高位自卸汽车

1、.：.；高位自卸汽车汽11班：陈 涛 胡 恒 李博男【问题提出】 目前国内消费的自卸汽车，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。假设需求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，它能将车厢举升到一定高度后再倾斜车厢卸货。【设计要求和有关数据】设计要求： 1具有普通自卸汽车的功能。 2能将满载货物的车厢在比较程度的形状下平稳地举升到一定高度，最大升程Smax见表1。 3为方便卸货，要求车厢在举升过程中逐渐后移，车厢处于最大升程位置时，其后移量a见表1。为保证车厢的稳定性，其最大后移量amax不得超越1.2a。 4在举升过程中

2、可在恣意高度停留卸货。 5在车厢倾斜卸货时，后厢门随之联动翻开；卸货终了，车厢恢复程度形状，后厢门也随之可靠封锁，后厢门和车厢的相对位置见图2。 6) 举升和翻转机构的安装空间不超越车厢底部与大梁间的空间，后厢门翻开机构的安装面不超越车厢侧面。 7构造尽量紧凑、简单、可靠，具有良好的动力传送性能。序号车厢尺寸LWHSmaxaWkgLtHd1400020006401800380500030050023900200064018503504800300500339001800630190032045002804704380018006301950300420028047053700180062020

3、00280400025045063600180061020502503900250450表1尺寸单位：mm【方案设计】一举升机构设计要求：1能将满载货物的车厢在比较程度的形状下平稳地举升到一定高度，最大升程Smax见表1。2为方便卸货，要求车厢在举升过程中逐渐后移，车厢处于最大升程位置时，其后移量a见表1。为保证车厢的稳定性，其最大后移量amax不得超越1.2a。3在举升过程中可在恣意高度停留卸货。方案一：平行四边形举升机构 如上图所示机构，CBEF构成一平行四边形，杆BC在液压油缸的带动下绕C轴转动，从而完成车厢的举升和下降。 优点：1构造简单，易于加工、安装和维修；2可以保证车厢在举升和下

4、降过程中坚持程度，稳定性好；3液压油缸较小的推程可以完成车厢较大的上移量。缺陷：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，其最大后移量不超越设计要求，需将杆BC、EF做得很长，甚至大大超越了车厢的长度，在工程实践中不能实现。方案二：L型举升机构 任务原理：如上图所示车厢举升机构，L形杆BDE一端与铰链B相联铰链B经过竖直杆固定在车架上，一端与车厢底部的铰链E相联，同时其上绞接一液压油缸2，液压油缸另一端与车厢底部的铰链相联。举升时，液压油缸1伸长，推进L形杆BCD绕铰链B逆时针转过角度，使E端上升；与此同时，液压缸2也联开任务，使车厢也转过角度，从而使车厢在上升过程中坚持程度。随

5、着BCD杆的转动，E点后移，同时带动车厢后移，当E点与B点等高时，后移量到达最大。优点：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该机构抑制了方案一中后移量过大的缺陷，机构的尺寸也较小。缺陷：1该机构最大的缺陷在于车厢全部分量均有L形杆BCD承当，由于DE很长，所以BCD遭到很大的扭矩作用。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需求联开任务才干保证车厢的程度，使控制机构复杂。3液压油缸的推程较大。方案三：剪式举升机构 任务原理： 如上图所示，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端和与程度的活塞杆铰接，并可在

6、滑槽内挪动；BD杆的B端与车厢底部为滑动铰接。 当活塞F右移时，车厢上升，同时向后挪动；活塞F左移时，车厢下降，同时向前挪动。 下面详细分析车厢的后移原理：如上图，设AE=BE=a，CE=DE=b，举升前，举升后，那么有上移量：后移量： 化简后得可见，后移量与a，b的差值有关，故采用此种布置方式时，铰接点E不能为两杆的中点。 采用此种布置时，会使CD的间隔 较小，影响了车厢任务时的稳定性，特别是在车厢翻转卸货时，这种影响尤为显著。 为了消除这种影响，可将E取为两杆的中点，同时，为了使车厢在上移时可以逐渐后移，需求将C点换成滑动铰接，而D点换成固定铰接。 如以下图所示：最好用作图法将极限为之画出

7、来。 此时，由于E为两杆的中点，故在车厢上移过程中，A与D，B与C一直在一条直线上；同时由于A点向后挪动，故车厢上的D点也随之后移，于是整个车厢就向后挪动。 设AC=BDl，举升前，举升后，那么有上移量：后移量： 该举升机构的优点是：1构造简单，紧凑；2可以很好的协调车厢上移量与后移量之间的关系，满足任务要求；3机构的受力情况较好。 缺陷： 液压缸程度布置时，在举升初始阶段，传动角很小，不利于任务。 根据以上缺陷，可以将液压缸改为竖直布置的方式，如以下图： 将液压缸竖直布置后，可以很好地处理传动角过小的问题，但不难想象，这样布置使液压缸的推程需求很大，不易实现。 为理处理以上矛盾，可以采用以下

8、多级举升机构： 如上图所示，AD，BC，CF，DE为杆长相等的四杆，AD与BC，CF与DE铰接与中点G，H；A，F为滑动铰接。该方案较好地处理了以上方案液压缸推程要求很大的缺陷，同时，由于原设计中安装液压缸处空间变得较小，故将液压缸布置在机构的中间部位。下面对该方案进展详细尺寸设计： 根据设计要求，举升机构需求满足：车厢尺寸LWHSmaxaWkgLtHd4000200064018003805000300500 设AD=BC=CF=DE=l，初始位置，到达最大升程时由几何关系可得： 为了使整个举升机构不超越车厢底部安装空间，需满足取，联立解得，二翻转机构1设计要求1利用连杆机构实现车厢的翻转，其

9、安装空间不能超越车厢底部与大梁间的空间。2构造尽量紧凑，可靠，具有良好的动力传送性能。2设计方案翻转机构是自卸汽车的关键部分，其性能直接影响车辆的性能。为此，我们设计了多种方案，比较各自的优缺陷。方案1：单缸直推式该机构表示图如以下图：该机构的优点是简单紧凑。采用单缸时，容易实现三面倾斜。另外，假设油缸垂直下置时，油缸的推力可全部作为车厢的举升力，因此所需的油缸功率较小。其缺陷为该机构横向强度差，而且由于其油缸行程较大。方案2：杠杆平衡式 如以下图所示：该机构优点是构造紧凑，横向刚度比较好，举升时转动比较圆滑，杆系受力比较小，举升过程中油缸的摆动角度很小，油缸的行程也比较短。该机构缺陷是机构集

10、中在车后部，给车身的整体规划带来一定的困难，而且，在推杆推进车厢翻转时，车厢倾翻轴支架的程度间内力非常大，因此，对资料的要求比较高。方案3：油缸前推连杆式 如以下图所示：该机构的优点是横向刚度较好，举升时转动圆滑，三脚架推进车厢举升时，车厢倾翻轴支架的程度反力比较小，车架底部的受力也比较均匀。其缺陷是油缸在车厢翻转过程中摆动角度略微大了一些，带来一定的不方便。方案4：油缸后推连杆式该机构的优点是比较紧凑，其他优点同方案3一样。其缺陷为油缸推进行程比较大，因此对油缸的要求较高。方案5：油缸液动连杆式 如以下图所示：该机构的优点是机构紧凑，举升时转动圆滑，举升较平稳。其缺陷是该机构比较庞大，油缸固

11、结在节点上，从而使杆件刚度要求较高。而且油缸转动角度过大，容易出现干涉。方案6：前推杠杆组合式其优点是构造紧凑，举升时转动平稳且圆滑，在举升过程中，油缸转动角度较小。其缺陷是油缸的行程比较大。方案7：连杆放大式 如以下图所示：机构的优点是横向刚度好，举升时转动圆滑，三脚架推进车厢举升时，车厢倾翻轴支架的程度方向反力较小。缺陷是该机构的三脚架比较大。三方案确定根据以上各种方案的优劣点，综合分析后，选用方案3。三后厢门翻开机构设计要求：在车厢倾斜卸货时，后厢门随之联动翻开卸货终了，车厢恢复程度形状，后厢门也随之可靠封锁后厢门翻开机构的安装面不超越车厢侧面其中，后箱门和车厢的相对位置如下：设计方案选

12、择：方案一 机构分析：该种方案是最容易想到的，由于设计要求中提到在车厢倾斜卸货时，后厢门随之联动翻开，卸货终了，车厢恢复程度形状，后厢门也随之可靠封锁。所以，在本设计中，当车厢翻转的时候，后箱门是完全依托自重下垂的，在车厢倾斜卸货的时候，后箱门是可以随之翻开的，当车厢恢复程度的时候，后箱门也可以自动的依托重力而随之封锁。另外，为了坚持在后箱门封锁后，不会由于其他的情况而再次翻开，我们在车厢的底部设计了一个倒锁如上图中的蓝色机构所示，它在后箱门封锁后会自开任务把后箱门锁死，所以，根本的设计要求还是到达的。优点：该设计机构最大的优点就是构造简单，思绪也非常容易想到。缺陷：该机构的缺陷也是比较明显的

13、：第一，该机构在箱门开启之后就不能对箱门的位置进展控制了，使得箱门在空中有比较大的晃动，没有实现与车厢的联动；第二，该机构需求在箱体底部加装一个倒锁，而该倒锁就需求一套安装来进展控制，假设要实现自动锁死的话，就还需求设计一套机构或是加装传感器，这样以来，费用就上去了。方案二 机构分析：该机构就是一个简单的4连杆机构，其中连杆1是和后箱门固连在一同的，3是一个可以绕车厢体转动的挪动副。在车厢翻转时，经过联动机构使连杆2在3内滑动，从而推进1绕C旋转，从而使后厢门开启。后厢门翻开的联动机构设计在本节尾优点：可以保证车厢门翻开和封锁的准确位置，比较容易实现和车厢的联动关系，另外，计算也比较的简单。缺

14、陷：主要缺陷就是2杆在转动的同时还要在挪动副中进展滑动，所以，假设略微有个地方光滑不好的话，就很有能够呵斥机构的自锁，使得后车厢门不能正常的翻开。方案三 机构分析：本机构完全由四杆机构构成，其中的一根杆2就是车厢的后门。另外两根杆1和3都是铰接在车厢体上的。当车厢翻转时，经过联动机构使杆3转动，从而带动后厢门2转动，完成其开启和封锁动作。优点：1该方案的构造比较简单；2该方案较易实现与其他机构的联动，可以确保车厢门的翻开和封锁的时候的准确位置。缺陷：本机构虽然原理简单，但对机构尺寸的要求较高。综合上面的分析，我们选取第三中方案作为最后的设计方案。后厢门翻开联动机构 联动机构是将翻转机构和后厢门

15、翻开机构联络在一同的机构，用来保证两者间的配合任务和位置要求。 根据以上选定的翻转机构和后厢门翻开机构，设计联动机构如下： 联动机构如图中红色部分。 如上图所示，经过连杆DG和GH将翻转机构和后厢门翻开机构联络起来。当车厢翻转时，经过联动机构使杆HK转动，从而带动后厢门JK转动，完成其开启和封锁动作。合理设计各杆的长度，可以满足车厢与厢门之间准确的位置关系。补充： 我们留意到，在以上后厢门翻开机构以及联动机构中，假设JK就是后厢门的话，后厢门将不能自在开合。但在实践中，经常需求在车厢不翻转的情况下，翻开后厢门进展卸货、清扫等。为理处理这个问题，可将JK换成一支架，然后在支架上焊接上两挂钩，将后

16、厢门挂在支架上，这样，在上述情况下，只需卸下后厢门即可。 如以下图所示：【机构综合】 1方案选择根据以上各机构方案设计与比较，最后确定各机构方案如下： 举升机构： 翻转机构： 后厢门翻开机构： 联动机构：2整体规划如上图所示，为了便于举升机构和翻转机构的安装，在车厢和车架之间添加一凹形托板如以下图所示。在凹形拖板的两侧安装举升机构即在车厢两侧对称安装一对所选定的举升机构，在凹形拖板的凹形槽内安装翻转机构。这样，举升机构和翻转机构相互独立，并且可以并行利用车厢底部的空间，使构造紧凑。后厢门翻开机构安装在车厢的两侧。3机构总成 将以上选定的各机构组合后，得到如下最终机构简图： 如上图所示：其中：

17、天蓝色线车厢； 红色线车厢底部凹形拖板； 蓝色线举升机构； 淡红色线翻转机构； 绿色线后厢门翻开机构； 灰色线联动机构。【机构搭接】一搭接阐明 根据所选择的机构，在实验室PCC-II型平面机构创意组合及参数可视化分析实验台上进展搭接。 由于本组所选标题高位自卸车是一种比较大型的机构，构件数很多，构件外形多变，再加之实验台上提供的原动机只需电动机，故给设计和搭接带来很大困难。 再和实验室教师多次讨论后，根据此次综合训练的目的，我们决议以创新设计为主，不要受实验台的限制，在机构搭接时，根据实验室器材再作适当改良。 为此，我们在进展机构搭接时，在所设计的举升机构、翻转机构、后厢门翻开机构中分别选择一

18、种可以在实验台上实现的方案进展搭接，以此来察看该方案的优缺陷。二机构搭接1举升机构 在搭接举升机构时，我们选择平行四边形举升机构进展搭接。 为了抑制没有液压油缸作动力源的问题，我们改用凸轮机构替代，而车厢那么用连杆替代。以下图为平行四边形举升机构的搭接照片。 在机构的左侧为一挪动滚子从动件盘形凸轮机构，从动件再经过连杆与举升机构相联，作为举升机构的动力源，模拟油缸的伸缩运动。凸轮经过带传动与电动机相连。 机构搭接终了后，经教师检查后，接通电源试运转。 经过察看机构运转情况可以明显看出，车厢程度连杆的后移量非常明显，与设计分析相符，故此种机构不能作为高位自卸车的举升机构。 本组也尝试着搭接出最终

19、所选方案，但由于液压油缸不再程度布置，不易用凸轮机构替代，故没有胜利。2翻转机构 在搭接翻转机构时，我们选择油缸后推连杆式翻转机构进展搭接，并根据实验台做了适当调整，如以下图：按照上图所示机构进展搭接，同样用凸轮机构替代液压缸，用连杆替代车厢，得到搭接图如下： 搭接完成，经教师检查后，接通电源运转。 经过察看运动情况，可以发现该机构可以较好地实现车厢的翻转，不过，从图中可以看出，要实现车厢可以处于程度位置，需求将各铰链上下错开一段间隔 ，这样就使整个机构的尺寸过大。另外，该机构杆件较多，构造较复杂。3后厢门翻开机构后厢门翻开机构在本实验台上不易实现自动运转，故只需手动实现。选取以下方案进展搭接

20、：将车厢用连杆替代，如下：搭接完成后，转动车厢，可以看到车门坚持竖直形状，但由于杆件尺寸限制，搭接得到的机构不能实现自锁功能。 至此，高位自卸车的三部分已分别搭接终了。经过搭接，协助 我们了解了各种方案的优点和缺陷，检验了设计与分析的正确与否，有助于我们设计方案确实定。同时，经过搭接，加强了我们的动手才干，处理问题的才干以及团队协作的才干。【总结】一机构设计原理1机械设计的目的：培育综合运用所学的实际知识与实际技艺，树立正确的设计思想，掌握机械设计的普通方法和规律，提高机械设计才干。经过设计实际，熟习设计过程，学会准确运用资料，设计计算，分析设计结果，绘制图样，在机械设计根本技艺的运用上得到训

21、练。在课余时间，提供一个较为充分的设计空间，使在稳定所学知识的同时，强化创新认识，在设计实际中深化领会机械设计的内涵。2机械设计的步骤：设计预备：明确设计义务，设计要求，任务条件，针对设计义务和要求进展分析调研，查阅有关资料，观赏现场实物。方案设计：根据分析调研结果，选择原动机，传动安装，执行机构以及它们之间的结合方式，拟定假设干可行的设计方案。总体设计：对所拟定的方案进展计算，分析，对执行机构和传动机构进展必要的初步设计，进展分析比较，选择一个正确合理的设计方案，绘制整体方案简图。构造设计本次没有用到这一步：针对某一部件，如部分传动安装或执行机构，进展详细设计，根据各个零部件的强度，刚度，寿

22、命和构造要求，确定其构造尺寸和装配关系，完成装配图样设计和零件图样设计。整理文档：整理设计图样，编写设计阐明书。3设计中需求留意的几个问题：循序渐进，逐渐完善：在设计过程中，应该留意实际与实践的结合。要认识到，设计过程是一个复杂的系统工程，要从机械系统整体需求思索问题，必需经过反复琢磨和仔细思索才干得到一个好的设计方案。稳定机械设计根本技艺，注重设计才干的培育和训练：机械设计的内容繁多，有很多需求的知识课本上并没有讲，应该自觉加强实际与工程实际的结合，掌握认识，分析，处理问题的根本方法，提高设计才干。汲取传统阅历，勇于创新：机械设计标题是工程实践中的常见问题，设计中有很多前人的设计阅历可以自创

23、。在学习的过程中，要留意了解，学习，承继前人的阅历，同时发扬客观能动性，勇于创新，在设计实际中培育创新才干，以及发现问题，分析问题和处理问题的才干。整体着眼，提高综合设计素质：在设计过程中，应该自觉加强自主设计认识，留意先总体设计，后部份设计；县概要设计，后详细设计。遇到设计难点时，要从设计目的出发，首先处理主要矛盾，逐渐处理次要矛盾。4机械设计的根本原那么：创新原那么：设计是人们为到达某种目的所作的发明性任务，因此创新是设计的主要特征。机械设计，首先应是创新的设计，其特点是实际与实际阅历同直觉的结合。现代设计的综合性越来越突出，在添加了设计复杂性的同时，也给创新提供了更好的时机。平安原那么：产品平安可靠的任务是对设计的根本要求。设计为了保证机械的平安