畢業(yè)設計--hq5080zbb擺臂式自裝卸汽車改裝設計

1、<p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1.1課題的研究現(xiàn)狀、目的和意義</p><p>　　近10年來, 專用汽車行業(yè)伴隨我國汽車工業(yè)得到了飛速的發(fā)展,成為我國汽車工業(yè)的一個重要組成部分。隨著我國高等級公路的發(fā)展以及國內(nèi)大量基礎設施建設需要等因素，專用汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)隨國內(nèi)市場需求格局較過去有很大變化，重型車和輕型車比例處于增長趨勢

2、，中型車比例繼續(xù)下降；體現(xiàn)專用汽車產(chǎn)品專用功能特性的產(chǎn)品在總量中的比重加大；專用汽車品種數(shù)得到大幅增加；整個專用汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)趨于更合理化的發(fā)展。</p><p>　　自卸汽車是工程機械中的一種車型，在我國的專用汽車領域里占有相當大的比例，也是專用運輸車輛中一個多品種車型。自卸車的載重范圍從 0.5到 300噸。隨著國際經(jīng)濟的發(fā)展，自卸車主要以后傾式為主，發(fā)展到兩側(cè)傾斜式和三面傾斜式等多品種系列化。目前國外使用較多

3、的是車箱可卸式自卸車，由于該型式自卸車的車箱與底盤是分開的，可卸下車箱裝貨和卸貨，而汽車底盤再換裝其它車箱繼續(xù)運輸，因此縮短了汽車裝卸的停歇時間，提高了運輸效率。</p><p>　　隨著我國高等級公路的發(fā)展以及國內(nèi)大量基礎設施建設需要等因素，專用汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)隨國內(nèi)市場需求格局較過去有很大變化，重型車和輕型車比例處于增長趨勢，中型車比例繼續(xù)下降；體現(xiàn)專用汽車產(chǎn)品專用功能特性的產(chǎn)品在總量中的比重加大；專用汽車品種數(shù)

4、得到大幅增加；整個專用汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)趨于更合理化的發(fā)展。 專用功能較強的城建類專用車等均有大幅增長，今后隨著市場需求變化，適合高等級公路運輸車輛,滿足專項作業(yè)功能車輛將會繼續(xù)增加，而普通傳統(tǒng)型運輸類車輛如自卸車將會隨著國民經(jīng)濟的深入發(fā)展而逐漸減少。 由于國內(nèi)專用汽車生產(chǎn)企業(yè)較多，市場總需求量有限等原因，為滿足市場競爭的需要，近幾年多數(shù)企業(yè)根據(jù)市場需要注重新產(chǎn)品開發(fā)力度,產(chǎn)品范圍基本涉及到國民經(jīng)濟的各個環(huán)節(jié)。專用汽車品種數(shù)由2005年的13

5、37個快速增長到2009年的4910個，其中專用自卸車品種發(fā)展較快，2009年時自卸車品種數(shù)已達583個，占全部專用汽車總數(shù)的11.9%。去年以來，我國專用車市場取得較好的經(jīng)營業(yè)績，全國395家改裝車企業(yè)改裝汽車23.06萬輛，銷售23.05萬輛?？蛙嚫难b量最大，共改裝103492萬輛，占總量的44.88％；載貨汽車44870</p><p>　　目前，我國改裝車市場最大銷售量約25萬輛左右，改裝量最大的除了客車

6、外，主要有廂式車、罐式車、自卸車等主要車型。但是總體來看，這些專用車均存在技術附加值低、工藝較落后等問題。從品種來看，我國改裝車品種較少，僅有400多個品種。那么，未來改裝車市場到底是什么市場呢？肯定地說，應該向多品種、高、精、尖方向發(fā)展。</p><p>　　這種發(fā)展方向除了我國公路條件改善外，還和我國公路貨物運輸市場息息相關。目前，我國公路貨運市場的主體依然是以個體戶為主，公路貨運甚至還談不上物流管理，具有運

7、輸成本高、隨意性大、服務沒有保證等特點。隨著我國加入世界貿(mào)易組織，這種格局將要逐步被打破。我國汽車工業(yè)保護期只有五年，但是公路貨運市場卻可以向外資開放。跨國物流公司正虎視眈眈盯著中國公路貨運這塊大市場。這場戰(zhàn)斗誰是贏者，不言自明。集團化貨運市場對卡車的個性化要求將越來越高，同時需求數(shù)量也將越來越大?？梢院敛豢鋸埖卣f，未來的卡車發(fā)展方向?qū)⑹菍Ｓ密嚒?lt;/p><p>　　近年來國外自卸車的生產(chǎn)主要以重型為主，其主要原

8、因重型車經(jīng)濟效益好、功率大、強度高有中小型車無法代替的優(yōu)點。隨著一些礦業(yè)的開發(fā)需要和運輸性能、及特殊作業(yè)的要求，重型自卸車在國外得到了迅速的發(fā)展。專用底盤的專業(yè)化非常明顯，例如日本豐田等大汽車公司底盤系列化專業(yè)化生產(chǎn)，新材料、新技術的應用越來越突出如高強度的合金和鋁合金材料的應用大大減輕的整車的整備質(zhì)量、提高了車輛的使用壽命。在國外，微電腦的應用已經(jīng)滲透到各個領域，重型自卸車也不例外微電腦已廣泛應用到發(fā)動機控制、自動變速、專用裝置動力傳

9、遞電器故障診斷等方面，使專用車的使用價值逐漸擴大，技術性能明顯提高。</p><p>　　隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略計劃的實施，自卸車的發(fā)展也向重型化有了更進一步的發(fā)展。重型自卸車主要用于大型露天礦山和大型土木工程，西部大開發(fā)期間露天有色金屬礦山和露天煤礦的開發(fā)利用大幅增長，國民基礎建設更是增長迅速，對重型自卸車需求大幅增加，適用于各類礦山、水利工程，承載能力強、轉(zhuǎn)彎半徑小的重型車需求量尤為明顯 。<

10、/p><p>　　如今的自卸車在一定條件下還不是很完善，不能滿足使用需求，這樣會浪費勞動力，一定程度上降低工作效率，浪費大量人力物力。擺臂式自卸車是裝備有可回轉(zhuǎn)的起重擺臂，車斗或集裝箱懸吊在起重臂上，隨起重擺臂回轉(zhuǎn)、起落臂式垃圾斗，可一車多斗，帶自卸功能，達到安全穩(wěn)定，性能可靠。垃圾斗廂體分為按擺臂式和地坑地面兩用式配置不同形式的垃圾斗。可加裝密封蓋，防止泄露飛揚污染，以適應不同環(huán)境使用要求，實現(xiàn)物體的自裝自卸的專用

11、自卸汽車。</p><p>　　擺臂式自卸車是專用自卸車的一種，是在二類汽車底盤上裝有車廂或貨斗具有裝卸功能的擺臂裝置的專用汽車。擺臂可懸吊貨斗或集裝箱之類載貨容器，并隨之回轉(zhuǎn)作平移起落，實現(xiàn)載貨容器與汽車的結(jié)合（裝）與（卸）?？梢宰詣觾A卸貨物、降低高度傾卸貨物的難度、使用方便，運輸效率更高。</p><p>　　擺臂式自卸車主要對傳統(tǒng)自卸車進行研究（設計），根據(jù)現(xiàn)今已有的自卸車的結(jié)構(gòu)與特

12、點，從專用的整體設計出發(fā)，主要是對擺臂式自卸車的整體形式與主要性能參數(shù)的確定、專用貨箱(車斗)、擺臂式自卸機構(gòu)、輔助支腿等裝置的詳細設計，使車廂和底盤不發(fā)生干涉，通過計算，對自卸汽車的重要部件如液壓系統(tǒng),進行了定性的分析，以確定舉升力的大小、達到設計載荷是所需的要求,，并對車廂的長、寬、高進行了計算設計，以達到底盤最大總質(zhì)量的要求，使自卸車的前后軸的載荷在最大承載質(zhì)量的范圍之內(nèi)，更加完善其專用汽車的功用。擺臂式自裝卸汽車主要有后裝卸式和

13、側(cè)裝卸式兩種。后裝卸式被廣泛的應用，設計擺臂式自裝卸汽車時，首先要選擇合適的底盤。選擇底盤的主要依據(jù)是：裝載質(zhì)量、道路條件、運輸貨物的特性（如密度、安息角等）、運距等。在沒有專用汽車底盤的情況下，通常選用短后懸的普通自卸汽車底盤，這有利于擺臂布置、結(jié)構(gòu)緊湊。</p><p>　　由于專用汽車是一種在許多特征不同于本型汽車或經(jīng)過特殊改裝之后才用于運輸?shù)?，而我國專用汽車的品種還比較單一、生產(chǎn)規(guī)模小、數(shù)量還遠遠不能滿足

14、國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。因此，不斷開發(fā)新產(chǎn)品，增加產(chǎn)品和品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量是擺在專用汽車廠家一項迫切且艱巨的任務。擺臂式自卸車作為專用車的一種，在基于專用車原有的特點性能上，把降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)質(zhì)量等作為此次設計的主要目的。</p><p>　　1.2專用汽車設計的特點和要求</p><p>　　專用汽車與普通汽車的區(qū)別主要是改裝了具有專用功能的上裝部分，能完成某些特殊的運輸和作業(yè)功能。因

15、此在設計上，除了要滿足基本型汽車的性能要求外，還要滿足專用功能的要求，這就形成了其自身的特點，概括如下：</p><p>　?。?）車設計多選用定型的基本汽車底盤進行改裝設計 </p><p>　　這首先就需要了解國內(nèi)外汽車產(chǎn)品，特別是貨車產(chǎn)品的生產(chǎn)情況、底盤規(guī)格、供貨渠道、銷售價格以及相關的資料等。然后根據(jù)所設計的專用汽車的功能和性能指標要求，在功率匹配、動力輸出、傳動方式、外形尺寸、軸

16、載質(zhì)量、購置成本等方面進行分析比較，優(yōu)先選出一種基本型汽車底盤作為專用汽車改裝設計的地盤。能否選到一種好的汽車底盤，是能否設計出一種好的專用汽車的前提。</p><p>　　對于不能直接采用額二類地盤或者三類地盤進行改裝的專用汽車，也應盡量選用定型的汽車總成和部件進行設計，以縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期和提高產(chǎn)品的可靠性。</p><p>　?。?）專用汽車的主要工作是總體布置和專用工作裝置匹配

17、設計時既要保證專用功能滿足其性能要求，也要考慮汽車底盤的基本性能不受到影響。在必要時，可適當降低汽車底盤某些性能指標，以滿足實現(xiàn)某些專用工作裝置性能的要求。</p><p>　?。?）針對專用汽車品種多、批量少的生產(chǎn)特點，專用汽車設計應考慮產(chǎn)品的系列化，以便根據(jù)不同用戶的需要而能很快的進行產(chǎn)品變型。對專用汽車零部件的設計，應按“三化”的要求進行，最大限度地選用標準件，或者選用已經(jīng)定型產(chǎn)品的零部件，盡量減少自制件。

18、</p><p>　　（4）對專用汽車自制件的設計，應遵循單件或小批量的生產(chǎn)特點，要更多的考慮通用設備加工的可能性。</p><p>　?。?）對專用汽車工作裝置中的某些核心部件和總成，如各種水泵、油泵、氣泵、空壓機及各種閥等，要從專業(yè)生產(chǎn)廠家中優(yōu)選因?qū)Ｓ闷噷ｍ椬鳂I(yè)性能的好壞，主要決定于這些部件的性能和可靠性。</p><p>　?。?）在普通汽車底盤上改裝的專用

19、汽車，底盤受載情況可能與原設計不同，因此要對一些重要的總成結(jié)構(gòu)件進行強度校核[1]。</p><p>　　然而，自卸汽車除了具有以上的特點外，還有自己獨特的要求，就擺臂式自卸汽車而言，它的顯著的特點就是對擺臂的要求高，不僅要加工工藝簡單而且要符合強度的要求。</p><p>　　本設計中的擺臂式自卸汽車是采用了雙擺臂式，而且貨箱可更換，這樣不僅可以運輸固體貨物同時還可以運輸液體貨物。<

20、;/p><p>　　1.3擺臂式自裝卸汽車的設計特點</p><p>　　擺臂式自裝卸汽車有后裝卸式和側(cè)裝卸式兩種。后裝卸式被廣泛的應用，設計擺臂式自裝卸汽車時，首先要選擇合適的底盤。選擇底盤的主要依據(jù)是：裝載質(zhì)量、道路條件、運輸貨物的特性（如密度、安息角等）、運距等。在沒有專用汽車底盤的情況下，通常選用短后懸的普通自卸汽車底盤，這有利于擺臂布置、結(jié)構(gòu)緊湊。</p><p&

21、gt;　　汽車底盤選定后，擺臂式自裝卸汽車的主要尺寸參數(shù)如軸距、輪距等也就隨之確定了。車輛的外廓尺寸（長、寬、高）原則上不應超過選用汽車的外廓尺寸，若因布置困難略有突破，但也要控制在法規(guī)允許的尺寸界限以內(nèi)。</p><p>　　擺臂式自裝卸汽車的轉(zhuǎn)載質(zhì)量m隨車輛用途而異。用于一般運輸?shù)臄[臂式自裝卸汽車，多采用中、輕型貨車底盤改裝而成；而工地礦山專用擺臂式自裝卸汽車采用重型貨車底盤改裝而成。目前，國產(chǎn)擺臂式自裝卸汽

22、車裝載質(zhì)量m有2t、4.5t、8t、9t和12t幾種。</p><p>　　擺臂式自裝卸汽車的質(zhì)量利用系數(shù)比所選原車的低，通常=0.9左右。擺臂式自裝卸汽車的軸載質(zhì)量及其分配，原則上應該與原選的車輛相接近。但是，由于增加了主要部件，例如油缸支腿、擺臂、副車架等均布置在汽車后部，容易導致后軸軸載質(zhì)量超限。因此，總布置設計是應將車廂適當前移，以滿足軸載質(zhì)量及其分配比例符合原車要求。</p><p&

23、gt;　　擺臂式自裝卸汽車的離去角最小值不能小于17。擺臂的最大擺角是指擺臂從初始位置繞擺臂軸旋轉(zhuǎn)到極限位置時擺臂所轉(zhuǎn)過的角度。值決定了車廂傾卸角的大小，同時也決定了車廂起吊的深度h。因此是擺臂式自裝卸汽車設計中的一個重要的參數(shù)。設計時應該根據(jù)車輛用途，并參考同類型汽車來選取。</p><p>　　設計時，車廂的滿載吊裝時間不應該超過60s。而滿載吊卸時間可縮短為50s左右，吊裝、吊卸時間相對整個運輸過程來說是相

24、當短的，故對運輸生產(chǎn)率的影響不會很大，沒有必要追求過快的吊裝、吊卸速度。此外，過快的吊裝、吊卸還會造成沖擊，對液壓元件提出較高的要求[1]。</p><p>　　1.4設計的主要內(nèi)容和技術路線</p><p>　　1.4.1研究的主要內(nèi)容</p><p>　　此次計的目標是設計一種總質(zhì)量8000kg的擺臂式自卸汽車，其性能參數(shù)與所選底盤車接近。通過正確的計算，完成部

25、部件設計選型，達到工藝合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高的設計要求，并附之以總裝配圖，清楚表達設計。因此本設計主要研究的內(nèi)容有：</p><p>　?。?）研究擺臂式自裝卸汽車的總體結(jié)構(gòu)特點；</p><p>　?。?）對擺臂式自卸裝汽車的總體結(jié)構(gòu)進行布置；進行二類底盤選擇、副車架、托架等輔助設備的設計；</p><p>　　（3）進行液壓系統(tǒng)的詳細設計；<

26、;/p><p>　?。?）對主要部件進行校核；</p><p>　　（5）整車性能的計算。</p><p>　　1.4.2研究的技術路線</p><p>　　第2章 總體布置的設計與選擇</p><p>　　專用汽車總體布置的任務是正確選定整車參數(shù)，合理布置工作裝置和附件，使取力裝置、專用工作裝置、其它附件與所選定的汽車

27、底盤構(gòu)成相互協(xié)調(diào)和匹配的整體，達到設計任務書所提出的整車基本性能和專用性能的要求?？傮w布置的原則如下：</p><p>　　1、盡量避免對汽車底盤各總成位置的變動，因為一些總成部件位置的變動，不僅會增加成本，而且也可能影響到整車性能。但有時為了滿足專用工作裝置的性能要求，也需要作一些改動，如截短原汽車底盤的后懸、燃油箱和備胎架的位置作適當調(diào)整等。但改變的原則是不影響整車性能。</p><p&g

28、t;　　2、應滿足專用工作裝置性能的要求，使專用功能得到充分發(fā)揮， </p><p>　　3、裝載質(zhì)量、軸載質(zhì)量分配等參數(shù)的估算和校核為適應汽車底盤或總成件的承載能力和整車性能要求，在總布置初步完成后應對某些參數(shù)其中最主要涉及的是裝載質(zhì)量的定和軸載質(zhì)量的分配進行估算和校核，這些參數(shù)對整車性能有很大影響。若不滿足要求.應修改總體布置方案。</p><p>　　4、減少整備質(zhì)量，提高裝載質(zhì)量由

29、于專用汽車工作裝置的增加，使得專用汽車的整備質(zhì)量比同類底盤的普通貨車要增加。據(jù)統(tǒng)計，一般自卸車要增加耗材5%～10%，一般罐式車要增加耗材15%～25%，因此，減少整備質(zhì)量，充分利用底盤的裝載質(zhì)量，增大裝載質(zhì)量，是專用汽車總布置的一個重要的原則。</p><p>　　5、應符合有關法規(guī)的要求例如對整車的長、寬、高、后懸等尺寸在相關法規(guī)中都有明確的規(guī)定，一定不能超出標準的要求[2]。</p><

30、p>　　從目前市場上銷售的擺臂式自裝卸汽車的噸位上來看，以中型底盤車改裝的裝載質(zhì)量在4噸左右的車型為多。本設計的擺臂式自裝卸汽車的設計目標噸位選為3.8噸，擬選取的底盤為中型車底盤。</p><p><b>　　2.1底盤的選取</b></p><p>　　2.1.1汽車底盤選型要求</p><p>　　汽車底盤一般應滿足一下要求：<

31、;/p><p><b>　?。?）適用性</b></p><p>　　專用汽車底盤應適用于專用汽車的特殊使用功能要求,在此基礎上進行改裝造型設計；</p><p><b>　?。?）可靠性</b></p><p>　　汽車底盤工作可靠,出現(xiàn)故障的幾率要小，零部件要有足夠的強度剛度和使用壽命，并且各總成零

32、部件的使用壽命趨于一致；</p><p><b>　?。?）先進性</b></p><p>　　所選汽車底盤,在動力性,經(jīng)濟性，操作穩(wěn)定性，行駛穩(wěn)定性及通過性等基本性能指標和功能方面達到同類車型的先進水平，并且滿足國家或行業(yè)標準；</p><p><b>　　（4）方便性</b></p><p>　

33、　所選底盤要便于改裝，檢查保養(yǎng)及維修，結(jié)構(gòu)緊湊與調(diào)試裝配空間合理匹配。</p><p><b>　　2.1.2底盤選型</b></p><p>　　我國目前生產(chǎn)的各類型專用車輛的基本模式，大多是為了滿足在國民經(jīng)濟的某一服務區(qū)域的特定使用要求，主要在已經(jīng)定型的已有車型底盤基礎之上，再進行車身及有特殊工作要求的裝置的再設計，同時對已有的汽車底盤進行必要的更改，以達到滿足工

34、作需求的要求，具有合理的匹配,良好的性能。</p><p>　　專用車輛采用的底盤主要分為二類，三類和四類。二類底盤，是在整車的基礎之上去掉廂體；三類底盤，是從整車上去掉貨箱和駕駛室；四類底盤，是在三類底盤上再去掉車架總成后剩余的散件。</p><p>　　選取的底盤的好壞，直接影響到專用車的性能。在選取汽車底盤時，主要是根據(jù)專用車的用途，裝載質(zhì)量，使用條件，性能指標，專用裝置或設備的外形

35、尺寸及動力匹配等進行。目前，進80%的專用車輛采用二類底盤進行改裝設計。</p><p>　　選取二類汽車底盤進行改裝設計時，重點工作是整車總體布置和有特殊工作需求的裝置的設計，對底盤僅做輔助的性能分析和必要的強度校核，確保改裝后的整車性能在基本上與底盤接近,達到合理的匹配。</p><p>　　2.1.3底盤的選取</p><p>　　根據(jù)以上，本設計所用底盤主要

36、從東風汽油與柴油擺臂垃圾車底盤中選用。以下表2.1將兩種底盤參數(shù)列出,進行比較：</p><p>　　表2.1 一汽CA1083P9K2E和東風EQ1080GSZ3GJ底盤參數(shù)比較</p><p>　　由比較可以看到，一汽CA1083P9K2E和東風EQ1080GSZ3GJ兩種型號底盤在整體性能上相差無幾，不同之處在于兩種底盤汽車燃用的燃料。燃用汽油的汽車底盤在價格上略占有優(yōu)勢，但在燃料價

37、格上，然用柴油的底盤具有長效優(yōu)勢。同時，然用柴油的底盤載重較大，功率稍大。因此選用一汽CA1083P9K2E作為本次設計的底盤。</p><p>　　從表2.1中，就以上兩種底盤型號進行了比較，其中：</p><p>　　1．從經(jīng)濟上比較方案一的底盤的價格要偏低，在強度符合要求的情況下可以減少整車的成本，以達到更大的經(jīng)濟效益。</p><p>　　2. 從駕駛的形式

38、上看，方案一的平頭形式要比方案二的尖頭式更美觀一些。</p><p>　　3．從最小轉(zhuǎn)彎半徑上來看，方案二的要小這就更能滿足我所設計的用于城市內(nèi)運輸?shù)男枰?lt;/p><p>　　同時薦于設計的車輛工作環(huán)境，需要選擇的是小噸位的貨車，所以綜上所述，本設計選擇了方案一中的的底盤作為我設計車輛的底盤。</p><p>　　2.2整車總體參數(shù)的確定</p>&

39、lt;p>　　2.2.1整車總體參數(shù)</p><p><b>　　1．外廓尺寸</b></p><p>　　外廓尺寸直接影響汽車的總體布置和結(jié)構(gòu)尺寸、質(zhì)量分配和各種使用性能。外廓尺寸即指整車的長、寬、高，由所選的汽車底盤及工作裝置確定。此次計中車輛的長、寬、高的尺寸是：6035mm 2470mm 2970mm。</p><p><

40、;b>　　2．軸距</b></p><p>　　一般情況下，在保證基本性能和結(jié)構(gòu)布置允許時，應該盡可能地減小軸距。汽車軸距減小，將可以減輕汽車的自身質(zhì)量，提高質(zhì)量利用率，充分發(fā)揮汽車的動力性和通過能力。但過小的軸距將會影響運動中的質(zhì)量分配，使汽車的制動性和操縱穩(wěn)定性變壞。軸距的選定有一個認識的過程，一般是通過類比的方法，考慮到專用設備的安裝和使用，初選一個數(shù)值，再對汽車的各種使用性能進行計算以及

41、其他相關尺寸的確定后，在綜合選定一個滿意的數(shù)值。此次設計所選的軸距是3300 mm.</p><p><b>　　3．前懸和后懸</b></p><p>　　多數(shù)專用汽車在改裝設計中，一般都沿用所選底盤的前懸和后懸尺寸，因此，影響汽車的總體尺寸和有質(zhì)量分配所帶來的各種使用性能的變化主要是汽車后懸與軸距的選取。軸距初定后，后懸增長將會減少汽車的前軸的軸載質(zhì)量，從而影響汽

42、車的操縱性，甚至導致后軸的超載。同時，過長的后懸將使汽車的機動性能和通過性，還有行駛安全性破壞。因此，應該在結(jié)構(gòu)許可的范圍內(nèi)盡可能地縮短汽車的后懸尺寸。</p><p>　　本設計中的車輛的前后懸的具體尺寸是前懸：1330mm 后懸：1424mm。</p><p><b>　　4. 車廂尺寸 </b></p><p>　　汽車的車廂尺寸主要指

43、的是車廂的內(nèi)部尺寸，即車廂內(nèi)部有效裝載容積。車廂尺寸對汽車的質(zhì)量分配而帶來的汽車使用性能的變化十分顯著。設計時必須引起足夠的重視?？紤]車廂的裝載能力，對于貨車必須根據(jù)所載貨物的平均容積質(zhì)量以及所設計汽車的裝載能力，對于客車則依據(jù)人體的平均質(zhì)量以及由人體工程學做推薦的乘坐空間。</p><p>　　此次設計中的車廂根據(jù)所裝載貨物的特點設計了半封閉的車廂，具體尺寸是： 2500mm1700mm1450mm。</

44、p><p><b>　　2.2.2質(zhì)量參數(shù)</b></p><p>　　專用汽車的質(zhì)量參數(shù)包括汽車的最大總質(zhì)量、最大整備質(zhì)量、裝載質(zhì)量以及以及汽車的軸載質(zhì)量分配。汽車最大總質(zhì)量以及軸間分配，直接影響汽車的各種性能。設計時應該參考原來底盤對汽車質(zhì)量參數(shù)的要求，合理的加以選取。</p><p>　　1.車輛的最大總質(zhì)量</p><p

45、>　　最大總質(zhì)量指汽車裝備齊全，并按照規(guī)定裝滿貨物的總質(zhì)量，其大小對貨車為總質(zhì)量與貨物質(zhì)量之和，對于乘用汽車為整車整背質(zhì)量與所有乘員質(zhì)量之和。專用汽車設計時，一般根據(jù)所選擇底盤的承載能力，首先確定汽車的最大總質(zhì)量，以便依據(jù)該數(shù)據(jù)對汽車各種性能進行全面估算。對于貨車國內(nèi)外汽車廠家現(xiàn)今大都是以汽車的最大總質(zhì)量作為不同級別汽車的分類標準。因此，所選擇汽車的最大總質(zhì)量一定要符合國家的相關規(guī)定。</p><p>　　

46、本設計中的車輛的最大總質(zhì)量是3500kg。</p><p>　　2.車輛的整車整備質(zhì)量</p><p>　　整車整備質(zhì)量指帶有全部裝備、加滿油料和冷卻水時空車總質(zhì)量。這一參數(shù)是一個重要的設計參數(shù)，從結(jié)構(gòu)設計來說，它必須不可以少的。當汽車處于運動狀態(tài)的時候，則希望該值越小越好。設計時的原則是既要考慮減少整被質(zhì)量對汽車的使用性能的好處，以及充分利用好材料，又要充分充分考慮結(jié)構(gòu)設計時的可能，在滿

47、足結(jié)構(gòu)和功能的前提下，盡可能地減小它。</p><p>　　此次設計中車輛的整車整備質(zhì)量是4500kg。</p><p><b>　　3.車輛的裝載質(zhì)量</b></p><p>　　汽車的裝載質(zhì)量是汽車的一個和重要的參數(shù)。它直直接決定汽車的運輸效率。專用汽車設計時，應該結(jié)合整車最大總質(zhì)量，整車整備質(zhì)量的選取，盡可能的增大汽車的裝載能力。<

48、/p><p>　　此次設計中車輛的裝載質(zhì)量是8000kg。</p><p>　　2.3 主車架的改裝要求</p><p>　　主車架是受載荷很大的部件，除承受整車靜載荷外，還要受到車輛行駛時的動載荷，為了保持主車架的強度和剛度，原則上不允許在主車架縱梁上鉆孔和焊接，應盡量使用車架上原有的孔。如果安裝專用設備或其它附件，不得不在車架上鉆孔或焊接時．應避免在高應力區(qū)鉆孔或焊

49、接。對于主車架縱梁高應力區(qū)以外的其余地方需要鉆孔或焊接時，應注意以下事項：</p><p>　　盡量減小孔徑，增加孔間距離，對鉆孔的位置和孔徑規(guī)范，應滿足圖2.1和表2.2的要求。</p><p>　　在縱梁翼面高應力區(qū)外的其它部位鉆孔，只能在中心處鉆一個孔，如圖2.1所示。</p><p>　　在縱梁的邊、角區(qū)域亦禁止鉆孔或焊接，如圖2.2、圖2.3所示的區(qū)域即為

50、不允許鉆孔和焊接加的部位。因為在這些部位進行鉆孔或焊接，極易引起車架早期開裂。</p><p>　　本課題中由于主車架與副車架之間的連接選用止推連接板形式，故主車架不用考慮鉆孔，只需考慮焊接的位置得當。</p><p><b>　　2.4副車架的設計</b></p><p>　　在專用汽車設計時，為了改善主車架的承載情況，避免集中載荷，同時也為

51、了不破壞主車架的結(jié)構(gòu)，一般多采用副車架（副梁）過渡 。</p><p>　　在增加副車架剛度的急劇變化而引起主車架上的應力集中，所以對副車架的形狀、安裝位置與主車架的連接方式都有一定的要求。</p><p>　　2.4.1副梁的截面尺寸及形狀</p><p>　　專用車輛副車架的縱梁（副梁）多采用如圖2.4所示的槽形截面。其截面主要尺寸取決于專用車輛的種類及其所受載

52、荷的大小。</p><p>　　由于此次設計是擺臂式自卸汽車，所以選擇了如圖2.4，其中是標準的槽鋼， 尺寸是A=160、B=70 、C=6。</p><p>　　2.4.2副梁的前端形狀及其位置</p><p>　　為了避免由于副梁剛度的突然變化而引起汽車車架縱梁的應力集中，副梁前端形式應該采用逐步過渡的方式。例如采用如圖2.2的三種過渡形式。</p>

53、;<p>　　圖2.5中，對于U形前端形狀：</p><p><b>　　對于角形前端形狀：</b></p><p><b>　　對于L形前端形狀：</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　圖2.4 副梁截面形狀

54、 a) U形</p><p>　　b) 角形 c) L形</p><p>　　圖2.5 副梁的前端形式</p><p>　　對于這三種不同形式的副梁前端，在其與車架縱梁相接觸的翼面上都加工有局部斜面，斜面尺寸如下：</p><p><b>　　

55、mm, mm</b></p><p>　　如果加工成這類形狀有困難時，可以采用如圖2.5所示的副梁前端簡易形狀。此時斜面尺寸較大，如：</p><p>　　對于鋼質(zhì)副梁：mmmm mmmm</p><p>　　a) 鋼質(zhì)副梁 b) 硬木質(zhì)副梁</p><p>　　對于硬木質(zhì)副梁：mmmm </p&

56、gt;<p>　　2.4.3副車架的形狀</p><p>　　如圖2.6所示的副車架是最常見的形式，其副梁和橫梁均采用標準的槽鋼，副梁采用的是碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235，其加工工藝簡便，為了便于與托架的連接在副車架的兩根縱梁上鉆有螺栓孔。 </p><p><b>　　圖2.6 副車架</b></p><p>　　2.4.4副車架選材及橫

57、縱梁的連接方式</p><p>　　在汽車制造工藝中，鋼板沖壓成型工藝占有十分重要的位置。沖壓成形的零件具有互換性好、能保證裝配的穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率高和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。</p><p>　　載重汽車用中板數(shù)量較多，受力的車架縱梁和橫梁、車廂的縱梁和橫梁均采用中板沖制且多以低合金高強度鋼板沖壓生產(chǎn)，也是適應提高汽車承載能力、延長使用壽命、降低汽車自重和節(jié)能節(jié)材以及安全行駛等要求的發(fā)展趨勢。&

58、lt;/p><p>　　副車架材料選用載重汽車橫縱梁的一般選用材料Q235。 </p><p>　　本設計中副車架橫縱梁采用邊梁式?jīng)_壓鉚接。</p><p>　　2.4.5副車架與車架的連接</p><p>　　可以采用多種結(jié)構(gòu)形式的連接裝置將副車架連接到車架上，常用的有三種形式分別是：止推板連接、連接支架連接、U形夾緊螺栓連接。</p&g

59、t;<p>　　本設計中選止推連接板連接。</p><p><b>　　2.5托架的設計</b></p><p>　　托架布置在副車架上，它的上面可以布置專用裝置，例如：液壓缸、擺臂、貨廂等。托架通過副車架將車上的承載傳遞給主車架。托架的形式也有很多種，本設計初設計的托架的形式有三種，現(xiàn)介紹如下：</p><p>　　方案一 如圖

60、2.7所示，方案一中的托架有四根縱梁，其中中間的兩根縱梁采用的形式和副車架的相同，外邊的兩根縱梁采用同樣的材料，主要布置液壓缸，其中尾部是布置擺臂軸的，托架的橫梁采用的是與副車架的橫梁同樣的材料同樣的型號，中間的縱梁是用來與副車架的連接的，本方案最初設計時是沒有副車架的，直接用托架的中縱梁與主車架連接，但是考慮到載荷的均布，和托架的承載，還有對本設計中的車輛，如果將托架及其上的專用裝置一起去掉，剩下的二類底盤及副車架還可以進行其他的改裝

61、設計，即再次應用，所以還是選擇了有副車架的方案。</p><p><b>　　圖2.7托架</b></p><p>　　方案二 方案二中的托架形式基本與上一方案相同，主要區(qū)別在于沒有中間的縱梁，其橫梁直接與副車架相連接，連接采用擋塊和U形螺栓相結(jié)合的方法，擋快是用于控制托架相對于副車架的縱向竄動，但是此方案的連接機構(gòu)過于繁瑣，增加了制造成本。所以本設計中舍棄了此方案

62、。</p><p>　　方案三 如圖2.8所示，方案三中托架的形式也是在沒有副車架的情況下應用的，如果有副車架增加了整車的高度，同時也提高重心的位置，這樣將對本設計中的車輛的性能有很大影響。</p><p><b>　　圖2.8托架</b></p><p>　　綜上所述，考慮到以上的各種特點，此次設計中選擇了最合適的托架形式，就是方案一中的托

63、架的形式，即圖2.7所示的形式。</p><p><b>　　2.6本章小結(jié)</b></p><p>　　本章首先對二類地盤進行了明確的選擇，在二類底盤的基礎上進行了副車架的設計。通過了三種設計方案的分析篩選，最終確定了托架的形式，為下一章節(jié)的設計打下了良好的基礎。</p><p>　　第3章 液壓系統(tǒng)的總體布置與選擇</p>

64、<p>　　3.1液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置</p><p>　　液壓系統(tǒng)主要由液壓能產(chǎn)生件、工作和操縱控制部件三大部分組成。</p><p>　　1. 液壓能產(chǎn)生件 包括取力器、油泵及單向閥、油箱以及油泵傳動機構(gòu)。取力器通常均與變速器直接安裝成一體。本設計中采用的是直接與變速器第二軸連接。</p><p>　　2. 工作部件 主要指油缸與翻傾杠桿系統(tǒng)。<

65、;/p><p>　　3. 控制部件 包括液壓分配閥、限位閥以及操縱系統(tǒng)?？刂撇考喟惭b在汽車前部的駕駛室內(nèi)或者后部，既要方便操縱與維護；又要減少管路迂回[4]。</p><p>　　液壓分配閥是控制系統(tǒng)的核心，分配閥分為常開式和常壓式。常開式分配閥在車廂不舉升的時候，油泵的壓力油經(jīng)分配閥后返回油箱，在系統(tǒng)中不產(chǎn)生高壓，因此可減輕油泵磨損，并可防止自卸汽車在行駛中意外的舉升貨箱而造成事故，故常

66、開式分配閥在汽車應用最廣泛。分配閥選擇型號的時候主要考慮額定工作壓力、流量以及操縱方式。本設計中采用的是常開式。</p><p>　　分配閥的操縱方式由機械式，氣壓式和液壓式；氣動的應用最為廣泛。機械操縱式機構(gòu)的形式有機械杠桿或者鋼絲軟軸直接撥動液壓分配閥實現(xiàn)換向。液壓操縱式通過手動液壓操縱閥建立油壓來打開或者關閉液動舉升閥實現(xiàn)換向。此種閥沒有中停位置，故必須切斷油泵動力來實現(xiàn)中停。氣動操縱方式是利用儲氣筒的壓縮

67、空氣，通過氣動操縱閥控制操縱氣管，驅(qū)動分配閥上的氣缸工作，來實現(xiàn)分配閥換向。</p><p>　　機械操縱式的優(yōu)點是可靠性好、通用性強、維修方便；缺點是杠桿布置比較麻煩，不適合可翻轉(zhuǎn)的駕駛室采用。氣動操縱式的優(yōu)點是功能齊全、操縱簡便、反應靈敏、就夠先進，因此被廣泛應用于中、重型具備氣源的自卸汽車。它的缺點是需要同時具備液、氣兩套管路系統(tǒng)、維修麻煩。</p><p>　　鑒于以上的比較本設計

68、中采用了機械式的操縱方式。</p><p><b>　　3.2取力器的選用</b></p><p>　　3.2.1 專用汽車取力器的總體布置方案選擇</p><p>　　專用車取力器總布置方案決定于取力方式。常用的取力方式分類如下：</p><p>　　主要分為發(fā)動機取力、變速器取力、傳動軸取力和分動器取力，其中發(fā)動機取

69、力又分為從前端取力和從飛輪取力，變速器取力又分為從I軸取力、從中間軸取力、從中間軸末端取力、叢Ⅱ軸取力和從倒檔齒輪取力。 </p><p>　　1. 發(fā)動機前端取力方案</p><p>　　其特點是采用液壓傳動，適合于遠距離輸出動力。故此種取力方式常用于由長頭式汽車底盤改裝的大型混凝土攪拌運輸車。</p><p>　　2. 飛輪后端取力方案</p>&

70、lt;p>　　此方案特點是取力器不受主離合器影響，傳動系統(tǒng)與發(fā)動機直接相連，取力器到工作裝置距離短、傳動系統(tǒng)簡單可靠、取出的功率大、傳動效率高。這種方案應用較廣，如由平頭式汽車改裝的大、中型混凝土攪拌車等。</p><p>　　3. 從變速器取力方案</p><p>　　從變速器取力還有多種結(jié)構(gòu)形式，圖3.1是從Ⅱ軸取力方案。最常見的是中間軸齒輪取力，稱為側(cè)置式取力器，又可分為左側(cè)與

71、右側(cè)布置方案，如CA1083系列汽車取力器、EQ1091系列汽車取力器均為側(cè)置取力器。</p><p>　　1.發(fā)動機；2.離合器；3.變速器；4.取力器；5.水泵</p><p>　　圖3.1變速器Ⅱ軸取力方案</p><p>　　4. 傳動軸取力方案</p><p>　　圖3.2是將取力器設計成一獨立結(jié)構(gòu)，設置于變速器輸出軸與汽車萬向傳動

72、軸之間，該獨立的專用取力裝置固定汽車車架上不隨傳動軸擺動，也不可伸縮。設計時應使用可伸縮的附加傳動軸與其相連，并注意動平衡與隔振消振。</p><p>　　1.發(fā)動機；2.離合器；3.變速器；4.取力器；5.水泵圖</p><p>　　圖3.2傳動軸取力布置方案</p><p>　　5. 分動器取力布置方案</p><p>　　此方案主要用于

73、全輪驅(qū)動的牽引車、汽車起重機等來驅(qū)動絞盤或起重機構(gòu)。從取力器到工作裝置間可采用機械傳動或液壓傳動。</p><p>　　3.2.2取力器的基本參數(shù)與基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　1. 取力器的基本參數(shù)</p><p>　　取力器實質(zhì)上是一種單級變速器。其基本參數(shù)有取力器總速比、額定輸出轉(zhuǎn)矩、輸出軸旋向以及結(jié)構(gòu)質(zhì)量等。以CA1083系列汽車取力器為例，該系列有QJCA

74、3T-010、QJCA6T-010等10多多種型號。</p><p>　　此次設計中選用的是型號QJCA3T-010，其總速比1.11,因為此取力器適合本設計中車輛的變速器。 </p><p>　　2. 取力器基本結(jié)構(gòu) </p><p>　　取力器的典型的工作原理：當壓縮空氣通過管接頭進入氣缸時，使活塞和撥叉軸移動，安裝在撥叉軸上的撥叉撥動從動齒輪與主動輪嚙合，帶動

75、輸出軸轉(zhuǎn)動。當氣缸內(nèi)無壓縮空氣時，活塞與復位彈簧作用下回位，撥叉使從動齒輪與齒輪脫開，油停轉(zhuǎn)。</p><p>　　取力器通過8個連接螺栓與變速器殼體相連，其中有兩個是專供定位用的鉸制孔螺栓，以保證取力器的可靠定位與齒輪正確嚙合。在變速器取力孔面應安裝以1mm襯墊并涂以密封膠。按照取力器在變速器上的安裝位置可分為左側(cè)式取力器與右側(cè)式取力器。在取力器換檔操作方式上，除了上述氣動操縱結(jié)構(gòu)外，還常采用手動操動結(jié)構(gòu)，具有

76、換檔可靠、靈活適應用戶操作習慣等特點。 </p><p>　　此次設計中采用的是變速器Ⅱ軸取力。</p><p>　　3.3擺臂液壓缸

77、的選擇</p><p>　　要確定油缸的直徑，要先計算出擺臂吊裝和傾斜工況是受的推力和拉力。</p><p>　　3.3.1擺臂的受力分析及計算</p><p>　　擺臂的受力分析可按吊裝和傾卸兩種工況進行討論。受力分析如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3吊裝、吊卸工況擺臂受力分析</p><p>　　吊裝、

78、吊卸工況（如圖3.1所示），O點為油缸與托架的鉸接點，A點為油缸與擺臂的鉸接點；雙作用油缸作用力 的大小和方向隨擺臂的轉(zhuǎn)動而改變，并為擺臂轉(zhuǎn)角(為擺臂與x軸的正向夾角)的單值函數(shù)； B點為吊鏈位置，為吊卸初始狀態(tài)的吊鏈軸位置； B1 為吊鏈軸在吊裝工況初始狀態(tài)的位置。為油缸軸線與x軸的正向夾角。</p><p>　　擺臂式自裝卸汽車的吊裝和吊卸過程中，擺臂受力的兩個典型工況：當B點位于B1點時，擺臂可以從下極限

79、位置吊裝貨廂；當點位于 點時擺臂可以從托架上吊卸貨廂。</p><p>　　當?shù)跹b貨廂時，計算公式如（3.1）取擺臂為分離體：</p><p><b>　　由，得：</b></p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中 、――油缸作用力在軸、軸上的投影

80、（N）；</p><p>　　、――油缸上鉸支點的、坐標值（m）；</p><p>　　―― 吊裝重力（N）；</p><p>　　――點的坐標值（m）。</p><p>　　上式可以進一步整理成公式（3.2）：</p><p>　　經(jīng)驗證后，軸的強度足夠。</p><p>　　4.3傾卸鏈的強

81、度系數(shù)校核</p><p>　　可以將傾卸鏈看作成一個低速鏈傳動，它的失效形式主要過載拉斷，應進行靜強度計算，其強度安全系數(shù)S應滿足如下要求：</p><p><b>　　（4.10）</b></p><p>　　式中 ――單排鏈的極限拉伸載荷，kN；</p><p><b>　　――鏈排數(shù)；<

82、;/b></p><p><b>　　――工作情況系數(shù)；</b></p><p>　　――鏈的工作拉力，N。</p><p><b>　　具體計算如下：</b></p><p>　　經(jīng)計算，該鏈強度足夠，合格。</p><p><b>　　4.4 本章小結(jié)&l

83、t;/b></p><p>　　本章主要根據(jù)工作裝置的受力情況進行大體上的校核。主要校核部分有擺臂軸、傾卸鏈條，對擺臂軸根據(jù)彎扭強度進行安全系數(shù)校核，對傾卸鏈條進行強度校核，為下一章節(jié)的整車性能分析打下了良好的基礎。</p><p>　　第5章 整車性能計算與分析</p><p>　　專用汽車性能參數(shù)計算是總體設計的主要內(nèi)容之一，其目的是檢驗整車參數(shù)選擇是否

84、合理，使用性能參數(shù)能否滿足要求。最基本的性能參數(shù)計算包括動力性計算、經(jīng)濟性和穩(wěn)定性計算。</p><p>　　擺臂自卸汽車整車性能參數(shù)見表5.1，表5.2</p><p>　　表5.1 與計算有關的整車參數(shù)</p><p>　　表5.2 擺臂自卸汽車變速器速比</p><p><b>　　5.1 動力性計算</b><

85、;/p><p>　　5.1.1 發(fā)動機的外特性</p><p>　　發(fā)動機外特性是指發(fā)動機油門全開時的速度特性，即節(jié)氣門全開時發(fā)動機功率、轉(zhuǎn)矩和有效燃油消耗率隨轉(zhuǎn)速的變化關系，它代表發(fā)動機所能發(fā)出的最大動力性，是汽車動力性計算主要依據(jù)。</p><p>　　在外特性圖上，發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的二條重要特性曲線，為非對稱曲線。工程實踐表明，可用二次三

86、項式來描述汽車發(fā)動機的外特性，即 </p><p><b>　　(5.1)</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　—發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩，(N·m)；</p><p>　　—發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)速，(r/min)；</p><p>　　、、—待定

87、系數(shù)，由具體的外特性曲線決定；</p><p>　　、、可由多種途徑獲得,下面是常用的兩種計算方法。</p><p>　　1、已知外特性曲線時，根據(jù)外特性數(shù)值建立外特性方程式</p><p>　　如果知道發(fā)動機外特性曲線時，則可利用拉格朗日三點插值法求出公式(5-1)中的待定系數(shù)、、。在外特性曲線上選取三個點，即、，、，、，依拉格朗日插值三項式有:</p>

88、;<p><b>　　(5.2)</b></p><p>　　將上式展開，按冪次高低合并，然后與(5.1)式比較系數(shù)，即可得三個待定系數(shù)為：</p><p><b>　　(5.3)</b></p><p>　　2、不知外特性曲線時，按經(jīng)驗公式擬合外特性方程式</p><p>　　如果沒

89、有所要的發(fā)動機外特性，可從發(fā)動機銘牌上知道該發(fā)動機的最大輸出功率及相應轉(zhuǎn)速和該發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩及相應轉(zhuǎn)速時，然后用下列經(jīng)驗公式來描述發(fā)動機的外特性</p><p>　　(5.4) 式中 </p><p>　　——發(fā)動機最大輸出轉(zhuǎn)矩(N·m)；</p><p>　　——發(fā)動機最大輸出轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)速(r/m

90、in)；</p><p>　　——發(fā)動機最大輸出功率時的轉(zhuǎn)速(r/min)；</p><p>　　——發(fā)動機最大輸出功率時的轉(zhuǎn)矩(N·m)，。</p><p>　　由公式(5.1)和公式(5.4)，可得</p><p><b>　　(5.5)</b></p><p>　　所以，根據(jù)表5.

91、1的數(shù)據(jù)</p><p>　　得 N·m</p><p>　　a = =-4.422</p><p><b>　　b = </b></p><p>　　c = 430-330.505</p><p>　　發(fā)動機外特性曲線是在室內(nèi)試驗臺架上測量出

92、來的，應對臺架試驗數(shù)據(jù)用修正系數(shù)μ進行修正，才能得到發(fā)動機的使用外特性。</p><p>　　5.1.2 汽車的行駛方程式</p><p>　　擺臂自卸汽車在直線行駛時，驅(qū)動力和行駛阻力之間存在如下平衡關系： (5.6)</p><p><b>　　式中 </b></p&g

93、t;<p>　　——驅(qū)動力，(N)； </p><p>　　——滾動阻力，(N)；</p><p>　　——坡道阻力，(N)； </p><p>　　——空氣阻力，(N)；</p><p>　　——加速阻力，(N)。</p><p>&

94、lt;b>　　1、驅(qū)動Ft的計算</b></p><p>　　擺臂自卸汽車在地面行駛時受到發(fā)動機限制所能產(chǎn)生的驅(qū)動力與發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩的關系為：</p><p>　　(5.7)式中 </p><p>　　—— 變速器某一擋的傳動比；</p><p>　　—— 主減速器傳動比；</p><p>

95、　　—— 傳動系統(tǒng)某一擋的機械效率；</p><p>　　—— 驅(qū)動輪的動力半徑，(m)；</p><p>　　—— 發(fā)動機外特性修正系數(shù)。</p><p>　　2、滾動阻力Ff的計算</p><p>　　擺臂自卸汽車的滾動阻力由下式計算：</p><p><b>　　(5.8)</b></

96、p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　ma——后欄板起重運輸汽車的總質(zhì)量(Kg)；</p><p>　　α——道路坡度角(°)；</p><p>　　f——滾動阻力系數(shù)。</p><p>　　滾動阻力系數(shù)f取決于輪胎的結(jié)構(gòu)形式及氣壓、車輛的行駛速度、路面條件等

97、因素。當車速在km/h以下時，f可取常數(shù)；當車速超過km/h時，可用經(jīng)驗公式f=f0=kv來求得。(式中f0、k、v分別為常數(shù)項、比例系數(shù)、高位自卸汽車行駛的速度[29]。</p><p>　　3、坡道阻力Fi的計算</p><p>　　擺臂自卸汽車上坡行駛時，整車重力沿坡道的分力為坡道阻力，其計算公式為：</p><p><b>　　(5.9)</

98、b></p><p>　　4、空氣阻力Fω的計算</p><p>　　大量試驗結(jié)果表明，汽車的空氣阻力與車速的平方成反比，即</p><p><b>　　(5.10)</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　——空氣阻力系數(shù)，高位自卸汽車可

99、取為0.5～0.9；</p><p>　　——迎風面積(m2)，可按估算，為輪距(m)，為整車高度(m)。</p><p>　　5、加速阻力Fj的計算</p><p>　　加速阻力是汽車加速行駛時所需克服的慣性阻力有：</p><p><b>　　(5.11)</b></p><p><b&

100、gt;　　式中 </b></p><p>　　——汽車加速度(m/s2)；</p><p>　　——汽車整備質(zhì)量(kg)；</p><p>　　——傳統(tǒng)系統(tǒng)回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)。</p><p><b>　　的計算公式為</b></p><p><b>　　(5.12)<

101、/b></p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　——車輪的轉(zhuǎn)動慣量(kg·m2)；</p><p>　　——發(fā)動機飛輪的轉(zhuǎn)動慣量(kg·m2)；</p><p>　　——車輪的滾動半徑(m)。</p><p>　　進行動力性計算時，若不知道、值，

102、則可按下述經(jīng)驗公式估算值：</p><p><b>　　(5.13)</b></p><p>　　式中 。低擋時取上限，高檔時取下限。</p><p>　　將式(5.7)、(5.8)、(5.9)、(5.10)、(5.11)及(5.1)代入式(5.6)，換算后得</p><p><b>　　(5.14)</

103、b></p><p><b>　　又因為</b></p><p><b>　　(5.15)</b></p><p>　　將式(5.15)代入(5.14)并整理后得：</p><p><b>　　(5.16)</b></p><p>　　式中：

104、 (5.17)</p><p>　　5.2動力性評價指標的計算</p><p>　　衡量汽車動力性能的評價指標有最高車速、最大爬坡度和加速性能[30]。</p><p>　　1、最高車速vmax </p><p>　　根據(jù)最高車速的定義，有α=0,j=0，由式(5

105、.16)可得：</p><p>　　將式(5.8)代入上式，有：</p><p>　　因 </p><p>　　所以令 (5.18)</p><p>　　又因,，可確定專用汽車的最高車速為：</p><p><b>　　(

106、5.19)</b></p><p>　　2、最大爬坡度imax</p><p>　　當汽車以最低擋穩(wěn)定速度爬坡時，有，為簡化，可設，則由式(5.16)可得：</p><p><b>　　(5.20)</b></p><p>　　對上式兩邊以va為自變量求導，可得：</p><p>&l

107、t;b>　　(5.21) </b></p><p>　　當時，取最大值，此時有：</p><p>　　代入式(5.20)，可得：</p><p>　　令 (5.22)</p><p>　　則：

108、 </p><p>　　對上式進行整理后可得：</p><p>　　當f0=0時，sinα=E，但實際上滾動阻力總是存在，并且滾動阻力系數(shù)愈大，汽車爬坡能力愈小[31]。因此上式中應取負號，又因</p><p><b>　　則上式可簡化為：</b></p><p><b>　　(5.23)<

109、/b></p><p>　　由此可得到擺臂自卸汽車的最大爬坡度，為：</p><p><b>　　(5.24)</b></p><p><b>　　3、加速度amax</b></p><p>　　專用車輛在水平路面上的加速度的計算公式如下：</p><p><b&

110、gt;　　(5.25)</b></p><p>　　專用車輛在某一擋位加速過程中最大加速度可由α=f(v)的極值點求出，</p><p>　　令： </p><p><b>　　得到極值點的車速：</b></p><p><b>　　(5.26)</b>

111、</p><p>　　將(5.26)式代入(5.25)式，可得擺臂汽車在該擋時的最大加速度為：</p><p><b>　　(5.27)</b></p><p>　　5.3 擺臂自卸汽車整車動力性計算</p><p>　　表5.3 動力性計算需確定的有關系數(shù)</p><p>　　1、 確定動力性計

112、算所需的有關系數(shù)</p><p>　　系數(shù)、、、和的確定結(jié)果如表5.3所列，回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)如表5.2所列。</p><p>　　可按下述經(jīng)驗公式估算值：</p><p><b>　　=1++i</b></p><p>　　式中=0.03 ~ 0.05。低檔時取上線，高檔時取上限。</p><p>

113、;<b>　　根據(jù)表計算得：</b></p><p>　　一檔 ：=1+0.03+0.03(6.515)=2.303</p><p>　　二檔 ：=1+0.03+0.03(3.916)=1.490</p><p>　　三檔 ：=1+0.04+0.04(2.345)=1.260</p><p>　　四檔 ：=1+0.05+

114、0.05(1.439)=1.154</p><p>　　五檔 ：=1+0.05+0.05(1.00)=1.050</p><p>　　六檔 ：=1+0.05+0.05(0.813)=1.083</p><p>　　倒檔 ：=1+0.03+0.03(6.060)=2.242</p><p>　　表5.4 動力性計算需確定的有關系數(shù)</p&

115、gt;<p>　　2、確定發(fā)動機外特性曲線的數(shù)學方程</p><p>　　由于沒有所要的發(fā)動機外特性，故采用經(jīng)驗公式擬合外特性方程式。</p><p>　　由于 N·m</p><p>　　a = =-4.422</p><p><b>　　b = </b></p&

116、gt;<p>　　c = 430-330.505</p><p>　　即得發(fā)動機外特性的數(shù)學方程如下：</p><p>　　3、計算各檔位時的系數(shù)A、B、C1、C2和D的值</p><p>　　依據(jù)公式（5.17）和（5.18），將上面確定的有關參數(shù)分別代入計算，計算的結(jié)果如表5.5所列。</p><p>　　表5.5 各檔位時