基于Solidworks的运输车的举升机构设计

1、第24页 共25 页基于Solidworks的运输车的举升机构设计本设计是独立自主完成并顺利通过答辩，只可用于学习交流，不可用于商业活动。另外：有需要电子档的同学可以加我3103064563，我存有该设计的全部电子档，旨在互相帮助，共同进步，共同探讨新的研究方案，维护社会主义文明，建设社会主义和谐社会。基于Solidworks的运输车的举升机构设计作者：00000000 指导老师：000000000000000 机械设计制造及其自动化 摘要：随着国民经济的快速发展，我国专用汽车市场进入了快速成长期。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运输车。本文

2、首先对自卸运输车进行了简单的介绍，接着按照自卸运输车举升机构的设计过程，完成了对举升机构的选型、机构的受力分析和计算，最后，通过Solidworks软件对自卸运输车及其举升机构进行了三维动画的展示。关键词:专用汽车，自卸汽车，举升机构，三维动画1 绪论1.1 课题的提出自卸运输车又成翻斗车，它是利用自身动力驱动液压举升机构，使运输车车厢具有自动倾卸货物的能力和回复到原位功能的一种专用功能的自卸运输车。自卸运输车运输的货物有：沙、石、土、垃圾、建材、粮食、肥料和农产品等散装货物。它的分类方式如下：1. 按用途方式：用于公路运输的普通自卸运输车；非公路运输的重型自卸运输车，主要常见于矿区装卸作业与

3、大中型土建工程。2. 按载重总质量级别分类：轻型自卸运输车（1.8-6t）；中型自卸运输车（6-14t）；重型自卸运输车（14t）。3. 按传动类型分类：机械传动、液压机械传动和电力传动。4. 按卸载货物方式分类：后倾式、侧倾卸式、三面卸式、货厢升高后倾式等多种形式。5. 按倾卸机构方式分类：前置直推式、后置直推式、液压缸前推连杆式、液压缸后推连杆式。6. 按车厢结构分类：一面开启式、三面开启式和无后栏板式。自卸运输车在工程建筑中，常与挖掘机、装载机、带式输送机等联合作业，构成装运、倾卸生产线，进行土方、沙石、松散物料等的装载运输。并且因为自卸运输车车厢能自动倾斜一定角度进行货物的倾卸，这样大

4、大节省了倾卸货物的时间和劳动力，缩短运输周期、提高生产效率、降低运输成本。目前，由于自卸运输车技术的不断发展与完善，自卸运输车已成为当今货物运输的主要车辆之一。倾卸装置是自卸运输车的主要结构部分。其主要组成部门如下二类底盘 倾卸杆系机构 倾卸机构 车厢 副车架 管路系统 普通自卸运输车 液压系统 油缸 油泵、控制阀等 倾卸装置 倾卸动力（取力）系统 安全撑杆 倾卸机构附件 限位装置 开合机构在中型自卸运输车的设计中，液压举升机构和运输车车厢的设计一直处于重要地位。这是由于液压举升机构是自卸运输车的重要工作系统，其设计方案的优劣直接影响着运输车的多个性能指标，因此提高液压举升机构的设计质量和效率

5、具有很重要的意义。本课题选用的自卸运输车的车型是江淮HFC3049KZ，该自卸运输车使用可靠性高，能适应多地形的运输、卸载任务，同时，该自卸运输车价格适中，在自卸运输车的销售市场上占据了很大比例。1.2 课题来源及研究意义当今汽车工业面临的主要挑战是买方市场的形成和产品更新换代速度的日益加快。汽车产品开发的一个主要手段就是变型设计，即以现有产品为基础，保持其基本结构和功能不变，对其局部结构、尺寸或配置进行一定范围内的变动和调整，以此快速形成适应市场需求的新产品。自卸汽车是以发动机为动力，经过变速器的取力机构和液压倾卸装置，进行车厢自动倾卸，从而实现自动卸货的一种车辆。因其短途卸载方便，动力性、

6、机动性均较好，与装载机，带式输送机，吊车等其它吊装机具配合使生产效率明显提高，被广泛应用于建设工地、矿山、港口、码头等，用来搬运岩石，废土，煤，沙子等物资。江淮HFC3049KZ自卸运输车是一种专用汽车，技术要求适中，社会需求量高。过去很长一段时间，国内卸汽车生产厂家主要靠引进国外车型，通过仿制和部分改造开发自己的新车型。随着设计水平和生产能力逐渐提高，部分自卸汽车生产厂家开始与高校等科研机构合作，开发具有自主知识产权的自卸汽车。本课题在满足设计要求下，对江淮HFC3049KZ自卸运输车的举升机构进行合理的选择和设计，并为进一步研究整车的计算机辅助设计提供经验，进而提高自卸汽车产品的设计质量和

7、设计效率。同时，也希望能为推广虚拟样机等先进Solidworks技术的应用，以及为提高我国专用汽车的设计水平进行一些有益的探索。1.3 研究内容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功能外，还要满足专用功能的要求，这就形成了其自身特点，概括如下：1. 专用汽车设计多选用定型的基本上汽车底盘进行改装设计这首先需要了解国内外汽车产品，特别是自卸运输车产品的生产情况、底盘规格、供货渠道、销售价格和相关资料等。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、轴载质量等方面进

8、行比较，选择出一种最符合要求的基本底盘作为改装所需的底盘。2. 专用汽车设计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其专用功能符合其功能指标，也要考虑汽车底盘的基本性能不受影响。在特殊要求下，可以适当改变汽车底盘基本性能，以满足其专用功能的需要。3. 针对专用汽车品种多、批量少的生产持点4. 对专用汽车自制件的设计，应遵循单件或小批量的生产持点工的可能性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构件进行强度校核7. 专用汽车设计应满足有关机动车辆公路交通安全法规的要求8. 某些专用汽车可

9、能会在很恶劣的环境下工作，其使用条件复杂，要了解和掌握国家及行业相应的规范和标准，使专用汽车有良好的适应性，工作可靠，是要设安全性装置综上所述，专用汽车的设计有其自身的特点和要求，既要满足汽车设计的一般要求。同时又要获得好的专用性能。这就要求汽车和专用工作装置合理匹配，构成一个协调的整体，使汽车的基本性能和专用功能都得到充分发挥。2 整车参数的确定及校核2.1 二类底盘的选择及校核目前，改装专用汽车选用的底盘主要是二类和三类底盘，也有为某些专用汽车单独设计的专用底盘。汽车底盘的选择或设计专用汽车的底盘主要依据是：专用汽车的类型、用途、装载质量、使用条件、性能指标、专用设备或装置的外形尺寸等来决

10、定。在专用汽车底盘或总成选型方面，一般应满足下列要求：1. 适用性对货运汽车的总成选型应保证货运要求，保证货运的安全性能；对乘用汽车的总成选型应适应乘客的要求，保证乘坐安全舒适；对各类专用汽车的总成选型应满足各类专用汽车的专用要求，并依此为主要目标进行改装选型。2. 可靠性对车辆的总成选型的各总成工作应可靠，保证出现故障几率小，零部件的强度和寿命要有足够的保证，且同一车型各总成零件的寿命应基本一致，趋于平衡。3. 先进性所选用的底盘和总成。应保证整车在动力性、经济性、制动性、操作稳定性、行驶平稳性和通过性等基本性能指标处于同类车型的先进水平，并且在专用性能上满足国家或行业标准的要求。4. 方便

11、性所选用的各总成要便于安装、检查、包养和维修。除此之外，所选用的各总成还需要考虑价格因素。综上所述，本文改装的自卸运输车选用HFC3049KZ底盘。2.2 整车尺寸参数的确定江淮HFC3049KZ自卸运输车是选择HFC3049KZ型底盘，利用该车发动机动力驱动液压举升机构取力器-传动轴-液压泵-举升油缸，将车厢举升到一定角度进行卸货，然后利用车厢自重使其复位的专用型自卸运输车。该车最大装载质量为4.3t，是适用于公路运输的中型自卸运输车。倾卸机构采用油缸前推式举升机构。该车主要构成部件为：车厢、副梁、液压举升机构、液压系统等，其主要参数见表1：表1 江淮HFC3049KZ整车参数项目单位参数外

12、形尺寸mm6500*2460*2600最大装载质量mkg4300整备质量mkg5255轴距mm3950轮距（前/后）mm1810/1800前悬Lmm1065后悬Lmm1485接近角度34离去角度33货厢尺寸mm3100*2250*750倾斜时间（举升/下降）s15/13最大举升角度50总质量kg9750最高车速km/h852.3 总体布局设计专用车的总体布局要满足车辆自身的质量及其自身的专用功能。江淮HFC3049KZ型自卸运输车的总体布局要求满足国家要求及标准，且各部件间满足配合要求，尤其是车厢及举升机构的布局让该车使用方便，美观。3 液压举升机构的设计3.1 液压举升机构应满足的要求对于液

13、压举升机构的设计，考虑到工作环境、工作性质以及工作内容等的要求，在其设计过程中，应满足下述要求：1. 较强的免维护性2. 良好的动力性举升机构是自卸运输车卸料时的动力来源，因此为保证卸料顺利完成，要求其必须具备良好的动力性。自卸运输车由于其特定的使用环境和使用群体导致了其经常处于超载状态，这就要求举升机构要有一定的过载系数。3. 平稳性举升机构在倾卸货物时要具有较好的平稳性，不得有较大的动力冲击，这样可降低冲击力对机构各部件的损伤概率，保证机构的使用寿命。4. 卸料性自卸运输车举升机构应达到的卸料目标为：举升机构将车厢举升到最大举升角所需的时间必须满足国家规定的标准；车厢被举升机构举升到最大转

14、角时，所卸载的货物能顺利倾卸完毕，即最大举升角能达到货物的安息角。5. 紧凑性由于自卸运输车的车厢布置位置一般较低，同时考虑到自卸运输车的工作环境，因此其必须具有较好的通过性（即离地间隙受限），故自卸运输车举升机构布置空间就受到很大的限制，这就要求举升机构应具有较好的紧凑性，占用较少的空间。6. 协调性液压举升机构实质上就是一个简化的四连杆机构，因此在外力的作用下，其机构中的各部件能沿自己的铰支点按设计者的意图顺利转动，不能出现传动角小于许用传动角的情况，更不可以出现死点位置。3.2 举升系统性能主要参考参数自卸运输车的举升机构由液压缸驱动，其性能的好坏，表现在举升货物时的最大举升力和最大举升

15、倾角，以及对液压系统的要求两方面。液压举升系统性能参考参数如下：1. 举升力系数K举升力系数是评价液压举升机构举升性能的参数，是指单位举升重力所需的油缸推力，即： K=F/mg （3.1）式中：F油缸的有效推力（N）; m举升质量（kg）； g重力加速度（m/s）。对于具体的举升机构，举升力系数K与汽车总布置参数和机构的性能特征有关，K值只能比较同类型举升机构的工作效率。对于相同的举升质量，举升力系数越小，则液压举升力越小，油缸的油压也越小，这样举升机构耗能也较少。2. 举升油缸的最大行程指自卸运输车车厢达到最大举升角时，举升油缸的最大伸长量。举升油缸的最大行程较小，可减少举升油缸的级数，降低

16、制造成本，同时举升机构的布置也较方便。3. 举升高度指举升机构所占用的空间高度。4. 最大举升角指举升机构能使自卸运输车车厢倾斜的最大角度。它决定着自卸运输车能否把货物完全倾卸干净。此数据与自卸运输车所装载的货物的安息角有关，且设计的自卸运输车举升机构的最大举升角必须大于货物的安息角，这样才能保证讲车厢内的货物完全倾卸干净。表2是常见货物的安息角。表2 常见货物安息角货物名称煤焦炭铁矿石铜矿细沙粗沙石灰石粘土水泥安息角27-455040-5035-4530-355040-455040-453.3 液压举升机构方案的确定3.3.1 液压举升机构简述普通自卸汽车和专用自卸汽车设计的关键是在定型的汽

17、车底盘上合理的进行车厢布置，设计和选用适当的举升机构，使汽车具备自卸功能。举升机构是自卸运输车实现自卸功能的基本部件，其好坏直接决定了自卸运输车的性能，因此也是自卸汽车设计过程中的重要环节。举升机构种类繁多，设计方法也是多种多样。目前，在自卸运输车中常见的举升机构是液压举升机构，并且根据油缸与车厢底板连接方式的不同，举升机构分为两大类：油缸直推式和连杆组合式。直推式举升机构是液压油缸直接举升自卸车货厢进行倾卸货物。此类举升机构布局简单、结构紧凑、举升效率高，但由于其液压油缸工作行程长，因此一般需采用单作用的2级或3级伸缩式套筒油缸。按照油缸位置布置的不同，直推式举升机构又分为前置式和后置式两种

18、，前置式一般采用单缸，后置式既可采用单缸，又可采用并列双缸。在相同举升载荷作用下，前置式需要的举升力较小，举升时货厢横向刚度大，油缸活塞的工作行程长，后置式的情况与前置式相反。油缸与车厢底板之间通过连杆机构相连接的举升机构即连杆组合式举升机构。这种举升机构具有举升平顺、油缸活塞工作行程短、举升机构布置灵活等优点，因此在实际生活生产中得到了广泛的应用，并演变出了多种连杆组合式举升机构，如：油缸前推（后推）连杆放大式、油缸前推（后推）杠杆平衡式、油缸浮动式等。 A.前置式 B.后置式 图1 直推式举升机构1-车厢 2-拉杆 3-三角臂拉杆 4-举升油缸 5-副车架图2 油缸前推连杆组合式1-车厢

19、2-拉杆 3-三角臂拉杆 4-举升油缸 5-副车架图3 油缸后推连杆组合式1-车厢 2-拉杆 3-三角臂拉杆 4-举升油缸 5-副车架图4 油缸前推杠杆平衡式1-车厢 2-拉杆 3-三角臂拉杆 4-举升油缸 5-副车架图5 油缸后推杠杆平衡式1-车厢 2-拉杆 3-三角臂拉杆 4-举升油缸 5-副车架图6 油缸浮动式上述各种举升机构各有优缺点，在实际设计选择中，应根据实际情况选择合适的举升机构。下表2为直推式与连杆组合式举升机构的综合比较：表2 直推式与连杆组合式举升机构的综合比较类别项目直推式连杆组合式机构布置简便、易于布置比较复杂系统质量较小较大建造高度较低较高油缸加工工艺性多级缸、加工精

20、度高、工艺性差单级缸、制造简单、工艺性好油压特性较差较好系统密封性密封环节多、易渗漏、密封性差密封环节少、不易渗漏、密封性好工作寿命磨损大、易损坏、工作寿命较短不易损坏制造成本较高较低系统倾卸稳定性较差较好系统耐冲击性较好较差综合上述因素，结合本课题所选车型的要求，该车型选用油缸前推连杆组合式举升机构。3.4 举升机构几何尺寸的确定油缸前推连杆组合式举升机构（如下图所示),主要构成部件为：举升油缸EC、拉杆BD、三角臂ABC，点O是车厢与副梁的铰接点。自卸运输车进行倾卸货物时，油缸充油，使油缸EC伸长，三角臂ABC和拉杆BD随着转动而升高，使车厢举升，并使其绕O点倾翻。倾卸结束后，车厢由于自重

21、回复到初始位置。举升机构在初始位置时所占据的空间要越小越好，这可以保证机构的结构紧凑，同时还得保证各构件不发生运动干涉，可协调运转。用作图法初步确定各铰支点的位置及各构件的集合尺寸（图如下）。3.4.1 举升机构安装位置的设计1.车厢与副梁铰支点O的确定车厢后铰支点O应尽量靠近车架大梁的尾部。由上面提供的江淮HFC3049KZ的参数数据，可知车厢副梁高205mm，长2900mm，兼顾结构安排空间，取水平方向离副梁尾端100mm，垂直方向离副梁下端157mm处，作为车厢后铰支点，并以车厢后铰支点为坐标原点，坐标系建立如上图所示。2. 车厢初始位置时举升机构与车厢前铰支点A0的确定车厢前铰支点A0

22、的坐标（XAO,YAO），根据经验公式（3.2） XAO=RL/max （3.2）式中L-油缸最大工作行程，本课题所选车型油缸数据已知，油缸初始自由长度LO=1165mm，最大有效工作行程L=780mm；max-车厢最大举升角，根据货物安息角可知，max=500；R-经验系数，根据L的尺寸，取R=175；故XAO=175×780/50=2730mm，考虑结构安排，取XAO=2055mmA0点的垂直方向应尽量靠近车厢底面，充分利用车厢底部空间，减少油缸下支点沉入副梁中的深度。确定A0距车厢底板的距离为84mm，已知底板纵梁高205mm，故A0坐标为（2055，122）。3. 液压油缸与

23、副梁铰支点的确定由于油缸具有一定的尺寸，并且在开始举升时，为减少油缸的工作压力，油缸必须具有一定的倾斜角，因此，E点相对于点O的垂直距离由结构允许最小值决定，E点X轴坐标由经验公式可得 XE=XAO-0.5L0-0.2L+400 (3.3) =2055-0.5×1165-0.2×780+400=1687mm根据结构安排，取XE=2378，则E点的坐标为（1678，-43）。3.4.2 三角臂的设计1.车厢初始位置时三角臂中支点C0坐标及A0C0长度的确定C0点即油缸上支点，车厢初始位置时，点C0应尽量靠近车厢底面，要充分利用上部空间，从而减少油缸下支点沉入副梁中的深度，取C

24、0点垂直方向在A0点下方90mm。由于车厢在初始位置时，油缸长度应略大于油缸最小长度15mm，用以保证车厢能够完全放平，且与油缸不发生干涉。根据结构安排，取水平方向C0点在点A0前805mm，故C0点坐标为（2507，37），AC=A0C0=460mm。2. 车厢初始位置时拉杆与三角臂铰接点B0的确定连接OA0，并将OA0绕O点向上转动500到达A'点。以A'为圆心，A0C0为半径画弧，再以E为圆心，1165+780-10=1935mm为半径画弧，两弧交于C'点，连接EC'和A'C'，作EC'B=50，以C0为顶点，C0B0为边，A0C0

25、B0=A'C'B'，根据结构允许尺寸，取C'B'=C0B0=128mm，连接A0B0、A'B'，调整B点的位置，使AB、BC为整数，AB=A0B0=572mm，由此确定B0点的坐标（2600，-50），ABC和A'B'C'分别为=00和=500时三角臂所处的位置。3.4.3 拉杆长度的设计计算拉杆与副梁铰接点D及拉杆长度的确定作B0B'的垂直平分线交y=yD于D点，yD为结构允许的连杆与副梁铰支点的最高位置，取yD=172，调整D点的位置，使DB0为整数，确定D点的坐标（900，72），拉杆拉杆长度LDB=

26、1945mm。3.5 力学计算与校核举升机构力学分析的目的是要求得各部件在车厢任意举升角时的最大受力值，以此为液压系统参数的确定提供依据。举升力系数K是体现举升机构动力性的指标，是指单位举升质量所需要的液压缸推力。 K=FEC/G (3.4)式中：FEC-液压油缸最大举升力； G-车厢满载时，车厢与货物总质量之和。由所选车辆参数，可知G=9750×9.8=95550NK直接决定着自卸运输车的经济性能，K值越小越好，并且随着车厢举升角的变化，K值也在变化。因为举升机构在初始位置时车厢内货物最多，阻力臂最大，车厢启动时还会有惯性阻力作用，此时油缸推力最大，故本课题只对初始位置时各构件进行

27、力学分析。3.5.1 机构的坐标计算A、 G、B、C、F的坐标及DOFA、DBEC、DBAF、DAEC、DABD的计算（见下图）已知当举升角=00时，三角臂A0、B0、C0点及车厢满载重心G0坐标值如下： xAO=2055，yAO=182xGO=1196，yGO=130xCO=2507，yCO=37 xG=668.4，yG=999.8在举升角=00时，B0D、C0E和交点F0的坐标 (yFO-yBO)/(xFO-xBO)=(yD-yBO)/(xD-xBO) (3.5) (xFO,yFO）通过求解方程 (yFO-yCO)/(xFO-xCO)=(yE-yCO)/(xE-xCO) (3.6) 可求得

28、xFO=1260，yFO=272 在举升角=00时，点O到直线F0A0的距离DOFA D=347 （3.7） 在举升角=0时，点B到直线CE的距离D和到直线AF的距离DD=320 （3.8）D=208 (3.9) 在举升角=0时,点A到直线C的距离D和到直线BD的距离DD=125 (3.10) D=132 (3.11)以上数据也可以通过作图法直接测量，这样可以省去大量繁琐的计算，在实际设计工作中，采用的比较广泛。3.5.2 机构受力分析取车厢为分离体（见图）由力矩平衡方程可知=0即 G×x-F×D=0 (3.12)将已知数据代入可得： F=34466.85N取三角臂ABC为

29、分离体（如图）由力矩平衡方程知=0 FD-FD=0 (3.13)已知：F=F，可得油缸最大举升力 F=22403.46 =0 即 FD-FD=0可得拉杆的最大拉力 F=21215.40N (3.14)可以求得举升力系数 K=0.233.5.3 拉杆截面尺寸的确定拉杆BD为二力受拉杆件，作用力对称分布在两根拉杆上，因此作用在每根拉杆上的最大拉力： F=10607.70N （3.15）初选拉杆材质为Q235，从手册可查得=23010N/m，取安全系数n=2，根据公式=,则拉杆最小横截面面积： An=2×=93m （3.16）因此根据以往经验取A=400，实际上=26.52×10

30、N/m (3.17) 校核安全系数=8.67>2.15n=4.3，因此，拉杆横截面面积满足强度要求。4 液压系统的计算自卸车车采用的液压泵、液压缸、液压阀等液压系统元件均为高度标准化、系列化、通用化且由专业化液压元件厂集中生产供应。因此在自卸车车改装设计中只需要进行液压元件选型计算。其主要内容包括液压缸直径与行程、液压泵工作压力、流量、功率以及油箱容积与内径等。4.1 液压油缸性能参数计算作为液压系统执行元件的油缸分为活塞式和浮拄式两类。活塞式均为单向作用，其缸体长度大而伸缩长度小、使用油压低（一般不超过14MPa）。浮拄式为多级伸缩式油缸，一般有25个伸缩节，其结构紧凑，并具有短而粗、

31、伸缩长度大、使用油压高（可达35MPa），易于安装布置等优点。浮拄式油缸又分为单向作用式与双向作用式。双向作用式用油压辅助车厢降落，因此工作平稳，降落速度快。直推式倾卸机构多采用单作用多级油缸；而杆系组合式倾卸机构多采用单作用单级油缸。液压缸作为液压系统中的执行元件， 按结构形式可以分为活塞缸柱塞缸和伸缩缸，按活塞杆形式可以分为单活塞缸和双活塞缸。按液压缸的特殊用途分为串联缸增压缸增速缸多位缸步进缸等此类液压缸不是一个单纯的缸筒，而是和其他的缸筒或构从经济性出发，在满足使用要求的情况下，选用双作用单活塞杆液压缸。车厢在整个倾翻过程中液压油缸最大举升力为FEC=22403.46N。 参考同类车型

32、，初选最高工作压力p=16Mpa。最大举升力:FEC p×u×× d2 /4 (3.18) 式中u液压缸机械效率，取=0.8； d举升油缸缸径，mm。可推出d=47.22mm又知L=780mm根据以上计算，选择自卸车专用油缸GB2876-81，其主要参数为缸径d=160mm，油缸杆径120mm，油缸行程L=780mm。4.2 液压泵性能参数计算一般常用的液压泵分为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵、螺杆泵。按泵的流量特性，可分为定量泵和变量泵两种。前者在泵转速不变时，不能调节流量，后者当泵转速不变时，通过变量机构的调节，可使具有不同的流量。齿轮泵一般为定流量式，叶片泵和柱塞泵

33、有定量式及变量式两种。对变量泵，按输由方式，又可分为单向变向泵和双向变量泵。前者工作时，输由方向不可变，后者通过调节，可以改变输出油流的方向。自卸车常用油泵分为齿轮油泵与柱塞泵两类。齿轮泵多为外啮合式，在相同体积下齿轮泵比柱塞泵流量大但油压低。柱塞泵最大特点是油压高（油压范围1635MPa），且在最低转速下仍能产生全油压，固可缩短举升时间。中轻型自卸车上多采用齿轮泵，常用系列有CB、CBX、CG、CN等。由以上理论及以往经验，选用单级齿轮泵。国家标准规定车厢举升最大举升角的时间不超15s，我们初选举升时间为15s，液压缸工作容积 V=V举升 =L×d2/4 （4.2） =780

34、15;3.14×1602/4=15.675×10mm=15675ml液压泵额定流量Q应满足以下公式: QV/(t×u) （4.3）式中：t举升时间，t=15s； u液压系统容积效率，取0.8。则Q15675/(15×0.8)=1306.25ml/s 液压泵转速 n=n/i （4.4） n发动机转速，取转速2000 rmin i-传动比，i=1.36 则 n=2000/1.36=1470.59r/min 选取液压泵额定转速n=2000 rmin液压泵排量q由下式确定：Q=60Q/n=1306.25÷1470.59×60=53.29 ml

35、r依据以上参数，选择齿轮油泵CBT-E563，其主要参数如下： 公称排量q=63 mlr 额定压力p=16Mpa 公称转速n=2000 rmin 。4.3 油箱容积与油管内径计算4.3.1 液压系统油箱容积计算液压系统的用途主要是储油和散热。如果容量过大，占地增加，增加了设备重量，而且操作不变；过小，则油温升高会超过许用值，油液将会溢出油箱。液压系统的油箱容积应满足一下要求：（1）设备停止运行时，液压油液能够靠重力作用返回油箱；（2）操作时，油面保持适当高度位置；（3）能散发操作时产生的热量。油箱容积V一般不小于全部工作液压缸容积V的三倍，即VV V=3V=3×15675ml=47.

36、025L （4.5）拟设定液压系统油箱尺寸为60cm×50cm×20cmV=60×50×20=6×10mm=60L3V即油箱选择GB2876-81系列中63公称容量。4.3.2 液压管路内径的计算由计算公式： Q×10/60=×V×10 （4.6）可以计算出高压管路内径： d21.22× 式中Q油泵的理论流量，取Q=0.5714L/sV高压管中油液的流速，V3.6m/s，取V=5m/s，即有： d21.22×=22.67mm取用d=20mm。低压管路内径： d21.22× （4.7）

37、V是低压管路系统中液压油的流速，V1m/s，取V=2m/s,即有d21.22×=35.86mm取用d=36mm。4.4 系统压力校核系统最大压力 p= （4.8）已知F=22403.46N，u=0.8则A=3.14D×D/4=3.14×160/4=20096mm (4.9) 故 p= =22403.46/(20096×10×0.8)=13.94×10N/m=13.9Mpa<16Mpa 所以压力满足要求。4.5 车厢升降时间的校核系统流量： Q=n×q=1470.59×63=92647.17ml/min （4.

38、10）举升时液压缸工作容积： V=L× （4.11） =780×3.14×160/4=15.6749×10mm=15675ml则举升时间： =15675×60/92647=10.15s （4.12）下降时液压缸工作容积： V=×L （4.13） =3.14×(160-80)×780/4=11.7562×10mm=11756ml 则下降时间 t=11756×60/92647=7.61<15s 因此，油泵、油缸参数选用合理，满足设计要求。5 自卸运输车举升机构的动力学仿真5.1 自卸运输车前推

39、连杆组合式举升机构系统实体模型的建立利用Solidworks软件，本文建立了自卸运输车前推连杆式组合举升机构系统的实体模型。三角臂零件图及建模（见下图）：图7 三角臂零件图图8 三角臂模型拉杆零件图及建模（见下图):图9 拉杆零件图图10 拉杆模型液压缸建模（见下图）：图11 液压缸模型车厢底架零件图及建模（见下图）：图12 副车架零件图图13 副车架模型车厢底架零件图及建模（见下图）：图14 车厢底架零件图图15 车厢底架模型举升机构装配举升角为40时（见下图）：举升机构装配在初始位置时（见下图）：5.2 举升机构各连接处螺栓轴三维模型图三角臂与液压缸连接处的螺栓轴模型：液压缸与副车架连接处

40、的螺栓轴模型：结论通过对本课题的研究设计，我学习到了关于运输车的设计方法，尤其是对于自卸运输车的结构，特点和设计规范程序。在本次毕业设计的过程中，我充分认识到了自卸运输车举升机构的各种形式以及它们各自的优缺点，掌握了自卸运输车举升机构中液压系统的设计原则和步骤。本设计根据传统自卸运输车设计方法，并结合现代设计方法，确定了自卸运输车的总体设计方案，进行了自卸运输车举升机构的机构设计和强度校核，并运用Solidworks软件绘制出了主要零部件的工程图和装配图。设计出了装载质量为4.3t级的自卸运输车，该车适用于短途运输。本课题选用的江淮HFC3049KZ型自卸运输车，其举升机构采用组合前推式，具备

41、举升平顺、油缸活塞的工作行程短等优点，其机构紧凑，省力，油压特性好。该举升机构适用于所有的中型自卸运输车。本自卸运输车结构合理，符合实际应用，具有很好的动力性和经济性，其零部件的设计能尽量满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化以及汽车变型的要求，修理、保养方便，机件工艺性好，制造容易。但在此设计过程中仍有许多不足，在设计结构尺寸时，有些设计参数是按照以往经验值得出，这样就带来了一定的误差。另外，在某些方面，由于时间问题，做得还不够仔细，恳请各位老师同学给予批评指正。致谢词至此，持续了两个多月的毕业设计就要结束了，同时也给自己的大学生活画上一个句号。此次毕业设计可以说对自己大学这几年所学知

42、识进行的一个全面的回顾和复习，这其中也发现了自己的不足和欠缺之处，虽然今后像大学这样系统的学习机会还有很多，但是能够通过毕业设计发现自己不足之处，能够再一次全面系统的学习一次大学知识，尤其是那些与汽车机械专业息息相关的内容，将会对自己起到很大的帮助。通过这么长时间的锻炼和学习，使自己学到了很多在课堂上不曾学到的知识和经验，这也是在踏上工作岗位以前对自己能力的一个检验。自卸运输车举升机构的设计完成了，但是能否真正符合实际性能要求，还得需要进行实际的检验。由于本人能力和经验有限，可能会与实际的需要情况出现较大的偏差，但是毕业设计目的不在于实际的应用，而是在于通过这次设计达到锻炼自身独立完成任务的目的。在这次的毕业设计过程中得到了指导老师的大力支持，在此表示深深的敬意和衷心的感谢，对本人设计时引用到的各种期刊文献的作者表示由衷的感谢，也感谢室友一直以来对我的关心和支持，感谢本专业所有同学的帮助和勉励。同窗之谊，终身难忘！感