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本科毕业设计目 录中文摘要ABSTRACT（英文摘要）第一章 绪论31.1 引言31.2 设计内容及要求51.2.1设计目的51.2.2设计要求61.2.3题目6第二章 车厢设计82.1 等刚度车厢设计定性分析82.2防止整车后翻得车厢内部形状设计92.3车厢结构型式按用途不同大概可分为：普通矩形车厢和铲斗车厢9第三章 举升机构型式设计113.1直接推动式和连杆组合式113.1.1直推式举升机构113.1.2连杆组合式举升机构123.1.3油缸前推式杠杆平衡式举升机构123.1.4油缸后推式连杆放大式举升机构133.1.5油缸后推杠杆平衡式举升机构133.1.6油缸浮动式举升机构143.2. F式、T式三角架放大举升机构153.3.双缸举升机构163.4.前顶举升机构17第四章 举升机构液压系统设计194.1.工况分析194.2.确定系统方案，拟定液压系统图204.2.1.确定执行元件的类型204.2.2. 确定压力控制方式214.2.3.确定顺序动作控制的方式224.2.4. 分流集流阀同步回路224.3拟定液压系统原理图234.3.1举升234.3.2下降244.3.3保持244. 4各个控制阀的作用244.41溢流阀的作用244.4.2三位四通换向阀的作用254.4.3单向阀的作用254.4.4单向节流阀的作用254.4.5双向桥式同步回路的作用26第五章液压传动系统设计计算275.1 载荷的组成及其计算275.2 初选系统工作压力275.3 液压缸的设计计算和液压泵的选型285.3.1初选液压缸内径和液压杆外径285.3.2确定液压缸的行程295.3.3校核液压缸杆径295.3.4液压泵的选型305.3.5液压缸的输出速度315.3.6液压缸结构参数计算和材质的确定325.3.7液压缸连接计算335.3.8 确定油缸装配图375.3.9 确定油箱容量375.3.10确定泵站装配图38第六章.液压系统控制阀的选型396.1液压阀额定压力的选择396.2.液压阀控制方式的选择396.3确定液压阀的型号40致 谢41参考文献42第一章 绪论1.1 引言随着世界各国国民经济的增长，公路交通状况不断改善，对汽车的专业化、高速化、重型化的要求越来越明显，世界各国对专用汽车的需求逐年增加。近年来，专用汽车增长率均大于载货车增长率，各国专用车的产量占载货车产量的比率逐年递增，发达国家尽量以专用车替代载货汽车。目前专用汽车占载货汽车市场的半壁江山。从世界各国专用汽车的技术含量看，专用汽车技术含量比普通载货汽车高，而重型专用汽车属于高技术、高附加值产品，其附加值达40%以上。近年来我国专用车辆伴随着汽车工业的进步得到迅速发展。国民经济的发展对专用车辆的专用工作装置的要求越来越高,专用工作装置呈现功能多样化、控制自动化、产品系列化等技术发展趋势。另一方面随着社会的进步和经济的发展，建设性行业及运输业也随之发展，人们对车辆的使用性能要求越来越高，尤其是对专用汽车提出了越来越高的要求。普通的运输车已不能满足社会需要，因此专用车厂家迅速发展起来，世界上大多数商用车辆为专用汽车，因此专用汽车生产量较大。而基型载货车产量所占比重较小。在一些发达国家，由于高速公路非常发达，铁路运输逐渐萎缩，专用汽车成了商用运输及各种特殊用途运输的主力，并正在朝着大型化方向发展，特别是专用运输车，其发动机功率越来越大，车速越来越高，性能也越来越完善。 铰接式自卸车（Articulated Dump Trucks）是指驾驶室与车体之间具有铰接点和摆动环的自卸汽车。这种自卸车允许前车架和后车架之间有45转向角，从而实现功能转向。特别是矿用铰接式自卸车必须能够在不平坦的路面上行驶，保证所有车轮与地面的接触，以维持整体的稳定性和通过性和效率。ADT的设计思想起源于20世纪60年代末的欧洲。恶劣天气及空间受限的工作条件迫切需要一种届与传统的刚性后卸式运输汽车和铲运机之间的铲土运输设备。这种设备就是现在的铰接式自卸车。早期的铰接式自卸车非常原始，驾驶起来不舒服，而且很少考虑悬挂的作用，行驶的性能较差。如今，铰接式自卸车的技术已取得了显著地进步，尤其是在驾驶室、悬挂及传动系统的设计上较早期的自卸车有了长足的改进。在非道路领域得到了广泛的应用，运输物料的种类从泥土 、岩石、木屑到垃圾。铰接式自卸车设计的初衷是为了修路。它允许同一个道路工程同时从不同的地段开工修造。采用自卸车能通过的崎岖不平的路面，穿梭于个不同的开工地段。如今的采矿业，尤其是覆盖层的大量剥离以成为自卸车应用领域新的增长点，它可以在任何正式运输道路修建之前，完成采矿工程先期剥离层的大量运输工作。同刚性自卸汽车相比，铰接式自卸车有如下优点，而倍受矿山和建筑业的钟爱：1） 良好的机动性。由于铰接式自卸车自身的铰接结构，允许前后车架左右转向45。这样，在作业空间狭窄的地带，铰接式自卸车具有良好的机动性。另外，在松软的地面及恶劣气候条件下也能正常工作。这一点其他结构形式的自卸车式自卸车式望尘莫及的。2） 广泛的的适应性。铰接式自卸车快速发展源于其所具有的广泛适应性和实用性。它不仅可以在任何时间、任何地点、任何条件下运输大量垃圾和物料，而且在工地作业时，不受季节限制，一年四季都可以工作。3） 较高的生产率。人们通常将铰接式自卸车称为工地上的“工作马”，式因为它能在任何恶劣的条件下都能创造出较高的生产率。不仅便于转载，而且式所有铲土运输机械中，载重量于自重这比率最高者。同时，无需进行路面维护，于其他非公路运输设备相比，铰接式自卸车的行驶速度高，可达3035Km/h.4） 简便的可操作性。铰接式自卸车具有易接触控制面板与可操作的变速杆，并不复杂，大多数采用自动换挡变速箱，便于驾驶人员将注意力集中到手上，而不必过多考虑换挡变速，可操纵性强。驾驶室宽敞、舒适。5） 较低的运营成本。与其他铲运运输机械相比，铰接式自卸车价格便宜，每小时燃油消耗少，运营成本低。由于外形尺寸小，既不必拆卸运输，又无需任何特别的运输许可证，便于运输至施工现场，可节省大量的设备运输费用。由于自卸车的多功能性，它已经成为矿工们在地面和地下工作的轻松伙伴。过去，铲运机是很受人们欢迎的运土工具，但自卸车与液压挖掘机的结合提供了更多的功能，这使得他占领了本行业多数市场。如果一个公司能把自卸车车队与许多履带式挖掘机配合起来，就既可以铲土也可以运输。矿用铰接式自卸车主要用于露天矿山，所以对其的使用可靠性要求较高。自卸车的年产量占我国工程类专用车年产量的比重较大，随着用户需求的不断提升，自卸车的产品结构、质量和可靠性都在不断提高。举升机构和货箱作为自卸车的关键零部件，国内市场对液压油缸的需求正朝着自重轻型化、举升重型化以及系统集成化方向发展。1.2 设计内容及要求1.2.1设计目的铰接式车辆主要功能为完成矿石的运输任务，其运输吨位大，货箱的设计应该坚固耐用，有较高的设计强度。本课题通过对铰接式自卸车货箱及举升机构的设计，从而达到综合运用所学相关机械知识的目的：1巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题能力;2正确合理地确定执行机构，选用标准的液压执行元件，能熟练地运用液压基本回路、组合成满足基本性能要求的液压系统；3熟悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。对学生在计算、之徒、运用设计资料以及经验估算，考虑技术决策、CAD技术等方面的基本技能经行一次训练，以提高这些技能的水平;通过课题的完成，掌握机械设计的工作过程和步骤，为以后走上工作岗位奠定良好的基础。1.2.2设计要求本课题要求学生在调研的基础上对多种自卸车货箱进行对比分析，掌握铰接式车辆货箱的设计方法，并设计出一种给定吨位的货箱，根据吨位设计出车辆的液压举升机构。要求完成货箱及举升机构全部设计图纸。本课题要求学生具有扎实的机械工程基本知识及较强理论联系实际能力。要求学生能够熟练掌握CAD绘图，对外文资料具有一定的阅读和翻译能力。1设计时必须从实际出发，综合考虑实用性、经济性、先进性及操作维修方便。如果可以用简单的回路实现系统的要求，就不必过分强调先进性。并非是越先进越好。同样，在安全性、方便性要求较高的地方，应不惜多用一些元件或采用性能较好的元件，不能单独考虑简单、经济;2.独立完成设计。设计时可以收集、参考同类机械的资料，但必须深入理解，消化后再借鉴，不能简单地抄袭3在课程设计的过程中，要随时复习液压元件的工作原理、基本回路及典型系统的组成，积极思考。4.毕业设计的题目均为中等复杂程度液压设备的液压传动装置设计。具体题目由指导老师分配。1.2.3题目已知设计使用参数：发动机（216KW，2100r/m）；整备质量：19T；载重：25T驱动形式：66;轮胎：23.5-25；轴距：1-2（4080）；2-3（1720）；轮距：2060举升机构液压系统压力：21MPa；举升时间18s；回斗时间11s;举升角50；设计出举升机构和货厢，并画出二维图。第二章 车厢设计2.1 等刚度车厢设计定性分析自卸汽车全金属焊接车厢主要指矿用汽车车厢，其设计、制造看起来很简单。说它简单，是指大工厂能设计，线%的轻量化、高强度、耐久的好产品很难。由于工作圈刚度相等，可以将一个集中的力有各单元分散均匀承受，各单元的形变是相同的。国产样车车厢底板的厚度由9.6增至10，刚度增加的不多，而纵横梁的刚度增加的不多，整个底部各单元刚度差别较大，当打石块砸下时刚度小的地方容易产生较大的变形，如果超出其弹性极限，就会产生永久变形。就整车而言，可以看成由车轮、前轴、后桥盖、悬架、车架、车厢及其橡胶缓冲块等不同的刚度单元组合而成的弹性体，受力时将按照各自的刚度产生各自的变形，其变形量于刚度成反比，吸收的能量与刚度成正比。如果车厢的刚度过小，小到可以把其他的单元看成近似刚体，例如，把5t车的等刚体车厢装在10t车的底盘上，势必造成车厢的很大形变，甚至砸坏车厢。反之，如果车厢的刚度过大，大到可以把其看成近似的刚体，当受到冲击时，大部分的能量势必有的单元吸收，其薄弱环节可能损坏。在矿山上经常见到普通自卸汽车车架断裂的情形。车厢的刚度只有与单元的刚度相适应时，才能形成等刚度。若橡胶缓冲块太硬，车架的刚度又相对大，车厢在缓冲块处支承刚性过大，它本身也将失去等刚度。车厢刚度，无论是弯曲刚度还是扭转刚度，都会增加车架的相应的刚度，两者的刚度是相辅相成、互为补偿的。当汽车前后左右车轮处于高差较大的路面，车架扭曲较大时，车厢应该有一定的扭转随动性。如果车厢的扭转刚度过大，当车架扭转到一定程度时，车厢前支撑缓冲块相应的一侧压到极限位置，车厢纵梁的另一侧可能离开缓冲块，车厢前端的大部分重量转移到另一侧的车架纵梁上，纵梁可能超载损坏。如果车厢扭转刚度过小，能与车架扭转随动，当车架产生较大扭曲时，车厢可能因变形过大而早期损坏。综上所述，对全金属焊接等刚度车厢设计时至今尚无规范化的定量的设计计算方法，所以只能参考一些设计规范和经验数据。车厢底板和侧梁断面应小些，布置应密集，这样易于形成等刚度。自卸汽车的车架断面系数应比同级吨位的货车车架大一倍。2.2防止整车后翻得车厢内部形状设计车厢的内部形状应为簸箕性，底板前窄后宽，单边角度11.5。横断面下窄上宽，单边角度11.5。这样，当车厢倾卸时，货物不易在车厢内卡住，易于倾卸。有的矿用自卸汽车倾卸时，有的一些矿石易被卡在车厢内，致使车辆发生后翻前轮胎起，车厢后部做到地上，究其原因是没有按上述形状设计造成的。2.3车厢结构型式按用途不同大概可分为：普通矩形车厢和铲斗车厢如图：普通矩形车厢用于散装货物运输。其后板装有自动开合机构，保证货物顺利卸出。普通矩形车厢板厚为：前板4-6mm，边板4-8mm，后板5-8m。
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