机械原理课程设计-高位自卸汽车的设计

高位自卸汽车设计说明书指导老师：将满载货物的车厢平稳地举升到一定的高度。为方便卸货,要求车厢在举升过程其最大后移量amax不得超过1.2a。在举升过程中可在任意高度停留卸货。在车程中除了机构分析还要考虑到结构的受力和结构的稳定即使用过程中维护的方关键词：高位举升翻转自卸 1 22.1设计简介和母的 22.2设计条件和设计要求 3三执行机构设计 43.1举升机构的设计 4计…………………计………………13真 4.1模型的建立与组装 错误!未定义书签。真……………………五设计总结…………215.1机械设计的目的 5.2机械设计的步骤 错误!未定义书签。5.3设计中需要注意的几个问题 则……………………16会………………六致………………七参考资料……………25 19图1-2一般自卸汽车的结构原理简图二设计题目目前国生产的自卸汽车其卸货方式为散装货物沿着汽车大梁卸下或者侧向倾翻卸下,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,它能将车厢举升到一定高度后再倾斜车厢卸货。这样可以满足使货物堆积的更高的要求，在现在土地资源紧，使用高位自卸汽车可以在相同的面积上更快的堆积更多的货物。而不用其它机械配合作业，提6.举升和翻转机构的安装空间不超过车厢底部与大梁间的空间,后厢门打开机构的安装面不超过车厢侧面。图2-2自卸汽车厢工作状态图方案号车厢尺寸(L×W×H)a3.1举升机构的设计举升机构的设计可以有多个方案来实现车厢举升和后移运动。利用连杆机构实现车厢的举升,其安装空间不能超过车厢底部与大梁间的空间。结构尽量紧凑，可靠，具有良好的动力传递性能。并不是每个机构都能符合这种高要求，下面列举出各种方案和它们的特点，选择比较恰当的机构。方案一：平行四边形举升机构 图3-1平行四边形举升机构原理图如上图所示机构,CBEF形成一平行四边形，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.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；缺点：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图3-2L型举升机构原理图工作原理：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通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,推动L形杆BCD上升；中保持水随着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，后移量达优点：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.该机构克服了方案一中后移量过大的缺点，机构的尺寸也较小。缺点：BCD受到很大的扭矩作用。这就对L形杆的强度提出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。图3-3剪式举升机构原理图杆的A向前移动。下面具体分析车厢的后移原理化简后得d=(a-b)(cosφ-cos采用此种布置时，会使CD的距离较小，影响了车厢工作时的稳定性，特别是在车厢翻为了消除这种影响，可将E取为两杆的中点，同时，为了使车厢在上移时能够逐渐后移，需要将C点换成滑动铰接，而D点换成固定铰接。如下图所示：图3-5剪式举升机构初次改进图最好用作图法将极限为之画出来。条直线后移量：d=l(cosp-cos多)2.能够很好的协调车厢上移量与后移量之间的关系，满足工作要求；缺点：图3-6剪式举升机构二次改进图压缸的推程需要很大，不易实现。图3-7多级剪式机构举升机构原理图为杆长相等的四杆，AD与BC,CF与DE铰接与中点G,H;A,F为滑动铰接。该方案较好地解决了以上方案液压缸推程要求很大的缺点，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。3.1.2机构尺寸的设计已知的车厢等重要的尺寸：方案号车厢尺寸(L×W×H)aWB3900×2000×640设AD=BC=CF=DE=I,可得：x=21(sinφ-sin)a=l(cosφ-cosφ)l=1803mmg72°φ=38.6∠MHN=∠CHN-∠CHM=(180-2×7.2)-37.9°=127.7°∠MHN=∠CHN-∠CHM=(180-2×38.解得MN=864mm根据液压缸的本体长度、行程及市场常见规格，取缸体直径为100mm,活塞杆直径为50mm。翻转机构的设计是为了实现车厢翻转的功能的机构，同车厢举升机构一样方案一双油缸位错翻转机构图3-8双油缸位错翻转机构这种机构是和举升机构方案一中的滑动直接举升机构搭配使用的,在直接举起，实现空间的有效利用和结构的简单化。如果和举升机构的方案一结合考虑方案三、曲柄摇杆翻转机构图3-10曲柄摇杆翻转机构这个机构是有曲柄摇杆机构联想到的翻转机构,这个机构中油缸是提供动力的作用，油缸的的行程变小，在油缸匀速推进时，车厢的翻转不匀速，可以方便H图3-11翻转机构的尺寸设计在机构计算中可以看出当的尺寸较大的时候，需要的L1和L2的长度也要增大考虑到车厢的长度是3900,为了受力状态良好，E点安排在车厢的重心附(L3sin55+H)²=(I+2)²-[L3(1-cos55)÷sinB×(sin55×B+)Y²L3+L1<L根据计算可以安排油缸最短尺寸800,AB=300,BC=1000。后厢门打开机构的要当车厢翻转卸货时，后厢门随之联动打开，卸货完毕，车厢恢复水平状态，后厢门也随之可靠关闭。图2-2中可以看出当车厢翻转一定因为厢门和车厢翻转的角度相同,所以厢门在打开和关闭的时候都处于竖直状态，因此考虑利用厢门的重力使之自由打开。在要卸货的时候打开锁住厢门的机构，厢门可以随车厢的翻转自由打开。当卸货完毕的时候，在使用锁止机构吧厢门锁死，实现厢门可靠的关闭。该机构设计简单，容易想到。可以利用车厢底部空间，方便安装。但是车门的开闭是自由的，不能精确实现车门打开角度与翻转角度之间的函数关系。方案二、控制开合式机构。车厢图3-13控制开合式厢门打开机构该机构通过控制杆控制厢门上面的铰实现厢门的开合。把控制杆和车厢翻转控制机构恰当的联系在一起时，可以精确的实现翻转和厢门打开的联动控制。但是这个机构的安装困难，这种结构或者类似结构安装在车厢侧面比较合适，设计题目中没有给车厢侧面的空间，如果安装在车厢底部，控制杆会影响卸货。厢门开合机构是基于实用的目的选择了厢门开合机构中的利用重力自由开合的机构，在这个简单的机构中，具体尺寸要求不高，但是必需要保证厢门的配合紧密，使厢门能够严密的关上，当厢门的锁止机构打开的时候，机构不能影响厢门自由的打开。四CATIA建模和运动仿真因为整个车厢是整体后移和上移和翻转,所以只用取车厢上一点分析其速度图4-2运动分析速度与加速度图底盘运动的运动速度的模为参量，速度相对平滑，大约稳定在1.40m/s,上升举升过程中的分析改进意见，这个分析过程使用的是匀速运动的油缸缸起步的时候，车厢的加速度很大，而且匀速运动的油缸只存在与理想条件中。5.1机械设计的目的1)培养综合运用所学的理论知识与实践技能，树立正确的设计思想，掌握机械2)通过设计实践，熟悉设计过程，学会准确使用资料，设计计算，分析设计结3)在课余时间，提供一个较为充分的设计空间，使在巩固所学知识的同时，强1)设计准备：明确设计任务，设计要求，工作条件，针对设计任务和要求进行2)方案设计：根据分析调研结果，选择原动机，传动装置，执行机构以及它们3)总体设计：对所拟定的发难进行计算，分析，对执行机构和传动机构进行必4)结构设计(本次没有用到这一步):针对某一部件，如部分传动装置或执行机5)整理文档：整理设计图样，编写设计说明书。5.3设计中需要注意的几个问题2)巩固机械设计基本技能，注重设计能力的培养和训练：机械设计的容繁多3)汲取传统经验，勇于创新：机械设计题目主要来自工程实际中的常见问题承前人的经验，同时发挥主观能动性，勇于创新，在设计实践中培养创新能力1)创新原则：设计是人们为达到某种目的所做的创造性工作，以创新是设计的2)安全原则：产品安全可靠的工作是对设计的基本要求。设计为了保障机械的3)工艺性原则：构件图样设计完成后，要力求使部件的结构工艺性合理，结构这个设计当然还有许多不完善的地方,目前的机构根本不具有实际应用价值。在设计之后，通过机械原理的应用。我知道了自己还需要学习很多知识，书有很大的影响。所以想要完成一个机器的设计过程，掌握设计制造机械的本领，首先我想感学校开设机械综合设计这门课程这极让我们认识到自身的不足七参考[3]丘宣怀等.机械设计.:高等教育，2007年[5]朝儒等.机械制图[M].:高等教育，2001年[6]Molian.S.Mechanismdesign[M].CambridgeUniversityPress,1982[7]C.H.Suh,CharlesW.Radcliffe.Kinematicsandmechanismsdesign[M].WileyPress,1978[8]Svoboda,AntoninJames,HubertMaxwell.Computingmechanismsandlinkages[M].McGrow-Hill,1976[9]McCarthy.J.M.Geometricdesignoflinkages[M].PhoenixLiebpress,2008[10]P.Orlov.Fundamentalsofmachinedesign[M].MIRPublishers-Mscow,图附1利用草图，凸台，凹槽，倒圆角，镜像等工具根据尺寸画车身图附2利用草图，凸台，镜像，倒圆角，凹槽等绘制车厢底架图附3利用草图，凸台，凹槽，矩形阵列等画车厢图附4举升机构杆件BC(DE)图附5举升机构杆件AD(CF)图附6翻转机构杆件DE图附7翻转机构杆件BD图附8模拟液压缸缸体图附9模拟液压缸活塞杆图附10连接车身与杆件以及车厢与杆件的滑块图附11杆件与液压缸利用相合约束装配图附12总体装配图22命令1-100命令.2-140重置0〇立刻按需要关闭