重型自卸车改装设计

摘要随着现阶段我国的快速发展，生活越来越便捷，因此汽车行业也逐渐庞大了起来，改装汽车也随之浮出了水面。目前我国有接近四百家改装汽车公司，这些公司所生产的改装汽车，几乎全部可以应用到市场当中。在这其中，自卸车大概有两万七千多辆，在各种各样的改装汽车中也占有很大的比例。然而这些改装汽车之所以能够被大量应用到市场当中，这和我国近代的发展行情脱不开关系。人们的生活水平不断提高，相关的需求也会随之增加，这就需要了大量的改装汽车来满足人们的需求。但是自卸车在发展上还是具有很大的空间，在许多方面还是不够完善。本篇文章的目的是对改装汽车的改装理念和在本国以及其他国家的发展状况进行了主要的描述。其次，对自卸车的多方面功能进行了分层次的设计改装。例如，改装汽车的外部轮廓、轮轴能够承受住多大的压力等等。关键词：改装车；外部轮廓设计；副车架的尺寸大小；轴承载重；AbstractSincelastyear,ourcountrySpecialPurposeVehicleindustryisintheboom,with395carrefitenterpriseallaroundthecountryrefitting230.6thousandcars,selling230.5thousand.autounloadvehiclethe27125car,accountfor11.76%oftotaldeal.alongwiththedevelopmentoflocalfoundationfacilities,inrecentyearsautounloadvehicleyieldhasbeenkeepinginhigherproduction&sales,remainsinthefirstplaceinSpecialPurposeVehicleproduction.However,inaspectsofcategory,pattern,materialapplication,comparedwithforeigncountriesthereisstillalongwaytogo.

Inthispaper,firstly,Imadeageneralabouttheautounloadvehicledesignanditsdevelopmentdomesticandabroad.Then,atthepointofcompartment,risingorganizationetc,IstartedthedesignoftheEQ3090autounloadvehicle.Also,Irefitanddesignedthevice-carstalk.TowholeEQ3090theladingquantity,reorganizationquantity,measure,tread,wheelbase,forwardsuspensionbehind，proceededtherelatedcalculationanddesign.Keywords:autounloadvehicletotalarrangementvice-carstalkraisingorganization绪论1.1概述1.1.1专用汽车的概念 它和正常的运输汽车存在着很大的不同，专用汽车在普通汽车具有的基本功能上进行了改装设计，不仅能够运输货物，还能够在其他方面进行自动化作业。所以，在改装中不仅要考虑到满足汽车本身的基本功能需求，还要增加其他的性能。所以改装汽车拥有了独特的特点，主要有以下几方面的特点：1.专用汽车改装时所采用的汽车底盘类型为多选用定型 在设计之前我们应该知道中国以及其他国的改装汽车类型有哪些,尤其在汽车的制造流程、汽车底盘的类型、生产的汽车通过哪种方式输出等相关方面进行深层次的研究和探讨。接下来就是开展专用汽车设计工作，依照专用汽车的类型和想要设计的功能模拟制造流程。首先，我们需要了解专用汽车在完成正常工作时的额定功率，需要提供多大的能量，是以什么样的形式进行工作的，在制造的过程中应该选择多大的尺寸，轴承能承受住多大的重量，以及制造成本和经济性等方面的问题。最后综合考虑选择出合适的汽车底盘，因为在汽车设计过程中，底盘的选择是至关重要的。在底盘的所有类型中我们使用最多的就是二类底盘，但是有极特别的几种情况使专用汽车不能采用二类底盘，但是为了减少产品制造的成本和时间，也应该在已有的底盘类型中选择最合适的底盘类型。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我们在改装汽车时，要确保汽车在正常的情况下完成工作，也要保证汽车的零部件不受到影响，例如汽车的底盘不受到破坏。在特殊情况时也可以改变底盘的性能参数，达到基本的功能性能要求。3.专用汽车具有种类多、产量少的特点 在改装设计带有特殊功能的专用汽车时，可以将专用汽车设计成功能相似但还是具有差别的多种形式。为了满足使用者的多方面要求，也为了能促进专用汽车的进一步发展。尽量减少汽车制造的周期和开发成本，零部件的选择需要满足国家的相关规定要求，也应该在已有的零部件类型中选择，尽可能的减少自行设计后制造的零部件。4.如果一定需要自己设计并制造零部件，需要满足相关规定的要求，制造出合格的产品，必要时可以只制造一件或者少量。5.在汽车改造所使用的部件中，存在着一些重要的部件，起着汽车性能好坏的决定性作用。例如，压缩机、不同作用的泵、发电机等等。这些重要的部件应该从好的制造方中选择，选择优质的产品，降低发生危险的可能性，提高专用汽车的安全可靠性。6.在改装过程中如果需要普通汽车的原有底盘，需要对重要部件进行重新的安全性检验，因为在增加了其他的功能之后，底盘的载重情况是有所改变的。7.在设计改装汽车时，也应该考虑到相关法律的要求，对不同类型的汽车进行分类，把专门为特殊作业使用制造的具有特殊结构的汽车称为特种汽车，如农耕作业车、超重车等等。8.既然是具有特殊功能的汽车，那就避免不了在特殊的情况下工作，因此对专用汽车的安全性有很大的要求，符合国家的正常要求。使专用汽车更高的可使用性。总体考虑，随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高，专用汽车在保证需求的情况下逐渐提高性能的标准，并且保证汽车具有自身独特的优点。但这不仅仅是对汽车发展水平的提高，也对人们提出了挑战，要求人们要具备相关的专业知识，并不断进行科研试验，充分了解专用汽车的行业状况，生产出高质量的汽车产品。在专用汽车配置的选择也要符合技术要求，使之成为一个密不可分的整体。1.2现阶段我国汽车的情况专用汽车在相关市场这条道路上越走越宽，越走越远。多年以来，汽车行业在市场的销售上一直都有很好的成绩，近四百家的生产厂家所生产的改装汽车几乎全部卖出，投入到市场当中。其中客车的生产量是很多的，差不多占市场全部销售总量的一半。其次就是具有载货功能的专用汽车，还有具有载货功能的专用汽车。各种形式的专用汽车在市场上都很受欢迎，在今年的前半年，专用汽车的销售额有很大的进步，大体估计今年全年的产量即将达到三十多万辆。根据数据分析，再结合我国的行情和发展情况，前几年的专用汽车卖出情况还是比较好的。但是在生产方面还是存在很多问题的，比如说，近四百家的生产厂家却只是生产出二十几万的车辆。因为汽车改造公司的技术有限，并不能生产出大量的优质的改造车。并且其中的很多厂家都是小企业，即使有了技术也没有生产条件。所以汽车改造行业还需要很大的进步空间。而且生产厂家也存在着发展不平衡的问题，产量比较好的厂家大多数分布在南方的地区。但是从总体趋势来说，我国的专用汽车行业发展还是占有优势的。自从专用汽车行业发展以来，专用汽车的卖出最多的时候大约二十五万辆，虽然这其中的改装车的形式是多种多样的，但是生产技术不够完善，功能不全面。外观、动力、操作性还存在问题。汽车改装是进一步改善原车没有的表现和性能的行为。1.3自卸车的定义自卸汽车是指通过液压或者机械举升而自行卸载货物的车辆。车厢的一端可以升起，使车厢具有坡度，依靠货物自身的重力自行下滑，起到卸货的作用。完成作业后可以自行将车厢恢复到原来的位置。这种专用汽车一种是在公路上行驶的一种是不可以在公路上行驶的，所以自卸汽车有两种类型。非公路型是在露天矿山为完成岩石土方剥离与矿石运输任务而使用的一种重型自卸车，其工作特点为运程短、承载重，常用大型电铲或液压铲进行装载，往返于采掘点和卸矿点。因其外形超宽，总质量超量，不允许在公路上行驶。公路型专用自卸车的载重量比非公路性的小，因为它在运输的时候需要满足安全性能的要求，运输旅途较长，例如垃圾自卸车、煤炭运输自卸车等等。垃圾自卸车是为运输垃圾而专门设计的，所以它又叫做专用自卸汽车。如图1-1。因为人们生活水平的不断提高,对于自卸车的需求也是越来越大,所以自卸车在最近几年的销售产量一直高居不下,位居所有专用车的销售产量的榜首.但是在很多方面和国外的其他国家还是有很大的距离的,自卸车的销售量之所以快速增长的,这其中最根本的原因是背后的投入资金逐渐增多,是自卸车的更好更全面的发展成为了可能。这使自卸车的类型逐渐的增多，功能也逐渐趋于完善，适应了市场各行各业的大部分需求，已经发展成为载货和运输的主要交通工具。图1-1普通自卸汽车结构组成1-液压倾卸操纵装置；2-倾卸机构；3-液压油缸；4-拉杆；5-车厢；6-后铰链支座；7-安全撑杆；8-邮箱；9-油泵；10-传动轴；11-取力器第2章总体布置设计2.1专用汽车的整体设计原理在设计之前最主要的就是要确定好专用汽车的各种数据，并确定好专用汽车部件及其他装置的摆放位置。让专用汽车的各种设备组成一个完整的部分，并且能够满足各方面规定的要求。所以在设计时我们就应该以下几种情况：对于专用汽车的底盘，尽可能的减少对相对位置得改变如果在设计时我们对普通汽车的重要部件进行改变的话，这会使大大增加制造使用的费用，也会对专用汽车的基本功能产生一定的影响。但是在及特殊的情况下也需要对汽车进行改变，为了能够提高实用性，但是改变的前提是对专用汽车的整体性能不产生变化。例如，对放置备胎的地方可以稍作处理。要使自卸车的基本功能发挥重要的作用例如气卸散装水泥罐式汽车的工作原理是动力驱动空气经过压缩机压缩后进入装有物料的空间，使物料悬浮成流状态。并且通过管道将水泥运输到距离汽车有很大距离的位置。衡量这种汽车好坏的标准是车厢内水泥的残留量，所以残留量越小说明汽车的性能越好，所以如果我们对车厢的位置稍作改变的话可能会提高汽车的性能标准。根据图2-1，我们可以将车厢不是水平的放置，汽车的重心就会有所变化，提高了汽车的稳定性。在设计时应结合实际情况全面分析。图2-1斜卧式粉罐汽车总体布置1-装料口；2-排气阀；3-空气压缩机；4-虑气器；5-安全阀；6-进气阀；7-二次喷嘴阀；8-压力表；9-卸料口；10-调速器操纵杆；11-卸料软管；12-进气管道专用汽车整体重量的分析和设计计算这部分的选择在汽车整体的设计中是最基础的步骤，后续的数据都是在此基础上进行选择和改装的。最重要的部分是对汽车所能承受的最大载荷进行确定，这也是在满足汽车性能的要求上操作的，如果在最后的估算过程中汽车的载重不符合要求，那就需要重新确定。考虑到汽车运行时对车架的影响图2-2所展现的是混凝土搅拌运输车的简图，在对两个图进行了对比分析后我们可以看出图(a)是错误的形式，因为这样对车架造成了影响，很容易出现车架断裂的情况。所以图(b)的形式是正确的，这样的设计形式考虑到了汽车载货对车架的压力分布，是压力集中分布在车架上，有利于延长车架的使用年限，提高汽车的安全性。图2-2主车架纵梁载荷状态比较为了提高汽车载货的质量，减少汽车自身的重量为了提高汽车的运输效率，使汽车尽可能的装载更多的货物，这就需要对汽车的附件质量进行改装设计。根据数据显示，自卸车的质量比普通的汽车多耗费制造材料大约5％～10％，罐式车则会耗费更多的材料，所以，在设计中应该减少附件的重量，尽可能的提高汽车的运输效率，这是对专用汽车改装和设计的理念中重点考虑的问题。满足相关规定的标准设计的汽车在装载后应该满足不超高、不超宽、不超载的要求，在外观和颜色方面也应该满足相关规定。2.2车厢的设计2.1.1自卸汽车车厢的结构形式自卸汽车的车厢结构并不复杂，它一共有三面的栏板来固定货物，例如图2-3就是自卸汽车的车厢的一种类型称为后倾式车厢结构。在装载时要考虑到安全问题，不会对工作人员以及驾驶人员产生安全隐患，所以在车厢的前端设置了高出车体很多的保护板，防止货物因为摆放不稳滑向驾驶室。后倾式车厢结构有固定式铰链结构和浮动式铰链结构，后门板在重力的分力作用下实现绕铰链结构旋转，虽然目前应用在各种类型的汽车中，但是它的稳定性并不是十分的好。图2-3车厢结构图1-车厢总成；2-后栏板；3、4-铰链座；5-车厢铰支座；6-侧栏板；7-防护挡板；8-底板侧倾式的车厢底板为九十度角，与三面倾卸式车厢相同，结构形式为图2-4。当汽车装载一些细碎的货物时，多采用颠簸式车厢，这种车厢利用颠簸运动将货物抖下，例如细沙、碎石等等。所以这种车厢内采用的结构形式是双底板结构，这种结构可以提高底盘的承载能力，还可使底板的重力减少。图2-5就是这种车厢的简图。图2-4侧顷式及三面倾卸式车厢图2-5簸箕式车厢2.1.2车厢尺寸参数的选择和确定设计自卸车的车厢改变以往的车厢结构形式，换成是等刚度体车厢是本次试验的难点，但这在满足性能要求下是很难完成的。对于自卸车来说，就相当于是几种不同模块的组合体，就好比汽车在装载的时候，汽车的车架和轴承都会产生不同程度的结构变形，这些部件的变化的大小和刚度是相反的趋势的，但是汽部件吸入的那部分动力是和刚度的变化趋势相同的。车厢在受力时抵抗弹性变形的能力和车架在受力时抵抗变形的能力存在着密不可分的关系，如果其中一种刚度发生变化都会引起另一种刚度产生变化。举例说，汽车整体在不平整的平面内工作时，会使车厢处于不同的水平面，车轮也会在不同高度的平面内形式，所以车轮的轴承就会产生扭转，这种扭转程度达到一定的程度后，就会对车厢的稳定性产生影响。因此，汽车在这种环境工作时，就会发生承载车厢的梁断裂的危险情况。小程度的扭转也会缩短梁的使用年限。车厢尺寸参数的确定也需要根据实际经验，并且翻阅相关指导书，总结出尺寸的设计方法主要为以下两种：自卸汽车的承受载荷的能力应该比普通汽车强，汽车的零部件也应该分布均匀，安全系数也应该比普通汽车高。对于车厢地板的要求，我们假设货物是距离车厢有一段高度落下的这样对车厢就会有一定的压力，所以我们去厚度为6mm，保证车厢有因为U型车厢外形的平顺、无加强筋外露，所以在装货行驶过程中也不会容易积土和挂泥。车厢容积也要比普通的方形车厢要来得小，更加强一步对城市渣土车运载量的控制。足够的承受能力不被损坏。2.3举升机构的设计2.3.1举升机构形式的选择升举结构都是采用压力为动力的方式，它主要包括两种形式，一种为直推式，另一种为连杆组合式。直推式类型的自卸车主要是利用压力将车厢的一端升起，使车厢具有很大的倾斜角，便于货物从车厢中滑落，这种装置结构非常简单，使用的材料也很少，节约空间，选用的液压器也有很多的类型，以便需求不同的货物。直推式自卸车也有很多类型，区分的主要依据是液压器的位置安放的不同，如果将液压器放在车厢的前端，也就是靠近驾驶室的一侧，那么当液压器工作的时候，就会将车厢的一端升起，使车厢倾斜，这种类型的机构为前置时。另外一种形式是将液压器放在车厢的中间，使液压器与车厢成九十度角，这种结构会比前一种节省工作运行的时间，因为液压器的升举距离比较短，所以当汽车卸载货物的时候，主要选择的是后置式举升机构。图2-6直推式举升机构的布置(a)前置式；(b)后置式专用汽车的连杆组合式举升机构的简图如图2-7所示，这种举升结构也分为两种形式：图2-7连杆组合式举升机构油缸前推式；(b)油缸后推式铰支座；2-车厢；3-油缸；4-三角臂表2-2两种举升机构各个方面的综合判断类别项目直推式杆系倾卸式结构布置结构简单，安装方便结构复杂不易于安装系统质量比较轻比较重建造高度比较低比较高油缸加工工艺油缸制作复杂，制造工艺精确制作工艺简单油压特性不高很好系统密封性密封性能较差容易发生泄露密封性能比较好，不容易发生泄露工作寿命摩擦力大，容易发生破损，使用年限少摩擦力小，不容易发生破损，工作年限长制造成本制造成本高制造成本低系统倾卸稳定性稳定性差稳定性好系统耐冲性耐冲性好耐冲性差直推式的车厢制造流程少，设计方便。但是如果想要凉车厢升举到最大高度，通常使用了多级的油缸。如果想要将汽车的稳定性提高，会使用两个甚至多个油缸。但是这种形式的油缸会发生种种问题，例如在运行时会由于密封性不够而发生泄露。所以此类升举结构大多数被大型的自卸车所使用。这种类型的举升机构的设计理念为三角形性质。使油缸的有效路程超短，三角形结构还能增强车厢的稳定性，所以大多数汽车都采用这种升举结构，前推式的类型大多用于大型的自卸车，后推式的类型大多用于小型的自卸车。并且，这种升举机构的制造过程简单，优点比较多。综合考虑，对于本次设计所采用的汽车类型，采用的是后推式的类型，因为这种机构能够承受住很大的重量，增强汽车的实用性。图2-8后推连杆组合举升机构原理2.3.2最大举升角的选取当我们在选定汽车的最大升举角时应该考虑货物的的安息角是多少。下面我们给出了几种物质的安息角。表2-3常见货物的安患角物料煤焦炭铁矿石细砂安息角27°～45°50°40°～45°30°～45°物料粗砂石灰石粘土水泥安息角50°40°～45°50°40°～50°汽车升起的最大举升角是要比装载的货物的安息角大的，这样才能使货物全部从车厢滑落。当然还有一个问题我们不能忽略，就是汽车以最大升举角卸货的时候，车厢的后板是否能够碰到地面，另外，车厢倾斜时的底部也应该与地盘的后尾有一定的距离，以免发生磕碰，使货物不能全部卸出。经过初步确定，我们选取汽车的最大举升角为55°。图2-9自卸汽车后倾最大举升角的确定2.4取力器的设计我们在选取汽车的取力器时，很多都是使用改装之前普通汽车的取力器，但是有极其特殊的情况，需要将取力器换成负责特殊行业的专用取力器。取力器的作用就是给专用汽车提供动力，所以取力器又被称为工率输出器。一般和控制器，离合器组合而成，根据控制方式的不同，取力器可以分为机械控制，气控等等形式，根据取力器的安装位置，取力器也可以分为多种形式，根据动力输出的形式不同，取力器有可以分为变速器侧部动力输出形式，变速器前部动力输出形式等等。专用汽车的功能不同，就需要采用不同的取力器，所以，在取力器的选择上也是至关重要的。自卸车在选用取力器的时候，要考虑到种种问题，最后选用变速器侧部取力器，这种取力器也是最常用的取力器，并且它的制造成本低，设计也比较方便，也可以大量的制造生产，并且与其他部件配合也比较容易。图2-10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2.5功率和比功率计算2.5.1功率平衡计算自卸车在工作时的最大功率可以用下面公式算出：符号代表的意义——整个车体的重量；——运行时的阻力系数；——自卸车运行时的效率汽车底盘传动系的机械效率；——空气阻力的影响；——行驶时与风接触的面积；——行驶的最大速度；当汽车行驶时我们经常会对汽车功率的估算不正确，此时负荷率应该取0.75，这样就包括了误差在内的数值，如果对汽车功率的估算准确时，应该取负荷率0.90，所以自卸车行驶的总功率为：2.5.2比功率计算比功率是判断专用汽车好坏的综合性指标。汽车的工作时的最大功率与专用汽车的质量之比就是比功率。我们将其他不利因素排除在外，它的公式为专用汽车动力性能越好，汽车的比功率就越大，就我国当前的形式来看，汽车的比功率正逐渐上升，但是比功率也是有最小限度的，根据有关规定指出最小比功率为0.006，如果小于这个数值，交通情况就会发生拥堵，较小工作效率。本章小结本章主要对东风举升汽车的底盘的选择做了介绍，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、销售价格及相关资料等。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、购置成本等方面进行分析比较，优选出一种基本型汽车底盘作为专用汽车改装设计的底盘。第3章底盘车架的改装3.1底盘的选择虽然市场上汽车底盘的类型是多种多样的，但是当前使用最多的汽车底盘是二类或者三类。某些为特殊行业服务的专用汽车有特殊的地盘，汽车地盘的选择依据是汽车整体的形状，运输什么类型的货物，在什么状况下能正常使用，以及各项性能的要求等等，从而使汽车底盘与汽车其他的设备相互配合成专用汽车的整体。现阶段我们国家许多的专用车采用的都是二类汽车底盘，底盘的选择要考虑它的适用性先进性以及可靠性。制造出合格的专用汽车。二类底盘是没有货箱的形式，对二类底盘进行设计改装是本次设计的重点和难点。应该考虑汽车的重心，能装多少重量的货物，并在此基础上保证汽车的稳定性等各种性能要求。三类底盘和二类底盘大体相同，但是三类底盘不存在驾驶室，这类地盘多为客车所采用。但是随着我国近代的不断发展，此类底盘逐渐不被人们所使用，因为汽车的的种类和性能在逐渐提高。所以很多厂家已经制造出更符合客车性能的专用底盘，这种底盘能够提高客车的运行效率，在各个方面都有了更好的改善。我们在改装汽车地盘的时候可以讲汽车地盘看成三类底盘。更好的满足计算的要求。这里正如上面所描述的，不管使用哪一种底盘，一些专用汽车还是达不到最好的工作状态。就像我们把普通的汽车设计成装载货物的厢式货车，就会出现重心很高，载荷的不均匀分布等情况，如果设计成装载乘客的汽车，就会出现稳定性不高的情况。所以，如果想要我们国家的专用汽车更加完善，就要设计出符合实际功能的汽车底盘，提高我国专用汽车的工作效率，充分发挥他们的作用。我们在选用汽车地盘时，应该考虑到以下四个方面：适用性对于专用汽车所运输的货物，应该保证在运输过程不遭到损害，对于专用汽车是用来运输乘客的汽车，应该做到乘客的座椅不出现安全隐患，让乘客有更好的使用体验。其次，那些具有其他性能的专用汽车，应该改造设计出符合标准的汽车，提高专用汽车的适用性。可靠性对于专用汽车所使用的零部件，都应该满足相关规定要求，减少安全问题的发生。在各种设备的正常使用期限内最大的降低安全隐患。延长零部件的寿命。先进性专用汽车使用的各种零部件都应该符合国家标准，使汽车的各个层次都达到先进水平，最大程度的提高汽车的可靠性和稳定性。所有工作状态都能达到最高标准。方便性汽车的零部件都应该便于拆卸，以免在发生紧急状况时出现耽误时间的情况。各个零部件之间既要相互连接又要留有一定的安全距离。在汽车底盘的选择方面我们要谨慎处理，不仅要考虑以上的几种问题，还需要考虑另外几个原则：首先考虑的就是底盘的经济性，争取把制造成本降到最低，售出价格能被大多数人所接受。这也是汽车品牌能否在市场上占有一定地位的重要原因。其次是厂家能否源源不断地提供底盘，当专用汽车制造商需要底盘时，能否随时提供底盘，为保证此问题可以与地盘生产厂家签有一定的协议。3.2主车架的改装主车架承载着汽车的大部分重量，也是汽车重要部件的部位，所以在设计时要着重考虑。3.2.1主车架的钻孔和焊接主车架承载着大部分的重量，它不仅在汽车停放时承受重力，在汽车行驶的过程中也承受很大的重力，为了保证汽车主架的使用年限，不应该在主车架上做任何的修改，更不应该在主车架上打孔。应该在汽车主车架上本来就有的孔来固定汽车附件，如果必要时必须要打孔的话，不应该在承受重力大的地方打孔，这样极其容易对主车架造成破坏，焊接也应该是同样的道理。当必须在汽车的主车架上打孔时，应该考虑以下几种情况：打的孔的大小应该尽可能的小，并且在正确位置进行打孔，按照正确的规范。图3-1主车架钻孔的孔径和孔间距所在承受重力大的地方以外的地方打孔时，应该在几何中心打一个孔。不可以在汽车梁的边缘部分打孔或者焊接，如果在这位置进行设计改装的话，很容易对梁造成破坏使梁的使用年限造成改变，缩短使用年限，造成安全隐患。图3-2主车架纵梁禁止钻孔区图3-3主车架纵梁禁止焊接区汽车梁的操作面必须是完整的，不可以有任何的空缺，避免所受应力不均匀的情况。 以为在本次设计中选取的是止推连接板形式，所以在操作中不存在打孔的过程，将焊接的方式选择好就可以。3.2.2主车架的加长设计当我们设计的部件安装位置不够时，可以考虑是否对主车架进行加长设计，如专用汽车中有大多数都是由普通的汽车直接改装过来的，所以采用的是原来的车主架，但是想要造成专用汽车的基本功能，需要对车主架进行改装，有时也可以加长汽车主车架后面的部分，此目的是用来提高专用汽车的运行效率。汽车主架后加的长度应该与原来的车架长度和宽度都相同，并且制造材料也应该相同，加长的方法是将需要加长的部分焊接到原来的主车架上，断口处选择坡口的形式，如图3-4所示。为了保证汽车主车架接口处的强度指标，应该使用正确的焊接方法，并且根据纵梁的材料选用合理的焊接材料，接口的大小应该计算好，避免出现断裂的情况，焊接后的梁也应该承受住大部分的重力。图3-4纵梁的坡口形状3.2.3主车架加强板的设计在什么条件下可以放置加强板加强板的目的是减少车主架的应力。使主车架受力均匀。当改装设计后的主车架需要承载更多的货物的时候，也需要添加加强板。主车架出现加长的情况也需要加强板。选取什么样式的加强板最常用的加强板为L型，并且加强板的厚度也不应该大于主车架的一半厚度，一般为主车架的百分之四十。加强板的摆放位置加强板的摆放位置是非常有讲究的，正确的摆放可以使主车架承受的重力大大的减少，如果加强板的摆放位置不正确，则会增加重力分布不均匀的情况。加强板应该放置在承受的压力小的地方，并且加强板的一端与车架的接头处应该充分的过渡。加强板尺寸的大小加强板尺寸的大小应该合理的设计，与车主架能够配合成为一个整体。。图3-5加强板的湍头形状图3-6加强板的合理布置1-主车架纵梁；2-加强板1-加强板；2-主车架纵梁；3-副车架3.3副车架的设计为了减少汽车主车架承受重力过大的情况，还可以增设副车架还分担载荷，副车架也保护了主车架的结构形式。因为本次设计的自卸车所以在工作的状态下，主车架收到的弯曲应力最多，所以在在选择材料上慎重考虑选择承受弯曲压力比较大的材料。副车架有时也有可能对主车架产生影响，所以副车架的安放位置和尺寸大小都有规定，起到积极的作用。3.3.1副车架的截面形状及尺寸副车架的大小应该和主车架一样，大多数使用的都是下面图示的结构。它的大小和形状和自卸车的类型也有很大的关系。图3-7断面形式图3-8封闭的断面形式1-副车架；2-腹板图3-9加强腹板的位置为了保证汽车的安全性，并根据相关的规定。将副车架设计为长为100、宽为80、高为6mm。3.3.2加强板的布置专用汽车主架的中间位置是承受应力最大的地方，所以在这个位置应该放置加强板，并且要求加上板与汽车的其他的部分接触，可以提高加上板的稳定性，充分发挥加强板的作用。为了减少梁上的力，加强板常用的形式有以下几种加强板在设计中也是重要的结构，应该仔细考虑其形状和安放位置。图3-10加强板的三种设计方式3.3.3副车架的前端形状及安装位置首先要确保梁的安全性，运行时避免对梁产生扭转应力，破坏梁的稳定性。可以在主副车架之间增加一种材料来减少他们之间的控制力。这种材料可是橡胶或者其他的材料。当副车架收到力的时候，橡胶就会发生形变，从而减少冲力，保护主副车架。图3-11副车架与主车架的连接图中所画的A-A面是危险面，在此处容易发生折断，因为这里受得力很大，所以就要求车架一边的形状改装为逐渐过渡的形式。减少受力不均衡的情况。图3-12副车架的前端结构所以副车架的形式为以下三种，尺寸的要求在图中有所展现。图3-13副车架的前端形式简图（a）U形；（b）角形；（c）L形以上几种形式是最合理的，但如果在制造截面的出现问题，则我们可以用刚质副车架或者硬木质副车架改装，这两种车架的结构简单，便于加工制造。这两种车架的尺寸也是不相同的，硬本质副车架的H和I0长度是相等的。副车架的位置也要尽可能的接近驾驶室的后面，这样使车体成为一个紧密的整体。图3-14副车架的前端的结构简图（a）刚质副车架；（b）硬木质副车架3.3.4纵梁与横梁的连接设计图3-16横梁与纵梁的连接1-纵梁；2-连接板；3横梁图3-16是两种梁相互连接的方式。图（a）可以使梁能够承受更大的压力，使专用汽车装载更多的货物，提高汽车的运输效率。但是这种方式也有不足的地方，就是一旦纵梁发生扭转产生形变的时候，就会使车梁在使用年限内发生损坏，增大经济成本。但是为了解决这种问题，可以梁梁放置在腹板上，增大梁的承受能力。图（b）所示的连接方法没有很大的承受应力的能力，它可以应用在副车架变形比较大的位置。减少了专用汽车的梁发生破坏的危险。图（c）的连接方式综合了前面两个方式的优点，但是此种方法对横梁有很大的规定，此种方式应用的比较多，结构也比较经过，提高专用汽车的效率。所以对于以上全部分析后，本次设计选用的是c类连接方式，因为它具有结构简单的特点，所以它的制造简单，有利于车架的大量制造，减少汽车制造的周期，两种梁之间也可以采用铆钉连接。3.3.5副车架与主车架的连接设计主副车架之间有以下三种连接方式。止推连接板止推连接板是一种刚性的连接，它的连接强度取决于止推连接板本身，止推连接板与汽车梁的连接方式大多数为焊接或者用螺铨连接。止推连接板可以将汽车纵梁与底盘之间紧紧的连接起来。连接支架这种连接的方式为螺铨连接，首先将汽车的腹板固定住，最后用螺铨连接。但是从图中可以看出此种连接方式存在间隙，所以连接支架承受的压力比较小，它可以和其他两种方式搭配使用。车架的前后采用的连接方式也不同。U型夹紧螺栓这种连接方式适用于车架上承受扭转程度小的部位，这种类型的连接也无法控制副车架发生窜动，所以U型加紧螺铨很少采用单独使用的形式，而是配合止推连接板连接使用，此种连接比较繁琐，很少被使用。图3-17止推连接板的结构图3-18连接支架1-副车架；2-止推连接板；3-主车架纵梁1-上托架；2-下托架；3螺栓3.3.6副车架的强度校核假设专用汽车已经处在危险的情况下工作我们能够计算出会发生危险的截面的弯矩为，由公式可以算出用下面的这个式子我们还可以算出最大弯曲应力:意义: H—危险截面的尺寸；—发生危险时弯曲应力。有以上两个公式我们可以直接得出副车架的尺寸大小，并结合实际情况对副车架进行改装设计。我们将车厢的基本尺寸确定够，就可以计算专用汽车在工作时的变化。汽车在卸货的过程中角度的变化和货物卸掉的多少是有一定关系的，一般升起的角度越大，汽车卸掉的货物越多，当汽车到最大升举角时，货物几乎全部卸出。我们在设计时也要考虑汽车在升举的过程中其他部件是否发生变化或者是怎样变化的。为了研究此想法，我们进行了汽车升举实验，升举过程中每5°后进行一次计算，求出升举力的大小。在整个运动机构中，我们假设它是一个匀速的运动，根据作用原理画出受力简图。图3-18举升力的作图法通过公式代入数据算出： 查找相关资料，找出相关系数的大小，并计算出结果： 根据算出来的数据，并结合梁所使用的材料，则最大应力取近似值为： 综上所述，我们可以看出，本次设计的车架满足完全性能的要求。本章小结本章主要对东风举升汽车的车厢的结构和尺寸以及材料的选择进行设计，自卸汽车车厢的结构形式包括车厢的选材，车厢的外部结构内部结构，以及车厢的质量分别作了设计计算；同时对车厢后栏板的开闭机构进行设计，车厢后栏板的开闭机构是车厢卸货的重要部件设计的成功与否直接关系到整车的设计，第4章整车总体参数的选择和确定4.1主要尺寸参数专用汽车的重要尺寸在选择上是不容小视的，图4-1展现的就是专用汽车的部分尺寸标注，汽车的总长度为前悬的距离加上后悬的距离再加上前后车轮之间的距离。因为自卸车是普通汽车改造而来的原因重要的外部尺寸是保持不变的，为了维持汽车的基本功能，汽车的长度主要也受运输的货物类型和运输的方式决定。图4-1自卸汽车的主要尺寸参数4.1.1外廓尺寸专用汽车的外部尺寸指的就是汽车最外部的尺寸，比如汽车的长度，高度，和宽度，长度主要由轮距决定，各个尺寸都要满足相关规定的要求。例如，汽车的刚度不应当高过四米，以免在通过某些地下通道时出现过不去的情况，如果汽车过高，那么汽车的质心也会相应的提高，在行驶时也会有可能出现不稳的情况，造成侧翻。汽车的车长也不应该过长，以免出现很大的视觉盲区，出现交通安全问题。图4-2奔驰1838/4×2牵引车带箱式半挂车然而有一些大型的专用汽车的外部轮廓变化范围很小，甚至是固定的，我们本次设计所选用的汽车类型的外部尺寸为长是6926mm宽为2470mm高为2490mm。如表4-1：表4-1 EQ3090的外廓尺寸(mm)长宽高8184247031324.1.2轴距与轮距汽车两轮之间的距离是决定汽车长度的决定性因素。轮距影响着专用汽车的长宽高各种尺寸，轴距与轮距都是重要的因素，决定着汽车的安全性能，专用汽车的轴距是指前与后轴在一个水平面垂直距离，它是汽车尺寸的一个重要指标。轴距的长短影响汽车的长度和汽车的许多性能，如通过性、操控性、稳定性和舒适性等。汽车轮距有前轮距和后轮距之分，它们一般是相同的，但也可以有较小差别。前轮距是两个前轮中心平面间的距离，后轮距则是两个后轮中心平面之间的距离。4.1.3前、后悬汽车的前悬是指汽车前轮轴的中心与车最前端的垂直距离，他们之间的长度应该足以安装各种汽车附件，例如发动机，转向器等等。汽车的后悬，是通过车辆最后车轮轴线的垂面与抵靠在车辆最后端（包括牵引装置、车牌及任何固定在车辆后部的刚性部件）并垂直于车辆纵向对称平面的垂面之间的距离。简单地说，就是汽车后轮中心到汽车最后端的水平距离。后悬的长度主要决定于车厢的长度、轴距和杂荷分配的情况。后悬不宜过长，否则，离去角偏小转弯也不灵活。所以，我国规定，客车及封闭式车开的车辆后悬，不得超过轴距的65%；其他车辆后悬不得超过轴距的55％。4.2质量参数4.2.1装载质量关于汽车可以装多少重量的货物，主要受两个条件限制：汽车属于装载什么类型的货物，以及在什么样的环境下可以正常运行。比如说运输的货物时间较长，货物比较多，则应该使用大型的自卸车，如果运输的货物路途较短，货量小，则使用小型的自卸车。严格按照相关规定的要求，使运输的货物完好无损，大力促进专用汽车发展的多样化。所以在设计的时候为了提高运输效率，我们要尽可能的增加自卸车的运输效率，减少运输过程所产生的费用，运输时间长路途远的货物应该采用大型的自卸车，以便减少运输的次数。装载货物的质量还要和底盘的类型相适应，不可以超过最大的装载限度。减少安全问题的发生，一定要合理选用底盘，增强汽车的可靠性。所以本次设计的汽车的最大装载质量为＝4500kg。4.2.2整备质量专用汽车的装备质量就是我们常说的空车质量，指的是按照汽车出厂设备的标准，汽车的所有零部件以及工作需要的装置全部包括在内，并且车厢内部加满燃油等材料。专用汽车的装备质量是非常重的数据，对于汽车整体的性能有很大的要求，并且提高了汽车的各种性能指标，在材料的选择方面也是十分重要的，因为在制造时我们需要考虑材料的硬度及强度，还有材料是否具备经济性的特点，总体开始，目前我国汽车的总质量的目标是减少汽车的总质量，提高专用汽车的运输效率。汽车的装备质量的意思是一辆车的自重,它的定义是汽车的自重加上燃油等后加液体的重量,以及汽车备用车胎加上附件的重量,考虑到设计会对汽车的装备质量产生影响,所以考虑种种因素,我们假设所设计的车型的装备质量为。4.2.3总质量专用汽车的总质量指的是在空载的情况下，汽车上的各部分完整，车厢内的油量是加满的状态，是汽车各个部分质量的总和，总质量数据也是在设计过程中重要的部分。自卸汽车的全部质量就是指所有质量的总和：意义： —车体的全部质量；—空载时的全部质量自卸汽车整车整备质量； —所装货物的质量； —汽车司机的重量。所以本次设计的汽车类型的总质量为：评定专用汽车好坏还有一个标准就是，它是由汽车空载时的车体全部质量和所装货物质量的比值，即这个数值反应了专用汽车的最终运输效率，增强汽车的性能要求，所以在我们在改装其他的专用汽车类型时，要尽可能的减少汽车本身的重量并且提高汽车的装载质量，合理应用各种材料，合理开发新的制造工艺。这个字数也可以用另外两种数值的比来表示，例如说可以用汽车的的总质量除去燃油和其他燃料的质量比上汽车所能装载货物的质量。这种算法有时可以比前一种算法更加的具有可信度，更加的精确，道很多的相关数据中还是前一种算法的时候比较多，对对此算法的相关解释不多。根据具体的数据显示，改装后的自卸车的质量利用字数之比明显小于原来的普通汽车的系数，对于本设计的汽车类型的比值为：当汽车的条件充足时我们就可以估算汽车的轴向载荷，从而确定汽车的质心距离前后轴的距离，如果在不知道轴向载荷的情况下，还可以从汽车的车型，动力布置方式等方面分析质心的位置。4.2.4轴