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1、黑龙江工程学院本科生毕业设计第1章 绪 论1.1课题的研究现状、目的和意义近10年来, 专用汽车行业伴随我国汽车工业得到了飞速的发展,成为我国汽车工业的一个重要组成部分。随着我国高等级公路的发展以及国内大量基础设施建设需要等因素，专用汽车产品结构随国内市场需求格局较过去有很大变化，重型车和轻型车比例处于增长趋势，中型车比例继续下降；体现专用汽车产品专用功能特性的产品在总量中的比重加大；专用汽车品种数得到大幅增加；整个专用汽车产品结构趋于更合理化的发展。自卸汽车是工程机械中的一种车型，在我国的专用汽车领域里占有相当大的比例，也是专用运输车辆中一个多品种车型。自卸车的载重范围从 0.5到 300吨
2、。随着国际经济的发展，自卸车主要以后倾式为主，发展到两侧倾斜式和三面倾斜式等多品种系列化。目前国外使用较多的是车箱可卸式自卸车，由于该型式自卸车的车箱与底盘是分开的，可卸下车箱装货和卸货，而汽车底盘再换装其它车箱继续运输，因此缩短了汽车装卸的停歇时间，提高了运输效率。随着我国高等级公路的发展以及国内大量基础设施建设需要等因素，专用汽车产品结构随国内市场需求格局较过去有很大变化，重型车和轻型车比例处于增长趋势，中型车比例继续下降；体现专用汽车产品专用功能特性的产品在总量中的比重加大；专用汽车品种数得到大幅增加；整个专用汽车产品结构趋于更合理化的发展。 专用功能较强的城建类专用车等均有大幅增长，今
3、后随着市场需求变化，适合高等级公路运输车辆,满足专项作业功能车辆将会继续增加，而普通传统型运输类车辆如自卸车将会随着国民经济的深入发展而逐渐减少。 由于国内专用汽车生产企业较多，市场总需求量有限等原因，为满足市场竞争的需要，近几年多数企业根据市场需要注重新产品开发力度,产品范围基本涉及到国民经济的各个环节。专用汽车品种数由2005年的1337个快速增长到2009年的4910个，其中专用自卸车品种发展较快，2009年时自卸车品种数已达583个，占全部专用汽车总数的11.9%。去年以来，我国专用车市场取得较好的经营业绩，全国395家改装车企业改装汽车23.06万辆，销售23.05万辆。客车改装量最
4、大，共改装103492万辆，占总量的44.88；载货汽车44870辆，占总量的19.46；自卸汽车27125辆，占总量的11.76；厢式、罐式等专用车销售40966辆，占总量的17.77。通过数字来看，去年一年销售专用车达23万辆，结合我国道路、经济等实际情况，应该说数量还是比较可观的，目前我国专用汽车品种数已接近欧、美、日等发达国家和地区水平。目前，我国改装车市场最大销售量约25万辆左右，改装量最大的除了客车外，主要有厢式车、罐式车、自卸车等主要车型。但是总体来看，这些专用车均存在技术附加值低、工艺较落后等问题。从品种来看，我国改装车品种较少，仅有400多个品种。那么，未来改装车市场到底是什
5、么市场呢？肯定地说，应该向多品种、高、精、尖方向发展。这种发展方向除了我国公路条件改善外，还和我国公路货物运输市场息息相关。目前，我国公路货运市场的主体依然是以个体户为主，公路货运甚至还谈不上物流管理，具有运输成本高、随意性大、服务没有保证等特点。随着我国加入世界贸易组织，这种格局将要逐步被打破。我国汽车工业保护期只有五年，但是公路货运市场却可以向外资开放。跨国物流公司正虎视眈眈盯着中国公路货运这块大市场。这场战斗谁是赢者，不言自明。集团化货运市场对卡车的个性化要求将越来越高，同时需求数量也将越来越大。可以毫不夸张地说，未来的卡车发展方向将是专用车。 近年来国外自卸车的生产主要以重型为主，其主
6、要原因重型车经济效益好、功率大、强度高有中小型车无法代替的优点。随着一些矿业的开发需要和运输性能、及特殊作业的要求，重型自卸车在国外得到了迅速的发展。专用底盘的专业化非常明显，例如日本丰田等大汽车公司底盘系列化专业化生产，新材料、新技术的应用越来越突出如高强度的合金和铝合金材料的应用大大减轻的整车的整备质量、提高了车辆的使用寿命。在国外，微电脑的应用已经渗透到各个领域，重型自卸车也不例外微电脑已广泛应用到发动机控制、自动变速、专用装置动力传递电器故障诊断等方面，使专用车的使用价值逐渐扩大，技术性能明显提高。随着我国西部大开发战略计划的实施，自卸车的发展也向重型化有了更进一步的发展。重型自卸车主
7、要用于大型露天矿山和大型土木工程，西部大开发期间露天有色金属矿山和露天煤矿的开发利用大幅增长，国民基础建设更是增长迅速，对重型自卸车需求大幅增加，适用于各类矿山、水利工程，承载能力强、转弯半径小的重型车需求量尤为明显。如今的自卸车在一定条件下还不是很完善，不能满足使用需求，这样会浪费劳动力，一定程度上降低工作效率，浪费大量人力物力。摆臂式自卸车是装备有可回转的起重摆臂，车斗或集装箱悬吊在起重臂上，随起重摆臂回转、起落臂式垃圾斗，可一车多斗，带自卸功能，达到安全稳定，性能可靠。垃圾斗厢体分为按摆臂式和地坑地面两用式配置不同形式的垃圾斗。可加装密封盖，防止泄露飞扬污染，以适应不同环境使用要求，实现
8、物体的自装自卸的专用自卸汽车。摆臂式自卸车是专用自卸车的一种，是在二类汽车底盘上装有车厢或货斗具有装卸功能的摆臂装置的专用汽车。摆臂可悬吊货斗或集装箱之类载货容器，并随之回转作平移起落，实现载货容器与汽车的结合（装）与（卸）。可以自动倾卸货物、降低高度倾卸货物的难度、使用方便，运输效率更高。摆臂式自卸车主要对传统自卸车进行研究（设计），根据现今已有的自卸车的结构与特点，从专用的整体设计出发，主要是对摆臂式自卸车的整体形式与主要性能参数的确定、专用货箱(车斗)、摆臂式自卸机构、辅助支腿等装置的详细设计，使车厢和底盘不发生干涉，通过计算，对自卸汽车的重要部件如液压系统,进行了定性的分析，以确定举升
9、力的大小、达到设计载荷是所需的要求,，并对车厢的长、宽、高进行了计算设计，以达到底盘最大总质量的要求，使自卸车的前后轴的载荷在最大承载质量的范围之内，更加完善其专用汽车的功用。摆臂式自装卸汽车主要有后装卸式和侧装卸式两种。后装卸式被广泛的应用，设计摆臂式自装卸汽车时，首先要选择合适的底盘。选择底盘的主要依据是：装载质量、道路条件、运输货物的特性（如密度、安息角等）、运距等。在没有专用汽车底盘的情况下，通常选用短后悬的普通自卸汽车底盘，这有利于摆臂布置、结构紧凑。由于专用汽车是一种在许多特征不同于本型汽车或经过特殊改装之后才用于运输的，而我国专用汽车的品种还比较单一、生产规模小、数量还远远不能满
10、足国民经济发展的需要。因此，不断开发新产品，增加产品和品种，提高产品质量是摆在专用汽车厂家一项迫切且艰巨的任务。摆臂式自卸车作为专用车的一种，在基于专用车原有的特点性能上，把降低生产成本，提高生产质量等作为此次设计的主要目的。1.2专用汽车设计的特点和要求专用汽车与普通汽车的区别主要是改装了具有专用功能的上装部分，能完成某些特殊的运输和作业功能。因此在设计上，除了要满足基本型汽车的性能要求外，还要满足专用功能的要求，这就形成了其自身的特点，概括如下：（1）车设计多选用定型的基本汽车底盘进行改装设计 这首先就需要了解国内外汽车产品，特别是货车产品的生产情况、底盘规格、供货渠道、销售价格以及相关的
11、资料等。然后根据所设计的专用汽车的功能和性能指标要求，在功率匹配、动力输出、传动方式、外形尺寸、轴载质量、购置成本等方面进行分析比较，优先选出一种基本型汽车底盘作为专用汽车改装设计的地盘。能否选到一种好的汽车底盘，是能否设计出一种好的专用汽车的前提。对于不能直接采用额二类地盘或者三类地盘进行改装的专用汽车，也应尽量选用定型的汽车总成和部件进行设计，以缩短产品的开发周期和提高产品的可靠性。（2）专用汽车的主要工作是总体布置和专用工作装置匹配 设计时既要保证专用功能满足其性能要求，也要考虑汽车底盘的基本性能不受到影响。在必要时，可适当降低汽车底盘某些性能指标，以满足实现某些专用工作装置性能的要求。
12、（3）针对专用汽车品种多、批量少的生产特点，专用汽车设计应考虑产品的系列化，以便根据不同用户的需要而能很快的进行产品变型。对专用汽车零部件的设计，应按“三化”的要求进行，最大限度地选用标准件，或者选用已经定型产品的零部件，尽量减少自制件。（4）对专用汽车自制件的设计，应遵循单件或小批量的生产特点，要更多的考虑通用设备加工的可能性。（5）对专用汽车工作装置中的某些核心部件和总成，如各种水泵、油泵、气泵、空压机及各种阀等，要从专业生产厂家中优选因专用汽车专项作业性能的好坏，主要决定于这些部件的性能和可靠性。（6）在普通汽车底盘上改装的专用汽车，底盘受载情况可能与原设计不同，因此要对一些重要的总成结
13、构件进行强度校核1。然而，自卸汽车除了具有以上的特点外，还有自己独特的要求，就摆臂式自卸汽车而言，它的显著的特点就是对摆臂的要求高，不仅要加工工艺简单而且要符合强度的要求。本设计中的摆臂式自卸汽车是采用了双摆臂式，而且货箱可更换，这样不仅可以运输固体货物同时还可以运输液体货物。1.3摆臂式自装卸汽车的设计特点 摆臂式自装卸汽车有后装卸式和侧装卸式两种。后装卸式被广泛的应用，设计摆臂式自装卸汽车时，首先要选择合适的底盘。选择底盘的主要依据是：装载质量、道路条件、运输货物的特性（如密度、安息角等）、运距等。在没有专用汽车底盘的情况下，通常选用短后悬的普通自卸汽车底盘，这有利于摆臂布置、结构紧凑。汽
14、车底盘选定后，摆臂式自装卸汽车的主要尺寸参数如轴距、轮距等也就随之确定了。车辆的外廓尺寸（长、宽、高）原则上不应超过选用汽车的外廓尺寸，若因布置困难略有突破，但也要控制在法规允许的尺寸界限以内。摆臂式自装卸汽车的转载质量m随车辆用途而异。用于一般运输的摆臂式自装卸汽车，多采用中、轻型货车底盘改装而成；而工地矿山专用摆臂式自装卸汽车采用重型货车底盘改装而成。目前，国产摆臂式自装卸汽车装载质量m有2t、4.5t、8t、9t和12t几种。摆臂式自装卸汽车的质量利用系数比所选原车的低，通常=0.9左右。摆臂式自装卸汽车的轴载质量及其分配，原则上应该与原选的车辆相接近。但是，由于增加了主要部件，例如油缸
15、支腿、摆臂、副车架等均布置在汽车后部，容易导致后轴轴载质量超限。因此，总布置设计是应将车厢适当前移，以满足轴载质量及其分配比例符合原车要求。摆臂式自装卸汽车的离去角最小值不能小于17。摆臂的最大摆角是指摆臂从初始位置绕摆臂轴旋转到极限位置时摆臂所转过的角度。值决定了车厢倾卸角的大小，同时也决定了车厢起吊的深度h。因此是摆臂式自装卸汽车设计中的一个重要的参数。设计时应该根据车辆用途，并参考同类型汽车来选取。设计时，车厢的满载吊装时间不应该超过60s。而满载吊卸时间可缩短为50s左右，吊装、吊卸时间相对整个运输过程来说是相当短的，故对运输生产率的影响不会很大，没有必要追求过快的吊装、吊卸速度。此外
16、，过快的吊装、吊卸还会造成冲击，对液压元件提出较高的要求1。1.4设计的主要内容和技术路线1.4.1研究的主要内容此次计的目标是设计一种总质量8000kg的摆臂式自卸汽车，其性能参数与所选底盘车接近。通过正确的计算，完成部部件设计选型，达到工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高的设计要求，并附之以总装配图，清楚表达设计。因此本设计主要研究的内容有：（1）研究摆臂式自装卸汽车的总体结构特点；（2）对摆臂式自卸装汽车的总体结构进行布置；进行二类底盘选择、副车架、托架等辅助设备的设计；（3）进行液压系统的详细设计；（4）对主要部件进行校核；（5）整车性能的计算。1.4.2研究的技术路线研究总体结构、特点确定设计步骤，方案设计与分析二类底盘选型副车架、托架等辅助设备的设计总体布置取力器的选取摆臂机构设计计算、分析倾卸钩设计、分析液压系统设
