東風擺臂式垃圾車設計【雙擺臂式】【4噸】

東風擺臂式垃圾車設計【雙擺臂式】【4噸】,雙擺臂式,4噸,東風擺臂式垃圾車設計【雙擺臂式】【4噸】,東風,擺臂式,垃圾車,設計 SY-025-BY-5 畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 填表日期 2011年4月20日 迄今已進行 8 周剩余 8 周 學生姓名 劉強 系部 汽車與交通工程 學院 專業(yè)、班級 車輛工程07-10班 指導教師姓名 楊兆 職稱 講師 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 否 題目名稱 東風擺臂式垃圾車設計 學 生 填 寫 畢業(yè)設計（論文）工作進度 已完成主要內(nèi)容 待完成主要內(nèi)容 　 　 存在問題及努力方向 　 學生簽字： 指導教師 意 見 指導教師簽字： 年 月 日 教研室 意 見 教研室主任簽字： 年 月 日 SY-025-BY-2 畢業(yè)設計（論文）任務書 學生姓名 劉強 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程07-10班 指導教師姓名 楊兆 職稱 講師 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 東風擺臂式垃圾車設計 一、設計目的、意義 本課題的選擇充分考慮了研究課題對汽車車輛工程專業(yè)學生學習和工作的指導作用，對本課題的研究能夠使學生了解專用汽車改裝設計方法，通過本課題的研究學生可以完成理論課程的實踐總結(jié)，獲得一定的工程設計工作方法。 二、設計內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法） 主要內(nèi)容：改裝設計一種垃圾車。滿足專用汽車相關(guān)設計要求。 要求正確進行二類底盤的選擇、主要參數(shù)數(shù)據(jù)齊備、進行二類底盤選型分析、產(chǎn)生具有實踐意義的選型總結(jié)； 要求進行車輛的總體布置，用總布置草圖表達主要底盤部件的改動和重要工作裝置的布置； 要求進行舉升機構(gòu)詳細設計，在正確計算的基礎(chǔ)上，完成部部件設計選型，要求工藝合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高； 要求進行裝卸裝置設計計算選型； 完成總裝配圖，清楚表達設計。 要求完成整車性能分析計算，以評價和分析整車設計情況。針對性能分析結(jié)構(gòu)如有必要進行設計改進。 三、設計完成后應提交的成果 全部圖紙均要求計算機繪圖；合計圖量A0 3張左右； 提交設計說明書1份，字數(shù)大于1.5萬字；符合規(guī)范要求。 四、設計進度安排 （1）調(diào)研、資料收集、完成開題報告 第1、2周（2月28日～3月13日） (2) 根據(jù)給出的相關(guān)尺寸參數(shù)進行相關(guān)部件的參數(shù)計算，并進行驗證 第 3、4、5周（3月14 日～4月3日） (3) 繪制裝配圖并進行驗證 第6、7、8周（4月4日～4月24日） （4）繪制零件圖 第9、10、11周（4月25日～5月15日） （5）設計1.5萬字說明書一份，零件圖一套（包括PRO/E零件圖）第12、13、14周（5月16日～6月5日） （6）畢業(yè)設計審核、修改 第15、16周（6月6日～6月19日） （7）畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第17周（6月20日～6月26日） 五、主要參考資料 （1） 期刊類：道路與公路類，筑路機械或工程機械類，交通工程類，有關(guān)大學學報等（五年內(nèi)）。 （2）科技圖書和教材：機械設計類、制圖類、及相關(guān)專業(yè)書； （3）設計手冊：機械設計手冊等； （4） 網(wǎng)絡資源：檢索關(guān)鍵詞：舉升汽車，專用汽車改裝設計等； 其它：相關(guān)產(chǎn)品廣告，參觀有關(guān)產(chǎn)品展覽會。 六、備注 指導教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 本科學生畢業(yè)設計 東風擺臂式垃圾車設計 院系名稱： 汽車與交通工程學院 專業(yè)班級： 車輛工程 BW07-10 學生姓名： 劉強 指導教師： 楊兆 職 稱： 講師 黑 龍 江 工 程 學 院 二○一一年六月 The Graduation Design for Bachelor's Degree Design of the Dongfeng Waving Arm Garbage Truck Candidate：Liu Qiang Specialty：Vehicle Engineering Class：BW07-10 Supervisor：Lecturer. Yang Zhao Heilongjiang Institute of Technology 2011-06·Harbin 畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目: 東風擺臂式垃圾車設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程07-10班 學 生 姓 名: 劉 強 導 師 姓 名: 楊 兆 開 題 時 間: 2011年03月14日 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 開題報告撰寫要求 一、“開題報告”參考提綱 1. 課題研究目的和意義； 2. 文獻綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）； 3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題； 4. 技術(shù)路線或研究方法； 5. 進度安排； 6. 主要參考文獻。 二、“開題報告”撰寫規(guī)范 請參照《黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數(shù)應在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 劉強 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程07-10班 指導教師姓名 楊兆 職稱 講師 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 東風擺臂式垃圾車設計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1、國內(nèi)外現(xiàn)狀 目前我國的專用車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。近20年來，專用汽車行業(yè)伴隨我國汽車工業(yè)得到了飛速的發(fā)展，成為我國汽車工業(yè)的一個重要組成部分。六七十年代期間，我國的專用汽車企業(yè)大多規(guī)模小，工藝設備差，人員技術(shù)素質(zhì)低，生產(chǎn)方式落后，缺乏開發(fā)設計能力，一般是根據(jù)下達任務的上級部門提供的原蘇聯(lián)樣車進行仿制。那時供改裝車選用的底盤很少，由于多數(shù)企業(yè)采用作坊式生產(chǎn)，工藝落后，專用汽車的產(chǎn)品技術(shù)水平也比較低。到70年代末，全國專用汽車生產(chǎn)企業(yè)僅200余家，年生產(chǎn)能力約2.5萬輛，個類專業(yè)品種只有100種左右，遠遠滿足不了國民經(jīng)濟建設和社會發(fā)展需要。 隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，對專用汽車的需求日益增加，專用汽車的市場日漸擴大。由于專用汽車的專用功能對各行業(yè)的發(fā)展有著明顯的促進作用，其附加價值又相對高，這就促使更多的其他行業(yè)的企業(yè)加入到專用汽車行業(yè)中來。2005年，我國專用汽車當年的保有量達到275萬輛，當年的需求量為34萬輛；2011年，我國專用汽車當年的保有量達到428萬輛，當年的需求量為54萬輛。據(jù)有關(guān)部門的資料，我國專用汽車保有量的飽和值約為2000萬輛，需求量的飽和值為200萬輛。 到2020年前中國商用車市場將保持年均9%左右的增長速度，從而為專用汽車的發(fā)展提供良好的發(fā)展空間。龐大的基礎(chǔ)設施建設項目將給工程類專用汽車帶來極大的需求空間和市場增量，高等級公路建設總量依然巨大，帶動修建公路的工程車輛、維護公路的特種作業(yè)車輛、公路運營車輛的快速發(fā)展。同時，我國能源消耗總量巨大，能源物資的運輸也會擴大專用車總需求量。 由于我國專用汽車起步較晚、管理不力、生產(chǎn)規(guī)模小、技術(shù)力量弱，尤其高新技術(shù)的應用上還不普及，與國外先進水平比較，仍有較大差距。就總體而言，我國專用汽車仍處于中低檔水平。要推動我國專用汽車進一步發(fā)展，高新技術(shù)化是必由之路。 但是我國的專用汽車高新技術(shù)化也存在著諸多的問題： （1）專用汽車底盤的專用化程度不高 目前我國專用汽車除了自卸車、半掛牽引車、混凝土攪拌運輸車等專用底盤有所供應外，多數(shù)專用汽車企業(yè)只能用普通載貨汽車的二類底盤進行改裝。二類載貨汽車底盤不僅配置低，可靠性、安全性、耐久性和舒適性達不到要求，而且專用化程度不高，極大影響了專用汽車技術(shù)水平的提高。 （2）專用裝置的技術(shù)含量偏低 專用汽車的專用裝置具有多樣性、復雜性和專用性的特點，因此隨著高新技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)對新產(chǎn)品開發(fā)力度的加強，對專用裝置技術(shù)含量提出了越來越高的要求。 （3）運輸用專用汽車的技術(shù)水平停滯不前 運輸用專用汽車是目前我國多數(shù)專用汽車廠家的主導產(chǎn)品，鑒于需求量大、技術(shù)要求低、容易生產(chǎn)，多數(shù)企業(yè)安于現(xiàn)狀，產(chǎn)品幾十年不變，技術(shù)水平處于停滯不前的狀態(tài)，更談不上高新技術(shù)的運用。 （4）專用汽車高新技術(shù)化步伐不快 作業(yè)用專用汽車為滿足特殊作業(yè)的要求，一般具有較高的技術(shù)含量。但是，與國外先進水平相比在功能的可靠性、安全性、多樣性以及操作的簡便性等方面均存在著較大的差距，這其中的主用因素在于高新技術(shù)的運用還很不普遍。國產(chǎn)作業(yè)用專用汽車功能單一，使用效率很低時普遍存在的問題。 作業(yè)用專用汽車為滿足特殊作業(yè)的要求，一般具有較高的技術(shù)含量。但是，與國外先進水平相比在功能上可靠性、安全性、多樣性以及操作的簡便性等方面均存在著較大的差距，這其中的主要因素在于高新技術(shù)的運用還很不普遍。中國的專用車市場處于性能提升階段，產(chǎn)品以中端市場需求為主，隨著城市經(jīng)濟的高速發(fā)展，高性能、高品質(zhì)的高端產(chǎn)品市場規(guī)模將進一步擴大，而隨著中國新農(nóng)村的城鎮(zhèn)化建設，滿足基本功能、價格相對便宜的低端產(chǎn)品需求也將進一步擴大。國產(chǎn)作業(yè)用專用汽車的功能單一，使用效率很低是普遍存在的問題。在這一問題上，我國的專用車生產(chǎn)企業(yè)要予以重視。 目前我國有多個企業(yè)生產(chǎn)垃圾車。這些廠家生產(chǎn)的垃圾車產(chǎn)品，種類較多，按功能特點大致可分為自卸式垃圾車、壓縮式垃圾車、擺臂式垃圾車等。其中，擺臂式垃圾車是裝備有可回轉(zhuǎn)的起重擺臂，車斗或集裝垃圾箱懸吊在起重臂上，隨起重擺臂回轉(zhuǎn)、起落，實現(xiàn)垃圾自裝自卸的專用自卸汽車。 國外垃圾車發(fā)展較早較成熟，為了縮短作業(yè)時間，提高作業(yè)效率，實現(xiàn)了專項作業(yè)的機械化和單位化。社會經(jīng)濟的快速發(fā)展對城市環(huán)境衛(wèi)生及垃圾運輸設備的要求日益提高。垃圾車作為一種專用車作業(yè)效率明顯提高，因而具有廣闊的市場前景。近些年來，國家出臺了許多有關(guān)垃圾收集與處理的政策、法規(guī)和文件，促進了各種垃圾車的增長。 我國的專用汽車領(lǐng)域要想得到飛速的發(fā)展，就需要正視我們存在的問題并且要不斷的借鑒國外的技術(shù)，發(fā)展具有我們自己特點的專用汽車。 2、 選題目的和意義 現(xiàn)如今經(jīng)濟飛速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，城市人口快速增長，導致了城市垃圾量也跟著急劇上升，隨之而來的是固體生活垃圾的處理越來越受到人們的重視。城市固體生活垃圾的處理大體有3種形式：分類回收、焚燒和填埋。而不論采用哪種處理方式，其最終的處理場所均需遠離城市居民區(qū)。而垃圾城市到處理場所的運輸就需要快捷、方便的交通運輸工具，垃圾車就擔當了每天上千噸（中等城市）的固體生活垃圾的運輸?shù)闹厝?。擺臂式垃圾汽車以其顯著的特點被廣泛的應用于城市垃圾的運輸，并且方便。所以為了更好的滿足城市固體垃圾運輸?shù)男枨螅瑪[臂式垃圾汽車的改裝技術(shù)需要快速的發(fā)展，這就需要我們一代代汽車人的不斷努力來實現(xiàn)。 擺臂式垃圾車結(jié)合國內(nèi)外同類產(chǎn)品的先進技術(shù)，充分運用液壓技術(shù)，使整車結(jié)構(gòu)設計合理，性能優(yōu)良，操作靈活簡便。具有整車造型美觀、外形美觀、駕駛便捷、結(jié)構(gòu)緊湊合理。主要配套件全部采用國內(nèi)外通用標準件，維修方便。車廂容積大，強度高技術(shù)成熟的液壓舉升機構(gòu)能實現(xiàn)垃圾輕松裝卸。 本課題的選擇充分考慮了研究課題對汽車車輛工程專業(yè)學生學習和工作的指導作用，對本課題的研究能夠使學生了解專用汽車改裝設計方法，通過本課題的研究學生可以完成理論課程的實踐總結(jié)，獲得一定的工程設計工作方法。 二、設計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1、主要內(nèi)容： 改裝設計一種垃圾車。滿足專用汽車相關(guān)設計要求。 要求正確進行二類底盤的選擇、主要參數(shù)數(shù)據(jù)齊備、進行二類底盤選型分析、產(chǎn)生具有實踐意義的選型總結(jié)； 要求進行車輛的總體布置，用總布置草圖表達主要底盤部件的改動和重要工作裝置的布置； 要求進行垃圾車擺臂機構(gòu)詳細設計； 要求進行裝卸裝置設計計算選型； 完成總裝配圖，清楚表達設計。 要求完成整車性能分析計算，以評價和分析整車設計情況。針對性能分析結(jié)構(gòu)如有必要進行設計改進。 2、擬解決的主要問題與采取的預計辦法 （1）擺臂式垃圾車的總體設計 （2）擺臂的結(jié)構(gòu)設計計算 （3）液壓系統(tǒng)設計 方法：按照專用汽車的設計步驟，首先進行二類底盤的選擇然后進行車架的設計，要正確選定整車參數(shù)，合理布置工作裝置和附件，使取力器、專用工作裝置、其它附件與所選定的汽車底盤構(gòu)成相互協(xié)調(diào)和匹配的整體，達到設計任務書所提出的整車基本性能和專用性能的要求。 三、技術(shù)路線（研究方法） 確定總體方案 東風擺臂式垃圾車數(shù)據(jù)采集、分析、處理 確定總體設計方案 完成開題報告 擺臂式垃圾車底盤的選擇 車架的設計 擺臂的設計 總布置方案分析與選擇 液壓系統(tǒng)的設計 取力器的選擇 整車性能計算分析 四、設計進度安排 （1）調(diào)研、資料收集、完成開題報告 第1、2周（2月28日～3月13日） (2) 根據(jù)給出的相關(guān)尺寸參數(shù)進行相關(guān)部件的參數(shù)計算，并進行驗證 第 3、4、5周（3月14日～ 4月3日） (3) 繪制裝配圖并進行驗證 第6、7、8周（4月 4日～4 月24 日） （4）繪制零件圖 第9、10、11周（4月25日～5月15日） （5）設計1.5萬字說明書一份，零件圖一套第12、13、14周（5月16日～6月5日） （6）畢業(yè)設計審核、修改 第15、16周（6月6日～6月19日） （7）畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第17周（6月20日～6月26日） 五、參考文獻 [1]徐達,蔣崇賢.專用汽車構(gòu)造與設計[M].北京理工大學出版社,1998. [2]蔣崇賢.專用汽車設計[M].武漢工業(yè)大學出版社,1994. [3]劉哲義.何明輝.專用汽車構(gòu)造[M].武漢武漢工業(yè)大學出版社,1994. [4]徐達、陸錦榮.專用汽車工作原理與設計計算[M].北京理工大學出版社,2002. [5]催增輝,王祖德.專用汽車發(fā)展趨勢研究[J].汽車研究所,2006（3）. [6]馮晉祥,王慧君.專用汽車結(jié)構(gòu)與維修.濟南：山東科技技術(shù)出版社,1996. [7]吳社強,杜復剛.通用特種車輛與裝卸機械使用維修.國防工業(yè)出版社,2006. [8]催蜻.專用汽車設計.西安：陜西科技技術(shù)出版社,1998. [9]金先龍.國外專用汽車新技術(shù).武漢：湖北科學技術(shù)出版社，1994. [10]王喜武.LJ353自卸汽車液壓系統(tǒng)工作原理及結(jié)構(gòu)介紹.專用汽車1996. [11]官忠范編.液壓專用系統(tǒng).北京：機械工業(yè)出版社,1996. [12]蔡文彥等編.液壓傳動系統(tǒng).上海：上海交通大學出版社,1998. [13]秦四成，等.自卸汽車新型舉升機機構(gòu)優(yōu)化設計.1998. [14]謝金元.高位自卸汽車的設計與探討.專用汽車,1998. [15]馮晉祥.專用汽車設計.人民交通出版社,2007. [16]成大先.機械設計手冊.化學工業(yè)出版社,2002. [17]王世剛,張秀親,苗淑杰.機械設計實踐.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社,2003. [18]徐達.專用裝置的維修.1999年01期；《專用汽車》. [19]徐達.專用裝置的設計.2002年02期；《專用汽車》. [20]王祖德.專用汽車的設計要點.2000年03期；《汽車研究與開發(fā)》. [21]王志強.專用汽車.2000年02期；《商用汽車》. [22] Bayrakceken H.Automotive sectors analysis of world and Turkey[J].Techno 1 Res EJM T,2005. [23] Hyes AM .Aotomotive component failures[J].Eng Fail Anal,1998. 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 摘 要 垃圾車在現(xiàn)代生活中起到的作用越來越大，越來越被人們的重視?，F(xiàn)代的垃圾車設計在專用車設計中的占有的地位也越來越高。目前，垃圾車設計普遍存在著價位過高，與當前垃圾車的實際接受能力存有一定的距離，致使高消費的垃圾專用車的消費量較小。本設計從市場現(xiàn)實需求角度出發(fā)，看重實際，把設計功能較完善合理，充分滿足功能要求作為設計目標。在設計中,積極使用新型材料、降低成本價格,以期生產(chǎn)出占有市場優(yōu)勢,功能全，價格低，市場需求量較多的實用型擺臂垃圾車。 本設計中的主要工作及過程如下：首先進行了專用車輛的發(fā)展現(xiàn)狀的簡要的概述， 接下來就是方案的分析與選擇，其中包括底盤、副車架以及托架的選擇設計，總布置方案的分析和確定。然后進入了專用裝置的設計，有液壓系統(tǒng)的設計、取力器的選用以及擺臂的設計等，最后是對各種裝置的校核和汽車總性能的計算。 關(guān)鍵詞：專用汽車；擺臂式垃圾車；液壓系統(tǒng)；擺臂 ABSTRACT Garbage truck the role which plays in the modern life is getting bigger and bigger, more and more by people's value. The modern garbage truck design the status which holds in the private car design is also getting higher and higher. At present, garbage truck design universal existence changes to the high consumption, has certainly certainly with the current actual garbage truck market demand is uncoordinated, the cause high consumption's trash private car's consumption quantity is small. Regards the reality, from market realistic demand angle embarking, is perfect the design function reasonably, in satisfies the function request in the foundation, uses the new material, to truncate the low price, to hold the market superiority positively to take the design idea and the starting point, produces the function entire, the cost is low, the market demand many practical suspends the arm garbage truck. The main contact of the design as follows: first, it introduces the special-purpose automobile's development; secondly, it introduces the analysis and choose of the project; the project includes the design of the chassis, the assistant frame, the bracket and ensuring the total project. Thirdly, it introduces the design of special equipment, including the design of hydraulic pressure, the choose of the implement and the design of the waving arm of rubbish truck. Finally, it checks all the kinds of equipment and calulates the capability of the special-purpose automobile. Key words：Special-Purpose Automobile; The Waving Arm Of Garbage Truck; Hydraulic System; Suspending Arm 目 錄 摘要 Ι Abstract Ⅱ 第1章 緒論 1 1.1 專用汽車的發(fā)展 1 1.2 專用汽車概念和分類 3 1.3 專用汽車設計要求 3 1.4 擺臂式垃圾汽車的設計內(nèi)容 5 第2章 東風擺臂式垃圾汽車底盤的選取 6 2.1底盤的選取 6 2.1.1汽車底盤選型要求 6 2.1.2底盤選型 6 2.1.3底盤的選取 7 2.2選用的底盤主車架的尺寸 8 2.3擺臂垃圾車質(zhì)量參數(shù)的估算 8 2.4本章小結(jié) 8 第3章 擺臂式垃圾車車廂結(jié)構(gòu)設計 10 3.1 車廂設計 10 3.2 車廂車斗的外形設計 11 3.2.1廂斗形狀的確定 11 3.2.2廂斗的尺寸設計 12 3.2.3廂斗選材 12 3.3 擺臂式垃圾車舉升機構(gòu)的設計 13 3.3.1擺臂液壓缸的選用 13 3.3.2擺臂的設計 14 3.3.3擺臂的受力分析 15 3.3.4擺臂的設計計算與校核 18 3.4支腿的設計 21 3.5總體結(jié)構(gòu)設計 22 3.6本章小結(jié) 23 第4章 擺臂式垃圾車副車架設計 24 4.1副車架截面形狀及尺寸 24 4.1.1副車架前端形狀及安裝位置 24 4.1.2縱梁與橫梁的鏈接設計 25 4.1.3副車架與主車架的連接設計 26 4.1.4副車架的形狀 27 4.2副車架主要尺寸及參數(shù)設計計算 27 4.2.1副車架主要尺寸設計 27 4.2.2副車架強度剛度彎曲適應性校核 28 4.3本章小結(jié) 34 第5章 液壓系統(tǒng)設計 35 5.1液壓系統(tǒng)設計參數(shù)計算 35 5.1.1 擺臂舉升液壓缸選型與設計 35 5.1.2 擺臂舉升油泵的選型計算 36 5.1.3 支腿油缸選型計算 37 5.1.4 油箱容積與油管內(nèi)徑計算 38 5.1.5 方向控制閥的選型 39 5.2操縱方式的選型 39 5.3液壓系統(tǒng)原理 40 5.4取力器的選擇 41 5.5本章小結(jié) 42 第6章 東風擺臂式垃圾汽車主要性能計算 43 6.1動力性計算 43 6.1.1 發(fā)動機外特性 43 6.1.2 汽車行駛方程式 43 6.1.3 動力性評價指標的計算 46 6.1.4 擺臂式垃圾車整車動力性計算 48 6.2燃油經(jīng)濟性計算 51 6.3汽車穩(wěn)定性計算 52 6.4本章小結(jié) 53 結(jié)論 55 參考文獻 56 致謝 57 附錄 58 V 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 第1章 緒 論 1.1專用汽車的發(fā)展 目前我國的專用汽車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。近10年來，專用汽車行業(yè)伴隨我國汽車工業(yè)得到了飛速的發(fā)展，成為我國汽車工業(yè)的一個重要組成部分。六七十年代期間，我國的專用汽車企業(yè)大多規(guī)模小，工藝設備差，人員技術(shù)素質(zhì)低，產(chǎn)生方式落后，缺乏開發(fā)設計的能力，一般是根據(jù)下達任務的上級部門提供的原蘇聯(lián)的樣車進行仿制。那時供改裝車選用的底盤非常少，由于多數(shù)企業(yè)采用作坊式生產(chǎn)，工藝落后，專用汽車的產(chǎn)品技術(shù)水平比較低。到80年代末，全國專用汽車生產(chǎn)業(yè)僅200余家，年生產(chǎn)能力約2.5萬輛，各類專用汽車產(chǎn)品只有100種左右，遠遠滿足不了國民經(jīng)濟建設和社會發(fā)展需要。 隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，對專用汽車的需求日益增加，專用汽車的市場日漸擴大。由于專用汽車的專用功能對各行業(yè)的發(fā)展有著明顯的促進作用，其附加價值又相對較高，這就促使更多的其他行業(yè)加入到專用汽車行業(yè)中來。2005年，我國專用汽車當年的保有量達275萬輛，當年的需求量為34萬輛；2010年，我國專用汽車當年的保有量達到425萬輛，當年的需求量為52萬輛。據(jù)有關(guān)部門的資料，我國專用汽車保有量得飽和值約為2000萬輛，需求量的飽和值約為200萬輛[5]。 由于我國專用汽車起步晚、管理不力、生產(chǎn)規(guī)模小、技術(shù)力量弱，尤其高新技術(shù)的應用上還不普及，與國外先進水平相比，仍有較大差距。就總體而言，我國專用汽車仍處于中低檔水平。要推動我國專用汽車進一步發(fā)展，高新技術(shù)化是必由之路。但是我國的專用汽車高新技術(shù)化也存在著許多諸多的問題： 1.專用汽車底盤的專用化程度不高 目前我國專用汽車，除了自卸車、半掛牽引車、混凝土攪拌運輸車等專用底盤有所供應外，多數(shù)專用汽車企業(yè)只能選用普通載貨汽車的二類底盤進行改裝。二類載貨汽車底盤不僅配置低檔，可靠性、安全性、耐久性和舒適性都達不到要求，而且專用化程度不高，極大地影響了專用汽車技術(shù)水平的提高。 2.專用裝置的技術(shù)含量偏低 專用汽車的專用裝置具有多樣性、復雜性和專用性的特點，因此隨著高新技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)對新產(chǎn)品開發(fā)力度的加強，對專用裝置技術(shù)含量提出了越來越高的要求。 3.運輸用專用汽車的技術(shù)水平停滯不前 運輸用專用汽車是目前我國多數(shù)專用汽車廠家的主導產(chǎn)品，鑒于需求量大、技術(shù)要求低、容易生產(chǎn)，多數(shù)企業(yè)安于現(xiàn)狀，產(chǎn)品幾十年不變，技術(shù)水平處于停滯不前的狀態(tài)，更談不上高新技術(shù)的運用。 4.專用汽車高新技術(shù)化步伐不快 作業(yè)用專用汽車為滿足特殊作業(yè)的要求，一般具有較高的技術(shù)含量。但是，與國外先進水平相比在功能的可靠性、安全性、多樣性以及操作的簡便性等方面均存在著較大的差距，這其中的主用因素在于高新技術(shù)的運用還很不普遍。國產(chǎn)作業(yè)用專用汽車功能單一，使用效率很低時普遍存在的問題。 作業(yè)用專用汽車為滿足特殊作業(yè)的要求，一般具有較高的技術(shù)含量。但是，與國外先進水平相比在功能上可靠性、安全性、多樣性以及操作的簡便性等方面均存在著較大的差距，這其中的主要因素在于高新技術(shù)的運用還很不普遍。中國的專用車市場處于性能提升階段，產(chǎn)品以中端市場需求為主，隨著城市經(jīng)濟的高速發(fā)展，高性能、高品質(zhì)的高端產(chǎn)品市場規(guī)模將進一步擴大，而隨著中國新農(nóng)村的城鎮(zhèn)化建設，滿足基本功能、價格相對便宜的低端產(chǎn)品需求也將進一步擴大。國產(chǎn)作業(yè)用專用汽車的功能單一，使用效率很低是普遍存在的問題。在這一問題上，我國的專用車生產(chǎn)企業(yè)要予以重視。 我國的專用汽車領(lǐng)域要想得到飛速的發(fā)展，就需要正視我們存在的問題并且要不斷的借鑒國外的技術(shù)，發(fā)展具有我們自己特點的專用汽車。 擺臂自卸式汽車是工程機械中的一種車型，在我國的專用汽車領(lǐng)域里占有相當大的比例，也是專用運輸車輛中一個多品種車型。擺臂式垃圾車的載重范圍很大。隨著國際經(jīng)濟的發(fā)展，自卸車主要以后傾式自卸車，發(fā)展到兩側(cè)傾斜式和三面傾斜式等多品種系列化。目前國外使用較多的是車廂可卸式自卸車，由于該形式自卸車得車廂與底盤是分開的，可卸下車廂裝貨和卸貨，而汽車底盤再換裝其它車廂繼續(xù)運輸，因此縮短了汽車裝卸的停歇時間，提高了運輸效率。 擺臂式垃圾汽車是自卸汽車中的一種，以其顯著的特點得到了廣泛的應用。擺臂式垃圾汽車擺臂可以平移起落車斗，它同時具有車斗和垃圾自動裝卸的功能，而且兩種功能由同一個車載工作裝置完成。由于它具備自動裝卸車斗的功能，裝垃圾時一般均將車斗卸下降低裝垃圾的高度，裝滿垃圾后，則將車斗自動裝車并運輸。該車使用方便，運輸效率高，擺臂式垃圾車又依其特有的機動靈活的特點被廣泛應用于小噸位垃圾的運輸。現(xiàn)如今經(jīng)濟飛速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，城市人口快速增長，導致了城市垃圾量也跟著急劇上升，隨之而來的是固體生活垃圾的處理越來越受到人們的重視。城市固體生活垃圾的處理大體有3種形式：分類回收、焚燒和填埋。而不論采用哪種處理方式，其最終的處理場所均需遠離城市居民區(qū)。而垃圾城市到處理場所的運輸就需要快捷、方便的交通運輸工具，垃圾車就擔當了每天上千噸（中等城市）的固體生活垃圾的運輸?shù)闹厝巍[臂式垃圾汽車以其顯著的特點被廣泛的應用于城市垃圾的運輸，并且方便。所以為了更好的滿足城市固體垃圾運輸?shù)男枨?，擺臂式垃圾汽車的改裝技術(shù)需要快速的發(fā)展，這就需要我們一代代汽車人的不斷努力來實現(xiàn)[21]。 1.2 專用汽車的概念和分類 專用車輛是為了實現(xiàn)各類專項作業(yè)的車輛。 我國對“專用汽車”定義為：裝置有專用設備，具有專用功能，用于承擔專門運輸任務或?qū)ｍ椬鳂I(yè)的汽車和汽車列車。 我國的專用汽車分劃為：廂式汽車、罐式汽車、專用自卸汽車、起重舉升汽車、倉柵汽車和特種結(jié)構(gòu)汽車等六大類。其中專用自卸汽車的定義為：裝有由本身發(fā)動機驅(qū)動的液壓舉升機構(gòu)，能將車廂卸下或使車廂傾斜一定角度，垃圾依靠自重能自行卸下的專用汽車[3]。 1.3 專業(yè)汽車設計要求 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。因此在設計上，除了要滿足基本型汽車的性能要求外，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： 專用汽車設計多選用定型的基本型汽車底盤進行改裝設計，這首先就需要了解國內(nèi)外汽車產(chǎn)品，特別是貨車產(chǎn)品的生產(chǎn)情況、底盤規(guī)格、供貨渠道、銷售價格及相關(guān)資料等。然后根據(jù)所設計的專用汽車的功能和性能指標要求，在功率匹配、動力輸出、傳動方式、外形尺寸、軸載質(zhì)量、購置成本等方面進行分析比較，優(yōu)選出一種基本型汽車底盤作為專用汽車改裝設計的底盤。能否選到一種好的汽車底盤，是能否設計出一種好的專用汽車的前提。 對于不能直接采用二類底盤或三類底盤進行改裝的專用汽車，也應盡量選用定型的汽車總成和部件進行設計，以縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期和提高產(chǎn)品的可靠性。 專用汽車設計的主要工作是總體布置和專用工作裝置匹配，設計時既要保證專用功能滿足其性能要求，也要考慮汽車底盤的基本性能不受到影響。在必要時，可適當降低汽車底盤的某些性能指標，以滿足實現(xiàn)某些專用工作裝置性能的要求。 專用汽車的生產(chǎn)特點是品種多、批量少，設計時應考慮產(chǎn)品的系列化，以便根據(jù)不同用戶的需要而能很快的進行產(chǎn)品變型。對專用汽車零部件的設計，應按“三化”的要求進行，最大限度地選用標難件，或選用已經(jīng)定型產(chǎn)品的零部件，盡量減少自制件。 對專用汽車自制件的設計，應遵循單件或小批量的生產(chǎn)特點。 對專用汽車工作裝置中的某些核心部件和總成如各種水泵、油泵、氣泵、空壓機及各種閥等，要從專業(yè)生產(chǎn)廠家中優(yōu)選 因?qū)Ｓ闷噷ｍ椬鳂I(yè)性能的好壞，主要決定干這些部件的性能和可靠性。 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。 專用汽車設計應滿足有關(guān)機動車輛公路交通安全法規(guī)的要求對于某些特殊車輛，如重型半掛車、油田修井車、機場寬體客車等，應作為特定作業(yè)環(huán)境的特種車輛來處理。 某些專用汽車可能會在很惡劣的環(huán)境下工作，其使用條件復雜，要了解和掌握國家及行業(yè)相應的規(guī)范和標準，使專用汽車有良好的適應性，工作可靠，是要設安全性裝置[20]。 然而，擺臂式垃圾車除了具有以上的特點外，還有自己獨特的要求，就擺臂式垃圾車而言，它的顯著特點就是對擺臂的要求高，不僅要加工工藝簡單而且要符合強度的要求。 本設計中的擺臂式垃圾車是采用了雙擺臂式，而且車斗可更換。 1.4 擺臂式垃圾汽車的設計內(nèi)容 擺臂式垃圾車的整車設計，副車架的選取，舉升機構(gòu)力學分析，舉升裝置尺寸確定，車廂設計，液壓系統(tǒng)主要性能參數(shù)計算和車廂時間的校核，整車性能分析，利用CAD軟件建立自卸車舉升機構(gòu)的裝配圖以及零部件圖。 第2章 擺臂式垃圾車底盤的選取 從目前垃圾車生產(chǎn)廠家的廣告及市場上銷售的擺臂垃圾車噸位來看，以二類底盤車改裝的，裝載質(zhì)量在4噸左右的車型為多。本設計的擺臂垃圾車的設計目標噸位選為4噸，選取的底盤為東風二類底盤。 2.1底盤的選取 2.1.1汽車底盤選型要求 汽車底盤一般應滿足以下要求： （1）適用性 專用汽車底盤應適用于專用汽車的特殊使用功能要求,在此基礎(chǔ)上進行改裝造型設計； （2）可靠性 汽車底盤工作可靠,出現(xiàn)故障的幾率要小，零部件要有足夠的強度剛度和使用壽命，并且各總成零部件的使用壽命趨于一致； （3）先進性 所選汽車底盤,在動力性,經(jīng)濟性，操作穩(wěn)定性，行駛穩(wěn)定性及通過性等基本性能指標和功能方面達到同類車型的先進水平，并且滿足國家或行業(yè)標準； （4）方便性 所選底盤要便于改裝，檢查保養(yǎng)及維修，結(jié)構(gòu)緊湊與調(diào)試裝配空間合理匹配[6]。 2.1.2底盤選型 我國目前生產(chǎn)的各類型專用車輛的基本模式，大多是為了滿足在國民經(jīng)濟的某一服務區(qū)域的特定使用要求，主要在已經(jīng)定型的已有車型底盤基礎(chǔ)之上，再進行車身及有特殊工作要求的裝置的再設計，同時對已有的汽車底盤進行必要的更改，以達到滿足工作需求的要求，具有合理的匹配,良好的性能。 專用車輛采用的底盤主要分為二類，三類和四類。二類底盤，是在整車的基礎(chǔ)之上去掉廂體；三類底盤，是從整車上去掉貨箱和駕駛室；四類底盤，是在三類底盤上再去掉車架總成后剩余的散件。 選取的底盤的好壞，直接影響到專用車的性能。在選取汽車底盤時，主要是根據(jù)專用車的用途，裝載質(zhì)量，使用條件，性能指標，專用裝置或設備的外形尺寸及動力匹配等進行。目前，進80%的專用車輛采用二類底盤進行改裝設計。 選取二類汽車底盤進行改裝設計時，重點工作是整車總體布置和有特殊工作需求的裝置的設計，對底盤僅做輔助的性能分析和必要的強度校核，確保改裝后的整車性能在基本上與底盤接近,達到合理的匹配。 2.1.3底盤的選取 根據(jù)以上，本設計所用底盤主要從東風汽油與柴油擺臂垃圾車底盤中選用。以下表2.1將兩種底盤參數(shù)列出,進行比較： 表2.1 東風EQ1092FJ和EQ1092HJ底盤參數(shù)比較 底盤型號 EQ1092FJ EQ1092HJ 額定載質(zhì)量(kg) 4000 4000 整備質(zhì)量(kg) 3550 5000 外形尺寸(mm) 6605*2364*2370 6910*2470*2475 發(fā)動機型號 EQ6100-1 YC6105QC 排量/功率(ml/kw) 5420/99 2800/105 鋼板彈片數(shù)(前/后) 8/11+8 9/11+8 軸距(mm) 3950 3950 前輪距/后輪距(mm) 1810/1800 1810/1800 接近角/離去角(度) 34/19 34/19 前懸/后懸(mm) 1065/1590 1065/1895 燃油類型 汽油 柴油 軸數(shù)/輪胎數(shù) 2/6 2/6 輪胎規(guī)格 9.00-20 7.00-20 駕駛室準乘人數(shù) 3 3 最高車速(km/h) 90 95 由比較可以看到，EQ1092FJ和EQ1092HJ兩種型號底盤在整體性能上相差無幾，不同之處在于兩種底盤汽車燃用的燃料。燃用汽油的汽車底盤在價格上略占有優(yōu)勢，但在燃料價格上，然用柴油的底盤具有長效優(yōu)勢。同時，然用柴油的底盤載重較大，功率稍大。因此選用EQ1092HJ作為本次設計的底盤。 2.2選用的底盤主車架的主要尺寸 由上選用的底盤EQ1092HJ底盤,其主車架尺寸如下： 表2.2 東風EQ1092HJ底盤主車架尺寸 (單位：mm) 主車架的長度 6285 主車架的高度 1300 主車架上面尺寸到地面高度 755 主車架的厚度 250 2.3垃圾車質(zhì)量參數(shù)的估算 額定載重質(zhì)量是擺臂垃圾車基本使用性能的參數(shù)。由上面的敘述知道，本設計的垃圾車輛額定載質(zhì)量定位4000kg。 整車整備質(zhì)量也是擺臂垃圾車的重要性能參數(shù)。在擺臂垃圾車車廂的設計過程中，主要采用同類產(chǎn)品提供的數(shù)據(jù)進行估算整車整備質(zhì)量。整車整備質(zhì)量包括底盤質(zhì)量、底盤以外外加的副車架、車廂、擺臂、廂斗以及液壓系統(tǒng)等裝置的質(zhì)量，是加夠各種油液料后的空車質(zhì)量。本設計的垃圾車整車整備質(zhì)量估算為5000kg。 裝載質(zhì)量 選取為 整車整備質(zhì)量 估算為 駕駛員質(zhì)量 65kg/人,額定載員3人, 汽車總質(zhì)量是指裝備齊全，裝滿額定貨物后的汽車質(zhì)量，包括駕駛員在內(nèi)的額定載員質(zhì)量。即： 。 2.4本章小結(jié) 本章按確定的設計目標，根據(jù)底盤選取的原則和要求，主要對東風汽車汽油EQ1092FJ底盤和柴油EQ1092HJ底盤進行了對比，選擇了這次設計的底盤，給出了選用底盤的主要參數(shù),并對所設計的擺臂式垃圾車質(zhì)量參數(shù)的估算。 第3章 擺臂式垃圾車車廂結(jié)構(gòu)設計 3.1車廂設計 1.車廂外形設計 車廂在運輸中起到承載的作用，其由兩部分組成。一部分用于盛放垃圾廂斗，將其設計成平面，底部與車廂大梁焊接；另一部分用于約束和放置擺臂液壓缸、支撐約束擺臂，放置支腿和支腿液壓缸，將其設計成兩片平行鋼板通過點焊聯(lián)結(jié)后再分別與車廂大梁和車廂側(cè)壁焊接，實現(xiàn)兩部分的一體(在本設計中稱為U型鋼板)。同時，車廂與駕駛室之間設計隔離廂板，與駕駛室空留一段距離,起到安全和便于維修檢查的作用。車廂示意圖見圖3.1。 圖3.1 車廂示意圖 2.車廂選材 在全面分析車廂的工作條件、受力狀態(tài)、工作環(huán)境和零件失效等各種因素的前提下，選用Q235工程用鋼材。 3.2擺臂式垃圾車車箱斗外形設計 3.2.1廂斗形狀的確定 擺臂式垃圾車的廂斗一般分為方形和船形兩種形式。方形用于地坑式放置，船形置于地面，以便適用于公共場所、街道、生活區(qū)的垃圾收集。為了增加垃圾的運送量和汽車的運輸效率，加強實用性，本設計采用多邊形廂斗。 3.2.2廂斗的尺寸設計 與同類產(chǎn)品進行比較，EQ1092HJ底盤垃圾車廂斗載重容積約在6~10立方米之間，擬設定長*寬*高為2300*1760*1400，即其廂斗容積： 在常用容積之內(nèi)，即車箱斗的長，寬，高選為： 表3.1 車廂尺寸 （單位：mm) 車廂長度 2300 車廂寬度 1760 車廂高度 1400 車廂鋼板厚度 2 車廂加強肋厚度 32 車廂加強肋寬度 30 廂斗采用多邊形狀，實現(xiàn)吊裝、吊卸、傾卸的方便。其結(jié)構(gòu)見示意圖3.2。 圖3.2廂斗示意圖 3.2.3廂斗選材 1.廂斗鋼板選材 在遵循滿足使用性能要求，較好工藝性和較好經(jīng)濟性的前提下，廂斗選用選用Q235工程用鋼材。 2.廂斗工程硬塑選材 工程塑料的一般選用原則：具有良好的使用性能，優(yōu)良的工藝性及合理的經(jīng)濟性。 （1）使用性能，使用性能是選材考慮的主要問題。 （2）工藝性能，材料加工的工藝流程要適合批量生產(chǎn)。 （3）經(jīng)濟性能，選擇材料的經(jīng)濟性是當前注意的問題。 考慮到廂斗的使用條件和使用環(huán)境，工程塑料的選擇要滿足耐腐蝕性的要求，要有長期受酸、堿及其他腐蝕性介質(zhì)侵蝕，抵抗各種強酸、強堿、強氧化劑和有機溶劑等化學介質(zhì)腐蝕的能力，同時其熱脹系數(shù)要小，粘附性要好。 滿足以上要求，可選用硬聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氯化聚醚等，為適應經(jīng)濟性原則，選擇硬聚氯乙稀作為設計所用材料。 3.3擺臂式垃圾車舉升機構(gòu)的設計 擺臂式垃圾車的舉升機構(gòu)均采用車廂兩側(cè)雙杠舉升，采用液壓驅(qū)動。舉升機構(gòu)主要由液壓缸體，擺臂和懸掛鏈條組成，主要完成裝載和傾卸放置。 擺臂式垃圾車對傾卸機構(gòu)的設計要求如下： （1）裝載機構(gòu)應保證在設計的載荷下連續(xù)正常工作，工作循環(huán)不大于40s； （2）裝載機構(gòu)應能在任何工作位置上停留。在滿載提升過程的中間位置上停留5min，其提升液壓油缸的活塞桿的沉降量不大于10mm； （3）傾卸料的卸料角(包括后翻和側(cè)翻)不應小于45度； （4）卸料機構(gòu)每個工作循環(huán)(從卸料動作開始至復位)時間不應大于60s； （5）傾卸機構(gòu)在滿載的情況下，在傾卸角為20~25度位置上停留5min，其舉升液壓缸的活塞桿沉降量不應大于10mm。 當進行廂斗的裝載時，液壓缸外伸的活塞桿拉動擺臂，帶動與擺臂相連的鏈條，將廂斗安穩(wěn)舉升到車廂上；進行廂斗的卸載時，液壓缸的活塞桿推動擺臂做類似的動作，實現(xiàn)廂斗的卸載；進行垃圾的傾倒時，將吊置在擺臂上傾倒用的鐵鏈掛到廂斗的勾環(huán)上，打開后箱體的鎖削，當液壓缸推置廂斗到一定高度時，箱體后部被鏈條勾住抑制了后箱體的運動，此時隨著液壓缸的繼續(xù)舉升，箱體前半部分隨之抬高，后廂蓋在自重和垃圾貨物的壓力下，自動打開，完成了垃圾的傾卸[1]。 3.3.1擺臂液壓缸的選用 由于液壓缸要完成擺臂的升降，所以液壓缸選擇單桿雙作用液壓缸，在兩側(cè)各放置一個，液壓缸后座絞接固定在車廂上，活塞桿的一端和擺臂的一處合適位置絞接。 3.3.2擺臂的設計 1.擺臂結(jié)構(gòu)設計 擺臂呈工字型，擺臂的兩側(cè)下端與U型鋼板絞接，上部用拉桿將兩側(cè)擺臂連接，在略低與拉桿處的擺臂上安置能夠隨著廂斗的翻轉(zhuǎn)而跟隨著連接在其上的鏈條轉(zhuǎn)動的滑動軸，在擺臂的中部安置用于卸料并帶有鏈條的掛環(huán)。見示意圖3.3。 圖3.3 液壓缸示意圖 圖3.4 擺臂示意圖 2.擺臂選材 在進行擺臂的剛度、強度及彎曲變形校核的前提下，考慮到較好的工藝性及合理性的經(jīng)濟性，擺臂選用Q235工程用鋼材。 3.擺臂鏈接鏈條長度應用說明 擺臂鏈接的鐵鏈長度盡量實現(xiàn)能夠剛好滿足廂斗與擺臂滑動軸之間的距離，防止廂斗在起吊的時候廂斗底部與車廂造成過大的摩擦。 3.3.3擺臂的受力分析 擺臂的受力分析可按吊裝和傾卸兩種工況進行討論。受力分析如圖3.1所示。 圖3.5 吊裝、吊卸工況擺臂受力分析 1.吊裝、吊卸工況 o點為油缸與車架的鉸接點，A點為油缸與擺臂的鉸接點；雙作用油缸作用力Fa的大小和方向隨擺臂的轉(zhuǎn)動而改變，并為擺臂轉(zhuǎn)角β的單值函數(shù)；B點為吊鏈位置，B0為吊卸初始狀態(tài)的吊鏈軸位置；B1為吊鏈在吊裝工況初始狀態(tài)的位置。Γa為油缸軸線與x軸的正向夾角。 擺臂式垃圾汽車的吊裝和吊卸過程中，擺臂受力的兩個典型工況：當B點位于B1點時，擺臂可以從下極限位置吊裝貨箱；當B點位于B0點時擺臂可以從車架上吊卸車斗。 當?shù)跹b車斗時，計算公式如（3.1）取擺臂為分離體： 由ΣMp=0，得： （3.1） 式中 Fax、Fay—油缸作用力Fa在x軸、y軸上的投影（N）； 油缸上鉸支點A1的X、Y坐標值（m）； Ge—吊裝重力（N）； 上式可以進一步整理成公式（3.2）： （3.2） 繼續(xù)整理后得到公式（3.3）： （3.3） 由公式（3.3）計算出來的Fa值為油缸提供負載依據(jù)，同時它也為擺臂強度和剛度計算提供依據(jù)。 有知道擺臂在下限位置時，擺臂轉(zhuǎn)角為，，，，式中α為與的夾角。將上三公式代入式（3.3）得： （3.4） 式中為結(jié)構(gòu)幾何尺寸，均可通過計算獲得。 當擺臂處于吊卸初始位置時，B點位于B0，，根據(jù)上述分析同理可得： （3.5） 式（3.4）和（3.5）分別給出了和時油缸所受的推力和拉力。通常情況下，以和作為選用油缸和擺臂強度計算的依據(jù)。 具體計算結(jié)果如下： 當擺臂在下極限位置時： 當擺臂在吊卸位置時： 2.傾卸工況 由于傾卸工況所需油缸的推力和拉力遠小于吊裝、吊卸工況所需的油缸作用力，故對油缸作用力和擺臂受力和擺臂受力不予以討論。通過分析計算，求出吊鏈所受的最大拉力，以便對吊鏈進行強度校核。傾卸工況受力分析如圖3.6所示： 圖3.6傾卸工況吊鏈受力分析 傾翻初始，左吊鏈受力為： （3.6） 公式中的和由本身的結(jié)構(gòu)尺寸決定。 當車斗傾卸到最大傾翻角時，左吊鏈受力為： （3.7）同理公式中和也有自身的機構(gòu)決定。通常的情況下左、右吊鏈尺寸、規(guī)格均相同時，故設計時只取和中較大值作為選取吊鏈的依據(jù)。事實上，當車斗傾卸到最大角度時，車斗內(nèi)的垃圾所剩不多，故一般情況下，>.。 計算結(jié)果如下： 由公式（3.6）得： 3.3.4擺臂的設計計算與校核 根據(jù)圖（3.5）結(jié)構(gòu)分析得PB位置為重要位置，所以分析PB位置，根據(jù)總布置可以將擺臂簡化成以下簡支梁： 圖3.7擺臂簡化簡支梁 對PB進行受力分析： 圖3.8 PB受力分析 根據(jù)擺臂材料體積估算擺臂重為150㎏。 由以上得到： 根據(jù)得 得到： 得到： 因為，所以,方向向下。 選取擺臂材料為Q235號鋼，其許用應力為，許用安全系數(shù)， 畫出擺臂的剪力圖和彎矩圖，擺臂的危險截面點為A點。 圖3.9 擺臂剪力圖 圖3.10擺臂彎矩圖 擺臂橫截面高度h可按經(jīng)濟條件（結(jié)構(gòu)質(zhì)量最?。┯嬎愦_定有： （3.8） 式中：M—擺臂承受的最大合成彎矩（以作業(yè)斗的額定載荷處在最大臂幅時計算） —厚高比（ ） 得到： （3.9） 得到：B=85mm 擺臂截面圖如下： 圖3.11擺臂截面圖 慣性矩： （3.10） = 0.0000065 （3.11） 由上式得出擺臂式安全的。 3.4支腿的設計 1.支腿的結(jié)構(gòu)設計 支腿在料斗卸料，在廂斗的提升過程中或者需要時可以獨立打開，其結(jié)構(gòu)形狀設計成三角形狀，采用液壓缸實現(xiàn)支腿的打開與伸縮收回。見識意圖3.12。 圖3.12 支腿示意圖 2.支腿的液壓缸的選用 由于支腿液壓缸在工作的過程中，起到打開與收縮支腿的作用，選用雙作用單桿液壓缸，其結(jié)構(gòu)形狀同擺臂液壓缸。 3.支腿選材 在參考同類車型支腿材料選用的基礎(chǔ)上，考慮到支腿的受力，選用Q235作為支腿材料。 3.5總體結(jié)構(gòu)設計 由以上對擺臂式垃圾車車廂各結(jié)構(gòu)形狀的設計說明，進行優(yōu)化組合后，可得整車形狀結(jié)構(gòu)，如下示意圖3.13。 圖3.13 整體結(jié)構(gòu)示意圖 3.6本章小結(jié) 本章主要對擺臂式垃圾車的車廂、廂斗、擺臂及支腿的結(jié)構(gòu)形狀設計進行了說明，對擺臂進行了詳細的計算與校核，對關(guān)鍵位置進行受力分析，確保達到要求，確定了本設計的結(jié)構(gòu)設計圖樣，為下一章的設計計算奠定了基礎(chǔ)。 第4章 擺臂式垃圾車副車架設計 4.1副車架的截面形狀及尺寸 專用汽車副車架的截面形狀一般和主車架縱梁的截面形狀相同，多采用如圖4.1所示的槽形結(jié)構(gòu)，其截面形狀尺寸取決于專用汽車的種類及其承受載荷的大小。 圖4.1副車架截面形狀 4.1.1副車架的前端形狀及安裝位置 在保證使用可靠的前提下，為了提高撓曲性，減小副車架剛度，應盡量減少副車架的橫梁，以減少對縱梁的扭轉(zhuǎn)約束。 副車架油缸支承橫梁與翻轉(zhuǎn)軸橫梁形成框架。油缸支承橫梁應盡量靠近后懸架前支承處的橫梁，最好能位于后框架之內(nèi)。因為這段主車架變形小，所以副車架對其扭轉(zhuǎn)約束力也相應減弱，同時保證了舉升機構(gòu)的幾何特性。 在副車架結(jié)構(gòu)要求剛性較高時，可在主、副車架中間增加一層橡膠墊，當主車架變形時以彈性橡膠的變形來減弱副車架對主車架的約束。 副車架前端形狀常有三種形狀(見圖4.2)。 對于這三種不同形狀的副車架前端，在其與主車架縱梁相接觸的翼面上部加工有局部斜面，其斜而尺寸如圖4.2(c)所示：；。 （a）U形；（b）角形；（c）L形 圖4.2副車架的三種前端形狀 如果加工上述形狀困難時，可以采用如圖4.3所示的副車架前端簡易形狀，此時斜面尺寸較大[1]。 對于鋼質(zhì)副車架：； 對于硬本質(zhì)副車架；； 副車架在汽車底盤上布置時，其前端應盡可能地往駕駛室后圍靠近。 4.1.2 縱梁與橫梁的連接設計 橫梁與縱梁的連接方式主要有三種，見圖4.3 1-縱梁；2-連接板；3-橫梁 圖4.3橫梁與縱梁的連接 圖4.3（a）橫梁與縱梁上下翼板連接，該種連接方式優(yōu)點是利于提高縱梁的抗扭剛度。缺點是當車架產(chǎn)生較大扭轉(zhuǎn)變形時，縱梁上下翼面應力將大幅度增加，易引起縱梁上下翼面的早期損壞。由于車架前后兩端扭轉(zhuǎn)變形較小，因此本車架前后兩端采用了該種連接方式，為了提高縱梁的扭轉(zhuǎn)剛度采用了縱向連接尺寸較大的連接板。橫梁僅固定在腹板上。 圖4.3（b）橫梁僅固定在腹板上，這種連接形式連接剛度較差，允許截面產(chǎn)生自由蹺曲，可以在車架下翼面變形較大區(qū)域采用，以避免縱梁上下翼面早期損壞。 圖4.3（c）橫梁同時與縱梁的腹板及上或下翼板相連，此種連接方式兼有以上兩種方式連接的特點，但作用在縱梁上的力直接傳遞到橫梁上，對橫梁的強度要求較高。由于該車平衡懸架的推力桿與平衡懸架支架上的兩根橫梁連接，因此，這兩根橫梁與縱梁共同承受平衡懸架傳遞過來的垂直力(反)和縱向力(牽引力、制動力)。 綜合以上考慮，本副車架的縱梁與橫梁的連接采用第1種方式，即橫梁與縱梁上下翼板連接，同時為了降低成本和適于批量生產(chǎn)，本車架縱梁和橫梁的連接方式采用螺栓連接[15]。 4.1.3 副車架與主車架的連接設計 副車架與主車架的連接常采用如下幾種形式。 1.止推連接板 圖4.4是采用的止推連接板的結(jié)構(gòu)形狀及其安裝方式。連接板上端通過焊接與副車架固定，而下端則利用螺栓與主車架縱梁腹板相連接。止推板的優(yōu)點在于可以承受較大的水平載荷，防止副車架與主車架縱梁產(chǎn)生相對水平位移。相鄰兩個推止推連接板之間的距離在500～1000 mm范圍內(nèi)。 1-副車架；2-止推連接板；3-主車架縱梁 1-上托架；2-下托架；3-螺栓 圖4.4 止推連接板的結(jié)構(gòu) 圖4.5 連接支架 2.連接支架 連接支架由相互獨立的上、下托架組成，上、下托架均通過螺栓分別與副車架和主車架縱梁的腹板相固定，然后再用螺栓將上、下托架相連接，見圖4.5所示。由于上、下托架之間留有間隙，因此連接支架所能承受的水平載荷較小，所以連接支架應和止推連接板配合使用。一般布置是在后懸架前支座前用連接支架連接，在后懸架前支座后用止推連接板連接。 3.U型夾緊螺栓 當選用其它連接裝置有困難時，可采用U型夾緊螺栓。但在車架受扭轉(zhuǎn)載荷最大的范圍內(nèi)不允許采用U型螺栓。當采用U型螺栓固定時，為防止主車架縱梁翼面變形，應在其內(nèi)側(cè)襯以木塊，坦在消聲器附近，必須使用角鐵等作內(nèi)襯。 綜合考慮三種連接方式的特點，以及裝配工藝性，本文設計的自卸車主副車架之間采用止推連接板式。 4.1.4 副車架的形狀 圖4.6副車架形狀 4.2副車架主要尺寸參數(shù)設計計算 4.2.1 副車架主要尺寸設計 由參考文獻[12]可知，在設計自卸車時，所選取的二類底盤只有主車架，為了增加車架的強度剛度，延長車架的使用壽命，在原有主車架的基礎(chǔ)上增加了副車架。 對具有較高質(zhì)心位置及載質(zhì)量較大的廂式車一般采用槽形通長式副縱粱。制造材料應具有良好的焊接性和機械性能，一般要求抗拉強度 ≥370N／mm2 ，屈服極限≥240N／mm2。延伸率以≥20％翼緣寬度應與主車架縱粱(簡稱主縱粱)翼緣寬度相同。不宜大于主縱粱翼緣寬度。副縱粱截面尺寸確定后，要分別對副縱粱和主縱粱進行強度計算，并根據(jù)其慣性矩、抗彎截面系數(shù)分配彎矩。 在汽車制造工藝中，鋼板沖壓成型工藝占有十分重要的位置。沖壓成形的零件具有互換性好、能保證裝配的穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率高和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。 載重汽車用中板數(shù)量較多，受力的車架縱梁和橫梁、車廂的縱梁和橫梁均采用中板沖制且多以低合金高強度鋼板沖壓生產(chǎn)，也是適應提高汽車承載能力、延長使用壽命、降低汽車自重和節(jié)能節(jié)材以及安全行駛等要求的發(fā)展趨勢。 目前，我國載重汽車車架的縱梁和橫梁已經(jīng)全部采用低合金高強度鋼鋼板制造?？v梁可以用抗拉強度為510MPa的16MnL和09SiVL(必須是用往復式扎機生產(chǎn)的)、10TiL和B510L鋼板生產(chǎn)，橫梁可以用抗拉強度為390MPa的08TiL和B420L鋼板來生產(chǎn)。 由以上，副車架材料選用載重汽車橫縱梁的一般選用材料，縱梁采用16MnL，橫梁采用08TiL生產(chǎn)。 副車架對主車架起到加固作用，其寬度和選用的底盤的寬度相同，高度可以小于主車架，長度在底盤主車架長度基礎(chǔ)上去掉主車架與車廂之間的距離長度。其尺寸設計如下： 表4.1 副車架尺寸 （單位：mm） 副車架長度 34500 副車架寬度 1300 副車架高度 150 副車架厚度 5 4.2.2 副車架的強度剛度彎曲適應性校核 1.額定裝載時整車重心作用點的求解 對主車架來說，其整車重心后移。其受力簡圖如下 圖4.7主車架額定裝載運輸重心作用簡圖 設定自卸車在額定裝載質(zhì)量下，其前后軸承受的載荷相同，即有： （4.1） 由圖，可以列出： 求得 2.副車架剪力及彎矩的求解 由主車架重心作用簡圖及求得的整車重心作用點，可以畫出額定裝載質(zhì)量時自卸車副車架受力簡化圖如下圖： 圖4.8副車架額定裝載受力簡圖 將此時受力的副車架看為簡支梁(見下圖)，以便進行強度剛度及彎曲變形的校核。由下圖，可以列方程組： 圖4.9副車架等效簡支梁簡圖 可求得： = = = 28765.89N 即大小為 28765.89N，方向與設定的方向相同。 可求得： = = = 即大小為9165.8N，方向與設定的方向相反。 由以上，可畫出實際的副車架等效梁示意圖。 圖4.10副車架實際等效梁簡圖 列出彎曲剪力及彎矩方程： OA段 = = 28765.89 N (0

收藏