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1、第一节 概述 2 第二节 普通自卸汽车结构与设计 一、自卸汽车总体结构与设计 (一)自卸汽车的结构型式 1.车厢的结构形式 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、 后栏板和底板等组成。 3 第二节 普通自卸汽车结构与设计 一、自卸汽车总体结构与设计 (一)自卸汽车的结构型式 侧倾式及三面倾卸式车厢栏板与底板为直角，如图所示。其栏板开 启、关闭的铰接轴为上置式，开启时，栏板呈自由悬垂状，多用于有侧 倾要求的中型自卸汽车。 4 第二节 普通自卸汽车结构与设计 一、自卸汽车总体结构与设计 (一)自卸汽车的结构型式 矿用自卸汽车和重型自卸汽车的车厢多采用簸箕式，以方便装载， 倾卸
2、矿石、砂石等。有的簸箕 式车厢采用双层底板结构，以 增加底板的强度和刚度，并可 减轻自重。簸箕式车厢如图所 示。 5 第二节 普通自卸汽车结构与设计 一、自卸汽车总体结构与设计 (一)自卸汽车的结构型式 2举升机构的结构型式 举升机构分为两大类：直推式和连杆组合式，它们均采用液体压力 作为举升动力。 直推式举升机构利用液压 油缸直接举升车厢倾卸。该机 构布置简单、结构紧凑、举升 效率高。但由于液压油缸工作 行程长，故一般要求采用单作 用的2级或3级伸缩式套筒油缸。 6 第二节 普通自卸汽车结构与设计 一、自卸汽车总体结构与设计 (一)自卸汽车的结构型式 连杆组合式举 升机构具有举升平 顺、油缸
3、活塞的工 作行程短，举升机 构布置灵活等优点 常用的连杆组合式 举升机构布置有两 种：油缸前推式(又 称T式)和油缸后推 式(又称D式)。 7 第二节 普通自卸汽车结构与设计 一、自卸汽车总体结构与设计 (一)自卸汽车的结构型式 8 第二节 普通自卸汽车结构与设计 一、自卸汽车总体结构与设计 (一)自卸汽车的结构型式 9 第二节 普通自卸汽车结构与设计 一、自卸汽车总体结构与设计 (一)自卸汽车的结构型式 10 第二节 普通自卸汽车结构与设计 一、自卸汽车总体结构与设计 (二) 自卸汽车主要尺寸和质量参数的确定 1.主要尺寸参数的确定 自卸汽车尺寸参数主要有：轴距、轮距、外廓尺寸(车辆长、宽、
4、高) 等，如图所示。 11 第二节 普通自卸汽车结构与设计 一、自卸汽车总体结构与设计 (二) 自卸汽车主要尺寸和质量参数的确定 2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。 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、加够燃料、液压油和冷却液的 空车质量。它一般是类底盘整各质量与改装部分质量的总和，是自卸汽 车总体设计的重要设计参数之一。 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。 12
5、 之 第二节 普通自卸汽车结构与设计 一、自卸汽车总体结构与设计 (二) 自卸汽车主要尺寸和质量参数的确定 自卸汽车质量利用系数 是指装载质量，与整车整备质量 比。 该系数是一项评价汽车设计、制造水平的综合性指标。因此，新车 型设计时，就应力求采用新工艺、新材料、新技术，不断减轻汽车自 重，提高汽车性能。 有时候质量利用系数也可用装载质量与汽车干质量之比来表示。干 质量是指汽车整备质量减去燃料、冷却液和附属设备的质量。这一质量 利用系数更准确地反映该车的金屑和其他材料的利用率。 13 第二节 普通自卸汽车结构与设计 一、自卸汽车总体结构与设计 (二) 自卸汽车主要尺寸和质量参数的确定 3最大举
6、升角的确定 确定车厢最大举升角的依据是倾卸货物的安息角。 14 第二节 普通自卸汽车结构与设计 一、自卸汽车总体结构与设计 (二) 自卸汽车主要尺寸和质量参数的确定 设计的车厢最大举升角必须大于货物安息角，以保证把车厢内 的货物卸净。此外，在最大举升角 时，车厢后栏板与地面须保持 一定的间距H，如图所示。为了避 免车厢倾卸时与底盘纵梁后端发生 运动干涉，故图中的必须大 于零。设计时，自卸汽车车厢最大 举升角可在50-60度之间选取。 15 第二节 普通自卸汽车结构与设计 二、自卸汽车举升机构的结构与设计 (一)直推式举升机构设计 16 第二节 普通自卸汽车结构与设计 二、自卸汽车举升机构的结构
7、与设计 (一)直推式举升机构设计 对直推式举升机构进行受力分析和设计计算时，可引入力矩比 ， 其定义为：当任意一节伸缩油缸套筒将要伸出时，举升机构提供的举升 力矩与阻力矩之比。 和 分别为第i节和最后一节伸缩油缸套简将要伸 出时，举升机构提供的举升力矩与阻力矩之比。 考虑到举升开始阶段各铰支点静摩接力矩较大(阻力矩较大)，为使液 压系统工作平稳，避免发生过大冲击，通常取 3-4。 通常取1-2，油缸节数较多时 可取较小值。 可按等比级数在 和 之间取值。 17 第二节 普通自卸汽车结构与设计 二、自卸汽车举升机构的结构与设计 (一)直推式举升机构设计 1. 伸缩油缸总节数n的确定 18 第二节
8、 普通自卸汽车结构与设计 二、自卸汽车举升机构的结构与设计 (一)直推式举升机构设计 2.举升机构的油缸直径确定 19 第二节 普通自卸汽车结构与设计 二、自卸汽车举升机构的结构与设计 (一)直推式举升机构设计 2.举升机构的油缸直径确定 20 第二节 普通自卸汽车结构与设计 二、自卸汽车举升机构的结构与设计 (一)直推式举升机构设计 2.举升机构的油缸直径确定 21 第二节 普通自卸汽车结构与设计 二、自卸汽车举升机构的结构与设计 (二)连杆组合式举升机构设计 1后推连杆组合式举升机构设计 22 第二节 普通自卸汽车结构与设计 二、自卸汽车举升机构的结构与设计 (二)连杆组合式举升机构设计
9、1后推连杆组 合式举升机构设计 23 第二节 普通自卸汽车结构与设计 二、自卸汽车举升机构的结构与设计 (二)连杆组合式举升机构设计 1后推连杆组合式举升机构设计 24 第二节 普通自卸汽车结构与设计 二、自卸汽车举升机构的结构与设计 (二)连杆组合式举升机构设计 1后推连杆组合式举升机构设计 25 第二节 普通自卸汽车结构与设计 二、自卸汽车举升机构的结构与设计 (二)连杆组合式举升机构设计 2前推连杆组合式举升机构设计计算 26 第二节 普通自卸汽车结构与设计 二、自卸汽车举升机构的结构与设计 (二)连杆组合式举升机构设计 2前推连杆组合式举升机构设计计算 27 第二节 普通自卸汽车结构与
10、设计 二、自卸汽车举升机构的结构与设计 (二)连杆组合式举升机构设计 2前推连杆组合式举升机构设计计算 28 第二节 普通自卸汽车结构与设计 二、自卸汽车举升机构的结构与设计 (三)其他连杆组合式举升机构 29 第二节 普通自卸汽车结构与设计 二、自卸汽车举升机构的结构与设计 (三)其他连杆组合式举升机构 30 第二节 普通自卸汽车结构与设计 三、自卸汽车举升机构的优化设计 (一) 举升机构性能的主要评价参数 1举升力系数K 指单位举升重力所需要的油缸推力，即： 式中 F-油缸的有效推力(N)； m-举升质量(Kg)。 对于具体型式的举升机构，举升力系数K与汽车总布置参数相机构 的性能待征有关
11、，K值只能比较同类型举升机构的工作效率，K值较小为 好。 31 第二节 普通自卸汽车结构与设计 三、自卸汽车举升机构的优化设计 (一) 举升机构性能的主要评价参数 2机构高度 是指在汽车底盘上布置某一举升机构所需的空间高度。设计时要求 举升机构布置高度在满足性能前提下尽可能小，以利于降低车厢高度。 3最大举升角 指举升机构能使车厢倾翻的最大角度。它是决定能否把车厢内货物 倾卸干净的参数。最大举升角一般应在50-60。重型汽车车厢多为簸 箕式，故最大举升角应为65-70。 4油缸最大行程 是指车厢达到最大举升角时，油缸的最大伸长量。它既是油缸的结 构参数点是举升机构的性能参数。油缸最大行程较小，
12、则举升机构的结 构较紧凑、机构的布置较方便。 32 第二节 普通自卸汽车结构与设计 三、自卸汽车举升机构的优化设计 (一) 举升机构性能的主要评价参数 5起始油压 即机构在开始举升时所要求的油缸工作压力。车厢在举升过程中， 举升质量的阻力矩不断减小，而在启动时举升机构的各铰支点的静摩擦 阻力矩和惯性阻力矩最大。故应使举升机构举升开始时的油缸工作压力 低于油缸最大工作压力，即： 式中-开始举升时的油缸工作压力(MPa)； -举升过程中液压系统的最大工作压力(MPa)。 33 。 第二节 普通自卸汽车结构与设计 三、自卸汽车举升机构的优化设计 (一) 举升机构性能的主要评价参数 6油压特性曲线 举
13、升过程中。油缸工作压力p是举升角的函数，即 应出现在 理想的 。的范围内。 曲线见图所示。 应出现在阶段。 34 第二节 普通自卸汽车结构与设计 三、自卸汽车举升机构的优化设计 (一) 举升机构性能的主要评价参数 上述六个性能参数构成了对举升机构进行综合评价的基本指标。为 举升机构优化设计提供了目标函数。通常1、5、6三个性能参数具有密切 的内在联系，可作为优化目标函数提出。性能参数2可作为优化的约束条 件提出；3、4应在总布置设计中初选，并通过机构分析得到确定。 35 第二节 普通自卸汽车结构与设计 三、自卸汽车举升机构的优化设计 (二)优化设计变量 为使优化问题得以简化，并考虑系列化生产，
14、通常将设计参数分为不 变设计参数和可变设计参数(简称不变参数和可变参数)。以前推连杆组合 式举升机构为例说明。 36 37 第二节 普通自卸汽车结构与设计 三、自卸汽车举升机构的优化设计 (二)优化设计变量 1.不变参数 如上图所示，对于该举升机构而言，可将举升连杆(包括三角臂)尺 寸、油缸缸径、行程与安装尺寸、整个举升机构所占据的空间尺寸等作 为不变参数。这样可使设计工作简化、举升机构急成实现系列化。 2可变参数 为适应不同货物与不同装载质量的运输，选用不同类型的汽车底盘 等，这些因素将直接影响到车厢的长度及其在汽车上的纵向位置。因 此，车厢长度可视为可变参数。并且，由此影响到的车厢与副车架
15、的后 铰支点纵向位置与汽车后悬长度，也可将其视为可变参数。 举升质量的质心至车厢后铰支点的距离、也是一个可变参数。 举升机构在举升过程中的位置也是可变参数。对前推连杆组合式举 升机构图A、B、C三点位置为可变参数。 第二节 普通自卸汽车结构与设计 三、自卸汽车举升机构的优化设计 (二)优化设计变量 不变参数和可变参数在一定条件下是可以互相转化的。若优化结果 不满意时可适当地将部分不变参数视为可变参数进行调整，例如对构 件几何尺寸进行优化以求获得最佳结果；相反，若可变参数太多，致使 优化问题过于复杂，则可将一些可变参数作为不变参数处理，这佯可 减少优化设计的工作量。 38 第二节 普通自卸汽车结
16、构与设计 三、自卸汽车举升机构的优化设计 (三)优化设计的目标函数 在举升机构选型确定以后，进行机构优化设计时，常用的优化目标 函数如下： 1举升力系数K 在举升过程中的不同位置，K值不同通常以K0(举升初始位置的K 值)和Kmax(举升过程中的最大K值)为优化目标。故目标函数可取作 min(K0)或max(Kmax)。 2.油压波动系数 以举升力系数K作为评价指标，存在一定的局限性。如对某一种形式 的举升机构只要加大油缸行程K值(K0或KMAX)均会降低。故引入油压 波动系数作为举升机构优劣的评价参数。 39 第二节 普通自卸汽车结构与设计 三、自卸汽车举升机构的优化设计 (三)优化设计的目
17、标函数 40 第二节 普通自卸汽车结构与设计 三、自卸汽车举升机构的优化设计 (四)优化设计的约束条件 优化设计的约束条件应该根据总布置允许占用的空间决定。为了减 少优化设计的工作量，一般是在参照同类产品优化设计的基础之上进 行，或者先采用总布置设计所确定的几何参数，将其变量的数量和变化 范围缩小，再进行优化设计。 确定约束条件时，还应考虑使举升机构各构件之间，或构件与副车 架、车厢底板之间不发生运动干涉。 41 第二节 普通自卸汽车结构与设计 四、自卸汽车液压系统的设计 自卸汽车的液压系统由三部分组成：动力部分、操纵部分和执行部分 (举升油缸)。 42 第二节 普通自卸汽车结构与设计 四、自
18、卸汽车液压系统的设计 动力部分主要有：取力器、油泵以及连接两者的传动机构。 操纵部分用来控制举升油缸实现车厢倾翻，它应具有举升、停止和下 落三个动作。控制阀多采用三位四通阀，操纵控制阀的方式可分为：手 动机械杠杆式、手动液压伺服式和气动操纵式三种。 43 第二节 普通自卸汽车结构与设计 四、自卸汽车液压系统的设计 (一)按压系统主要元件的性能参数计算与选型 自卸汽车所用的液压元件一般为标准件。故自卸汽车设计者只需完成 主要液压元件的性能参数计算和液压元件的选型工作。 1举升油缸的性能参数计算 44 第二节 普通自卸汽车结构与设计 四、自卸汽车液压系统的设计 (一)按压系统主要元件的性能参数计算
19、与选型 2液压油泵的选型 45 第二节 普通自卸汽车结构与设计 四、自卸汽车液压系统的设计 (二)液压举升机构操纵方式的选择 1机械操纵式 机械操纵式的可靠性好、通用 性强、维修方便，但是它杆件较多、 布置复杂。对于可翻转式驾驶室不 宜采用这种操纵方式。采用机械操 纵式方向控制阀的液压系统布置如 图所示。 46 第二节 普通自卸汽车结构与设计 四、自卸汽车液压系统的设计 (二)液压举升机构操纵方式的选择 2液压操纵式 依靠手动阀建立起来的油压来关 闭或打开举升方向控制阀，实现车厢 的举升和下降。该阀通过切断动力实 现停止工作。采用液压操纵式方向控 制阀的液压系统布置如图所示。图示 液压系统用于
20、我国斯太尔系列重型自 卸汽车上。它便于远程控制，操纵可 靠。但反应较慢。 47 48 第二节 普通自卸汽车结构与设计 四、自卸汽车液压系统的设计 (二)液压举升机构操纵方式的选择 3气动操纵式 依靠汽车贮气筒的 压缩空气，通过控制气 阀操纵气控液压换向阀， 控制油路方向实现车厢 举升、下降和中停。该 系统操纵简便、功能齐 全，结构较先进，用于 中、重型自卸汽车比较 合适。它的缺点是气动 转化成液动需要两套管 路。其液压系统如图所示。 第三节 高位自卸汽车的结构与设计 高位自卸汽车是装备有车厢高度升高和倾卸两套机构(统称高位自卸 汽车的举升机构)。它能将车厢平移举升到一定高度后倾卸货物，特别适
21、合高货台卸货作业。 高位自卸汽车的高位倾卸动作方式有两种： 一种是首先将处于原始水平位置车厢平移举升到一定高度，保持位 置不变，再将车厢倾卸一定角度卸货。卸货完毕，车厢恢复高恢水平位 置，最后平移下降到原始位置。 另一种是按照上述程序车厢高位倾卸后，车厢的两种复位动作(即 角度复位和平移下降复位)同步进行。 49 第三节 高位自卸汽车的结构与设计 50 第三节 高位自卸汽车的结构与设计 51 第三节 高位自卸汽车的结构与设计 52 第三节 高位自卸汽车的结构与设计 53 第三节 高位自卸汽车的结构与设计 54 第三节 高位自卸汽车的结构与设计 55 第四节 摆臂式自装卸汽车的结构与设计 摆臂式
22、自装卸汽车是在二类汽车底盘上装有使车厢或货斗具有装卸 功能的摆臂装置的专用汽车。摆臂可悬吊货斗或集装箱之类载货容器， 并随之回转作平移起落，实现载货容器与汽车的结合(装)与分离(卸)。此 外，它还可以对车厢散装货物实现自卸作业。 56 第四节 摆臂式自装卸汽车的结构与设计 57 第四节 摆臂式自装卸汽车的结构与设计 58 第四节 摆臂式自装卸汽车的结构与设计 59 第四节 摆臂式自装卸汽车的结构与设计 60 第四节 摆臂式自装卸汽车的结构与设计 61 62 第五节 自装卸垃圾汽车的结构与设计 本节所指的自装卸垃圾汽车是收集分散在城市垃圾点上的桶装生活垃 圾，并转运到垃圾处理场的专用汽车。它的主
23、要优点是集装速度快、二 次污染少、操作方便、结构简单等。目前国产自装卸垃圾汽车一般是在 二类汽车底盘基础上改装而成的侧装式自装卸垃圾汽车(简称自装卸垃圾 车)。 63 第五节 自装卸垃圾汽车的结构与设计 64 第五节 自装卸垃圾汽车的结构与设计 65 第五节 自装卸垃圾汽车的结构与设计 66 第五节 自装卸垃圾汽车的结构与设计 67 第五节 自装卸垃圾汽车的结构与设计 68 第一节 概述 2 第二节 普通自卸汽车结构与设计 二、自卸汽车举升机构的结构与设计 (一)直推式举升机构设计 对直推式举升机构进行受力分析和设计计算时，可引入力矩比 ， 其定义为：当任意一节伸缩油缸套筒将要伸出时，举升机构提供的举升 力矩与阻力矩之比。 和 分别为
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