機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)

1、高位自卸汽車 姓名 孟權(quán) 學(xué)號 20116517 班級 城軌一班一、問題的提出1.1課題背景目前國內(nèi)生產(chǎn)的自卸汽車其卸貨方式為散裝貨物沿汽車大梁卸下。卸貨高度都是固定的若需要將貨物卸到較高處或使貨物堆積得較高些，目前的自卸汽車就難以滿足要求。為此需設(shè)計(jì)一種高位自卸汽車，它能將車廂舉升到一定高度后再傾斜車廂卸貨。圖1.1傳統(tǒng)后傾式自卸汽車1.2技術(shù)要求1、具有一般自卸汽車的功能。2、能將滿載貨物的車廂在比較水平的狀態(tài)下平穩(wěn)地舉升到一定的高度，最大升程Smax見下表。3、為方便卸貨，要求車廂在舉升過程中逐步后移。車廂處于最大升程位置時(shí)，其后移量a見表1。為保證車廂的穩(wěn)定性，其最大后移量amax不得

2、超過1.2a。4、在舉升過程中可在任意高度停留卸貨。5、在車廂傾斜卸貨時(shí)，后廂門隨之聯(lián)動(dòng)打開；卸貨完畢，車廂恢復(fù)水平狀態(tài)，后廂門也隨之可靠關(guān)閉。6、舉升和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的安裝空間不超過車廂底部與大梁間的空間，后廂門打開機(jī)構(gòu)的安裝面不超過車廂側(cè)面。7、結(jié)構(gòu)盡量緊湊、簡單、可靠，具有良好的動(dòng)力傳遞性能。 表1：（尺寸單位為mm） 圖1.2高位自卸汽車卸貨時(shí)二、舉升機(jī)構(gòu)形式設(shè)計(jì)2.1 方案一:油缸前推式杠桿平衡式舉升機(jī)構(gòu) 油缸前推式杠桿平衡式舉升機(jī)構(gòu)通過拉桿與車廂地板相連，舉升支點(diǎn)較靠近車廂的前部，故車廂受力狀況較好；初始時(shí)拉桿幾乎是垂直頂起車廂，因此機(jī)構(gòu)啟動(dòng)性能好。但是該機(jī)構(gòu)三角形連桿的幾何尺寸較大，結(jié)

3、構(gòu)不緊湊，油缸擺角較大，工作行程較大，液壓管路不易布置。圖2.1油缸前推式杠桿平衡式舉升機(jī)構(gòu)2.2方案二：滑槽舉升機(jī)構(gòu)圖2.2滑槽舉升機(jī)構(gòu) 滑塊D是固定在車廂底的，機(jī)架代表車底座，BCD為一導(dǎo)桿。把車廂上的滑塊D安裝在車底座上有一定角度的滑槽內(nèi)（滑槽的角度由車廂后移量和上升量決定的），這樣在液壓缸AC的推動(dòng)作用下就能實(shí)現(xiàn)D沿滑槽滑動(dòng)，這樣就實(shí)現(xiàn)了車廂同時(shí)上升和后移。 車廂在舉升過程中一直處于比較水平；機(jī)構(gòu)比較簡單，需要的零件類型比較少，易于加工和安裝。其中BCD桿較長，對它的強(qiáng)度剛度要求較大。2.3方案三：油缸后推式杠桿平衡式舉升機(jī)構(gòu) 油缸后推式杠桿平衡式舉升機(jī)構(gòu)減少車架后部的集中載荷：舉升過

4、程中油缸的擺角小，機(jī)構(gòu)的工作效率高；三點(diǎn)支撐有利于改善機(jī)構(gòu)的整體橫向剛性，但是需要的舉升力較大。圖2.3油缸后推式杠桿平衡式舉升機(jī)構(gòu)2.4方案一：平行四邊形舉升機(jī)構(gòu) ABCD剛好構(gòu)成一個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)，AB桿在液壓缸EF的推動(dòng)下，可以繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，CD桿繞C點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中BD（即車廂）始終保持在同一高度，從而實(shí)現(xiàn)了車廂平穩(wěn)舉升且逐漸后移的動(dòng)作。 在舉升或下降過程中能夠保證車廂一直處于比較水平狀態(tài)；機(jī)構(gòu)簡單，易于加工和安裝。要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的舉升量和后移量，需要把CD、AB桿做的比較長，液壓缸的行程太長。三、傾斜機(jī)構(gòu)3.1方案一：液壓缸直推傾斜機(jī)構(gòu)圖3.1液壓缸直推傾斜機(jī)構(gòu) 如圖3.1所示

5、，本機(jī)構(gòu)的原理比較簡單。在液壓缸QR的推動(dòng)下，車廂QP繞著點(diǎn)P轉(zhuǎn)動(dòng)，就實(shí)現(xiàn)車廂的傾斜動(dòng)作。采用單液壓缸，機(jī)構(gòu)的橫向強(qiáng)度較差；液壓缸所需的行程較長。3.2方案二：搖塊傾斜機(jī)構(gòu) 圖3.2搖塊傾斜機(jī)構(gòu) 如圖3.2所示，PQ代表車廂，PS桿一端鉸接在車廂的P點(diǎn)上，另一端與搖塊S形成移動(dòng)副，轉(zhuǎn)動(dòng)S帶動(dòng)PS在搖塊內(nèi)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)車廂PQ繞Q點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)。 機(jī)構(gòu)比較簡單，需要的零件比較少，易于加工和安裝。需要比較大的動(dòng)力來轉(zhuǎn)動(dòng)搖塊；要滿足設(shè)計(jì)要求，PS導(dǎo)桿的長度較大，對強(qiáng)度要求較高。3.3方案四：“之”字形傾斜機(jī)構(gòu) 圖3.3之字形傾斜機(jī)構(gòu) 如圖3.3所示，TU為車廂，在液壓缸PR的推動(dòng)作用下，SQ桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)ST

6、桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使車廂TU繞U點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車廂的傾斜動(dòng)作。 機(jī)構(gòu)簡單，方便安裝；在車廂舉升的同時(shí)就能將車廂傾斜卸貨。液壓缸的行程大，對液壓缸的負(fù)載能力也要求較高；ST、SQ桿較長，對兩桿的強(qiáng)度要求較大。機(jī)構(gòu)的橫向強(qiáng)度較差。四、后廂門打開機(jī)構(gòu)及聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)4.1方案一：重力直接打開機(jī)構(gòu) 圖4.1重力直接打開機(jī)構(gòu) 如圖4.1所示，利用在車廂傾斜過程中貨物的重力作用直接推動(dòng)后廂門的打開，實(shí)現(xiàn)卸貨，卸貨完畢后，在車廂門自身的重力作用下又能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)關(guān)閉了這種設(shè)計(jì)比較簡單，安全可靠，容易想到。4.2方案二：搖桿打開機(jī)構(gòu)圖4.2搖桿打開機(jī)構(gòu) 如圖4.2所示UV為車廂門，其上端與WU桿鉸接，下端與XV桿鉸接，在車廂傾斜卸貨時(shí)，只需通過聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)XV桿，就能實(shí)現(xiàn)車廂門UV繞V點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)。 不易控制車廂在傾斜過程中廂門始終保持豎直。能夠比較準(zhǔn)