1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1题目及背景
1）题目
重型自卸车举升机构设计与仿真分析
2)研究背景
自卸车是利用自身发动机动力驱动液压举升机构，将货箱倾斜一定角度卸货，并具有复位功能的一种重要的应用最为广泛的专用汽车。自卸汽车对举升机构的设计要求如下：升降机构实现周转，安装空间不能超过车厢和主框架的底部空间；结构要紧凑，可靠，具有很好的动力传递性能；完成倾卸后，要能够复位；在达到最大举升角度时，车厢后板底部应该与地面保持一定距离。自卸车举升机构是自卸车重要工作系统之一，通常被分为两大类：连杆组合式和直推式，举升机构对自卸车的生产效率及性能有很大的影响。在我国汽车行业中CAD/CAE技术逐步推广和普及的今天，利用该技术能有效缩短产品开发周期并降低成本，利用软件分析优化后，合理选择举升机构的结构参数，将极大提高自卸车的工作能力。在汽车行业中导入CAD/CAE等技术，是改造传统汽车产业的一个重要方向。因此，本文将利用CAD/CAE等技术对举升机构进行设计与仿真分析。
1.2研究目的及意义
1.2.1研究的目的
自卸汽车按其用途来分可分为两大类： 一类属于非公路运输的重型和超重型自卸车，这类自卸车称为矿用自卸车；另一类自卸车属于公路运输车辆，分为轻、中、重型自卸车，通常称为普通自卸车。因为自卸汽车具备卸货机械化的特征，所以能够极大减少装卸所用时间，提高运输效率，减轻劳动强度，并且可以节约大量劳动力成本。举升机构作为自卸车重要的工作系统之一，对于提高自卸车的生产效率及工作可靠性有很大的影响。本文研究的目的在于通过对举升机构的设计计算和仿真分析，得到优化后的举升机构结构参数，满足重型自卸车的结构和生产要求,提高生产效率。
1.2.2研究的意义
本文研究的意义在于：
1）减少自卸车举升机构的维护费用，提高使用寿命。自卸车主要应用于工地、沙场、矿山等，这些场所工作环境恶劣，举升机构的维护条件较差，甚至有时根本谈不上什么维护。因此本文在设计举升机构时将考虑增加免维护装置。
2）提高自卸车的卸载能力。举升机构作自卸车卸料时的动力来源，为保证卸料的效率以及可靠性，要求其必须具有良好的动力性能。自卸车由于其特定
的工作内容和用户使用习惯决定了它经常处于超载状态，这就要求举升机构要具有一定的过载系数。本文在研究时将选择合适的过载系数。
3）自卸车在倾卸货物时将更加平稳。举升机构在倾卸货物时必须具有较好的平稳性，不得有较大的动力冲击，否则冲击力将对机构各部件造成损伤，机构的使用寿命降低。在设计时，本文会考虑举升机构的工作平稳性要求。
4）自卸车举升机构工作时更加平稳。液压举升机构实际上是一种演化的四连杆机构，在外力作用下，各部件能沿自己的铰支点按正常的工作路径顺利转动，不得出现传动角小于许用传动角的情况，更不能发生干涉或者产生死点位置。本文在设计以及校核时将保证举升机构的协调性。
5）举升机构的改善将提高自卸车整体的工作能力，有利于提高自卸车的市场竞争力，有利于民族品牌的发展。
1.3国内外的自卸车研究现状
1.3.1国外的研究现状
于上世纪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[2]。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；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。
目前世界上生产重型矿用自卸车(包括机械传动自卸车)的国家有:美国、日本、白俄罗斯和法国等国。主要生产厂家有:
小松德莱赛矿用设备公司、卡特彼勒、尤克里德一日产公司、尤尼特一里格公司、利勃海尔公司、特雷克斯公司和白俄罗斯的别拉斯等。
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国外厂家生产的共同特点是
:(1)全系列:从最小的20吨到最大的300吨全系列生产； (2)专业化:主要部件以及关键部件采用专业厂生成的产品。如发动机选用康明斯、底特律、MTU等柴油机生产的产品，电传动系统选用通用、东洋公司产品，变矩器选用艾里森产品，制动器选用洛克威尔产品等； (3)完整的配套体系:专业厂为了满足主机厂配套的需要进行产品的全系列开发设计，而且还可以根据主机厂的要求进行OEM生产配套和备件供应，专业厂和主机厂之间形成了一个完整的生产供应体系。
1.3.2国内的研究现状
我国专用汽车生产始于上世纪60年代初，经过40多年的发展，尤其是在上世纪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[5]。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以基本形成完整的自卸汽车系列，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。
但是国内自卸车的研究目前还落后于国外，主要包括以下几个方面：
1)科技含量较高的产品缺乏 ：目前，国内总质量30t、功率224kW(300ps)以下自卸车专用汽车底盘基本可以满足市场供应，但是，一些技术含量较高、结构要求较复杂、批量较小的作业类专用汽车底盘具有少量供应且品质不高，有些目前还依赖进口；
2)国外主要发达国家专用汽车保有量占载货汽车保有量的比例已达到65%左右，而我国目前不足25%，发达国家专用载货车年产量占当年载货车总产量的50%以上，而我国仅占20~10左右(2003年约占19.24%)。2003年，国外专用汽车品种已达7000多种，我国目前还不到2000种[8]；
3)专用底盘(特地为专用汽车设计的)较为缺乏：目前国内生产的各类专用汽车中，80%以上是在普通载货车底盘的基础上改装而成的。国内基本上没有一家专业生产专用汽车底盘的企业，这一现状已经极大地制约了我国专用汽车的发展；
4)专用装置的开发能力和制造水平对专用汽车限制较大：我国专用汽车专用装置的关键件总体水平不高，如液压件、泵类、阀类、控制仪表等现在还未达到较高的技术水平，因此制约了高水平专用汽车的开发生产，高科技产品及高技术关键件仍需进口；
5)国内专用汽车生产存在散、乱、差问题：目前国内载货专用汽车生产厂多达400多家，大多数为外购底盘进行改装生产的中小厂。其中，重型专用车生产厂家有80多个都没有形成较大批量生产，与发达国家相比较差距很大。机械化程度低，手工作坊式的多，产品质量参差不齐；在生产工艺工装方面，由于缺少规模的技术改造，国产设备、自制设备比重大，工人艺术水平低，限制了产品的质量和档次的提高，制约了专用汽车的发展；
6)国内专用汽车内涵较低，与世界先进国家的技术水平差距较大:自卸车的自重比国外同类型的要重，质量系数也比同类型的小，运输效率低，经济性差。
2. 研究的基本内容与方案
2研究内容及技术路线
2.1研究内容
本文研究主要内容：重型自卸车总体设计主要包括主要尺寸参数、质量参数以及最大举升角的确定；举升机构的结构与设计，初步确定举升机构的结构和尺寸参数；举升机构的仿真分析，举升机构部件的有限元分析计算，进一步确定举升机构的结构和尺寸参数。
2.2设计技术路线
通过专业文献的检索，对自卸车的总体布置进一步了解，掌握自卸车举升机构的结构特点和工作原理，了解当前国内外的技术现状，初步确定举升机构的结构参数，通过对比分析以及ADAMS等软件进行仿真分析，选择合适的结构参数。
具体技术路线如下：
1）查阅手册图表资料文献，完成资料收集
2）确定自卸车总体设计参数
3）自卸车举升机构的结构与设计
4）对设计参数进行校核计算，是否满足设计要求
5）对举升机构进行仿真分析，举升机构部件的有限元强度计算
6）绘制主要零部件的零件图和装配图
3. 研究计划与安排
3.进度安排
1) 8 学期第1周 完成方案构思、文献检索
2) 8学期第2~3周 完成外文资料收集
4. 参考文献（12篇以上）
参考文献
[1] 周生报,程斐,赵静.基于adams的轻型自卸车液压举升机构的优化设计[j]. 机床与液压，2011,12.
[2] 徐达,丛锡堂.专用汽车构造与设计 [m].人民交通出版社,2008,5.
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