rl5200xyk翼开启厢式汽车改装设计本科毕业论文.doc

本科学生毕业设计 RL5200XYK翼开启厢式汽车改装设计 院系名称： 汽车与交通工程学院 专业班级： 车辆工程 B07-1班 学生姓名： 闻剑飞 指导教师： 李涵武 职 称： 副教授 黑 龙 江 工 程 学 院二一一年六月The Graduation Design for Bachelors Degree Design of RL5200XYK Wing Opening Box vanCandidate：Wen Jianfei Specialty：Veheicle EngineeringClass：B07-1Supervisor：Associate Prof. Li Hanwu Heilongjiang Institute of Technology2011-06Harbin摘 要翼开启厢式汽车是一种能适应现代物流发展需要的新型运输车型,将会有广阔的市场前景。其最主要特点是装卸效率高。目前，已有很多专用车厂家生产这种车型，翼开启厢式汽车的推广可大大弥补普通厢式车装卸效率低的不足，缩短工作周期，降低运输成本，对国民经济的发展有着重要的意义。文中介绍了总质量为20t的翼开启厢式汽车的改装设计说明。对车厢、翼开门、翼门作业机构、翼门机械锁止机构、液压系统和取力系统进行了详细设计，并对不同方案进行了比较分析，保证了翼开启厢式汽车的先进性及实用性，对车厢底架和顶架支撑梁进行实体建模和ANSYS分析，确保设计合理。叙述了在改装翼开启厢式汽车过程中容易出现的问题及相关专用设备的工作原理，并对整车性能进行了分析。关键词：专用汽车；翼开启厢式汽车；车厢；改装设计；ANSYSABSTRACTWings 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；Car;Design Modifications；ANSYS目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 改装翼开启厢式汽车的目的和意义11.2 国内外现状及发展前景11.2.1 国内外发展现状11.2.2 翼开启厢式汽车的发展前景21.3 翼开启厢式汽车的特点31.4课题主要内容31.4.1 设计内容31.4.2 技术路线3第2章 总布置方案及二类底盘选型52.1 整车总布置52.1.1 翼开门形式方案52.1.2 方案分析与选择72.2 二类底盘选型82.2.1 二类底盘选择方案82.2.2 二类底盘初选82.2.3 所选底盘具体参数92.3 本章小结10第3章 车厢设计113.1 车厢尺寸参数的确定113.1.1 车厢外廓尺寸113.1.2 车厢内框尺寸113.2 车厢结构与设计113.2.1 车厢骨架结构设计113.2.2 蒙皮的设计203.3 车厢门、密封条的设计203.3.1 车厢后门的设计203.3.2 密封条的设计213.4 车厢设计校核213.4.1车厢质量213.4.2 使用ANSYS12.0对车厢底架静态分析223.4.3 使用ANSYS对车厢顶架支撑梁静态分析243.5 本章小结26第4章 液压系统设计与取力系统布置274.1 液压控制系统设计274.1.1 工作原理274.1.2 液压系统原理布置274.2 液压缸选型294.3 液压泵及液压控制阀的选择304.3.1 液压泵选择304.3.2 液压阀选择314.4 液压油箱及管径确定324.4.1 液压管径确定324.4.2 液压油箱容积确定334.5 取力器选型334.6 液压、取力系统布置及安装344.6.1 液压泵固定安装344.6.2 液压缸安装344.6.3 取力器与液压泵连接354.6.4 阀箱及液压油箱总成安装364.7 本章小结36第5章 辅助系统设计375.1 锁止机构方案确定375.2 棘轮设计375.3 棘爪设计385.4 操纵机构总成设计385.5 本章小结39第 6 章 整车性能分析406.1 汽车动力性能分析406.1.1 基本参数的确定406.1.2 汽车的行驶方程式416.1.3 汽车动力性能计算436.2 燃油经济性计算466.3 整车稳定性分析476.3.1 空载质心高度的计算476.3.2 空载侧倾角的计算476.4 整车轴荷分配计算486.5 本章小结48结论49参考文献50致谢51附录52 VI第1章 绪 论1.1 改装翼开启厢式汽车的目的和意义翼开启厢式车以本车动力驱动液压装置，使货厢翼顶或侧翼自行开启和关闭，用于运输货物的厢式专用运输汽车。随着汽车工业的发展和交通、物流业的发展，社会对汽车的运输效率、经济性提出了越来越高的要求，汽车的专用化趋势也越来越明显。在21世纪的今天，物流业的发展已成为衡量一个国家现代化程度和综合国力的重要指标，现代物流产业已成为我国经济新的增长点，也是现代物流产业的重要环节，发展现代物流运输为我国汽车工业的发展，特别是厢式汽车的发展带来了无限商机。大力发展厢式货车，是适应我国快速发展和现代物流发展要求的必然趋势。本课题研究设计的翼开启厢式车作为一种新型运输车型，与传统的厢式货车相比，能起到提高装卸货物效率，节省物流运输成本的作用。也可实现单翼展开和双翼展开，适用于流动展销各类家用电器，日常百货等等。该项产品的开发应用，将会有非常广阔的市场前景。通过对翼开启厢式汽车的改装设计，满足市场对此种类型专用汽车的需求，在满足基本使用性能的基础上，对市场上现有产品进行研究改进，增强产品竞争力。1.2 国内外现状及发展前景 1.2.1 国内外发展现状随着我国工业化与城镇化的同步加速，中国专用汽车市场仍将保持高位需求。2020年之前，中国仍将处于工业化和城市化同步加速的发展阶段，具有投资规模大、产业链长、加工度高、中间产品多、增长持续时间长的特点，且由于我国资源分布很不均匀，中部原煤产量高，东部钢材产量大，运输强度依然很高，专用汽车产业发展面临机遇。 到2020年前中国商用车市场将保持年均9%左右的增长速度，从而为专用汽车的发展提供良好的发展空间。庞大的基础设施建设项目将给工程类专用汽车带来极大的需求空间和市场增量，高等级公路建设总量依然巨大，带动修建公路的工程车辆、维护公路的特种作业车辆、公路运营车辆的快速发展。同时，我国能源消耗总量巨大，能源物资的运输也会扩大专用车总需求量。 城市化进程加快，城市功能的提高，对建筑、环卫、园林、电力、通信、公安、司法、机场、金融以及各类商业运输等城市建设和服务方面的专用汽车将产生较大的需求;物流业的快速发展，也将极大带动厢式汽车、保温、冷藏汽车、半挂厢式汽车等专用汽车的快速发展。 国际专用汽车产业正加速与中国专用汽车行业的合资合作步伐和力度。同时，中国政府为促进汽车产业更快、更好地发展下去，也相继出台了各项政策与标准法规，包括国家汽车产业发展政策、国家汽车产业调整和振兴规划等，这些政策为专用汽车产业的发展创造了条件。 随着经济发展及物流效率的提升，中重型专用车的需求结构和需求特性将发生显著变化，公路用车比重将平稳增长，以公路使用为主的物流类和作业类专用车市场发展空间将更为广阔，工程类专用车比重会逐年下降到一个相对稳定的状态。 目前商用车产品的技术水平很低。这主要是由目前的现实国情所决定：购车能力低，驾驶者收入低;运输的货物价值量低;标准低，管理不严;行走路况差，很多商用车不走高速公路。随着这些情况的改变，如购买能力不断提高，运输货物价值也随高品质、高附加值产品需求上升，国家节能标准法规、安全标准法规等加速出台和提高以及国家高速公路网的形成，商用车产品高端化趋势将越发明显，商用车产品升级对专用车将提出更高的要求。1.2.2 翼开启厢式汽车的发展前景 目前中国的专用车市场处于性能提升阶段，产品以中端市场需求为主，随着城市经济的高速发展，高性能、高品质的高端产品市场规模将进一步扩大，而随着中国新农村的城镇化建设，满足基本功能、价格相对便宜的低端产品需求也将进一步扩大。东风商用车公司正在进行全系列中重型专用车底盘平台的研发，以应对需求趋势的变化。两翼开启厢体式我国近年来发展起来的一种新型厢体。两侧翼能完全展开，后门也可打开，形成开放式车厢，利用叉车装卸可实现机械集装化装卸作业，即降低了工人的劳动强度又大大提高装卸效率，该产品在物流运输业有相当广阔的市场和良好的发展前景。发达国家厢式货车品种繁多，厢门的型式也多种多样。不同材料、不同型式的厢货车、蓬布车，可以设计成安全推拉式、板推拉式、侧门、推拉门、卷闸门、两翼式、全开式门等，可为用户提供广阔的选择空间。在厢式汽车领域，发达国家的车型种类、材料选取、连结方式、厢内设置等诸多方面都值得国内企业学习和借鉴。同时，国内企业也应认识到，只要正视挑战，抓住时机，抓紧时间大胆改革，用新的思考方式设计和装备自己的厢式汽车，国产厢式汽车赶超世界先进水平指日可待。1.3 翼开启厢式汽车的特点（1）装卸效率高 目前国内物流业装卸采用人工方式，依照装配一个9.6m厢式车为例，4个劳动工人至少要花费2h，单台装卸工时在8h以上，而采用翼开启式车厢则只需2个工人配合叉车花费0.5h，单台装卸只需1h。从单台装卸效率上整体提高7h。通过此一改变，使物流企业在合理发挥物流设备的利用效率上，单产大大提高，从而使物流企业综合装备投入减少，总体收益率也会大大提高。（2）能有效降低物流成本 随着物流企业的精益化管理和国际石油价格的持续上扬，物流企业的竞争其实就是物流效率的竞争，谁能在如火如荼的物流大战中站稳脚跟，稳健发展，大家都把竞争的立足点放在内部管理上，利用翼开启式车可以大大节约物流装卸人工成本，从而使物流企业在成本上占领优势。1.4课题主要内容1.4.1 设计内容改装设计一种翼开启厢式汽车。总质量20 000Kg，满足专用汽车相关设计要求。1、 二类汽车底盘选取2、 底盘改装部件的布置（1）副车架连接；（2）取力系统布置；3、 车厢设计（1）车厢尺寸参数确定；（2）车厢结构；4、 举升装置设计（1）顶翼翼开启装置辅助装置设计（2）侧翼翼开启装置辅助设计计算选型（3）辅助控制系统设计1.4.2 技术路线经分析对比，设定技术路线如图1.1所示。图1.1 技术路线图第2章 总布置方案及二类底盘选型2.1 整车总布置2.1.1 翼开门形式方案由于本课题要设计一款翼开启厢式汽车，较之其他专用车，其副车架是车厢底板纵梁，而副车架布置在后面车厢设计部分有详细介绍，该车的总布置就是核心部件即车厢翼开门形式的布置，故在此对翼开门的结构形式做出三种方案，参照现有车型及有关资料，还有一种顶板为一体，在车厢两侧与顶板连接处设置铰链，而这种设计工作空间大，开启关闭时驱动力大，结构复杂，在此不做对比分析。方案一如图2.1所示图2.1 翼开门上掀式示意图说明：车厢两翼由四个液压缸支起，翼开门为一整体，向上支起。每侧们都可单独开启，后门为对开手动控制。停车取力。广泛应用于中长途运输。适应各种恶劣条件工作。优点：结构简单，开启方便，翼门开启后可最大程度提高装卸效率，装卸方便。副车架，取力装置布置容易，控制系统简单，维修方便，成本低，工作空间相对较小。缺点：翼开门开启角度大，对翼开门支撑轴连接处强度要求高。难点：车厢底部与翼开门处密封；翼开门支撑轴连接处强度；翼开门上部密封性。方案二如图2.2所示。图2.2 车厢包含栏板的翼开车示意图说明：车厢两翼车门中间分段，上端由液压缸控制向上开启。下端向下开至水平，也可垂直放下，适合于舞台演出车，临时展销车。每侧翼门都可单独开启。优点：车厢底部面积大，上段翼开门开启角度小，可在狭窄环境下工作。缺点：结构相对复杂，下段翼开门开启关闭需人工控制，控制困难，在长时间恶劣环境下开启后下段车门关闭困难。维修相对困难。难点：每侧车门两段连接处密封；下段车门水平开启时自锁；车厢底部与厢体处密封；翼开门支撑轴连接处强度；翼开门上部密封性。方案三如图2.3所示。图2.3 翼门断开式翼开车示意图说明：车厢整体每侧分前后两个翼门，分别由两个液压缸控制开启关闭，四个门可分别单独开启。且每个车门都可单独开启，适合中近途运输。优点：翼开门开启方便，便于少量货物装卸。缺点：结构复杂，液压控制系统麻烦，用叉车装卸大量时角度小导致效率低，维修困难，成本高。难点：液压缸布置；控制系统设计，取力系统布置。2.1.2 方案分析与选择由于本设计要设计一款总质量为20t的翼开启厢式货车，属于重型货车，应用于中远途高效率运输。方案一结构简单，开启方便，翼门开启后可最大程度提高装卸效率，装卸方便。副车架，取力装置布置容易，控制系统简单，维修方便，成本低。优势较之方案二、三明显。方案二适用于舞台演出车，而方案三的四个翼开门的设计适用于载重量很大的货车。在满足设计要求的前提下，尽量选择更实用经济的设计，可大大提高该车生产后期的市场竞争力。该车应用环境可能会十分恶劣，再考虑到日后的维修成本，方案一维修方便，也是一个核心竞争力。而对于方案一的翼开门开启时，翼门划过角度大的问题，在设计车厢时可合理调整长宽高的比例，最大限度的减小划过角度。对于翼开门支撑轴支撑处强度问题，可在车厢设计时在车厢主体上添加几根梁提高强度，问题也就迎刃而解了。综上所述，初步选择方案一的设计。车厢两翼由四个液压缸支起，翼开门为一整体，向上支起。每侧们都可单独开启，后门为对开手动控制。停车取力。广泛应用于中长途运输。适应各种恶劣条件工作。2.2 二类底盘选型2.2.1 二类底盘选择方案针对方案一选择一汽解放三款底盘进行对比分析，见表2.1，确定最终方案。表2.1 底盘参数主要参数方案一方案二方案三质量参数载质量/t15.5t15.6t14.1 t整备质量/t9.3 t9.2 t10.6 t总质量/t25 t24.99 t性能参数最高车速/Km/h1029385最大爬坡度/303636.7等速油耗L/100Km302929最小转弯直径/m23.423.823.8制动距离/m36.736.736.7驻车停放坡度/121818续行使里程/m80013001200最高档经济车速50-7545-6840-60尺寸参数外廓尺寸长119801191010170宽249524902490高35302850/32902830轴距（满载）1950+56001900+56504725+1350前悬（满载）14001375/13851375后悬（满载）348030452720轮距前轮19501950/19281928后轮184018471847后桥中心处上车架表面离地高度空载18471038满载1127988车型号CA1250P63K1L6T3ECA1233P7K2L11T3AECA1253P7K1L71E2.2.2 二类底盘初选通过以上方案主要参数对比分析，方案一车速快，方案三动力性最好，而方案二比较适中，既保证了良好的动力性也保证车速快且经济性较好，具有其他两车型的优点。方案二具有低自重、低重心、低油耗、宽车架、高车速、便于维修保养等优点。方案二可适用于总重1530吨车上，对于该车系列化生产最适合。选择方案二。2.2.3 所选底盘具体参数1、发动机型号BF6M1013-24E3;2、变速器CA7T156;3、传动轴：开式，四开，五个万向节及三套中间支承承，轴管尺寸1106mm；4、前轴：整体式锻压成型，“工”字形断面，中间断面，宽90mm，高103mm，弹簧座处落差100mm，主销中心距1723mm5、驱动桥：一汽解放13吨级单级减速器，主减速器从动锥齿轮节圆直径457mm.锻造桥壳，全浮式半轴，直齿锥齿轮减速器，主减速比i0=4.875/4.444/4.1116、车架：纵梁最大断面尺寸（断面高翼面高板料厚）：28090（7+5）mm。车架外宽865mm。7、悬架：前悬架钢板弹簧为少片簧，后端为吊环结构；后多片簧，后悬架有副簧。8、结构参数：前簧151090（20-9.5）mm-4片 后簧17009016mm-10片 12509010mm-9片 钢板弹簧中心距：前簧830mm 后簧1035mm9、车轮，轮胎：轮辋7.50V20，轮胎10.00-2010.00R20、11.00-2011.00R2010、转向器：循环球整体式动力转向器，缸径100.传动比20.511、驾驶室及装备：09款全浮改脸驾驶室，驾驶室内宽2.2米，整体式仪表板及轿车化内饰，三人座，手动式液压举升翻转机构，带预警显示的驾驶室锁紧机构；多功能可调高靠背座椅，靠背角度可调的乘客座椅，均带安全带。中间座椅，装安全带；三档电动刮水器，单臂式玻璃升降器，卡板式门锁，风窗洗涤器，地毯、冷气，大型球面后视镜，空气混合型暖风系统，多点喷出式除霜装置，选装空调。12、制动系：手动调整臂，前后独立双回路气制动；装有快放阀，空气处理单元，制动管路采用快插接头，四通道ABS。具体参数如表2.2所示。表2.2 制动系具体配置参数行车制动器前后均为气动鼓式，前制动鼓内径440，后制动鼓内径410；蹄片宽度；前轮135,；后轮150.驻车制动器系统中装有继动阀，活塞式制动缸，手动阀控制，作用于后桥上。空气压缩机单缸水冷，发动机额定转速时，800kPa压力下，实际排气量不小于380L/min。贮气筒共有三个，两个容积35L，分别供前桥，后桥制用气；另一个容积15L的驻车及辅助制动供气；辅助制动器发动机排气制动阀及控制气缸，电磁气动操纵。13、电器、仪表：具体参数如表2.3所示。表2.3 电器装置具体参数电气系统整车电气系统24V，负极搭铁蓄电池6-QAW-120D，两只串联。发电机整体交流发电机，负极搭铁，电压28V，电流45A，功率1kw起动机电磁操纵式，电压24V，最大输出功率6kw仪表组合仪表组合开关转向信号、变光，刮水器和洗涤器，灯光开关组成，设有转向开关自动回位装置；起动开关有自锁转向盘的防盗机构及停机装置；功能开关；预热，电气喇叭转化、排气制动、前雾灯、后雾灯、危险警报开关组成；灯光系统组合式前照灯：含远光灯、近光灯、前转向灯、前位灯、转向辅助照明灯；前雾灯；组合式后灯；含制动灯、转向信号灯、后位灯和反射器、倒车灯、牌照灯、危险警报灯、后示廓灯暖风暖风电动，24V永磁式，输出功率85W刮水器刮水器电动机，永磁双速直流电动机电路保护4路大功率熔断器及32路片式熔断器组成；电路控制保险丝盒总成，控制盒总成及电源赔点盒总成组成。2.3 本章小结本章对整体设计方案进行了分析对比，确定了整车结构形式。选定了专用车的二类底盘，并详细介绍了二类底盘及动力总成的参数，为下一步车厢设计奠定了基础。第3章 车厢设计3.1 车厢尺寸参数的确定3.1.1 车厢外廓尺寸外廓尺寸应在厢式货车总体设计阶段予以确定。其中：厢体长度主要由前后轴荷分配系数决定，鹰接近原车厢长度，以便保持原底盘性能；厢体宽度主要由底盘轮距、使用要求及法规限宽等因素决定；厢体高度由改装后的质心高度（影响汽车的行驶稳定性）决定，在满足装载容积及装卸方便的情况下，应尽量减小厢体高度，以降低质心，提高汽车行驶的稳定性。初选车厢长宽高：964024902252 3.1.2 车厢内框尺寸内框尺寸确定了车厢容积的大小。应从车辆用途、装载质量、货物密度以及包装方式、尺寸规格等方面考虑，以便提高运输效率。车厢容积按下式计算V=式中V车厢容积（m）；、厢内有效长度、宽度、高度（mm）。初定质量利用系数为0.8，总质量为20吨，故载质量为9吨，考虑5%超载率，可装10吨货物。初定内框尺寸长宽高：950022902052可装货物密度为：0.211kg/m，故货物密度只要大于该密度就可装进车厢，而一般货物均大于该密度，该车是限定质量而非装满，只要能将9.45吨货物装进车厢即可。3.2 车厢结构与设计3.2.1 车厢骨架结构设计（1）支架总成支架即车厢骨架支撑部分，承受车厢的受力，支架总成由异性钢管焊接而成，其结构见图3.1。选用异性钢管：初选ABS:80607理论重量13.19kg/m。图3.1 支架总成结构示意图（2）前围骨架前围为封闭型结构，由异性钢管骨架和钢板组合而成，阻挡货物冲击。前围骨架由外支撑架、内骨架和液压缸支撑架组成。参照相关原有车型。如图3.2所示。外支撑架选用异性钢管：初选ABS:80607;理论重量13.19kg/m;内骨架选用异性钢管：初选ABS:50323;理论重量3.46kg/m;液压缸支撑架选用异性钢管：初选ABS:80607;理论重量13.19kg/m;图3.2 前围结构（3）后围骨架后围由支撑框架和后门组成，框架由异性钢管焊接成，框架内部为一对开后门，后门可270开启与车厢外壁相叠。外支撑架选用异性钢管：初选ABS:80607;理论重量13.19kg/m;液压缸支撑架选用异性钢管：初选ABS:80607;理论重量13.19kg/m;1、门锁总成；2、后门；3、铰链总成；4、外支架图3.3 后围结构还包括门锁总成和铰链总成结构如图3.3所示。考虑车门与支架之间的密封上下各预留5mm密封条间隙，左右预留10mm间隙，而考虑到铰链的安装，故又在外支架内侧又焊接一条梁，材料型号同外骨架，铰链为六个，锁两个，而考虑液压缸的安装位置，与前围一样都在中间梁上加焊一条梁。（4）底架底架是整车车厢的安装基础，受力比较大，因此底架的纵梁和横梁均采用槽型钢，并采用纵横搭接的结构，以提高底架的强度和刚度。底架纵梁即是副车架。1、纵梁选用槽型钢：热轧槽钢（GB/T707-1988）型号32b。理论重量43.107kg/m。图3.4 底架纵梁槽钢尺寸2、横梁选用槽型钢：热轧槽钢（GB/T707-1988）型号10。理论重量10.007kg/m。图3.5 底架横梁槽钢尺寸内骨架选用异性钢管：初选ABS:50323。理论重量3.46kg/m。图3.6 底架结构及外形尺寸3、副车架设计在专用汽车设计时，为了改善主车架的承载情况，避免集中载荷，同时也为了不破坏主车架的结构，一般多采用副车架(副梁)过渡。本车在工作中受较大的弯曲应力。因此，本车副车架纵梁采用两根抗弯性能较好的平直槽行梁。在增加副车架的同时，为了避免由于副车架刚度的急剧变化而引起主车架上的应力集中，所以对副车架的形状、安装位置及与主车架的连接方式都有一定的要求。副车架的截面形状及尺寸用汽车副车架的截面形状一般和主车架纵梁的截面形状相同，多采用如图3.4所示的槽形结构，其截面形状尺寸取决于专用汽车的种类及其承受载荷的大小。参照国内外总质量相近车型的副车架纵梁端面尺寸，确定副车架纵梁端面尺寸为图所示。副车架的前端形状及安装位置在保证使用可靠的前提下，为了提高挠曲性，减小副车架刚度，应尽量减少副车架的横梁，以减少对纵梁的扭转约束。副车架油缸支承横梁与翻转轴横梁形成框架。油缸支承横梁应尽量靠近后悬架前支承处的横梁，最好能位于后框架之内。因为这段主车架变形小，所以副车架对其扭转约束力也相应减弱，同时保证了举升机构的几何特性。在副车架结构要求刚性较高时，可在主、副车架中间增加一层橡胶垫，当主车架变形时以弹性橡胶的变形来减弱副车架对主车架的约束。副车架与主车架连接如图3.7所示。图3.7 副车架与主车架的连接A-A处是截面突变点，在受冲击载荷时，此处出现应力集中，严重时造成主车架断裂。这就要求副车架的前端结构要设计成渐变截面，以减缓应力集中。副车架前端形状常有三种形状(见图3.8)。对于这三种不同形状的副车架前端，在其与主车架纵梁相接触的翼面上部加工有局部斜面，其斜而尺寸如图3.8(c)所示：；。（a）U形；（b）角形；（c）L形图3.8副车架的三种前端形状（b）图4.1 液压系统原理图对比以上两种方案，换向阀均为电磁换向阀，均带锁止功能，但结构复杂，考虑经济型，遵循在满足要求的前提，尽量减少控制阀的原则，设计第三种方案如图4.2所示。图4.2 液压系统原理图方案三结构简单，但是不能进行锁止，选择方案（c），再加设一个机械锁止机构，棘轮棘爪机构，在后面辅助机构设计中进行详细介绍。4.2 液压缸选型初选系统压力6.3MPa，液压缸最大行程400mm，工作时间20s。选择车辆用液压缸，图4.3为液压缸型号说明图4.3 液压缸型号说明选择液压缸型号为DG-J63C-2E，液压缸尺寸如图4.4所示。图4.4 液压缸尺寸4.3 液压泵及液压控制阀的选择4.3.1 液压泵选择根据液压泵的最大工作压力选择泵类型，根据流量选择规格。液压缸推力的确定： 翼门质量为449.6846（kg） 由于铰链处受力为单个翼门质量的5-10倍，故液压缸推力初步确定为翼门重力的5倍22250N=22.25kN，系统压力6.3Mpa。确定液压泵的流量：=kk=1.1-1.3取1.3=1.3（4A）m/s由于液压缸已选完，可知A=3115.665液压缸最大输出速度m/s最大行程400mm，初选20s开启=20mm/s则=0.324l/s=19440ml/min驱动功率=/kW=8.1kW液压泵初选Y-254.3.2 液压阀选择主要依据压力阀所在油路的最大工作压力和通过该阀的最大流量。1、 溢流阀溢流阀符号意义如图4.5所示。图4.5 溢流阀型号说明型号BG-03-32 调压范围0.5-25.0Mpa；最大流量100L/min；重量5.0kg2、手动换向阀手动换向阀符号意义如图4.6所示。图4.6 手动换向阀型号说明型号4WMM6W型103、RB型平衡阀RB型平衡阀符号意义如图4.7所示。图4.7 RB平衡阀型号说明型号RBG-03-R4、分流集流阀分流集流阀符号意义如图4.8所示。图4.8 分流集流阀型号说明型号3FJLE=L20-130H5、单向阀单向阀符号意义如图4.9所示。图4.9 单向阀型号说明型号CRG=03-04-504.4 液压油箱及管径确定4.4.1 液压管径确定油泵排量1.44m/s初选管路都一样，故由油泵排量均分为4份，当一侧翼门工作时，均分两份，故Q=0.0002m/s，开启和关闭都用同一管，故按压油管路计算，3-6m/s，取最大值6m/s，算出d=6.5，所以软管内径取10mm。4.4.2 液压油箱容积确定V=m经验系数；液压泵每分钟排出的液体体积m，为0.024m/min。根据JB824-66,6.3算中压，然该设计的车为行走机械，故=1 V=0.024m4.5 取力器选型除了少量专用汽车的工作装置因考虑工作可靠相符殊的要求而配备专门动力驱动外(例如部分冷藏汽车的机械制冷系统)，绝大多数专用汽车上的专用设备都是以汽车底盘自身的发动机为动力源，经过取力器，用来驱动齿轮液压泵、真空泵、柱塞泵、轻质油液压泵、自吸液压泵、水泵、空气压缩机等，从而为自卸车、加油车、牛奶车、垃圾车、吸污车、随车起重车、高空作业车、散装水泥车、拦板起重运输车等诸多专用汽车配套使用。因此，取力器在专用汽车的设计和制造方面显得尤为重要。根据取力器相对于汽车底盘变速器的位置，取力器的取力方式可分为前置、中置和后置三种基本型式，每一种基本形式又包括若干种具体的结构，如下所列。其中，变速器侧盖取力，由于在设计变速器时已考虑了动力输出，因而一般在变速器左侧和右侧都留有标准的取力接口，也有专门生产与之配套的取力器的厂家，这种取力器较为常用，故本课题中，为了便于设计，节约成本，同时也考虑到大批量生产，采用变速器侧盖取力方式。根据所选底盘对应厂家提供的取力器进行选择，选择型号4207010-110A，结构如图4.10所示，输出功率为45kW，远远大于液压泵的驱动功率，故满足设计要求。图4.10 取力器4.6 液压、取力系统布置及安装4.6.1 液压泵固定安装如图4.11所示，两块钢板用螺栓分别连接到液压泵和副车架横梁上。 图4.11 液压泵固定板4.6.2 液压缸安装固定支架由两个角铁焊接而成，中间用一个销子，两端有两组垫片来调整液压缸位置，用螺母紧固，结构如图4.12所示。图4.12 液压缸连接支座4.6.3 取力器与液压泵连接1、连接方案确定提出两种方案，传动轴和法兰盘连接，由于传动轴连接，结构复杂，部件较多，成本较高，而法兰盘连接对安装精度要求较高，但结构简单，故选择法兰盘连接，在法兰盘加工和安装时要特别强调其精度要求。1、 法兰盘设计法兰盘特别提出一点，为保证取力器输出轴和液压泵驱动轴的通轴度，所以要保证法兰盘大面和轴孔的垂直度，具体尺寸和技术要求在图纸RL5200-006上体现，也可如图4.13所示。图4.13法兰盘4.6.4 阀箱及液压油箱总成安装 图4.14 箱体总成安装位置将液压油箱和阀箱做成一体，总成尺寸在图纸上有详细介绍，考虑到人操作时手臂长度，总成不易距离翼门太远，这个距离为430mm，可供人员合理操作。故在此不做调整。由异型钢管和角铁焊成两个支撑架，分别用螺栓固定，结构简单，可行性大，具有实际意义。4.7 本章小结 本章所包含内容是本设计的核心内容，包括液压系统的设计和取力系统的布置等，到此本设计已经进行一多半了，而在液压系统设计时考虑到简化原理图，故液压机构不包括锁止功能，在接下来一章中所设计的辅助系统关键就是机械机构锁止翼门，之后加上校核分析修正，即可完成本设计。故本章的核心部分要结合图纸进行详细了解。第5章 辅助系统设计本设计辅助系统主要是指翼门机械锁止机构设计，故在此进行详细介绍。5.1 锁止机构方案确定为了在一定的空间内，安装一套机械锁止机构，以保证翼门开启后能够自动锁止，在此提出三种方案：方案一：三连杆机构；在车厢内部设置一套三连杆机构，结构简单，运动轨迹复杂，工作空间较大，而且考虑到液压缸的安装之后，空间不够，故