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1、毕设论文 卸自车箱体制造及用途 自卸车制造邢台职业技术学院毕业论文自卸车箱体制造及用途专 业 机械制造及自动化班 级 姓 名 学 号 指导老师 日 期 2013年6月摘要近年来，我国专用车市场取得较好的经营业绩，全国近500家改装车企业改装汽车30.06万辆，销售28.05万辆。自卸汽车48098辆，占总量的16。随着国内基础设施建设需要不断增加，自卸车产量近年来一直保持较高产销量，在专用车综合产量中保持第一位置，但在种类、型式、材料运用方面与国外还有一定的差距。本文首先对后倾式自卸车的结构特点以及国内外发展现状做了相关的概述。接着，从车厢的设计、副车架的设计、底盘的选择，以及后倾式自卸车用途

2、等方面进行了BJ3116G后倾式自卸车的总体设计，并对副车架进行了改装与设计。对各种后倾式自卸车的用途以及载重量做了详细的介绍。关键词：自卸车;后倾卸式;车厢结构;底盘选择;用途分类目录摘要 目录 1第1章 绪论 21.1 课题背景 21.2 国内外专用汽车的发展概况 31.2.1 国外专用汽车产品的现状 31.2.2 我国专用汽车的现状及发展趋势 41.3 研究本课题的目的和意义 41.4 自卸车的概述 51.4.1 自卸车分类 6第2章 自卸车总体结构 72.1 车厢总体结构 72.2 底盘的选择 82.2.1 汽车底盘总成的满足要求 82.3 车厢的结构 102.3.1 车厢所用材料 1

3、02.3.2 车厢质量 112.4 副车架的制造 142.4.1 副车架的形状、尺寸及材料 14第3章 自卸车附件及用途 163.1 车厢底部吊耳的制造 163.2 导向装置的设计 163.3 不同系列卸车用途.173.3.1自卸车总体规划有四个系列：H、C、T、M.173.3.2 代号说明.173.3.3按载重与作业环境不同分为六个系列.17结论 19参考文献 .20致谢.21第1章 绪论1.1 课题背景 随着国民经济的持续快速增长，我国专用汽车市场进入了快速成长时期。以国外专用汽车发展为例，20世纪7080年代，主要发达国家的专用汽车保有量占载货汽车保有量的50左右，现在已经增加80%左右

4、。现在我国专用汽车品种已达到4900多个，占载货汽车总产量的40%。作为专用汽车中一个分支的自卸汽车，陆续出现了多种多样的型式，其中最常见的是后倾式自卸汽车，在当今社会自卸车中占绝大部分，其已经具有了一定的规模和体系，自卸车在当今节约型社会中对汽车装卸停歇时间的缩短和运输效率提高具有很重要的现实意义。汽车工业发展的经济效益不只是汽车本身，而是集中表现在汽车使用和流通的全过程中，随着汽车工业的发展必然是汽车运输业的发展。由于社会对汽车的运输效率和经济性，以及各种功能和性能的要求也越来越高，从而使汽车运输工具向专用化发展成为然趋势。 世界各国专用汽车在汽车工业中都占有举足轻重的地位。从保有量来看，

5、各国专用汽车的保有量在逐年增加，国际上各发达国家，其专用汽车的保有量约占载货汽车保有量的50%70%。专用汽车的研制、生产和应用不仅在实现门到门的专业化运输和作业方面受到社会的广泛重视和欢迎，而且更直接的在大幅度地提高运输效率、降低运输成本、扩大汽车的应用领域等方面都发挥着极重要的作用。我国专用汽车生产近10年来虽然发展速度很快，成绩巨大，但纵观国内经济发展藉求和世界工业发达国家专用汽车发展趋势，我国专用汽车的品种还比较集中、单一，数量和品质还远不能满足国民经济发展需要。因此，不断开发新产品，增加产量和品种，提高产品品质是摆在专用汽车厂家面前的一项紧迫而艰巨的任务。1.2 国内外专用汽车的发展

6、概况1.2.1 国外专用汽车产品的现状国外最早发展专用汽车产品的是美国和西欧的一些国家，第二次世界大战后，相继在日本、前苏联等国得到了发展。70年代末，当汽车工业出现世界性的萧条和滞销时，发展专用汽车成了当时摆脱汽车工业危机的一条出路。这样，专用汽车在世界范围内迅速发展起来。美国是专用汽车发展最早的国家之一。专用汽车的生产是美国汽车工业的重要组成部分。据不完全统计，美国1986年生产货车1 593 489辆，其中专用汽车的产量为934 690辆，专用汽车的产量占货车产量的58%,美国9-11.81的中型货车的保有量中，专用汽车占2/3以上，美国的挂车生产70年代平均年产挂车已达15万辆左右（约

7、占9t以上载货丰产量的40左右），大部分为专用桂车。美国的挂车主要集中在富荷挂车公司及其它四个较大挂车制造企业生产，其产量占全国总产量的85%。欧洲的专用汽车主要是重型专用汽车，且绝大多数产品为不同规格尺寸和不同承载量的低货台货车、挂车和半挂车，最多的是适宜运输建筑机械的最大总质量为30 t或40 t的低货台货车。欧洲的大部分专用汽车生产厂家集中在德国（原西德），1979年原西德挂车产量达15.1万辆，占载货车产量的51%，占专用汽车产量的87%。原苏联自1966年以来，汽车工业有较大的发展，但货车在总产量中的比例却在下降（50年代占81%，60年代占69%，80年代占35%），不过专用汽车在

8、货车保有量中的比例却逐年上升（50年代占5%，60年代占27%，70年代占42%，80年代占44.9%)。综上所述，近年来，世界各国都大力发展专用汽车生产，致力于专用汽车的研究，扩大汽车使用范围，以利于各种货物的运输国外主要工业发达国家的专用汽车社会保有量占载货汽车保有量的比率都在50%以上（50%-70%）。1.2.2 我国专用汽车的现状及发展趋势我国专用汽车的生产是从60年代初开始，在军用改装车辆、消防改装汽车的基础上逐步发展起来。70年代，一些专用汽车生产厂根据国民经济各部门的不同需要，形成了自己的产品特色，逐步成为某一门类专业汽车生产的骨干企业。如生产半挂车的汉阳特种汽车制造厂、生产粉

9、罐汽车的武汉专用汽车厂、生产冷藏汽车的镇江冷藏汽车厂等。80年代，随着国民经济的发展，专用汽车得到了较大的发展，在汽车行业中形成了独立的专用汽车行业。我国的专用汽车行业经历了近40年的发展，已具有一定的规模；特别是1983年以后的10年，专用汽车的发展一直保待较高的速度，年平均增长率在24%以上。1992年的产量达到17.22万辆，约占当年载重汽车产量的26%。目前，我国专用汽车生产厂家大致可分四类：一是生产基本型汽车的主机厂，从1992年统计的专用汽车产量看，主机厂（实际是汽车集团、公司下设的分公司或分厂）生产的专用车已占专用汽车总产量的53%，这个比率正在增长；二是专用汽车的专业生产厂，在

10、主机厂提供的汽车底盘上进行改装，这是目前我国专用汽车生产的主要形式，其产量约占45%；三是非专业生产厂，如客车、航天、航空、造船及军工厂等在生产其它产品同时，也生产专用汽车；四是一些部门的修理厂，根据用户需要也改装少量专用车。1.3 研究本课题的目的和意义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220t、矿用自卸汽车装载质量从20154t以下基本形成完整的专用汽车系列，为我国自卸汽

11、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10家发展到1989年的114家，到1998年的724家，占全国汽车生产企业的86.4%，其中改装车厂631家，主机（整车制造）厂93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

12、、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

13、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。1.4 自卸车的概述 自卸汽车又称翻斗车，它是依靠自身动力驱动液压举升机构，使货箱具有自动倾卸货物功能与复位功能的一种重要专用汽车。自卸汽车主要运输砂、石、土、垃圾、建材、煤、矿石、粮食和农产品等散装并可散堆的货物。其最大优点是能在恶劣的环境下实现了卸货的机械化，从而提高卸货效率，减轻劳动强度，节约劳动力。因此，几十年来它在国内外获得迅速发展与普及，至今其保有量大约占专用汽车的25%，并日趋完善，成为系列化多品种的产品。随着国际经济的发展，自卸车其中以后倾式应用最广。货

14、箱升高后倾式适用于货物堆集、变换货位和往高处卸货的场合。底卸式与三面倾卸式用于少数特殊场合。当车道狭窄与卸货方向变换困难场合，对于侧倾式自卸车来说是最适合的，这种侧倾式要比后倾式应用的场合要多，而且可以进行间歇式卸货，避免了货物过多造成不必要的损失。由于三侧倾式汽车具有诸多的特点和能够满足广大用户的特殊需求，由此我决定对三侧倾式自卸汽车进行设计，这样不但能使社会机械化程度提高而且对汽车工业的发展也有一定的促进作用。1.4.1 自卸车分类1、按用途分类一般按用途分为两大类：一类属于公路运输的普通自卸车；另一类属于非公路运输的重型自卸车，主要用于矿区装卸作业与大中型土建工程。3、按传动类型分类可分

15、为机械传动、液压机械传动和电传动三种类型。载重30t80t之间的自卸车主要采用液压机械传动；载重80t以上的重型自卸车多采用电传动。4、按倾卸机构分类分直推式自卸车与杠杆举升式自卸车。直推式又可细分为单缸式、双缸式、多级式等。杠杆式又可细分为杠杆前置式、杠杆后置式和杠杆中置式等。5、按车厢结构分类按栏板结构分一面开启式、三面开启式与无后栏板式（簸箕式）。按底板横断面形状分矩形式、船底式和弧底式。6、按卸货方式分类有后倾式、侧倾式、三面倾卸式、以及货箱升高后倾式等多种形式。第2章 自卸车总体结构2.1 车厢总体结构一辆后倾式自卸车车厢，结构主要包括以下几个关键部分：1、自卸车的车厢，因为是后倾式

16、的，所以车厢要能达到后翻的目的，所用的材料要满足强度的需要，车厢的容积要符合我们载重量的要求。2、举升机构，举升机构的设计要根据空间的大小、后卸的方向和后卸角度，要充分考虑到结构约束、机构传动性约束和油压特性约束；目前主要采用的是前置式举升机构图2-1 直推式举升机构的布置(a)前置油缸式；(b)后置油缸式3、铰接机构，铰接机构在运输和倾卸过程中要保证安全，在行驶过程中不能意外打开，在倾卸过程中不能发生干涉，制造过程中要保证足够的强度，满足倾卸的要求；4、液压系统，液压系统要保证为车厢后翻提供足够的举升力，并且力不能过大，不能对车厢底部造成破坏。液压系统的动力来源可以选用取力器。取力器的取力来

17、源有很多种，常见的是变速箱取力，还有发动机取力、离合器取力、传动轴取力等，根据需要在合适的位置取力。液压系统还要有液压泵、液压阀、油箱和液压油缸等。液压缸的选择我们可以通过最大举升力和油缸行程来选取，在选取过程中还要考虑到空间结构的影响，油缸活塞头有球头式和锁销式两种。当选择球头式的时候我们还要设计球头座，确定球头的安装位置。当选择锁销式活塞头的时候，我们要设计铰接座和选择销轴。在设计液压油缸铰支座时，要在副车架上装有横梁。然后将其安装到横梁上去。5、附属装置，当需要时还要有一些附属的装置。例如，后倾式自卸车车厢底板与副车架之间的固定方式在举升时是靠后翻转座联接的，这样才能使车厢后方向倾卸，但

18、是在汽车行驶时车厢就应该是固定的，怎样判断是否固定，这就需要有相应的装置来保证。还有需要高强度的部分还要安装加强筋或者加强板。2.2 底盘的选择汽车底盘通常是指除车身以外的其余部分。在车架上安装好发动机系统、传动系统、行走系统、悬架系统以及转向和制动系统等。在选择底盘时，一般是按经济效益来考虑的，比如：主机厂家、底盘的价格、装载质量、超载能力、百公里油耗、养路费等。专用车辆所采用的基本底盘按结构组成可分为二、三、四类底盘。根据整车的结构的需要，它是从基本整车上去掉货箱装置而形成的。目前，几乎80%以上的专用车辆均采用二类底盘进行改装设计，其制造时要注意货箱和工作装置的设计，而且还要对其进行适应

19、性分析和必要的强度校核。2.2.1 汽车底盘总成的满足要求1、适用性对于专用改装车的总成应适用于专用汽车特殊功能的要求，并以此为主要目标进行改装造型设计。2、可靠性所选用的各总成工作应可靠，出现故障的几率少，零部件要有足够的强度和寿命，且同一车型各总成零部件的寿命应趋于平衡。3、先进性所选用的底盘或总成，应使用整车在动力性、经济性、操纵稳定性、行驶平顺性及通过性等基本性能指标和功能方面达到同类车型的先进水平。而且在专用性能上要满足国家或行业标准的要求。4、方便性所选用的各总成要便于安装、检查保养和维修，处理好结构紧凑与装配调试空间合理的矛盾。在选用底盘时，除了上述因素外，还有以下两个很重要的方

20、面：一是汽车底盘价格，它是专用汽车购置成本中很大的部分，一定要考虑到用户可以接受。这也涉及到专用汽车产品能否很快的占有市场、企业能否增加效益等问题；二是汽车底盘供货要有来源。欧曼车BJ3116G适用于各类载重货车及专用汽车特殊功能的要求，工作可靠，出现故障的几率少，零部件有足够的强度和寿命。动力性、经济性、行驶平顺性及通过性等基本性能指标和功能方面都能达到同类车型的先进水平，安装、检查保养和维修方便，结构紧凑，价格也比较便宜，市场拥有量多，适合各种吨位的车型。经过全面的考虑，选择BJ3116G型载货车汽的二类底盘作为本题自卸车的底盘，在此基础上进行改装设计。其主要参数如表21所示。表21 BJ

21、3116G汽车底盘参数底盘型号BJ3116G驱动型式42满载轴荷分配（前/后）（kg）3568/7532轴距(mm)3800轮距（前/中/后）(mm)1800/1740前悬/后悬(mm)1155/2000接近角/离去角()28/50最小离地间隙(mm)265总质量(kg)11520满载质量(kg)5000最高车速(km/h)88最大爬坡度24%发动机型号6BT型式四冲程直列六缸缸径行程(mm)102114压缩比6.75额定转速下功率（KW/r/min）118/2800最大扭矩（Nm/r/min）583/12001400最低燃油消耗率(g/KWh)306百公里油耗(L/100km)202.3 车

22、厢的结构图2-2 矩形车厢普通结构图 1-车厢总成；2-后板；3、4-铰链座；5-车厢铰支座（后翻转座）；6-侧板；7-上防护前板；8-底板； 车厢是用于装载和倾卸货物，一般是由前板、左右侧板、后板和底板等组成。它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。自卸汽车车厢的基本结构形状有矩形车厢普通结构，E型车厢结构，U型车厢结构，宽体矿用结构等四种 。以上四种车厢结构主要用于后倾式自卸车，箱体的左右侧板及前板固定，后板的上部采用铰链活动固定可以展开。2.3.1 车厢所用材料车厢材料的选择比较重要，既要满足刚度、强度方面的要求又要节省材料，降低制造成本。车厢底板主要受到货物重力

23、的作用，还有在装卸时的惯性冲击作用；车厢侧板主要是运输货物过程中货物对板的作用力比较大，相对受到力的作用要稍小于车厢底板；车厢后板的受力情况和侧板相似，但还要考虑安全防护作用。例如轻量化车型：车厢底板选锰钢板（GB/T 7091988）厚度3.0mm；车厢侧板和后板选锰钢板（GB/T 7091988）厚度3.0mm；车厢的前板选锰钢板（GB/T 7091988）厚度3.0mm。车厢立柱的作用是固定侧板和后板使车厢成为一个厢式结构。车厢立柱选锰钢板（GB7041988）：宽度为85mm，厚度为2.5mm。车厢副车架主要承受来自货物以及厢板的重力和惯性力作用，为了避免拖带泥土及其它货物再加上外观美

24、观问题，皆选择结构用矩形冷弯空心型钢（GB/T 67282002），其结构如图2.1所示。 长边 短边 -厚度 外圆弧半径图2.3 矩形冷弯空心型钢2.3.2 车厢质量车厢质量相当重要，一是根据其选取液压缸（位置与最大承受压力），二是确定车厢位置来分配轴荷。车厢底架所选矩形冷弯空心型钢的数据如表22所示。1、车厢侧板结构如图2.2所示。为了加强车厢侧板和后厢板的承受能力，在侧厢板和后厢板上加装了加强肋，材料是用热轧槽钢（GB/T 7071988），其截面型式如图2.5所示。所选的热轧槽钢的尺寸规格如表23所示。侧厢板称重质量：表22 矩形冷弯空心型钢截面尺寸参数（GB/T 67282002）H

25、(mm)B(mm)t(mm)理论重量M504033.775604034.245904047.338906048.594注：表中理论重量是按密度为7.85g/cm3计算。图2.4 车厢侧板结构图 高度 腿宽 腰厚 平均腿厚 内圆弧半径 腿端圆弧半径图2.5 热轧槽钢截面图表23 热轧槽钢的尺寸规格（GB/T 7071988）型号h(mm)b(mm)d(mm)t(mm)r(mm)r1(mm)理论重量M550374.57.07.03.55.438侧厢板称重总质量m侧=665kg2、车厢后板结构型式图2.6 车厢后板结构图车厢后厢板称重质量：（结构形式如图2.6所示）后厢板总质量m后=540kg3、车

26、厢前厢板称重质量前厢板总质量m后=380kg4、车厢底架与底板的结构型式车厢底架与底板称重总质量：（结构形式如图2.7所示）图2.7车厢底架结构图底板质量总质量 m后=1260kg根据以上各厢板的质量算出车厢总质量为：M总=m侧2+m后+m前+m底=665kg2+540kg+380kg+1260kg=3510kg2.4 副车架的制造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。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。副车架承受来自车厢的自重

27、、物料重，装载时的瞬间冲击力，行驶在不平道路上的随机颠簸力、卸载时的冲击力。副车架承受弯曲、剪切及起共同作用下的复杂力。所以对副车架的要求就非常高，在选材与校核上更应该加以慎重。2.4.1 副车架的形状、尺寸及材料副车架的截面形状一般和主车架纵梁的截面形状相同，多采用槽形结构，其截面形状尺寸取决于自卸车的型式及其承受载荷的大小。副车架的材料采用16Mn板材压制的型钢经铆接和焊接而成。为了避免由于副车架刚度的突然改变而引起的汽车车架纵梁的应力集中，副梁前端形式采用U形过渡方式。其尺寸形状如图2.6所示：l=(1.01.2)Hh=(0.60.7)H图2.8 U形过度方式副车架主架主要由两个纵梁六个

28、横梁组成。两个纵梁的材料和尺寸：槽钢、，其截面型式如图2.5所示。两个铰接横梁材料：外径为102mm普通钢管（GB/T 173951998）。其余四个梁材料：热轧槽钢型号为10，其截面型式参照图2.5尺寸规格如表24所示。表24 热轧槽钢的尺寸规格（GB/T 173951988）型号h(mm)b(mm)d(mm)t(mm)r(mm)r1(mm)理论重量M10100485.38.58.54.210.007副车架的结构如图2.9所示 图2.9副车架结构第3章 自卸车附件及用途3.1 车厢底部吊耳的制造吊耳的材料：钢板Q235，厚度为40mm，具体形状、尺寸如图3.1所示。图3.1吊耳的结构图3.2

29、 导向装置的设计导向装置安装在副车架的横梁与纵梁的交接处，与副车架的连接关系为焊接。之所以安装导向装置是因为当车厢在倾卸后的下落过程中，只有铰点控制车厢的前后摆动，这样不但加大对铰点的破坏还可能在纵向上产生一定的位移，使车厢在下落后另一侧的铰接处无法穿销固定。设计导向机构的目的就是为了使车厢在下降过程中沿预定的导向装置下落，这样就限制了车厢的前后位移，解决了上述可能出现的问题。在副车架上一共安装了四组这样的装置，每个相交处设置一组，这样可以满足后翻转时的导向需要。导向装置超过副车架以上的高度不能过高，因为上面车厢横梁高9cm，如果超过9cm就会破坏车厢地板，所以导向装置的高度定为8cm。其结构

30、如图3.2所示：图3.2车厢导向机构3.3 不同系列自卸车的用途3.3.1 自卸车总体规划有四个系列：H、C、T、M1、HH系列：城市、港口、公路、矿坑等区域运输，矩形车厢普通结构；2、HC系列：跨界公路运输，E型车厢结构；3、HT系列：城市、港口、公路、矿坑等区域运输，U型车厢结构；4、HM系列：矿产资源的开采和周边运输，恶劣环境型，宽体矿用结构。3.3.2 代号说明1、“H”系：矩形田字格车厢代号，特点，高强、皮实、回本快；2、“C”系：“E”型车厢代号，耐磨、轻巧、挣钱多；3、“T”系：“U”型车厢代号，特点耐磨、稳当、收益高；4、“M”系：宽体（非上牌）代号，特点3.3.3按载重与作业环境不同分为六个系列1系：标载2系：复合型载重3系：超载型6系：适合大型矿区的土方和碎石剥