機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)-高位自卸汽車的設(shè)計(jì)

高位自卸汽車設(shè)計(jì)說明書指導(dǎo)老師：將滿載貨物的車廂平穩(wěn)地舉升到一定的高度。為方便卸貨,要求車廂在舉升過程其最大后移量amax不得超過1.2a。在舉升過程中可在任意高度停留卸貨。在車程中除了機(jī)構(gòu)分析還要考慮到結(jié)構(gòu)的受力和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定即使用過程中維護(hù)的方關(guān)鍵詞：高位舉升翻轉(zhuǎn)自卸 1 22.1設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介和母的 22.2設(shè)計(jì)條件和設(shè)計(jì)要求 3三執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 43.1舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4計(jì)…………………計(jì)………………13真 4.1模型的建立與組裝 錯(cuò)誤!未定義書簽。真……………………五設(shè)計(jì)總結(jié)…………215.1機(jī)械設(shè)計(jì)的目的 5.2機(jī)械設(shè)計(jì)的步驟 錯(cuò)誤!未定義書簽。5.3設(shè)計(jì)中需要注意的幾個(gè)問題 則……………………16會(huì)………………六致………………七參考資料……………25 19圖1-2一般自卸汽車的結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)圖二設(shè)計(jì)題目目前國(guó)生產(chǎn)的自卸汽車其卸貨方式為散裝貨物沿著汽車大梁卸下或者側(cè)向傾翻卸下,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，目前的自卸汽車就難以滿足要求。為此需設(shè)計(jì)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。這樣可以滿足使貨物堆積的更高的要求，在現(xiàn)在土地資源緊，使用高位自卸汽車可以在相同的面積上更快的堆積更多的貨物。而不用其它機(jī)械配合作業(yè)，提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。圖2-2自卸汽車廂工作狀態(tài)圖方案號(hào)車廂尺寸(L×W×H)a3.1舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以有多個(gè)方案來實(shí)現(xiàn)車廂舉升和后移運(yùn)動(dòng)。利用連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)車廂的舉升,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(dòng)力傳遞性能。并不是每個(gè)機(jī)構(gòu)都能符合這種高要求，下面列舉出各種方案和它們的特點(diǎn)，選擇比較恰當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)。方案一：平行四邊形舉升機(jī)構(gòu) 圖3-1平行四邊形舉升機(jī)構(gòu)原理圖如上圖所示機(jī)構(gòu),CBEF形成一平行四邊形，桿BC在液壓油缸的帶動(dòng)下繞C軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成車廂的舉升和下降。優(yōu)點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工、安裝和維修；2.能夠保證車廂在舉升和下降過程中保持水平，穩(wěn)定性好；缺點(diǎn)：車廂上移時(shí)，其后移量很大。為了保證車廂舉升到最大高度時(shí)，其最大后移量不超過設(shè)圖3-2L型舉升機(jī)構(gòu)原理圖工作原理：如上圖所示車廂舉升機(jī)構(gòu)，L形桿BDE一端與鉸鏈B相聯(lián)(鉸鏈B通過豎直桿固定在車架上),一端與車廂底部的鉸鏈E相聯(lián)，同時(shí)其上絞接一液壓油缸2,液壓油缸另一端與車廂底部的鉸鏈相聯(lián)。舉升時(shí)液壓油缸1伸長(zhǎng),推動(dòng)L形桿BCD上升；中保持水隨著BCD桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，E點(diǎn)后移，同時(shí)帶動(dòng)車廂后移，當(dāng)E點(diǎn)與B點(diǎn)等高時(shí)，后移量達(dá)優(yōu)點(diǎn)：1.該機(jī)構(gòu)充分利用了車廂前面的空間，使車廂底部的機(jī)構(gòu)變得簡(jiǎn)單；2.該機(jī)構(gòu)克服了方案一中后移量過大的缺點(diǎn)，機(jī)構(gòu)的尺寸也較小。缺點(diǎn)：BCD受到很大的扭矩作用。這就對(duì)L形桿的強(qiáng)度提出2.液壓缸1和液壓缸2需要聯(lián)動(dòng)工作才能保證車廂的水平，使控制機(jī)構(gòu)復(fù)雜。圖3-3剪式舉升機(jī)構(gòu)原理圖桿的A向前移動(dòng)。下面具體分析車廂的后移原理化簡(jiǎn)后得d=(a-b)(cosφ-cos采用此種布置時(shí)，會(huì)使CD的距離較小，影響了車廂工作時(shí)的穩(wěn)定性，特別是在車廂翻為了消除這種影響，可將E取為兩桿的中點(diǎn)，同時(shí)，為了使車廂在上移時(shí)能夠逐漸后移，需要將C點(diǎn)換成滑動(dòng)鉸接，而D點(diǎn)換成固定鉸接。如下圖所示：圖3-5剪式舉升機(jī)構(gòu)初次改進(jìn)圖最好用作圖法將極限為之畫出來。條直線后移量：d=l(cosp-cos多)2.能夠很好的協(xié)調(diào)車廂上移量與后移量之間的關(guān)系，滿足工作要求；缺點(diǎn)：圖3-6剪式舉升機(jī)構(gòu)二次改進(jìn)圖壓缸的推程需要很大，不易實(shí)現(xiàn)。圖3-7多級(jí)剪式機(jī)構(gòu)舉升機(jī)構(gòu)原理圖為桿長(zhǎng)相等的四桿，AD與BC,CF與DE鉸接與中點(diǎn)G,H;A,F為滑動(dòng)鉸接。該方案較好地解決了以上方案液壓缸推程要求很大的缺點(diǎn)，同時(shí)，由于原設(shè)計(jì)中安裝液壓缸處空間變得較小，故將液壓缸布置在機(jī)構(gòu)的中間部位。3.1.2機(jī)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)已知的車廂等重要的尺寸：方案號(hào)車廂尺寸(L×W×H)aWB3900×2000×640設(shè)AD=BC=CF=DE=I,可得：x=21(sinφ-sin)a=l(cosφ-cosφ)l=1803mmg72°φ=38.6∠MHN=∠CHN-∠CHM=(180-2×7.2)-37.9°=127.7°∠MHN=∠CHN-∠CHM=(180-2×38.解得MN=864mm根據(jù)液壓缸的本體長(zhǎng)度、行程及市場(chǎng)常見規(guī)格，取缸體直徑為100mm,活塞桿直徑為50mm。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)車廂翻轉(zhuǎn)的功能的機(jī)構(gòu)，同車廂舉升機(jī)構(gòu)一樣方案一雙油缸位錯(cuò)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)圖3-8雙油缸位錯(cuò)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)這種機(jī)構(gòu)是和舉升機(jī)構(gòu)方案一中的滑動(dòng)直接舉升機(jī)構(gòu)搭配使用的,在直接舉起，實(shí)現(xiàn)空間的有效利用和結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化。如果和舉升機(jī)構(gòu)的方案一結(jié)合考慮方案三、曲柄搖桿翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)圖3-10曲柄搖桿翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)這個(gè)機(jī)構(gòu)是有曲柄搖桿機(jī)構(gòu)聯(lián)想到的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),這個(gè)機(jī)構(gòu)中油缸是提供動(dòng)力的作用，油缸的的行程變小，在油缸勻速推進(jìn)時(shí)，車廂的翻轉(zhuǎn)不勻速，可以方便H圖3-11翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)在機(jī)構(gòu)計(jì)算中可以看出當(dāng)?shù)某叽巛^大的時(shí)候，需要的L1和L2的長(zhǎng)度也要增大考慮到車廂的長(zhǎng)度是3900,為了受力狀態(tài)良好，E點(diǎn)安排在車廂的重心附(L3sin55+H)2=(I+2)2-[L3(1-cos55)÷sinB×(sin55×B+)Y2L3+L1<L根據(jù)計(jì)算可以安排油缸最短尺寸800,AB=300,BC=1000。后廂門打開機(jī)構(gòu)的要當(dāng)車廂翻轉(zhuǎn)卸貨時(shí)，后廂門隨之聯(lián)動(dòng)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。圖2-2中可以看出當(dāng)車廂翻轉(zhuǎn)一定因?yàn)閹T和車廂翻轉(zhuǎn)的角度相同,所以廂門在打開和關(guān)閉的時(shí)候都處于豎直狀態(tài)，因此考慮利用廂門的重力使之自由打開。在要卸貨的時(shí)候打開鎖住廂門的機(jī)構(gòu)，廂門可以隨車廂的翻轉(zhuǎn)自由打開。當(dāng)卸貨完畢的時(shí)候，在使用鎖止機(jī)構(gòu)吧廂門鎖死，實(shí)現(xiàn)廂門可靠的關(guān)閉。該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，容易想到。可以利用車廂底部空間，方便安裝。但是車門的開閉是自由的，不能精確實(shí)現(xiàn)車門打開角度與翻轉(zhuǎn)角度之間的函數(shù)關(guān)系。方案二、控制開合式機(jī)構(gòu)。車廂圖3-13控制開合式廂門打開機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)通過控制桿控制廂門上面的鉸實(shí)現(xiàn)廂門的開合。把控制桿和車廂翻轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)恰當(dāng)?shù)穆?lián)系在一起時(shí)，可以精確的實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)和廂門打開的聯(lián)動(dòng)控制。但是這個(gè)機(jī)構(gòu)的安裝困難，這種結(jié)構(gòu)或者類似結(jié)構(gòu)安裝在車廂側(cè)面比較合適，設(shè)計(jì)題目中沒有給車廂側(cè)面的空間，如果安裝在車廂底部，控制桿會(huì)影響卸貨。廂門開合機(jī)構(gòu)是基于實(shí)用的目的選擇了廂門開合機(jī)構(gòu)中的利用重力自由開合的機(jī)構(gòu)，在這個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)中，具體尺寸要求不高，但是必需要保證廂門的配合緊密，使廂門能夠嚴(yán)密的關(guān)上，當(dāng)廂門的鎖止機(jī)構(gòu)打開的時(shí)候，機(jī)構(gòu)不能影響廂門自由的打開。四CATIA建模和運(yùn)動(dòng)仿真因?yàn)檎麄€(gè)車廂是整體后移和上移和翻轉(zhuǎn),所以只用取車廂上一點(diǎn)分析其速度圖4-2運(yùn)動(dòng)分析速度與加速度圖底盤運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)速度的模為參量，速度相對(duì)平滑，大約穩(wěn)定在1.40m/s,上升舉升過程中的分析改進(jìn)意見，這個(gè)分析過程使用的是勻速運(yùn)動(dòng)的油缸缸起步的時(shí)候，車廂的加速度很大，而且勻速運(yùn)動(dòng)的油缸只存在與理想條件中。5.1機(jī)械設(shè)計(jì)的目的1)培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐技能，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握機(jī)械2)通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，熟悉設(shè)計(jì)過程，學(xué)會(huì)準(zhǔn)確使用資料，設(shè)計(jì)計(jì)算，分析設(shè)計(jì)結(jié)3)在課余時(shí)間，提供一個(gè)較為充分的設(shè)計(jì)空間，使在鞏固所學(xué)知識(shí)的同時(shí)，強(qiáng)1)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備：明確設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)要求，工作條件，針對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求進(jìn)行2)方案設(shè)計(jì)：根據(jù)分析調(diào)研結(jié)果，選擇原動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)裝置，執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及它們3)總體設(shè)計(jì)：對(duì)所擬定的發(fā)難進(jìn)行計(jì)算，分析，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行必4)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(本次沒有用到這一步):針對(duì)某一部件，如部分傳動(dòng)裝置或執(zhí)行機(jī)5)整理文檔：整理設(shè)計(jì)圖樣，編寫設(shè)計(jì)說明書。5.3設(shè)計(jì)中需要注意的幾個(gè)問題2)鞏固機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能，注重設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練：機(jī)械設(shè)計(jì)的容繁多3)汲取傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，勇于創(chuàng)新：機(jī)械設(shè)計(jì)題目主要來自工程實(shí)際中的常見問題承前人的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)發(fā)揮主觀能動(dòng)性，勇于創(chuàng)新，在設(shè)計(jì)實(shí)踐中培養(yǎng)創(chuàng)新能力1)創(chuàng)新原則：設(shè)計(jì)是人們?yōu)檫_(dá)到某種目的所做的創(chuàng)造性工作，以創(chuàng)新是設(shè)計(jì)的2)安全原則：產(chǎn)品安全可靠的工作是對(duì)設(shè)計(jì)的基本要求。設(shè)計(jì)為了保障機(jī)械的3)工藝性原則：構(gòu)件圖樣設(shè)計(jì)完成后，要力求使部件的結(jié)構(gòu)工藝性合理，結(jié)構(gòu)這個(gè)設(shè)計(jì)當(dāng)然還有許多不完善的地方,目前的機(jī)構(gòu)根本不具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。在設(shè)計(jì)之后，通過機(jī)械原理的應(yīng)用。我知道了自己還需要學(xué)習(xí)很多知識(shí)，書有很大的影響。所以想要完成一個(gè)機(jī)器的設(shè)計(jì)過程，掌握設(shè)計(jì)制造機(jī)械的本領(lǐng)，首先我想感學(xué)校開設(shè)機(jī)械綜合設(shè)計(jì)這門課程這極讓我們認(rèn)識(shí)到自身的不足七參考[3]丘宣懷等.機(jī)械設(shè)計(jì).:高等教育，2007年[5]朝儒等.機(jī)械制圖[M].:高等教育，2001年[6]Molian.S.Mechanismdesign[M].CambridgeUniversityPress,1982[7]C.H.Suh,CharlesW.Radcliffe.Kinematicsandmechanismsdesign[M].WileyPress,1978[8]Svoboda,AntoninJames,HubertMaxwell.Computingmechanismsandlinkages[M].McGrow-Hill,1976[9]McCarthy.J.M.Geometricdesignoflinkages[M].PhoenixLiebpress,2008[10]P.Orlov.Fundamentalsofmachinedesign[M].MIRPublishers-Mscow,圖附1利用草圖，凸臺(tái)，凹槽，倒圓角，鏡像等工具根據(jù)尺寸畫車身圖附2利用草圖，凸臺(tái)，鏡像，倒圓角，凹槽等繪制車廂底架圖附3利用草圖，凸臺(tái)，凹槽，矩形陣列等畫車廂圖附4舉升機(jī)構(gòu)桿件BC(DE)圖附5舉升機(jī)構(gòu)桿件AD(CF)圖附6翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)桿件DE圖附7翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)桿件BD圖附8模擬液壓缸缸體圖附9模擬液壓缸活塞桿圖附10連接車身與桿件以及車廂與桿件的滑塊圖附11桿件與液壓缸利用相合約束裝配圖附12總體裝配圖22命令1-100命令.2-140重置0〇立刻按需要關(guān)閉