翻斗车设计

摘要

本次设计的题目为自卸汽车设计。自卸车几十年来在国内外获得迅速的发展与普及，它最明显的优点是实现卸货的机械化，提高卸货效率。不仅减轻工人劳动强度，还促进国家的经济建设速度，关系到国家重点建设项目的建设。同时在自卸车研究和生产过程中，也带动了化工，钢铁等其它行业，还提供了大量的工作岗位，减轻就业负担，日趋完善，成为系列化多的产品。所以，自卸车的发展是非常重要的。

本文以自卸汽车为设计题目，设计的主要内容为以下几个方面:确定自卸汽车的总体设计方案、对举升机构结构进行设计及力学分析、对车厢的结构及副车架的设计、对液压系统的设计、对自卸汽车进行整车性能的分析。设计完成后的自卸车能够承载5.5吨的货物，15s的举升时间。

关键词：系统；车厢；液压；分析；机械化；举升

ABSTRACT

The design is the subject of the design modifications and dump truck. Dump Truck is the truck-based chassis modification, dump truck at home and abroad in recent decades it was the rapid development and popularity of its greatest strengths is to achieve a discharge of mechanization, thereby enhancing the discharge efficiency. Not only can reduce the labor intensity of workers, but also to promote the country's economic construction speed, related to the key national construction projects, building and development. At the same time, research and production in the dump truck has also led the iron and steel, chemical, and other many industries, but also provide a large number of jobs and reduce the employment pressure, and gradually maturing as a series of product variety. Therefore, the development of dump truck is necessary.

Therefore, this paper dump truck for the design of the subject, the main elements of design are as follows: dump truck to determine the overall design program. On the lifting body structure design and mechanical analysis. The design of the hydraulic system. The structure of the compartments and sub-frame design. of dump truck for vehicle performance analysis. The last designed by the dump truck can carry5.5 tons of goods, lifting time of a dump truck for the 15s.

Keywords: System;Carriage;Hydraulic;Mechanization;Lifting

目录

摘要................................................... I ABSTRACT.................................................... I I 第一章绪论 . (1)

1.1 课题的提出 (1)

1.2课题来源及研究意义 (2)

1.3.1国内研究发展概况 (2)

1.3.2 国外研究发展概况 (3)

第二章整车参数的确定及车厢的设计 (7)

2.1质量参数的确定 (5)

2.3举升车厢形式的选择 (7)

2.4 车厢的选材 (9)

2.5 车厢的设计规范及尺寸确定 (9)

2.6车厢锁止机构的选择与设计 (11)

2.7本章小结 (12)

第三章自卸车液压举升机构的设计 (13)

3.1 液压举升机构应满足的性能 (13)

3.2 举升系统性能主要评价参数 (14)

3.3 液压举升机构参数的选择与确定 (15)

3.3.1 液压举升机构简述 (15)

3.3.2 液压举升机构方案的选择 (18)

3.4 举升机构几何尺寸的确定 (18)

3.4.1 车厢与副梁铰支点O的确定 (19)

3.4.2 车厢放平时举升机构与车厢前铰支点C0的确定 (19)

3.4.3 液压油缸与副梁铰支点E的确定 (20)

3.4.4 车厢放平时三角臂中支点B0座标和C0B0长度的确定 (20)

3.4.5 车厢放平时拉杆与三角臂铰接点A0的确定 (20)

3.4.6 拉杆与副梁铰接点D及拉杆长度的确定 (21)

3.5 举升机构力学分析 (21)

3.5.1 举升机构的参数计算及校核 (21)

3.6.1 液压油缸性能参数计算 (23)

3.6.2 液压泵性能参数计算 (24)

3.6.3油箱容积与油管内径计算 (25)

3.6.4系统压力校核 (26)

3.6.5 车厢升降时间的校核 (27)

3.6.6方向控制阀的选型 (27)

3.6.8液压系统原理 (28)

3.6.9 取力器的选择 (29)

3.6.10本章小结 (30)

第4章副车架的设计 (32)

4.1 选用的底盘主车架的主要尺寸 (31)

4.2副车架的结构设计 (31)

4.2.1副车架的外形 (31)

4.2.2副车架的选材 (32)

4.2.3 副车架的截面形状 (32)

4.2.4 加强板的布置 (33)

4.2.5 副车架的前端形状及安装位置 (33)

4.2.6 纵梁与横梁的连接设计 (35)

4.4副车架尺寸的确定 (37)

4.5副车架的强度刚度弯曲适应性校核 (38)

4.6本章小结 (44)

第5章整车性析 (46)

5.1 概述 (45)

5.2 汽车动力性能分析 (45)

5.2.1 基本参数确定 (45)

5.2.2 汽车的行驶方程式 (46)

5.2.3 汽车最高车速的确定 (49)

5.3 燃油经济性计算 (51)

5.4 整车稳定性分析 (52)

5.4.1 稳定性分析内容 (52)

5.4.2 空载质心高度的计算 (52)

5.4.3 空载侧倾角的计算 (53)

5.4.4 最小转弯直径的计算 (53)

5.5 本章小结 (54)

致谢 (55)

附录 (57)

附录A.外文文献原文 (57)

附录B.外文文献中文翻译 (60)

第一章绪论

1.1 课题的提出

自卸车也被叫作翻斗车，是一种利用发动机动力提供动力带动液压举升机，将车厢倾斜一定角度从而达到自动卸货的目的，在卸料完毕后，货箱的自重可以让它恢复原样。不同的用途就有不同的种类，非公路运输重型车和超重型的自卸汽车为一类。大型矿山、水利工地等场所主要应用这种类型的，这种类型的货物一般通过挖掘机进行货物装载，这种通常被叫做矿用自卸汽车。矿用自卸汽车只能在矿山、工地上使用，不能用于用于公路运输，因为它的长宽高和轴荷等参数都超过公路法规的要求。另一类普通自卸车，公路运输应用多，它也一般是与装载机械配套使用进行装载的。

一般自卸汽车的发展得益于我国经济的稳步增长。20世纪80年代末发展起来的自卸车，一般装载重量在4.5t-9t之间。国家和地方不断的出台和修改专门的法规对普通自卸车排放、尺寸、最高车速等各方面性能进行规范。使得普通自卸车稳步向前发展。促使一般运输车和特种运输车的增长和发展。许多的城乡建设中，例如：采矿场、采沙场、工地及一般的土木工程等的运输建设中的自卸车，因为拥有非常高的灵活机动性和价格低的优点，所以应用的非常广。

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。

自动倾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。自卸汽车具有高度机动性和卸货机械化等优点，通常与铲式转载机、挖掘机或皮带运输机等配套使用，实现装卸机械化，从而可以大大缩短装卸时间，提高运输效率并可以节省劳动力，减轻劳动强度。随着汽车制造业的发展，自卸汽车不断采用新材料、新工艺，提高其质量利用系数，具有较大的速度范围和较高的传动效率，控制与操纵更完善，更方便。

随着我国经济的快速发展，但是在建设中，城市内部垃圾、建筑材料也在迅猛增长。由于自卸汽车减轻了装卸工作量、提高了工作效率、车厢可以密闭等原因，越来越被广大用户所接受，市场容量也越来越大。该自卸车既要适应城市间运输，也要适应城市内部车流量的的特点。

本课题在满足设计要求下，对矿用自卸车的车厢和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设计效率。

1.3 自卸车国内外研究概况

1.3.1国内研究发展概况

我国在机械设计中采用最优化技术的历史虽然很短，但其发展速度却是十分惊人的。无论在机构综合、通用零部件设计，还是各种专业机械的设计都有最优化技术应用的成果。

在计划经济向市场经济转换初期，由于汽车领域不象航天等领域受到重视，国内大多数轻型矿用自卸车生产企业在举升机构的设计过程中一直沿用传统的“类比作图试凑法”，这种传统的设计方法主要是凭借设计者的经验，参照相同或类似的较为成熟的设计方案，辅以必要的分析计算，确定一个初始的设计方案，并通过估算，初步确定有关参数；然后对初定方案进行必要的分析及校核计算；如果某些设计要求得不到满足，则可进行设计方案的修改，设计参数的调整，并再一次进行分析及校核计算，如此多次反复，直到获得相对合适的设计方案为止。

随着市场经济的深入发展和市场竟争的激烈，一些研究机构、工程车改装厂在举升机构的设计中采用了这种方法，并取得了一定的优化成果。优化设计作为一种新的设计方法具有综合的本质，它能够把过去的设计开发经验加以总结，寻找出更优的结构。优化技术将越来越得到更为广泛的应用。

目前，我国改装车市场最大销售量约25万辆左右，改装量最大的除了客车外，

主要有厢式车、罐式车、自卸车等主要车型。但是总体来看，这些专用车均存在技术附加值低、工艺较落后等问题。从品种来看，我国改装车品种较少，仅有400多个品种。那么，未来改装车市场到底是什么市场呢？肯定地说，应该向多品种、高、精、尖方向发展。这种发展方向除了我国公路条件改善外，还和我国公路货物运输市场息息相关。目前，我国公路货运市场的主体依然是以个体户为主，公路货运甚至还谈不上物流管理，具有运输成本高、随意性大、服务没有保证等特点。而且集团化货运市场对卡车的个性化要求将越来越高，同时需求数量也将越来越大。可以毫不夸张地说，未来的卡车发展方向将是专用车。美国等发达国家专用车市场十分巨大，专用车具有品种多、技术含金量高等特点。确切地说，我国专用车市场最终是向多品种、高精尖的方向发展。随着我国公路运输主体的逐渐变化，将加快产品结构的变化和技术的升级。公路用自卸汽车的装载质量从2～20t、矿用自卸汽车装载质量从20～154t

以基本形成完整的自卸汽车系列，为我国自卸汽车的腾飞打下了坚实的基础。当然除普通自卸汽车以外，专用自卸汽车的生产也得到了一定的发展，尤其是新世纪以来，随着我国社会经济和交通环境的改善，各行业对专用汽车尤其是工程系列专用汽车的需求越来越大。专用汽车将跟更加注重行业化、专用化、系列化。

1.3.2 国外研究发展概况

国外自卸汽车生产始于上世纪30年代，比我国早30多年在其后70多年的发展

过程中，其结构不断改进，整车性能已有很大提高。为提高自卸汽车的科技含量，追求高附加值，各国更是不断采用先进技术，其主要表现以下几个方面：全面提高自卸汽车内在质量和使用性能；在制造加工方面，自卸汽车朝着底盘生产专业化、零部件生产专业化、工艺专业化和辅助生产专业化方向发展；广泛采用计算机辅助设计，以提高设计的质量和缩短设计研制的周期；在材料配置上，将更多地采用高强度铝合金、不锈钢、工程塑料和聚合材料等。目前，自卸汽车以形成自己独特的结构与车型系列。目前, 各大自卸汽车生产企业生产的自卸车尾钩锁紧机构多数为拉杆式尾钩锁紧机构、链条式尾钩锁紧机构、液压手动控制式尾钩锁紧机构等, 这些机构各有特点, 在运输自卸车中被广泛使用。国内使用的自卸车车箱大部分使用16Mn制造而成。其

特点是钢板厚, 车箱沉重, 截面一般呈方形, 边板和底板有很多的加强筋。16Mn的

屈服强度较低, 硬度较小, 且冲击性能较差。这些特性决定了不适合用于制造轻量化的车箱。在欧美, 很多车箱都使用Haordx(耐磨钢板材料), 与传统的方形车箱有着很大的区别, 其特点是横截面呈U形或半弧形, 而且车箱边板和底板几乎没有使用加强筋。Hardox是瑞典钢铁集团生产的一种耐磨钢板, 具有较高的屈服强度, 是

16Mn的三倍以上, 并且具有较高的硬度和冲击韧性。在设计装载量相同的情况下, 用Haordx钢板制造的车箱与16Mn用制造的车箱相比, 板材厚度更薄, 且不需要加强筋。据国外的一些厂家反馈, 车箱使用Haordx钢板后, 重量能减少, 甚至更多。

随着计算机技术的发展和应用，50年代发展起来的以线性规划和非线性规划为主要内容的新的数学分支一数学规划被应用于解决工程设计问题，形成了工程设计的新理论和新方法，即工程优化设计理论与方法。特别从60年代以来，最优化技术发展迅速，而且得到了广泛的应用。在汽车工业发达的欧、美、日等国家，汽车优化设计理论和方法已应用于汽车诸多领域的很多环节，从汽车发动机、底盘、车身等主要总成的优化到整车动力传动系统的匹配，优化设计使他们的汽车工业保持了世界领先地位。

汽车工业的发展是经济社会发展的必然，而经济社会的发展，又对汽车的使用功能不断提出新的要求，使汽车在社会商品、信息、人员三种流通中起着重要的作用。汽车的经济效益不只在于汽车生产的本身，而是更集中体现在汽车使用和流通的全过程。经济的发展对汽车运输工具在各种功能和性能方面要求越来越高，对运输服务的品质以及运输服务的多元化、个性化要求越来越强，从而推动着专用车的迅速发展。从某种意义上讲，基本车型只能简单的满足数量上的要求，而专用汽车才能更好地满足用户的使用要求，更有效地发挥汽车的经济效益。经济社会的发展，把汽车运输工具推向专业化。只有专用汽车，才能更好地适应客货运输现代化、多样化和个性化的要求，满足特定条件下的各种专项作业的需求，更有效地发挥汽车在运输结构中的作用，建设资源节约型和环境友好型社会。

1.4 研究的内容

随着自卸车变得越来越重要，则有关它的设计领域也变得日益重要起来。它的总体设计程序与载货车基本相近。本人进行一系列的市场调研和同类车型资料的收集，摸清了产品主要技术经济指标，了解有关设计标准法规等。在此基础上拟定设计原则，协调使用、制造与经济三方面矛盾，处理好产品技术先进性与工艺继承性、零部件通用化程度以及生产成本的辩证关系，然后进入具体技术设计阶段。针对上述问题和课题的研究需要，本文的主要工作是自卸汽车车厢和举升机构系统的设计研究。具体工作如下：

1、举升机构设计

用机构动力学的知识对油缸前推连杆组合式自卸汽车的举升机构进行设计计算，并对举升机构液压系统的设计步骤进行了说明。对举升液压缸、液压油泵、换向阀等液压元件计算和选取进行了详细的阐述。

2、车厢的设计

参考同类车型的车厢的尺寸参数，确定其上长宽高。并对车厢后拦板开合机构的形式的选择，而且要进行设计与分析。

3.、液压系统设计

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。

第二章自卸车总体设计及方案选择

2.1质量参数的确定

额定装载质量是自卸汽车的基本使用性能参数之一。目前，中、长距离公路运输趋向使用重型自卸汽车，以便提高运输效率、降低运输成本，额定装载质量一般为

9～19t ；而承担市区或市郊短途运输的自卸汽车额定装载质量为4.5～9t 。同时，还应考虑到厂家的额定装载质量的合理分级，以利于产品系列化、部件通用化和零件标准化。此外，额定装载质量还必须与选用的二类货车底盘允许的最大总质量相适应。

改装部分质量主要包括：车厢质量、副车架质量、液压系统质量、举升机构质量以及其他改装部件的质量。改装部分质量既可通过计算、称重求得，也可以根据同类产品提供的数据进行估算。

自卸汽车整车整备质量是指装备齐全、加够油料、液压油和冷却液的空车质量。它一般是二类底盘整备质量与改装部分质量的总合，是自卸汽车总体设计的重要设计参数之一。

整备质量0m ： 选取5000kg ；

装载质量e m ： 选取5500kg ；

驾驶员质量r m ：65kg/人，额定载员3人，365195kg kg ?=；

自卸汽车总质量是指装备齐全，包括驾驶员，并按规定装满货物的质量。其值可按下式确定。

0a e r m m m m =++ （2.1）

则： 0a e r m m m m =++=5000+5500+195=10695kg

2.2总体方案设计

该自卸汽车是选择E L K P CA 4291123型自卸车底盘，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卸货，并依靠车厢自重使其复位的专用汽车。该车最大装载质量为5.5t ，是适用于公路运输的中型自卸汽车。倾卸机构采用油缸前推式举升机构。该自卸汽车主要由货箱、副梁、液压举升机构、液压系统等部件组成，主要技术参数见表2.1。

表2.1整车参数

汽车外形尺寸（高宽长??）

287222807045?? 最大装载质量e m 5500kg 整备质量0m 5000kg 轴距L 4250mm 轮距（前∕后） 1801∕1740

前悬 F L 1330 后悬 R L 2260 接近角1γ

ο18 离去角2γ

ο24 货箱尺寸

152822805200?? 倾斜时间（举升∕落下）

15s ∕13s 最大举升角

ο50 总质量 11000kg 最高车速（km ∕h ） 81.3 最小转弯半径（m ） 7.8 最大爬坡度(%)

78 百公里油耗（L/100km ） 24.3

2.3举升车厢形式的选择

车厢是用于装载和倾卸货物。它一般是由前栏板、左右侧栏板，图2.1为典型的底板横剖面呈矩形的后倾式车厢结构。为避免装载时物料下落碰坏驾驶室顶孟，通常车厢前栏板加做向上前方延伸的防护挡板。车厢底板固定在车厢底架之上孟，车厢的侧栏板、前后栏板外侧面通常布置有加强筋。

车厢结机构型式按用途不同大概可分为：普通矩形车厢和铲斗车厢。

普通矩形车厢用于散装货物运输。它的要求要比矿用自卸车车厢要低，其后板装有自动开合机构，保证货物顺利卸出。普通矩形车厢板厚为：前板4～6，边板4

～8，后板5～8，底板6～12。比如：程力牌自卸车普通矩形车厢标准配置板厚为：前4边4底8后5。

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

图2.1车厢结构图

铲斗车厢则适用于大石块等粒度较大货物的运输。考虑到货物的冲击和碰幢，铲斗车厢的设计形状较复杂，用料较厚。比如：程力牌自卸车矿用铲斗车厢标准配置板厚为：前6边6底10，而且有些车型在底板上焊接一些角钢，以增加车厢的刚度和

抗冲击能力。

图2.2普通矩形车厢

图2.3铲斗车厢

车厢对自卸汽车的质量利用系数影响很大，对其使用寿命也有一定的影响。因此，自卸车的车厢是自卸车的重要部分。目前，国内外自卸车车厢都是用钢制成的，从质量分配来看，车厢质量大约占自卸车整备质量的1∕4。综合上述，车厢采用普通车厢。

2.4 车厢的选材

1、车厢选材原则

工程材料的一般选用原则：具有良好的使用性能，优良的工艺性及合理的经济性。对于自卸汽车车厢应考虑以下性能：

（1）使用性能:使用性能是选材考虑的主要问题。

（2）工艺性能:材料加工的工艺流程要适合批量生产。

（3）经济性能:选择材料的经济性是当前注意的问题。

2、车厢钢板选材

在遵循满足使用性能要求，较好工艺性和较好经济性的前提下，车厢选用选用Q235工程用钢材。

2.5 车厢的设计规范及尺寸确定

将全金属焊接车厢设计成等刚度体车厢是自卸汽车设计的重点，但是很难既能保证高强度又能保证轻量化。就整车而言，可以看成由车轮、前轴、后桥壳、悬架、车架、车厢及其橡胶缓冲块等不同刚度单元组合而成的弹性体，受力时，将按照各自的刚度产生各自的变形，其变形量与刚度成反比，吸收的能量与刚度成正比。车厢刚度，无论是弯曲刚度还是扭转刚度，都会增加车架的相应刚度，两者的刚度是相辅相成、互相补偿的。当汽车前后左右车轮处于高差较大的路面，车架扭曲较大时，车厢应该有一定的扭转随动性。如果车相的扭转刚度过大，当车架扭转到一定程度时，车

厢前支承缓冲块相应的一侧压到极限位置，车厢纵梁的另一侧可能离开缓冲块，车厢前端的一大部分重量转移到一侧的车架纵梁上，纵梁可能超载损坏。如果车厢扭转刚度过小，能与车架扭转随动，当车架产生较大扭曲时，车厢可能因变形过大而早期损坏。

全金属焊接等刚度车厢设计的规范化的定量的设计计算方法并不是很完善，根据一些经验，可以知道一些设汁规范和经验数据：

车厢底板和侧梁断面应小些，布置应密集，这样易于形成等刚度。自卸汽车的车架断面系数也应比同级吨位的货车车架大一倍，5t 自卸汽车的车厢底板厚度应不小于6mm 。

1、车厢外部尺寸参数

参考同类车型的车厢的尺寸，可确定自卸车的车厢的尺寸。

表2.2车厢的整体尺寸

车厢长度 5200mm 车厢宽度 2280mm 车厢高度 1530mm 车厢前后板厚度 5mm 车厢底板厚度 6mm 车厢栏板厚度 150mm 车厢栏板高度 1528mm 挡板钢板厚度 6mm 挡板肋宽度 100mm 挡板肋厚度 50mm

2、车厢内部尺寸参数

车厢内部长宽各为车厢的长宽相应减掉厢板钢板和车厢加强肋的厚度，高度减去钢板厚度，即有车厢内层的长，宽，高为：

车厢长度： 4500mm

车厢宽度： 2280mm

车厢高度： 900mm

即有，车厢的有效体积为：

=V 9.028.25.4??=9.2343

m 车厢质量 kg m 1144=

车厢底梁的强度校核

1641500022=?=L F M max max max y I M z =δ max y I W z z = 则有 z W M max max =δ 对于矩形面 6

2bh W z = 47.427max =δ

Q235的抗拉强度在375-460，符合强度要求。

2.6车厢锁止机构的选择与设计

自卸汽车改装对车厢后拦板开合机构设计要求如下： 在车厢倾斜卸货时，举升机构升至一定高度后，后厢板在重力的作用下自行打开，货物开始倾卸。卸货完毕，车厢

恢复水平状态，车厢复位。

1-车厢；2-后板挂锁总成；3-后厢板；4-锁钩；5-扭转弹簧；6-锁钩轴；

7-锁钩下销；8-转轴；9-销轴；10-支承架；11-调节螺母；12-拉杆

图2.4后厢板示意图

如图所示为车厢板锁启机构。该机构的主要特点是靠车厢举升机构的摆差来锁启车厢板。它主要由锁钩4扭转弹簧5 拉杆11等组成。转轴8中间穿有拉杆12，转轴8两端与支承架10铰接，以满足拉杆12以转轴为圆心转动。支承架的下端通过销轴9固定在副车架上，车厢1可以绕该轴转动，而支承架相对于车架来说是不动的。锁钩4固定在车厢底架上，了绕其锁钩轴6转动。扭转弹簧5力图使锁钩逆时针转动，使之紧紧地锁在车厢板3。

当自卸汽车车厢举升时，由于锁轴和转轴通过支承架固定在副车架上，车厢以销轴9为圆心，以为半径转动。与此同时，拉杆以转轴8为圆心，以为半径转动。随着车厢举升角度的增大，和轨迹的差就也相应的增大，由拉杆拉动锁钩下销7左移，克服扭转弹簧的弹力，迫使锁钩开启，打开车厢板，使车厢中的货物卸下。随着车厢的降落,与轨迹的距离逐渐缩小，直至两轨迹相交，扭转弹簧使锁钩锁住车厢板。而且从图中可以看出，若车厢再继续逆时针转动，与轨迹间则产生负间隙，使调节螺母11左移而离开转轴8一定的距离。

2.7本章小结

本章主要确定自卸汽车整车参数及对自卸汽车车厢进行了选型计算。整车参数将会对自卸车的车厢设计起到至关重要的作用，质量参数会对自卸车的举升机构和液压系统的设计有这决定性的作用。整车参数和质量参数选择是自卸车的设计的主要依据，因此，它们是设计的重点。车厢的设计主要对自卸车车厢的形式选择、材料的选择；对车厢和其底板、拦板等主要尺寸的确定；对车厢后拦板开合机构设计和分析；通过以上结构设计和力学分析，该自卸车车厢的强度和厢后拦板开合机构均符合要求。

第三章自卸车液压举升机构的设计

3.1 液压举升机构应满足的性能

对于液压举升机构考虑到工作环境、工作性质及工作内容等的要求，在设计过程中应满足以下功能：

1、较强的免维护性

自卸车主要应用场所是沙场、矿山、工地等，这些场所沙尘肆虐，工作环境恶劣，自卸机构的维护条件较差，甚至有时根本谈不上什么维护。因此需要自卸机构在设计时就要考虑到铰支点和油缸的免维护性。

2、良好的动力性

举升机构作为矿用自卸车卸料时的动力来源，为保证卸料顺利完成，要求其必须具有良好的动力性能。自卸车由于其特定的使用环境和用户群体决定了它经常处于超载状态，这就要求举升机构要具有一定的过载系数。

3、平稳性

要求举升机构在倾卸货物时具有较好的平稳性，不得有较大的动力冲击，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

矿用自卸车顾名思义就是省却了人力卸料之苦，通过特定的机构使用液压力自动卸料。因此，自卸车举升机构应达到的卸料目标是：在较短的时间内使货箱举升一定的角度，即举升机构将货箱举升到最大举升角所需的时间（对此国家规定了时间限值）；货箱被举升机构举升到最大转角时，货物应顺利地倾卸完毕（即最大举升角达到货物的安息角）。

5、紧凑性

矿用自卸车多数是大吨位的工程运输车辆，其装载工具多为大型装载机械。为了装载方便，矿用自卸车的货箱布置位置一般较低，同时又要考虑到矿用自卸车的工作环境，应使其具有较好的通过性（即离地间隙受限），因此，自卸车的举升机构布置空间就受到很大的限制，这就要求机构具有较好的紧凑性，占用较少的空间。

6、协调性

液压举升机构实际上是一种演化的四连杆机构，在外力作用下，各部件能沿自己的铰支点按设计者的意图顺利转动，不得出现传动角小于许用传动角的情况，更不能有死点位置的存在。

目前大多数企业一直沿用传统的“类比作图试凑法”进行设计，这种方法存在效率低、工作量大以及设计方案难以达到最优的缺点，设计方案难以同时兼顾以上各性能要求。这与当今高科技环境下的相关领域相比，缺少科学性，人的主观经验决定了车辆的性能。由此带来的问题是，车辆性能低下，难以适应市场的需求。同时由于设计手段的落后，设计周期长，产品投放市场迟缓，不能适应市场多变的要求。因此借助计算机技术，运用最优化方法，改善液压举升机构的设计手段和方法，快速、高效、保值、保量完成液压举升机构的设计，适应市场竞争的需求，意义重大，有着重大的社会价值和经济价值。

3.2 举升系统性能主要评价参数

自卸汽车的举升机构由液压缸驱动，其性能的好坏，表现为举升货物的最大举升力和最大举升倾角，以及对液压系统的要求两方面。液压举升机构的性能评价参数有如下几方面：

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，指单位举升重力所需要的油缸推力，即：

K=F/mg （3.1）式中：F一油缸的有效推力（N）；

m一举升质量（Kg）；

g一重力加速度（m/）。

对于具体形式的举升机构，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、举升油缸最大行程

是指货箱达到最大举升角时，举升油缸的最大伸长量。它既是举升油缸的结构参数，又是举升机构的性能参数。举升油缸最大行程较小，可减少举升油缸的级数，降低制造成本，同时举升机构的布置也较方便。

3、举升高度

是指举升机构所占用的空间高度。对于重型矿用自卸汽车的后置双缸举升机构，空间高度决定于举升缸的安装长度和举升缸的初始方位角。举升缸初始安装长度越小，举升缸在车上就越好布置。

4、最大举升角