黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于逆向工程的 C51 變速器設(shè)計(jì) 系部名稱 ： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) ： 車輛工程 07-1 班 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 職 稱 ： 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二一一年六月 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 翼開(kāi)啟廂式汽車是 一種能適 應(yīng)現(xiàn)代物流發(fā)展需要的新型運(yùn)輸車型 ,將會(huì)有廣闊的市場(chǎng)前景。 其最主要特點(diǎn)是裝卸效率高。目前，已有很多專用車廠家生產(chǎn)這種車型，翼開(kāi)啟廂式汽車的推廣可大大彌補(bǔ)普通廂式車裝卸效率低的不足，縮短工作周期，降低運(yùn)輸成本，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的意義。 文中介紹了總質(zhì)量為 20t的翼開(kāi)啟廂式汽車的改裝設(shè)計(jì)說(shuō)明。對(duì)車廂、翼開(kāi)門、翼門作業(yè)機(jī)構(gòu)、翼門機(jī)械鎖止機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)和取力系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，并對(duì)不同方案進(jìn)行了比較分析，保證了翼開(kāi)啟廂式汽車的先進(jìn)性及實(shí)用性，對(duì)車廂底架和頂架支撐梁進(jìn)行實(shí)體建模和 ANSYS分析，確保設(shè)計(jì)合理。敘 述了在改裝翼開(kāi)啟廂式汽車過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題及相關(guān)專用設(shè)備的工作原理，并對(duì)整車性能進(jìn)行了分析。 關(guān)鍵詞： 專用汽車；翼開(kāi)啟廂式汽車；翼門； ANSYS 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) II Abstract Wings open the van is a vehicle to adapt to the new needs of modern transport logistics development models, will have broad market prospects. The most notable feature of loading and unloading efficiency. Currently, there are a lot of special vehicle manufacturers to produce such models, the promotion of wing opening van car can greatly make up for van loading and unloading general lack of low efficiency, shorten cycle times, lower transportation costs, the development of the national economy has important significance. This paper introduces the total mass of the wing open 20t conversion van car design specification. On the car, open the door wing, wing doors operational agencies, wing doors mechanical locking mechanism, hydraulic system, and take a detailed design of power system, and a comparative analysis of different options to ensure that the wings open the van and utility vehicle advanced nature of the car chassis and top shelf support beams of solid modeling and ANSYS, ensuring the design is reasonable. Described in the modified car during wing opening van prone to problems and works related equipment, and vehicle performance is analyzed. Key words: Special Vehicle； Wing Opening Box van； Wing door； ANSYS 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 . I Abstract . II 第 1 章 緒 論 . 1 1.1 改裝翼開(kāi)啟廂式汽車的目的和意義 . 1 1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展前景 . 1 1.2.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 . 1 1.2.2 翼開(kāi)啟廂式汽車的發(fā)展前景 . 2 1.3 翼開(kāi)啟廂式汽車的特點(diǎn) . 3 1.4 課題主要內(nèi)容 . 3 1.4.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 . 3 1.4.2 可能遇到解決的主要問(wèn)題 . 3 1.4.3 技術(shù)路線 . 4 1.4.4 進(jìn)度安排 . 4 第 2 章 總布置方案及二類底盤選型 . 6 2.1 整車總布置 . 6 2.1.1 翼開(kāi)門形式方案 . 6 2.1.2 方案分析與選擇 . 8 2.2 二類底盤選型 . 9 2.2.1 二類底盤選擇方案 . 9 2.2.2 二類底盤初選 . 9 2.2.3 所選底盤具體參數(shù) . 10 2.3 本章小結(jié) . 11 第 3 章 車廂設(shè)計(jì) . 12 3.1 車廂尺寸參數(shù)的確定 . 12 3.1.1 車廂外廓尺寸 . 12 3.1.2 車廂內(nèi)框尺寸 . 12 3.2 車廂結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) . 12 3.2.1 車廂骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 12 3.2.2 蒙皮的設(shè)計(jì) . 21 3.3 車廂門、密封條的設(shè)計(jì) . 21 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3.3.1 車廂后門的設(shè)計(jì) . 21 3.3.2 密封條的設(shè)計(jì) . 22 3.4 車廂設(shè)計(jì)校核 . 22 3.4.1 車廂質(zhì)量 . 22 3.4.2 使用 ANSYS12.0 對(duì)車廂底架靜態(tài)分析 . 22 3.4.3 使用 ANSYS 對(duì)車廂頂架支撐梁靜態(tài)分析 . 25 3.5 本章小結(jié) . 28 第 4 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與取力系統(tǒng)布置 . 28 4.1 液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 29 4.1.1 工作原理 . 29 4.1.2 液壓系統(tǒng)原理布置 . 29 4.2 液壓缸選型 . 31 4.3 液壓泵及液壓控制閥的選擇 . 32 4.3.1 液壓泵選擇 . 32 4.3.2 液壓閥選擇 . 33 4.4 液壓油箱及管徑確定 . 34 4.4.1 液壓管徑確定 . 34 4.4.2 液壓油箱容積確定 . 34 4.5 取力器選型 . 35 4.6 液壓、取力系統(tǒng)布置及安裝 . 36 4.6.1 液壓泵固定安裝 . 36 4.6.2 液壓缸安裝 . 36 4.6.3 取力器與液壓泵連接 . 37 4.6.4 閥箱及液壓油箱總成安裝 . 37 4.7 本章小結(jié) . 38 第 5 章 輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 39 5.1 鎖止機(jī)構(gòu)方案確定 . 39 5.2 棘輪設(shè)計(jì) . 39 5.3 棘爪設(shè)計(jì) . 40 5.4 操縱機(jī)構(gòu)總成設(shè)計(jì) . 41 5.5 本章小結(jié) . 41 第 6 章 整車性能分析 . 42 6.1 汽車動(dòng)力性能分析 . 42 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6.1.1 基本參數(shù)的確定 . 42 6.1.2 汽車的行駛方程式 . 43 6.1.3 汽車動(dòng)力性能計(jì)算 . 45 6.2 燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算 . 48 6.3 整車穩(wěn)定性分析 . 49 6.3.1 空載質(zhì)心高度的計(jì)算 . 49 6.3.2 空載側(cè)傾角的計(jì)算 . 49 6.4 整車軸荷分配計(jì)算 . 50 6.5 本章小結(jié) . 50 結(jié) 論 . 51 參考文獻(xiàn) . 52 致 謝 . 53 附 錄 .錯(cuò)誤 !未定義書簽。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 1.1 改裝翼開(kāi)啟廂式汽車的目的和意義 翼開(kāi)啟廂式車 以本車動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓裝置，使貨廂翼頂或側(cè)翼自行開(kāi)啟和關(guān)閉，用于運(yùn)輸貨物的廂式專用運(yùn)輸汽車。 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和交通、物流業(yè)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)汽車的運(yùn)輸效率、經(jīng)濟(jì)性提出了越來(lái)越高 的要求，汽車的專用化趨勢(shì)也越來(lái)越明顯。 在 21世紀(jì)的今天，物流業(yè)的發(fā)展已成為衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化程度和綜合國(guó)力的重要指標(biāo)，現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)，也是現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)的重要環(huán)節(jié)，發(fā)展現(xiàn)代物流運(yùn)輸為我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展，特別是廂式汽車的發(fā)展帶來(lái)了無(wú)限商機(jī)。 大力發(fā)展廂式貨車，是適應(yīng)我國(guó)快速發(fā)展和現(xiàn)代物流發(fā)展要求的必然趨勢(shì)。本課題研究設(shè)計(jì)的翼開(kāi)啟廂式車作為一種新型運(yùn)輸車型，與傳統(tǒng)的廂式貨車相比，能起到提高裝卸貨物效率，節(jié)省物流運(yùn)輸成本的作用。也可實(shí)現(xiàn)單翼展開(kāi)和雙翼展開(kāi)，適用于流動(dòng)展銷各類家用電器，日常百貨 等等。該項(xiàng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，將會(huì)有非常廣闊的市場(chǎng)前景。 通過(guò)對(duì) 翼開(kāi)啟廂式汽車的改裝設(shè)計(jì)，滿足市場(chǎng)對(duì)此種類型專用汽車的需求，在滿足基本使用性能的基礎(chǔ)上，對(duì)市場(chǎng)上現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行研究改進(jìn)，增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。 1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展前景 1.2.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 隨著我國(guó)工業(yè)化與城鎮(zhèn)化的同步加速，中國(guó)專用汽車市場(chǎng)仍將保持高位需求。 2020 年之前，中國(guó)仍將處于工業(yè)化和城市化同步加速的發(fā)展階段，具有投資規(guī)模大、產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、加工度高、中間產(chǎn)品多、增長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，且由于我國(guó)資源分布很不均勻，中部原煤產(chǎn)量高，東部鋼材產(chǎn)量 大，運(yùn)輸強(qiáng)度依然很高，專用汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨機(jī)遇。 到 2020年前中國(guó)商用車市場(chǎng)將保持年均 9%左右的增長(zhǎng)速度，從而為專用汽車的發(fā)展提供良好的發(fā)展空間。龐大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目將給工程類專用汽車帶來(lái)極大的需求空間和市場(chǎng)增量，高等級(jí)公路建設(shè)總量依然巨大，帶動(dòng)修建公路的工程車輛、維護(hù)公路的特種作業(yè)車輛、公路運(yùn)營(yíng)車輛的快速發(fā)展。同時(shí)，我國(guó)能源消耗總量巨大，能源物資的運(yùn)輸也會(huì)擴(kuò)大專用車總需求量。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 城市化進(jìn)程加快，城市功能的提高，對(duì)建筑、環(huán)衛(wèi)、園林、電力、通信、公安、司法、機(jī)場(chǎng)、金融以及各類商業(yè)運(yùn)輸?shù)瘸鞘薪ㄔO(shè)和 服務(wù)方面的專用汽車將產(chǎn)生較大的需求 ；物流業(yè)的快速發(fā)展，也將極大帶動(dòng)廂式汽車、保溫、冷藏汽車、半掛廂式汽車等專用汽車的快速發(fā)展。 國(guó)際專用汽車產(chǎn)業(yè)正加速與中國(guó)專用汽車行業(yè)的合資合作步伐和力度。同時(shí)，中國(guó)政府為促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)更快、更好地發(fā)展下去，也相繼出臺(tái)了各項(xiàng)政策與標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，包括國(guó)家汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策、國(guó)家汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃等，這些政策為專用汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。 隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展及物流效率的提升，中重型專用車的需求結(jié)構(gòu)和需求特性將發(fā)生顯著變化，公路用車比重將平穩(wěn)增長(zhǎng)，以公路使用為主的物流類和作業(yè) 類專用車市場(chǎng)發(fā)展空間將更為廣闊，工程類專用車比重會(huì)逐年下降到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。 目前商用車產(chǎn)品的技術(shù)水平很低。這主要是由目前的現(xiàn)實(shí)國(guó)情所決定：購(gòu)車能力低，駕駛者收入低 ；運(yùn)輸?shù)呢浳飪r(jià)值量低 ；標(biāo)準(zhǔn)低，管理不嚴(yán) ；行走路況差，很多商用車不走高速公路。隨著這些情況的改變，如購(gòu)買能力不斷提高，運(yùn)輸貨物價(jià)值也隨高品質(zhì)、高附加值產(chǎn)品需求上升，國(guó)家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)、安全標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)等加速出臺(tái)和提高以及國(guó)家高速公路網(wǎng)的形成，商用車產(chǎn)品高端化趨勢(shì)將越發(fā)明顯，商用車產(chǎn)品升級(jí)對(duì)專用車將提出更高的要求。 1.2.2 翼開(kāi)啟廂式汽車的發(fā)展前 景 目前中國(guó)的專用車市場(chǎng)處于性能提升階段，產(chǎn)品以中端市場(chǎng)需求為主，隨著城市經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高性能、高品質(zhì)的高端產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，而隨著中國(guó)新農(nóng)村的城鎮(zhèn)化建設(shè)，滿足基本功能、價(jià)格相對(duì)便宜的低端產(chǎn)品需求也將進(jìn)一步擴(kuò)大。東風(fēng)商用車公司正在進(jìn)行全系列中重型專用車底盤平臺(tái)的研發(fā)，以應(yīng)對(duì)需求趨勢(shì)的變化。 兩翼開(kāi)啟廂體式我國(guó)近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型廂體。兩側(cè)翼能完全展開(kāi)，后門也可打開(kāi)，形成開(kāi)放式車廂，利用叉車裝卸可實(shí)現(xiàn)機(jī)械集裝化裝卸作業(yè)，即降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度又大大提高裝卸效率，該產(chǎn)品在物流運(yùn)輸業(yè)有相當(dāng)廣闊 的市場(chǎng)和良好的發(fā)展前景。 發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)截涇嚻贩N繁多，廂門的型式也多種多樣。不同材料、不同型式的廂貨車、蓬布車，可以設(shè)計(jì)成安全推拉式、板推拉式、側(cè)門、推拉門、卷閘門、兩翼式、全開(kāi)式門等，可為用戶提供廣闊的選擇空間。在廂式汽車領(lǐng)域，發(fā)達(dá)國(guó)家的車型種類、材料選取、連結(jié)方式、廂內(nèi)設(shè)置等諸多方面都值得國(guó)內(nèi)企業(yè)學(xué)習(xí)和借鑒。同時(shí)，國(guó)內(nèi)企業(yè)也應(yīng)認(rèn)識(shí)到，只要正視挑戰(zhàn)，抓住時(shí)機(jī)，抓緊時(shí)間大膽黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 改革，用新的思考方式設(shè)計(jì)和裝備自己的廂式汽車，國(guó)產(chǎn)廂式汽車趕超世界先進(jìn)水平指日可待。 1.3 翼開(kāi)啟廂式汽車的特點(diǎn) （ 1） 裝卸效率高：目前 國(guó)內(nèi)物流業(yè)裝卸采用人工方式，依照裝配一個(gè) 9.6 米廂式車為例， 4個(gè)勞動(dòng)工人至少要花費(fèi) 2個(gè)小時(shí)，單臺(tái)裝卸工時(shí)在 8小時(shí)以上，而采用翼開(kāi)啟式車廂則只需 2 個(gè)工人配合叉車花費(fèi) 0.5 個(gè)小時(shí)，單臺(tái)裝卸只需 1個(gè)小時(shí)。從單臺(tái)裝卸效率上整體提高 7個(gè)小時(shí)。通過(guò)此一改變，使物流企業(yè)在合理發(fā)揮物流設(shè)備的利用效率上，單產(chǎn)大大提高，從而使物流企業(yè)綜合裝備投入減少，總體收益率也會(huì)大大提高。 （ 2） 能有效降低物流成本：隨著物流企業(yè)的精益化管理和國(guó)際石油價(jià)格的持續(xù)上揚(yáng)，物流企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)其實(shí)就是物流效率的競(jìng)爭(zhēng)，誰(shuí)能在如火如荼的物流大戰(zhàn)中站穩(wěn)腳跟， 穩(wěn)健發(fā)展，大家都把競(jìng)爭(zhēng)的立足點(diǎn)放在內(nèi)部管理上，利用翼開(kāi)啟式車可以大大節(jié)約物流裝卸人工成本，從而使物流企業(yè)在成本上占領(lǐng)優(yōu)勢(shì)。 1.4 課題主要內(nèi)容 1.4.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 改裝設(shè)計(jì)一種翼開(kāi)啟廂式汽車。總質(zhì)量 20 000Kg，滿足專用汽車相關(guān)設(shè)計(jì)要求。 1、 二類汽車底盤選取 2、 底盤改裝部件的布置 （ 1） 副車架連接； （ 2） 取力系統(tǒng)布置； 3、 車廂設(shè)計(jì) （ 1） 車廂尺寸參數(shù)確定； （ 2）車廂結(jié)構(gòu)； 4、 舉升裝置設(shè)計(jì) （ 1）頂翼翼開(kāi)啟裝置輔助裝置設(shè)計(jì) （ 2） 側(cè)翼翼開(kāi)啟裝置輔助設(shè)計(jì)計(jì)算選型 （ 3） 輔助控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1.4.2 可能遇到解決的主要問(wèn)題 （ 1）在設(shè)計(jì)時(shí)如何保證頂翼開(kāi)啟后能自鎖？ 擬定解決方案：擬定設(shè)計(jì)液壓自鎖裝置或利用齒輪自鎖進(jìn)行創(chuàng)新 （ 2）如何保證車廂頂部不漏雨？ 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 擬定解決方案：由于頂部篷布隨著頂翼的啟閉始終處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，且敞露在外面長(zhǎng)期受風(fēng)吹日曬，所以擬定選用防水行好，抗老化的材料。 （ 3）如何開(kāi)啟頂翼車門？ 擬定設(shè)計(jì)方案：初步擬定兩個(gè)方案，用油缸直接去頂車翼，或者利用連桿機(jī)構(gòu)，用液壓缸驅(qū)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟。 1.4.3 技術(shù)路線 經(jīng)分析對(duì)比，設(shè)定技術(shù)路線如圖 1.1所示。 圖 1.1 技術(shù)路線圖 1.4.4 進(jìn)度安排 1、調(diào)研、資料收集，完成開(kāi)題報(bào)告； 3月 1日到 3月 13 日； 2、方案設(shè)計(jì)與分析、二類底盤選型（調(diào)研與分析）； 3月 14日到 3月 27日； 3、總布置設(shè)計(jì)； 3月 28日到 4月 3日； 4、車廂設(shè)計(jì)計(jì)算選型； 4月 4日到 4月 10 日； 5、頂翼翼開(kāi)啟裝置輔助裝置設(shè)計(jì)計(jì)算； 4月 4日到 4月 10 日； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 6、側(cè)翼翼開(kāi)啟裝置設(shè)計(jì)計(jì)算選型； 4月 11日到 4月 17日； 7、輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 4月 18日到 4月 24日； 8、完成設(shè)計(jì)圖紙； 4月 25日到 5月 8日； 9、整車性能計(jì)算分析；整車設(shè)計(jì)修正； 5月 9日到 5月 15 日； 10、完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書的撰寫； 5月 16日到 5月 22日； 11、提交指導(dǎo)教師審核、修正設(shè)計(jì)； 5月 23日到 5月 29日； 11、設(shè)計(jì)評(píng)閱、修改； 5月 30日到 6月 12日； 12、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯； 6月 13日后。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 第 2 章 總布置方案及二類底盤選型 2.1 整車總布置 2.1.1 翼開(kāi)門形式方案 由于本課題要設(shè)計(jì)一款翼開(kāi)啟廂式汽車，較之其他專用車，其副車架是車廂底板縱梁，而副車架布置在后面車廂設(shè)計(jì)部分有詳細(xì)介紹，該車的總布置就是核心部件即車廂翼開(kāi)門形式的布置， 故在此對(duì)翼開(kāi)門的結(jié)構(gòu)形式做出三種方案，參照現(xiàn)有車型及有關(guān)資料，還有一種頂板為一體，在車廂兩側(cè)與頂板連接處設(shè)置鉸鏈，而這種設(shè)計(jì)工作空間大，開(kāi)啟關(guān)閉時(shí)驅(qū)動(dòng)力大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在此不做對(duì)比分析。 方案一如圖 2.1所示 圖 2.1 翼開(kāi)門上掀式示意圖 說(shuō)明：車廂兩翼由四個(gè)液壓缸支起，翼開(kāi)門為一整體，向上支起。每側(cè)們都可單獨(dú)開(kāi)啟，后門為對(duì)開(kāi)手動(dòng)控制。停車取力。廣泛應(yīng)用于中長(zhǎng)途運(yùn)輸。適應(yīng)各種惡劣條件工作。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開(kāi)啟方便，翼門開(kāi)啟后可最大程度提高裝卸效率，裝卸方便。副車架，取力裝置布置容易，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，維修方 便，成本低，工作空間相對(duì)較小。 缺點(diǎn)：翼開(kāi)門開(kāi)啟角度大，對(duì)翼開(kāi)門支撐軸連接處強(qiáng)度要求高。 難點(diǎn)：車廂底部與翼開(kāi)門處密封；翼開(kāi)門支撐軸連接處強(qiáng)度；翼開(kāi)門上部密封性。 方案二如圖 2.2所示。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 2.2 車廂包含欄板的翼開(kāi)車示意圖 說(shuō)明：車廂兩翼車門中間分段，上端由液壓缸控制向上開(kāi)啟。下端向下開(kāi)至水平，也可垂直放下，適合于舞臺(tái)演出車，臨時(shí)展銷車。每側(cè)翼門都可單獨(dú)開(kāi)啟。 優(yōu)點(diǎn)：車廂底部面積大，上段翼開(kāi)門開(kāi)啟角度小，可在狹窄環(huán)境下工作。 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，下段翼開(kāi)門開(kāi)啟關(guān)閉需人工控制，控制困難，在長(zhǎng)時(shí)間惡劣環(huán) 境下開(kāi)啟后下段車門關(guān)閉困難。維修相對(duì)困難。 難點(diǎn)：每側(cè)車門兩段連接處密封；下段車門水平開(kāi)啟時(shí)自鎖；車廂底部與廂體處密封；翼開(kāi)門支撐軸連接處強(qiáng)度；翼開(kāi)門上部密封性。 方案三如圖 2.3所示。 圖 2.3 翼門斷開(kāi)式翼開(kāi)車示意圖 說(shuō)明：車廂整體每側(cè)分前后兩個(gè)翼門，分別由兩個(gè)液壓缸控制開(kāi)啟關(guān)閉，四個(gè)門可分別單獨(dú)開(kāi)啟。且每個(gè)車門都可單獨(dú)開(kāi)啟，適合中近途運(yùn)輸。 優(yōu)點(diǎn)：翼開(kāi)門開(kāi)啟方便，便于少量貨物裝卸。 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，液壓控制系統(tǒng)麻煩，用叉車裝卸大量時(shí)角度小導(dǎo)致效率低，維修困難，成本高。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 難點(diǎn)：液壓缸布置；控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)，取力系統(tǒng)布置。 2.1.2 方案分析與選擇 由于本設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)一款總質(zhì)量為 20噸的翼開(kāi)啟廂式貨車，屬于重型貨車，應(yīng)用于中遠(yuǎn)途高效率運(yùn)輸。方案一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開(kāi)啟方便，翼門開(kāi)啟后可最大程度提高裝卸效率，裝卸方便。副車架，取力裝置布置容易，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，維修方便，成本低。優(yōu)勢(shì)較之方案二、三明顯。 方案二適用于舞臺(tái)演出車，而方案三的四個(gè)翼開(kāi)門的設(shè)計(jì)適用于載重量很大的貨車。在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，盡量選擇更實(shí)用經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)，可大大提高該車生產(chǎn)后期的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。該車應(yīng)用環(huán)境可能會(huì)十分惡劣，再考慮到日后的維修成本， 方案一維修方便，也是一個(gè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。而對(duì)于方案一的翼開(kāi)門開(kāi)啟時(shí)，翼門劃過(guò)角度大的問(wèn)題，在設(shè)計(jì)車廂時(shí)可合理調(diào)整長(zhǎng)寬高的比例，最大限度的減小劃過(guò)角度。對(duì)于翼開(kāi)門支撐軸支撐處強(qiáng)度問(wèn)題，可在車廂設(shè)計(jì)時(shí)在車廂主體上添加幾根梁提高強(qiáng)度，問(wèn)題也就迎刃而解了。 綜上所述，初步選擇方案一的設(shè)計(jì)。車廂兩翼由四個(gè)液壓缸支起，翼開(kāi)門為一整體，向上支起。每側(cè)們都可單獨(dú)開(kāi)啟，后門為對(duì)開(kāi)手動(dòng)控制。停車取力。廣泛應(yīng)用于中長(zhǎng)途運(yùn)輸。適應(yīng)各種惡劣條件工作。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 2.2 二類底盤選型 2.2.1 二類底盤選擇方案 針對(duì)方案 一選擇一汽解放三款底盤進(jìn)行對(duì)比分析，見(jiàn)表 2.1，確定最終方案。 表 2.1 底盤參數(shù) 主要參數(shù) 方案一 方案二 方案三 質(zhì)量參數(shù) 載質(zhì)量 15.5T 15.6T 14.1T 整備質(zhì)量 9.3T 9.2T 10.6T 總質(zhì)量 25T 24.99T 性能參數(shù) 最高車速 102 93 85 最大爬坡度 30 36 36.7 等速油耗 30 29 29 最小轉(zhuǎn)彎直徑 23.4 23.8 23.8 制動(dòng)距離 36.7 36.7 36.7 駐車停放坡度 12 18 18 續(xù)行使里程 800 1300 1200 最高檔經(jīng)濟(jì)車速 50-75 45-68 40-60 尺寸參數(shù) 外廓 尺寸 長(zhǎng) 11980 11910 10170 寬 2495 2490 2490 高 3530 2850/3290 2830 軸距（滿載） 1950+5600 1900+5650 4725+1350 前懸（滿載） 1400 1375/1385 1375 后懸（滿載） 3480 3045 2720 輪距 前輪 1950 1950/1928 1928 后輪 1840 1847 1847 后橋中心處上車架表面離地高度 空載 1847 1038 滿載 1127 988 車型號(hào) CA1250P63K1L6T3E CA1233P7K2L11T3AE CA1253P7K1L71E 2.2.2 二類底盤初選 通過(guò)以上方案主要參數(shù)對(duì)比分析，方案一車速快，方案三動(dòng)力性最好，而方黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 案二比較適中，既保證了良好的動(dòng)力性也保證車速快且經(jīng)濟(jì)性較好，具有其他兩車型的優(yōu)點(diǎn)。方案二具有低自重、低重心、低油耗、寬車架、高車速、便于維修保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)。方案二可適用于總重 15 30噸車上，對(duì)于該車系列化生產(chǎn)最適合。 選擇方案二。 2.2.3 所選底盤具體參數(shù) 1、發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) BF6M1013-24E3； 2、變速器 CA7T156； 3、傳動(dòng)軸：開(kāi)式，四開(kāi)，五個(gè)萬(wàn)向節(jié)及三套中間支承承，軸管尺寸 110 6mm； 4、前軸：整體式鍛壓成型，“工”字形斷面，中間斷面，寬 90mm，高 103mm，彈簧座處落差 100mm，主銷中心距 1723mm 5、驅(qū)動(dòng)橋：一汽解放 13噸級(jí)單級(jí)減速器，主減速器從動(dòng)錐齒輪節(jié)圓直徑 457mm.鍛造橋殼，全浮式半軸，直齒錐齒輪減速器，主減速比 i0=4.875/4.444/4.111 6、車架：縱梁最大斷面尺寸（斷面高翼面高板料厚）： 280 90（ 7+5） mm。車架外寬 865mm。 7、懸架：前懸架鋼板彈簧為少片簧，后端為吊環(huán)結(jié)構(gòu)；后多片簧，后懸架有副簧。 8、結(jié)構(gòu)參數(shù)：前簧 1510 90（ 20-9.5） mm-4片 后簧 1700 90 16mm-10片 1250 90 10mm-9 片 鋼板彈簧中心距：前簧 830mm 后簧 1035mm 9、車輪，輪胎： 輪輞 7.50V 20，輪胎 10.00-2010.00R20、 11.00-2011.00R20 10、轉(zhuǎn)向器： 循環(huán)球整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，缸徑 100.傳動(dòng)比 20.5 11、駕駛室及裝備： 09 款全浮改臉駕駛室，駕駛室內(nèi)寬 2.2 米，整體式儀表板及轎車化內(nèi)飾，三人座，手動(dòng)式液壓舉升翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，帶預(yù)警顯示的駕駛室鎖緊機(jī)構(gòu)；多功能可調(diào)高靠背座椅，靠背角度可調(diào)的乘客座椅，均帶安全帶。中間座椅，裝安全帶；三檔電動(dòng)刮水器，單臂式玻璃升降器，卡板式門鎖，風(fēng)窗洗滌器，地毯、冷氣，大型球面后視鏡，空氣混合型暖風(fēng)系統(tǒng)，多點(diǎn)噴出式除霜裝置，選裝空調(diào)。 12、制動(dòng)系： 手動(dòng) 調(diào)整臂，前后獨(dú)立雙回路氣制動(dòng)；裝有快放閥，空氣處理單元，制動(dòng)管路采用快插接頭，四通道 ABS。具體參數(shù)如表 2.2所示。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 表 2.2 制動(dòng)系具體配置參數(shù) 行車制動(dòng)器 前后均為氣動(dòng)鼓式，前制動(dòng)鼓內(nèi)徑 440，后制動(dòng)鼓內(nèi)徑 410；蹄片寬度；前輪 135,；后輪 150. 駐車制動(dòng)器 系統(tǒng)中裝有繼動(dòng)閥，活塞式制動(dòng)缸，手動(dòng)閥控制，作用于后橋上。 空氣壓縮機(jī) 單缸水冷，發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速時(shí)， 800kPa 壓力下，實(shí)際排氣量不小于380L/min。 貯氣筒 共有三個(gè)，兩個(gè)容積 35L，分別供前橋，后橋制用氣；另一個(gè)容積 15L 的駐車及輔助制動(dòng)供氣； 輔助制動(dòng)器 發(fā)動(dòng)機(jī)排氣制動(dòng)閥及控制氣缸，電磁氣動(dòng)操縱。 13、電器、儀表：具體參數(shù)如表 2.3所示。 表 2.3 電器裝置具體參數(shù) 電氣系統(tǒng) 整車電氣系統(tǒng) 24V，負(fù)極搭鐵 蓄電池 6-QAW-120D，兩只串聯(lián)。 發(fā)電機(jī) 整體交流發(fā)電機(jī)，負(fù)極搭鐵，電壓 28V，電流 45A，功率 1kw 起動(dòng)機(jī) 電磁操縱式，電壓 24V，最大輸出功率 6kw 儀表 組合儀表 組合開(kāi)關(guān) 轉(zhuǎn)向信號(hào)、變光，刮水器和洗滌器，燈光開(kāi)關(guān)組成，設(shè)有轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)自動(dòng)回位裝置；起動(dòng)開(kāi)關(guān)有自鎖轉(zhuǎn)向盤的防盜機(jī)構(gòu)及停機(jī)裝置；功 能開(kāi)關(guān)；預(yù)熱，電氣喇叭轉(zhuǎn)化、排氣制動(dòng)、前霧燈、后霧燈、危險(xiǎn)警報(bào)開(kāi)關(guān)組成； 燈光系統(tǒng) 組合式前照燈：含遠(yuǎn)光燈、近光燈、前轉(zhuǎn)向燈、前位燈、轉(zhuǎn)向輔助照明燈；前霧燈；組合式后燈；含制動(dòng)燈、轉(zhuǎn)向信號(hào)燈、后位燈和反射器、倒車燈、牌照燈、危險(xiǎn)警報(bào)燈、后示廓燈 暖風(fēng) 暖風(fēng)電動(dòng)， 24V永磁式，輸出功率 85W 刮水器 刮水器電動(dòng)機(jī)，永磁雙速直流電動(dòng)機(jī) 電路保護(hù) 4路大功率熔斷器及 32路片式熔斷器組成； 電路控制 保險(xiǎn)絲盒總成，控制盒總成及電源賠點(diǎn)盒總成組成。 2.3 本章小結(jié) 本章對(duì)整體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了分析對(duì)比，確定 了整車結(jié)構(gòu)形式。選定了專用車的二類底盤，并詳細(xì)介紹了二類底盤及動(dòng)力總成的參數(shù)，為下一步車廂設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 第 3 章 車廂設(shè)計(jì) 3.1 車廂尺寸參數(shù)的確定 3.1.1 車廂外廓尺寸 外廓尺寸應(yīng)在廂式貨車總體設(shè)計(jì)階段予以確定。其中：廂體長(zhǎng)度主要由前后軸荷分配系數(shù)決定，鷹接近原車廂長(zhǎng)度，以便保持原底盤性能；廂體寬度主要由底盤輪距、使用要求及法規(guī)限寬等因素決定；廂體高度由改裝后的質(zhì)心高度（影響汽車的行駛穩(wěn)定性）決定，在滿足裝載容積及裝卸方便的情況下，應(yīng)盡量減小廂體高度，以降低質(zhì)心，提高汽車行駛的穩(wěn)定性。 初選車廂 長(zhǎng)寬高： 9640 2490 2252 3.1.2 車廂內(nèi)框尺寸 內(nèi)框尺寸確定了車廂容積的大小。應(yīng)從車輛用途、裝載質(zhì)量、貨物密度以及包裝方式、尺寸規(guī)格等方面考慮，以便提高運(yùn)輸效率。車廂容積按下式計(jì)算 V=1xl xlb xlh 910 式中 V 車廂容積（ m）； 1xl、 xlb 、 xlh 廂內(nèi)有效長(zhǎng)度、寬度、高度（ mm） 。 初定質(zhì)量利用系數(shù)為 0.8，總質(zhì)量為 20噸，故載質(zhì)量為 9噸，考慮 5%超載率，可裝10噸貨物。初定內(nèi)框尺寸長(zhǎng)寬高： 9500 2290 2052 可裝貨物密度為： 0.211 310 kg/m，故貨物密度只要大于該密度就可裝進(jìn)車廂，而一般貨物均大于該密度，該車是限定質(zhì)量而非裝滿，只要能將 9.45噸貨物裝進(jìn)車廂即可。 3.2 車廂結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 3.2.1 車廂骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）支架總成 支架即車廂骨架支撐部分，承受車廂的受力，支架總成由異性鋼管焊接而成，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 3.1。 選用異性鋼管：初選 A B S:80 60 7 理論重量 13.19kg/m 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 3.1 支架總成結(jié)構(gòu)示意圖 （ 2）前圍骨架 前圍為封閉型結(jié)構(gòu)，由異性鋼管骨架和鋼板組合而成，阻擋貨物沖擊。前圍骨架由外支撐架、內(nèi)骨架和液壓缸支撐架組成。參照相關(guān)原有車型。如圖 3.2所示。 外支撐架選用異性鋼管：初選 A B S:80 60 7 理論重量 13.19kg/m 內(nèi)骨架選用異性鋼管：初選 A B S:50 32 3 理論 重量 3.46kg/m 液壓缸支撐架選用異性鋼管：初選 A B S:80 60 7 理論重量 13.19kg/m 圖 3.2 前圍結(jié)構(gòu) （ 3）后圍骨架 后圍由支撐框架和后門組成，框架由異性鋼管焊接成，框架內(nèi)部為一對(duì)開(kāi)后門，后門可 270開(kāi)啟與車廂外壁相疊。 外支撐架選用異性鋼管：初選 A B S:80 60 7 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 理論重量 13.19kg/m 液壓缸支撐架選用異性鋼管：初選 A B S:80 60 7 理論重量 13.19kg/m 1、門鎖總成； 2、后門； 3、鉸鏈總成； 4、外支架 圖 3.3 后圍結(jié)構(gòu) 還包括門鎖總成和 鉸鏈總成結(jié)構(gòu)如圖 3.3所示。考慮車門與支架之間的密封上下各預(yù)留 5mm密封條間隙，左右預(yù)留 10mm間隙，而考慮到鉸鏈的安裝，故又在外支架內(nèi)側(cè)又焊接一條梁，材料型號(hào)同外骨架，鉸鏈為六個(gè)，鎖兩個(gè)，而考慮液壓缸的安裝位置，與前圍一樣都在中間梁上加焊一條梁。 （ 4）底架 底架是整車車廂的安裝基礎(chǔ)，受力比較大，因此底架的縱梁和橫梁均采用槽型鋼，并采用縱橫搭接的結(jié)構(gòu)，以提高底架的強(qiáng)度和剛度。底架縱梁即是副車架。 1、縱梁選用槽型鋼：熱軋槽鋼（ GB/T707-1988）型號(hào) 32b 理論重量 43.107kg/m 圖 3.4 底架縱梁槽鋼尺寸 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 2、橫梁選用槽型鋼：熱軋槽鋼（ GB/T707-1988）型號(hào) 10 理論重量 10.007kg/m 圖 3.5 底架橫梁槽鋼尺寸 內(nèi)骨架選用異性鋼管：初選 A B S:50 32 3 理論重量 3.46kg/m 圖 3.6 底架結(jié)構(gòu)及外形尺寸 3、副車架設(shè)計(jì) 在專用汽車設(shè)計(jì)時(shí)，為了改善主車架的承載情況，避免集中載荷，同時(shí)也為了不破壞主車架的結(jié)構(gòu)，一般多采用副車架 (副梁 )過(guò)渡。本車在工作中受較大的彎曲應(yīng)力。因此，本車副車架縱梁采用兩根抗彎性能較好的平直槽行梁。 在增加副車架的同時(shí)，為了避免由 于副車架剛度的急劇變化而引起主車架上的應(yīng)力集中，所以對(duì)副車架的形狀、安裝位置及與主車架的連接方式都有一定的要求。 副車架的截面形狀及尺寸 用汽車副車架的截面形狀一般和主車架縱梁的截面形狀相同，多采用如圖黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 3.4所示的槽形結(jié)構(gòu)，其截面形狀尺寸取決于專用汽車的種類及其承受載荷的大小。 參照國(guó)內(nèi)外總質(zhì)量相近車型的副車架縱梁端面尺寸，確定副車架縱梁端面尺寸為圖所示。 副車架的前端形狀及安裝位置 在保證使用可靠的前提下，為了提高撓曲性，減小副車架剛度，應(yīng)盡量減少副車架的橫梁，以減少對(duì)縱梁的扭轉(zhuǎn)約束。 副車架油缸支承 橫梁與翻轉(zhuǎn)軸橫梁形成框架。油缸支承橫梁應(yīng)盡量靠近后懸架前支承處的橫梁，最好能位于后框架之內(nèi)。因?yàn)檫@段主車架變形小，所以副車架對(duì)其扭轉(zhuǎn)約束力也相應(yīng)減弱，同時(shí)保證了舉升機(jī)構(gòu)的幾何特性。 在副車架結(jié)構(gòu)要求剛性較高時(shí)，可在主、副車架中間增加一層橡膠墊，當(dāng)主車架變形時(shí)以彈性橡膠的變形來(lái)減弱副車架對(duì)主車架的約束。 副車架與主車架連接如圖 3.7所示。 圖 3.7 副車架與主車架的連接 A-A處是截面突變點(diǎn)，在受沖擊載荷時(shí)，此處出現(xiàn)應(yīng)力集中，嚴(yán)重時(shí)造成主車架斷裂。這就要求副車架的前端結(jié)構(gòu)要設(shè)計(jì)成漸變截面，以減緩應(yīng)力集中。 副車架前端形狀常有三種形狀 (見(jiàn)圖 3.8)。 對(duì)于這三種不同形狀的副車架前端，在其與主車架縱梁相接觸的翼面上部加工有局部斜面，其斜而尺寸如圖 3.8(c)所示：0 1h mm；0 1 5 2 0l m m。 （ a） U形；（ b）角形；（ c） L形 圖 3.8副車架的三種前端形狀 如果加工上述形狀困難時(shí)，可以采用如圖 3.9所示的副車架前端簡(jiǎn)易形狀，此時(shí)斜面尺寸較大。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 對(duì)于鋼質(zhì)副車架：0 5 7h m m；0 2 0 0 3 0 0l m m 對(duì)于硬本質(zhì)副車架；0 5 1 0h m m；0lH 副車架在汽車底盤上布置時(shí)，其前端應(yīng)盡可能地往駕駛室后圍靠近。 圖 3.10為某散裝水泥運(yùn)輸車的罐體、副車架相對(duì)于汽車底盤的安裝位置。在滿足 軸荷分配的前提下，其中 A不宜過(guò)大，留足空壓機(jī)的位置即可； B為副車架的前增離主車架拱形橫粱的距離，一般在 100mm 之內(nèi)； C為固定副車架的前面第一個(gè) U型螟栓距拱形橫梁的距離，一般控制在 500-800mm 的范圍內(nèi)。 （ a）剛質(zhì)副車架 ；（ b）硬木質(zhì)副車架 圖 3.9 副車架前端簡(jiǎn)易形狀 圖 3.10 副車架的安裝位置 確定副車架方案 參照相關(guān)車型，本設(shè)計(jì)選用 3.7(a)所示結(jié)構(gòu)。 其中 H=320， h=120， l=320. 副車架與主車架的連接設(shè)計(jì) 副車架與主車架的連接常采用如下幾種形式。 止推連接板 圖 3.11是采用的止推連接板的結(jié)構(gòu)形狀及其安裝方式。連接板上端通過(guò)焊接與副車架固定，而下端則利用螺栓與主車架縱梁腹板相連接。止推板的優(yōu)點(diǎn)在于可以承受較大的水平載荷，防止副車架與主車架縱梁產(chǎn)生相對(duì)水平位移。相鄰兩個(gè) 推止推連接板之間的距離在 500 1000mm 范圍內(nèi)。 1-副車架； 2-止推連接板； 3-主車架縱梁 1-上托架； 2-下托架； 3-螺栓 圖 3.11 止推連接板的結(jié)構(gòu) 圖 3.12 連接支架 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 連接支架 連接支架由相互獨(dú)立的上、下托架組成，上、下托架均通過(guò)螺栓分別與副車架和主車架縱梁的腹板相固定，然后再用螺栓將上、下托架相連接，見(jiàn)圖 3.12所示。由于上、下托架之間留有間隙，因此連接支架所能承受的水平載荷較小，所以連接支 架應(yīng)和止推連接板配合使用。一般布置是在后懸架前支座前用連接支架連接，在后懸架前支座后用止推連接板連接。 U型夾緊螺栓 當(dāng)選用 其它連接裝置有困難時(shí)，可采用 U 型夾緊螺栓。但在車架受扭轉(zhuǎn)載荷最大的范圍內(nèi)不允許采用 U型螺栓。當(dāng)采用 U型螺栓固定時(shí)，為防止主車架縱梁翼面變形，應(yīng)在其內(nèi)側(cè)襯以木塊，坦在消聲器附近，必須使用角鐵等作內(nèi)襯。 綜合考慮三種連接方式的特點(diǎn)，以及裝配工藝性，本文設(shè)計(jì)的自卸車主副車架之間采用止推連接板和連接支架配合使用。在后懸架前支座前用連接支架連接，在后懸架前支座后用止推連接板連接。 每側(cè)設(shè)置三個(gè)止 推連接板，如圖 3.13所示。 圖 3.13 副車架尺寸 止推連接板尺寸如圖 3.14所示。 圖 3.14 止推連接板尺寸 副車架對(duì)主車架起到加固作用，其寬度和選用的底盤的寬度相同，高度也相同，長(zhǎng)度在底盤主車架長(zhǎng)度基礎(chǔ)上去掉主車架與車廂之間的距離長(zhǎng)度。其尺寸設(shè)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 計(jì)如下： 副車架長(zhǎng)度： 9745mm 副車架寬度： 865mm 副車架高度： 320mm 連接支架孔的確定 參照主車架對(duì)鉆孔的要求如圖 3.15所示 。 圖 3.15 主車架鉆孔的孔徑與孔間距 再根據(jù)表 3.1中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，本設(shè)計(jì)為總質(zhì)量 20 噸車，為重型車，故選 A=80mm，孔徑 =14，距槽鋼最下端距離取 60mm。對(duì)應(yīng) B=200，滿足要求，可繼續(xù)進(jìn)行。 表 3.1 鉆孔尺寸要求 尺寸 車型 重型車 中型車 輕型車 孔間距 /mm A 70 60 50 B 50 40 30 C 50 40 30 孔徑 /mm 15 13 11 （ 5）頂板 頂板為兩條縱梁焊接在一起，再焊接在前圍和后圍的上梁上。 所選異性鋼管型號(hào)與支架型號(hào)一樣，故不在此重復(fù)說(shuō)明。 （ 6）翼門 翼門是本設(shè)計(jì)的核心部分，盡量減小開(kāi)啟關(guān)閉時(shí)的劃過(guò)空間，進(jìn)而解決開(kāi)始所提出的問(wèn)題。翼門分三個(gè)部分，側(cè)翼、頂翼、鉸鏈連接總成。 側(cè)翼： 側(cè)翼骨架初選異性鋼管：初選 A B S:50 32 3 理論重量 3.46kg/m 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 圖 3.16 側(cè)翼骨架結(jié)構(gòu) 側(cè)翼結(jié)構(gòu)如圖 3.16所示，其余各梁之間距離均為 950mm。 頂翼： 中間橫梁選用異性鋼管：初選 A B S:80 60 7 理論重量 13.19kg/m 其余骨架選用異性鋼管：初選 A B S:50 32 3 理 論重量 3.46kg/m 頂翼骨架結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖 3.17。 圖 3.17 頂翼骨架結(jié)構(gòu) 鉸鏈連接總成： 鉸鏈?zhǔn)沁B接和保證翼門旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)示意圖為圖 3.18。 圖 3.18 鉸鏈總成 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 3.2.2 蒙皮的設(shè)計(jì) 蒙皮是薄壁板件。通過(guò)一定的固接方式（如鉚接、焊接、粘接等）覆蓋在骨架上，成為車廂的內(nèi)外表面。蒙皮通常采用 0.8-1.5mm厚的薄鋼板，也有的采用鋁板或玻璃鋼板。非金屬蒙皮厚度為 2-3mm。為了提高蒙皮的剛度，在蒙皮上壓制成各種截面形式的加強(qiáng)肋。其中弧形剛度最佳，其次是三角形和矩形。蒙皮之間應(yīng) 留有 15mm左右的搭接量，這既是結(jié)構(gòu)上的需要，也是借此補(bǔ)償骨架開(kāi)擋和蒙皮本身的尺寸誤差。 車廂內(nèi)飾多采用人造夾層板制作。人造夾層板較厚，不能搭接，只能對(duì)接，并采用裝飾壓條進(jìn)行封口。由于壓條較寬，故對(duì)接縫的要求不高，允許有小于 3mm的間隙存在。內(nèi)飾的外表面覆蓋一層壓制有加強(qiáng)肋的內(nèi)蒙皮。為減輕質(zhì)量，可將內(nèi)蒙皮制成條狀，從下至上間斷布置。這樣既可以保護(hù)內(nèi)飾件，有可使貨物直接與內(nèi)蒙皮接觸。 前圍內(nèi)蒙皮，翼門內(nèi)外蒙皮，選用 0.8mm薄鋼板，底架由于受載荷較大，內(nèi)蒙皮選用 4mm鋼板。 3.3 車廂門、密封條的設(shè)計(jì) 3.3.1 車廂后門的設(shè)計(jì) 車廂一般設(shè)置后門，有利于貨物的裝卸和行車安全。對(duì)于較長(zhǎng)車廂，應(yīng)增設(shè)側(cè)門。 廂門的形狀采用矩形平面結(jié)構(gòu)。廂門及門框占據(jù)了整個(gè)車廂后圍，門可以轉(zhuǎn)過(guò) 270與車廂外側(cè)壁相疊，這樣開(kāi)門不占空間，有利于在狹窄作業(yè)地點(diǎn)工作。 后門開(kāi)啟方式分單開(kāi)式、對(duì)開(kāi)式和上掀式三種。單開(kāi)式后門開(kāi)啟時(shí)掃過(guò)的空間大、操作不安全，門框受力集中，結(jié)構(gòu)不合理，但廂門開(kāi)啟、關(guān)閉機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠。左右對(duì)開(kāi)式后門設(shè)計(jì)較合理，它客服了單開(kāi)式的缺點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。側(cè)門開(kāi)啟方式分單開(kāi)式、對(duì)開(kāi)式和推拉式三種，其開(kāi)啟角度均為 180。推拉 式側(cè)門啟閉不占外部空間，方便裝卸作業(yè)。側(cè)門中心線與車廂前段的距離應(yīng)為車廂總長(zhǎng)的 1/2左右。 車門骨架選用異性鋼管：初選 A B S:80 60 7 理論重量 13.19kg/m 結(jié)構(gòu)尺寸為寬 1130mm，高 1790mm的骨架，再在中間焊兩條橫梁分別距上下橫梁為 600mm，如圖 3.19所示。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 圖 3.19 后門骨架 3.3.2 密封條的設(shè)計(jì) 車廂應(yīng)具有良好的密封性，以防止灰塵和雨水滲入車廂。車廂用密封條應(yīng)滿足以下要求： 1）有良好的彈性和機(jī)械強(qiáng)度，以保證密封可靠。 2）有良好的耐磨性，不易老化，使用壽命長(zhǎng)，耐候 性好，即在 -40-50的溫度范圍內(nèi)均保持良好的使用性能。 3）便于成行和裝配。 根據(jù)以上要求，常選用 VAG4-543-67型黑色橡膠作為密封條。 3.4 車廂設(shè)計(jì)校核 3.4.1車廂質(zhì)量 車廂的尺寸結(jié)構(gòu)校核放在最后分析，在此只對(duì)車廂質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算，以保證質(zhì)量利用系數(shù)在 0.8-1之間。 忽略連接處鋼管質(zhì)量，由于在后面強(qiáng)度校核時(shí)可能連接時(shí)可能要加焊角鐵等方式連接，忽略的質(zhì)量在一定程度上彌補(bǔ)了該質(zhì)量。 液壓取力系統(tǒng)不計(jì)其中，車廂總質(zhì)量為： 總m 3.595（ t） 初設(shè)取力系 統(tǒng)為 0.25t 整車整備質(zhì)量為 7.2 3.595 0.25=11.045（ t） 載質(zhì)量： 9t 載 3人，每人按 65kg計(jì)算 質(zhì)量利用系數(shù)： 9/（ 11.045 0.065 3） =0.8007 在柴油機(jī) 0.8-1之間，故在這步看來(lái)設(shè)計(jì)合理。 3.4.2 使用 ANSYS12.0對(duì)車廂底架靜態(tài)分析 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 1、對(duì)車廂底架進(jìn)行 proe建模 使用 ProE Wildfire 4.0版本對(duì)車廂底架進(jìn)行實(shí)體建模，經(jīng)多次拉伸、鏡像、復(fù)制等操作，可得實(shí)體模型如圖 3.20所示。 圖 3.20 車廂底架實(shí)體模型 2、導(dǎo)入 ansys12.0中并劃分網(wǎng)格 將實(shí)體模型導(dǎo)入 ansys12.0中，確定 所用為 Q235鋼材，材料物性參數(shù)如表 3.2所示。數(shù)據(jù)輸入用 Kg-mm-s單位制，輸出結(jié)果中應(yīng)變的單位為 mm，應(yīng)力的單位為 pa。計(jì)算結(jié)果中最大應(yīng)力小于 235 Mpa，即可滿足強(qiáng)度條件。 表 3.2 Q235材料特性 名稱 彈性模量（ Gpa） 泊松比 密度 （ kg/mm） 屈服強(qiáng)度（ Mpa） Q235 210 0.3 7.85610 235 設(shè)置完材料屬性后，對(duì)實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，為了減小內(nèi)存和分 析時(shí)間，在劃分網(wǎng)格時(shí)將網(wǎng)格劃分密度調(diào)到最大 10，網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖 3.21所示。 3、加約束和載荷 在連接支架螺栓孔處加全約束，在止推連接板與主車架接觸處加全約束。 在底架橫梁上表面加載荷。載荷大小為滿載時(shí)的 3930pa。 4、進(jìn)行分析 分析結(jié)果位移變形、應(yīng)力分布情況如圖 3.22、 3.23所示。 最大位移變形量出現(xiàn)在底架最前端的焊接點(diǎn)處，為 0.48mm，變形量小，而在設(shè)計(jì)中在此處焊裝前圍，還有一根內(nèi)骨架橫梁在實(shí)體建模中沒(méi)有體現(xiàn)，可中和變形量，故在此步可滿足設(shè)計(jì)要求。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 圖 3.21 車廂底架 實(shí)體網(wǎng)格劃分 圖 3.22底架位移變形圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 圖 3.23底架實(shí)體應(yīng)力分布圖 由圖可看出，最大強(qiáng)度為 99.9Mpa 235Mpa，強(qiáng)度要求滿足設(shè)計(jì)要求。 綜上所訴，經(jīng)過(guò) ANSYS分析，車廂底架滿足設(shè)計(jì)要求，其各種性能均滿足要求。 3.4.3 使用 ANSYS對(duì)車廂頂架支撐梁靜態(tài)分析 1、實(shí)體建模 由于頂架支撐梁在車靜止時(shí)工作，所承受的最大載荷是翼門完全開(kāi)啟時(shí)，翼門的重力。由此可將頂架支撐梁整合成如圖 3.24所示的實(shí)體模型。 3.24頂架支撐梁實(shí)體模型 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 2、網(wǎng)格劃分 劃分情況如圖 3.25 所示。同車廂底架網(wǎng)格劃分密度調(diào)到最大。 3.25頂架支撐梁網(wǎng)格劃分 3、加約束和載荷 在頂架支撐梁兩端面上加全約束。 由于頂架支撐梁只是負(fù)責(zé)翼門的支撐，故在此將翼門看成一整體，通過(guò)鉸鏈將自身重力傳到支撐梁上，而所選鉸鏈一側(cè)有 20個(gè)之多，可近似看成是均勻分布在支撐梁上，整合的結(jié)果為在梁的上表面加載 7700pa的壓強(qiáng)。 4、進(jìn)行分 析 分析結(jié)果位移變形、應(yīng)力分布情況如圖 3.26、 3.27所示。 最大變形量發(fā)上在梁的中間，由圖可看出，變形量為 7mm，考慮整個(gè)梁的長(zhǎng)度是 9425mm，這樣來(lái)看這個(gè)變形量不 大，而變形為彈性變形，即翼門完全開(kāi)啟時(shí)會(huì)發(fā)生約 7mm的變形，而翼門關(guān)閉后變形消失，故對(duì)頂梁支撐架的影響很小，可不予考慮，故設(shè)計(jì)合理。 由圖可知， 最大強(qiáng)度為 61.4Mpa 235Mpa，強(qiáng)度要求滿足設(shè)計(jì)要求。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 圖 3.26頂架支撐梁位移變形圖 圖 3.27頂架支撐梁實(shí)體應(yīng)力分布圖 綜上所述，頂梁設(shè)計(jì)滿足設(shè)計(jì)要求。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 對(duì)整車的前圍和后圍的分析，要考慮多種工況，如制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)彎時(shí)，加速時(shí)等。在此就不對(duì)其進(jìn)行分析了。 3.5 本章小結(jié) 本章確定了車廂的材料結(jié)構(gòu)及外形尺寸，對(duì)車廂的前圍，后圍，翼門，底 架，頂板支撐梁做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)選型，確定了翼開(kāi)門的質(zhì)量。并對(duì)車廂底架和頂架支撐梁進(jìn)行了有限元分析，保證所選材料滿足設(shè)計(jì)要求，為下一步液壓取力系統(tǒng)設(shè)計(jì)做好基礎(chǔ)。 第 4 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與取力系統(tǒng)布置 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 4.1 液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)由液壓能產(chǎn)生部件、工作部件與操縱控制部件三大部分組成。 翼開(kāi)啟廂式汽車所采用的油泵、油缸、液壓閥等液壓系統(tǒng)元件均為高度標(biāo)準(zhǔn)化、系列化與通用化且由專業(yè)化液壓件廠集中生產(chǎn)供應(yīng)。因此在自卸車改裝設(shè)計(jì)中只需要進(jìn)行液壓元件選型計(jì)算。其主要內(nèi)容包括 油缸的直徑與行程、油泵工作壓力、流量、功率以及油箱容積與管路內(nèi)徑等。 4.1.1 工作原理 該系統(tǒng)由取力器、油泵、液壓控制閥、油缸、油箱、操縱系統(tǒng)以及油管系統(tǒng)等組成。其工作原理如下： 1、準(zhǔn)備 先將自卸車處于駐車制動(dòng)狀態(tài)，并將變速器置于空擋。將轉(zhuǎn)閥手柄置于水平位置。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，然后踩離合器結(jié)合取力器使油泵進(jìn)入工作狀態(tài)。此時(shí)液壓油經(jīng)油泵、單向閥、液壓換向閥流回油箱。 2、舉升 將轉(zhuǎn)閥手柄逐漸向上轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)閉換向閥。此時(shí)，從油泵經(jīng)單向閥來(lái)的高壓油，進(jìn)入油缸實(shí)現(xiàn)舉升。油缸舉升到最大行程時(shí)撥動(dòng)限位閥，將高壓油路與回油 路接通而卸荷，舉升停止，貨廂處于舉升最高位置。 3、保持 將轉(zhuǎn)閥手柄置于“保持舉升區(qū)間”，并切斷取力器停止油泵工作。此時(shí)壓力油被鎖死在油缸內(nèi)。可按需使貨廂處于任意舉升位置保持。 4、降落 將轉(zhuǎn)閥手柄推至慢落位置，回油路僅部分打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)車廂緩慢降落。若將轉(zhuǎn)閥手柄推到底，則回油路被全部打開(kāi)，油缸下腔油液經(jīng)分流體向油箱快速回油。 4.1.2 液壓系統(tǒng)原理布置 本設(shè)計(jì)車型與其他裝用車相比，在保證其他專用車的要求的基礎(chǔ)上，最關(guān)鍵的部分是要保證單側(cè)翼門兩個(gè)液壓缸同步。這就在設(shè)計(jì)原理圖時(shí)增大了難度。 初步設(shè)計(jì)兩種方案，見(jiàn) 圖 4.1： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 （ a） （ b） 圖 4.1 液壓系統(tǒng)原理圖 對(duì)比以上兩種方案，換向閥均為電磁換向閥，均帶鎖止功能，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，考慮經(jīng)濟(jì)型，遵循在滿足要求的前提，盡量減少控制閥的原則，設(shè)計(jì)第三種方案如圖 4.2所示。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 圖 4.2 液壓系統(tǒng)原理圖 方案三結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是不能進(jìn)行鎖止，選擇方案（ c），再加設(shè)一個(gè)機(jī)械鎖止機(jī)構(gòu)，棘輪棘爪機(jī)構(gòu)，在后面輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)行詳細(xì)介紹。 4.2 液壓缸選型 初選系統(tǒng)壓力 6.3MPa，液壓缸最大行程 400mm，工作時(shí)間 20s。 選擇車輛用液壓缸，圖 4.3為液壓缸型號(hào)說(shuō)明 圖 4.3 液壓缸型號(hào)說(shuō)明 選擇液壓缸型號(hào)為 DG-J63C-2E，液壓缸尺寸如圖 4.4所示。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 圖 4.4 液壓缸尺寸 4.3 液壓泵及液壓控制閥的選擇 4.3.1 液壓泵選擇 根據(jù)液壓泵的最大工作壓力選擇泵類型，根據(jù)流量選擇規(guī)格。 液壓缸推力的確定： 翼門質(zhì)量為 449.6846（ kg） 由于鉸鏈處受力為單個(gè)翼門質(zhì)量的 5-10倍，故液壓缸推力初步確定為翼門重力的 5倍 22250N=22.25kN 確定液壓泵的流量： PQ =k max） Qi（( k=1.1-1.3取 1.3 PQ =1.3（ 4 A maxV 610 ） m/s A=3115.665 2mm maxV 液壓缸最大輸出速度 m/s 最大行程 400mm，初選 20s開(kāi)啟 maxV=20mm/s 則 PQ =19440ml/min 驅(qū)動(dòng)功率 P = P PQ / P 310 kW =8.1kW 液壓泵初選 Y 1B -25 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 4.3.2 液壓閥選擇 主要依據(jù)壓力閥所在油路的最大工作壓力和通過(guò)該閥的最大流量。 1、 溢流閥 符號(hào)意義 型號(hào) BG-03-32 調(diào)壓范圍 0.5-25.0Mpa；最大流量 100L/min；重量 5.0kg 2、手動(dòng)換向閥 符號(hào)意義 型號(hào) 4WMM6W型 10 3、 RB型平衡閥 符號(hào)意義 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 型號(hào) RBG-03-R 4、分流集流閥 符號(hào)意義 型號(hào) 3FJLE=L20-130H 5、單向閥 符號(hào)意義 型號(hào) CRG=03-04-50 4.4 液壓油箱及管徑確定 4.4.1 液壓管徑確定 油泵排量 1.44m/s 初選管路都一樣，故由油泵排量均分為 4份，當(dāng)一側(cè)翼門工作時(shí)，均分兩份， 故 Q=0.0002m/s，開(kāi)啟和關(guān)閉都用同一管，故按壓油管路計(jì)算， 3-6m/s，取 最大值 6m/s，算出 d=6.5，所以軟管內(nèi)徑取 10mm。 4.4.2 液壓油箱容積確定 V=vQm 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 vQ 液壓泵每分鐘排出的液體體積 m，為 0.024m/min。 根據(jù) JB824-66,6.3算中壓，然該設(shè)計(jì)的車為行走機(jī)械，故 =1 V=0.024m 4.5 取力器選型 除了少量專用汽車的工作裝置因考慮工作可靠相符殊的要求而配備專門動(dòng)力驅(qū)動(dòng)外 (例如部分冷藏汽車的機(jī)械制冷系統(tǒng) )，絕大多 數(shù)專用汽車上的專用設(shè)備都是以汽車底盤自身的發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，經(jīng)過(guò)取力器，用來(lái)驅(qū)動(dòng)齒輪液壓泵、真空泵、柱塞泵、輕質(zhì)油液壓泵、自吸液壓泵、水泵、空氣壓縮機(jī)等，從而為自卸車、加油車、牛奶車、垃圾車、吸污車、隨車起重車、高空作業(yè)車、散裝水泥車、攔板起重運(yùn)輸車等諸多專用汽車配套使用。因此，取力器在專用汽車的設(shè)計(jì)和制造方面顯得尤為重要。 根據(jù)取力器相對(duì)于汽車底盤變速器的位置，取力器的取力方式可分為前置、中置和后置三種基本型式，每一種基本形式又包括若干種具體的結(jié)構(gòu)，如下所列。 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 前 端 取 力前 置 式 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 后 端 取 力夾 鉗 式 取 力變 速 器 上 蓋 取 力取 力 器 取 力 方 式 中 置 式 變 速 器 側(cè) 蓋 取 力變 速 器 后 端 蓋 取 力分 動(dòng) 器 取 力后 置 式傳 動(dòng) 軸 取 力 其中，變速器側(cè)蓋取力，由于在設(shè)計(jì)變速器時(shí)已考慮了動(dòng)力輸出，因而一般在變速器左側(cè)和右側(cè)都留有標(biāo)準(zhǔn)的取力接口，也有專門生產(chǎn)與之配套的取力器的廠家，這種取力器較為常用，故本課題中，為了便于設(shè)計(jì)，節(jié)約成本，同時(shí)也考慮到大批量生產(chǎn)，采用變速器側(cè)蓋取力方式。 根據(jù)所選底盤對(duì)應(yīng)廠家提供的取力器進(jìn)行選擇，選擇型號(hào) 4207010-110A，結(jié)構(gòu)如圖 4.5所示，輸出功率為 45kW，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率，故滿足設(shè)計(jì)要求。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 圖 4.5 取力器 4.6 液壓、取力系統(tǒng)布置及安裝 4.6.1 液壓泵固定安裝 圖 4.6 液壓泵固定板 如圖 4.6所示，兩塊鋼板用螺栓分別連接到液壓泵和副車架橫梁上。 4.6.2 液壓缸安裝 固定支架由兩個(gè)角鐵焊接而成，中間用一個(gè)銷子，兩端有兩組墊片來(lái)調(diào)整液壓缸位置，用螺母緊固。，結(jié)構(gòu)如圖 4.7所示。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 圖 4.7 液壓缸連接支座 4.6.3 取力器與液壓泵連接 1、連接方案確定 提出兩種方案，傳動(dòng)軸和法蘭盤連接，由于傳動(dòng)軸連接，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部件較多，成本較高，而法蘭盤連接對(duì)安裝精度要求較高，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故選擇法蘭盤連接，在法蘭盤加工和安裝時(shí)要特別強(qiáng)調(diào)其精度要求。 2、 法蘭盤設(shè)計(jì) 法蘭盤特別提出一點(diǎn)，為保證取力器輸出軸和液壓泵驅(qū)動(dòng)軸的通軸度，所以要保證法蘭盤大面和軸孔的垂直度，具體尺寸和技術(shù)要求在圖紙 RL5200-006上體現(xiàn)，也可如圖 4.8所示。 圖 4.8 法蘭盤 4.6.4 閥箱及液壓油箱總成安裝 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 圖 4.9 箱體總成安裝位置 將液壓油箱和閥箱做成一體，總成尺寸在圖紙上有詳細(xì)介紹，考慮到人操作時(shí)手臂長(zhǎng)度，總成不易距離翼門太遠(yuǎn)，這個(gè)距離為 430mm，可供人員合理操作。故在此不做調(diào)整。由異型鋼管和角鐵焊成兩個(gè)支撐架，分別用螺栓固定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可行性大，具有實(shí)際意義。 4.7 本章小結(jié) 本章所包含內(nèi)容是本設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，包括液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和取力系統(tǒng)的布置等，到此本設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)行一多半了，而在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到簡(jiǎn)化原理圖，故液壓機(jī)構(gòu)不包括鎖止功能，在接下來(lái)一章中所設(shè)計(jì)的輔助系統(tǒng)關(guān)鍵就是機(jī)械機(jī)構(gòu)鎖止翼門，之后加上校核分析修正，即可完成本設(shè)計(jì)。故本章的核心部分要結(jié)合圖紙進(jìn)行詳細(xì)了解。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 第 5 章 輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì) 輔助系統(tǒng)主要是 指翼門機(jī)械鎖止機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，故在此進(jìn)行詳細(xì)介紹。 5.1 鎖止機(jī)構(gòu)方案確定 為了在一定的空間內(nèi)，安裝一套機(jī)械鎖止機(jī)構(gòu)，以保證翼 門開(kāi)啟后能夠自動(dòng)鎖止，在此提出三種方案： 方案一： 三連桿機(jī)構(gòu)； 在車廂內(nèi)部設(shè)置一套三連桿機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)軌跡復(fù)雜，工作空間較大，而且考慮到液壓缸的安裝之后，空間不夠，故決定放棄。 方案二： 滑到連桿機(jī)構(gòu)； 在車廂骨架中間橫梁上焊裝一條滑到，而將連桿鉸接到翼門頂部縱梁上，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需外力控制，出現(xiàn)與方案二同樣的問(wèn)題，空間不夠，亦放棄。 方案三： 棘輪停止器； 在翼門前后圍外側(cè)固定棘輪，在前后圍骨架中間橫梁外側(cè)設(shè)置一個(gè)棘爪，沿著支架設(shè)置操縱機(jī)構(gòu)，這種方案實(shí)施起來(lái)較可行，但對(duì)棘輪和棘爪的強(qiáng)度要求較大，故在此 進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，也可選取相關(guān)零部件廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件，考慮到本方案對(duì)空間要求小，針對(duì)機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，在設(shè)計(jì)時(shí)遵循盡量減少零件的原則優(yōu)化設(shè)計(jì)。 5.2 棘輪設(shè)計(jì) 棘輪結(jié)構(gòu)及參數(shù)如圖 5.1、 5.2所示： 圖 5.1 棘輪尺寸結(jié)構(gòu) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 40 棘輪參數(shù)如表 5.1所示 表 5.1 棘輪參數(shù) 模數(shù) m 12 齒數(shù) z 12 周節(jié)（分度圓直徑） p 37.68 齒頂高系數(shù) ha* 1 頂隙系數(shù) C* 0.35 全齒高 h 13.188 精度等級(jí) 12-GB10095-2001 齒寬系數(shù) 1.667 5.3 棘爪設(shè)計(jì) 棘輪結(jié) 構(gòu)如圖所示： 圖 5.2 棘爪尺寸結(jié)構(gòu) 棘爪強(qiáng)度計(jì)算： 35 0 AFzM M=彎矩 Nmm M=Fe z-棘爪危險(xiǎn)截面的截面系數(shù) A-棘爪危險(xiǎn)截面的面積 經(jīng)計(jì)算，所設(shè)計(jì)滿足設(shè)計(jì)要求 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 41 5.4 操縱機(jī)構(gòu)總成設(shè)計(jì) 為了精簡(jiǎn)機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)成連桿機(jī)構(gòu)，如圖 5.3 所示。 圖 5.3 操縱機(jī)構(gòu)總成 一共四根桿，連接處為鉸接，第二三桿用鋼管即套筒套住，中間添加橡膠充當(dāng)緩沖塊。 當(dāng)翼門開(kāi)啟到最高點(diǎn)時(shí)，第四桿自身重力，支撐一桿頂著棘爪卡住棘輪，當(dāng)翼門關(guān)閉時(shí)，操縱人員向上推一下四桿，隨即帶著棘爪脫離卡位， 而防止運(yùn)動(dòng)干涉和保證機(jī)構(gòu)有自由度，故將二三桿分離，用緩沖橡膠保證運(yùn)動(dòng)平順。 5.5 本章小結(jié) 本章的輔助系統(tǒng)主要就是翼門鎖止機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，而本章的設(shè)計(jì)屬理論創(chuàng)新，