文档介绍：该【自卸车的总布置设计 】是由【lu2yuwb】上传分享，文档一共【15】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【自卸车的总布置设计 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。自卸车的研究与方案设计
[摘要]随着国内根底设施建设需要不断增加,自卸车产量近年来一直保持较高产销量,在专用车综合产量中保持第一位置,但总体上讲,目前我,主要表现在材料,结构,工艺,技术含量,耐久性,舒适性乃至平安性等方面。
本文首先对自卸车的设计特点以及国内外开展现状做了相关的概述。接着,从车厢的设计、举升机构的布置、取力器的设计等方面完成HFC3060自卸车的总体布置设计,并对主车副车架进行了改装与设计。对整个HFC3060自卸车的外廓尺寸、轮距与轴距尺寸、前悬后悬以及整车的装载质量、整备质量、总质量和轴载质量进行了相关的计算与设计。
[关键词]自卸汽车总体布置设计副车架轴载质量举升机构
目录
引言………………………………………………………………………………1
………………………………………………………………2
…………………………………………………2
………………………………………………………3
……………………………………………………………6
2自卸车车架的改装设计………………………………………………………8
………………………………………………………….8
……………………………………………………8
3举升机构的设计……………………………………………………………12
………………………………………………12
………………………………………………………13
4自卸车的主要性能计算………………………………………………………14
………………………………………………………14
结论…………………………………………………………………17
参考文献……………………………………………………………………………18
引言
近年来,随着国民经济的快速开展、根底设施建设的迅猛开展以及我国汽车工业的飞速开展,我国专用车市场也得到迅速开展呈现出繁荣的景象。为了满足国内各种需求和促进国民经济的开展,对专用车产品技术含量和附加值的要求越来越高。在汽车制造市场竞争日益剧烈的今天,国内目前专用车的品种还较少,而且重、中、轻,高、中、普、特、新比例严重失调,大多数企业只能生产中型普通专用车、其他类型的专业车产量仍较少且功能简单。去年以来,我国专用车市场取得较好的经营业绩,,。自卸汽车27125辆,%。随着国内根底设施建设迅猛开展,自卸车近年来一直保持较高产销量。但是我国生产的自卸车,仍大多是采用东风、解放、斯太尔、依维柯等普通载货(客)车底盘,经过调整轴距等小幅度的改动进行改装的,生产出的大局部自卸车仍根本是技术含量低、售价低的劳动密集型的普通低吨位自卸车。我国自卸汽车的开展经历了快速开展过程,虽然存在不少困难和问题,但随着我国经济的进一步开展,以及国家各项政策的落实,在全行业的共同努力下,我国自卸汽车产业一定会走上更加健康的开展之路,赶上世界兴旺,在国际市场上扮演更加重要的角色,由中国制造走向中国创造。
自卸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。总布置设计是是汽车产品设计中一项很重要的环节,是一项贯穿从商品筹划直到汽车投入批量生产为止的整个过程的设计工作,是一个反复协商和调整的过程。自卸车在整车布置时需注意的问题很多,要考虑自卸车的使用要求,选取适宜的货箱尺寸;要考虑校核整车的轴荷分配、货物倾卸过程中的运动干预问题及整车的侧倾问题。只有综合考虑这得事半功倍的效果。
1自卸车整车总布置
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、举升工作装置、其它附件与所选定的HFC1061汽车底盘构成相互协调和匹配的整体,到达设计任务书所提出的整车根本性能和专用性能的要求。在进行总体布置时应按照以下原那么:
满足专用工作装置性能的要求,使专用功能得到充分发挥
在布置举升机构时防止油缸过长大于主减速器的离地间隙,成为底盘离地间隙的瓶颈。为了降低这一指标,可以选取适宜举升机构形式,使其离地间隙大于主减速器离地间隙。所以在进行总布置时,要从多方面综合考虑。
尽量防止对汽车底盘各总成位置的变动
因为一些总成部件位置的变动,不仅会增加本钱,而且也可能影响到整车性能。HFC1061轴距不改变,因为改变轴距必须对备胎、自卸油箱、平安支撑杆等其它附件的布置的位置作出适当调整。
防止工作装置的布置对车架造成集中载荷
对于车架总成来说,纵梁首先应满足整车的强度要求,而合理布置横梁及其连接形式那么是保证车架具有足够扭转刚度的必要条件,同时车架横梁又是底盘一些总成的安装基体,因此在确定各横梁的位置前必须充分考虑到整车各总成的布置情况,保证其安装的方便性。
尽量减少专用汽车的整车整备质量,提高装载质量
由于自卸车增加举升工作装置,使得整备质量比同类底盘的普通货车要增加。减少整备质量,充分利用底盘的装载质量,增大质量利用系数,是自卸车改装设计过程个要追求的主要指标之一。
符合有关法规的要求
例如对整车的长、宽、高、后悬等尺寸在相关法规中部有明确的规定,一定不能超出标准的要求。
自卸汽车尺寸参数主要有:轴距、轮距、外廓尺寸(车辆长、宽、高)等,如图2-2所示
图1-1自卸汽车的主要尺寸参数
自卸车容积确实定对于自卸车的整车布置具有非常重要的意义。因为只有确定了自卸车容积,才能根据货物的重心位置、整车的轴荷分配等情况,确定车箱的长度和高度,对货箱的位置进行确定。
在确定自卸车的容积前,必须了解该自卸车的使用环境、用途。例如,自卸车在平原使用时,用户在实际使用过程中超载量较大,车箱容积一般较大;自卸车运输的货物种类不同时,货物的密度、安息角不同,对车箱容积、车箱的最大举升角的要求也不一样。
明确货物种类及目标载重后,即可开始确定车厢容积。
例如,有一款自卸车被用于某露天矿坑,货物的密度,,可按以下公式计算车箱容积:
〔1-1〕
式中:V为车厢容积,;
为目标载重量,kg;
为修正系数〔货物装载时,会多堆出一些,车厢栏板高度越高,取值越小〕,;
为货物密度,。
计算可得,。
①自卸车轴荷分配设计
在整车布置时应根据汽车的布置型式、使用条件及性能要求合理地选定其轴荷分配。由于自卸车的自身特点,其轴荷分配的情况与普通载货车轴荷分配的情况不一样。首先,为了满足轮胎磨损均匀的要求,希望满载时每个轮胎负荷大致相等。可以根据自卸车结构特点,大致算出自卸车的轴荷分配。
〔1-2〕
式中,为前轴标准负荷,kg;为后轴标准负荷,kg;
为前轴轮胎数;为后轴轮胎数;G1为单胎最大负荷,kg;为双胎最大负荷,kg;为前轴负荷率;为后轴负荷率。
其次,在确定轴荷分配时,还要充分考虑汽车的结构特点及性能要求。综合考虑,自卸车的轴荷分配按表1-1选择较为适宜:
表1-1自卸车的满载轴荷分配
驱动
形式
车型
满载,%
前轴后轴
4×2
4×2
6×2
6×4
4×2后轮双胎,长头式
4×2后轮双胎,平头式
6×2双前轮单胎,后轮双胎
6×4前轮单胎,双后轮双胎
25~2773~75
30~3565~70
45~4852~55
19~2575~81
。由该车的用途、,取前轴的轴荷为总轴荷的37%。根据底盘尺寸参数以及参考同类车型,车厢宽度取为2000mm,高度为600mm。考虑车厢栏板厚度,车厢内壁宽度为1900mm,高度600mm。计算得出,车箱内壁长度=4096mm,故取车厢内壁长度4100mm,外尺寸长度为4200mm。
,前后悬确实定
由于使用的是江淮HFC1061二类底盘,其底盘技术非常专业和成熟,所以为了保证其整车优良性能,对前悬和轴距不加以改变,为了满足自卸车举升工作时稳定的性能要求,需要对HFC1061底盘的后悬加以改变。
图1-2底盘力学分析图
〔2-3〕
汽车整备质量3500kg,
汽车重心至前轮1580mm,重心至地面660m,所以=2235m
车厢长度取4200m~4600m
考虑到超载载质量取3500kg~7000kg
自卸汽车车厢最大举升角θ在50°~60°之间选取
~2235m,为1050m~1472m,
+~3707m+
根据力学原理,自卸车要保证卸货时动态稳定,不能前轮离地。所以在HFC1061上改装时需要截短后悬,+,而截短后悬L≤=+,因为>0m,所以只要截短的后悬L≤,不至于前轮离地发生危险。
根据车厢长度,初步选取底盘后悬为950mm≤,整车后悬为1160≤符合条件。
图1-3车箱布置示意图
当该车底盘后悬为950mm,后板厚度为50mm,车箱内空宽度为1900mm,车箱后悬长度=210mm,车箱高度=600mm。,通过计算得出该车初步设计,后板在运动过程中不会与地面发生干预。
大多数专用汽车上的专用设备都是以汽车底盘自身的发动机为动力源,经过取力器,用来驱动齿轮液压泵、真空泵、柱塞泵、轻质油液压泵、自吸液压泵、水泵、空气压缩泵等。因此专用车的总布置必须考虑汽车发动机动力输出和传动问题,从而为自卸车、加油车、牛奶车、垃圾车、吸污车、随车起重车、高空作业车、散装水泥车、拦板起重运输车等诸多专用汽车配套使用。因此,取力器在专用汽车的设计和制造方面显得尤为重要。其中,变速器侧盖取力,由于在设计变速器时已考虑了动力输出,因而一般在变速器左侧和右侧都留有标准的取力接口,也有专门生产与之配套的取力器的厂家,这种取力器较为常用,故本课题中,为了便于设计,节约本钱,同时也考虑到大批量生产,采用变速器侧盖取力方式。
图1-4变速器侧盖取力器
1-气缸;2-活塞;3、4-O型封圈;5-活塞杆;6-弹簧;7-拨叉;8-滑动齿轮;9-接合齿轮;10-油封;11-输出轴;12-滚针轴承;13-中间齿轮;14-外壳;15-定位销;16-十字轴;17、21-传动轴;18-泵架;19-弹性柱销联轴节;20-液压泵;22-连接套筒
车架是汽车的承载基体,贯穿汽车全长。专用汽车的各种专用装置或装备都直接或间接地安装在车架上。由于某些专用汽车的结构和使用条件复杂,使车架承受较大的动载荷和扭矩,特别是驾驶室后围至后轴的一段更为严重,所以必须加强车架。除了对车架纵梁内边进行增补强化以外,尚要在车架之上增加一个副车架。副车架不仅强化了车架,而且可将专用装置和装备的集中载荷较均匀地分布在车架上,并起到缓冲作用,改善车架的受力情况。因此在专用汽车的设计中,必须相应地对车架或负车架进行改装设计。
车架的纵横梁和其他零件的制造,多采用冷冲压工艺,使钢板在大型压力机上冲孔及成形,也有采用槽钢、工字钢、管料等型材制造的。专用汽车车架的组装多采用冷铆工艺,必要时也可采用特制的放松螺栓连接。为保证车架的装配尺寸,组装时必须有可靠地定位和夹紧,特别应保证有关总成在车架上的定位尺寸及支承点的相对位置精度。
设主车架纵梁加强板的条件
主车架改装时,为了减少车架纵梁的局部应力。或者为了使车架加长后仍能满足强度和刚度的要求,对装载质量增加;轴距和总长发生变化,使车架采用中部拼接或尾部加长时;为了使车架高应力区(危险断面)满足强度和刚度的要求,同时又使车架在某一区间的截面尺寸变化不致太大,这些情况,常常在车架纵梁上采用加强板。
在专用汽车设计时,为了改善主车架的承载情况,防止集中载荷,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。
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3-7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3-7和图3-8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。
图2-1副车架的截面形状
图2-2加强后的副车架截面形状
1-副车架;2-腹板
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。
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,为了防止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3-19
图2-3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3-9〔a〕角型的端头形状。
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。
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。
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
如果加工上述形状困难时,可以采用如图3-14所示的副车架前端简易形状,此时斜面尺寸较大。
对于钢质副车架:;
对于硬本质副车架;;
副车架在汽车底盘上布置时,其前端应尽可能地往驾驶室后围靠近。
横梁与纵梁的连接方式主要有三种,见图3-15
图2-4横梁与纵梁的连接
1-纵梁;2-连接板;3横梁
图3-15〔a〕横梁与纵梁上下翼板连接,该种连接方式优点是利于提高纵梁的抗扭刚度。缺点是当车架产生较大扭转变形时,纵梁上下翼面应力将大幅度增加,易引起纵梁上下翼面的早期损坏。由于车架前后两端扭转变形较小,因此本车架前后两端采用了该种连接方式,为了提高纵梁的扭转刚度采用了纵向连接尺寸较大的连接板。横梁仅固定在腹板上
横梁仅固定在腹板上,这种连接形式连接刚度较差,允许截面产生自由跷曲,可以在车架下翼面变形较大区域采用,以防止纵梁上下翼面早期损坏。
横梁同时与纵梁的腹板及上或下翼板相连,此种连接方式兼有以上两种方式连接的特点,但作用在纵梁上的力直接传递到横梁上,对横梁的强度要求较高。由于该车平衡悬架的推力杆与平衡悬架支架上的两根横梁连接,因此,这两根横梁与纵梁共同承受平衡悬架传递过来的垂直力(反)和纵向力(牵引力、制动力)。