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1、青岛大学本科毕业设计论文本科毕业设计(论文)题 目： 重型矿用自卸车总布置设计 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械工程及自动化 姓 名： 曹 永 指导教师： 王玉林 教授 2023年6月5号随着我国经济的快速开展，矿山工业也快速开展，对矿用自卸车的需求量也越来越大，为适应这一情况国内很多厂家开始设计矿用自卸车。本论文对矿用自卸车发动机、变速器以及行驶系统的主要部件进行了选择，且对矿用自卸车进行了总布置设计，其中包括对发动机、变速器以及传动系统进行了布置，重点是传动系统，使它与发动机、变速器能到达最优配合。此外，还对矿用自卸车的动力性和燃油经济性进行了分析计算，以确保自卸车既有足够的动力，又
2、能够有好的燃油经济性。关键词 爬坡度 传动系 动力性 经济性AbstractWith Chinas rapid economic development, mining industry has developed rapidly, the Mine Dump Truck demand is also growing, in order to meet the situation, many domestic manufacturers began developing the design of Mine Dump Truck. In this paper, I make a choice
3、of the Mine Dump Truck engine, transmission and the main components of traffic system, and describe the layout design of Mine Dump Truck in detail, fix up the engine, transmission and drive system, with a focus on transmission System so that it can achieve optimal corresponds to the engine and trans
4、mission. In addition, the driving force of the Mine Dump Truck and fuel economy were analyzed, to ensure that the dump truck has enough power and good fuel economy.Keywords Climbing degree Transmission Dynamic Economy目录第一章 绪论11.1 课题的提出及意义11.2 国内外自卸车的现状21.2.1 国外自卸车概况21.2.2 国内自卸车概况31.3 主要研究内容和方法3第二章 矿
5、用自卸车总布置设计方案42.1 总布置概述42.1.1 设计目的42.1.2 设计原那么52.1.3 设计流程52.2 自卸车形式的选择62.2.1 轴数的选择62.2.2 驱动形式的选择62.2.3 自卸车的布置形式62.2.4 轮胎的选择62.3 自卸车主要参数的选择72.3.1 自卸车主要尺寸参数确实定72.3.2 自卸车质量参数确实定82.3.3 自卸车性能参数确实定92.4 发动机的选择102.4.1 发动机形式的选择102.4.2 发动机主要性能指标的选择112.5 传动系参数确实定122.5.1 最小传动比确实定122.5.2 最大传动比确实定122.5.3 变速器档位数确实定1
6、32.6 自卸车的总体布置132.6.1 整车布置的基准线零线确实定132.6.2 各部件的布置142.7 整车质量、轴荷分配和质心高度的计算152.7.1 空车状态下整车质量、轴荷分配和质心高度的计算152.7.2 满载状态下整车质量、轴荷分配和质心高度的计算19第三章 矿用自卸车动力性、经济性分析213.1 动力性分析213.1.1 发动机外特性曲线图的绘制213.1.2 驱动力与行驶阻力平衡图213.1.4 动力因数的计算243.2 燃油经济性分析273.2.1 燃油经济性的评价指标273.2.2 自卸车燃油经济性的计算29第四章 总结与展望36致 谢38参考文献39附录A40附录B41
7、第一章 绪论1.1 课题的提出及意义货车是利用发动机动力驱动液压举升机构，将货箱倾斜一定角度从而到达自动卸货的目的，并依靠货箱自重使其复位。按不同的用途货车可分为两大类：一类是公路运输用的轻、中、重型装载质量在220吨普通货车，这种货车主要承当着泥土、砂石、煤炭等松散货物的运输工作；另一类是非公路运输用的重型和超重型额定装载质量在20吨以上货车，这种货车主要应用于大型矿山、水利、工地等场所。货车具有爬坡能力大，转弯半径小，机动灵活和道路修筑容易等特点，广泛应用于开采分散，地形复杂，多点排倒的各类矿山。随着世界经济一体化的开展，我国重型矿用自卸车的生产将面临更大的机遇和挑战，国际技术合作和新型矿
8、用自卸车的研制与开发是我国有关厂家迎接挑战、拓展市场的最有效途径。利用自身的优势，高起点开展国际技术合作，可以迅速提高产品档次，形成系列，抢占市场。技术创新、功能完备、性能可靠将是重型矿用自卸车研究开发的重点。随着世界经济的开展和大型矿山现有设备的更新换代，国内外矿山对重型矿用自卸车的需求量将会增大，国内厂家应及早准备，积极开拓，以提高我国重型矿用自卸车的整体水平，并不断扩大市场占有率。1.2 国内外自卸车的现状货车起源自1963年由美国Unit-Rig公司和G.E公司合作研制出世界上第一台装载质量为77吨矿用电动轮自卸车以来，经过30多年的不断完善和大量新技术、新材料、新工艺的采用。重型矿用
9、电动轮自卸车作为汽车的新品种已开展成熟，形成了以美国德莱塞Dresser公司、尤克里德日产Euclid公司、尤尼特里格Unit-Rig公司等为代表的矿用电动轮自卸车生产企业，其装载质量已从第一台的77吨上升到目前的380吨，并有108吨、120吨、154吨、170吨、190吨、220吨、280吨、317.5吨等多个系列。1.2.1 国外自卸车概况国外于50年代中期，由于汽车运输在矿山开采中显示出很大的优越性，承载20吨以上的矿用自卸车在逐步被应用在矿山开采和建筑工地上。到60年代其承载量达60吨左右。后由于电传动的出现，解决了矿用自卸车向大吨位开展的问题。从而早60年代后期，100吨以上的矿用
10、自卸车纷纷出现。到70年代已出现了200-300吨的巨型电动轮矿用自卸车。目前世界上生产重型矿用自卸车的国家有：美国、日本、白俄罗斯和法国等国。主要生产厂家有：小松矿用设备公司、尤克里德-日产公司、尤尼特-里格公司、卡特彼勒、利勃海尔公司、特雷克斯公司和白俄罗斯的别拉斯等。且这些厂家的共同特点是：1全系列：从最小的20吨到最大的300吨全系列生产；2专业化：主要及关键部件采用专业厂生产的产品。如发动机选用康明斯、底特律DDC、MTU等柴油机厂生产的产品，电传动系统选用G.E、东洋公司产品，变矩器选用艾里森产品，制动器选用洛克威尔产品等；3完整的配套体系：专业厂和主机厂之间形成了一个完整的生产供
11、给体系。 由于国际兴旺国家非常重视自卸汽车的生产，自卸汽车生产量占载货汽车的比例较高，如美国13%，前苏联10%。自卸汽车运输量占公路货运量在50%以上，国外自卸汽车占载货汽车保有量和年产量都在20%以上。工程自卸车经过十几年的不断开发，不断改良，开展非常迅猛，各大公司都推出自己的自卸车品牌，力争在国内及国际市场上占有一席之地，最著名的重型自卸车品牌包括瑞典的沃尔沃、德国的奔驰、法国的雷诺、荷兰的海沃、印度的塔塔、美国的马克等。1.2.2 国内自卸车概况由于矿用自卸车对国家的资源和能源开发具有密切的关系及重要的作用，北京和上海于70年代初相继研制出并开始成批生产20吨和32吨矿用自卸车。目前，
12、国内矿用自卸车的研制，根本上已初具系列。国家定点生产矿用自卸车的工厂有：北京重型汽车制造厂、上海重型汽车制造厂、本溪重型汽车厂、湘潭电机厂和内蒙古第二机械总厂。综观我国矿用自卸车制造业，进展比拟缓慢，吨位品种尚不齐全，32吨以上品种尚在起步阶段，产品的关键问题是质量不过关，与国外存在较大的差距。具体表现在1产品品种不成系列；2产品性能差质量低；3生产设备陈旧落后工艺水平低；4技术开发力量分散。近些年来，由于国家相当重视矿用自卸车的开展，我国的各大企业也开始重视矿用自卸车的开发也开始形成自己的自卸车品牌。如中国重汽的斯太尔、中国一汽的解放、东风集团的东风等。1.3 主要研究内容和方法研究方法如下
13、：1参考有关资料初步确定所设计矿用车的尺寸参数、质量参数、通过性参数等；2利用有关参数初步确定所需发动机功率并选择发动机，选定后较核是否足要求；3根据所选发动机的功率确定传动系统的各个部件；4选择适宜的悬架、车桥、转向系统和制动系统；5确定举升系统；6选定各系统后进行总布置设计；7完成总布置后进行运动较核及传动较核等。8)对整车进行动力性与经济性分析。 第二章主要介绍了矿用自卸车的各个总成的选择以及整车的布置方案，并确定了所设计车的各个总成的参数以及整车的参数；第三章对所设计的矿用自卸车进行了动力性和燃油经济性分析以检验所选的各个总成的参数和整车参数是否满足要求。第二章 矿用自卸车总布置设计方
14、案2.1 总布置概述汽车性能的优劣不仅取决于组成汽车的各部件的性能，而且在很大程度上取决于各部件的协调和配合，取决于总体布置；总体设计水平的上下对汽车的设计质量、使用性能和产品的生命力起决定性的影响。汽车是一个系统，这是基于汽车只有如下属性而具备组成系统的条件：1 汽车是由多个要素子系统及连接零件组成的整体，每个要素对体的行为有影响；2组成汽车的各要素对整体行为的影响不是独立的3汽车的行为不是组成它的任何要素所能具有的由此，汽车具备系统的属性，对环境表现出整体性、一辆子系统属性匹配协调的汽车所具备的功能大于组成它的各子系统功能纯粹的、简单的总和、反之，如果子系统的属性因无序而相互干扰，即便是个
15、体性能优良的子系统，其功能也会因相互扼制而抵消，功率循环、轴转向等就是这样的典型例子。系统论所揭示的系统整体性和系统功能的等级性必然会映射到设计任务中来、用整体性来解释汽车设计的终极目标是整车性能的综合优化，道理是十分显然的、汽车设计任务的等级形态表现为：上位设计任务是确定下位设计任务要实现的目标，下位设计是实现上位设计功能的手段、上、下位体系可从总体设计逐级分至零件设计，总体设计无疑处于这种体系的最上位，设计子系统的全部活动必须在总体设计构建的框架内进行、子系统设计固然重要，但统揽全局、设计子系统组合和相互作用体系规那么的总体设计对汽车的性能和质量的影响更加广泛、更为深刻。2.1.1 设计目的1 从技术先进性、生产合理性和使用要求出发，正确选择性能指标、质量和主要尺寸参数，提出总体设计方案，为各部件设计提供整车参数和设计要求；2 对各部件进行合理布置和运
