第1章绪论1.1目的和意义随着经济的发展和技术的进步，以及对提高作业效率的要求日益增高，作为汽车大家族中一个分支的自卸汽车，陆续出现了多种多样的型式；2008年的北京奥运会和2010上海世博会都拉动对自卸汽车的需求，而且大、重吨位的自卸车所占的比例也将进一步增大。

因此对现有的各型自卸汽车进行改装设计是非常必要的，尤其在当今节约型社会具有很重要的现实意义。

目前国内生产的自卸汽车其卸货方式为散装货物沿汽车大梁卸下，卸货高度都是固定的。

若需要将货物卸到较高处或使货物堆积得较高些，目前的自卸汽车就难以满足要求。

为此需设计一种高位自卸汽车，使它能将车厢举升到一定高度后再倾斜车厢卸货。

随着经济的发展和技术的进步，以及对提高作业效率的要求日益增高，作为汽车大家族中一个分支的自卸汽车，陆续出现了多种多样的型式。

自卸汽车按其载质量的大小可分为超重型、重型、中型以及轻型；按其外形尺寸、总质及能否在公路上行驶，又可分为非公路用自卸汽车和公路用自卸汽车；按其车厢卸货方向的不同，还可以分为后卸式、侧卸式以及三面卸式。

目前国内外已经研制成功并投入使用的自卸汽车有超重型自卸汽车、重型自卸汽车、三面卸自卸汽车、高通过性自卸汽车以及液压举升系统自卸汽车等五种类型；其中三面自卸汽车目前应用的比较少，而液压举升系统自卸汽则应用的日益广泛。

未来是节约型社会、智能化时代；因此未来的自卸汽车主要是偏重自卸举升机构的创新与智能化，并且具有节约能耗的特点。

1.2卸汽车定义、组成、功用自卸汽车是利用本车发动机驱动液压举升机构，将其车厢倾斜一定角度卸货，货物依靠其自重自行卸下，车厢依靠其自重复位的专用汽车。

自卸汽车自上世纪初诞生以来，不断发展，日趋完善，以成为当今货⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧开合机构限位装置安全撑杆倾卸机构附件倾卸动力（取力）系统油泵、控制阀等油缸管路系统液压系统副车架车厢倾卸杆系机构倾卸机构二类底盘普通自卸汽车 倾卸装置 物运输的主要专用车之一。

自卸汽车按用途可分为两类：一类为矿用自卸汽车，属于非公路运输车；另一类属于公路运输的轻（2～3.5t ）、中（4～8t ）、重型（8～12t ）自卸汽车。

公路运输用自卸汽车按是否具有特殊功用可分为普通自卸汽车和专用自卸汽车。

普通自卸汽车有两大部分组成，即二类汽车底盘和倾卸装置。

其中倾卸装置是自卸汽车的主要结构部分。

其主要组成如下：典型的倾卸装置结构如图1.1所示。

专用自卸汽车是在普通自卸汽车的基础上增设特定的机构来实现自己的功能，以达到特定的目的，因此结构上专用自卸汽车比普通自卸汽车复杂。

目前，国内生产的载货自卸汽车多为普通自卸车，其卸货方式为散装货物沿汽车大梁卸下，卸货高度都是固定的。

若需要将货物卸到较高处或使货物堆积得较高些，就难以满足要求。

为此需设计一种专用自卸汽车——高位自卸汽车，它是装备有车厢高位举升和倾卸机构两套装置，能将车厢举升到一定高度后倾卸物料的自卸汽车，适合于高货台卸货。

其外形如图1.2所示。

高位自卸汽车的高位倾卸动作循环方式有两种：其一，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，车厢恢复高位水平位置，最后平移下降到原始位置。

其二，按上述程序，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。

1.3国内外高位自卸汽车的发展概况我国自卸汽车生产始于20世纪60年代初，经过40多年的发展，尤其是在20世纪80年代以后通过技贸结合与合作生产方式，从国外引进若图1.1普通自卸汽车结构组成 1-液压倾卸操纵装置；2-倾卸机构；3-液压油缸；4-拉杆；5-车厢； 6-后铰链支座；7-安全撑杆；8-油箱；9-油泵； 10-传动轴；11-取力图1.2 高位自卸汽车干先进的自卸汽车制造技术，并在此基础上形成以若干大型汽车制造厂为主体的机械传动式自卸汽车生产企业集团。

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以下基本形成完整的专用汽车系列，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。

自卸汽车生产企业无论是在数量上还是在质量上都得到了空前的发展，全国生产和改装汽车的企业由最初不足11家发展到1989年的113家，到1998年的721家，占全国汽车生产企业的86.4%，其中改装车厂632家，主机（整车制造）厂92家。

专用汽车企业的性质和生产模式也都发生较大改变。

由原有分散的中、小型国有企业，通过联合、兼并、重组、民营等手段形成了企业的集团化、大型化。

以前“小而全”的生产格局也不复存在，自卸汽车的生产模式将朝着单一种类、系列化、多品种的专业化模式发展。

国外自卸汽车生产始于20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；随着使用范围的不断扩大、用户要求的不断提高，自卸汽车正朝者多品种、系列化、小批量的方向发展；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。

高位自卸车作为自卸车家族的重要组成，多品种、小批量也是其一大特点。

高位自卸汽车生产的另一个特点是零部件专业化生产，大部分专用汽车厂实际是一个总装厂。

其产品按结构分工或组织专业化协作生产如自卸车油缸，副车架等均有个专业厂集中生产。

目前，高位自卸汽车的市场占有量还很小，但随着我国经济的发展，各种大型项目的实施，高位自卸汽车的市场需求量会逐渐增大，可以预见，在今后一段时间内市场需求将得不到满足。

1.4高位自卸汽车发展方向与前景随着国民经济的快速增长，加入WTO后市场的开放，西部大开发战略的实施，北京申奥的成功，东北三省的振兴等，无不在预示着专用汽车发展新机遇的来临。

2001年北京申奥成功，北京就决定在5年内对城市基础设施建设投入1800亿元资金，重点项目达142个，因此，近几年，北京将是中国最大的专用汽车市场。

西部大开发，将促进西部地区专用汽车市场的有效增长，西部地区基础设施建设投资达7000亿，10年内将修建公路35万公里。

专用汽车有着较大的市场发展空间。

诸如“西气东输”、“西电东送”、“南水北调”、青藏铁路及国内几条高速公路建设等大型项目的正式启动，给专用汽车市场特别是重型专用汽车市场注入了巨大活力。

任何大工程的启动都需要工程机械的参与，高位自卸汽车将会在这些大型舞台里扮演重要的角色。

为使高位自卸汽车能够在不同工况下圆满的完成工作的需求，经过调查、研究，我国高位自卸汽车的品种开发还应从以下方面努力：进一步发展和完善中型高位自卸汽车；进一步开发自装卸机构，以适应农业等部门的需求；进一步提高高位自卸汽车的技术含量以追求其高附加值等。

在以经济建设为中心的大环境里，在世界经济复苏的浪潮中。

高位自卸汽车发展前景将是一片美好的，但是机遇与挑战是并成的，只有抓住机遇迎接挑战，才能实现我国专用汽车事业的真正腾飞。

1.5本次设计的主要内容本设计的目标是设计一种载重5t的高位自卸汽车，其性能参数与所选底盘车接近。

高位自卸汽车是装备有车厢高位举升机构和倾卸机构两套装置的载货自卸汽车。

因此本设计主要研究的内容有：车厢高位举升机构的设计计算、车厢倾卸机构的设计计算、液压传动装置设计计算选型，并进行二类底盘的选择、主要参数数据齐备、进行二类底盘选型分析、产生具有实践意义的选型总结；然后进行车辆的总体布置和性能分析，并用总布置草图表达主要底盘部件的改动和重要工作装置的布置；最后通过正确的计算，完成部部件设计选型，达到工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高的设计要求，并附之以总装配图，清楚表达设计。

第2章 高位自卸汽车设计计算2.1高位自卸汽车升高机构设计与分析在高位自卸车改装设计中对升高机构设计要求如下 ：1）能将满载货物(4t)的车厢在比较水平的状态下平稳地举升到一定高度。

2）在卸货过程中要保证汽车具有足够的稳定性。

3）在举升过程中可在任意高度停留卸货。

2.1.1L 型举升机构L 型高为自卸汽车，是一种常见的高位自卸汽车，如图2.1所示，图2.2为其车厢举升机构示意图，L 形杆BIC 一端与铰链B 相联（铰链B 通过竖直杆固定在车架上），一端与车厢底部的铰链C 相联，同时其上绞接一液压油缸2，液压油缸2另一端与车厢底部的铰链相联。

举升时，液压油缸1伸长，推动L 形杆BIC 绕铰链B 逆时针转过角度ϕ，使C 端上升；与此同时，同步液压油缸2也联动工作，使车厢也转过角度ϕ，从而使车厢在上升过程中保持水平。

随着BIC 杆的转动，C 点后移，同时带动车厢后移，当1c 点与B 点等高时，后移量达到最大。

L 型高位自卸汽车的举升机构的优点有：图2.1 L 型高位自卸汽车 图2.2 车厢举升装置原理图1）该机构充分利用了车厢前面的空间，使车厢底部的机构变得简单；2）该机构克服了后移量过大的缺点，机构的尺寸也较小。

L 型高位自卸汽车的举升机构的缺点有：1）该机构最大的缺点在于车厢全部重量均有L 形杆BAI 承担，由于IC 很长，所以BAI 受到很大的扭矩作用。

这就对L 形杆的强度提出很高要求，同时也限制了车厢的装载量。

2）液压缸1和液压缸2需要联动工作才能保证车厢的水平，使控制机构复杂。

3）液压油缸的推程较大。

2.1.2 平行四边形举升机构采用平行四边形的车厢举升装置的自卸汽车如图2.3所示，其工作原理图如图2.4所示。

它利用油缸OE 驱动平行四边ABCD 组成的连杆机构，即可实现车厢的平移升降，但在升降过程中，车厢的纵向位移比较明显。

事实上该车就是在普通自卸汽车的基础上加装了平行四边形举升装置，适合于高台卸货或车辆之间装卸货物。

平行四边形举升装置的优点有：1）结构简单，易于加工、安装和维修；2）能够保证车厢在举升和下降过程中保持水平，稳定性好；3）液压油缸较小的推程能够完成车厢较大的上移量。

图2.4平行四边形举升装置图2.3 升降式自卸汽车平行四边形举升装置的缺点是：车厢上移时，其后移量很大，为了保证车厢举升到最大高度时，其最大后移量不超过设计要求，需将杆AD 、BC 做的很长，甚至大大超过了车厢的长度，在稳定性和较小后移量上很难两全，因此，在工程实际中利用较少2.1.3 剪式举升机构如图2.5所示，该举升机构是由长度相等的两杆AC 和BD 彼此铰接于E 点；AC 杆的A 端与水平的液压油缸拉杆铰接，并可在滑槽内移动；BD 杆的B 端与车厢底部为滑动铰接。