自卸车主体设计

哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）1第1章绪论1.1引言随着国民经济的持续快速增长，我国专用汽车市场进入了快速成长时期。以国外专用汽车发展为例，20世纪70～80年代，主要发达国家的专用汽车保有量占载货汽车保有量的50％左右，现在已经增加80%左右。在我国，截至2005年七月专用汽车生产企业已有628家，国内专用汽车品种已达到4900多个，2005年专用汽车产量达70万辆，占载货汽车总产量的40%[1]。作为专用汽车中一个分支的自卸汽车，陆续出现了多种多样的型式，其中最常见的是后倾式自卸汽车，在当今社会自卸车中占绝大部分，其已经具有了一定的规模和体系，但对侧倾式自卸汽车而言其生产量很少，在生产和运输中就更难见到。侧倾式自卸车在当今节约型社会中对汽车装卸停歇时间的缩短和运输效率提高具有很重要的现实意义。汽车工业发展的经济效益不只是汽车本身，而是集中表现在汽车使用和流通的全过程中，随着汽车工业的发展必然是汽车运输业的发展。由于社会对汽车的运输效率和经济性，以及各种功能和性能的要求也越来越高，从而使汽车运输工具向专用化发展成为然趋势[2]。世界各国专用汽车在汽车工业中都占有举足轻重的地位。从保有量来看，各国专用汽车的保有量在逐年增加，国际上各发达国家，其专用汽车的保有量约占载货汽车保有量的50%~70%。专用汽车的研制、生产和应用不仅在实现门到门的专业化运输和作业方面受到社会的广泛重视和欢迎，而且更直接的在大幅度地提高运输效率、降低运输成本、扩大汽车的应用领域等方面都发挥着极重要的作用。我国专用汽车生产近10年来虽然发展速度很快，成绩巨大，但纵观国内经济发展藉求和世界工业发达国家专用汽车发展趋势，我国专用汽车的品种还比较集中、单一，数量和品质还远不能满足国民经济发展需要。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）2因此，不断开发新产品，增加产量和品种，提高产品品质是摆在专用汽车厂家面前的一项紧迫而艰巨的任务。1.2国内外专用汽车的发展概况1.2.1国外专用汽车产品的现状国外最早发展专用汽车产品的是美国和西欧的一些国家，第二次世界大战后，相继在日本、前苏联等国得到了发展。70年代末，当汽车工业出现世界性的萧条和滞销时，发展专用汽车成了当时摆脱汽车工业危机的一条出路。这样，专用汽车在世界范围内迅速发展起来。美国是专用汽车发展最早的国家之一。专用汽车的生产是美国汽车工业的重要组成部分。据不完全统计，美国1986年生产货车1593489辆，其中专用汽车的产量为934690辆，专用汽车的产量占货车产量的58%,美国9-11.81的中型货车的保有量中，专用汽车占2/3以上，美国的挂车生产70年代平均年产挂车已达15万辆左右（约占9t以上载货丰产量的40左右），大部分为专用桂车。美国的挂车主要集中在富荷挂车公司及其它四个较大挂车制造企业生产，其产量占全国总产量的85%。欧洲的专用汽车主要是重型专用汽车，且绝大多数产品为不同规格尺寸和不同承载量的低货台货车、挂车和半挂车，最多的是适宜运输建筑机械的最大总质量为30t或40t的低货台货车。欧洲的大部分专用汽车生产厂家集中在德国（原西德），1979年原西德挂车产量达15.1万辆，占载货车产量的51%，占专用汽车产量的87%。原苏联自1966年以来，汽车工业有较大的发展，但货车在总产量中的比例却在下降（50年代占81%，60年代占69%，80年代占35%），不过专用汽车在货车保有量中的比例却逐年上升（50年代占5%，60年代占27%，70年代占42%，80年代占44.9%)[3]。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）3综上所述，近年来，世界各国都大力发展专用汽车生产，致力于专用汽车的研究，扩大汽车使用范围，以利于各种货物的运输国外主要工业发达国家的专用汽车社会保有量占载货汽车保有量的比率都在50%以上（50%-70%）。1.2.2我国专用汽车的现状及发展趋势我国专用汽车的生产是从60年代初开始，在军用改装车辆、消防改装汽车的基础上逐步发展起来。70年代，一些专用汽车生产厂根据国民经济各部门的不同需要，形成了自己的产品特色，逐步成为某一门类专业汽车生产的骨干企业。如生产半挂车的汉阳特种汽车制造厂、生产粉罐汽车的武汉专用汽车厂、生产冷藏汽车的镇江冷藏汽车厂等。80年代，随着国民经济的发展，专用汽车得到了较大的发展，在汽车行业中形成了独立的专用汽车行业。我国的专用汽车行业经历了近30年的发展，已具有一定的规模；特别是1983年以后的10年，专用汽车的发展一直保待较高的速度，年平均增长率在24%以上。1992年的产量达到17.22万辆，约占当年载重汽车产量的26%[4]。目前，我国专用汽车生产厂家大致可分四类：一是生产基本型汽车的主机厂，从1992年统计的专用汽车产量看，主机厂（实际是汽车集团、公司下设的分公司或分厂）生产的专用车已占专用汽车总产量的53%，这个比率正在增长；二是专用汽车的专业生产厂，在主机厂提供的汽车底盘上进行改装，这是目前我国专用汽车生产的主要形式，其产量约占45%；三是非专业生产厂，如客车、航天、航空、造船及军工厂等在生产其它产品同时，也生产专用汽车；四是一些部门的修理厂，根据用户需要也改装少量专用车。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）41.3研究本课题的目的和意义我国自卸汽车生产始于20世纪60年代初，经过40多年的发展，尤其是在20世纪80年代以后通过技贸结合与合作生产方式，从国外引进若干先进的自卸汽车制造技术，并在此基础上形成以若干大型汽车制造厂为主体的机械传动式自卸汽车生产企业集团。公路用自卸汽车的装载质量从2~20t、矿用自卸汽车装载质量从20~154t以下基本形成完整的专用汽车系列，为我国自卸汽车的腾飞打下了坚实的基础。当然，除普通自卸汽车以外，专用自卸汽车的生产也得到了一定的发展，尤其是新世纪以来，随着我国社会经济和交通环境的改善，各行业对专用汽车尤其是工程系列专用汽车的需求越来越大。专用汽车将跟更加注重行业化、专用化、系列化。自卸汽车生产企业无论是在数量上还是在质量上都得到了空前的发展，全国生产和改装汽车的企业由最初不足10家发展到1989年的114家，到1998年的724家，占全国汽车生产企业的86.4%，其中改装车厂631家，主机（整车制造）厂93家。专用汽车企业的性质和生产模式也都发生较大改变。由原有分散的中、小型国有企业，通过联合、兼并、重组、民营等手段形成了企业的集团化、大型化。以前“小而全”的生产格局也不复存在，自卸汽车的生产模式将朝着单一种类、系列化、多品种的专业化模式发展。国外自卸汽车生产始于20世纪30年代，比我国早30多年在其后70多年的发展过程中，其结构不断改进，整车性能已有很大提高。为提高自卸汽车的科技含量，追求高附加值，各国更是不断采用先进技术，其主要表现以下几个方面：全面提高自卸汽车内在质量和使用性能；随着使用范围的不断扩大、用户要求的不断提高，自卸汽车正朝者多品种、系列化、小批量的方向发展；在制造加工方面，自卸汽车朝着底盘生产专业化、零部件生产专业化、工艺专业化和辅助生产专业化方向发展；广泛采用计算哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）5机辅助设计，以提高设计的质量和缩短设计研制的周期；在材料配置上，将更多地采用高强度铝合金、不锈钢、工程塑料和聚合材料等。目前，自卸汽车以形成自己独特的结构与车型系列。1.4自卸车的概述自卸汽车又称翻斗车，它是依靠自身动力驱动液压举升机构，使货箱具有自动倾卸货物功能与复位功能的一种重要专用汽车。自卸汽车主要运输砂、石、土、垃圾、建材、煤、矿石、粮食和农产品等散装并可散堆的货物。其最大优点是实现了卸货的机械化，从而提高卸货效率，减轻劳动强度，节约劳动力。因此，几十年来它在国内外获得迅速发展与普及，至今其保有量大约占专用汽车的25%，并日趋完善，成为系列化多品种的产品。随着国际经济的发展，自卸车其中以后倾式应用最广。货箱升高后倾式适用于货物堆集、变换货位和往高处卸货的场合。底卸式与三面倾卸式用于少数特殊场合。当车道狭窄与卸货方向变换困难场合，对于侧倾式自卸车来说是最适合的，这种侧倾式要比后倾式应用的场合要多，而且可以进行间歇式卸货，避免了货物过多造成不必要的损失。由于三侧倾式汽车具有诸多的特点和能够满足广大用户的特殊需求，由此我决定对三侧倾式自卸汽车进行设计，这样不但能使社会机械化程度提高而且对汽车工业的发展也有一定的促进作用。1.4.1自卸车分类1、按用途分类一般按用途分为两大类：一类属于公路运输的普通自卸车；另一类属于非公路运输的重型自卸车，主要用于矿区装卸作业与大中型土建工程。2、按装载质量级别分类哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）6可分为轻型自卸车（其装载质量一般小于3.5t）；中型自卸车（4t~8t）；重型自卸车（大于8t）。3、按传动类型分类可分为机械传动、液压机械传动和电传动三种类型。载重30t以下的自卸车主要采用机械传动；载重80t以上的重型自卸车多采用电传动。4、按倾卸机构分类分直推式自卸车与杠杆举升式自卸车。直推式又可细分为单缸式、双缸式、多级式等。杠杆式又可细分为杠杆前置式、杠杆后置式和杠杆中置式等。5、按车厢结构分类按栏板结构分一面开启式、三面开启式与无后栏板式（簸箕式）。按底板横断面形状分矩形式、船底式和弧底式。6、按卸货方式分类有后倾式、侧倾式、三面倾卸式、底卸式以及货箱升高后倾式等多种形式。本章小结本章主要介绍了自卸车的国内外的发展状况及发展形式，还有自卸车的分类形式。对自卸车进行了初步的介绍。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）7第2章自卸车主体设计2.1总体设计方案确定设计一辆载重量为5吨的三翻式自卸车，设计主要包括以下几个关键部分：1、汽车底盘，自卸车的底盘拟选用EQ3116GJ二类底盘。底盘的好坏对最后自卸车的性能有直接的影响，所以选好底盘非常重要；2、自卸车的车厢，因为是三侧倾式的，所以设计的车厢要能达到三侧翻的目的，选择的材料要满足强度的需要，车厢的容积要符合我们载重量的要求；3、举升机构，举升机构的设计要根据空间的大小、倾卸的方向和要达到的倾卸角度来设计，充分考虑到结构约束、机构传动性约束和油压特性约束；4、铰接机构，铰接机构在运输和倾卸过程中要保证安全，在行驶过程中不能意外打开，在倾卸过程中不能发生干涉，设计过程中要保证足够的强度，满足倾卸的要求；5、液压系统，液压系统要保证为车厢侧翻提供足够的举升力，并且力不能过大，不能对车厢底部造成破坏。液压系统的动力来源可以选用取力器。取力器的取力来源有很多种，常见的是变速箱取力，还有发动机取力、离合器取力、传动轴取力等，根据需要在合适的位置取力。液压系统还要有液压泵、液压阀、油箱和液压油缸等。液压缸的选择我们可以通过最大举升力和油缸行程来选取，在选取过程中还要考虑到空间结构的影响，油缸活塞头有球头式和锁销式两种。当选择球头式的时候我们还要设计球头座，确定球头的安装位置。当选择锁销式活塞头的时候，我们要设哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）8计铰接座和选择销轴。在设计液压油缸铰支座时，要在副车架上装有横梁。然后将其安装到横梁上去。具体位置在设计过程中决定；6、附属装置，当需要时还要有一些附属的装置。例如，双侧倾式自卸车车厢底架与副车架之间的固定方式在举升时应是活动的，这样才能使车厢双方向倾卸，但是在汽车行驶时车厢就应该是固定的，怎样判断是否固定，这就需要有相应的装置来保证。还有需要高强度的部分还要安装加强筋或者加强板。由于本车辆可用于城市街道的建设，所以在运输物料时，在物料上面应该有苫布以保证在运输过程中不能将东西散落于街道，造成污染。这样在车厢上就要设计用来挂苫布的挂钩。还要给苫布留有安装位置，初步定在驾驶室上挡板下侧。根据选用的二类底盘进行三翻式自卸车的设计，使其具有三侧倾斜货物的功能。2.2二类底盘的选择汽车底盘通常是指除车身以外的其余部分。在车架上安装好发动机系统、传动系统、行走系统、悬架系统以及转向和制动系统等。在选择底盘时，一般