机械原理课程设计 目 录一、设计背景1二、设计要求21 题目简介22 设计要求和有关数据:23 设计任务3三、举升结构设计方案5四、翻转机构7五、后车厢门的设计8六、整个系统机构简图8七、仿真10八、设计心得体会14九、参考文献：16一、设计背景在日常生活中，货车是一种必不可少的运载工具。因其机动灵活，载重量较大，且运输成本较低而广受欢迎。然而生活中的大部分货车并不具有自卸功能，使得人们在从车上卸货时不得不依靠人力作业，从而导致生产效率低下、生产成本升高，所以自卸车便孕育而生。但在某些特殊的地方，自卸车因其车厢高度不够，无法进行自卸操作，需要使车厢水平上升一定距离在进行卸货，这就促使了本设计的思路产生。本设计主要研究自卸车车厢的水平位移与垂直移动和车厢的倾卸原理，利用机构简图进行设计，并用进行仿真，进一步得到各基本位置的运动数据，以便进行相应研究和应用。14二、设计要求图1自卸汽车1 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（图1），它能将车厢举升到一定高度后再倾斜车厢卸货（图2, 图3）。图2 高位自卸汽车卸货2 设计要求和有关数据: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1。3.为方便卸货，要求车厢在举升过程中逐步后移（图23）。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。图3 自卸车厢倾斜角度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。表1 设计数据车厢尺寸（LWH）mmSmaxmmammWkgLtmmHdmm37001800620100028040002504503 设计任务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。5. 用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。5、图纸上绘出最终方案的机构运动简图（可以是计算机图）并编写说明书。三、举升结构设计方案（一） 考虑到车厢在上升过程中需要产生水平位移，综合考虑后，决定使用剪式结构。使车厢在垂直上升1000mm后，能够产生水平280mm的位移。具体方案如下：图一图中上部为车厢，下部为底座。A为液压装置，D为滑块，F为一活动铰且为两杆中点，可以自由转动，BE、CD杆为等长杆，E为固定铰共同组成剪式机构。此种机构，能够使A输入一水平运动，使C、D滑块相向水平移动，C、D位移相等，且车厢上升，并平移C、D相同位移。所以，我们需要对剪式机构进行计算，以求得合适杆长。（二）剪式机构的计算图二剪式机构的计算图可简化为上图 B1D1E为图一中BDE所组成，为初始状态。 B2D2E为图一中BDE经上升平移后所得运动后状态。由图示可知四、翻转机构由在参考大量文献之后，考虑到设计的实际要求，采用了如下结构，达到设计要求。图三采用在与剪式机构的叉杆平行位置装上一个液压系统，在举升阶段液压杆与叉杆运动相同，当上升到一定位置后，液压系统启动，液压杆伸长，使车厢绕最右边的铰链点转动，从而达到倾卸目的。图四五、后车厢门的设计后车厢门设计考虑简单即可，所以采用插销固定。在车辆装载时插销锁紧，后门关闭。卸载前先手动去掉插销，再进行自动卸货。六、整个系统机构简图各点初始位置及状态图五 液压缸Y启动，以速度v1匀速向右平移车厢BFC向上平移，并向右平移。图六 液压缸y启动，AF以v2伸长，促使BC杆绕C点运动。图中FC=AD,且与图六状态的距离一样图七对于AFC系统，由于AF为液压杆，所以可以视为油缸驱动的四杆机构，AF为可变杆长的主动杆，则由图八LCF =500mm 以 C为坐标原点时，并已知LAF（即液压杆y伸长量），F坐标利用公式可求，并可求液压杆AF的角运动七、仿真利用ProE进行仿真，画出三位造型图，并利用软件将Y,y,D,C,B点的位置，速度和加速度曲线展示出来。1、下图为Proe的效果图2、 利用软件输出液压杆F启动时，F杆的位移图像3、 利用软件输出液压杆F启动时，F杆的速度图像4、 利用软件输出液压杆F启动时，C点的位移图像5、 利用软件输出液压杆F启动时，C点的速度图像6、 利用软件输出液压杆F启动时，C点的加速度图像八、设计心得体会 设计的过程中必须严肃认真，刻苦专研，一丝不苟，精益求精，才能在设计思想，方法和技能各方面获得较好的锻炼与提高。九、参考文献：1冯 鉴，何 俊，雷智翔 机械原理西南交通大学出版社，2008.2江晓仑理论力学中国铁道出版社，2004 .3孙江宏，黄小龙，高 宏.ProEngineer 机构分析与运动仿真, 中国铁道出版社，2004 .