自卸车设计计算书 3.docx

设计计算书自卸汽车设计计算书一、 整车要求1、 用户要求：内控尺寸：6000*2300*1100；总质量：25000Kg；2、 技术要求：（1） 纵梁：180*70*8/Q345 压制件；底板 5/Q235，边板 3/Q235（2） 两纵梁底架，单后开门；3、 技术条件；（1） 、取钢的弹性模量E=206GPa;（2） 、材料的力学性能：见下表屈服强度/S抗拉强度/bQ345345MPa520MPaQ235235MPa375MPa（3）、安全系数的选择根据《机械设计手册》（化学工业出版社2 0 0 2年第四版）第1篇第1 - 1 1 5 页表1-1-92，选择安全系数S=S *S *S123式中：S—安全系数；S —可靠性参数，为第一参数；1S —重要程度参数，为第二参数；2S—计算精确性参数，为第三参数，统一选为1.25；3二、整车计算1、整车侧翻稳定性计算车辆在倾斜行驶时，需要验证它的安全角度如右图所示，车辆的重心垂直作用 线不能超过轮胎外沿否则车辆 定要向侧面倾翻计算车辆满载的重心：车厢高度1100毫米；副车架高度170毫米；底架高度180毫米底盘高度1150毫米；则：自卸车的承高为1150+170+180=1500；整车满载重心为1500+1100/2=2050所以：满载重心高度2050。

车辆横向度的一半为1250，两线成直角组合, 并连接另一端点，构成三角形ABC当线AB垂直于地面（即线BD）时，车辆处于 监界状态此时，车辆与地面的角度就是倾 翻角度如右图所示角CBA和角A的大小应该一样计算可得知：角A最大为为42度，所以，角CBA的最大 值为42度即B车辆的满载倾翻角度为31度；车辆空载的重心高度：1150+170+180=1500即车辆空载的倾翻角度为：40度；2、前后轴荷计算整车总重量G为25000Kg自卸车的前后悬1500/1870,轴距4125+1350；经过计算简化，数量如下：G-1IJAL1L2L3上图中，L1为自卸车前悬，1500毫米L2为前后悬间距，4800毫米L3为自卸车后悬，2545毫米列方程式得：FA+FB=G；MA(F)=0；G*(L/2-L1)=FB*L2; G*(L/2-L3)=FA*L2联立解得： FB=15220KgFA=9780Kg前后桥承载比例分别为：前桥：9780/25000=39.12%符合前桥承载30〜40%的比例；后桥：15220/25000=60.88%符合后桥承载60〜70%的比例；三、部件的计算1、纵梁计算1） 、纵梁安全系数S由于纵梁为卷板成型的焊接件，材料的可靠性较低，选第一参数为1.5：纵 梁属于重要件，选第二参数为1.5；由于计算准确度不高，统一选1.25；则纵梁的安全系数S=1.5*1.5*1.25=2.8；2） 纵梁的强度计算纵梁 180*70*8/Q345，则纵梁的许用应力［。

］=/S=345/2.8=123MPaS整车载重量为25000Kg，可以认为上述载荷均布，如下图所示：上图中，L1为自卸车前悬， 1500毫米L2为前后悬间距， 4800毫米L3为自卸车后悬， 2545毫米取重力加速度g=10m/s2则均布载荷 q=25000/2*10/8845=14.13N/mm ；求支反力，如前所得:前桥承载=97800N后桥承载=152200NFA=48900N FB=76100Nb） 绘剪力图，如左图所示c） 绘弯矩图，如左图所示，并求得最大弯矩在第一个零点以前，x = 1500时，弯矩最大，有Ml = -l/2*q*L「2=—15896250 N*mm；在两个零点之间，当剪力=0时，此时的 弯矩最大，计算出此时，x = 3460，有：M2 = FAL2-l/2*q*（L「2+L2J+L3八2）= 234720000-224434031=10285969 N*mm在后一个零点之后，x=6300时，M3 = T/2*q*L3八2=-45760181 N*mm；由以上可知，当在后一个零点处的弯矩最大，为危险断面, 即 Mmax=45760181 N*mmd）危险截面计算抗弯截面系数=779097W=（140*450八3-134*430^3）/（6*450）则，危险断面的应力为o=Mmax/W=4576018/779097=58.73MPa因为［o］=123MPa, 上述三个断面的应力均小于［。

］,所以纵梁在弯曲变 形方面是安全的；2）、纵梁稳定性计算自卸车在行驶过程中，免不了要过一些沟沟坎坎，车辆就要上下跳动在 跳起——落下这个过程中，可以认为同一根桥上的左右两个轮同时跳起落下 在落下的一瞬间，纵梁受力最大为保证安全，做出如下假设：轮胎没有足够弹性进而缓冲受到的冲击纵梁承载全部的冲击载荷由于 自卸车一般在公路上行驶，路况较好，可以假设其经过100毫米深的沟（或100 毫米高的坎）时，三对轮胎中的两对同时落入沟中，车辆垂直落下100毫米 这个瞬时的冲击应该是最大的车辆的载荷全部变成冲击载荷，校核此时的纵 梁强度每根车桥与四个吊耳连接；每个吊耳与纵梁的接触面积为240*140毫米 先计算纵梁的受压强度：由上可知，每根纵梁的后桥处受力=152200/2=76100 N,则每个吊耳受力F=76100/2=38050 N纵梁受压的最小截面为腹板处，其受力面积A二吊耳长度*腹板厚度=240*8=1920 mm2其压应力二F/A=38050/1920=19.8 MPa〈［］=123MPaS所以，纵梁不会因为压应力而压溃破坏；然后计算纵梁的受剪强度：纵梁受剪断面的面积 A=140*10+430*6+140*10=1400+2580+1400=5380 mm2其切应力 t 二F/A=7.07 MPa ＜。

345MPaS由以上两项计算可知，纵梁是安全的3）、纵梁的刚度计算 梁的载荷示意图，如前所示利用叠加原理计算梁的弯曲变形 把左右外伸段上的载荷向A、B两截面简化，分别得到集中力ql、ql，1 3力偶ql2/2、ql 2/2, ql、l段的实际变形等价于固定端产生转角的悬臂梁1 3 1 3如图2所示a 「1 小 _.t ol部分弯曲计算2l段的弯曲变形由均布载荷q、左右两端集中力偶ql2/2、ql2/2共同作用2 “的结果利用叠加原理计算，如图3所示■+按最小截面计算梁的弯曲变形所以： Ymax二-5ql4 + M2匕 +384EI 16 EI 16 EIM1=1/2qL2 =15896250 ；1M2=1/2qL 2 =45760181；3Ylmax二-5qL =3.4q ；384EIY2max= MiL =0.21q ；16 EIY3max= M2" =1.46q ；16 EI如前所得，均布载荷q=18.3 N/mm所以： Y=y1-y2-y3=40.54mm<50mm符合纵梁变形的要求2)、横梁的计算安全系数 横梁为钢板轧制件，选第一参数为1. 1，第二参数选1. 25，第 三参数也为1. 25，则横梁的安全系数为S=1.1*1.25*1.25=1.7则横梁的许用应力为［。

］=叫/S=235/1.7=138MPaS底板横梁共11根(带前后封板)每两相邻横梁的间距相关不大，为降低 计算难度和复杂程度，可以认为横梁均匀分布；则每根横梁承载荷为：F=250000/11=22730N横梁受力，可简化为均面受力，受力长度L可认为是(2300-2*70) =2160， 则：q=F/L=26666/2160=10.5 N/mm(FA+FB)*2=F得 FA=FB=F/4=6666 N 由上可知，在贯穿梁所有受到的外力中，纵梁处的受到的剪切应力最大；贯穿梁的截面积为：A=80*80-76*76=624 mm2贯穿梁的剪切应力为：二FL/A=42450/624=74.45MPaM〈[o ]所以：贯穿梁是安全的四、其它另部件不在做单件计算，实行类比法进行比对，我们参照了重汽的 自卸车，他们几家制造自卸车多年，产品在市场上使用多年，经过了使用验证 并得到了用户的认可，我们的结构与选材其本上进行了参照和类比计算：审核：技术部。