机械原理课程设计

桂林理工大学。

机构设计技能实习。

设计说明书。

课题名称：自卸车卸货方案设计。

专业班级：机械16-2班。

同组同学：余灿光，唐贤珍，董涛昇。

学号： 3162070821210,3162070821213,3162070821215

指导老师：孙宝福。

2018 年 7月。

目录。第一章：要求和任务 2

1.设计要求和有关数据为： 2

2、设计任务 3

3、设计提示 4

4.注意事项 4

第二章：机构的设计 5

2.1举升机构的设计 5

2.1.1平行四边形举升机构 6

2.1.2两级剪式举升机构 7

2.2翻转机构的设计 7

2.2.1滑块倾斜机构 8

2.2.2液压缸翻转机构 8

2.3后箱门打开机构设计 9

2.3.1重力直接打开 9

2.3.2带死点的四杆机构连接后箱门打开 10

第三章：组合机构总图 11

总结 16附图49 高位自卸汽车卸货。

附图50 卸货状态。

附图51 卸货过程。

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见附表24。

附表24 设计数据。

3）、为方便卸货，要求车厢在举升过程中逐步后移（见附图52）。车厢处于最大升程位置时，其后移量a见表18。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（l×w×h）。

1）、高位自卸汽车应包括起升机构，翻转机构和后厢门打开机构。

2）、提出2至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、结构紧凑等方面的因素，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，翻转机构和后厢门打开机构，进行尺度综合及运动分析，求出各机构输出件位移、速度、加速度，画出机构运动线图。

5）、编写设计计算说明书。

6）、完成高位自卸汽车的模型实验验证。

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。

每位同学接到课程设计题目后最好准备一个专用笔记本，把在课程设计过程中查阅、摘录的资料，初步的计算以及构思的草图都记录在案，这些材料是整理设计说明书的基本素材。

课程设计中所需知识可能超出《机械原理》课程课堂讲述的基本内容，同学应通过自学补充有关知识。

推荐参考资料：《机械原理课程设计手册》邹慧君主编高等教育出版社。

每组上交的设计资料包括：（1）设计说明书（打印）1份；

2）设计方案草图（手写）1份；

3）机械运动方案图样（a3大小）1份，及主要机构的运动简图、机构运动线图、机构受力分析图等（按照标准格式打印）。

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。齿轮机构比较合适连续的回转运动，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适合在此场合。连杆机构比较适合在这里应用。

举升机构的设计必须在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见附表24.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，进行选择恰当的机构：

如上图所示平行四边形举升机构，该机构结构简单，易于加工，安装及维修，能够保证车厢在举升和下降过程中保持水平，稳定性好。但是在上升过程中，车厢的后移量很大，已经超出车身长度，也就是不能实现车厢竖直方向上的举升，这样会加大车身长度，故在实际工程应用中不能实现。

如上图左下所示是两级剪式举升机构，在液压缸的推动下，机构缓缓上升，并且机构在底下燕尾形导轨的作用下，缓缓水平移动，两级剪式机构向中间靠拢，由于杆长不变，使得车厢上升，同时向右运动，这样便实现了在上升过程中同时水平移动的功能。该机构有不仅能保证车厢在举升和下降过程中保持水平，稳定性好，而且燕尾形导轨可以承受倾覆力矩，车厢不易侧翻，卸货方便，结构简单，紧凑，维修安装较为方便。

翻转机构是自卸车的关键部分，其性能要求直接影响车辆的性能。利用工程实践中常用的液压杆推动车厢升降的技术较为成熟，其安装空间应设计在合理的尺寸范围，不应超过车厢长度，且液压缸适用于重载场景，运行稳定。

rs代表车厢，pr杆一端铰接在车厢r点上，另一端与滑块p铰接，当要翻转车厢时，只需要推动液压缸op，带动滑块p向右移动，就能使车厢ps绕s点转动。

该机构结构简单，需要零件较少，易于加工和安装。但是车厢属于重载，对pr杆强度要求较高，而且连杆传动会有惯性力，可能会导致传动不稳定，在重载下，连杆铰接处易磨损，导致机构寿命较短。

液压缸翻转机构，现已用于日常工程实际生产中，液压缸可承受重载，且运行平稳，由于使用场景为重载，所以该机构刚度较高，不易变形，由于其结构简单，安装维修较为方便。

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）车厢倾斜卸货时，后箱门随之联动打开（2）卸货完毕，车厢恢复水平状态，车厢门也随之可靠关闭，（3）后车厢门打开机构的安装不超过车厢侧面，即要求结构紧凑。

该机构利用在车厢倾斜卸货过程中重物的重力作用直接推开后箱门打开，实现卸货，卸货完成后，在车厢门自重下又实现自动关闭，该功能设计简单，但由于其不能自锁，实际运用中的不稳定性，导致其关闭不严，导致货物泄漏，所以不好。

利用四杆机构存在死点的特点，当主动摇杆运动时，从动曲柄与连杆共线会存在死点，导致从动曲柄不会继续运动，然而后箱门与从动曲柄相连接，从动曲柄连着后箱门一起运动，到达死点位置后箱门完全打开，然后主动摇杆反向运动，从动曲柄也反向回来，后箱门关闭，达到完全关闭后箱门时，也达到了另一个死点位置。该机构结构简单，方便控制，后箱门打开后可以保持稳定，即有自锁功能，关门亦是如此。

通过这几天的努力，从选择方案到讨论，再到每个部件设计的讨论，以及对每个部件的运动分析和比较，高位自卸车卸货装置的设计已经基本完成。

在整个设计过程中，主要用到了本学期学习过的机械原理及机械设计方面的知识。在机构设计与选择中，我们曾设想过许多机构，也对这些机构进行了讨论，通过对比他们的优缺点来进行选择，最终选定这一机构，并对此进行运动分析。

通过这次实习，我们大家基本了解了如何对一个机构设计进行初步的设想，设计和讨论到完成，并在此过程中解决了许多问题，提高了我们对机械原理和机械设计进一步的理解。同时，对自卸车卸货装置的设计也让我们应用各个学科的知识，提高了我们对学科的综合能力。

分工：余灿光：机构设计及讨论。

唐贤珍：机构讨论，ppt

董涛昇：机构讨论，计算。

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