biāo)有最小值，根據(jù)結(jié)構(gòu)選定最小值為 — 14，其橫坐標(biāo)的值可以根據(jù)經(jīng)驗公式 4 0 ??? 后代入數(shù)字的 ?434，根據(jù)自卸車結(jié)構(gòu)特點， E 點的坐標(biāo) 最后定 為（ 2425， 斜機構(gòu)未開啟時三角臂中支點 錯誤 !未找到引用源。 坐標(biāo)和00確定 0為儲備空間有限，所以要充分利用可用空間。所以設(shè)定該點的縱坐標(biāo)為 110。車相處平放時，液壓缸的長度會略微變大 15證各機構(gòu)的獨立運行。所以0 3595,110） 。由圖可知 005 廂放平時拉桿與三角臂鉸點 的確定 車廂平放時，車廂傾斜角 ? 為零，將 點為原點向 Y 軸正方向旋轉(zhuǎn)五十度，再以00心是 以 1992 為半徑 ，坐標(biāo)原點為圓心 畫弧，兩弧交于 得到 ˊ最后可以看出圖上兩個三角形相似。最后根據(jù)合理的結(jié)構(gòu)要求 ，取 誤 !未找到引用源。 =260 節(jié) B 點的 坐標(biāo) 位置，使 方便計算安裝的 整數(shù)， 誤 !未找到引用源。 =950誤 !未找到引用源。 =260此確定 錯誤 !未找到引用源。 的坐標(biāo)為（ 3700， 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 19 桿與副車架鉸點 D 及拉桿長度的確定 D 點是 '垂直平分線與 的交點，由圖中的線段關(guān)系以及結(jié)構(gòu)關(guān)系 最后確定 D 點坐標(biāo)為（ 2190,180）。拉桿的長度 錯誤 !未找到引用源。 構(gòu)受力學(xué)分析 構(gòu)受力分析 結(jié)構(gòu)受力分析如圖（ 3 圖 3由圖可知0廂滿載時的質(zhì)心。結(jié)合車底盤參數(shù)，確定0 1664， 879）。 取車廂是分離部分時； 由力矩平衡方程可知 00 ??未找到引用源。 ，即 錯誤 !未找到引用源。00 ???? O F 代入數(shù)據(jù)得： 錯誤 !未找到引用源。 22570 166498000 ????? 2570?表示坐標(biāo)原點到 00距離。 取三角架 分離體 （圖 3 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 20 圖 3升機構(gòu)力學(xué)分析圖 根據(jù)平衡方程 0??????B A 已知 ，確定 油缸的最大舉升力為 ： 4 4 9 32 4 0 6 6 4 5 2 ?????同樣的原理可以求出拉桿錯誤 !未找到引用源。 因為 0??未找到引用源。 即 錯誤 !未找到引用源。0???? A E 得拉桿 錯誤 !未找到引用源。誤 !未找到引用源。 1 9 1 31 4 0 1 6 4 4 9 3 ?????式中： 錯誤 !未找到引用源。誤 !未找到引用源。 到直線 錯誤 !未找到引用源。 的距離，為 240誤 !未找到引用源。 為 錯誤 !未找到引用源。 0B 到直線 錯誤 !未找到引用源。的距離，為 660華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 21 未找到引用源。 為 錯誤 !未找到引用源。 到直線 錯誤 !未找到引用源。 的距離， 為 162誤 !未找到引用源。 為 0A 到直線 錯誤 !未找到引用源。 的距離，為 140 拉桿截面尺寸確定 根據(jù)受力分析可知，拉桿 二力桿，且作用力分布均勻，結(jié)果導(dǎo)致桿上最大拉力變?yōu)椋?D 09 5 62 19 1 32 ???拉初選拉桿材質(zhì)