自卸汽车PPT课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,专用汽车技术,第一节 概述,1,小浪底水库施工用自卸汽车,*,第一节 概述,三、自卸汽车的用途与联合作业,二、自卸汽车的发展概况,一、自卸汽车的定义及特点,四、自卸汽车的构成,五、自卸汽车的分类,*,2,一、自卸汽车的定义及特点,1.,定义,以运送货物为主且有倾卸货厢的汽车，又称翻斗车。,视频,2.,特点,1),车厢可以倾斜一定的角度，使车厢内的货物自动滑出；,2),车厢的倾斜是以汽车发动机的的动力，通过倾卸机构完成的。,视频,3.,用途,主要用于运输散装并可以散堆的货物（如砂、土、矿石及农作物等），还可运输成件的货物。,自卸汽车主要服务于建材场、矿山、工地等。,视频,3,*,二、自卸汽车的发展概况,-,国内,19,50年代末起,由,CA10,型汽车变型的普通自卸汽车(通常指仅具备倾斜车厢功能的自卸汽车)的研制开始,19,60年代,JNl50,型汽车变型的普通自卸汽车的小批量生产，以及,SH361(15,）和,SH380(32t),矿用自卸汽车试制成功,现在,自卸汽车已发展成多等级、多品种系列化产品,1.,历史,4,*,二、自卸汽车的发展概况,-,国内,5,*,二、自卸汽车的发展概况,-,国内,3.,产量构成,比例,1985,年,0.8:7.7:1.5,1989,年,0.1:7.4:1.6,未来,0.3:0.4:0.3,5.,重型化,1960,年代 上海重型汽车厂,SH380A,（载质量,32T,）,1970,年代 本溪重型汽车厂载质量,60T,、,100T,）,1980,年代 本溪重型汽车厂、湘潭电机厂为主体的电动轮式,北京重型汽车厂、本溪重型汽车厂、上海重型汽车厂为主体的机械传动自卸车,20T,154T,4.,品种多样化,适应环卫、粮食部门使用的封闭车厢,适用于公路维护和工程救险的自铲、自装自卸车,适用于工程开发的有自救能力的自卸车,6,*,二、自卸汽车的发展概况,-,国际,1.,产量构成,比例,0.3:0.4:0.3,3.,采用,先进技术,多种卸货方式,气液制动、高压全液制动,全轮驱动,电传动,橡胶悬架、硅油悬架,材料多样化,CAD,、,CAE,2.,品种多样化,适应环卫、粮食部门使用的封闭车厢,适用于公路维护和工程救险的自铲、自装自卸车,适用于工程开发的有自救能力的自卸车,7,*,三、自卸汽车的用途与联合作业,1.,用途,建材场、矿山、工地,主要用于运输散装并可以散堆的货物（如砂、土、矿石及农作物等,还可运输成件的货物。,2.,联合作业,实现运输机械化,装载机,挖掘机,皮带运输机,8,*,四、自卸汽车的构成,普通自卸汽车,1.,倾卸装置,倾卸机构,倾卸杆系机构,车厢,副车架,倾卸动力系统,倾卸机构附件,安全撑杆,限位装置,开合机构,液压系统,管路系统,液压缸,油泵、控制阀,2.,二类汽车底盘,作用：,将车厢倾斜一定的角度，使车厢中的货物自动卸下，然后再使车厢降落到车架上。,9,*,四、自卸汽车的构成,普通自卸汽车,1.,倾卸装置,倾卸机构,倾卸杆系机构,车厢,副车架,倾卸动力系统,倾卸机构附件,安全撑杆,限位装置,开合机构,液压系统,管路系统,液压缸,油泵、控制阀,2.,二类汽车底盘,10,*,四、自卸汽车的构成,普通自卸汽车,1.,倾卸装置,倾卸机构,倾卸杆系机构,车厢,副车架,倾卸动力系统,倾卸机构附件,安全撑杆,限位装置,开合机构,液压系统,管路系统,液压缸,油泵、控制阀,2.,二类汽车底盘,11,*,四、自卸汽车的构成,普通自卸汽车,1.,倾卸装置,倾卸机构,倾卸杆系机构,车厢,副车架,倾卸动力系统,倾卸机构附件,安全撑杆,限位装置,开合机构,液压系统,管路系统,液压缸,油泵、控制阀,2.,二类汽车底盘,12,*,四、自卸汽车的构成,普通自卸汽车,1.,倾卸装置,倾卸机构,倾卸杆系机构,车厢,副车架,倾卸动力系统,倾卸机构附件,安全撑杆,限位装置,开合机构,液压系统,管路系统,液压缸,油泵、控制阀,2.,二类汽车底盘,13,*,四、自卸汽车的构成,普通自卸汽车,1.,倾卸装置,倾卸机构,倾卸杆系机构,车厢,副车架,倾卸动力系统,倾卸机构附件,安全撑杆,限位装置,开合机构,液压系统,管路系统,液压缸,油泵、控制阀,2.,二类汽车底盘,14,*,1.,按货物倾卸方向,侧倾式,后倾式,三面倾卸式,五、自卸汽车的分类,15,*,2.,按最大总质量,A.,轻型,30%,1.8T,最大总质量,6T,B.,中型,40%,6T,最大总质量,14T,C.,重型,30%,14T,最大总质量,五、自卸汽车的分类,16,*,2.,按最大总质量,五、自卸汽车的分类,17,目前世界上最大吨位的自卸汽车,是美国通用汽车公司特勒克斯分部制造的,载重量,350,吨。汽车全长,20.1,米,高,6.7,米,每个车轮直径为,3.35,米,重,3629,公斤,*,4.,按传动系,A.,普通,B.,矿用,C.,专用,A.,机械传动,B.,液力机械,C.,电传动,3.,按用途,五、自卸汽车的分类,18,*,思考题,19,二、在完整观看卡特彼勒公司自卸汽车制造流程视频的基础上,1.,总结自卸汽车设计中涉及哪些学科？,2.,总结重型自卸汽车的制造过程。,3.,与普通汽车制造的异同？,一、在完整观看德国,Kipper Meiller,公司视频的基础上,1.,总结自卸汽车的举升方式？,2.,总结制造过程,3.,与普通汽车制造的异同？,*,第二节,普通自卸汽车,20,*,21,*,一、自卸汽车整车型式与主要性能参数,1.,整车型式,驱动型式,42,62/64,布置型式,FF,驾驶室,长头式,短头式,平头式,偏置式,22,*,23,*,2.,主要尺寸参数,一、自卸汽车整车型式与主要性能参数,24,*,3.,质量参数的确定,一、自卸汽车整车型式与主要性能参数,25,公司名称,车 型,装载质量,整备质量（,kg,）,质量利用系数,中国蓝箭,LJC3050,1750,2260,0.77,中国青汽,QD3091,4500,4700,0.96,中国青汽,CA3160KZT1,8000,7305,1.1,中国济重,JZ3170,5000,8440,1.07,中国长汽,T815 S1 26 208,15300,11300,1.35,中国上海汇众,SH3603,32000,27760,1.15,中国本溪重型,BZQ31120,68000,44500,1.53,德国汉诺莫克一亨歇尔,F75,4885,2333,2.0,德国汉诺莫克一亨歇尔,F86,5825,2523,2.3,德国汉诺莫克一亨歇尔,F161AK,15850,19150,1.86,德国汉诺莫克一亨歇尔,F221,13075,8925,1.46,国内外部分自卸汽车的整车质量利用系数,*,4.,最大举升角的确定,车厢最大举升角,即车厢最大倾斜角,是指车厢举升至极限位置时，车厢底部平面与地平面之间的夹角。,这个参数取决于所运送货物的静安息角。,货物的安息角,是指松散物料自然散落形成堆面的斜坡角，即物料自身之间的摩擦角。,货物静止时的安息角为静安息角；货物处于运动状态时的安息角为动安息角。,车厢的最大举升角应,50,，一般在,50,70,之间，以,50,55,居多。,货物的静安息角一般都小于,50,一、自卸汽车整车型式与主要性能参数,26,*,4.,最大举升角的确定,一、自卸汽车整车型式与主要性能参数,27,*,5.,举,升、,降落时间的确定,一、自卸汽车整车型式与主要性能参数,28,*,6.,举,升、,降落速度的确定,一、自卸汽车整车型式与主要性能参数,车厢举升速度,取决于液压泵的流量。对一定的液压泵，其排量是一定的。因此，车厢的举升速度在一定范围内取决于发动机的转速，转速越高，举升速度越快。,车厢的降落速度,取决于二位二通换向阀的开度，开度越大，降落速度越快。车厢卸货后，可用较快的降落速度，而载货时只能采用慢落，以免发生事故。,29,*,7.,容积利用系数、质量利用系数,容积利用系数,指自卸汽车单位容积的装载质量。,是确定自卸汽车,车厢容积,的参数，应根据自卸汽车的使用情况和所装运货物的种类来确定合理的容积利用系数。,质量利用系数,自卸汽车的装载质量与整车整备质量之比。,一、自卸汽车整车型式与主要性能参数,主要取决于两个因素：车辆使用情况、装运货物的种类。,带有全部装备、加满油水的空车质量,30,*,1.,用途,二、自卸汽车的取力装置,专用汽车的专用设备大多利用汽车发动机作为动力源，取力器利用汽车发动机来驱动汽车行驶系以外的其他专用设备。,取力器输出的转速、转矩应与专用设备的使用特性相匹配。,31,*,2.,分类,二、自卸汽车的取力装置,根据取力装置相对于汽车底盘变速器的位置，取力装置的取力方式可分为前置、中置和后置三种基本类型，每一种基本类型又包括若干种具体的结构形式：,32,*,3.,自卸汽车常用取力器布置方案,二、自卸汽车的取力装置,33,*,3.,自卸汽车常用取力器布置方案,变速器上盖取力,二、自卸汽车的取力装置,34,*,3.,自卸汽车常用取力器布置方案,变速器侧盖取力,二、自卸汽车的取力装置,35,*,3.,自卸汽车常用取力器布置方案,变速器后端盖取力,二、自卸汽车的取力装置,36,*,4.,自卸汽车常用取力器设计计算实例,二、自卸汽车的取力装置,37,一、已知基本数据,1.,发动机型号：,CA6102,最大功率：,99KW/3000r/min,最大转矩：,372N m/(1200,1400r/min),2.,变速器：,中心距：,A=130.5mm,齿数：一轴常啮合齿轮,Z,1,=22,，中间轴常啮合齿轮,Z,2,=43,，中间轴四挡齿轮,Z,3,=33,，模数,m=3.75mm,，螺旋角,=23 827,，齿宽,b=25mm,变速器侧边窗口尺寸：,3.,工作装置,转速：,1000r/min,功率：,10kW,*,4.,自卸汽车常用取力器设计计算实例,二、自卸汽车的取力装置,38,二、齿轮、轴和轴承的参数选择和强度计算,该取力器采用双联齿轮，同时考虑到窗口的尺寸与形状，采用了吊耳形式，结构紧凑，,操纵也较方便,1.,取力器传动简图,动力输出采用两级齿轮传动，中间为双联齿轮。,2.,传动比的计算和齿数的确定,若按发动机最大转矩时的输出转速来确定传动比，因而有,变速箱内一对常啮合齿轮的传动比为,n=1300,n=1000,*,4.,自卸汽车常用取力器设计计算实例,二、自卸汽车的取力装置,39,设取力器双联齿轮第一级的齿数为,23,，则,故,设双联齿轮直齿轮齿数（第二级）为,z,5,=24,则,z,6,=i,3,z,5,=0.9524=22.90,取整后得,z,6,=23,，故实际的总传动比,i,总,为,Z,5,Z,6,*,4.,自卸汽车常用取力器设计计算实例,二、自卸汽车的取力装置,40,综上所述，可得如下齿数和传动比：,齿轮的材料和精度可参照变速器内的齿轮选取，如,40Cr,、,初选精度为,8,级等。,直齿齿轮的模数可取,m=4mm,3.,齿轮和轴的强度计算与传统的机械设计相同。,*,5.,自卸汽车双速取力器,二、自卸汽车的取力装置,41,*,6.,自卸汽车取力器安装尺寸,EQ1092,二、自卸汽车的取力装置,42,*,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,倾,卸,机构,倾,卸,杆系机构,车厢,副车架,43,*,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,直推式与杆系倾卸式机构的比较,比较项目,直推式,杆系倾卸式,1,结构布置,简便、易于布置,比较复杂,2,系统质量,较小,较大,3,建造高度,较低,较高,4,油缸加工工艺性,多级缸、加工精度高、工艺性差,单级缸、制造简便、工艺性好,5,油压特性,较差,较好,6,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,7,工作寿命,磨损大、易损坏、工作寿命较短,不易损坏、工作寿命较长,8,制造成本,较高,较低,9,系统倾卸稳定性,较差,较好,10,系统耐冲击性,较好,较差,44,*,1.,自卸汽车倾卸机构的结构形式,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,举升液压缸通过连杆机构作用在车厢底架上能以较小的液压缸行程实现车厢的倾翻,液压举升缸直接作用在车厢底架上,直推式 杆系式,45,*,1.,自卸汽车倾卸机构的结构形式,直推式,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,46,*,1.,自卸汽车倾卸机构的结构形式,直推式,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,47,*,1.,自卸汽车倾卸机构的结构形式,直推式,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,48,*,1.,自卸汽车倾卸机构的结构形式,杆系式,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,49,*,1.,自卸汽车倾卸机构的结构形式,杆系式,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,50,*,1.,自卸汽车倾卸机构的结构形式,杆系式,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,51,*,1.,自卸汽车倾卸机构的结构形式,杆系式,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,启动性能较好,能承受较大的偏置,载荷举升支点在车厢几何中心附近，车厢受力状况较好。但该机构举升力系数较大工作效率较低。,52,*,1.,自卸汽车倾卸机构的结构形式,直推式与杆系式的比较,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,53,结构型式,车型举例,性能特征,结构示意图,直推式,单缸,前置,斯太尔,1291,280/K38,结构紧凑、举升效率高、工艺简单、成本较低，采用单缸时，横向刚度不足，采用多节伸缩缸时密封性稍差,中置,斯太尔,991,200/K38,双缸,QD3151,连杆组合式,马勒里举升臂式,（油缸前推连杆组合式）,（,T,式）,JN3180,QD362,横向刚度好,，举升转动圆滑平顺,举升力系数小，省力，油压特性号，但缸摆角大，活塞行程稍大,加伍德举升臂式,（油缸后推连杆组合式）,（,D,式）,QD352,HF352,转轴反力小，举升力系数大，活塞行程短,*,1.,自卸汽车倾卸机构的结构形式,直推式与杆系式的比较,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,54,结构型式,车型举例,性能特征,结构示意图,连,杆,组,合,式,油缸前推杠杆组合式,SX3180,横,向,刚,度,好,，,举,升,转,动,圆,滑,平,顺,举升力小，构件受力改善，油缸摆角大,油缸后推杠杆组合式,NISSAN PTL81SD,举升力适中，结构紧凑，但布置集中后部，车厢底板受力大,油缸液动连杆组合式,YZ,300,油缸进出油管活动范围大，油管长,俯冲式,东急,73,型,杆系结构简单，造价低，但油缸必须增大容量。,*,举升机构型式的选择,在选择举升机构时，应从装载质量、油缸行程、机构效率、管路的布置以及经济效益等各方面综合考虑,:,1,直推式,举升机构主要用于重型或有侧倾要求的自卸汽车。,2,油缸前推式,举升机构通常用于中型汽车。,3,油缸后推式,举升机构适合用于中、重型、轻型自卸汽车。,4,油缸浮动式,举升机构通常用于重型自卸汽车。,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,55,*,举升机构的选型应考虑的问题,1,液压系统是否能承受在举升质量作用下的举升力。,2,液压缸的行程能否满足车厢的最大举升角度。,3,液压系统特别是液压缸的生产及配套情况。,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,56,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,对货厢举升角的要求,对外形尺寸的要求,对油缸推力的要求,对油缸活塞行程的要求,对油缸推力的要求,油缸的推力取决于,2,个因素：一是油压，二是活塞直径。增加油缸推力只有增加油缸活塞直径,对油缸活塞行程的要求,油缸行程应尽可能地小，以缩短货物装卸时间，提高车辆工效，同时降低油缸制造成本，减轻举升机构的质量。,对货厢举升角的要求,大多数松散货物的安息角,=arctanf,，,f,为货物静摩擦系数；目前国内外的自卸车的最大举升角一般为,50,到,60,。,由于马勒里举升机构安装在自卸车车厢下部，所以要求外形尺寸的高度尽可能地小，使机构紧凑以利于降低车厢离地高度，提高整车的稳定性。,57,（,1,）前推式（,T,式）举升机构的设计要求,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,(2),前推式（,T,式）举升特性,前推式举升机构的性能特点是起始压力偏低,：为最高压力的,85%,左右,58,（举升角）,15,30,max,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,(3),前推式（,T,式）举升机构布置图,货厢,铰接点,连杆,油缸,三角臂,货厢,铰接点,59,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,(3),前推式（,T,式）举升机构布置图,60,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,4,）前推连杆放大式举升机构的,受力分析与载荷计算,61,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,62,1,）求三角臂与车厢铰接点,C,在举升角为,时的坐标位置和举升质量质心,G,在举升角为,时的坐标,C,点的坐标：,G,点坐标：,（,4,）前推连杆放大式举升机构的,受力分析与载荷计算,C,点在,=0,时的坐标（,X,C0,Y,C0,）,G,点在,=0,时的坐标（,X,G0,Y,G0,）,C,G,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,63,）求举升角为,时的,A,点的坐标，求解方程：,式中,AD,和,AC,由构件的几何尺寸确定。,3,）求举升角为,时的,B,点的坐标。求解方程：,（,4,）前推连杆放大式举升机构的,受力分析与载荷计算,A,B,至此，求出了各点在,举升角为,时的坐标,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,64,4,）求直线,AD,和,BE,的方程：,整理得：（,1-1,）,整理得：（,1-2,）,（,4,）前推连杆放大式举升机构的,受力分析与载荷计算,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,65,）求,AD,和,BE,交点,F,的坐标：,联立上式（,1-1,），（,1-2,）并求解，可得,F,点坐标。,）求点,O,至直线,FC,的距离：,）取车厢为独立体，得：,W,被举升的重力，,N,F,FC,作用在直线,FC,方向的力，,N,X,G,被举升质量质心的坐标，,m,（,4,）前推连杆放大式举升机构的,受力分析与载荷计算,F,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,66,）求,A,点到,BE,的距离，,A,到,FC,的距离：,（,4,）前推连杆放大式举升机构的,受力分析与载荷计算,A,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,67,),取三角臂,ABC,为独立体，得：,式中为所求的任意举升角,时的油缸推力。,10)F,FC,，,F,BE,，,F,DA,为交汇力系，,F,FC,，,F,BE,已求得，因此,F,DA,也可求得，,F,DA,为拉杆,DA,所受内力。,只要对不同,值，重复上面运算，即可求出相应的,F,BE,，,F,DA,的值，取,其最大值就可作为设计计算的负载。,（,4,）前推连杆放大式举升机构的,受力分析与载荷计算,液压系统的压力由负载决定。根据 可计算出液压系统的压力。,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,(5),前推式（,T,式）举升机构性能特点,1,）举升机构及其评价指标,在自卸车设计中，通常把举起单位标定载荷所需油缸的最大推力，定义为举升力系数，用,K,表示：,式中,:,F,油缸最大推力，,N,G,举升机构所承载的标定载荷，,N,在评价举升机构设计的合理性时，只有用举升机构系数来比较才是恰当合理的。,68,K,一般为,1.5,2.0,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,联结,OC,，过,C,点作,MN,OC,，,MN,为举,升三角臂对车厢的合力作用线，设,MN,与,MN,线夹角为,，,AC,线与,MN,夹角,。,则有：,由上式可以看出降低,k,2,（当量举升系数）值的方法：,1.,增加,OC,值,举升臂尽量朝前布置,2.,减少,角,适当降低,A,点位置,3.,增加,角,应使合力,Fc,作用线,MN,斜率减少,(5),前推式（,T,式）举升机构性能特点,*,69,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,6),举升机构的运动干涉,70,运动干涉分析图,满足,B,点不与车厢底面发生干涉的充分必要条件,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,7,）前推连杆放大式举升机构的设计步骤,首先应用作图法初选,各,铰支点的坐标参数和初定各构件的集合尺寸,71,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,7,）前推连杆放大式举升机构的设计步骤,首先应用作图法初选,各,铰支点的坐标参数和初定各构件的集合尺寸,72,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,7,）前推连杆放大式举升机构的设计步骤,首先应用作图法初选,各,铰支点的坐标参数和初定各构件的集合尺寸,73,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,74,1),建立坐标系并确定举升机构与车厢铰支点,c,的坐标,xc,，,yc,。,将车厢与副车架的铰支点,O,作为平面直角坐标系的原点。,x,轴平行于副车架的上平面，指向汽车前方。,初选油缸自由长度,L,0,。、最大有效工作行程,L,和车厢最大举升角,max,。,xc=RL,max,计算，其中,R=165,190mm,，当,L,较大时，,R,取较高值；反之，则取较低值；,yc,应为结构尺寸允许的,最大,值。,油缸与副车架铰支点,E,的坐标,x,E,：,x,E,=x,B,0.5L,0,0.2L+400mm,y,E,由结构允许的,最小,值确定,油缸与副车架铰支点,举升机构与车厢铰支点,（,7,）前推连杆放大式举升机构的设计步骤,*,2026/1/5 周一,75,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,76,油缸与副车架铰支点,(2),过,C,点作,CB,线，使该线与,x,轴夹角,=y,D,/y,A,9,y,D,为结构允许的拉杆与副车架铰支点,D,的最高位置，一般,y,D,0,，再以,E,为圆心，,L,0,为半径画弧交,CB,线于,B,点。,连接,EB,，,EB,即为油缸中心线在举升角,=0,时的位置。,（,7,）前推连杆放大式举升机构的设计步骤,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,77,油缸与副车架铰支点,(3),连接,OC,，并将,OC,绕,O,点顺时针向上旋,max,角，,C,移动到,C,点。再以,C,为圆心，,CB,为半径画弧。以,E,为圆心，以,L,0,+L,为半径画弧，两弧交于,B,点，连接,EB,和,CB,。,(4),作,EBA=(=6,8),。以,B,为顶点，,BA,为边，作,CBA=,CBA,，取,BA=BA=200,250mm,，连接,AC,、,AC,，,ABC,和,ABC,分别为,=0,和,=max,时的三角臂位置。,（,7,）前推连杆放大式举升机构的设计步骤,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,78,油缸与副车架铰支点,(5),作,AA,的垂直平分线与,y=y,D,的水平线交于,D,点，连接,DA,和,DA,。至此，举升机构作图设计完毕。,（,7,）前推连杆放大式举升机构的设计步骤,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,79,油缸与副车架铰支点,(6),用作图法除了确定,=0,和,=max,时各支点的位置外，还应对不同举升作运动校核，若出现点,B,至车厢底板距离小于点,C,至车厢底板距离时，则应加大所设的,值，然后重新作图（步骤,3,7,）确定。,通过作图法初定举升机构各铰支点的位置及各构件的几何尺寸。并将它们作为第二阶段设计计算的初始条件，通过解析计算修正各参数。,将作图法得到的结果代入前面的计算式，求得最大的油缸推力。,（,7,）前推连杆放大式举升机构的设计步骤,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,80,油缸与副车架铰支点,(6),用作图法除了确定,=0,和,=max,时各支点的位置外，还应对不同举升作运动校核，若出现点,B,至车厢底板距离小于点,C,至车厢底板距离时，则应加大所设的,值，然后重新作图（步骤,3,7,）确定。,通过作图法初定举升机构各铰支点的位置及各构件的几何尺寸。并将它们作为第二阶段设计计算的初始条件，通过解析计算修正各参数。,将作图法得到的结果代入前面的计算式，求得最大的油缸推力。,（,7,）前推连杆放大式举升机构的设计步骤,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,7,）前推连杆放大式举升机构的设计,VB,编程,81,*,2.,自卸汽车前推连杆放大式（,T,）举升机构,的分析计算和设计方法,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,7,）前推连杆放大式举升机构的设计,VB,编程,设计举升液压系统时，要考虑到货箱到达举升终点时的限位和缓冲以及货箱回落时的限速，以减小货箱对车架的冲击。,82,*,3.,优化设计,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,1,）,举升机构的设计要求及性能主要评价参数,83,（,1,）,举升力系数,k,（,2,）,举升机构高度,（,3,）,最大举升角,（,4,）,油缸最大行程,（,5,）,起始油压,（,6,）,油缸工作压力,*,3.,优化设计,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,2,）,举升机构数学模型的建立,84,1,）,确定设计变量,2,）,有关公式,3,）,确定优化设计目标函数,4,）,确定约束条件,*,3.,优化设计,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,2,）,举升机构数学模型的建立,85,1,）,确定设计变量,2,）,有关公式,3,）,确定优化设计目标函数,4,）,确定约束条件,*,3.,优化设计,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,2,）,举升机构数学模型的建立,86,1,）,确定设计变量,以车厢与副车架铰接点为原点，建立如图所示直角坐标系；将举升机构各铰点位置，确定为优化设计的设计变量，它们是：,表示为设计变量向量为：,车厢及货物质心的位置坐标,G(x,9,，,x,10,),；由总体设计确定，在此作为已知数。,*,3.,优化设计,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,2,）,举升机构数学模型的建立,87,2,）,模型中相关公式推导,相关杆件的长度公式为：,*,3.,优化设计,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,2,）,举升机构数学模型的建立,88,2,）,模型中相关公式推导,杆件相关尺寸随车厢倾角,的变化为：,根据对举升机构的力学分析，给出举升力系数,K,的表达式：,*,3.,优化设计,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,2,）,举升机构数学模型的建立,89,3,）,确定优化设计目标函数,在举升机构的设计要求中，权衡各种因素的重要程度，确定举升油缸行程为本次优化设计的目标函数，表达式为：,式中：,Smax=max,时的举升油缸长度,S,0,=0,时的举升油缸长度,最优目标的行程，可保证举升机构紧凑，油缸尺寸小，制造成本低，降低了举升时间，提高了生产效率。,*,3.,优化设计,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,2,）,举升机构数学模型的建立,90,4,）确定约束条件,边界约束,动力性约束,平稳性约束,紧凑性约束,传动性约束,*,3.,优化设计,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,2,）,举升机构数学模型的建立,91,4,）,确定约束条件,考虑各种使用性能的要求，顾及计算过程中可能性的限制，确定下列内容为优化设计的约束条件。,a,边界约束,为便于优化设计的计算，边界约束是对设计变量的取值范围给予限制。,a,i,设计变量取值下限,b,i,设计变量取值下限,*,3.,优化设计,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,2,）,举升机构数学模型的建立,92,4,）,确定约束条件,b,动力性约束,为便于优化设计的计算，边界约束是对设计变量的取值范围给予限制。,K0,=0,时的举升力系数,K,许用举升力系数，根据举升机构受力情况，给出许用值,*,3.,优化设计,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,2,）,举升机构数学模型的建立,93,4,）,确定约束条件,c,平稳性约束,考虑到举升机构的工作过程，对举升过程中举升力的变化范围加以限制，保证整个过程中平稳性要求。,Kmax,举升过程中最大举升力系数,*,3.,优化设计,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,2,）,举升机构数学模型的建立,94,4,）,确定约束条件,d,紧凑性约束,对举升机构建造纵深提出限制，满足举升机构的紧凑性要求。,举升机构建造纵深,举升机构许用建造纵深,*,3.,优化设计,三、自卸汽车的倾卸机构的设计,（,2,）,举升机构数学模型的建立,95,4,）,确定约束条件,e,传动性约束,保证机构的运动远离其死点位置，对举升过程中机构有关角度提出限制。,举升油缸与杠杆间夹角及杠杆与,O,1,O,2,线间的夹角；,传动角许用值下限；,传动角许用值上限；,*,四、液压举升系统,液压举升系统,油箱,油泵,操纵阀,油缸,高低压管路,96,*,四、液压举升系统,1.,液压举升系统的组成,97,*,四、液压举升系统,2.,液压举升系统的工作原理图,在液压系统设计之前，应进行自卸汽车举升机构的优化设计和建模。,98,*,1),准备：,车辆驻车制动，二位二通换向阀全开，起动发动机，使液压泵进入工作状态，使液压系统处于低压循环状态,。,四、液压举升系统,3.,液压举升系统的工作过程,99,*,2),举升,二位二通换向阀关闭，液压泵的高压油通过单向阀直接进入举升液压缸下腔，推动活塞举起车厢。车厢超载，安全溢流阀开启，液压油经溢流阀回油箱，车厢在原位不动，液压系统的压力稳定在额定工作压力状态。,四、液压举升系统,3.,液压举升系统的工作过程,100,*,3),中停,切断取力器的动力，使液压泵停止转动，液压泵不输出高压油，由于单向阀作用，使液压油不能倒流，活塞保持原位置不动，车厢即中 停在某一举升位置，基本保持不动。,四、液压举升系统,3.,液压举升系统的工作过程,101,*,4),降落,车厢卸货后，液压泵停止工作，将手柄逐渐地推至慢落位置，二位二通换向阀部分开启，液压缸下腔的液压油在车厢重力作用下慢慢地回油箱，车厢即慢慢地降落；若将转阀手柄推至快落位置，由于二位二通换向阀全开，车厢则以较快的速度降落。,四、液压举升系统,3.,液压举升系统的工作过程,102,*,工作压力等于,20.6,15.7,13.6,10,MPa,四、液压举升系统,4.,液压举升系统的工作压力,103,*,多采用齿轮泵：,CB,、,CG,、,CN,流量应根据举升时间确定。,四、液压举升系统,5.,液压举升系统的液压泵,104,*,五、车厢的结构与设计,1.,车厢的结构及形式,平底式车厢,船底式车厢,半簸箕式车厢,全簸箕式车厢,105,*,五、车厢的结构与设计,1.,车厢的结构及形式,保护驾驶室,106,*,五、车厢的结构与设计,1.,车厢的结构及形式,107,*,2.,车厢板的锁启机构,五、车厢的结构与设计,108,*,2.,车厢板的锁启机构,五、车厢的结构与设计,109,*,2.,车厢板的锁启机构,五、车厢的结构与设计,110,*,3.,车厢的废气加热,五、车厢的结构与设计,111,*,4.,副车架,五、车厢的结构与设计,112,*,第三节 专用自卸汽车,113,*,1.,高位自卸汽车的结构与工作原理,一、高位自卸汽车,114,*,1.,高位自卸汽车的结构与工作原理,一、高位自卸汽车,115,*,1.,高位自卸汽车的结构与工作原理,一、高位自卸汽车,116,*,2.,高位自卸汽车参数的确定,一、高位自卸汽车,1,尺寸参数的确定,2,质量参数的确定,117,*,3.,高位自卸汽车举升机构的设计计算,一、高位自卸汽车,118,*,4.,高位自卸汽车举升油缸与同步油缸的同步条件,一、高位自卸汽车,119,*,3.,高位自卸汽车举升机构的设计计算,一、高位自卸汽车,120,1,（,）,（,）,1,0,0,2,1,0.599167,3,5,1.50542,4,10,1.22439,5,15,0.278276,6,16.46,0.177246,7,20,0.349692,8,25,0.718354,9,30,0.747867,10,35,0.542774,11,40,0.06217,12,41.72,0.016,车厢举升过程中的倾斜度,=,1,2,，,满足,2,的准同步条件,*,5.,高位自卸汽车稳定性计算,一、高位自卸汽车,121,纵向稳定性,横向稳定性,*,1.,矿用自卸汽车发展概况,二、矿用自卸汽车,载质量范围,/T,20,45,46,80,81,150,151,200,201,308,世界年产总量,/,辆,2000,600,300,150,70,矿用重型自卸汽车世界年产量,传动方式,机械传动,电传动,122,*,1.,矿用自卸汽车发展概况,二、矿用自卸汽车,123,*,1.,矿用自卸汽车发展概况,二、矿用自卸汽车,124,*,1.,矿用自卸汽车发展概况,二、矿用自卸汽车,125,*,126,*,127,*,128,*,2.,特种自卸汽车,二、矿用自卸汽车,129,*,2.,特种自卸汽车,二、矿用自卸汽车,130,*,2.,特种自卸汽车,二、矿用自卸汽车,131,*,三、后装压缩式垃圾自卸车,垃圾密度,500kg/m,3,*,132,三、后装压缩式垃圾自卸车,*,133,三、后装压缩式垃圾自卸车,*,134,三、后装压缩式垃圾自卸车,*,135,三、后装压缩式垃圾自卸车,*,136,三、后装压缩式垃圾自卸车,*,137,三、后装压缩式垃圾自卸车,*,138,三、后装压缩式垃圾自卸车,*,139,四、自装卸垃圾车,*,140,四、自装卸垃圾车,*,141,1.,渣土自卸汽车,五、其他型式的自卸汽车,142,*,143,参与新校区建设的加盖自卸车,五、其他型式的自卸汽车,1.,渣土自卸汽车,*,144,五、其他型式的自卸汽车,2.,底卸式自卸汽车,*,3.,侧卸式自卸汽车,145,五、其他型式的自卸汽车,*,4.,特种自卸汽车,146,五、其他型式的自卸汽车,*,4.,特种自卸汽车,147,五、其他型式的自卸汽车,*,4.,特种自卸汽车,148,五、其他型式的自卸汽车,*,【思考与演练】,1,自卸汽车有哪些种类？,2,倾卸机构有何特点？,149,*,2026/1/5 周一,150,