自卸汽车举升机构设计

目录摘要IABSTRACTII第一章绪论111自卸汽车的概述112自卸车辆举升机构研究的作用和意义113发展趋势及国内外的研究现状214课题研究的内容2第2章自卸汽车车厢及车架结构设计421车厢结构型式确定422整车尺寸参数确定5221车体尺寸参数的确定6222质量参数的确定6223其它性能参数623车厢尺寸参数设计7231车厢尺寸设计8232车厢内框尺寸及质量824车架设计9第三章自卸汽车举升机构的类型及其工作原理1031自卸汽车的组成和分类10311自卸汽车的组成10312自卸汽车的分类1032举升机构的结构形式和工作过程11321举升机构的结构形式12322举升机构的工作过程1233举升机构的设计13第四章液压系统设计1941液压系统的组成1942液压系统工作原理1943液压系统结构安排2144油缸的设计22第五章总结28参考文献29致谢30摘要自卸汽车是使用汽车发动机驱动液压举升装置，将货车厢倾斜一定角度而后完成自动卸货工作，并依靠车厢的自重而复位的汽车1。自卸汽车的车厢倾翻是由举升装置完成的，所以举升装置对于自卸汽车非常重要。它的性能好坏决定自卸汽车的使用性能和安全性能。本次毕业设计的自卸汽车为中重型自卸汽车，采用T式（油缸前推式）连杆组合式举升机构。本装置由举升机构、液压传动系统和附件系统组成。本次设计内容包括车厢及车架设计、举升机构设计（最大举升角、各构件铰接点位置、举升机构结构、各构件设计及受力校核）、液压传动装置设计。关键词自卸汽车，举升机构，液压传动ABSTRACTTHEDUMPTRUCKUSESTHEENGINEPOWERACTUATIONHYDRAULICPRESSURELIFTINGORGANIZATION,TILTTHECARGOCOMPARTMENTTOACERTAINANGLEANDTHENACHIEVETHEPURPOSEOFAUTOMATICUNLOADINGANDRELYONTHECARSOWNWEIGHTANDRESETTHECAR2THEDUMPTRUCKCARRIAGETILTINGISACCOMPLISHEDBYLIFTINGDEVICESOITISVERYIMPORTANTFORTHEDUMPTRUCKLIFTINGDEVICEITSPERFORMANCEDETERMINESTHEPERFORMANCEANDSAFETYOFDUMPTRUCKTHEGRADUATIONDESIGNOFDUMPTRUCKFORHEAVYDUMPTRUCK,USINGTTYPEOILCYLINDERFRONTPUSHTYPECONNECTINGRODCOMBINEDTYPELIFTINGMECHANISMTHEDEVICEISCOMPOSEDOFALIFTINGMECHANISM,AHYDRAULICTRANSMISSIONSYSTEMANDANACCESSORYSYSTEMTHISDESIGNINCLUDESTHEDESIGNOFTHECARRIAGEANDFRAME,LIFTINGMECHANISMDESIGNTHEMAXIMUMLIFTINGANGLE,THEPOSITIONOFTHEHINGEPOINTOFEACHMEMBER,THESTRUCTUREOFTHELIFTINGMECHANISM,THEDESIGNOFEACHCOMPONENTANDTHESTRESSCHECK,HYDRAULICTRANSMISSIONDEVICEDESIGNKEYWORDSDUMPTRUCK,LIFTINGMECHANISM,HYDRAULICTRANSMISSION第一章绪论11自卸汽车的概述自卸汽车是使用发动机驱动液压举升装置，将货车车厢倾斜一些角度然后实现卸货工作，并依靠车厢的自身重量而回位的汽车1。自卸汽车可以根据功能分为公路运输和非公路运输两类，轻、中、重型普通自卸汽车日常都是公路运输，一般承担砂石、泥土、煤炭等松散货物运输，通常与装载机配套使用。而重型和超重型自卸汽车都是用于非公路运输，主要承担矿山、水利、工地等运输服务，通常与挖掘机配套使用。但是只能在矿山和工地使用3。一些自卸汽车具有特定的用途，而它们又称为专用自卸车。常见的有摆臂式自装卸汽车和自装卸垃圾车等。12自卸车辆举升机构研究的作用和意义随着现代社会的不断发展，特别是进入21世纪以来中国改革开放迎来重大成果。社会也慢慢进入自动化状态，自动化在人们的日常生活方方面面都有涉及，对人们生活起到很大帮助。而自卸汽车在现代社会发展中占有重要的地位。自卸汽车的发明实现了卸货的机械化，大大提高了工作效率，减轻劳动强度，节约劳动力。大大促进了现代社会发展的进程。自卸汽车在专用汽车里面占有相当大的比例，而自卸汽车设计的首要问题就是举升机构，自卸汽车的车厢倾翻是由举升机构完成的，自卸汽车中普遍存在举升多级液压缸有效面积发生突变的状况，举升机构还会发生液压冲击等一些问题，如果举升机构各个部件设计不合理，在工作时如果受力过大，则有可能发生举升失效的情况，还可能发生疲劳断裂等不能工作的问题，容易出现事故，举升机构关乎到整辆车的步骤设计，举升机构的好坏往往能决定一辆自卸汽车的发展命运4。13自卸汽车的发展趋势及研究现状目前世界上许多国家都高度重视研究自卸汽车新的技术，从而提高自卸汽车的动力参数和装卸效率等。随着自卸汽车使用范围的不断扩大和社会需求的不断提高，自卸汽车正朝着多类别，系列化和批量生产的方向发展。目前中国的自卸汽车的技术发展相对落后于西方国家。西方发达国家非常重视自卸汽车的发展，现在他们的自卸汽车生产厂家一般都能制造出多种吨位的自卸汽车。因为自卸汽车的工作环境大都非常恶劣，所以自卸车需要具有很强的稳定性。大中型自卸汽车一直占据主导地位在运用于公路运输上，但国内由于道路建设的发展，自卸车的工作环境有了很大的提高，同时由于农村经济的快速发展，自卸汽车有了向轻型化发展的趋势。使得轻型自卸汽车有了更加广阔的舞台。伴随着自卸汽车使用功能不断扩大，客户的需求不断增加，现在自卸汽车正朝着大吨位、轻量化、多样化、系列化的方向发展，他们更多地利用科技研究开发新的车型，来不断提高产品设计的质量和缩短产品研发的周期。国内外的自卸汽车目前大多采用直接推动式，连杆放大式，连杆复合式等举升机构5。国外对于自卸汽车的举升机构做了大量的研究工作，近年来随着自卸汽车的使用越来越多，作用越来越大。我国自卸汽车的发展也越来越快。但是和西方发达国家相比，国内自卸汽车的承载能力还是远远不如西方发达国家，特别是大吨位的轻量化自卸汽车发展远远落后。国产自卸汽车的发展还限制于技术，有待进一步研究。举升机构的主要构件是举升支架，举升支架的设计思路一般有两种，一种是以现有的自卸汽车举升支架大小为根据，用一定的比例加大或者缩小设计而成。另一种则是用计算机作为辅助工具通过计算得出具体的数据，再按照数据进行设计的方法。14课题研究的内容本课题研究的举升机构主要是使自卸汽车可以实现倾斜物料，即自卸汽车可以实现向后卸货。自卸汽车是利用发动机自身的动力驱动汽车的举升装置，使自卸汽车的车厢倾斜一定角度，使货物能自然装卸，并能依靠车厢自重使车厢自然复位的汽车。自卸汽车的举升装置为以下几个部分组成1举升机构铰链轴、副车架、货厢以及举升杠杆机构等组成。2液压传动系统油泵、取力器、传动轴、管路系统、分配阀以及举升液压缸等组成。3附件系统后厢板自动启闭装置、安全撑杆、举升限位装置、副车架连接装置以及货厢下落导向板等组成。图（11）举升机构示意图该机构由三角臂ABC、车厢、底架、油缸及拉杆组成。车厢与底盘连接于O点；三角臂与车厢连接于A点；拉杆与底架铰接于D点；拉杆铰接三角板于B点；油缸的活塞杆顶端与三角板铰接于C点；油缸底座铰接底架于E点。当油泵输出的高强压油通过分配阀进入到油缸的下腔时，油压产生的压力推动活塞杆作用于C点。同时通过连杆机构拉杆在三角板臂的B点产生拉力，压力和拉力同时产生作用使三角臂在车厢底部A处产生推力，从而使车厢绕后翻转轴O点发生转动，从而达到卸料的目的。主要设计内容包括举升机构整体方案设计、车厢及车架设计、举升机构设计（最大举升角、各构件铰接点位置、举升机构结构、各构件设计及受力校核）、液压传动装置设计。第二章自卸汽车车厢及车架结构设计21车厢结构型式确定车厢的结构型式可以根据使用功能的不同分为普通方厢和矿用铲斗车厢。散装货物的运输大多都用普通方厢6。它的后板具有自动开合功能，可以保证货物顺利及时的卸出从而提高效率。普通方厢板厚为前板46，边板48，后板58，底板612。矿用铲斗车厢适用于粒度较大的货物运输例如大石块。由于要考虑到货物会发生冲击和碰撞，矿用铲斗车厢的设计要考虑更多，比如用料较厚。甚至有些特殊车型需要在底板上焊接一些角钢，用来增强车厢的强度和抗撞击能力。车厢在汽车上用于装卸货物。前栏板、左右侧栏板、后栏板和底板一般是组成栏板式车厢的部分。根据本次设计要求，选择后倾式普通方厢。22整车尺寸参数确定221车厢尺寸参数的确定表（21）整车尺寸参数外形尺寸（长宽高）885024962958（MM）变速器型号HW1570/10档轮距（前/后）2041/1830MM前悬1500MM后悬900MM接近角19离去角50最大总质量25000（KG）整备质量8696（KG）驱动形式6X4发动机型号WD61562功率196KW222质量参数的确定自卸车质量参数包括厂定最大装载质量、整备质量、厂定最大EMO总质量、质量利用系数、容积利用系数，以及重心位置等。AMCV最大总质量是汽车装满货物后和乘坐满人员后汽车的总质量。计算方式如下。（2REOA1）汽车乘坐满人（一般额定3人），3人按照每人65KG计算。R所以25000KG8696KG195KGAMOMR则8891KG因为自卸汽车还有许多在车架上安装的装置所OR以的值取11000KGR所以14000KGEM则/13（2CEOMR2）一般重型自卸车之比约为1317，符合要求。223其它性能参数车厢的设计中必须注意最大举升角一定要大于货物安息角，只有最大举升角大于货物安息角才能保证车厢内的货物能自然卸净。一般的物料安息角都在3050之间，所以我们在设计车厢时，最大举升角可在5060之间选取7。在本次设计中我们取55。另外我们需要注意的是在选取最大举升角时，车厢满载时后板下垂的最低点必须与地面有一定的高度以保证卸货安全。举升时间是指汽车满载时车厢从开始举升至升到最大角度所需要的时间。降落时间是指车厢载完货后从最大角度到复位的所需时间。这两项参数是考察自卸汽车运输效率的重要数据；太短又势必增大液压系统负荷3。所以举升时间一般设计为20S，降落时间设计为10S。23车厢尺寸参数设计231车厢尺寸设计参考图（21），货厢与驾驶室之间一般留有100250MM的间隙为了防止紧急制动可能发生危险。C取115MM。为满足汽车的轴荷分配，车厢和货物的质心离后桥中心线的距离为对于后轮为双胎的长头或短头车，该距离一般为轴距L的（210），对于平头车，该距离一般为轴距L的（1222）。可以根据车厢质心到后桥中心线的距离以及驾驶室后壁LD的位置来确定车厢长度，通过数据计算本次设计车厢LH长度为6575MM；厢体宽度主要由底盘轮距LR为1830MM，使用要求及法规限宽的因素决定,这里取车厢宽度为2450MM，质心高度决定厢体高度，满足装载量的前提下，应尽量减小车厢厢体的高度从而起到降低质心的作用，最终提高汽车行驶的平稳性，这里取车厢高为1480MM。图（21）自卸汽车尺寸图自卸汽车设计的重点是将全金属焊接车厢设计成等刚度体车厢。但是很难兼顾高强度和轻量化。就整车而言，自卸汽车可以看成由车轮、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，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。车厢刚度指弯曲刚度和扭转刚度，两者相辅相成共同提高车厢刚度。当汽车行驶在高低不平的路面时，因为车轮不在同一个水平从而颠簸使车架发生扭曲。如果车厢的扭转刚度过大超过车厢的扭转随动性，车厢前支承一侧的缓冲块会被压到极限，而另一侧可能会离开缓冲块，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。但是如果车厢扭转刚度过小，那么车架的扭转随动性会很大。当车架发生较大扭曲时，车厢会因为变形过大而损坏。所以在车厢设计中车厢底板和侧梁断面应尽量设计小些，使其布置更紧密。这样更容易形成合理刚度。同时断面系数在设计时也应比同级吨位的货车车架大。232车厢内框尺寸及质量自卸汽车的装载质量为14000KG，查阅资料的自卸车运输砂石密度为1500KG3M自卸车满载时，装载的质量为（2MV3）（23MIN91504M4）当货物密度为普通货物时，密度按600KG算3（2MAX26014MV5）内框尺寸确定了车厢容积的大小。为了提高运输效率，运输不同货物和不同吨位的车辆应该设计的重点不同，考虑的问题也不同，车厢容积按式计算1XVLBH（26）V车厢容积（）厢内有效长度、宽度、高度3M1XLBH（MM）。重型普通方厢标准配置板为前板厚6MM边板厚6MM底板厚8MM后板厚8MM。由此得出符合要求。52347138256VM表（22）车厢最终尺寸长MM宽MM高MM底板厚MM6575245014808侧钢板厚度MM板倾斜角度侧钢板倾斜角度61124车架设计汽车的车架是主要承受载荷的构件，自卸汽车的各种专业设备都直接或间接安装在车架上。所以自卸汽车都会相应对其车架进行改装，为了使自卸汽车底盘承受的载荷在上均匀分布，所以在中间加装一个副车架。副车架装在底盘上，承受这压力，支承者车厢，而且可以防止举升机构发生干涉，它是由槽钢焊接而来，在中间用横梁来增加刚度。主车架进行时，通常在车架纵梁上加装加强板。这样可以减少车架纵梁的局部应力，同时提高车架的强度和刚度，可以在装载质量增加时使某一区间车架的截面尺寸变化不大。第三章自卸汽车举升机构的设计31自卸汽车的组成和分类311自卸汽车的组成自卸汽车一般由载货汽车的二类底盘设计开发而成。底盘、动力传动装置、液压倾卸机构、副车架和专用车厢等是它的主要部件8。（1）倾卸机构它通常由车厢、副车架、铰链轴和倾卸杠杆机构等部分组成。车厢倾卸又有后倾卸式、侧倾卸式等。（2）液压驱动系统它是由取力器、传动轴、油泵、管路系统、举升液压缸和分配阀等部分组成。（3）附件系统有安全撑杆、举升限位装置、后厢板自动启闭装置、货箱下落导向板以及副车架连接装置等组成。312自卸汽车的分类自卸汽车的分类较多，一般按下述方法分类（1）按用途分类普通自卸车；重型自卸车；专用自卸汽车。轻型、中型、重型的普通自卸汽车为公路运输的普通自卸车，主要是用来进行沙石、泥土、煤炭等松散的货物运输，一般装载质量都在2到20吨。往往是与装载机组合在一起使用。非公路运输的重型自卸汽车是在矿山或大型工地上使用。比如矿用自卸车一般装载质量在20T以上，用来进行大型矿山、水利工地等运输任务，通常是与挖掘机一起使用。它的长、宽、高以及轴荷等不受公路法规的限制，但它只能在矿山、工地上使用。专用自卸汽车具有专用车厢，课以满足装卸一些特殊货物和进行一些特殊环境运输的自卸汽车；而其它用途的自卸汽车不能满足特殊运输，叫做普通自卸车。一些自卸汽车是专门为特殊用途而设计的，称这类汽车为专用自卸车，比如自动装卸车、工地水泥车等。（2）按装载质量级别分类轻型自卸车；中型自卸车；重型自卸车。按最新汽车法规定，最大总质量大于18T，小于6T及6T的自卸汽车为轻型自卸汽车。最大总质量大于6T，小于14T及14T的自卸汽车为中型自卸汽车。最大总质量大于14T的自卸汽车为重型自卸汽车9。（3）按传动类型分类机械传动；液力机械传动；电传动。（4）按卸货方式分类后倾卸式；侧倾卸式；三面倾卸式；底卸式因为倾式自卸车的车厢是向后翻从而达到倾卸目的。因为操作简单，所以后倾式自卸汽车应用最为广泛。侧倾式自卸汽车的车厢能向一边翻转（向左或向右）从而翻倾卸货。在道路狭窄或卸货方向交换困难的地方这类汽车能发挥重大作用。三面倾卸式自卸汽车的车厢是借鉴后倾式和侧倾式的倾卸方法，它可以向左和向右及向后三个方向翻倾卸货。三面倾卸式汽车虽然有向三个方向卸货的优点，但是它的结构比其它两个方式的自卸汽车复杂，同时还有整备质量大和装载质量少等劣势。而且因为造价太高，现在市场上应用得大大减少。底卸式用于少数特殊场合。（5）按倾卸机构区分直推举升式自卸车；连杆举升式自卸车。直推举升式又可以按液压缸数来分为单液压缸式、双液压缸式、多级油缸式等。连杆式可以按连杆安放位置分为连杆前置式、连杆后置式、连杆中置式等。（6）按车厢结构形式分类栏板一面开启式、栏板三面开启式、无后栏板式；底板横断面矩形式、底板横断面船底式、底板横断面弧底式。32举升机构的结构形式和工作过程321举升机构的结构形式举升部分分两大类直推举升式和连杆组合举升式，它们都选用液压系统提供举升所需动力2。直推式举升机构利用液压油缸产生压力驱动举升机构直接举起车厢倾卸货物。该结构设计简单，结构虽然紧凑但是举升效率高。不过由于液压油缸在工作时路程长，所以要求使用2级或3级伸缩式套筒油缸。连杆式举升倾卸机构的液压缸与连杆相连接在车厢底架上，它主要是采用一套三角连杆式设计的举升机构，使液压缸能以最小的路程提供举升力将车厢举起倾卸成一定的角度，从而实现倾斜物料。在降低液压缸制造成本的条件下，取消高压油管部件，采用单级活塞式结构达到理想的倾卸物料效果；而且液压缸原始位置趋于水平容易布置，而且液压缸可与控制阀、液压泵连接成一体。同时连杆举升机构的横向跨距可以加强车厢举升时的稳定性。直推式举升机构按位置不同可分为前置举升机构和中置举升机构两种。前置式举升机构一般采用单级液压缸，一般运用在重型大车厢自卸汽车。因为单级液压缸需要的举升力较小，所以举升时车厢横向刚度比较大，导致油缸活塞路程比较长。中置式大多采用并排双缸布置在与车厢宽度方向平行的位置。工作时多级液压缸推动车厢底板中间位置，使车厢绕后铰链旋转，从而举升车厢。小型车采用这种机构通常使用一个油缸，而大型车通常需要两个油缸。两液压缸缸体要连成一体，两活塞杆也连成一体。连杆组合式举升机构又分为油缸前推式（T式）和油缸后推式（D式）两类，因为连杆组合式举升机构具有举升平顺、油缸活塞的工作行程短举升机构布置灵活等优点，所以在应用中最为广泛。连杆组合式举升机构的三角形顶臂和车厢连接，三角臂中部与活塞杆连接，三角臂的下部顶端和连杆铰接，连杆下端与副车架连接，油缸与副车架连接，绕铰接点可以自由转动。装配了这种举升机构的自卸车普遍稳定性不好。为了提高横向稳定性，在设计自卸车时要注意降低重心。油缸前推式（T式）和油缸后推式（D式）举升机构结构相同，只是两者液压缸的举升推动方向不同。322举升机构的工作过程根据本次设计要求，本次设计采用连杆组合式举升机构中的油缸前推式（T式），T式举升机构的优点明显，举升力小，油压稳定。在举升工作时液压轴的反力小，举升臂比较小，活塞工作路程短。举升机构在举起车厢倾卸货物的过程，可以分为四个阶段。第一阶段是卸货的准备阶段，此时的车厢还没有被举起，但是与地面成一定角度，夹角大概为5，这时车厢后栏板是关闭状态，物料处于静止。第二阶段为车厢被举升过程，车厢由最初与地面成5位置到与地面成40位置，车厢内的物料这时仍处于静止。第三阶段为车厢从与地面成40位置到达与地面成角度最大的位置，这个阶段物料开始被倾斜。第四阶段为货物完全倾卸干净。33举升机构的设计331举升机构结构设计图（31）T式举升机构工作示意图1）确定车厢与副车架连接的位置,位置应优先选择车架大梁尾端的地方。因为已经知道车厢副梁高260MM，长6450MM，为了结构有合理的空间，所以取直线距离为265MM车厢副梁尾端的位置，车厢后铰支点选在副梁下沿160MM处，此位置可以选取作为坐标原点（0,O）。X轴方向为汽车行驶方向，位置水平。2确定C点的坐标，根据计算得出它的坐标。C点的坐标（XCD,YCD）可按经验公式/CDMAXRL（31）计算。在公式中，L表示液压缸工作时油液的流动距离，借鉴其它设计中液压缸选择的型号，确定液压缸的长度1100MM，工作行程最大为0LL900MM，是车厢被举起的最大角度称为最大举升角，参考车厢倾卸MAX物料时的工作需求和所装载物料被倾卸的临界角度，确定55；R表MAX示经验系数，参考L工作行程的尺寸，确定R185。因此MM302727MM,因为设计要求，3100MM。CD59018CDC点应保持方向垂直应尽量接近底面的车厢，为了合理安排车厢空间特别是底部，那么就要减少深度当液压缸下支点进入副梁时。选取A点。A点确定在离底板方向约为85MM的位置。所以C点坐标确定为（3100,125）。（3）确定E点位置，因为液压缸拥有很大的尺寸，当液压缸开始举起车厢时，为了避免承受压力过大，液压缸在设计时必须有倾斜角并且要有合理数值，因此E点相对O点的垂直距离由结构允许的最小值确定，EY取14MM,E点X轴坐标由公式求得EY3400051100029004003070MMYP由于设计要求。确定3070，所以E点坐标确定（3070，14）。EX（4）当车厢水平放置时，可以根据的长度来确定B的坐标。0CB为了合理利用内部空间，B点在设计时要距离车厢底面比较近，这样可以使下支点E进入副梁的深度大为减少。画线过C点，要注意线和X轴0的夹角（）。连杆和副车架饺支点D所能连接的最高位置9/DCOYA为，在保证结构合理的情况下。确定190MM。用E作为圆心，作DYY0L为半径画圆，圆弧与线交与点，连接线,举升角时液压0CB00B缸中心线的位置就是。因此点坐标为（3420,90），ECB800。0CB5确定A点位置，当车厢水平放置时，拉杆和三角臂铰接。这时连接O点和C点。线OC以O点为圆心向上旋转55，得到角度C。回到C点位置。把C点作为圆心，作为半径画圆弧，再以E点为圆心，以液压0B缸的长度加上油液流动的路程为半径画圆弧，B点为以上两个圆弧的相交点。连接延长EB线和BC线，做EBA6又以B。为顶点，为边，00A作C。B。A。,根据结构允许尺寸，取AB250MM,连接0A。C。,得到线AC，可以得出A点的坐标（3480，152），三角形ABC的三个点坐标都得出。和ABC分别为0和55时三角架所处的位置。（6）确定拉杆长度及连杆和副梁铰接点D。作A的垂直平分线交线于D点，调整D点位置得DA。为整数，最终D点坐标为DY（2180,190）。因为DA的长度为整数，所以连杆的长度DA1600MM。各铰支点位置先用作图法确定，再对运动轨迹校核在举升角不同的情况下。如果C点到车厢底板距离大于B点到车厢底板距离，则必须增大B点到车厢底板距离。则需要重新计算各参数值。图（32）T式举升机构受力分析图如图32所示，车厢后铰支点为坐标原点0。举升角为零度时三角臂三顶点及液压缸下铰支点的位置为A点B点C点E点，举升角为任意角时三角臂三顶点为A点B点C点。D点是连杆的后铰支点。G点为自卸汽车装满货物时的车厢质心，参考自卸汽车的设计数据，确定G点坐标（1680856）。当举升角为时，C点（三角臂与车厢底部铰支点）坐标X和为CCY（3COSINCOCOY2）（3SISCCOCOY3）当举升角为时，A点坐标值,为AY（322CCAX4）（322EAEAY5）当举升角为时，B点坐标值、为BXY（322AA6）（322CBCBXY7）当举升角为，为任意角度。举升车厢质心G点的坐标为（3COSINGOY8）（3SISGOGYX9）因为举升机构在还没有工作时车厢内货物数量最多，所以阻力距较其它情况也最大，汽车在启动时有惯性作用同样产生阻力，所以液压缸产生的推力也必须足够大才能举起车厢。对液压缸推力和拉杆拉力分析10。在举升角0时，直线和直线的方程分别为0AD0BE0DAOAOAODAYXYXYEBBEBEBB线和线相交于点，坐标为，根据公式求得。000F,FO2890，37。在举升角0时，点O至直线的距离DFOXFOY0C为0C0224308FCOFOCDFODXYDMYX取厢体作为分离体，根据力矩平衡N0M得GO00XFCW895W为被举升的重力（N）；为作用在方向的力（N）。0FC0在举升角0时，点A。至直线的距离为0EB0AEBD0OAOOAEB22XD260MBEBBEBEYXYY在举升角0时，点至直线的距离为00FC0AFC02253COFAOAEOFCOFAFFFCYYYX三角臂为分离体，根据力矩平衡0B0M得0002659FCABEBEDN液压缸推力（举升角0），点到的距离。0BEF00B0COCOBOEB22XD1705MBBEBEECYXYY在举升角0时，点到的距离为00AD0CAD0COAOEB221405DAODCAAYYYX取三角臂为分离体，根据力矩平衡,得00CM0024768EBCADADFN拉杆最大拉力（举升角0）。0ADF根据值的不同，取得不同的结果，选取其中最大值作为最后确定值，所以最终载荷为247270N，经检验合适。第四章液压系统设计41液压系统的组成液压系统的组成部件有液压油箱、过滤器、节流阀、分配阀、溢流阀、液压缸、单向阀、液压泵和油道11。液压缸液压系统工作图，举升、中停、下降过程由分配阀控制。1液压缸2节流阀3分配阀4油箱5溢流阀6液压泵7单向阀8过滤器图（41）液压系统图42液压系统工作原理液压系统工作组成及原理图（42）所示为自卸汽车上的液压系统，由动力、操纵和执行三部分组成。动力部分取力器、液压泵以及两者之间的传动机构。操纵部分是具体操控举升机构把车厢倾翻达到卸货目的，它一般完成举升、保持和下降三个任务，工作分析如下图（42）液压系统工作原理图1手动阀2换向阀3三通阀4限位阀5举升液压缸6四通阀7液压阀8油箱9单向阀10安全阀11进油管1219油管A加油腔1刚开始举升时手柄在旋出位置，换向阀2保持开启状态而限位阀4保持关闭，举升缸这时会收缩。当自卸车开始倾卸货时，首先驱动液压泵，这时液压泵会产生压力，产生的压力随着液压油通过单向阀、四通阀、换向阀、三通阀，再流回油箱，这时车厢静止。当液压泵空转再启动时。将手动阀向左旋进，这时压力会推动换向阀2的阀芯，从而隔断油口，使换向阀2关闭，这时泵输出的压力油经单向阀9、四通阀6进入液压缸5。将车厢顶起，倾卸货物。在举起车厢的过程中，如果压力过大，安全阀10则会被打开起到一个溢流的作用，使压力减小。当车厢被举升到最大位置时，限位阀4的阀杆会被触动，使限位阀打开，这时液压泵产生的压力油通过四通阀、限位阀和三通阀流回油箱，车厢保持在极限倾斜位置。2当卸货完成后，首先关闭液压泵7，再旋转手动阀手柄向外，使控制油泄回手动阀，在车厢自重下油液被举升缸压出，然后开启换向阀，举升缸内的油液会流到四通阀6、换向阀2、二通阀3再流回油箱8，这时车厢下落。3车厢在被举升时如果需要固定在某一位置，只需要使手动阀的手柄不变，关闭液压泵工作，车厢就可以固定在任一位置。操控换向阀有手动机械杠杆式、手动液压伺服式和气动操纵式三种。机械操纵式具有可靠性好，通用性强，维修方便等优点。但因为他的杆件多，而且安装复杂，这种操纵方式不适用可翻转式驾驶室。液压伺服式是通过油压来开启或关闭举升液压换向阀，从而把车厢举升或下降。手动阀通过断开液压动力停止举升机构工作。它具有远程控制方便，操纵可靠等优点。但是缺点就是反应慢。气动操纵式主要是压缩空气产生动力，操纵气控液压换向阀通过控制气阀，再控制油路的流通方向完成车厢举升、下降和中停等动作。气动操纵式具有操作简单，功能多，结构先进等优点。它的缺点是气动转化成液动需要两套管路。操纵方式选择以后，就可选择合适的液压换向阀，该阀通常用三位四通阀。，根据液压系统的额定工作压力和流量选择阀的类型，使与选定的操纵方式相适应。43液压系统结构安排液压系统主要由液压能部分、工作部分与操纵控制部分三大部分组成4。1、液压能产生部件。包括取力器、油泵及单向阀和油泵传动机构。取力器与变速器安装在一起。取力器有左侧取力、右倾取力和箱顶取力三种取力方式。油箱安装的位置有好多，具体怎么安装看副车架和货厢之间的空间。但是前提是使油箱便于安装和维护。而且设计时尽量缩短油管长度。2、工作部件工作部件一般指油缸与翻倾杠杆系统。油缸安装的位置一般在副车架加强横梁上的中部或中后部。因为工作部件工作强度大，所以受力很大。在设计时各连接铰支点处必须有很好的强度、刚度。而且摩擦副要有很好的配合精度和足够的润滑。3、控制部件包括液压分配阀、限位阀以及操纵系统。控制部件多安装在汽车前部的驾驶室内部或后部，既要方便操纵与维护；又要减少管路的迂回。44油缸的设计自卸车的液压元件都是标准件，所以设计自卸车要确定液压元件的类型，并对液压元件的性能参数计算。液压举升机构的主要技术参数（1）举升时间20秒,降落时间10秒（2）上升时速度005M/S；（3）下降时速度01M/S；（4）最大举升质量14吨选择油缸类型主要参照所需最大作用力以及工作行程来确定的。MAXF根据液压系统中油缸的工作特点，可知（424IIIDPF1）式中I第I级活塞缸；液压系统额定工作压力（MPA）；P系统效率，通常按08。如表41所示，,越高，对密封的要求也越高，参照机构的类P型和工作特点，取MPA。10P表41液压设备常用的工作压力其中，单个液压缸的最大作用力（4NMGF168075COS89205COSAX2）由式（41）可知（4MPFD4314346113）表42缸筒内径尺寸系列81012162025324055658593100110125140160180200220250280320360400450500机床设备类型磨床组合机床龙门刨床拉床农业机械或中型工程机械液压机、重型机械、起重运输机械工作压力P/（MPA）0820352881010162032取液压缸内径MD80单杆活塞中，标准液压缸的V系列值为106、112、125、14、16、2、25、和5，为了减少冲击，一般推荐V16。活塞运动速度受结构的限制，范围0102M/S7D07D液压系统各液压缸均采用双作用三级同步活塞缸。压力P大于7的活塞杆直径公式为（4170DD4）将D值代入（59）式中，可求得（4MD56807015）表44液压缸活塞杆外径尺寸456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360根据表44取活塞杆直径D为45MM。液压缸的壁厚由液压缸的强度来计算。液压缸的壁厚是指缸筒结构中最薄处的厚度。查阅资料得知，承受内压力的圆筒，因为内部力分布不同所以导致壁厚不相同。所以计算时可以分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。液压缸内径D和壁厚的比值D/10时，圆筒称为薄壁圆筒。因为自卸汽车的液压缸，大都采用无缝隙的钢管材料，所以属于薄壁圆筒结构，其壁厚按公式计算（42DPY6）式中液压缸壁厚；D液压缸的内径；试验压力，取16MPA；YPYP缸筒材料的许用应力。锻钢110120MPA；铸钢100110MPA；钢管100110MPA；高强度铸铁60MPA；灰铸铁25MPA；取151015MPAYP610本次毕业设计的自卸车转向液压缸的材质是钢管，其100110MPA，所以选110MPA。将PY、值代入（47）式中，可求得（4MDP4510285617）缸体的外径为（4112D8）将值分别代入式（48）、式（49）、式（410）中，可求得MD904528011分别取；M02液压缸无杆腔面积（4242211050843MDA9）液压缸有杆腔面积（424222111030458434D10）导向长度H（4352SD1063M11）活塞宽度B（40614012）导向套滑动面长度A（4061D53M13）142EASMSRAD/78162017504总质量为1715KG；液压缸行程；M油弹性模量,查表取；EKGC2S72140EKGCMS有杆腔面积与无杆腔面积比；求最小加速时间MINT030S（4I35781614）求液压缸的最大速度MAXV143M/S（4MAXMINTOVSSM3101015）式中根据液压手册，总循环时间，TOS求最大加速度MAX（4MAXINVT3041276SM16）求液压缸运动过程中需要达到的最大压力，其中MAXP497MPA（41MAXAMGFP1AG18）1缸筒外径强度校核当时，按下式校核强度，即308D（4MAX2P66310974128974M3419）式中缸体材料的许用应力，取；MPA10PA最高工作压力；MAXPA试验压力，工作压力小于时，YP25YL；10L液压缸缸筒厚度；M液压缸内径；D强度系数，对于无缝钢管，；1壁厚公差及腐蚀的附加厚度，数值取整C满足设计要求2活塞杆的直径强度校核活塞杆直径强度按下式检验强度，即（