基于Solidworks的運輸車舉升機構(gòu)設(shè)計

1、第24頁 共24 頁基于Solidworks的運輸車的舉升機構(gòu)設(shè)計基于Solidworks的運輸車的舉升機構(gòu)設(shè)計作者：xxx 指導(dǎo)老師：xxxxxxx大學(xué)工學(xué)院 11機制x班 合肥230036下載須知：本文檔是獨立自主完成的畢業(yè)設(shè)計，只可用于學(xué)習(xí)交流，不可用于商業(yè)活動。另外：有需要電子檔的同學(xué)可以加我2353118036，我保留著畢設(shè)的全套資料，旨在互相幫助，共同進步，建設(shè)社會主義和諧社會。摘要： 隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國專用汽車市場進入了快速成長期。作為專用汽車中一個分支的自卸汽車，陸續(xù)出現(xiàn)了多種多樣的型式，其中最常見的是后傾式自卸運輸車。本文首先對自卸運輸車進行了簡單的介紹，接著按照自

2、卸運輸車舉升機構(gòu)的設(shè)計過程，完成了對舉升機構(gòu)的選型、機構(gòu)的受力分析和計算，最后，通過Solidworks軟件對自卸運輸車及其舉升機構(gòu)進行了三維動畫的展示。關(guān)鍵詞:專用汽車，自卸汽車，舉升機構(gòu)，三維動畫1 緒論1.1 課題的提出自卸運輸車又成翻斗車，它是利用自身動力驅(qū)動液壓舉升機構(gòu)，使運輸車車廂具有自動傾卸貨物的能力和回復(fù)到原位功能的一種專用功能的自卸運輸車。自卸運輸車運輸?shù)呢浳镉校荷?、石、土、垃圾、建材、糧食、肥料和農(nóng)產(chǎn)品等散裝貨物。它的分類方式如下：1. 按用途方式：用于公路運輸?shù)钠胀ㄗ孕哆\輸車；非公路運輸?shù)闹匦妥孕哆\輸車，主要常見于礦區(qū)裝卸作業(yè)與大中型土建工程。2. 按載重總質(zhì)量級別分類：

3、輕型自卸運輸車（1.8-6t）；中型自卸運輸車（6-14t）；重型自卸運輸車（14t）。3. 按傳動類型分類：機械傳動、液壓機械傳動和電力傳動。4. 按卸載貨物方式分類：后傾式、側(cè)傾卸式、三面卸式、貨廂升高后傾式等多種形式。5. 按傾卸機構(gòu)方式分類：前置直推式、后置直推式、液壓缸前推連桿式、液壓缸后推連桿式。6. 按車廂結(jié)構(gòu)分類：一面開啟式、三面開啟式和無后欄板式。自卸運輸車在工程建筑中，常與挖掘機、裝載機、帶式輸送機等聯(lián)合作業(yè)，構(gòu)成裝運、傾卸生產(chǎn)線，進行土方、沙石、松散物料等的裝載運輸。并且因為自卸運輸車車廂能自動傾斜一定角度進行貨物的傾卸，這樣大大節(jié)省了傾卸貨物的時間和勞動力，縮短運輸周期

4、、提高生產(chǎn)效率、降低運輸成本。目前，由于自卸運輸車技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，自卸運輸車已成為當(dāng)今貨物運輸?shù)闹饕囕v之一。傾卸裝置是自卸運輸車的主要結(jié)構(gòu)部分。其主要組成部門如下二類底盤 傾卸桿系機構(gòu) 傾卸機構(gòu) 車廂 副車架 管路系統(tǒng) 普通自卸運輸車 液壓系統(tǒng) 油缸 油泵、控制閥等 傾卸裝置 傾卸動力（取力）系統(tǒng) 安全撐桿 傾卸機構(gòu)附件 限位裝置 開合機構(gòu)在中型自卸運輸車的設(shè)計中，液壓舉升機構(gòu)和運輸車車廂的設(shè)計一直處于重要地位。這是由于液壓舉升機構(gòu)是自卸運輸車的重要工作系統(tǒng)，其設(shè)計方案的優(yōu)劣直接影響著運輸車的多個性能指標(biāo)，因此提高液壓舉升機構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量和效率具有很重要的意義。本課題選用的自卸運輸車的車

5、型是江淮HFC3049KZ，該自卸運輸車使用可靠性高，能適應(yīng)多地形的運輸、卸載任務(wù)，同時，該自卸運輸車價格適中，在自卸運輸車的銷售市場上占據(jù)了很大比例。1.2 課題來源及研究意義當(dāng)今汽車工業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)是買方市場的形成和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的日益加快。汽車產(chǎn)品開發(fā)的一個主要手段就是變型設(shè)計，即以現(xiàn)有產(chǎn)品為基礎(chǔ)，保持其基本結(jié)構(gòu)和功能不變，對其局部結(jié)構(gòu)、尺寸或配置進行一定范圍內(nèi)的變動和調(diào)整，以此快速形成適應(yīng)市場需求的新產(chǎn)品。自卸汽車是以發(fā)動機為動力，經(jīng)過變速器的取力機構(gòu)和液壓傾卸裝置，進行車廂自動傾卸，從而實現(xiàn)自動卸貨的一種車輛。因其短途卸載方便，動力性、機動性均較好，與裝載機，帶式輸送機，吊車等其

6、它吊裝機具配合使生產(chǎn)效率明顯提高，被廣泛應(yīng)用于建設(shè)工地、礦山、港口、碼頭等，用來搬運巖石，廢土，煤，沙子等物資。江淮HFC3049KZ自卸運輸車是一種專用汽車，技術(shù)要求適中，社會需求量高。過去很長一段時間，國內(nèi)卸汽車生產(chǎn)廠家主要靠引進國外車型，通過仿制和部分改造開發(fā)自己的新車型。隨著設(shè)計水平和生產(chǎn)能力逐漸提高，部分自卸汽車生產(chǎn)廠家開始與高校等科研機構(gòu)合作，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的自卸汽車。本課題在滿足設(shè)計要求下，對江淮HFC3049KZ自卸運輸車的舉升機構(gòu)進行合理的選擇和設(shè)計，并為進一步研究整車的計算機輔助設(shè)計提供經(jīng)驗，進而提高自卸汽車產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率。同時，也希望能為推廣虛擬樣機等先進

7、Solidworks技術(shù)的應(yīng)用，以及為提高我國專用汽車的設(shè)計水平進行一些有益的探索。1.3 研究內(nèi)容專用汽車與普通汽車的區(qū)別主要是改裝了具有專用功能的上裝部分，能完成某些特殊的運輸和作業(yè)功能。因此在設(shè)計上，除了要滿足基本型汽車的功能外，還要滿足專用功能的要求，這就形成了其自身特點，概括如下：1. 專用汽車設(shè)計多選用定型的基本上汽車底盤進行改裝設(shè)計這首先需要了解國內(nèi)外汽車產(chǎn)品，特別是自卸運輸車產(chǎn)品的生產(chǎn)情況、底盤規(guī)格、供貨渠道、銷售價格和相關(guān)資料等。然后根據(jù)所設(shè)計的專用汽車的功能和性能指標(biāo)要求，在功率匹配、動力輸出、傳動方式、外形尺寸、軸載質(zhì)量等方面進行比較，選擇出一種最符合要求的基本底盤作為改

8、裝所需的底盤。2. 專用汽車設(shè)計的主要工作是總體布置和專用工作裝置匹配設(shè)計時既要保證其專用功能符合其功能指標(biāo)，也要考慮汽車底盤的基本性能不受影響。在特殊要求下，可以適當(dāng)改變汽車底盤基本性能，以滿足其專用功能的需要。3. 針對專用汽車品種多、批量少的生產(chǎn)持點4. 對專用汽車自制件的設(shè)計，應(yīng)遵循單件或小批量的生產(chǎn)持點工的可能性5. 對專用汽車工作裝置中的某些核心部件和總成6. 在普通汽車底盤上改裝的專用汽車，底盤受載情況可能與原設(shè)計不同，因此要對一些重要的總成結(jié)構(gòu)件進行強度校核7. 專用汽車設(shè)計應(yīng)滿足有關(guān)機動車輛公路交通安全法規(guī)的要求8. 某些專用汽車可能會在很惡劣的環(huán)境下工作，其使用條件復(fù)雜，要

9、了解和掌握國家及行業(yè)相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，使專用汽車有良好的適應(yīng)性，工作可靠，是要設(shè)安全性裝置綜上所述，專用汽車的設(shè)計有其自身的特點和要求，既要滿足汽車設(shè)計的一般要求。同時又要獲得好的專用性能。這就要求汽車和專用工作裝置合理匹配，構(gòu)成一個協(xié)調(diào)的整體，使汽車的基本性能和專用功能都得到充分發(fā)揮。2 整車參數(shù)的確定及校核2.1 二類底盤的選擇及校核目前，改裝專用汽車選用的底盤主要是二類和三類底盤，也有為某些專用汽車單獨設(shè)計的專用底盤。汽車底盤的選擇或設(shè)計專用汽車的底盤主要依據(jù)是：專用汽車的類型、用途、裝載質(zhì)量、使用條件、性能指標(biāo)、專用設(shè)備或裝置的外形尺寸等來決定。在專用汽車底盤或總成選型方面，一般應(yīng)滿足

10、下列要求：1. 適用性對貨運汽車的總成選型應(yīng)保證貨運要求，保證貨運的安全性能；對乘用汽車的總成選型應(yīng)適應(yīng)乘客的要求，保證乘坐安全舒適；對各類專用汽車的總成選型應(yīng)滿足各類專用汽車的專用要求，并依此為主要目標(biāo)進行改裝選型。2. 可靠性對車輛的總成選型的各總成工作應(yīng)可靠，保證出現(xiàn)故障幾率小，零部件的強度和壽命要有足夠的保證，且同一車型各總成零件的壽命應(yīng)基本一致，趨于平衡。3. 先進性所選用的底盤和總成。應(yīng)保證整車在動力性、經(jīng)濟性、制動性、操作穩(wěn)定性、行駛平穩(wěn)性和通過性等基本性能指標(biāo)處于同類車型的先進水平，并且在專用性能上滿足國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。4. 方便性所選用的各總成要便于安裝、檢查、包養(yǎng)和維修

11、。除此之外，所選用的各總成還需要考慮價格因素。綜上所述，本文改裝的自卸運輸車選用HFC3049KZ底盤。2.2 整車尺寸參數(shù)的確定江淮HFC3049KZ自卸運輸車是選擇HFC3049KZ型底盤，利用該車發(fā)動機動力驅(qū)動液壓舉升機構(gòu)取力器-傳動軸-液壓泵-舉升油缸，將車廂舉升到一定角度進行卸貨，然后利用車廂自重使其復(fù)位的專用型自卸運輸車。該車最大裝載質(zhì)量為4.3t，是適用于公路運輸?shù)闹行妥孕哆\輸車。傾卸機構(gòu)采用油缸前推式舉升機構(gòu)。該車主要構(gòu)成部件為：車廂、副梁、液壓舉升機構(gòu)、液壓系統(tǒng)等，其主要參數(shù)見下表：江淮HFC3049KZ整車參數(shù)項目單位參數(shù)外形尺寸mm6500*2460*2600最大裝載質(zhì)量

12、mkg4300整備質(zhì)量mkg5255軸距mm3950輪距（前/后）mm1810/1800前懸Lmm1065后懸Lmm1485接近角度34離去角度33貨廂尺寸mm3100*2250*750傾斜時間（舉升/下降）s15/13最大舉升角度50總質(zhì)量kg9750最高車速km/h852.3 總體布局設(shè)計專用車的總體布局要滿足車輛自身的質(zhì)量及其自身的專用功能。江淮HFC3049KZ型自卸運輸車的總體布局要求滿足國家要求及標(biāo)準(zhǔn)，且各部件間滿足配合要求，尤其是車廂及舉升機構(gòu)的布局讓該車使用方便，美觀。3 液壓舉升機構(gòu)的設(shè)計3.1 液壓舉升機構(gòu)應(yīng)滿足的要求對于液壓舉升機構(gòu)的設(shè)計，考慮到工作環(huán)境、工作性質(zhì)以及工作

13、內(nèi)容等的要求，在其設(shè)計過程中，應(yīng)滿足下述要求：1. 較強的免維護性2. 良好的動力性舉升機構(gòu)是自卸運輸車卸料時的動力來源，因此為保證卸料順利完成，要求其必須具備良好的動力性。自卸運輸車由于其特定的使用環(huán)境和使用群體導(dǎo)致了其經(jīng)常處于超載狀態(tài)，這就要求舉升機構(gòu)要有一定的過載系數(shù)。3. 平穩(wěn)性舉升機構(gòu)在傾卸貨物時要具有較好的平穩(wěn)性，不得有較大的動力沖擊，這樣可降低沖擊力對機構(gòu)各部件的損傷概率，保證機構(gòu)的使用壽命。4. 卸料性自卸運輸車舉升機構(gòu)應(yīng)達(dá)到的卸料目標(biāo)為：舉升機構(gòu)將車廂舉升到最大舉升角所需的時間必須滿足國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)；車廂被舉升機構(gòu)舉升到最大轉(zhuǎn)角時，所卸載的貨物能順利傾卸完畢，即最大舉升角能達(dá)

14、到貨物的安息角。5. 緊湊性由于自卸運輸車的車廂布置位置一般較低，同時考慮到自卸運輸車的工作環(huán)境，因此其必須具有較好的通過性（即離地間隙受限），故自卸運輸車舉升機構(gòu)布置空間就受到很大的限制，這就要求舉升機構(gòu)應(yīng)具有較好的緊湊性，占用較少的空間。6. 協(xié)調(diào)性液壓舉升機構(gòu)實質(zhì)上就是一個簡化的四連桿機構(gòu)，因此在外力的作用下，其機構(gòu)中的各部件能沿自己的鉸支點按設(shè)計者的意圖順利轉(zhuǎn)動，不能出現(xiàn)傳動角小于許用傳動角的情況，更不可以出現(xiàn)死點位置。3.2 舉升系統(tǒng)性能主要參考參數(shù)自卸運輸車的舉升機構(gòu)由液壓缸驅(qū)動，其性能的好壞，表現(xiàn)在舉升貨物時的最大舉升力和最大舉升傾角，以及對液壓系統(tǒng)的要求兩方面。液壓舉升系統(tǒng)性能

15、參考參數(shù)如下：1. 舉升力系數(shù)K舉升力系數(shù)是評價液壓舉升機構(gòu)舉升性能的參數(shù)，是指單位舉升重力所需的油缸推力，即： K=F/mg （3.1）式中：F油缸的有效推力（N）; m舉升質(zhì)量（kg）； g重力加速度（m/s）。對于具體的舉升機構(gòu)，舉升力系數(shù)K與汽車總布置參數(shù)和機構(gòu)的性能特征有關(guān)，K值只能比較同類型舉升機構(gòu)的工作效率。對于相同的舉升質(zhì)量，舉升力系數(shù)越小，則液壓舉升力越小，油缸的油壓也越小，這樣舉升機構(gòu)耗能也較少。2. 舉升油缸的最大行程指自卸運輸車車廂達(dá)到最大舉升角時，舉升油缸的最大伸長量。舉升油缸的最大行程較小，可減少舉升油缸的級數(shù)，降低制造成本，同時舉升機構(gòu)的布置也較方便。3. 舉升高

16、度指舉升機構(gòu)所占用的空間高度。4. 最大舉升角指舉升機構(gòu)能使自卸運輸車車廂傾斜的最大角度。它決定著自卸運輸車能否把貨物完全傾卸干凈。此數(shù)據(jù)與自卸運輸車所裝載的貨物的安息角有關(guān)，且設(shè)計的自卸運輸車舉升機構(gòu)的最大舉升角必須大于貨物的安息角，這樣才能保證講車廂內(nèi)的貨物完全傾卸干凈。下表是常見貨物的安息角。常見貨物安息角貨物名稱煤焦炭鐵礦石銅礦細(xì)沙粗沙石灰石粘土水泥安息角27-455040-5035-4530-355040-455040-453.3 液壓舉升機構(gòu)方案的確定3.3.1 液壓舉升機構(gòu)簡述普通自卸汽車和專用自卸汽車設(shè)計的關(guān)鍵是在定型的汽車底盤上合理的進行車廂布置，設(shè)計和選用適當(dāng)?shù)呐e升機構(gòu)，使

17、汽車具備自卸功能。舉升機構(gòu)是自卸運輸車實現(xiàn)自卸功能的基本部件，其好壞直接決定了自卸運輸車的性能，因此也是自卸汽車設(shè)計過程中的重要環(huán)節(jié)。舉升機構(gòu)種類繁多，設(shè)計方法也是多種多樣。目前，在自卸運輸車中常見的舉升機構(gòu)是液壓舉升機構(gòu)，并且根據(jù)油缸與車廂底板連接方式的不同，舉升機構(gòu)分為兩大類：油缸直推式和連桿組合式。直推式舉升機構(gòu)是液壓油缸直接舉升自卸車貨廂進行傾卸貨物。此類舉升機構(gòu)布局簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、舉升效率高，但由于其液壓油缸工作行程長，因此一般需采用單作用的2級或3級伸縮式套筒油缸。按照油缸位置布置的不同，直推式舉升機構(gòu)又分為前置式和后置式兩種，前置式一般采用單缸，后置式既可采用單缸，又可采用并列雙

18、缸。在相同舉升載荷作用下，前置式需要的舉升力較小，舉升時貨廂橫向剛度大，油缸活塞的工作行程長，后置式的情況與前置式相反。油缸與車廂底板之間通過連桿機構(gòu)相連接的舉升機構(gòu)即連桿組合式舉升機構(gòu)。這種舉升機構(gòu)具有舉升平順、油缸活塞工作行程短、舉升機構(gòu)布置靈活等優(yōu)點，因此在實際生活生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，并演變出了多種連桿組合式舉升機構(gòu)，如：油缸前推（后推）連桿放大式、油缸前推（后推）杠桿平衡式、油缸浮動式等。 A.前置式 B.后置式 直推式舉升機構(gòu)1-車廂 2-拉桿 3-三角臂拉桿 4-舉升油缸 5-副車架油缸前推連桿組合式1-車廂 2-拉桿 3-三角臂拉桿 4-舉升油缸 5-副車架油缸后推連桿組合式

19、1-車廂 2-拉桿 3-三角臂拉桿 4-舉升油缸 5-副車架油缸前推杠桿平衡式1-車廂 2-拉桿 3-三角臂拉桿 4-舉升油缸 5-副車架油缸后推杠桿平衡式1-車廂 2-拉桿 3-三角臂拉桿 4-舉升油缸 5-副車架油缸浮動式上述各種舉升機構(gòu)各有優(yōu)缺點，在實際設(shè)計選擇中，應(yīng)根據(jù)實際情況選擇合適的舉升機構(gòu)。下表為直推式與連桿組合式舉升機構(gòu)的綜合比較：直推式與連桿組合式舉升機構(gòu)的綜合比較類別項目直推式連桿組合式機構(gòu)布置簡便、易于布置比較復(fù)雜系統(tǒng)質(zhì)量較小較大建造高度較低較高油缸加工工藝性多級缸、加工精度高、工藝性差單級缸、制造簡單、工藝性好油壓特性較差較好系統(tǒng)密封性密封環(huán)節(jié)多、易滲漏、密封性差密封環(huán)

20、節(jié)少、不易滲漏、密封性好工作壽命磨損大、易損壞、工作壽命較短不易損壞制造成本較高較低系統(tǒng)傾卸穩(wěn)定性較差較好系統(tǒng)耐沖擊性較好較差綜合上述因素，結(jié)合本課題所選車型的要求，該車型選用油缸前推連桿組合式舉升機構(gòu)。3.4 舉升機構(gòu)幾何尺寸的確定油缸前推連桿組合式舉升機構(gòu)（如下圖所示),主要構(gòu)成部件為：舉升油缸EC、拉桿BD、三角臂ABC，點O是車廂與副梁的鉸接點。自卸運輸車進行傾卸貨物時，油缸充油，使油缸EC伸長，三角臂ABC和拉桿BD隨著轉(zhuǎn)動而升高，使車廂舉升，并使其繞O點傾翻。傾卸結(jié)束后，車廂由于自重回復(fù)到初始位置。舉升機構(gòu)在初始位置時所占據(jù)的空間要越小越好，這可以保證機構(gòu)的結(jié)構(gòu)緊湊，同時還得保證各

21、構(gòu)件不發(fā)生運動干涉，可協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)。用作圖法初步確定各鉸支點的位置及各構(gòu)件的集合尺寸（圖如下）。3.4.1 舉升機構(gòu)安裝位置的設(shè)計1.車廂與副梁鉸支點O的確定車廂后鉸支點O應(yīng)盡量靠近車架大梁的尾部。由上面提供的江淮HFC3049KZ的參數(shù)數(shù)據(jù)，可知車廂副梁高205mm，長2900mm，兼顧結(jié)構(gòu)安排空間，取水平方向離副梁尾端100mm，垂直方向離副梁下端157mm處，作為車廂后鉸支點，并以車廂后鉸支點為坐標(biāo)原點，坐標(biāo)系建立如上圖所示。2. 車廂初始位置時舉升機構(gòu)與車廂前鉸支點A0的確定車廂前鉸支點A0的坐標(biāo)（XAO,YAO），根據(jù)經(jīng)驗公式（3.2） XAO=RL/max （3.2）式中L-油缸最大工

22、作行程，本課題所選車型油缸數(shù)據(jù)已知，油缸初始自由長度LO=1165mm，最大有效工作行程L=780mm；max-車廂最大舉升角，根據(jù)貨物安息角可知，max=500；R-經(jīng)驗系數(shù)，根據(jù)L的尺寸，取R=175；故XAO=175780/50=2730mm，考慮結(jié)構(gòu)安排，取XAO=2055mmA0點的垂直方向應(yīng)盡量靠近車廂底面，充分利用車廂底部空間，減少油缸下支點沉入副梁中的深度。確定A0距車廂底板的距離為84mm，已知底板縱梁高205mm，故A0坐標(biāo)為（2055，122）。3. 液壓油缸與副梁鉸支點的確定由于油缸具有一定的尺寸，并且在開始舉升時，為減少油缸的工作壓力，油缸必須具有一定的傾斜角，因此，

23、E點相對于點O的垂直距離由結(jié)構(gòu)允許最小值決定，E點X軸坐標(biāo)由經(jīng)驗公式可得 XE=XAO-0.5L0-0.2L+400 (3.3) =2055-0.51165-0.2780+400=1687mm根據(jù)結(jié)構(gòu)安排，取XE=2378，則E點的坐標(biāo)為（1678，-43）。3.4.2 三角臂的設(shè)計1.車廂初始位置時三角臂中支點C0坐標(biāo)及A0C0長度的確定C0點即油缸上支點，車廂初始位置時，點C0應(yīng)盡量靠近車廂底面，要充分利用上部空間，從而減少油缸下支點沉入副梁中的深度，取C0點垂直方向在A0點下方90mm。由于車廂在初始位置時，油缸長度應(yīng)略大于油缸最小長度15mm，用以保證車廂能夠完全放平，且與油缸不發(fā)生干

24、涉。根據(jù)結(jié)構(gòu)安排，取水平方向C0點在點A0前805mm，故C0點坐標(biāo)為（2507，37），AC=A0C0=460mm。2. 車廂初始位置時拉桿與三角臂鉸接點B0的確定連接OA0，并將OA0繞O點向上轉(zhuǎn)動500到達(dá)A點。以A為圓心，A0C0為半徑畫弧，再以E為圓心，1165+780-10=1935mm為半徑畫弧，兩弧交于C點，連接EC和AC，作ECB=50，以C0為頂點，C0B0為邊，A0C0B0=ACB，根據(jù)結(jié)構(gòu)允許尺寸，取CB=C0B0=128mm，連接A0B0、AB，調(diào)整B點的位置，使AB、BC為整數(shù)，AB=A0B0=572mm，由此確定B0點的坐標(biāo)（2600，-50），ABC和ABC分別

25、為=00和=500時三角臂所處的位置。3.4.3 拉桿長度的設(shè)計計算拉桿與副梁鉸接點D及拉桿長度的確定作B0B的垂直平分線交y=yD于D點，yD為結(jié)構(gòu)允許的連桿與副梁鉸支點的最高位置，取yD=172，調(diào)整D點的位置，使DB0為整數(shù)，確定D點的坐標(biāo)（900，72），拉桿拉桿長度LDB=1945mm。3.5 力學(xué)計算與校核舉升機構(gòu)力學(xué)分析的目的是要求得各部件在車廂任意舉升角時的最大受力值，以此為液壓系統(tǒng)參數(shù)的確定提供依據(jù)。舉升力系數(shù)K是體現(xiàn)舉升機構(gòu)動力性的指標(biāo)，是指單位舉升質(zhì)量所需要的液壓缸推力。 K=FEC/G (3.4)式中：FEC-液壓油缸最大舉升力； G-車廂滿載時，車廂與貨物總質(zhì)量之和。

26、由所選車輛參數(shù)，可知G=97509.8=95550NK直接決定著自卸運輸車的經(jīng)濟性能，K值越小越好，并且隨著車廂舉升角的變化，K值也在變化。因為舉升機構(gòu)在初始位置時車廂內(nèi)貨物最多，阻力臂最大，車廂啟動時還會有慣性阻力作用，此時油缸推力最大，故本課題只對初始位置時各構(gòu)件進行力學(xué)分析。3.5.1 機構(gòu)的坐標(biāo)計算A、 G、B、C、F的坐標(biāo)及DOFA、DBEC、DBAF、DAEC、DABD的計算（見下圖）已知當(dāng)舉升角=00時，三角臂A0、B0、C0點及車廂滿載重心G0坐標(biāo)值如下： xAO=2055，yAO=182xGO=1196，yGO=130xCO=2507，yCO=37 xG=668.4，yG=9

27、99.8在舉升角=00時，B0D、C0E和交點F0的坐標(biāo) (yFO-yBO)/(xFO-xBO)=(yD-yBO)/(xD-xBO) (3.5) (xFO,yFO）通過求解方程 (yFO-yCO)/(xFO-xCO)=(yE-yCO)/(xE-xCO) (3.6) 可求得xFO=1260，yFO=272 在舉升角=00時，點O到直線F0A0的距離DOFA D=347 （3.7） 在舉升角=0時，點B到直線CE的距離D和到直線AF的距離DD=320 （3.8）D=208 (3.9) 在舉升角=0時,點A到直線C的距離D和到直線BD的距離DD=125 (3.10) D=132 (3.11)以上數(shù)據(jù)

28、也可以通過作圖法直接測量，這樣可以省去大量繁瑣的計算，在實際設(shè)計工作中，采用的比較廣泛。3.5.2 機構(gòu)受力分析取車廂為分離體（見圖）由力矩平衡方程可知=0即 Gx-FD=0 (3.12)將已知數(shù)據(jù)代入可得： F=34466.85N取三角臂ABC為分離體（如圖）由力矩平衡方程知=0 FD-FD=0 (3.13)已知：F=F，可得油缸最大舉升力 F=22403.46 =0 即 FD-FD=0可得拉桿的最大拉力 F=21215.40N (3.14)可以求得舉升力系數(shù) K=0.233.5.3 拉桿截面尺寸的確定拉桿BD為二力受拉桿件，作用力對稱分布在兩根拉桿上，因此作用在每根拉桿上的最大拉力： F=

29、10607.70N （3.15）初選拉桿材質(zhì)為Q235，從手冊可查得=23010N/m，取安全系數(shù)n=2，根據(jù)公式=,則拉桿最小橫截面面積： An=2=93m （3.16）因此根據(jù)以往經(jīng)驗取A=400，實際上=26.5210N/m (3.17) 校核安全系數(shù)=8.672.15n=4.3，因此，拉桿橫截面面積滿足強度要求。4 液壓系統(tǒng)的計算自卸車車采用的液壓泵、液壓缸、液壓閥等液壓系統(tǒng)元件均為高度標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化且由專業(yè)化液壓元件廠集中生產(chǎn)供應(yīng)。因此在自卸車車改裝設(shè)計中只需要進行液壓元件選型計算。其主要內(nèi)容包括液壓缸直徑與行程、液壓泵工作壓力、流量、功率以及油箱容積與內(nèi)徑等。4.1 液壓油

30、缸性能參數(shù)計算作為液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的油缸分為活塞式和浮拄式兩類?；钊骄鶠閱蜗蜃饔?，其缸體長度大而伸縮長度小、使用油壓低（一般不超過14MPa）。浮拄式為多級伸縮式油缸，一般有25個伸縮節(jié)，其結(jié)構(gòu)緊湊，并具有短而粗、伸縮長度大、使用油壓高（可達(dá)35MPa），易于安裝布置等優(yōu)點。浮拄式油缸又分為單向作用式與雙向作用式。雙向作用式用油壓輔助車廂降落，因此工作平穩(wěn)，降落速度快。直推式傾卸機構(gòu)多采用單作用多級油缸；而桿系組合式傾卸機構(gòu)多采用單作用單級油缸。液壓缸作為液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件， 按結(jié)構(gòu)形式可以分為活塞缸柱塞缸和伸縮缸，按活塞桿形式可以分為單活塞缸和雙活塞缸。按液壓缸的特殊用途分為串聯(lián)缸增壓缸

31、增速缸多位缸步進缸等此類液壓缸不是一個單純的缸筒，而是和其他的缸筒或構(gòu)從經(jīng)濟性出發(fā)，在滿足使用要求的情況下，選用雙作用單活塞桿液壓缸。車廂在整個傾翻過程中液壓油缸最大舉升力為FEC=22403.46N。 參考同類車型，初選最高工作壓力p=16Mpa。最大舉升力:FEC pu d2 /4 (3.18) 式中u液壓缸機械效率，取=0.8； d舉升油缸缸徑，mm。可推出d=47.22mm又知L=780mm根據(jù)以上計算，選擇自卸車專用油缸GB2876-81，其主要參數(shù)為缸徑d=160mm，油缸桿徑120mm，油缸行程L=780mm。4.2 液壓泵性能參數(shù)計算一般常用的液壓泵分為齒輪泵、柱塞泵、葉片泵、

32、螺桿泵。按泵的流量特性，可分為定量泵和變量泵兩種。前者在泵轉(zhuǎn)速不變時，不能調(diào)節(jié)流量，后者當(dāng)泵轉(zhuǎn)速不變時，通過變量機構(gòu)的調(diào)節(jié)，可使具有不同的流量。齒輪泵一般為定流量式，葉片泵和柱塞泵有定量式及變量式兩種。對變量泵，按輸由方式，又可分為單向變向泵和雙向變量泵。前者工作時，輸由方向不可變，后者通過調(diào)節(jié)，可以改變輸出油流的方向。自卸車常用油泵分為齒輪油泵與柱塞泵兩類。齒輪泵多為外嚙合式，在相同體積下齒輪泵比柱塞泵流量大但油壓低。柱塞泵最大特點是油壓高（油壓范圍1635MPa），且在最低轉(zhuǎn)速下仍能產(chǎn)生全油壓，固可縮短舉升時間。中輕型自卸車上多采用齒輪泵，常用系列有CB、CBX、CG、CN等。由以上理論及

33、以往經(jīng)驗，選用單級齒輪泵。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定車廂舉升最大舉升角的時間不超15s，我們初選舉升時間為15s，液壓缸工作容積 V=V舉升 =Ld2/4 （4.2） =7803.141602/4=15.67510mm=15675ml液壓泵額定流量Q應(yīng)滿足以下公式: QV/(tu) （4.3）式中：t舉升時間，t=15s； u液壓系統(tǒng)容積效率，取0.8。則Q15675/(150.8)=1306.25ml/s 液壓泵轉(zhuǎn)速 n=n/i （4.4） n發(fā)動機轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速2000 rmin i-傳動比，i=1.36 則 n=2000/1.36=1470.59r/min 選取液壓泵額定轉(zhuǎn)速n=2000 rmin液壓泵

34、排量q由下式確定：Q=60Q/n=1306.251470.5960=53.29 mlr依據(jù)以上參數(shù)，選擇齒輪油泵CBT-E563，其主要參數(shù)如下： 公稱排量q=63 mlr 額定壓力p=16Mpa 公稱轉(zhuǎn)速n=2000 rmin 。4.3 油箱容積與油管內(nèi)徑計算4.3.1 液壓系統(tǒng)油箱容積計算液壓系統(tǒng)的用途主要是儲油和散熱。如果容量過大，占地增加，增加了設(shè)備重量，而且操作不變；過小，則油溫升高會超過許用值，油液將會溢出油箱。液壓系統(tǒng)的油箱容積應(yīng)滿足一下要求：（1）設(shè)備停止運行時，液壓油液能夠靠重力作用返回油箱；（2）操作時，油面保持適當(dāng)高度位置；（3）能散發(fā)操作時產(chǎn)生的熱量。油箱容積V一般不小

35、于全部工作液壓缸容積V的三倍，即VV V=3V=315675ml=47.025L （4.5）擬設(shè)定液壓系統(tǒng)油箱尺寸為60cm50cm20cmV=605020=610mm=60L3V即油箱選擇GB2876-81系列中63公稱容量。4.3.2 液壓管路內(nèi)徑的計算由計算公式： Q10/60=V10 （4.6）可以計算出高壓管路內(nèi)徑： d21.22 式中Q油泵的理論流量，取Q=0.5714L/sV高壓管中油液的流速，V3.6m/s，取V=5m/s，即有： d21.22=22.67mm取用d=20mm。低壓管路內(nèi)徑： d21.22 （4.7） V是低壓管路系統(tǒng)中液壓油的流速，V1m/s，取V=2m/s,

36、即有d21.22=35.86mm取用d=36mm。4.4 系統(tǒng)壓力校核系統(tǒng)最大壓力 p= （4.8）已知F=22403.46N，u=0.8則A=3.14DD/4=3.14160/4=20096mm (4.9) 故 p= =22403.46/(20096100.8)=13.9410N/m=13.9Mpa16Mpa 所以壓力滿足要求。4.5 車廂升降時間的校核系統(tǒng)流量： Q=nq=1470.5963=92647.17ml/min （4.10）舉升時液壓缸工作容積： V=L （4.11） =7803.14160/4=15.674910mm=15675ml則舉升時間： =1567560/92647=1

37、0.15s （4.12）下降時液壓缸工作容積： V=L （4.13） =3.14(160-80)780/4=11.756210mm=11756ml 則下降時間 t=1175660/92647=7.6115s 因此，油泵、油缸參數(shù)選用合理，滿足設(shè)計要求。5 自卸運輸車舉升機構(gòu)的動力學(xué)仿真5.1 自卸運輸車前推連桿組合式舉升機構(gòu)系統(tǒng)實體模型的建立利用Solidworks軟件，本文建立了自卸運輸車前推連桿式組合舉升機構(gòu)系統(tǒng)的實體模型三角臂CAD圖及建模（見下圖）：三角臂CAD圖三角臂模型拉桿CAD圖及建模（見下圖):拉桿CAD圖拉桿模型液壓缸建模（見下圖）：液壓缸模型車廂底架與副車架CAD圖及建模（

38、見下圖）：副車架CAD圖副車架模型車廂底架CAD圖車廂底架模型舉升機構(gòu)裝配舉升角為40時（見下圖）：舉升機構(gòu)裝配在初始位置時（見下圖）：5.2 舉升機構(gòu)各連接處螺栓軸三維模型圖三角臂與液壓缸連接處的螺栓軸模型：液壓缸與副車架連接處的螺栓軸模型：結(jié)論通過對本課題的研究設(shè)計，我學(xué)習(xí)到了關(guān)于運輸車的設(shè)計方法，尤其是對于自卸運輸車的結(jié)構(gòu)，特點和設(shè)計規(guī)范程序。在本次畢業(yè)設(shè)計的過程中，我充分認(rèn)識到了自卸運輸車舉升機構(gòu)的各種形式以及它們各自的優(yōu)缺點，掌握了自卸運輸車舉升機構(gòu)中液壓系統(tǒng)的設(shè)計原則和步驟。本設(shè)計根據(jù)傳統(tǒng)自卸運輸車設(shè)計方法，并結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計方法，確定了自卸運輸車的總體設(shè)計方案，進行了自卸運輸車舉升機

39、構(gòu)的機構(gòu)設(shè)計和強度校核，并運用Solidworks軟件繪制出了主要零部件的工程圖和裝配圖。設(shè)計出了裝載質(zhì)量為4.3t級的自卸運輸車，該車適用于短途運輸。本課題選用的江淮HFC3049KZ型自卸運輸車，其舉升機構(gòu)采用組合前推式，具備舉升平順、油缸活塞的工作行程短等優(yōu)點，其機構(gòu)緊湊，省力，油壓特性好。該舉升機構(gòu)適用于所有的中型自卸運輸車。本自卸運輸車結(jié)構(gòu)合理，符合實際應(yīng)用，具有很好的動力性和經(jīng)濟性，其零部件的設(shè)計能盡量滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化、部件的通用化和產(chǎn)品的系列化以及汽車變型的要求，修理、保養(yǎng)方便，機件工藝性好，制造容易。但在此設(shè)計過程中仍有許多不足，在設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸時，有些設(shè)計參數(shù)是按照以往經(jīng)驗值得

40、出，這樣就帶來了一定的誤差。另外，在某些方面，由于時間問題，做得還不夠仔細(xì)，懇請各位老師同學(xué)給予批評指正。致謝詞至此，持續(xù)了兩個多月的畢業(yè)設(shè)計就要結(jié)束了，同時也給自己的大學(xué)生活畫上一個句號。此次畢業(yè)設(shè)計可以說對自己大學(xué)這幾年所學(xué)知識進行的一個全面的回顧和復(fù)習(xí)，這其中也發(fā)現(xiàn)了自己的不足和欠缺之處，雖然今后像大學(xué)這樣系統(tǒng)的學(xué)習(xí)機會還有很多，但是能夠通過畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己不足之處，能夠再一次全面系統(tǒng)的學(xué)習(xí)一次大學(xué)知識，尤其是那些與汽車機械專業(yè)息息相關(guān)的內(nèi)容，將會對自己起到很大的幫助。通過這么長時間的鍛煉和學(xué)習(xí)，使自己學(xué)到了很多在課堂上不曾學(xué)到的知識和經(jīng)驗，這也是在踏上工作崗位以前對自己能力的一個檢驗。自卸運輸車舉升機構(gòu)的設(shè)計完成了，但是能否真正符合實際性能要求，還得需要進行實際的檢驗。由于本人能力和經(jīng)驗有限，可能會與實際的需要情況出現(xiàn)較大的偏差，但是畢業(yè)設(shè)計目的不在于實際的應(yīng)用，而是在于通過這次設(shè)計達(dá)到鍛煉自身獨立完成任務(wù)的目的。在這次的畢業(yè)設(shè)計過程中得到了指導(dǎo)老師的大力支持，在此表示深深的敬意和衷心的感謝，對本人設(shè)計時引用到的各種期刊文獻的作者表示由衷的感謝，也感謝室友一直以來對我的關(guān)心和支持，感謝本專業(yè)所有同學(xué)的幫助和勉勵。同窗之誼，終身難忘！感謝我的家人多年來對我無微不至的關(guān)懷、始終如一的支持，感謝他們對我的鼓勵和生活上的諸多照顧