课程设计高位自卸车.docx
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课程设计高位自卸车
高位自卸汽车的设计
学生姓名:
学号:
所属学院:
机械学院
专业:
机械设计制造及其自动化
班级:
机械设计制造及其自动化一班
指导老师:
日期:
一、设计题目简介
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)。
二、设计数据与要求
1.具有一般自卸汽车的功能。
2.在比较水平的状态下,能将满载货物的车厢平稳地举升到一定的高度,最大升程Smax见表。
3.为方便卸货,要求车厢在举升过程中逐步后移。
车厢处于最大升程位置时,其后移量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.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。
方案号
车厢尺寸(LxWxH)
Smax
a
/mm
W
/kg
L
/mm
H
/mm
A
4000x2000x640
1000
600
8000
250
650
尺寸单位:
mm
三、设计任务
1)车厢举升机构设计;
2)车厢翻转机构设计;
3)后厢门打开机构及联动机构设计;
4)编写设计计算说明书,设计说明书中除了说明设计过程,还要求绘制下列几个部分结构图
(1)车厢举升机构最低位置;
(2)车厢举升机构最高位置;(3)翻转与开门机构30º位置;(4)翻转与开门机构55º位置。
5)在三号图纸上完成机械运动简图。
四、机构提示
高位自卸汽车中的起升机构、翻转机构和后厢门打开机构都具有行程较大,做往复运动及承受较大载荷的共同特点。
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。
所以齿轮机构与凸轮机构都不太合适用在此场合。
连杆机构比较适合在这里的应用。
下面用连杆机构分别设计高位自卸车的起升机构、翻转机构和后想打开机构。
4.1、举升机构的设计
举升机构的的设计在首先必须满足比较水平的状态下,能将满载货物的车厢平稳地举升到一定的高度,最大升程Smax,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,其后移量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,并且在举升过程中可在任意高度停留卸货。
利用连杆机构实现车厢的举升,其安装空间不能超过车厢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。
下面列举出几种方案以及它们的特点,进行比较选择恰当的机构:
平行四边形举升机构
如上图所示平行四边形举升机构,ABCD形成一平行四边形,杆AD在液压油缸的带动下绕A轴转动,从而完成车厢的举升和下降。
该机构结构简单,易于加工、安装和维修。
能够保证车厢在举升和下降过程中保持水平,稳定性好。
液压油缸较小的推程能够完成车厢较大的上移量。
4.2、翻转机构的设计
翻转机构是自卸汽车的关键部分,其性能直接影响车辆的性能。
利用连杆机构实现车厢的翻转,其安装空间不能超过车厢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。
单缸前置直推式翻转机构
直推式倾斜机构的液压缸直接作用在车厢上,不需要通过杆系作用,机构布置简单,结构紧凑,举升效率高,在相同的举升载荷下,前置式需要的举升力较小,举升时车厢横向刚度大。
4.3、后箱门打开机构的设计
后箱门打开机构是高位卸货的重要环节,后箱门打开机构的设计要满足以下几个基本要求:
(1)厢倾斜卸货时,后厢门随之联动打开;
(2)卸货完毕,车厢恢复水平状态,后厢门也随之可靠关闭,因此后厢门的输入机构和倾斜机构相同,即由同一个液压缸带动;(3)后厢门打开机构的安装面不超过车厢侧面,即要求结构紧凑。
重力直接打开机构
该机构采用重力开门,当货箱翻转时,后门始终垂直水平线。
1.该方案的结构比较简单、紧凑;
2.能够确保车厢门的打开和关闭的时候的准确置;
3.尺寸易于计算,加工装配简单。
4.4、组合机构的设计
经过前面的各个机构优缺点比较,最终确定的第方案的三个部分分别选择:
平行四边形举升机构、单杠前置翻转机构、重力直接打开机构来进行设计分析
五、机构的计算
5.1、举升机构的计算
根据设计要求,举升机构需要满足:
方案号
车厢尺寸(LxWxH)
Smax
a
/mm
W
/kg
L
/mm
H
/mm
F
4000x2000x640
1000
600
8000
250
650
(1)计算杆长及其在机构中的位置
根据杆的长度,设AD=BC=CF=DE=,初始位置∠CBA=,到达最大升程时∠CBA=,由几何关系可得
另外,需满足整个举升机构不超过车厢底部安装空间,此时还需考虑夹层厚度d,得
取d=350
则
由上式联立可以求解,
即
l=1660.7
(2)计算液压杆的位置及其相关尺寸
取AF=1500,AB=2000,
a=a1=51.54时
由余弦定理:
CF=1669.7
同理:
a=a0=10.43时
CF=669.7
所以液压杆推程S=1000
设油缸的推力为F,推程为S,车厢重力为G,上升高度为H,则FS=GH
F=80000N
5.2、单缸前置翻转机构的计算
取AB的竖直高度h=300,水平距离l=3000,BC=2000.
由勾股定理得:
AB=3015
当∠B=55°,∠ABC=60.7时
由余弦定理得:
°
AC=2680
车箱水平时,∠ABC=5.7°同理可得:
AC=1045
液压杆推程s=2680-1045=1635
由GH=FS
F=
5.3、重力开启后厢门打开机构设计
翻转原理:
在车厢翻转后,后厢门在重力的作用下自动打开,开始卸货,卸货完成后,货车恢复水平位置,后厢门随之自动关闭,易于实现。
5.4、组合机构总图如下:
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