高位自卸汽车的设计说明书.docx

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1、高位自卸汽车设计说明书班级：姓名：学号：指导老师：时间：年月号目录绪论1一背景资料2二设计题目31.1 1设计简介和目的31.2 设计条件和设计要求31.3 3工作流程和运动循环图4三执行机构设计51.4 1举升机构的设计53.2 翻转机构的设计73.3 厢门开合机构的设计93.4 机构的组合设计10四.设计总结144.1机械设计的目的144.2机械设计的步骤144.3设计中需要注意的几个问题154.4机械设计的基本原则154.5本次设计效果分析与改进意见164.6设计心得体会16五参考17绪论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或者侧向卸下.卸货高度都是固定的。若需要将货物卸

2、到较高处或使货物堆积得较高些.目前的自卸汽车就难以满足要求。为此需设计一种高位自卸汽车.它能将车洞举升到一定高度后再倾斜车厢卸货。为实现这个目的.先将车厢举升然后翻转车厢I进行卸货.可以将车闹举升到任意高度后停止举升.然后车厢翻转以达到自动卸货。高位自卸汽车的设计要求是具有一般自卸汽车的功能。在比较水平的状态下,能将满载货物的车座1平稳地举升到一定的高度。为方便卸货.要求车厢!在举升过程中逐步后移。车厢处于最大升程位置时.车厢后移量为ao为保证车厢I的稳定性.其最大后移量a-、不得超过1.2a。在举升过程中可在任意高度停留卸货。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.

3、后厢门也随之可靠关闭。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I侧面。结构尽量紧凑、简单、可靠.具有良好的动力传递性能。为了实现高位自卸汽车的设计要求.再设计过程中主要考虑把工作分解.使用举升机构实现车厢的举升.在举升过程中通过关闭或打开液压缸的进出油路使举升机构稳定的停止在任意高度；使用翻转机构实现车厢翻转.车厢翻转只要实现最大翻转角度达到设计要求和结构在翻转过程中的平稳就可以了。就机构设计要实现的目的来看.机构上的点没有要求具体的运动就迹.只要实现指定位置的机构的综合就可以了.这个设计主要是通过四杆机构来实现。机构选择和设计的过程中除了机构分析

4、还要考虑到结构的受力和结构的稳定。关键词：高位举升翻转自卸一背景资料自卸汽车车厢配有自动倾卸装置的汽车。俗称为翻斗车、工程车.由汽车底盘、液压举升机构和货厢组成。在土木工程中.常同挖掘机、装载机、带式输送机等联合作业.构成装、运、卸生产线.进行土方、砂石、松散物料的装卸运输。由于装载车厢!能自动倾翻一定角度卸料.大大节省卸料时间和劳动力.缩短运输周期.提高生产效率.降低运输成本.并标明装载容积.是常用的运输机械。图1-1大运N8E重卡290马力8X47米自卸车(DYX3311PA38WPD3C)自卸汽车图1-2一般自卸汽车的结构原理简图发动机、底盘及驾驶室的构造和一般载重汽车相同。车厢可以后向

5、倾翻或侧向倾翻.通过操纵系统控制活塞杆运动.以后向倾翻较普遍.推动活塞杆使车厢!倾翻。少数双向倾翻。高压油经分配阀、油管进入举升液压缸.车厢I前端有驾驶室安全防护板。发动机通过变速器、装置驱动液压泵.车厢）液压倾翻机构由油箱、液压泵、分配阀、举升液压缸、控制阀和油管等组成。车闹液压倾翻机构由油箱、液压泵、分配阀、举升液压缸、控制阀和油管等组成。发动机通过变速器、取力装置驱动液压泵.高压油经分配阀、油管进入举升液压缸.推动活塞杆使车厢倾翻。以后向倾翻较普遍.通过操纵系统控制活塞杆运动.可使车雁）停止在任何需要的倾斜位置上.车闹利用自身重力和液压控制复位。二设计题目2.1 设计简介和目的目前国内生

6、产的自卸汽车其卸货方式为散装货物沿着汽车大梁卸下或者侧向倾翻卸下.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得较高些.目前的自卸汽车就难以满足要求。为此需设计一种高位自卸汽车.它能将车厢举升到一定高度后再倾斜车厢卸货。这样可以满足使货物堆积的更高的要求.在现在土地资源紧张.使用高位自卸汽车可以在相同的面积上更快的堆积更多的货物。而不用其它机械配合作业.提高了工作效率。2.2 设计条件和设计要求1 .具有一般自卸汽车的功能。2 .在比较水平的状态下，能将满载货物的车闹平稳地举升到一定的高度.最大升程Smax见表。3 .为方便卸货.要求车闹在举升过程中逐步后移。车厢处于最大升程位置时.

7、车厢后移量a见表。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 .结构尽量紧凑、简单、可靠.具有良好的动力传递性能。6 .在车厢倾斜卸货时.后座!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。7 .举升和翻转机构的安装空间不超过车闹底部与大梁间的空间.后麻!门打开机构的安装面不超过车厢侧面。图2-2自卸汽车厢工作状态图表2T机构要求数据表（单位：mm）方案号车厢尺寸（1XWXH）aW1tHdE3700X1800X620200028040002504502.3工作流程和运动循环图工作流程：将要卸货时。首先举升机构将车厢举

8、升到一定高度.在这期间车厢始终保持平行.车厢门始终保持关闭状态；等到举升机构将车厢举到将要卸货的高度时.举升机构停止工作.翻转机构开始工作.此时车厢门也开始打开.缓慢的讲货物卸到固定的地方。工作的循环图如下图所示；图2-3厢1门工作过程循环图三执行机构设计3.1 举升机构的设计3.1.1 机构的选择方案举升机构的设计可以有多个方案来实现车厢举升和后移运动。利用连杆机构实现车痴的举升.其安装空间不能超过车痴底部与大梁间的空间。结构尽量紧凑.可靠.具有良好的动力传递性能。并不是每个机构都能符合这种高要求.下面列举出三种方案和它们的特点.选择比较恰当的机构。方案一：平行四边形举升机构工作原理：如上图

9、所示机构.CBEF形成一平行四边形.杆BC在液压油缸的带动下绕C轴转动.从而完成车厢！的举升和下降。优点：1 .结构简单.易于加工、安装和维修；2 .能够保证车厢!在举升和下降过程中保持水平.稳定性好；3 .液压油缸较小的推程能够完成车闹较大的上移量。缺点：1.车闹上移时.其后移量很大。为了保证车厢举升到最大高度时.其最大后移量不超过设计要求.需将杆BC、EF做得很长.甚至大大超过了车闹的长度.在工程实际中不能实现。方案二双平行四边形联动举升机构图3-2双平行四边形联动举升机构原理图工作原理：如上图所示.该举升机构是液压缸作为原动件推动绞点F,D和滑块E走动.从而使车痴平稳的上升.并且稳步的向

10、后走。优点：1 .结构紧凑.能满足车厢水平上升下降的功能.且在上升中可以稳步的后移；2 .该机构克服了平行四边形机构杆件过长的缺点；3 .机构的受力均衡.有助于延长机构的使用寿命。缺点：机构相对复杂.油缸的负载大.需要较大的液压系统。方案三剪式举升机构图3-3剪式机构举升机构原理图工作原理：如上图所示.该机构采用长度相等的AB和CD杆较接于E点.C,D点处可以滑动。当液压缸作用时.可以实现车痴的上升时并且能向后移。优点：1 .机构简单.紧凑2 .受力状况良好.缺点：1 .初始状态时液压缸和CD杆之间的传动角很小.需要较大的动力2 .举升到一定高度时.AC和BD两点之间的距离变短.车厢容易失稳。

11、3.2翻转机构的设计翻转机构的设计是为了实现车闹翻转的功能的机构.同车闹举升机构一样.翻转机构也是利用连杆机构实现车厢!的翻转.其安装空间不能超过车痴底部与大梁间的空间。结构尽量紧凑.可靠.具有良好的动力传递性能。既要结构简单.又要符合安装要求的机构是没有最好的.而且翻转机构和车厢的举升机构要搭配使用实现他们的综合功能.所以要考虑的因素很多.因此也列出几种方案.根据其结构说出这种方案的主要特点.然后选择使用。3. 2.1机构的选择方案一、普通直推式翻转机构这种机构是油缸驱动的四杆机构.是目前一般的自卸汽车上面最常使用的机构.在普通自卸汽车上面得到了广泛的应用.时间说明这种机构具有很高的使用价值

12、。首先是机构简单.只需要使用一个液压油缸就可以实现车厢的翻转.维护快捷方便。但是油缸的行程相对较大.选用举升力量较大的油缸把油缸安装在靠近旋转支座的地方或者利用汽车底盘间隙合理安装布局可以避免行程较大的缺点。方案二、曲柄摇杆翻转机构图3-5曲柄摇杆翻转机构这个机构是有曲柄摇杆机构联想到的翻转机构.这个机构中油缸是提供动力的作用.油缸的的行程变小.在油缸匀速推进时.车厢的翻转不匀速.可以方便卸货。3.3府门开合机构的设计3. 3.1机构的选择方案后座!门打开机构的要求是当车厢翻转卸货时.后闹门随之联动打开.卸货完毕.车厢!恢复水平状态.后座I门也随之可靠关闭。图2-2中可以看出当车厢翻转一定角度

13、时.闹门也打开相同的角度。由此可以进行机构设计。方案一、自开式机构3-6自开式庭1门打开机构因为闹门和车厢翻转的角度相同.所以厢门在打开和关闭的时候都处于竖直状态.因此考虑利用厢门的重力使之自由打开。在要卸货的时候打开锁住厢门的机构.厢门可以随车厢!的翻转自由打开。当卸货完毕的时候.在使用锁止机构吧厢门锁死.实现闹门可靠的关闭。该机构设计简单.容易想到。可以利用车厢底部空间.方便安装。但是车门的开闭是自由的.不能精确实现车门打开角度与翻转角度之间的函数关系。方案二、控制开合式机构。图3-7控制开合式厢门打开机构该机构通过控制杆控制厢门上面的较实现厢门的开合。把控制杆和车厢翻转控制机构恰当的联系

14、在一起时.可以精确的实现翻转和厢门打开的联动控制。但是这个机构的安装困难.这种结构或者类似结构安装在车厢!侧面比较合适.设计题目中没有给车痴侧面的空间.如果安装在车闹底部.控制杆会影响卸货。考虑到制造成本和实际应用.在组合设计中闹门开合机构我都是选择了自开式手动打开机构。3.4机构的组合设计3.4.1 方案一：图3-8方案一组合设计原理图此方案中.举升机构我采用了双平行四边形联动机构.翻转机构采用了曲柄摇杆机构.后厢!门打开机构我采用了手动式打开机构。机构尺寸设计：1,举升机构设计：首先假设杆AG的初始角度为X1.旋转后的角度为X2=8Oo.杆AG的长度是11,杆GH的长度是12。举升高度:y

15、=(11+12)(sinX1SinX2)=Smax后移量：x=(11-12)(cosXO-cosX1)1.2a安装所需空间：(11+12)sinXOHd假设X1=850.由上式计算可得:X0=150.11=1240.12=790.根据计算可以安排油缸的尺寸.油缸最短为480.伸长的长度为850.B1=400.2,翻转机构尺寸设计：图370翻转机构的计算图翻转机构中B和H的竖直高度差H=400.偏转角X=550.为了受力良好E点安排在车府的重心附近.因为车厢的长度是3700.设13=1700.11=12.则(13sin55+H)2=(11+12)-13(1-cos55)sin13(sin5513+H)2计算得到11=12=960,13=1800根据计算可以安排油缸最短尺寸是700.AB=250.BC=900o3,厢门开合机构尺寸设计：厢门开合机构是基于实用的目的选择了厢!门开合机构中的利用重力自由开合的机构.在这个简单的机构中.具体尺寸要求不高.但是必须要保证厢门