課程設(shè)計--高位自卸汽車的設(shè)計

1、高位自卸汽車的設(shè)計學(xué)生姓名：胡健彬?qū)W號：201510601008所屬學(xué)院：機(jī)械學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化班級：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化一班指導(dǎo)老師：譚興強(qiáng)日期：2017. 6. 24一、設(shè)計題目簡介目前國內(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，戸前的自卸汽 車就難以滿足要求。為此需設(shè)計一種高位自卸汽車，它能將車廂舉升到一定高度后再傾斜車廂卸貨）。二、設(shè)計數(shù)據(jù)與要求1. 具有一般自卸汽車的功能。2. 在比較水平的狀態(tài)下，能將滿載貨物的車廂平穩(wěn)地舉升到一定的高度，最大升程snax見表。3. 為方便卸貨，要求車廂在舉升

2、過程中逐步后移。車廂處于最大升程位置吋，其 后移量a見表。為保證車廂的穩(wěn)定性，其最大后移量q喰不得超過l2a。4. 在舉升過程屮可在任意高度停留卸貨。5. 在車廂傾斜卸貨時，后廂門隨之聯(lián)動打開；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，具有良好的動力傳遞性能。方案號車廂尺寸（lxwxh）smaxa/mmw/kgl/mmh/mma4000x2000x64010006008000250650尺寸單位：mm三、設(shè)計任務(wù)1）車廂舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計；2）車廂翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計；3

3、）后廂門打開機(jī)構(gòu)及聯(lián)動機(jī)構(gòu)設(shè)計；4）編寫設(shè)計計算說明書，設(shè)計說明書屮除了說明設(shè)計過程，還要求繪制下列幾 個部分結(jié)構(gòu)圖（1）車廂舉升機(jī)構(gòu)最低位置；（2）車廂舉升機(jī)構(gòu)最高位置；（3） 翻轉(zhuǎn)與開門機(jī)構(gòu)302位置；（4）翻轉(zhuǎn)與開門機(jī)構(gòu)55q位置。5）在三號圖紙上完成機(jī)械運(yùn)動簡圖。四、機(jī)構(gòu)提示高位自卸汽車中的起升機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和后廂門打開機(jī)構(gòu)都具有行程較大, 做往復(fù)運(yùn)動及承受較大載荷的共同特點。齒輪機(jī)構(gòu)比較適合連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，凸 輪機(jī)構(gòu)適合行程和受力都不太人的場合。所以齒輪機(jī)構(gòu)與凸輪機(jī)構(gòu)都不太合適用 在此場合。連桿機(jī)構(gòu)比較適合在這里的應(yīng)用。下面用連桿機(jī)構(gòu)分別設(shè)計高位自卸 車的起升機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和后想打開

4、機(jī)構(gòu)。4.r舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計舉升機(jī)構(gòu)的的設(shè)計在首先必須滿足比較水平的狀態(tài)下,能將滿載貨物的車廂 平穩(wěn)地舉升到一定的高度，最大升程s叭為方便卸貨，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，其后移量a見表。為保證車廂的穩(wěn)定性，其 最大后移量a杯不得超過1.2a,并且在舉升過程屮可在任意高度停留卸貨。利用 連桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)車廂的舉升，其安裝空間不能超過車廂底部與人梁間的空間。結(jié)構(gòu) 盡量緊湊，可靠，具有良好的動力傳遞性能。下面列舉出幾種方案以及它們的特 點，進(jìn)行比較選擇恰當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)：平行四邊形舉升機(jī)構(gòu)如上圖所示平行四邊形舉升機(jī)構(gòu)，abcd形成一平行四邊形，桿ad在液壓油缸 的帶動下繞a軸轉(zhuǎn)動，從

5、而完成車廂的舉升和下降。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易于加工、 安裝和維修。能夠保證車廂在舉升和下降過程中保持水平，穩(wěn)定性好。液壓油缸 較小的推程能夠完成車廂較大的上移量。42、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是自卸汽車的關(guān)鍵部分，其性能直接影響車輛的性能。利用連桿機(jī) 構(gòu)實現(xiàn)車廂的翻轉(zhuǎn)，其安裝空間不能超過車廂底部與大梁間的空間。結(jié)構(gòu)盡量緊 湊，可靠，具有良好的動力傳遞性能。單缸前置直推式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)直推式傾斜機(jī)構(gòu)的液壓缸直接作用在車廂上，不需要通過桿系作用，機(jī)構(gòu)布 置簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，舉升效率高，在相同的舉升載荷下，前置式需要的舉升力較 小，舉升時車廂橫向剛度大。43、后箱門打開機(jī)構(gòu)的設(shè)計后箱門打開機(jī)構(gòu)是高位卸貨的重要環(huán)

6、節(jié)，后箱門打開機(jī)構(gòu)的設(shè)計要滿足以下 兒個基本要求：(1)廂傾斜卸貨時，后廂門隨之聯(lián)動打開；(2)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，因此后廂門的輸入機(jī)構(gòu)和傾斜機(jī)構(gòu)相 同，即由同一個液壓缸帶動；(3)后廂門打開機(jī)構(gòu)的安裝面不超過車廂側(cè)面， 即要求結(jié)構(gòu)緊湊。重力直接打開機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)采用重力開門，當(dāng)貨箱翻轉(zhuǎn)吋，后門始終垂直水平線。1. 該方案的結(jié)構(gòu)比較簡單、緊湊；2. 能夠確保車廂門的打開和關(guān)閉的時候的準(zhǔn)確置；3. 尺寸易于計算，加工裝配簡單。44、組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計經(jīng)過前面的各個機(jī)構(gòu)優(yōu)缺點比較，最終確定的第方案的三個部分分別選擇:平行四邊形舉升機(jī)構(gòu)、單杠前置翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、重力直接打開機(jī)構(gòu)來進(jìn)

7、行設(shè)計分析五、機(jī)構(gòu)的計算5.1.舉升機(jī)構(gòu)的計算根據(jù)設(shè)計要求，舉升機(jī)構(gòu)需要滿足:方案號車廂尺寸（lxwxh）smaxa/mmw/kgl/mmh/mmf4000x2000x64010006008000250650（1）計算桿長及其在機(jī)構(gòu)中的位置根據(jù)桿的長度，設(shè)ad=bc=cf=de=/,初始位置zcba二0（）,到達(dá)最大升程時zcba二0,由兒何關(guān)系可得另外,需滿足整個舉升機(jī)構(gòu)不超過車廂底部安裝空間，此時述需考慮夾層厚度d, 得a = lcosa0 lcosar = 600smax = lsinai lsina0 = 1000取 d=350則lsina0 = hd dlsina0 < hd

8、dlcosa0 < l由上式聯(lián)立可以求解，即a0 = 10.43°qi = 51.50°1=1660.7(2)計算液壓桿的位置及其相關(guān)尺寸取 af=1500,ab=2000,a=al=51.54 時由余弦定理：af2 + ca2 一 cf2 cos© =2仲 x mcf=1669.7同理：a=a0=10. 43 時cf二669. 7所以液壓桿推程s=1000設(shè)油缸的推力為f,推程為s,車廂重力為g,上升高度為h,則fs二ghf二80000n52、單缸前置翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的計算由勾股定理得：ab二3015當(dāng)zb=55° , zabc=60. 7 時 由余弦定理得：cos60.7° =ab2bc2-ac2o2ab bcac=2680車箱水平時，zabc=5. 7°同理可得:ac=1045液壓桿推程 s二2680