机械原理课程设计高位自卸汽车设计说明书.docx

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1、题目：i位自卸汽车目录摘要-2-I基本要求-3-1.1 设计要求-3-1.2 设计提示-4-2机构选型设计-5-2.1 举升机构基本要求-5-2.2 举升机构方案比较-5-2.2.1 平行四边形举升机构-5-2.2.2 双滑块推动举升机构-6-2.2.3 剪式举升机构-7-2.3 翻转机构基本要求-8-2.4 翻转机构方案比较-8-2.4.1 车凰直推滑块箱转机构-8-2.4.2 连杆直推滑块翻转机构-9-2.4.3 连杆斜推滑块翻转机构-9-2.6后箱门打开机构方案比较-10-2.6.1 直杆联动顶开机构-11-2.6.2 直杆伸缩顶开机构-II-2.6.3 圆弧联动顶开机构-12-3总体机

2、构运动简图及自由度验证-13-3.1 总体机构运动简图-13-3.2 机构自由度验证-14-3.2.1 举升机构-14-3.2.2 翻转机构-15-3.2.3 后箱门打开机构-16-4机构尺度综合分析-16-4.1 举升机构尺度分析-17-4.2 翻转机构尺度分析-17-4.3 后箱门打开机构尺度分析-18-5机构运动分析-20-5.1 举升机构运动分析-20-5.2 翻转机构运动分析-21-5.3 后箱门打开机构运动分析-22-5.4 机构运动组图-23-5.5 机构运动循环图-23-结论与体会-24-参考文献-25-附录-26-致谢-27-摘要我们在生活中看过许多自卸汽车，目前国内生产的自

3、卸汽车,其卸货方式都为散装优物沿汽车大梁卸下,这样来卸货的高度就被固定的，如果需要货物卸到较高处或使贪物堆积的较高些,尤其是当汽乍直接向火车车厢卸料以及在建筑、丁产等其他场合，这些自卸汽车就难以满足要求。为此需设计一种高位自卸汽车,它能通过一定的机构运动平稳地将车厢举升到一定高度后再倾斜车厢卸货，并且卸货过程中始终保持后箱门垂直地面，从而保持卸货时的安全与平稳，为此我们准备设计高位自卸汽车的举升机构、翻转机构以及后箱门打开机构。关键词：高位自卸汽车、举升机构、翻转机构、后箱门打开机构1基本要求1.1设计要求(I)具有一般自卸汽车的功能。(2)能将满我货物的车厢在比较水平的状态下平稳地举升到一定

4、高度，破大升程Smax见表ITo(3)为方便卸货，要求车厢在举升过程中逐步后移.车制处F最大升程位置时,其后移量a见表卜I.为保证车解的稳定性，其最大后移圻amax不得超过1.2a.(4)在举升过程中可在任意高度停翦卸货.(5)在车厢倾斜卸货时，后厢门随之联动打开：卸货完毕，车厢恢第水平状态，后厢门也随之可苑关闭，后厢门和车厢的相对位置见图卜3。(6)举升和。页斜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。(7)结构尽量紧凑、简单、可罪，具有良好的动力传递性能。1.11.图I1.高位自卸汽车原始状态图1-3海位自卸汽车后Jff1.门与车争相对位寅序号车厢尺

5、寸(1.XWXH)SnuxaW(kg)1.iHdi380OX18(X)6301950300420028047012设计提示高位自卸汽车中的举升机构、翻转机构和后箱门打开机构都具有行程较大，做往复运动及承受较大的栽荷的共同特点。齿轮机构比较适合连续的回转运动，凸轮机构适合行程和受力都不太大的场合，因此齿轮机构与凸轮机构都不太适用，连杆机构比较适合在这里的应用。2机构选型设计2.1 举升机构基本要求因为在众多场合，受到场地因素，普通自卸汽车的卸载高度远远不够，所以我们设计的举升机构要能使得车厢能够升到将近2m的位置并且水平平稳的上移。另外货物会在卜落过程中堆枳成圆锥形状，所以车厢在水平上升的过程中

6、要带有一定的向后移动。2.2 举升机构方案比较经过我们小组的分析，我们查询并设计J：.种以下举升机构。2.2.1 平行四边形举升机构机构运动简图如图车厢与车底经过数根平行杆件较接，杆件之间又通过一水平连杆联动，原理由车底的滑块作为主动件，向右移动，随之推动整个连杆做顺时针运动达到车厢上移并且后移的要求优点结构简单，利于装配,受力均匀.能够平稳运动。缺点由于举升高度约等于车厢总长的一半，导致联接的连杆长度过长，车师初始与终点位置的左右极限长度与高度严重矛盾，并且使得整体重至偏后，无法合理共存。总结该举升机构不能很好的完成规定.1XS动。推动举升机构机构运动简图如图原理车厢通过个1.字形力再与军底

7、较接，主动件是卜端滑块的上移，使得力菖逆时针旋转,带动车制上移并且后移,同时上端滑块向左移动,使得整个车厢上移过程中保持水平，从而到达运动目的。优点杆件数星:少，利于受力分析及其设计,运动过程简单类似做圆周运动利丁控制，滑块的运动路程短，不易损坏。力臂太长导致力矩过大，要想达到规定要求需要更大的功率的发动机缺点及强度更高的钢材，成本严重过高不够经济，车厢与车头之间的间隙狭小不利于装配过多杆件，另外在举开过程中，两个滑块难以保持同步良好的移动，直接造成车厢上升过程中左右候斜,造成严重的危险。总结在有限的经济条件下，不够经济.运动过程难以控制保持，不适合在此场合中实施。机构机构运动简图如图原理车厢

8、与车底通过剪式连杆被接，通过生动件底端的滑块向右移动，推动杆件使之整体张开，伴随着上面两个可调节的的滑块（调节滑块的左右极限可以控制车厢的的移动的左右极限）车制水平上升并且同时伴随后移.优点杆件简单利于设计制造，上升过程中两端受力平稳，个运动本身形成上升并且后移，减少主动件个数，移动过程中重心偏移量不大,车厢左右的位移量可通过限制上端滑块左右极限来微调，缺点少。缺点剪式杆件的长度过长容易发生弯曲变形。总结大体符合各种要求，在能达到规定运动的同时又能保持平稳，构件简单经济，并且主动件少利于更换，所以举升机构选择了剪式举升机构。翻转机构基本要求因为车厢往往装载5吨多的重量，所以翻转机构的动力以及平

9、桎性都很重要。另外翻转的角度也有要求，最大为55,所以杆件长度也要求精度很高。2.4翻转机构方案比较经过我们小组讨论及设计分析，设计r以下：种翻转机构.2.4.1 车的直推滑块翻转机构机构运动简图如图原理车厢受到联接在车厢底部的滑块向右移动给予的垂直于滑块的向上分力，来实现车厢的圆周的翻转运动，从而使得货物依靠重力倾斜倒出。优点滑块的初始运动位置在车腌最长力臂位置，在货物减少的过程中，力曾随之减短，最大化的程度减少r连杆受力的大小。缺点因为滑块的初始位置离皎接位置太远，导致滑块连杆与水平位置的夹角过小，根据受力分析，滑块向右的力大部分都作用在了连杆的轴向方向，很导致连杆容易发生压弯变形。总结有

10、用功太低，易损坏机构，不能选择。推滑块翻转机构机构运动简图如图原理车厢通过滑块向右移动，推动连杆并且带动车照的周转翻转,实现机构卸货目的。优点杆件紧凑，受力大，运动荷堆，利于装配维修。缺点滑块的动力要求过大，滑块连杆与车厢之间的距离太窄，容易形成死点位巴，道心偏右，不稳定。总结依旧有用功太小,虽然紧凑但不适于工程中运作。翻转机构机构运动简图如图原理主动件滑块在斜杆上向上滑动，联动推动车厢翻转，实现自卸过程。优点充分利用了有限的空间，使得滑块连杆与车厢的夹角最大化，最大限度减少杆件分力，缺点力寓太短，受力过大，对滑块功率要求大。总结相比前面两个机构，此机构最大程度加大了有用功，减少了成本，提升了

11、可靠性，所以抽转机构选择连杆斜推滑块翻转机构。2.5后箱n打开机构基本要求车期在卸料过程中，因为货物质量一般很大，所以要限制其下落的轨迹，即在车厢倾倒的过程中后箱门要始终与地面垂直，在设计中就必须使得车厢翻转和后箱门打开时同步进行的，我们可以用连杆把翻转机构与后箱门打开机构联接，并且设计要求我们后箱门打开机构安装面不吵过车闹侧面，所以只能设计在车题底部。2.6后箱门打开机构方案比较经过我们小组模拟实验，设计查询了以下三种后箱门打开机构。2.6.1 直杆联动顶开机构机构运动简图如图原理当翻转机构运动时，通过皎琏陕接带动联接到后箱门的连杆运动，从而推开后箱门。优点只在原本基础上增加了根杆件，简单易

12、行。缺点由于受到尺寸因素影响后箱门无法每时每刻都与地面垂直,违背了开始的设计理念.总结不符合运动基本要求。缩顶开机构机构运动简图如图原理根据要求，只要后箱门始终垂直地面即可，所以在举升架上固结个空心圆柱轨道，把稍细的圆柱杆件装配进去，右端的滚动圆盘嵌入后箱门的滑槽中，因此后箱门的轨道被我们限制在垂直地面方向.优点十分精巧，适用多种场合，简约而不简堆。缺点由于后箱门始终向下运动，会给连杆一个横向力，从而使得连杆与圆筒之间的摩擦力变大，另外连杆容易发生弯曲变形，直接导致杆件卡死在圆筒中。总结灵感不错，可是实际的可操作性不强，容易发生故障。机构运动简图如图原理由第个后箱门打开机构衍生出来，因为后箱门

13、不能每时每刻与地面保持垂直，所以我们只需要改进翻转机构与后箱门打开机构之间的连杆的形状，从而使得后箱门在与翻转机构联动过程中又保持垂直地面，根据分析得出后箱门在翻转过程中是在以一点为圆心做圆周平移，所以我们只需要将连杆设计成该I上的一段圆孤即可完成规定运动。优点联接简单，杆件案件,充分利用空间，符合运动规律。缺点杆件加工稍复杂，杆件过长。总结相比其他，更加符合构件运动规律。3总体机构运动简图及自由度验证3.I总体机构运动筒图总体机构运动简图初始位置总体机构运动简图结束位置3.2机构自由度验证3.2.1举升机构因为5为虚约束，所以只有5个构件N=5.P=7,Ph=O,F=35-27-01.=1.

14、1为主动件，水平方向运动，动力由电动机或液压缸提供。3.2.2蒯转机构N=3.R=4,P1.1.=0.F=33-24-01.=1.I为主动件，沿机架向右上运动，动力由液压缸提供.3. 2.3后箱门打开机构N=3,P=4,P11=O,F=33-24-01.=1.I为主动件，有I个自由度，由翻转机构提供。总结：整个车厢有2个自由度：水平方向以及竖直方向4机构尺度综合分析我们选择如下数据作为分析计算序号车厢尺寸(1.XwXH)SnuxaW(kg)1.iH11I38(X)18(X)6301950300420028()4704. 1举升机构尺度分析已知各杆件长度，计算AOA1.长度以及BOB|、DoIh水平相对在BODo上的位移。BID1.=2-DiF2=J用尸-(DIN+/%/尸=34132-(1.950+3(X)2=256