毕业设计（论文）-某款自卸车液压举升系统设计

\某款自卸车液压举升系统设计目录第一章绪论…………………11.1自卸汽车的作用………11.2自卸汽车的分类…………21.3自卸汽车的举升机构…………31.4自卸汽车的结构特点……………………41.5小结…………4举升机构的设计2.1举升形式的选择……………52.2举升机构各各铰点位置坐标确定…………62.3举升机构受力分析…………9第三章液压系统设计…………163.1液压概述…………163.1.1液压技术的发展…………………163.1.2液压传动………173.2自卸汽车液压系统设计………………193.2.1液压缸概述……………………193.2.2液压系统原理图………………193.2.3液压系统图…………213.3小结…………………23第四章举升机构构件尺寸设计与校核……234.1举升油缸设计校核…………234.2拉杆尺寸的确定与校核……………………264.3对三角臂的校核……………284.4对各销轴的校核……………29结论…………32致谢…………33参考文献…………35自卸车液压举升系统设计摘要随着国民经济的不断发展，人类科学技术更是越来越先进，每一个行业相较于刚刚改革开放时都有了巨大的进步，越来越多的科技被人们创造使用，用来代替完成相当艰苦危险精细的工作，机械就是其中的一种。机械代表着一个国家的综合实力，机械的水平越高，国家的实力就越强。本次设计论文的课题是自卸车液压举升系统设计。该论文首先介绍了自卸车的发展概况，然后又简述了自卸车液压系统的工作原理。自卸车驱动液压举升集装箱，把集装箱斜到一个能卸货的角度，让货物自行掉落达到卸货的目的，然后利用集装箱重量复位。自卸车的结构和性能影响自卸车的性能和安全。我们把自卸车分成了很多机构并且对其进行了非常详细的解释。在这之中，我们也对自卸车中与本文研究的两个成分进行了简单的阐述，然后对这两个成分进行准确的细致的计算与设计。其中我们发现自卸车的液压缸的结构非常复杂，而且他的液压执行机构在大多数这种重型车上都有所应用。除此之外，我们还发现它在设计上也是非常方便与简单。此次毕业设计主要设计液压缸和液压系统设计。本次毕业设计主要研究设计装载质量为15.22t，最大举升角度为50°～60°的自卸车举升机构及其液压系统。设计内容主要是设计举升机构的液压系统，包括液压缸的选择，液压回路的设计液压泵的选择等，还有举升机构的形式以及其他举升机构中零件的设计，如三角臂的设计和校核，拉杆的设计和校核，还有各铰支点支座和销轴的设计和校核。在设计过程中，我非常注重对一些基本概念及理论的使用，又非常注重将知识落实到实际中来，充分地把学习到的理论和实践生产结合起来，我认为只有这样，才能设计出好的东西。关键词：自卸汽车；举升系统设计；液压系统设计AbstractWiththecontinuousdevelopmentofnationaleconomy,humanscienceandtechnologyarebecomingmoreandmoreadvanced.Comparedwiththereformandopeningup,eachindustryhasmadegreatprogress.Moreandmorescienceandtechnologyarecreatedandusedbypeopletoreplacethehard,dangerousanddelicatework.Machineryisoneofthem.Machineryrepresentsacountry'scomprehensivestrength.Thehigherthelevelofmachinery,thestrongerthecountry'sstrength.Thesubjectofthisdesignpaperisthedesignofhydraulicliftingsystemofdumptruck.Thispaperfirstintroducesthedevelopmentofdumptruck,andthendescribestheworkingprincipleofthehydraulicsystemofdumptruck.Thedumptruckdrivesthehydraulicliftingofthecontainer,inclinesthecontainertoananglethatcanbeunloaded,allowsthegoodstodropbythemselvestoachievethepurposeofunloading,andthenusestheweightofthecontainertoreset.Thestructureandperformanceofdumptruckaffecttheperformanceandsafetyofdumptruck.Wedividedthedumptruckintomanymechanismsandexplainedthemindetail.Inthispart,wealsogiveabriefdescriptionofthetwocomponentsinthedumptruckandtheresearchinthispaper,andthencarryoutaccurateanddetailedcalculationanddesignofthesetwocomponents.Wefindthatthestructureofthehydrauliccylinderofdumptruckisverycomplex,anditshydraulicactuatorhasbeenappliedinmostoftheseheavytrucks.Inaddition,wealsofinditveryconvenientandsimpleindesign.Thisgraduationdesignmainlydesignsthehydrauliccylinderandthehydraulicsystemdesign.Theloadingqualityofthisgraduationprojectis15.22tTheliftingmechanismanditshydraulicsystemofdumptruckwithamaximumliftingangleof50°~60°.Themaincontentofthedesignistodesignthehydraulicsystemoftheliftingmechanism,includingtheselectionofthehydrauliccylinder,thedesignofthehydrauliccircuit,theselectionofthehydraulicpump,theformoftheliftingmechanismandthedesignofotherpartsintheliftingmechanism,suchasthedesignandverificationofthetrianglearm,thedesignandverificationofthepullrod,thedesignandverificationofthehingesupportandthepinshaft.Inthedesignprocess,Ipaygreatattentiontotheuseofsomebasicconceptsandtheories,andalsototheimplementationofknowledgeintopractice,fullycombiningthelearnedtheoryandpracticalproduction.Ithinkonlyinthiswaycanwedesigngoodthings.Keywords:liftsystemdesignofdumptruckhydraulicsystemdesign引言自卸车驱动液压举升集装箱，把集装箱斜到一个能卸货的角度，让货物自行掉落达到卸货的目的，然后利用集装箱重量复位。自卸车的结构和性能影响自卸车的性能和安全。我们把自卸车分成了很多机构并且对其进行了非常详细的解释，在这之中我们也对自卸车中与本文研究的两个成分进行了简单的阐述，然后对这两个成分进行准确的细致的计算与设计。其中我们发现自卸车的液压缸的结构非常而且他的液压执行机构在大多数这种重型车上都有所应用，除此之外我们还发现它在设计上也是非常方便与简单。此次毕业设计主要设计液压缸和液压系统设计第一章绪论1.1自卸汽车的作用装载车车，又称翻斗车，他是对于很多地点不可代替的车辆，翻斗车是根据发动机的动力传动液压升降机构，把自卸车的集装箱倾斜到某一角度为达到自卸车自动卸料的目的，并且利用集装箱自身的重量进行复位。自卸车的最大优点便是实现了卸车的自动化也就是我们经常说的机械化，进而提高了自卸车卸货的时间与速度，大大减少了人民劳动强度，同时也节约了劳动力。所以在过去的很长一段时间里，自卸车在我国乃至全世界得到了飞速的发展与利用。直到现在为止，自卸车持有量大约占用这种重型专用车辆的百分之25，自卸车已成为一系列多品种专用汽车产品。自卸卡车主要运输散货一类的东西，比如说我们生活中常见的沙子、石头、食品、煤炭等很多很多东西都可以用这个来运输。也可将货物运输成件;自卸车主要用于建筑材料领域、矿山、施工现场等，一般具有装车、挖土机、挖掘、搬运、卸载三位一体的一站式服务。在进行大型项目时，他们都需要使用自卸卡车。自卸卡车也需要定期维护，以避免在操作过程中发生事故。自卸车在每次工作前必须要进行一次甚至多次简单的检查与调试，用来保证每一个零件不过度磨损每一个部件的正常使用，首先要检查汽车的性能是否失效，检查汽车的车身是否不正常，检查汽车运行后才能正常运行。一份好的工作必须要每星期对自卸车进行一次全身的彻底的检查，要认真的调试细致的排查各各部位，对汽车的内部零件与外部零件进行检查，定期要严格的进行一次彻底保养，对自卸车的各个零部件进行使用与它自身的性能专业检测，如果有以下零件不能使用需要更换了，必须立即把它更换掉。如果这样做的化，自卸车就能够自己进行正常的工作，而且还能保证它的寿命的时间更长，这样一来，成本就大大的降低了，大大提高了厂家的利益。自卸卡车是一种大型设备，其价格也相当昂贵，所以要经常保养，以保证汽车的质量，避免事故的发生。1.2本设计国内外发展概况国民经济的飞速发展，国家投入到基础设施力度已经变得十分大，带动大批民营企业投入到基础设施的建设中，在市场经济的推动下很多生产企业投入自卸车的改装行业，特别是在前顶自卸车汽车理念引入国内对自卸车的市场推广更加起到了显著作用。世界上较有实力的载货类自卸车制造公司基本上都在欧洲和美国，早在很多年前，我国对于这方面就已经非常重视了，为了加快的提升汽车的资产数值，就与国外的卡车公司合作，一直来生产制造卡车，已达到根本的目的。有很多合作好的伙伴，一盒合作也比较融洽，创造了很多有意的成绩，也为中外合资企业起了很好的一个带头作用，就渐渐地带领很多制造商与国外的一些大型企业合作，和他们以其价格汽车的零部件制造。就目前的发展来看，我国的制造商与国外的生产商一起承办的这些品牌生产的产品可以分为三个方面：第一种是配件的来源主要还是靠国外的厂家来生产。国内也有很多高端的生产厂家，他们就是味蕾凸显生产的零件的各种好的性能，保证人们购买的性价比。这种车型都有一个明显的特征，就是很多零部件还是从国外进口来的。比如我们能够经常见到的东风、华菱等。第二种是技术非常好，以技术打开市场，主要是在高端方向上发展。这种车的技术强度高、更加的舒适安全、也会更加的节能、重量也很低。这种就和上中有所不同，这种产品基本上都是采用国内的零部件比如AMT主动变速箱。这种车也很常见，日常用户购买的人数也比较多，比如解放等。第三种主要是打折高性价比的定义，它不光只局限在国内或者国外，它是选择各种性能特点放在一起，效果更佳好的零部件进行组装。它主打性价比，各种性能也要求做到更好。它在动力系统、传动系统上，均采用国内的高端的配件，比如上海日野系列的发动机、伊顿杭州的变速箱、汉德ZF8098转向器等。近年来，保护环境成了炙手可热的话题。对于汽车的研究也要倾向于环保。那么发动机也就成了一个炙手可热的话题。很多国家的大型汽车生产厂家都有属于自己的发动机厂。但从我国目前情况来看，我国的汽车企业除非是规模特别大的比如一汽、东风等有属于自己的发动机厂，还有很多其他的汽车生产商需要在外面购买发动机。发动机势必为成为一个国家汽车企业是否强大的标志，因此我国应该不断在这个方面做研究。1.3自卸汽车的分类1)按用途分类:普通道路运输自卸车;用于越野运输的重型自卸卡车;特殊的自动倾卸卡车。自卸车有很多很多种，通常来说由小型也就是轻重量的中等重量的和大型也就是重型自卸车，它们主要都是在一些大型工作地点进行许多种类的货物的运输。它通常与挖掘机推土机等等一起使用。而我们经常说的重型翻斗车的主要用途非常局限，它们普遍都会用在许多深山老林里的举行矿藏地区或者工程量非常巨大的运输工作任务，毕竟它们损耗量也是非常巨大的，我们通常会把自卸车与大型挖掘机等重型机械相配套使用，这样更能发挥他的用处与功能。特种自卸车是指为满足所装载货物的特性或者特殊要求而设有专用车厢的自卸车。而通用自卸车是常用的自卸车。有些自卸车是为特殊目的而设计的，因此被称为特种自卸车，如摇臂式自动装卸车、自装卸垃圾车等。2) 如果根据装的物品的重量进行分类：有轻型和重型的自卸车还有自动倾卸卡车媒介。根据我国近些年对该设备的要求，这种设备最重可以超过14吨，这就属于是重型的，中型的自卸车基本是在6吨到14吨之间，小型的是在1.8到6吨之间。3) 按传动类型:机械传动;液压机械传动;电力驱动。为了提高重型车辆的性能，通常采用液压机械传动，而超重型自卸车通常采用电力驱动。4)按卸车方式分类:倾斜式;辊类型;三面倾销类型;料斗;容器被举起并向后倾斜等。自卸车的集装箱往后抬起并然后进行自主卸货。这种自卸车应用途径非常广泛许许多多地方都能用到。自卸卡车的集装箱也有别的卸货方式，不如左右抬起进行自主卸货。这种自卸车适用于道路狭窄、卸车方向难以改变的场地，比如说许许多多的街道或者垃圾自卸车。这种自卸车的结构比卧式自卸车更加的复杂，并且成本高，然而拉货能力却很小，并且生产效率非常低，使用寿命也非常短。尽管这样还是有他必要的用途，并且也有单边抬起自身车厢达到卸货目的的自卸车，它们的车厢只能翻到一边。但是因为这种自卸车进入堆场方向，所以卸料位置非常狭隘，因此很少使用这种自卸车。三面倾卸卡车的车厢可以向左、向右和向后倾斜。尽管这种自动倾卸卡车卸货在三个方向的优势,它的结构是更复杂的比向后自动倾卸卡车,其重构质量的增加,自动倾卸卡车的装载货物的数量与质量的减少,然而成本却是狠高的,正因为这样自动倾卸卡车使用在汽车运输在许许多多发达国家一点一点的减少。底部转储用于一些特殊场合。适合堆码、改变货物位置、顶部卸货。4) 如果根据倾卸的机构进行分类，可以分成两类：直推式的和杠杆式的。而其中，他们又可以进行细分成很多种，前者可以分成单、双缸式、多级式等。5) 按车厢结构分类:按栏杆结构可分为单面开式、三面开式、无靠背栏杆板式(畚箕式);根据底板的截面形状弯矩形式，可分为底板型式、弧形底板型式。由于目前我国的社会经济不断提升，对于能源的开发十分的重视，也正是因为如此，市场对于矿山自卸车的需求量十分的大，很多地方都需要建立大批的物流车队进行开采和运输，因此，对于矿山自卸车的研发也是比较重要的。这种车经常会被使用在开采矿藏的大型的施工场地，因此就会需要承重能力强、经济成本低、威力十足的自卸车。这种自卸车的驾驶室只在车的一边，他不注重驾驶室的好坏，还是注重各种性能是否满足要求，是否能够完成赋予它的使命。这种车有着和坦克一样坚硬的底板和边板，能承受好几吨的石头从高处落下，砸向他也不会有什么损伤。它的油耗也十分的低，并不像是人们所想的那样高。随山油耗很低，但这并不影响它的各种性能的理论值。它的重量依然是很高，载重能力也是平常重型卡车的很多倍。就是这么一辆矿山自卸车就能够与5两普通的相媲美。在这个高速发展的时代，汽车已经成了人类生活的必需品。因此对于燃油的需求也是日益增多。眼看着他的数量越来越少，对于资源开采的步伐就更加不能止步不前。矿山自卸车必然是现在乃至未来能源开发的必须工具，也是运输能源的最有力的工具之一。其实国家对于自卸车这一块的研究与发展也是相当重视的，每次有相关政策都会对它产生抑制的影响。根据目前情况分析，自卸车会面临很多新的改革，主要朝着这几个方向发展：生产的汽车更加的标准化；生产的汽车要符合国家的生产要求；生产厂商在这激烈的竞争环境下要积极地创新技术，扩大规模；生产的汽车能够满足客户的需求。对于矿车的产品类型工程土方类、垃圾渣土类、矿用类等这几种类型，随着产品结构的不断的变化，目前市场上这种类型的产品，品种太多了，用途也十分广泛。各种交通与农村的大型基础建设也在不断地使用大型的自卸车。这就为农村的发展，新农村的建设提供了巨大的便利。各种中轻型自卸车、特种自卸车、空间矿用自卸车的研发创造，也在为国家自卸车行业发挥着重要的作用。1.4自卸汽车的举升机构自卸车的这个机构有很多种并且因为自卸车的种类不同也有许多不一样的机构，有的机构结构比较简单，但因为这样也有许多问题比如说容易导致油缸漏油或者其他各种各样的问题因为他是靠油箱直接顶起的因为由于双杠不是很同步工作所以一般都用于大型自卸车，我们认为这种连杆式的组合式举升机构用很多连杆让他根稳固并且能满足很多时候的要求与用处，三角式连杆机构还是很有用处的并且还有一定的放大行对自卸车提升很大1)直推式倾斜机构（液压举升缸直接作用于车厢底架上）图1-1液压举升缸直接作用于车厢底架上2）连杆式倾翻机构（液压升降缸可用于车厢底架，实现小车倾翻，液压缸行程更小）图1-2液压举升缸通过连杆机构作用于车厢底架上1.5自卸汽车的结构特点一般自卸车一般都是在卡车卡车底盘的第二类(当卡车卡车拆除后的货物汽车称为第二类底盘)的基础上进行变型设计的。它通常由底盘、动力总成、液压翻车机构、副车架和专用货物箱组成。我们一般对于总质量小于十九吨的普通的自卸车，一般采用另一种不同类型的底盘，也就是发动机的前后轴传动布置。总质量大于十九吨的自卸车就由6×4或6×2驱动的方式进行驱动。升降机构的动力系统通常从传动总成的顶部或侧面安装到输出功率。萃取器直接或通过传动轴驱动油泵，从而产生液压驱动力。1.6小结在进入自卸车液压缸结构和液压系统设计之前，了解与自卸车密切相关的自卸车的功能、分类、结构和特点是很有帮助的。自卸车的介绍为液压缸和液压系统的设计奠定了基础。第二章举升机构设计2.1举升形式的选择自卸车，现在广泛使用的液压举升机构。根据不同的形式分为不同的种类一般分为两种，常用的举升机构有这几种：直接驱动与组合连杆。直推式的举升的机构是不通过别的而是直接用在自卸车车厢举升机构底板上的油缸便是直推是液压举升机构。我会根据抬高与低的划分可以分成两种，有的升降机构可分为中间气缸和前气缸两种类型。支撑在车厢中间的是自卸车的前油缸，通过很多年的使用我们发现，自卸车的组合式连杆有很大的实用性与功能行。很多年来，自卸车的这种举升机构发展异常的飞速并且越来越自动化与科技化，自卸车出现了越来越多的形式，这说明自卸车的前景还是很好的。该升降机大机构通过自卸车的三角臂与自卸车车厢底板进行完美相接。使自卸车车车厢的抬起与升高的支点接近箱体的前面，这样一来，箱体的受力会变得非常的平均。当车的箱体升高到最大的起升角时，它的油缸就会完全的竖立起来，当箱体升到最高位置时，他也不会产生下滑的趋势。自卸车气缸最大推力便会减小，它的油压好。这个升降机构通过一根拉杆连接到汽车的底层。升降支点离车前更近，所以车处于良好的受力状态。在所有动作开始前，自卸车的拉杆基本上都是竖直利用液压使车厢抬起，因为这样自卸车的机制启动非常规范与正确。但这样会导致自卸车的三角形连杆的几何尺寸比较大，下面的结构不紧凑。自卸车的液压气缸左右上下摆动度数较大，我们通过查阅资料发现自卸车的液压管路并不容易进行摆放与排列。自卸车的油缸后推连杆为加大举升机构。具有良好的起动性能，能承受较大的偏载。升降支点靠近车厢的几何中心。但该机构的升力系数大，工作效率低。气缸的下铰节点、三脚架的固定铰节点和车厢的翻转铰节点几乎均匀分布在该升降机构的子框架上，减小了框架后端的集中荷载。同时，这种三点支承方式有利于提高机构的整体侧向刚度。所需要的起升力大于其他起升机构。钢瓶的一端直接连接到汽车的底层，另一端不固定在车架上，但可以随着车厢翻转而移动。2.2举升机构各各铰点位置坐标确定1、车厢尺寸的选择:选择后，小车的长度较短，但有一定的高度，使车辆能够在各种路面条件下行驶，这也是中型货车的发展趋势。最大起升角的确定:起升机构的最大起升角是为了保证货物能清洁出车厢。最大起升角度的确定取决于货物的静止角度。设计的最大的升高度数一定要大于车厢里货物的摩擦力与静止角度，因为只有这样才能让自卸车集装箱内的物品自己往下掉落，不会因为摩擦力较大或者别的因素导致货物不能自行掉落，减少自卸车的自动化功能并且增加人工力量。除此之外在自卸车能够抬高最大的升降角度的情况下，自卸车车厢后栏杆板一定要与地面保持一定的距离h，以防止在车辆倾倒时移动干扰底盘栏杆的后端。翻斗车的最大的起升角时50至60°左右。几种常用物品的摆放角度见表2-1:表1物料名称煤焦碳铁矿石铜矿细砂粗砂石灰石粘土水泥安息角27°-45°50°40°-45°35°-45°30°-35°50°40°-45°50°40°-50°上表的数据，我们可以看出，这里面的机构，在升起角度的设定是最好不要超过53°,只有这样，箱体里的货物基本上都可以自己清卸干净，在保证提高效率的同时保证了安全性可可靠性。2、确定每个绞点的位置在确定位置时，各铰支点和各杆件的坐标参数需要被确定，因此，在这里使用作图法。通过查阅相关资料手册，可以得知液压缸在一开始的长度应该是600毫米,又根据这个数据查阅书籍，知道了这个的安装长度就是将它们的长度相加，即1000毫米,在此过程中，他们之间会产生接触，因此在基本的长度基础上，还要再加上20mm，以防止它们接触，即安装长度设定为1020mm。最大的工作行程是380mm，以这些数据为依据，我们来建立坐标系。(1)坐标系的建立。副车架的铰支点O与车厢处我们确定为该点位坐标原点。(2)接下来，就是确定举升机构与铰支点的位置关系。第一步，是我们不知道绞支点的位置，因此要先设它的位置为。由书上的公式=RL/来计算。在式子中半径R=140mm~160mm.在L的值很小时，R位置在下限。本次设计R的值我们取为150mm，那么=150×380/53=1147mm,是车厢机构允许的最大值，因此我们取为260mm.举升机构与副车架的铰支点为E。由书上的公式得到=+0.5+0.2L-300则通过计算=1147+0.5×1020+0.2×380-300=1433mm.为机构许用的最小值，在这里取值为为-196mm。(3)经点画一条的线,让与X轴产生夹角,使=0°-4°;把E点当做这个圆的圆心，当做半径，通过圆弧交线于点，就是作为初始位置（θ=0）时的油缸中心线。(4)将O点与点连接起来，并使O绕O点顺时针旋转角，点旋转到C点；再将C作为圆心，以为半径画弧；又将E点作为圆心，以+L为半径画弧；两弧相交于B点，EB即为θ=0时的油缸中心线。（5）使B点作为顶点，使EBA=，=6°~8°,再以为顶点作=CBA。如果为通轴，那么就可以稍微变大一点。（6）作，这两条线的垂直平分线并且相交于F点，将E点和F点连起来，令CB和的延长线夹角为。使F点作为顶点，作=AFE=/2，相交于A点，那么，，和A，B，C分别为θ=0°和θ=时三角臂的三个铰支点。就是通过这种不断的实验和修改的方法，我们就可以得到结论：，，，E各铰支点的x,y向坐标值我们可以求出，因此，根据求出的数值做出了举升机构原理图，见图2-1。图1举升机构原理图由上可知根据上面计算坐标如下开式的位置（θ=0）：=452mm=-130mm=560mm=220mm=1147mm=260mm处于最大举升角度（θ=）时：=562mm=280mm=286mm=517mm=483mm=1073mmE点的坐标是：=1433mm=-196mm在这个过程中，我们可以计算出三角臂和拉杆的数据值，计算的结果如下：AC=797mmAB=365mmBC=590mmAE=1041mm2.3举升机构受力分析我们在计算油缸推力和拉杆EA受到的拉力的时候，要把举升角设计成随便一个θ角，在进行计算。我们就定车厢处于开始位置，那么的坐标就可以设为，当举升角是我们设定的角时，三角臂与车厢底部铰支点C点的坐标就设为和，计算过程如下：=cos-sin=sin+cos（1）举升时的质量的质心的计算在计算底盘和车厢的外形尺寸时，通过查询相关资料可以知道，该设备的本身自带的底盘可以给人的最大的使用的长度可以有3269mm，它本身车厢的最大可以用的长度有3250mm。而且，该设备的副车架与驾驶室之间的间隙，之前也说过这个问题，一定要保证在100~250mm之间，在这里，我取150mm。在意上的分析之后，我们可以知道副车架和车厢的铰支点O点离自卸车副车架的最后的位置还剩一点点距离，在这里用60mm来计算。则，因此，车厢与o点一共相距：3250+150-3269+60=191mm。那么，=3250/2-191=1434mm=260+120+550/2=655mm本次设计中，设计铰支座的高为120mm。那么当角度是任意选取的时，举升质量的质心的坐标为：=cos-sin=sin+cos那么，就可以根据上述的计算的数据，求得点O与线段EC之间的距离。则EC的方程计算公式为：=则有点O（）到EC的距离就可以即通过计算得到：=根据上述，我们可以得知在选取任意举升角时，此时力矩是平衡=0，得到：W=即：=W/式中W——举升质量的重力。这里的重力是车厢的本身的重量，这里设计为250千克，那么就可以通过计算得到W=(4500+250)×9.8=46550N。详细的计算数据见表3-2：表2a弧度xcycXgYgＤoecFec00114726014346551318.13134726.910.0174531142.288279.97831422.35679.9271325.1133842.820.0349071137.227299.87131410.267704.64691331.1132915.830.052361131.821319.6731397.755729.15211336.2613194840.0698131126.069339.37731384.816753.43521340.6713094150.0872661119.975358.97831371.456777.48891344.44129896.260.104721113.539378.46981357.678801.30571347.64128814.670.1221731106.764397.84611343.487824.87841350.33127697.280.1396261099.652417.10121328.886848.19981352.57126544.790.157081092.206436.22931313.881871.26291354.41125358100.1745331084.426455.22451298.475894.06061355.89124137.4110.1919861076.316474.0811282.673916.58591357.05122883.7120.209441067.878492.79311266.482938.8321357.91121597.1130.2268931059.115511.35511249.904960.79221358.5120278.2140.2443461050.03529.76131232.945982.45971358.85118927.2150.2617991040.624548.00621215.6111003.8281358.96117544.5160.2792531030.901566.08411197.9071024.891358.87116130.3170.2967061020.865583.98961179.8381045.6411358.1114685180.3141591010.517601.71721161.4091066.0721357.44113208.6190.331613999.8621619.26151142.6261086.1791356.63111701.5200.349066988.9022636.61721123.4961105.9561355.66110163.8210.366519977.6411653.77891104.0231125.3951357.54108595.6220.383972966.0822670.74161084.2141144.4911356.63106997.2230.401426954.229687.49991064.0751163.2391355.66105368.7240.418879942.0851704.04871043.6121181.6331354.54103710.2250.436332929.6543720.38321022.831199.6661353.28102021.7260.453786916.9403736.49821001.7381217.3341351.89100303.5270.471239903.947752.3888980.33961234.6321350.3698555.63280.488692890.6783768.0503958.6431251.5531348.7196778.13290.506145877.1383783.4778936.65441268.0931346.9394971.7300.523599863.3311798.6666914.38041284.2471345.0493134.63310.541052849.261813.6122891.8281300.0091343.0391268.78320.558505834.9322828.3099869.00391315.3761340.9189373.55330.575959820.349842.7553845.9151330.3421338.6787449.05340.593412805.5159856.944822.56851344.9021336.3385495.3350.610865790.4375870.8717798.97151359.0531333.8883512.33360.628319775.1183884.5341775.1311372.791331.3381500.15370.645772759.563897.9271751.05451386.1091328.6779458.8380.663225743.7764911.0465726.74921399.0061325.9177388.3390.680678727.7631923.8884702.22251411.4761323.0575288.63400.698132711.5282936.4489677.48181423.5171320.0973159.83410.715585695.0765948.7242652.53491435.1231317.0471001.85420.733038678.4132960.7105627.38911446.2931313.8868814.7430.750492661.5431972.4041602.05231457.0221310.6366598.38440.767945644.4716983.8015576.5321467.3081307.2964352.8450.785398627.2037994.8992550.83621477.1461303.8462078460.802851609.74481005.694524.97251486.5351300.3159773.9470.820305592.10021016.182498.9491495.471296.2857440.45480.837758574.27521026.361472.77341503.951292.9655077.6490.855211556.27521036.227446.45391511.9721289.1552685.3500.872665538.10581045.778419.99831519.5341285.2450263.48510.890118519.77251055.01393.41481526.6321281.2547812.05520.907571501.28091063.92366.71151533.2661277.1345330.9530.925025482.63661072.507339.89651539.4321272.9842820关于三角臂的受力分析：在这里，我们首先要化简计算三角臂的受力情况，它主要受三个方向的力，即：油缸的推力、拉杆的拉力和车厢倾覆的反作用力。图2三角臂的受力分析我们通过翻阅资料，知道了集合平面力系平衡的原理，根据这个原理，我们可以得到车厢倾翻反作用力，一定会过点O。在本个力系中，和在一起产生的合力的平衡力是。又因为＜，和都一定会比小，那么＞。这就可以知道，在承载的重量一样的情况下，三角臂的推力并没有因此增大，三角臂的受力分析，我们必须要做。它的具体过程如下：在上面的图里，可以看出经过点A作OB、OC的垂线AM、AN，就可以做成OAM和OAN，在这两个三角形里：AN=AOsinAM=AOsin,对A点取矩，由受力平衡有：AM=AN，即=，利用余弦定理可以得到：=(arccos(+-))/2AEEC=(arccos(+-))/2EBEC相同的，可以对B点选取转矩，就可以把求出来了，详细的计算结果可以参照下表：表3角度弧度FebFea0071.8951.69163182.95926410.01745371.4351.05163149.35995120.03490770.9350.38163084.46058430.0523670.4149.7162981.96116140.06981369.8549.02162831.36168150.08726669.2548.32162642.66214160.1047268.6847.62162396.26254070.1221736846.93162093.26287880.13962667.3546.23161729.76315290.1570866.6845.56161302.463364100.17453369.9944.84160808.163511110.19198665.2944.16160243.863595120.2094464.5843.48159606.963613130.22689363.8542.8158894.863567140.24434663.1142.13158105.363456150.26179962.3641.47157235.963280160.27925361.640.81156284.863039170.29670660.8240.17155249.962733180.31415960.0439.52154129.662362190.33161359.2538.88152922.161926200.34906658.4538.2515162661426210.36651957.6437.63150239.860861220.38397256.8237.01148762.760233230.40142655.9936.4147192.159541240.41887955.1535.79145528.358786250.43633254.3135.19143769.957968260.45378653.4534.5914191657088270.47123952.5834139965.856146280.48869251.733.41137918.655144290.50614550.8232.83135773.954081300.52359949.9232.25133513.652959310.54105249.0131.6713119051778320.55850548.0931.1128750.250540330.57595947.1530.53126211.449277340.59341246.229.96123573.547892350.61086545.2429.39120836.746485360.62831944.2728.82118000.845024370.64577243.2928.2511506643510380.66322542.2827.6911203341944390.68067841.2627.1210890140327400.69813240.2226.5510567238661410.71558539.1625.9810234536948420.73303838.0825.49892135187430.75049236.9724.829540233381440.76794535.8524.249178731531450.78539834.6923.658807729638460.80285133.5123.18427327704470.82030532.2922.448037525730480.83775831.0421.827638423717490.85521129.7421.197230021666500.87266528.419.886812219576510.8901182719.186385117448520.90757125.5418.465948215279530.92502524.0118.35501313066第三章液压系统设计3.1液压概述3.1.1液压技术的发展自卸车的液压技术最早源于以前的很多力学，这中间发展了很长很长的时间，目前，它已成为一门比较成熟的基础学科。对现代机械设备等许多用途有很大的影响。所以液压系统在世界上还是有很大用处的。可以说很多的先进国家都非常重视液压技术的前景与发展。到目前为止，液压举升技术也在向更好的方向进行发展。也在比例控制技术、伺服控制技术、数字控制技术、机电一体化技术等方面也取得了很大很大的进步与发展。3.1.2液压传动1)自卸车的液压传动概述传输是指能量(功率)形式的转换和传输和控制。自卸车的液压传动它是一种由自身能量的转换与传递与控制与非配的高难度技术，在自卸车中我们把它简称液压传动或者自卸车的专用液压技术。所以我们经常性把它称为容积式水力输送或者静压输送。2)对于自卸车来说组成他的一个全面的液压传输系统是有很多原件组成的，对于自卸车来说很多的功能都包含很多很多精细的液压原始件和很多很多的管道相连接所组成，利用这些完成很多很多的操作包括。如果自卸车的液压系统中含有伺服控制元件，那么我们把它称为自卸车的液压控制系统。自卸车的液压原件如果没有使用正确的或者配套的控制元件，那么我们将把它称为液压传动系统。液压系统的功能和形式都不相同，很多方面都不一样，其中包括下面几个部分图3-1液压系统的能量转换及构成元件示意图(1)功率组件自卸车的动力元件别名又叫液压泵，他的作用是利用容积的改变进行闭封，比如自卸车的内燃机或者是自卸车的电动机等将机械能输入到工作液的压力能或液压能里。(2)自卸车执行原件是利用液压所产上的力量进行转化为机械的一种能量的装置我们一般情况下把它称为作动器。他是自卸车某种运动的执行部件，这种输出力与他的速度有很大关系;(3)控制元素自卸车的液压系统控制这液体的压力与流量和流向的部件，我们把他称为控制元件，一般情况下我们把他称为液压控制阀，别名液压阀与控制阀或调节阀。(4)辅助组件自卸车辅助部件有很多很多，这其中包括油箱管道管道接头滤油器蓄能器冷却器等等。这些部件我们把它统一称为辅助元件，但它们在液压系统中是必不可少的。它们的功能是多种多样的。(5)工作介质自卸车液压系统的工作原理便是液体，一般情况下他是油的状态，并且它是一种能量的形式，它不仅是自卸车液压系统的原始材料也是自卸车液压传系统里最重要的部分。可以这样说自卸车的液压系统没有油就不能形成真正的液压传动系统，所以对他来说是非常重要的，更是无法代替的。3.2自卸汽车液压系统设计3.2.1液压缸概述自卸车利用发动机功率与动力驱动液压举升机构来进行运作，自卸车把集装箱倾斜一定度数以便达到自动卸货的目的，并且用集装箱自身重量进行恢复位置。根据翻斗车的特点，可将翻斗车的液压缸设计为单活塞杆单作用式。图3-2所示为带法兰前端盖的焊接式液压缸，这种液压缸是我们平时经常会用到的，它可以用作自卸车液压缸结构设计的参考图，对设计与研发新的自卸车有很大的作用。图2-2所示的液压缸具有高额定工作，最高可达25MPa。 1—缸底；2—缸筒；3—活塞；4、5、6、10—密封圈；7—活塞杆；8—导向套；9—前端盖（法兰）；11—活塞铰连组件。图3-2焊接型液压缸3.2.2液压系统原理图1）液压缸控制回路液压回路能量转换图2）液压回路选择（图3-3）调速回路：系统分析采用节流调速，循环形式为开式。方向控制电路:这种设计是利用人工手动控制三通换向阀来控制液压油路的方向和位置。在自卸车的内部节流系统中，自卸车的定量泵基本上供应了他的油，自卸车的溢流阀利用所需要的压力进行调节并且会保持恒定，也就说会保持一直不变。自卸车的油泵输出的油在换向阀内进行排出。这个设计是利用三通换向阀中间位置来进行卸荷的。（a溢流阀限压回路（b换向阀换向回路图（c）换向阀中位置卸荷图3-3液压回路3.2.3液压系统图通过液压缸实现车厢的升降、停止和下降三个过程的液压系统如下图所示。各部件名称为:1—单活塞杆液压缸，2—节流阀，3—手动换向阀，4—油箱，5-溢流阀，6-液压泵，7-单向阀，8-过滤器1)提升时间(图3-4)换向阀3是在取消位置,油泵将进入众议院的通过单向阀7油缸,推动活塞,使运输将通过三角臂机制,直到活塞上的限位阀打开时,油泵的输出压力油将流回油箱,停止提升。溢流阀可用来调节系统的最大压力。2)中间停止(图3-5)换向阀位于中间停止位置，油泵输出的油在换向阀内无压力排出。油缸里的油没有压力，不能把油缸提起来。与此同时，油缸内的油已被封闭，自卸车停在中间，车厢静止不动。3)在它下降时换向阀会到下降的位置，油缸下腔的油通道会与油箱连接，车厢在自重下进行下移，活塞便会往下运动。油缸下腔的油通过节流阀2返回到油箱。下降速度可通过节流阀调节。在此过程中，油泵可以停止转动。3.3小结以上步骤确定了自卸车的液压系统，自卸车的液压缸的结构设计也是很重要的，他们都是重要的组成部分并且也是设计的重要组成部分。自卸车液压系统设计的重点是确定各个回路，要保证每个位置不会出错，原封不动的可以回到原来的位置，从此实现自卸车的液压系统中的功能。这个液压系统将会通过人工换向阀来体现液压缸的三个工作位置，以保证自卸车可以高工作效率并且不出问题的完成任务。第四章举升机构构件尺寸设计与校核4.1举升油缸设计校核在这里我们要，升提升油缸的压力下时,当车回来,没有液体压力,仅在重力的作用下,油缸仍面临压力,在电梯里和后退两个阶段,提升油缸的压力不对称,举升力较大时,当压力很小。参考其他类似设备升降液压缸,正如上面提到的,为了尽可能减少大小的提升机制,汽缸直径小于或等于160㎜,400㎜的行程也较小的值,为了使结构更紧凑的提升机制,制度安排是更方便,从以前的了解中，在这之间我们的到大约是20毫米，根据很多计算的到实际行程大约是380毫米，据大多数自卸车液压缸的工作压力比如20.6mpa、15.7mpa、13.6mpa、10mpa等，根据上面的许多数据我们得到工作压力为13.6，下面我们可以对他进行具体的核对与设计液压缸的校核：在这个部分我们选用的部件的工作压力大约为13.6MPa，所以有这个可以计算出推力大约为273306牛，根据我们翻阅资料与查找可以得出最终为218644牛对比可以得出大于它=3.14××13.6×/4=273305.6N所以我们可以说我们选用的油缸完全可以用（2）壁厚的校核：在这里我们首先分析他们之间的关系，他们之间由很大的关系，并且我们在这选的刚才也是固定的往下计算的到：=/2指实验压力，=1.5P，P为工作压力，为液压缸内径，为缸体材料的许用应力。则有，=13.6×1.5=20.4MPa。=/n,n为安全系数，取5，查表为597MP那么=597/5=119.4MPa.则有：=20.4××0.16/2×119.4×=14mm﹤(194-160)/2=17mm由上面计算可以看出我们的设计还是符合要求的（3）缸底厚度的校核：我们根据仔细查找机械设计手册上的内容得到液压缸缸底的形状有两种，他们分别为平底缸底与圆底缸底，并且他们根据有无油孔还分了两类分别为有油孔缸底与无油孔缸底，我们根据数据验证与查找资料因此在这个系统中我选用的便是平形缸底，并且缸底无油孔，我根据查找手册发现有缸底厚度的公式为：=28mm,这里，取50mm。可以保证安全使用。（4）对缸底焊缝强度的校核：有查阅的资料与数据往下计算的σ=F/（/4（-））F为液压缸输出的最大推力NF=/4PP为系统最大工作压力50Pa为液压缸外径m为焊缝底径m为焊接效率，一般取为0.7通过我们进一步的分析与理解在所有情况都考虑的情况下我们取8毫米，这样保证了设计的可行性与真实性（5）我们再次设计中选择的是螺纹链接，这样可以在启动的时候不发生大的碰撞以免损坏零件下面便是我们的计算：=KF//4（-）=/0.2（）上面的计算中为螺纹处的拉应力PaK为螺纹拧紧系数，静载时，K=1.25-1.5，动载时，取K=2.5-4为螺纹内摩擦系数，一般取=0.12为螺纹外径m为螺纹内径m当采用普通螺纹时，=-1.0825tt—螺纹间距为液压缸内径m为螺纹处的切应力Pa[]为螺纹材料的许用应力Pa[]=/n为螺纹材料的屈服极限PaN为安全系数取n=1.5-2.5F为缸体螺纹处所受的拉力N代入数值有：=3×163182.9×4/3.14×（）=97MPa，[]=190MPa＞97MPa=0.12×3×163182.9×0.17/0.2×()=32.1MPa，[]=88MPa＞32.1MPa由上可以得出我们的设计是可行的（5）活塞杆的设计及校核：我们在这一步用的是双液压缸，我们通过查阅资料得出很多我们需要用的数据，有我们得到的这些数据我们可以往下进行计算，在这里我们选用一样的材料，我们简要分析发现所有的可用材料全部都是实心材料，所以无形之中加大了下压力，下面我们将进行计算13.6×1.5=20.4mpa。=/n,n为安全系数，5，查表为597MP=597/5=119.4MPa。:=20.4××0.16/2×119.4×=14mm<(194-160)/2=17毫米这里面的F为液压缸的最大推力N会继续输出F=/4,P为液压缸直径mP系统最大工作压力Pa液压缸外径m焊接底部直径m焊接效率，一般情况下我们取他的值为0.7图3活塞受力图对其进行校核：由公式：[]≥F/A=F//4，得出，D≥，代入数值有：D≥=33mm＜90mm由上可得，我们所选用的活塞杆是可以的。结束之后对活塞杆进行细致的加工处理，保证表面的粗糙度符合我们所用的标准，也有利于我们装载与运输货物，更加的安全，避免伤到手。4.2拉杆尺寸的确定与校核我们把我们他的一端接在最经常用的三角臂上，另外一端则在前部对整个地盘起到支撑作用，在这里我们可以分析他受到很多力的作用，经过我们仔细分析发现他最主要的还是收到张力的作用，所以我们便可以往下进行，我们可以随意设计图形，过我们在这里把它设计成长方形，这个长方形的刨面长度大约是60毫米，宽度大约是10毫米，我们根据计算得到大约占地0.0006平方米，下面我们可以选择材料我们选择的钢材最大拉力大约是160，下面可以计算的出拉力大约是63614牛左右，因为这里使用的是个估值所以会有一点的偏差，又因为是有两个每个拉力相同，所以我们不难算出其中一个拉力大约为31807牛图4拉杆由上得出=N/A有：=31806.945/0.0006=53MPa＜160MPa所以，所选拉杆可用。下面我们继续对另外的孔进行核对：我们初步分析这个孔收到的力有很多，但是最重要的也就是最多的力的大小大约是31807牛，我们根据所学知识与所翻阅材料大约确定他的长度为80毫米，然后他内部厚度大约是25毫米，材料我们这次选择二三五钢材，=160MPa，由上面我们所得到的数据进行计算=N/A=31806.9/（0.08×0.025）=15.9MPa＜160MPa根据上面的数据发现可行下面对另一个孔进行计算与核对这个孔和上面都一样都是一样的方法进行连接的，在这呢我们还是通过查阅资料得到长度大约是40毫米，再连接的时候我们用钢板把他们接在一起，这样可以更方便的对它进行加工与处理，并且这样做会更加的精细也会刚加的牢固，具体方法如下拉杆根据上图分析，外加的钢板厚度为24，然后继续进行核对，不过这次是对他的压强进行核对≥N/A=31806.945/（2×0.04×0.024）=16.5MPa﹤160MPa由上面可以看出我们的操作完全符合要求具有可行性下面我们继续对焊接之中产生的缝隙进行核对与计算所受的力大约为=在上面计算力A为寒风的所有面积，便是收到的所有压力为焊接的效率，在许许多多的设计中我们一般取为0.7所以可以计算如下A=（100+100+10）2h，h=6mm，A=0.00252㎡，所以可以得出：=×31806.945/（0.00252×0.7）=25.5MPa＜160MPa所以都是不难看出都是符合要求的最后对最后一个进行计算与核对