自卸汽车设计翻斗车设计(编辑修改稿)

自卸汽车设计翻斗车设计(编辑修改稿)内容摘要：

工大学 20xx 届本科生毕业设计 9 图 铲斗车厢 车厢对自卸汽车的质量利用系数影响很大，对其使用寿命也有一定的影响。 因此，自卸车的车厢是自卸 车的重要部分。 目前，国内外自卸车车厢都是用钢制成的，从质量分配来看，车厢质量大约占自卸车整备质量的 1∕ 4。 综合上述，车厢采用普通车厢。 车厢的选材 车厢选材原则 工程材料的一般选用原则：具有良好的使用性能，优良的工艺性及合理的经济性。 对于自卸汽车车厢应考虑以下性能： （ 1）使用性能 :使用性能是选材考虑的主要问题。 （ 2）工艺性能 :材料加工的工艺流程要适合批量生产。 （ 3）经济性能 :选择材料的经济性是当前注意的问题。 车厢钢板选材 在遵循满足使用性能要求，较好工艺性和较 好经济性的前提下，车厢选用选用Q235 工程用钢材。 车厢的设计规范及尺寸确定 将全金属焊接车厢设计成等刚度体车厢是自卸汽车设计的重点，但是很难既能保证高强度又能保证轻量化。 就整车而言，可以看成由车轮、前轴、后桥壳、悬架、车架、车厢及其橡胶缓冲块等不同刚度单元组合而成的弹性体，受力时，将按照各自的刚度产生各自的变形，其变形量与刚度成反比，吸收的能量与刚度成正比。 车厢刚度，无论是弯曲刚度还是扭转刚度，都会增加车架的相应刚度，两者的刚度是相辅相成、互相补偿的。 当汽车前后左右车轮处于高差较大的路面，车架扭曲 较大时，车厢应该有一定的扭转随动性。 如果车相的扭转刚度过大，当车架扭转到一定程度时，车江西理工大学 20xx 届本科生毕业设计 10 厢前支承缓冲块相应的一侧压到极限位置，车厢纵梁的另一侧可能离开缓冲块，车厢前端的一大部分重量转移到一侧的车架纵梁上，纵梁可能超载损坏。 如果车厢扭转刚度过小，能与车架扭转随动，当车架产生较大扭曲时，车厢可能因变形过大而早期损坏。 全金属焊接等刚度车厢设计的规范化的定量的设计计算方法并不是很完善，根据一些经验，可以知道一些设汁规范和经验数据： 车厢底板和侧梁断面应小些，布置应密集，这样易于形成等刚度。 自卸汽车的车架断面系数也应 比同级吨位的货车车架大一倍， 5t自卸汽车的车厢底板厚度应不小于 6mm。 车厢外部尺寸参数 参考同类车型的车厢的尺寸，可确定自卸车的车厢的尺寸。 表 车厢的整体尺寸 车厢长度 5200mm 车厢宽度 2280mm 车厢高度 1530mm 车厢前后板厚度 5mm 车厢底板厚度 6mm 车厢栏板厚度 150mm 车厢栏板高度 1528mm 挡板钢板厚度 6mm 挡板肋宽度 100mm 挡板肋厚度 50mm 车厢内部尺寸参数 车厢内部长宽各为车厢的长宽 相应减掉厢板钢板和车厢加强肋的厚度，高度减去钢板厚度，即有车厢内层的长，宽，高为： 车厢长度： 4500mm 车厢宽度： 2280mm 车厢高度： 900mm 即有，车厢的有效体积为： V  = 3m 车厢质量 kgm 1144 车厢底梁的强度校核 江西理工大学 20xx 届本科生毕业设计 11 1 6 4 1 5 0 0 022  LFM m axm axm ax yIM z maxyIW zz  则有 zWMmaxmax  对于矩形面 62bhWz   Q235 的抗拉强度在 375460，符合强度要求。 车厢 锁止 机构 的选择与设计 自卸汽车改装对车厢后拦板开合机构设计要求如下： 在车厢倾斜卸货时，举升机构升至一定高度后，后厢板在重力的 作用下自行打开，货物开始倾卸。 卸货完毕，车厢恢复水平状态，车厢复位。 1车厢； 2后板挂锁总成； 3后厢板； 4锁钩； 5扭转弹簧； 6锁钩轴； 7锁钩下销； 8转轴； 9销轴； 10支承架； 11调节螺母； 12拉杆 图 后厢板示意图 如图所示为车厢板锁启机构。 该机构的主要特点是靠车厢举升机构的摆差来锁启车厢板。 它主要由锁钩 4 扭转弹簧 5 拉杆 11 等组成。 转轴 8中间穿有拉杆 12，转轴8两端与支承架 10 铰接，以满足拉杆 12 以转轴为圆心转动。 支承架的下端通过销轴9固定在副车架上， 车厢 1可以绕该轴转动，而支承架相对于车架来说是不动的。 锁钩 4固定在车厢底架上，了绕其锁钩轴 6 转动。 扭转弹簧 5 力图使锁钩逆时针转动，使之紧紧地锁在车厢板 3。 江西理工大学 20xx 届本科生毕业设计 12 当自卸汽车车厢举升时，由于锁轴和转轴通过支承架固定在副车架上，车厢以销轴 9为圆心，以为半径转动。 与此同时 ， 拉杆以转轴 8为圆心，以为半径转动。 随着车厢举升角度的增大，和轨迹的差就也相应的增大，由拉杆拉动锁钩下销 7 左移，克服扭转弹簧的弹力， 迫使锁钩开启，打开车厢板，使车厢中的货物卸下。 随着车厢的降落 ,与轨迹的距离逐渐缩小，直至两轨迹相交，扭转弹簧使锁钩锁住 车厢板。 而且从图中可以看出，若车厢再继续逆时针转动，与轨迹间则产生负间隙，使调节螺母11 左移而离开转轴 8一定的距离。 本章小结 本章主要确定自卸汽车整车参数及对自卸汽车车厢进行了选型计算。 整车参数将会对自卸车的车厢设计起到至关重要的作用，质量参数会对自卸车的举升机构和液压系统的设计有这决定性的作用。 整车参数和质量参数选择是自卸车的设计的主要依据，因此，它们是设计的重点。 车厢的设计主要对自卸车车厢的形式选择、材料的选择；对车厢和其底板、拦板等主要尺寸的确定；对车厢后拦板开合机构设计和分析；通过以上结构设 计和力学分析，该自卸车车厢的强度和厢后拦板开合机构均符合要求。 江西理工大学 20xx 届本科生毕业设计 13 第三章 自卸车 液压举升机构的设计 液压举升机构应满足的性能 对于液压举升机构考虑到工作环境、工作性质及工作内容等的要求，在设计过程中应满足以下功能 ： 较强的免维护性 自卸车主要应用场所是沙场、矿山、工地等，这些场所沙尘肆虐，工作环境恶劣，自卸机构的维护条件较差，甚至有时根本谈不上什么维护。 因此需要自卸机构在设计时就要考虑到铰支点和油缸的免维护性。 良好的动力性 举升 机构作为矿用自卸车卸料时的动力来源，为保证卸料顺利完成，要求其必须具有良好的动力性能。 自卸车由于其特定的使用环境和用户群体决定了它经常处于超载状态，这就要求举升机构要具有一定的过载系数。 平稳性 要求举升机构在倾卸货物时具有较好的平稳性，不得有较大的动力冲击，降低冲击力对机构各部件的损伤概率，保证机构的使用寿命。 卸料性 矿用自卸车顾名思义就是省却了人力卸料之苦，通过特定的机构使用液压力自动卸料。 因此，自卸车举升机构应达到的卸料目标是：在较短的时间内使货箱举升一定的角度，即举升机构将货箱举升 到最大举升角所需的时间（对此国家规定了时间限值）；货箱被举升机构举升到最大转角时，货物应顺利地倾卸完毕（即最大举升角达到货物的安息角）。 紧凑性 矿用自卸车多数是大吨位的工程运输车辆，其装载工具多为大型装载机械。 为了装载方便，矿用自卸车的货箱布置位置一般较低，同时又要考虑到矿用自卸车的工作环境，应使其具有较好的通过性（即离地间隙受限），因此，自卸车的举升机构布置空间就受到很大的限制，这就要求机构具有较好的紧凑性，占用较少的空间。 协调性 液压举升机构实际上是一种演化的四连杆机构，在外力作用下，各 部件能沿自己 的铰支点按设计者的意图顺利转动，不得出现传动角小于许用传动角的情况，更不能有死点位置的存在。 江西理工大学 20xx 届本科生毕业设计 14 目前大多数企业一直沿用传统的“类比作图试凑法”进行设计，这种方法存在效率低、工作量大以及设计方案难以达到最优的缺点，设计方案难以同时兼顾以上各性能要求。 这与当今高科技环境下的相关领域相比，缺少科学性，人的主观经验决定了车辆的性能。 由此带来的问题是，车辆性能低下，难以适应市场的需求。 同时由于设计手段的落后，设计周期长，产品投放市场迟缓，不能适应市场多变的要求。 因此借助计算机技术，运用最优化方法，改善液压 举升机构的设计手段和方法，快速、高效、保值、保量完成液压举升机构的设计，适应市场竞争的需求，意义重大，有着重大的社会价值和经济价值。 举升系统性能主要评价参数 自卸汽车的举升机构由液压缸驱动，其性能的好坏，表现为举升货物的最大举升力和最大举升倾角，以及对液压系统的要求两方面。 液压举升机构的性能评价参数有如下几方面： 举升力系数 K 举升力系数是评价液压举升机构举升性能的参数，指单位举升重力所需要的油缸推力，即： K=F/mg （ ） 式中： F一油缸的有效推力（ N）； m一 举升质量 （ Kg）； g一 重力加速度 （ m/）。 对于具体形式的举升机构，举升力系数 K 与汽车总布置参数和机构的性能特征有关， K 值只能比较同类型举升机构的工作效率。 对于相同的举升质量，举升力系数越小，则液压举升力越小，油缸的油压也越小，这样举升机构耗能也较少。 举升油缸最大行程 是指货箱达到最大举升角时，举升油缸的最大伸长量。 它既是举升油缸的结构参数，又是举升机构的性能参数。 举升油缸最大行程 较小，可减少举升油缸的级数，降低制造成本，同时举升机构的布置也较方便。 举升高度 是指举升机构所占用的空间高度。 对于重型矿用自卸汽车的后置双缸举升机构，空间高度决定于举升缸的安装长度和举升缸的初始方位角。 举升缸初始安装长度越 小，举升缸在车上就越好布置。 最大举升角 江西理工大学 20xx 届本科生毕业设计 15 指举升机构能使货箱倾翻的最大角度。 它是决定能否把货箱内货物倾卸干净的参数。 一般的松散物在水平面上堆积成圆锥体，锥体角称为松散物的安息角。 安息角也称休止角、堆积角，一般为 3555 度。 将松散物置于光滑的平板上，使此平板倾斜到松散物开始 滑动时的角度，为松散物滑动角，一般为 30～ 40 度。 松散物安息角和滑动角是评价松散物流动特性的一个重要指标。 它们与松散物的粒径、含水率、尘粒形状、尘粒表面光滑程度、松散物粘附性等因素有关。 设计的货箱最大举升角必须大于货物的安息角，这样才可保证将货箱内的货物倾斜干净。 表 常运货物的安息角 物料名称 煤 焦炭 铁矿石 铜矿 细沙 粗沙 石灰石 安息角（度） 27～ 45 50 40～ 50 35～ 45 30～ 35 50 40～ 45 油压特性曲线 举升过程中，油缸工作压力是举升角的函数。 理想的油压特性曲 线应是油压波动很小，但对于重型矿用自卸汽车常用的后置直推式双缸举升机构，由于多级伸缩油缸自身结构原因，油压特性曲线只能是阶跃型的，在每一级油缸伸出瞬时缸内油压都有一个冲击。 设计时，需要控制最大油压峰值在可允许的范围内。 举升机构的耗能量 举升机构要将货物倾卸到位就必定要消耗一定的能量，这些能量的消耗影响着整车的使用经济性，但这只是占其能量消耗的一小部分，因此能耗量是评价举升机构性能好坏的一个次要参数。 上述六个性能参数构成了对举升机构进行综合评价的基本指标。 液压举升机构 参数的选择与确定 液压举升机构简述 普通自卸汽车和专用自卸汽车设计的主要工作是在定型的汽车二类底盘上合理的布置车厢，适当的选用和设计举升机构，使汽车具有自卸功能。 举升机构是实现自卸汽车功能的基本部件。 举升机构的好坏直接影响到自卸汽车的性能，因此是自卸汽车设计中最为重要的部分。 举升机构种类繁多，设计方法也不尽相同。 目前，在自卸车上广泛采用液压举升机构，根据油缸与车厢底板的连接方式，常用的举升机构有两种形式：油缸直接推动式和连杆组合式两大类。 直推式举升机构利用液压油缸直接举升货厢倾卸货物。 此结构布局简单、结构紧凑、举升效 率高。 但由于液压油缸工作行程长，故一般要求采用单作用的 2 级或 3 级江西理工大学 20xx 届本科生毕业设计 16 伸缩式套筒油缸 .按油缸布置位置不同，直推式举升机构可分为前置式和后置式（亦称为中置式）两种，前置式一般采用单缸，后置式既可采用单缸，也可采用并列双缸。 在相同举升载荷条件下，前置式需要的举升力较小，举升时货箱横向刚度大，但油缸活塞的工作行程长；后置式的情况则与前置式的相反。 油缸与车厢底板之间通过连杆机构相连接，这种举升机构称为连杆组合式举升机构。 在生产实践中连杆组合式举升机构因其具有举升平顺、油缸活塞工作行程短，举升机构布置灵活等优点， 得到了广泛的采用，发展出了多种连杆组合式举升机构形式，如油缸前推（后推）连杆放大式、油缸。