高位自卸汽车说明书.doc

东华大学机械工程学院课程设计说明书
成员分工
------小组成员：杨诣坤（组长），陈晨，朵泽
成员详细分工：
方案初步设计（三种）：杨诣坤，陈晨，朵泽
方案选定：杨诣坤（组长），陈晨，朵泽
说明书主要负责：陈晨
说明书图例制作：杨诣坤
主要零件尺寸综合：杨诣坤，陈晨，朵泽
零件造型装配：杨诣坤，朵泽
COSMOS分析：
速度计算：

目录
任务书
一．设计题目：高位自卸汽车
目前国内生产的自卸汽车其卸货方式为散装货物沿汽车大梁卸下，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的较高些，目前的自卸车就难以满足要求。为此需要设计一种高位自卸汽车（如图1所示），它能将车厢举升到一定高度后再倾斜车厢卸货。（如图2，3所示）

图1

图2

图3

二、设计要求和有关数据
1、具有一般自卸汽车的功能。
2、能在保持近似水平的状态下，能将满载货物的车厢平稳地举升到一定高度,最大升程Smax如表1所示。

表1 设计数据
方案号
车厢尺寸L×W×H
L(mm)×W(mm)×H(mm)
Smax
(mm)
A
(mm)
W
(kg)
L1
(mm)
Hd
(mm)
A
4000×2000×640
1800
380
5000
300
500
B
3900×2000×640
1850
350
4800
300
500
C
3900×1800×630
1900
320
4500
280
470
D
3800×1800×630
1950
300
4200
280
470
E
3700×1800×620
2000
280
4000
250
450
F
3600×1800×610
2050
250
3900
250
450
3、为方便卸货，要求车厢在举升过程中逐步后移（见图3），车厢处于最大升程位置时，其后移量a见表1.为保证车厢的稳定性，其最大后移量amax不得超过1.2a
4、在举升过程中可在任意高度停留卸货。
5、在车厢倾斜卸货时，后厢门随之联动打开；卸货完毕，车厢恢复水平状态，后厢门也随之可靠关闭。
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。
7、结构尽量紧凑、简单、可靠，具有良好的动力传递性能。

三．设计任务
设计任务如下：
1. 高位自卸汽车应包括起升机构，翻转机构和和后厢门打开机构。
2. 设计至少3个方案。主要考虑满足运动要求，动力性能，制造与维护方便，结构紧凑等方面因素，对方案进行论证，确定最优方案。
3. 画出最优方案的机构运动方案示意图，机构运动简图和运动循环图。
4. 对高位自卸汽车的起升机构，翻转机构和和后厢门打开机构进行尺寸综合及运动分析，画出机构运动轨迹图。
5. 对机构进行三维造型和动态仿真。
6. 编写设计计算说明书。
设计方案
一． 举升机构
机构设计要求:
1、 能在保持近似水平的状态下，能将满载货物的车厢平稳地举升到一定高度,最大升程Smax如表1所示。
2、 为方便卸货，要求车厢在举升过程中逐步后移（见图3），车厢处于最大升程位置时，其后移量a见表1.为保证车厢的稳定性，其最大后移量amax不得超过1.2a
3、 在举升过程中可在任意高度停留卸货。

方案1：平行四边形举升机构
该方案简图如图4所示：

图4
原理：随着液压杆伸长，BD杆逆时针旋转，由于平行四边形几何特性，DF将水平上移，可以做到车厢水平上抬的要求，因为BD杆旋转，DF杆也会相应产生一定的后移量。
缺点：BD杆将不可避免的过长，难以设计于车身之上。

方案2：剪式举升机构
该方案简图如图5所示：

图5
原理：随着液压杆的伸长，滑块B逐渐右移，使BC间距缩短，相应对称处EF杆逐渐水平上升，并由于CE杆逆时针旋转，会产生一定的后移量。
缺点：抬升到一定高度后，整个机构稳定性不足。

方案3：折叠式平行四边形抬升机构
该方案简图如图6所示：

图6
原理：为了方案1以及方案2中出现的缺点，推出折叠式平行四边形抬升机构，。随着液压杆的伸长，下四边形得到相应抬升，FG杆和FI杆用过滑块与DK杆相连，控制上四边形的随下四边形联动，该方案吧方案2中的四边形拆分成上四边形和下四边形，大大的缩小了机构折叠时所占空间。
此方案也是我们小组的抬升机构最终选定方案
对A号汽车尺寸进行相应主要零部件尺寸的确定：
方案号
车厢尺寸L×W×H
L(mm)×W(mm)×H(mm)
Smax
(mm)
A
(mm)
W
(kg)
L1
(mm)
Hd
(mm)
A
4000×2000×640
1800
380
5000
300
500
设BD杆长为x，DE杆场为y，∠CBD为Ψ，初始状态DE杆与水平位置夹角为Φ
初始状态：SinΨx+SinΦy=Hd
最高状态：x+y=Smax+Hd
最大后移量：CosΨx+CosΦy<1.2a
令∠CBD=15°，则算出：x=1380,y=920, Φ=8.93°,最大后移量a’=424.13

二． 翻转机构
机构设计要求:
1. 实现车厢在卸货时能合理翻转
2. 整个机构体积不能超过车厢下部空间
方案1：
三． 后厢门打开机构