專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)安排

高位自卸汽車(chē)(載重汽車(chē)起重后板,自動(dòng)鉆床送進(jìn)機(jī)構(gòu)，后裝壓縮傾卸式垃圾汽車(chē))結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高位自卸汽車(chē)(載重汽車(chē)起重后板,自動(dòng)鉆床送進(jìn)機(jī)構(gòu)，，后裝壓縮傾卸式垃圾汽車(chē))運(yùn)動(dòng)分析高位自卸汽車(chē)(載重汽車(chē)起重后板,自動(dòng)鉆床送進(jìn)機(jī)構(gòu)，，后裝壓縮傾卸式垃圾汽車(chē))動(dòng)力分析高位自卸汽車(chē)(載重汽車(chē)起重后板,自動(dòng)鉆床送進(jìn)機(jī)構(gòu)，，后裝壓縮傾卸式垃圾汽車(chē))三維模型建立高位自卸汽車(chē)(載重汽車(chē)起重后板,自動(dòng)鉆床送進(jìn)機(jī)構(gòu)，，后裝壓縮傾卸式垃圾汽車(chē))動(dòng)態(tài)仿真過(guò)程一、高位自卸汽車(chē)問(wèn)題提出現(xiàn)在中國(guó)生產(chǎn)自卸汽車(chē)，其卸貨方法為散裝貨物沿汽車(chē)大梁卸下。卸貨高度全部是固定。若需要將貨物卸到較高處或使貨物堆積得較高些，現(xiàn)在自卸汽車(chē)就難以滿足要求。為此需設(shè)計(jì)一個(gè)高位自卸汽車(chē)，它能將車(chē)廂舉升到一定高度后再傾斜車(chē)廂卸貨。設(shè)計(jì)要求和相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)要求：含有通常自卸汽車(chē)功效。能將滿載貨物車(chē)廂在比較水平狀態(tài)下平穩(wěn)地舉升到一定高度，最大升程Smax見(jiàn)表2-1。為方便卸貨，要求車(chē)廂在舉升過(guò)程中逐步后移。車(chē)廂處于最大升程位置時(shí)，其后移量a見(jiàn)表2-1。為確保車(chē)廂穩(wěn)定性，其最大后移量amax不得超出1.2a。在舉升過(guò)程中可在任意高度停留卸貨。在車(chē)廂傾斜卸貨時(shí)，后廂門(mén)隨之聯(lián)動(dòng)打開(kāi)：卸貨完成，車(chē)廂恢復(fù)水平狀態(tài)，后廂門(mén)也隨之可靠關(guān)閉，后廂門(mén)和車(chē)廂相對(duì)位置見(jiàn)圖2-3。舉升和傾斜機(jī)構(gòu)安裝空間不超出車(chē)廂底部和大梁間空間，后廂門(mén)打開(kāi)機(jī)構(gòu)安裝面不超出車(chē)廂側(cè)面。結(jié)構(gòu)盡可能緊湊、簡(jiǎn)單、可靠，含有良好動(dòng)力傳輸性能。表2-1預(yù)定設(shè)計(jì)參數(shù)(尺寸單位為毫米)序號(hào)車(chē)廂尺寸(L×W×H)SmaxaW(kg)LtHd14000××6401800380500030050023900××6401850350480030050033900×1800×6301900320450028047043800×1800×6301950300420028047053700×1800×620280400025045063600×1800×61020502503900250450任務(wù)分配進(jìn)度安排題目及分組三個(gè)子題目以下：車(chē)廂舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)車(chē)廂傾斜機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)后廂門(mén)開(kāi)啟、關(guān)閉聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由c題目擔(dān)任本設(shè)計(jì)組組長(zhǎng)。協(xié)調(diào)該組設(shè)計(jì)工作，并繪制高位自卸汽車(chē)總體方案圖紙一張（三個(gè)位置繪成不一樣顏色，同一機(jī)架，在一張圖上）。論證給出較優(yōu)方案，論證關(guān)鍵考慮以下幾方面：滿足運(yùn)動(dòng)要求方面；動(dòng)力性能方面；制造、維護(hù)方面；結(jié)構(gòu)緊湊方面；設(shè)計(jì)難易方面；尺度綜合和運(yùn)動(dòng)和力分析，和校核提議用八周時(shí)間完成。小組組員分別負(fù)責(zé)自己所負(fù)擔(dān)部分寫(xiě)作，由小組長(zhǎng)負(fù)責(zé)整個(gè)說(shuō)明書(shū)統(tǒng)編。提議說(shuō)明書(shū)目錄以下（供參考）高位自卸汽車(chē)§1-1問(wèn)題提出§1-2設(shè)計(jì)要求及相關(guān)數(shù)據(jù)第Ⅰ章TOPIC(I)(I=2，3，4)§I-1方案確定§I-2機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)§I-3CAD（含程序框圖、變量表，程序及其運(yùn)算結(jié)果）§I-4評(píng)價(jià)及改善設(shè)想（含機(jī)構(gòu)位置、傳動(dòng)角、油缸行程及輸出力等評(píng)價(jià)）附錄：1.高位自卸汽車(chē)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2.各主動(dòng)力輸出曲線3.參考書(shū)目注：I=2，TOPIC(2)為舉升機(jī)構(gòu)I=3，TOPIC(3)為傾斜機(jī)構(gòu)I=4，TOPIC(4)為后廂門(mén)啟閉機(jī)構(gòu)參考方案以下方案均不一定是最好方案，甚至不一定實(shí)用，列出供同學(xué)們擴(kuò)展思緒，從中擇優(yōu)。愈加好方案，有待同學(xué)們?nèi)ニ妓鳌Ｅe升機(jī)構(gòu)圖4－1傾斜機(jī)構(gòu)后廂門(mén)啟閉機(jī)構(gòu)提醒以下是一個(gè)任意選定方案及設(shè)計(jì)步驟供同學(xué)們參考。舉升機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型S——升高量a——后移量Δ——0.2～0.3M（限制傾斜后，Smax、a有所減?。〢M＜1.2～1.5M（限制整車(chē)高度）選擇AM、β、MO以滿足升高和后移量。確定油缸C、D點(diǎn)位置要求： ⑴ ΔlCD≤500mm⑵ PCDmax≤3W⑶ 盡可能降低PCD波動(dòng)。確定油缸E、F點(diǎn)位置要求： ⑴ ΔlEF≤600mm⑵ PEFmax≤1.5W⑶ 盡可能降低PEF波動(dòng)。檢驗(yàn)傳動(dòng)角γmin≤40°傾斜機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型其中：可選定：G(Gx,Gy)，H1x，I1y，θGI解出I1x，該部分解法可參考第七部分。確定油缸J點(diǎn)位置要求： ⑴ ΔlJG≤500mm⑵ PJGmax≤3W⑶ PJG波動(dòng)盡可能小。可用虛位移原理求PJG 求J1，SHO，，方法驗(yàn)算傳動(dòng)角（J點(diǎn)）后廂門(mén)啟閉機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型 其中： （i=2,3） 其解法參見(jiàn)第七部分。綜合U1、S點(diǎn)（U1＝a1，S=a0）選定參考點(diǎn)：P1(P1x，P1y)、P2(P2x，P2y)、P3(P3x，P3y)、θ12、θ13。選擇：S(Sx，Sy)、U1(U1x，U1y)中兩個(gè)參數(shù)再解出另外兩個(gè)。綜合T1、Z點(diǎn)（T1＝a1，Z=a0）方法同上。演算傳動(dòng)角條件及到位情況可用圖解法完成。聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)可參考第七部分。數(shù)學(xué)模型 其中： βj由設(shè)計(jì)傾斜機(jī)構(gòu)同學(xué)提供。b.綜合X1、W1選擇X1(X1x，X1y)、W1(W1x，W1y)中兩個(gè)坐標(biāo)，解出另外兩個(gè)坐標(biāo)。c.檢驗(yàn)到位情況及傳動(dòng)角條件相關(guān)剛體轉(zhuǎn)桿導(dǎo)引和全鉸四桿機(jī)構(gòu)函數(shù)綜合問(wèn)題轉(zhuǎn)桿引導(dǎo)實(shí)現(xiàn)三位置剛體綜合問(wèn)題參考圖5-4?；剞D(zhuǎn)矩陣Dθ1j 設(shè)計(jì)方程 其中： （j=2，3）說(shuō)明：θ1j逆時(shí)針為正，順時(shí)針為負(fù)； dikj—1列j位置DRj DRj中k列 DRj中i行全鉸四桿機(jī)構(gòu)函數(shù)綜合問(wèn)題 旋轉(zhuǎn)矩陣 (j=2,3) 設(shè)計(jì)方程 其中： （j=2，3）說(shuō)明： a. θ1j、φ1j逆時(shí)針為正，順時(shí)針為負(fù)； b. d1kj意義同前； c. 實(shí)際機(jī)構(gòu)尺寸按百分比縮放； d. b1(b1x，b1y)需依據(jù)情況設(shè)定；e. 若解三位置問(wèn)題，設(shè)計(jì)方程為二元一次方程組，若解二位置問(wèn)題，需再給出a1(a1x，a1y)中一個(gè)坐標(biāo)，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)方程解出另一個(gè)即可。

二、載重汽車(chē)起重后板一、問(wèn)題提出在汽車(chē)裝卸作業(yè)中，常常需要將貨物由地面裝到車(chē)廂上或?qū)④?chē)廂上貨物卸到地面上。對(duì)有叉車(chē)作業(yè)場(chǎng)所這是不成問(wèn)題，但假如沒(méi)有叉車(chē)，則裝卸比較費(fèi)力費(fèi)時(shí)。如能利用載重汽車(chē)車(chē)廂后板設(shè)計(jì)出一個(gè)起重平臺(tái)，則能夠很好地處理這個(gè)問(wèn)題。二、設(shè)計(jì)要求和相關(guān)數(shù)據(jù)汽車(chē)車(chē)廂參數(shù)圖所表示，有以下設(shè)計(jì)要求：1.后板起升過(guò)程中保持水平平動(dòng)。2.后板在完成起升任務(wù)后可和車(chē)廂自動(dòng)合攏。3.起升、合攏所用動(dòng)力部件采取伸縮油缸，油缸應(yīng)安裝在車(chē)廂下面，且在后板和車(chē)廂合攏后，兩只油缸活塞桿應(yīng)縮進(jìn)油缸體內(nèi)以預(yù)防在行車(chē)過(guò)程中飛石等碰傷活塞桿。4.最大起重量分別為0.3T、0.4T、0.5T。5.起升機(jī)構(gòu)、合攏機(jī)構(gòu)最小傳動(dòng)角γmin≥40°。三、設(shè)計(jì)任務(wù)及進(jìn)度安排1.機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)選擇一個(gè)能夠使后板水平平動(dòng)且構(gòu)件少、體積緊湊機(jī)構(gòu)。選型往往和分析計(jì)算交叉反復(fù)進(jìn)行。比如，選擇了一個(gè)機(jī)構(gòu)，經(jīng)計(jì)算分析后發(fā)覺(jué)該機(jī)構(gòu)效果不好，就要否定這個(gè)機(jī)構(gòu)，選擇新機(jī)構(gòu)，直到滿足設(shè)計(jì)要求。2.尺度綜合及運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力分析、傳動(dòng)質(zhì)量指標(biāo)檢驗(yàn)尺度綜合即是要對(duì)所選機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。在動(dòng)力分析中，要求求出在起升過(guò)程中起升油缸輸出力即起升機(jī)構(gòu)平衡力及各運(yùn)動(dòng)副反力、要求繪出各力改變曲線。因?yàn)槠鹕龣C(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度較低，各構(gòu)件重量相對(duì)于起升重量較小，所以在力分析過(guò)程中可省略各構(gòu)件重力及慣性力。機(jī)構(gòu)尺度綜合后應(yīng)檢驗(yàn)γmin≥40°。3.撰寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)格式以下：?jiǎn)栴}提出、設(shè)計(jì)要求和相關(guān)數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)尺度綜合及運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力分析、傳動(dòng)質(zhì)量指標(biāo)檢驗(yàn)自我評(píng)價(jià)及展望附錄（計(jì)算程序、圖紙和參考書(shū)目）四、設(shè)計(jì)方法提醒機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)是比較困難工作，為了開(kāi)闊同學(xué)們思緒，下面將介紹機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)部分方法和本課程設(shè)計(jì)題目標(biāo)部分方案提醒。依據(jù)具體設(shè)計(jì)要求，選擇一個(gè)可行機(jī)構(gòu)。通常常見(jiàn)以下方法：1.借鑒參考法：借鑒中國(guó)外同類設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行修改和改善，使其滿足具體設(shè)計(jì)要求。這種參考資料能夠從專利說(shuō)明書(shū)、科技圖書(shū)、期刊、產(chǎn)品樣板中取得，在機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)中這是最常見(jiàn)方法。在使用中注意不要照抄照搬，應(yīng)結(jié)合具體情況有所改善和創(chuàng)新。2.功效分解選擇法將具體設(shè)計(jì)要求分解為一系列功效。在現(xiàn)有機(jī)構(gòu)中尋求能夠滿足各個(gè)功效機(jī)構(gòu)，然后將這些機(jī)構(gòu)有機(jī)地綜合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)全部功效、滿足全部設(shè)計(jì)要求?，F(xiàn)在中國(guó)已出版了很多機(jī)構(gòu)應(yīng)用圖集，這些圖集按機(jī)構(gòu)功效分類編寫(xiě)，有較高參考價(jià)值。采取這種方法往往能夠得到創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。在可參考方案較少或無(wú)參考方案情況下關(guān)鍵采取這種方法進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)。五、參考方案采取功效分解選擇法，將起升和收攏分解為平動(dòng)和擺動(dòng)兩個(gè)功效，然后在現(xiàn)有多種機(jī)構(gòu)中選擇能實(shí)現(xiàn)平動(dòng)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)。考慮到動(dòng)力組件為伸縮式油缸，那幺主動(dòng)構(gòu)件能夠是圖3、圖4所表示導(dǎo)桿和擺桿。以圖3、圖4所表示導(dǎo)桿和擺桿作主動(dòng)件，選擇機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成平動(dòng)和擺動(dòng)。下列多個(gè)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)平動(dòng)：導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)齒輪齒條機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)等考慮到車(chē)廂具體結(jié)構(gòu)和使用要求，機(jī)構(gòu)機(jī)架只能固定在汽車(chē)車(chē)廂下面底盤(pán)上，另外，還應(yīng)考慮起升機(jī)構(gòu)上升到上限位置時(shí)應(yīng)和地面有一定距離以利于行車(chē)，依據(jù)這些限制在上述機(jī)構(gòu)中選擇一個(gè)可滿足要求機(jī)構(gòu)。擺動(dòng)機(jī)構(gòu)也能夠仿照平動(dòng)機(jī)構(gòu)列出很多，依據(jù)具體要求進(jìn)行篩選即可。六、本課程設(shè)計(jì)題目標(biāo)參考書(shū)目機(jī)械工程手冊(cè)，第十八篇，機(jī)構(gòu)選型和運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，1978。機(jī)構(gòu)和機(jī)械控制裝置，N.P.契羅尼斯著，郭景嘉等譯，中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1984。

三、后裝壓縮傾卸式垃圾汽車(chē)課題背景介紹結(jié)構(gòu)組成及總體部署后裝壓縮式垃圾汽車(chē)關(guān)鍵用于搜集、轉(zhuǎn)運(yùn)袋裝生活垃圾。它和其它形式垃圾運(yùn)輸汽車(chē)區(qū)分是：能壓縮、破碎垃圾，增大裝載量。后裝壓縮式垃圾汽車(chē)專用工作裝置關(guān)鍵由車(chē)廂和裝載廂兩部分組成。后裝壓縮傾卸式垃圾汽車(chē)運(yùn)輸狀態(tài)圖1所表示。車(chē)廂2置聯(lián)于底盤(pán)車(chē)架上。裝載廂3在車(chē)廂后端，其上角和車(chē)廂鉸接，并可由舉升油缸驅(qū)動(dòng)其繞鉸接軸轉(zhuǎn)動(dòng)。垃圾從裝載廂后部入口處裝入，再經(jīng)裝載廂內(nèi)壓縮機(jī)構(gòu)進(jìn)行壓縮處理，然后將垃圾向前擠壓入車(chē)廂內(nèi)壓實(shí)。卸出垃圾時(shí)，圖2所表示，首先裝載廂被舉升油缸1驅(qū)動(dòng)擺轉(zhuǎn)掀起，使車(chē)廂后端呈敞開(kāi)狀，然后車(chē)廂被舉升油缸2驅(qū)動(dòng)繞其下后部鉸接軸擺轉(zhuǎn)，前端升起向后傾斜，將垃圾卸出車(chē)廂。在進(jìn)行汽車(chē)總體部署時(shí)，裝載廂垃圾入口下緣離地距離應(yīng)小于900mm。關(guān)鍵工作部件結(jié)構(gòu)和參數(shù)確定1-2-1車(chē)廂后裝壓縮式垃圾汽車(chē)車(chē)廂縱截面通常為直角梯形，圖3所表示。參考中國(guó)外同類車(chē)型即可確定額定裝載質(zhì)量me＝5000kg。依據(jù)壓縮后垃圾密度ρ＝400~600kg/m3，車(chē)廂容積V按下式確定：（m3）車(chē)廂容積也可按圖3確定：（m3）式中：廂內(nèi)頂縱向長(zhǎng)度(m)；廂內(nèi)底縱向長(zhǎng)度(m)；H廂內(nèi)高度(m)；W廂內(nèi)寬度(W＝2m)；1-2-2車(chē)廂傾斜機(jī)構(gòu)為了使車(chē)廂能夠前端升高向后卸出垃圾，須將車(chē)廂后端和底盤(pán)鉸鏈連接，并在車(chē)廂下面設(shè)置液壓舉升機(jī)構(gòu)。為了避免車(chē)廂重心過(guò)高影響其穩(wěn)定性，應(yīng)該盡可能降低舉升機(jī)構(gòu)所占用高度空間。運(yùn)輸時(shí)車(chē)廂在底盤(pán)上平放，舉升油缸尾端不得低于車(chē)輪輪軸。1-2-3裝載廂和壓縮填裝機(jī)構(gòu)裝載廂總成是由裝載廂體和安裝在其內(nèi)壓縮填裝機(jī)構(gòu)組成。其作用是將垃圾填裝在裝載廂內(nèi)進(jìn)行壓碎壓實(shí)處理，并將垃圾向車(chē)廂內(nèi)擠壓。裝載廂內(nèi)復(fù)合連桿式壓縮機(jī)構(gòu)工作過(guò)程圖4所表示。狀態(tài)(a)表示鏟斗DE上一次工作循環(huán)結(jié)束和新一輪工作循環(huán)開(kāi)始，垃圾已倒入裝載廂下腔裝填斗中；狀態(tài)(b)表示鏟斗DE擺動(dòng)上收；狀態(tài)(c)表示鏟斗DE向下壓縮垃圾；狀態(tài)(d)表示鏟斗DE改變施力方向，將垃圾深入壓碎、壓實(shí)，并開(kāi)始向車(chē)廂方向推送；狀態(tài)(e)表示鏟斗DE將垃圾向車(chē)廂內(nèi)壓入并復(fù)位。二．設(shè)計(jì)要求和相關(guān)數(shù)據(jù)1.初步設(shè)計(jì)本車(chē)外形輪廓。標(biāo)注車(chē)廂和裝載廂關(guān)鍵幾何參數(shù)。設(shè)計(jì)車(chē)廂傾斜機(jī)構(gòu)（1）采取油缸驅(qū)動(dòng)，油缸級(jí)數(shù)不多于三級(jí)，確定其工作長(zhǎng)度范圍Lmin和Lmax。（一級(jí)Lmax≈1.7Lmin，二級(jí)Lmax≈2.3Lmin，三級(jí)Lmax≈2.8Lmin）確定車(chē)廂和底盤(pán)鉸接鉸鏈位置。設(shè)計(jì)車(chē)廂傾斜機(jī)構(gòu)，使車(chē)廂最少能夠向后擺轉(zhuǎn)傾斜40°。舉升油缸工作過(guò)程中傳動(dòng)角γ2min≥30°。車(chē)廂在水平運(yùn)輸位置時(shí)，車(chē)廂下面傾斜機(jī)構(gòu)占用高度盡可能小，舉升油缸2尾端不得低于車(chē)輪輪軸。設(shè)計(jì)裝載廂及其內(nèi)壓縮填裝機(jī)構(gòu)（1）采取油缸驅(qū)動(dòng)，具體要求同上。(2)壓縮填裝機(jī)