车辆工程毕业设计论文-摆臂式垃圾车改装设计(编辑修改稿)

车辆工程毕业设计论文-摆臂式垃圾车改装设计(编辑修改稿)内容摘要：

第 2 章 方案设计分析与整车总布置 方案设计与分析 专用汽车总体布置的任务是正确选定整车参数，合理布置工作装置和附件。 使取力装置、专用工作装置、其它附件与所选定的汽车底盘构成相互协调和匹配的整体，达到设计任务书所提出的整车基本性能和专用性能的要求。 1. 汽车底盘 2. 副车架 3. 液压系统 4. 摆臂 5. 支腿 图 整车总布置 车厢厢 体的布置及副车架外型尺寸的确定 为 使前后轴荷分配合理，整车质量分配均匀，车辆重心低稳定性高，厢体的位置为封头前端面距驾驶室前端 3400mm 处，底面与副车架接触，副车架外型尺寸为 28961705 200mm，材料型号为 20 的热轧槽钢（ GB/T7071988），中间设置加强梁。 摆臂 形式的选取与布置 目前 , 在自卸车行业有多种结构型式。 举升机构的型式目前国内常见的有 : 三角架放大举升机构 ( F 式、 T 式 )、双缸举升、前顶举升和双面侧翻。 其中 ,中轻型自卸汽车多采用结构比较简单、布置尺寸较小的举升机构 , 如加伍德机构 (D 式 )； 中、大型自卸汽车多采用油压特性曲线较好的举升机构 , 如马勒里机构 (T 式 )； 大型自卸汽黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 车多采用举升力系数较小的举升机构 ， 如浮动油缸连杆放大组合式 (F 式和 Z 式 )或者前顶举升式。 其中国际上尤其是欧美等国大都采用前举升自卸方式。 这种自卸方式 20xx年在国内也得到了许多应用 , 如解放的 CA3260 8重汽的 ZZ3382 8川汽的 CQ3300 84 等车型先后问世 , 在市场也得到了用户的认可。 1． 结构组成。 摆臂式垃圾汽车主要是由二类底盘、上装副车架、车厢及多级油缸等组成 , 结构 非常简单。 2． 结构性能优点。 1）整车重心低 , 行车稳定性好 , 只要后挡不干涉 , 副车架纵梁可以做得很低 , 最小可以与载货车相同。 其结构简单、车厢底板与主车架上平面的闭合高度可以很小 , 整车稳定性好 , 液压系统压力较小； 2） 在机构式自卸汽车设计中经常会发生机构与底盘横梁干涉 , 从而需对底盘横梁改制 ,很麻烦。 而前摆臂方式则不必考虑上装与底盘干涉的问题 ,因而设计者不必再费劲 地做很多的校核图了 ,大大地提高了产品的开发速度； 3）现在的用户对车厢的要求越来越大 ,垃圾车 的轴距也较原来大 ,传统的机构式举升无法将较长车厢举升到能卸货的角度 ,除非将副车架纵梁和车厢底盘纵梁的高度做得很大 ,才能布置下加大加强的机构。 但这样整车的重心必然提高了 , 重心越高 , 行车尤其是在调整或转弯时很不稳定 , 存在安全隐患； 4） 传统的 T 式机构一般应用在载重 8t或以下的装卸汽车中 , F式机构应用在 15t左右的装卸汽车中。 这种机构的装卸汽车在超载时由于液压系统的压力过大 , 经常发生烧油泵、密封件损坏和根本不举 升等问题 , 而垃圾摆臂汽车不需将油缸的推力放大到举升架和拉杆上便可以将车厢举升起来。 因而前摆臂的油压特性非常好。 液压元件不会因压力过高而损坏 , 液压系统的使用寿命更长 , 液压系统的故障比很低； 5） 结构简单 , 安装维护较方便。 机构式摆臂由臂杆、吊链、举升油缸及其安装联接的座和轴组成 , 结构非常复杂 , 前举升是一种用多级油缸直推车厢前部从而达到卸货的一种方式只有油缸而无其它零部件。 这种结构非常简单 , 制造成本低 , 工艺性好[7]。 随着技术发展，今年来国内的前顶举升机构也得到较大发展，其中的代表是已国产的荷兰 海沃整机系统，其成本也趋于合理。 基于以上优点并参考国内外同类产品，本设计的举升系统采用前置前顶举升机构。 其底座与副车架连接，液压缸通过焊接在厢体前端的支架铰接在一起，随举升位置不同而转动。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 二类底盘选型 二类底盘初选 根据上装厢体尺寸参数及产品日常使用维护保养方便，再综合考虑产品造价，初步选择东风牌 EQ1092F19DJ型二类地盘，其详细参数如表。 结合上装实际，需要对二类地盘尺寸进行修改。 考虑到动力性、经济性及满足环保法规的要求，发动机选用东风康明斯发动机有限公司生产的 C26020 型柴油增压发动机，其 参数见表。 变速器选择 DF6S750，六档手动变速器 ，该采用双杆远距离操纵，传动比见表。 表 东风 EQ1092F19DJ 参数 外型尺寸 (长 宽 高 )(mm) 71852 4703015 车厢尺寸 (长 宽 高 )(mm) 278016781365 总质量 (Kg) 9765 整备质量 (kg) 5570 额定载质量 (kg) 4000 接近角 /离去角 (176。 ) 29/15 前悬 /后悬 (mm) 1065/2170 轴距 (mm) 3950 轴数 2 最高车速 (km/h) 90 发动机型号 EQB14020 发动机功率 (kw) 103 发动机排量 3920 发动机生产商 东风康明斯发动机有限公司 底盘依据标准 GB38471999 GB1769120xx 轮胎 二类底盘装载质量的初步校核 东风 EQ1092F19DJ 装载质量为 4000kg， 由于厢体材料 16MnR 的密度为 7900 kg/m3，则厢体直段质量 m1。 m1= dLh = 黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 由《 JBT473795 椭圆形封头标准》得封头质量 m2。 m2 =2 = 则整个厢体的质量 M= m1+ m2 =1。 初步计算装载质量为 14 000+1 =15 ，东风 EQ1092F19DJ 二类底盘满足要求。 表 发动机参数 型式 直列六缸、四冲程水冷柴油增压发动机 型号 C26020 额定转速 r/min 2 200 额定功率 KW (2200r/m) 191 最大转矩 NM(1400r/min) 1 025 最低燃油消耗率 g/(KWh) 200 缸径冲程 mm 114 135 排量 L 8 压缩比 ： 1 工作顺序 153624 燃油：夏季： 0 号轻柴油：冬季：根据气温选用合适的轻柴油 表 变速器传动比 一档 二档 三档 四档 五档 六档 本章小结 本章对整体设计方案进行了分析对比，确定了整车方案设计分析与整车的布置、车厢厢体体的形式、摆臂选型、尺寸参数、装载质量及制造 材料，以及厢体的举升形式和副车架的布置。 选定了专用车的二类底盘，并详细介绍了二类底盘及动力总成的参数，为下一步整车总布置做好准备。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 第 3 章 车厢装置副车架设计计算 车厢外形尺寸设计 初步确定箱体尺寸及材料 根据任务书要求，需设计装载质量大于 6t 的摆臂式垃圾车。 结合生产实际中对长距离大质量运输的要求，考国内外同类产品及材料性能，厢体材料选择 16MnR。 厢体尺寸如图 所示。 图 厢体 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专用汽车设计的重点 .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。 如果黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 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。 垃圾汽车的车架断面系数也应比同级吨位的货车车架大一倍。 对于两轴载质为 6t的车厢，车架按 整体重物从 lm 高处落人车厢的冲击负荷进行计算，车厢底板厚度应不小于 10mm，其选材强度等级大于 60kg 级。 5t 自卸汽车的车厢底板厚度应不小于 6mm，本文所设计的垃圾车，其额定载荷为 ，故其车厢底板厚度取 8mm。 车厢的内部形状应为簸箕形，底板前窄后宽，单边角度 1176。 ～ 176。 ，横端面下窄上宽，单边角度 1176。 ～ 176。 这样，当车厢倾卸时，货物不易在车厢内卡住，易于倾卸。 由此，确定出 EQ1092F19DJ 车厢的尺寸如表 ： 表 EQ1092F19DJ 车厢主要尺寸 长 (mm) 宽 (mm) 高 (mm) 底板厚 (mm) 2896 1857 960 8 侧板厚 (mm) 底板倾斜角度 (176。 ) 侧板倾斜角度 (176。 ) 8 1 1 副车架的设计 在专用汽车设计时，为了改善主车架的承载情况，避免集中载荷，同时也为了不破坏主车架的结构，一般多采用副车架 (副梁 )过渡。 本车在工作中受较大的弯曲应力。 因此，本车副车架纵梁采用两根抗弯性能较好的平直槽行梁，材料为 16MnReL。 在增加副车架的同时，为了避免由于副车架刚度的急剧变化而引起主车架上的应力集中，所以对副车架 的形状、安装位置及与主车架的连接方式都有一定的要求。 副车架的截面形状及尺寸 专用汽车副车架的截面形状一般和主车架纵梁的截面形状相同，多采用如图 所示的槽形结构，其截面形状尺寸取决于专用汽车的种类及其承受载荷的大小。 对于随车起重运输车的副车架来说，在安装起重装置的范围内，应按如图 和图 所示的方式用一块腹板将副车架截面封闭起来，以提高副车架的抗扭和抗弯能力。 参照国内外总质量相近车型的副车架纵梁端面尺寸，确定副车架纵梁端面尺寸为100、 80、 6mm。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 图 副车架 的截面形状 图 加强后的副车架截面形状 1副车架； 2腹板 图 加强腹板的位置 加强板的布置 车架中部 (液压举升机构位置 )所受弯曲、扭曲最大，因此在这一区域应加加强板，考虑到零件的工艺性，由于下翼板所受弯曲应力较大，因此，加强板紧贴下翼板，为了避免下翼板由于钻孔而导致抗弯强度下降，除与后加强板重叠部位，该加强板主要与腹板连接。 在纵梁上加上加强板，加强板端头区域车架容易产生集中应力。 为了降低应力集中，加强板端头形状有三种设计方式，见图。 图 加强板的 三种设计方式 本副车架为了批量生产时工艺简单，采用了图 （ b）角型的端头形状。 副车架的前端形状及安装位置 1) 在保证使用可靠的前提下，为了提高挠曲性，减小副车架刚度，应尽量减少副车架的横梁，以减少对纵梁的扭转约束。 2) 副车架油缸支承横梁与翻转轴横梁形成框架。 油缸支承横梁应尽量靠近后悬架黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 前支承处的横梁，最好能位于后框架之内。 因为这段主车架变形小，所以副车架对其扭转约束力也相应减弱，同时保证了举升机构的几何特性。 3) 在副车架结构要求刚性较高时，可在主、副车架中间增加一层橡胶垫，当主车架变形时以弹性橡胶 的变形来减弱副车架对主车架的约束。 4) 副车架与主车架连接如图 所示。 图 副车架与主车架的连接 AA处是截面突变点，在受冲击载荷时，此处出现应力集中，严重时造成主车架断裂。 这就要求副车架的前端结构要设计成渐变截面，以减缓应力集中 (见图 37) 图 副车架的前端结构 副车架前端形状常有三种形状 (见图 )。 对于这三种不同形状的副车架前端，在其与主车架纵梁相接触的翼面上部加工有局部斜面，其斜而尺寸如图 (c)所示： 0 1h mm ； 0 15 ~ 20l mm。