载重汽车的起重后板设计

1、1、 高位自卸汽车载重汽车的起重后板 自动钻床送进机构后装压缩倾卸式垃圾汽车的结构设计 2、 高位自卸汽车载重汽车的起重后板 自动钻床送进机构后装压缩倾卸式垃圾汽车的运动分析 3、 高位自卸汽车载重汽车的起重后板 自动钻床送进机构后装压缩倾卸式垃圾汽车的动力分析 4、 高位自卸汽车载重汽车的起重后板 自动钻床送进机构后装压缩倾卸式垃圾汽车的三维模型的建立 5、 高位自卸汽车载重汽车的起重后板 自动钻床送进机构后装压缩倾卸式垃圾汽车的动态仿真过程 一、高位自卸汽车 一、 问题的提出 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

2、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、 设计要求和有关数据 设计要求 1 具有一般自卸汽车的功能。 2 能将满载货物的车厢在比较水平的状态下平稳地举升到一定高度最大升程Smax见表2-1。 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2-1。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后厢门和车厢的相对位置见图2-3。 6 举升和倾斜机构的安装空间不超过

3、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。 表2-1 预定的设计参数 尺寸单位为毫米 序号 车厢尺寸LWH Smax a Wkg Lt Hd 1 40002000640 1800 380 5000 300 500 2 39002000640 1850 350 4800 300 500 3 39001800630 1900 320 4500 280 470 4 38001800630 1950 300 4200 280 470 5 37001800620 2000 280 4000 250 450 6 36001800610

4、 2050 250 3900 250 450 三、 任务分配进度安排 1 题目及分组 三个子题目如下 a. 车厢举升机构设计 b. 车厢倾斜机构设计 c. 后厢门开启、关闭联动机构设计 由c题目担任本设计组组长。协调该组的设计工作并绘制高位自卸汽车总体方案图纸一张三个位置绘成不同颜色同一机架在一张图上。 论证给出较优方案论证主要考虑以下几方面 满足运动要求方面 动力性能方面 制造、维护方面 结构紧凑方面 设计难易方面 d. 尺度综合与运动和力分析以及校核 建议用八周时间完成。 小组成员分别负责自己所承担部分的写作由小组长负责整个说明书的统编。 四、 建议说明书目录如下供参考 第一章 高位自卸汽

5、车 1-1 问题的提出 1-2 设计要求及有关数据 第章 TOPICI I 234 I-1 方案确定 I-2 机构设计 I-3 CAD含程序框图、变量表程序及其运算结果 I-4 评价及改进设想含机构位置、传动角、油缸行程及输出力等的评价 附录 1. 高位自卸汽车的机构运动简图 2. 各主动力输出曲线 3. 参考书目 注I 2TOPIC2为举升机构 I 3TOPIC3为倾斜机构 I 4TOPIC4为后厢门启闭机构 五、 参考方案 以下方案均不一定是最佳方案甚至不一定实用列出供同学们扩展思路从中择优。更好的方案有待同学们去思考。 1 举升机构 图 41 2 倾斜机构 3 后厢门启闭机构 六、 提示

6、 以下是一个任意选定的方案及设计步骤供同学们参考。 1 举升机构 a. 数学模型 sincos1MOAMS 1cossinMOAM S 升高量 a 后移量 0.20.3M限制倾斜后Smax、a有所减小 AM1.21.5M限制整车高度 选择AM、MO以满足升高和后移量。 b. 确定油缸C、D点位置 要求 lCD 500mm PCDmax 3W 尽量减少PCD的波动。 c. 确定油缸E、F点位置 要求 lEF 600mm PEFmax 1.5 W 尽量减少PEF的波动。 d. 检验传动角 min 40 2 倾斜机构 a. 数学模型 0HIHIHIHIT1111T2222 其中 OHROH1552

7、GIRGI1GI2 可选定GGxGyH1xI1yGI 解出 I1x 该部分的解法可参考第七部分。 b. 确定油缸J点的位置 要求 lJG 500mm PJGmax 3W PJG的波动尽可能小。 可用虚位移原理求PJG 01JPSWGJHOg 求J1SHO1JHOS 方法 c. 验算传动角 J点 3 后厢门启闭机构 a. 数学模型 0aaaaaaaaT00T0j0j11 其中 111jjaD1a i 2 3 其解法参见第七部分。 b. 综合U1、S点 U1a1 Sa0 选定参考点P1 P1xP1y、P2 P2xP2y、P3 P3xP3y、12、13。 选择S SxSy、U1 U1xU1y中的两个

8、参数再解出另外两个。 c. 综合T1、Z点 T1 a1 Za0 方法同上。 d. 演算传动角条件及到位情况 可用图解法完成。 4 联动机构 可参考第七部分。 a. 数学模型 0WXWXWXWXT1111Tjjjj 其中 HWRHW1jj ZXRZX1jj j由设计倾斜机构的同学提供。 b. 综合X1、W1 选择X1 X1xX1y、W1 W1xW1y中的两个坐标解出另外两个坐标。 c. 检验到位情况及传动角条件 七、 关于刚体的转杆导引和全铰四杆机构的函数综合问题 1. 转杆引导的实现三位置刚体的综合问题 参考图5-4。 回转矩阵 D1j1001111111111yjxjyjjyjxjxjjPS

9、PPCSPCPPSC 设计方程 3211jCBaAajjyjx 其中 yjxjjjjjadadddddA021011232113111 xjyjjjjjadadddddB012022232213121 5.0223213023013jjyxjjddadadC j 23 说明1j逆时针为正顺时针为负 d i k j1列j位置的DRj DRj中的k列 DRj中的i行 2. 全铰四杆机构函数综合问题 旋转矩阵 10011111111111jjjjjjjjjjRjSCSCSCD j 2 3 设计方程 3211jCBaAajjyjx 其中 yjxjjjjjjbdbdddddA12111123211311

10、1 xjyjjjjjjbdbdddddB112122232213121 5.0223213123113jjyjxjjddbdbdC j 23 说明 a. 1j、1j逆时针为正顺时针为负 b. d1kj意义同前 c. 100ba实际机构的尺寸按比例缩放 d. b1b1xb1y需根据情况设定 e. 若解三位置问题设计方程为二元一次方程组若解二位置问题需再给出a1a1xa1y中的一个坐标通过设计方程解出另一个即可。 二、载重汽车的起重后板 一、问题的提出 在汽车的装卸作业中常常需要将货物由地面装到车厢上或将车厢上的货物卸到地面上。对有叉车的作业场合这是不成问题的但如果没有叉车则装卸比较费力费时。如能

11、利用载重汽车的车厢后板设计出一个起重平台则可以较好地解决这个问题。 二、设计要求和有关数据 汽车车厢的参数如图所示有如下设计要求 1. 后板起升过程中保持水平平动。 2. 后板在完成起升任务后可与车厢自动合拢。 3. 起升、合拢所用动力部件采用伸缩油缸油缸应安装在车厢下面且在后板与车厢合拢后两只油缸的活塞杆应缩进油缸体内以防止在行车过程中飞石等碰伤活塞杆。 4. 最大起重量分别为0.3T、0.4T、0.5T。 5. 起升机构、合拢机构的最小传动角min40。 三、设计任务及进度安排 1. 机构选型设计 选择一种能够使后板水平平动且构件少、体积紧凑的机构。选型往往与分析计算交叉反复进行。例如选择

12、了一种机构经计算分析后发现该机构效果不好就要否定这个机构选择新的机构直到满足设计要求。 2. 尺度综合及运动、动力分析、传动质量指标检验 尺度综合即是要对所选机构的基本尺寸进行设计计算。在动力分析中要求求出在起升过程中起升油缸的输出力即起升机构的平衡力及各运动副反力、要求绘出各力的变化曲线。由于起升机构运动速度较低各构件重量相对于起升重量较小所以在力分析过程中可省略各构件重力及惯性力。机构尺度综合后应检验min40。 3. 撰写设计计算说明书 撰写格式如下 一 问题的提出、设计要求和有关数据 二 机构选型设计 三 尺度综合及运动、动力分析、传动质量指标检验 四 自我评价及展望 五 附录计算程序

13、、图纸和参考书目 四、设计方法提示 机构选型设计是比较困难的工作为了开阔同学们的思路下面将介绍机构选型设计的一些方法和本课程设计题目的一些方案提示。 根据具体的设计要求选择一种可行的机构。一般常用如下方法 1. 借鉴参考法 借鉴国内外同类设计的机构选型设计在此基础上进行修改和改进使其满足具体设计要求。这种参考资料可以从专利说明书、科技图书、期刊、产品样板中获得在机构选型设计中这是最常用的方法。在使用中注意不要照抄照搬应结合具体情况有所改进和创新。 2. 功能分解选择法 将具体设计要求分解为一系列的功能。在现有机构中寻找可以满足各个功能的机构然后将这些机构有机地综合起来实现所有的功能、满足全部设

14、计要求。目前国内已出版了许多机构应用图集这些图集按机构功能分类编写有较高的参考价值。采用这种方法往往可以得到创新性的设计。在可参考方案较少或无参考方案的情况下主要采用这种方法进行机构选型设计。 五、参考方案 采用功能分解选择法将起升和收拢分解为平动与摆动两个功能然后在现有各种机构中选择能实现平动和摆动的机构。考虑到动力组件为伸缩式油缸那幺主动构件可以是如图3、图4所示的导杆和摆杆。 以图3、图4所示的导杆和摆杆作主动件选择机构转换成平动和摆动。下列几种机构可以实现平动 1. 导杆机构 2. 平行四边形机构 3. 曲柄滑块机构 4. 凸轮机构 5. 齿轮齿条机构 6. 组合机构等 考虑到车厢的具

15、体结构和使用要求机构的机架只能固定在汽车车厢下面的底盘上此外还应考虑起升机构上升到上限位置时应与地面有一定距离以利于行车根据这些限制在上述机构中选择一种可满足要求的机构。 摆动机构也可以仿照平动机构列出许多根据具体要求进行筛选即可。 六、本课程设计题目的参考书目 机械工程手册第十八篇机构选型与运动设计机械工业出版社1978。 机构与机械控制装置N.P.契罗尼斯着郭景嘉等译中国农业出版社1984。 三、后装压缩倾卸式垃圾汽车 一、 课题背景介绍 1-1. 结构组成及总体布置 后装压缩式垃圾汽车主要用于收集、转运袋装生活垃圾。它与其它形式的垃圾运输汽车的区别是能压缩、破碎垃圾增大装载量。 后装压缩

16、式垃圾汽车的专用工作装置主要由车厢和装载厢两部分组成。后装压缩倾卸式垃圾汽车的运输状态如图1所示。车厢2置联于底盘车架上。装载厢3位于车厢后端其上角与车厢铰接并可由举升油缸驱动其绕铰接轴转动。垃圾从装载厢后部入口处装入再经装载厢内的压缩机构进行压缩处理然后将垃圾向前挤压入车厢内压实。 卸出垃圾时如图2所示首先装载厢被举升油缸1驱动摆转掀起使车厢后端呈敞开状然后车厢被举升油缸2驱动绕其下后部铰接轴摆转前端升起向后倾斜将垃圾卸出车厢。 在进行汽车总体布置时装载厢的垃圾入口下缘离地距离应小于900mm。 1-2. 主要工作部件的结构与参数确定 1-2-1 车厢 后装压缩式垃圾汽车的车厢的纵截面一般为

17、直角梯形如图3所示。参考国内外同类车型即可确定额定装载质量me5000kg。根据压缩后的垃圾密度400600kg/m3车厢容积V按下式确定 emV m3 车厢容积也可按图3确定 HWLLV2121 m3 式中 1L 厢内顶纵向长度 m 2L 厢内底纵向长度 m H 厢内高度m W 厢内宽度 W2m 1-2-2 车厢倾斜机构 为了使车厢可以前端升高向后卸出垃圾须将车厢后端与底盘铰链连接并在车厢下面设置液压举升机构。为了避免车厢重心过高影响其稳定性应该尽量减少举升机构所占用的高度空间。运输时车厢在底盘上平放举升油缸尾端不得低于车轮轮轴。 1-2-3 装载厢与压缩填装机构 装载厢总成是由装载厢体和安

18、装在其内的压缩填装机构组成。其作用是将垃圾填装在装载厢内进行压碎压实处理并将垃圾向车厢内挤压。 装载厢内的复合连杆式压缩机构的工作过程如图4所示。状态a表示铲斗DE上一次工作循环结束和新一轮工作循环开始垃圾已倒入装载厢下腔的装填斗中状态b 表示铲斗DE摆动上收状态c 表示铲斗DE向下压缩垃圾状态d 表示铲斗DE改变施力方向将垃圾进一步压碎、压实并开始向车厢方向推送状态e 表示铲斗DE将垃圾向车厢内压入并复位。 二设计要求和有关数据 1. 初步设计本车的外形轮廓。标注车厢和装载厢的主要几何参数。 2. 设计车厢倾斜机构 1采用油缸驱动油缸级数不多于三级确定其工作长度范围Lmin和Lmax。一级Lmax1.7Lmin二级Lmax2.3Lmin三级Lmax2.8Lmin 2 确定车厢与底盘铰接的铰链的位置。设计车厢倾斜机构使车厢至少可以向后摆转倾斜40。举升油缸工作过程中传动角2min30。 3 车厢在水平运输位置时车厢下面的倾斜机构占用的高度尽可能小举升油缸2的尾端不得低于车轮轮轴。 2. 设计装载厢及其内