【正文】 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 課題研究的目的意義 隨著現(xiàn)代物流業(yè)的迅速發(fā)展，汽車的運(yùn)輸量迅速增長(zhǎng)，貨物的裝卸量和頻率也隨之加大。對(duì)于大噸位的廂式 載貨汽車 而言，由于車廂地板離地較高 ,且貨物質(zhì)量較大，裝卸困難 ,特別是在單人操作時(shí)，貨物裝卸很不方便，工作效率低。基于此， 許多廂式載貨汽車 裝有舉升欄板 [1]。起重 欄 板可大幅度提高運(yùn)輸及裝卸效率 , 減輕操作人勞動(dòng)強(qiáng)度 , 廣泛用于郵政、金融、石化、商業(yè)、制造等行業(yè)。 欄板起重運(yùn)輸汽車是在普通 載貨 汽車 基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的， 由其安裝在汽車尾部而得名。 載貨類 汽車 最初都是完全人力化裝運(yùn) ，近年 來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康的發(fā)展 。中央政府和各地方政府的重點(diǎn)投資城市化進(jìn)程、新農(nóng)村建沒、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。特別是近幾年來(lái)，國(guó)家近年來(lái)持續(xù)擴(kuò)大內(nèi)需，迅速繁榮的商品運(yùn)輸促使 物流量成倍的增長(zhǎng)，再加上各類型公路的建設(shè)速度加快，公路貨運(yùn)發(fā)展得到迅猛 的 增長(zhǎng)，專業(yè)運(yùn)輸單位和個(gè)體運(yùn)輸經(jīng)營(yíng)者如雨后春筍般地多了起來(lái)。很多公司都有了自己的運(yùn)輸車隊(duì)，僅靠手工作業(yè)， 不能充分發(fā)揮車輛的效能以提高企業(yè)效率。同時(shí)由于汽車運(yùn)輸量成倍增長(zhǎng)， 隨著 貨 物的裝卸量和頻率也隨之加大， 大噸位載貨汽車比例逐漸增大 。對(duì)于大噸位的廂式 載貨汽車 而言， 由于車廂地板離地較高，且貨物質(zhì)量較大，裝卸困難。這種分情況下?lián)碛袡C(jī)械化裝卸裝備，特別是在單人操作時(shí)，能夠極大地提高裝卸貨物的工作效率 。可見，實(shí)現(xiàn)貨車裝運(yùn)的機(jī)械化是勢(shì)在必行的， 為此迫切的需 一種可實(shí)現(xiàn)自起重裝卸功能的專用 載貨汽車 。 后 欄板起重運(yùn)輸汽車， 僅利用一套后 欄板起重裝置就可以實(shí)現(xiàn)貨物的機(jī)械化裝運(yùn)，因而被逐漸重視。 后欄板 起重運(yùn)輸汽車國(guó)內(nèi)外研究概況 欄板起重裝置的發(fā)展 , 在國(guó)外大體上可分為四個(gè)時(shí)期。第一代產(chǎn)品產(chǎn)生于 20世紀(jì)30 年代末 , 其特點(diǎn)主要是單缸舉升 , 而欄板翻轉(zhuǎn)靠手動(dòng) , 起升質(zhì)量為 500kg左右 , 欄板(又稱載物平臺(tái) ) 觸地傾角 9176?！?10176。目前 , 這種產(chǎn)品在東南亞、日本仍在使用 , 20世紀(jì)90年代 , 還在美國(guó)得到了新的發(fā)展。第二代產(chǎn)品產(chǎn)生于 20世紀(jì) 50年代初的歐洲市場(chǎng) , 在第一代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上增加了翻轉(zhuǎn)關(guān)門油缸。舉升與翻轉(zhuǎn)分別由二個(gè)獨(dú)立油缸實(shí)現(xiàn)。最黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 常見的是四只油缸的型式 , 也有雙缸的。起升質(zhì)量在 500kg以上 , 載物平臺(tái)觸地傾角 10176。, 翻轉(zhuǎn)動(dòng)作憑操作者經(jīng)驗(yàn)控制。該種產(chǎn)品目前主要用于美洲及東南亞地區(qū)。第三代產(chǎn)品產(chǎn)生于 20世紀(jì) 70年代末的歐洲市場(chǎng) , 是在第二代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上增加第五只油缸。這只油 缸在液壓系統(tǒng)中主要起相對(duì)位置的記憶功能 , 使載物平臺(tái)觸地、離地的翻轉(zhuǎn)動(dòng)作不再由操作者控制而由液壓系統(tǒng)本身控制 , 從而使升降過(guò)程相對(duì)平穩(wěn)與安全。觸地傾角一般為 8176?！?10176。若兼作廂門用 , 因平臺(tái)尺寸增大 , 傾角也可能小于 8176。目前該類產(chǎn)品普遍用于歐美地區(qū)。第四代產(chǎn)品產(chǎn)生于 29世紀(jì) 90年代初 , 其液壓系統(tǒng)及功能原理同第三代產(chǎn)品 , 只增加了記憶油缸的尺寸 , 使記憶動(dòng)作的范圍進(jìn)一步增大。它不同于第三代產(chǎn)品的關(guān)鍵在于其載物平臺(tái)增加特殊結(jié)構(gòu) , 由一體改為兩體活動(dòng)聯(lián)接 , 使平臺(tái)觸地后不僅能自動(dòng)翻轉(zhuǎn) , 而且有一個(gè)下沉的動(dòng)作 , 使觸地傾角達(dá)到 6176。, 甚至在 6176。以下。目前該產(chǎn)品在荷蘭、南斯拉夫和中國(guó)已申請(qǐng)了實(shí)用新型發(fā)明專利。國(guó)內(nèi)已有定型產(chǎn)品投放市場(chǎng)。從操作性能、安全可靠性等使用效果上 , 第四代產(chǎn)品將逐漸取代了第二、三代產(chǎn)品。而第一代產(chǎn)品 ,由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 , 重量輕 , 雖然技術(shù)含量低 , 但具有便于維修等優(yōu)點(diǎn)在發(fā)展中國(guó)家將仍 擁 有 巨大 的市場(chǎng)。 全套圖紙，加 153893706 欄板起重裝置在國(guó)內(nèi)的發(fā)展只是近二十幾年的事情。國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品早期用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力。 1992年實(shí)現(xiàn)以汽車蓄電池作為液壓泵站的驅(qū)動(dòng)力。 1992年以后 , 欄板起重裝置因國(guó)內(nèi)廂式車的發(fā)展而開始發(fā)展起來(lái) , 技術(shù)水平也逐漸向國(guó)際靠近。但就其發(fā)展而言 , 仍處于起步階段。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的擴(kuò)展 , 還需要時(shí)間與機(jī)遇。從時(shí)間上講可能不會(huì)太久 , 從品種上講 , 短時(shí)期內(nèi)將仍是以 多種型式并存 , 但最終可能是單缸產(chǎn)品和五缸產(chǎn)品為主。 現(xiàn)代車輛 的 裝備技術(shù) 必需 與生態(tài)型、現(xiàn)代化國(guó)際大都市發(fā)展相適應(yīng)，具有國(guó)際先進(jìn)、技術(shù)創(chuàng)新的裝備特征 ,必需 從滿足單一的普通作業(yè)需求，向滿足文明作業(yè)、環(huán)境保護(hù)、質(zhì)量監(jiān)管、城市容貌等作業(yè)和管理需求方向發(fā)展 [2]。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 設(shè)計(jì) 的主要 內(nèi)容 與技術(shù)路線 本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是對(duì) 后欄板 起重運(yùn)輸汽車的后欄板起重裝置采用的各種方案進(jìn)行比較分析，并 分別列出各方案的優(yōu)劣點(diǎn)，以便選擇最合適方案。 本次的設(shè)計(jì)目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種 整車總 質(zhì)量 為 12t， 起重質(zhì)量大于 500kg 的后欄板起重運(yùn)輸汽車 的 后欄板 起 重運(yùn)輸汽車，其性能參數(shù)與原載貨車接近。 后欄板 起重運(yùn)輸汽車是裝備有欄板起重裝置的 載貨汽車 ，因此本設(shè)計(jì)的 基本內(nèi)容： （ 1）研究后欄板起重運(yùn)輸汽車的組成、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)； （ 2）進(jìn)行后欄板起重運(yùn)輸汽車的總體結(jié)構(gòu)布置； （ 3） 進(jìn)行二類底盤的選擇； （ 4） 進(jìn)行后 欄板 起重機(jī)構(gòu)、車廂設(shè)計(jì)、輔助裝置設(shè)計(jì)選型； （ 5） 整車性能計(jì)算分析。 擬解決的主要問(wèn)題： （ 1）車輛的總體布置； （ 2）副車架設(shè)計(jì)、副車架和主車架的連接； （ 3）舉升機(jī)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)； （ 3）液壓裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算選型； （ 4）整車性能分析計(jì)算。 技術(shù)路線如圖 所示。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 圖 第 2 章 后欄板 起重汽車方案設(shè)計(jì)與分析 后欄板 起重運(yùn)輸汽車的結(jié)構(gòu) 與分類 欄板起重運(yùn)輸車采用汽車車廂的欄板或附加起重欄板為起重裝置，并利用車身的動(dòng)力源， 驅(qū)動(dòng)欄板進(jìn)行升降以裝卸貨物。 二類底盤選型 總體布置 舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、分析 車廂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 繪制設(shè)計(jì)裝配圖與零件圖 整車性能計(jì)算分析 整車設(shè)計(jì)修正 副車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、分析 升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 取力器的選型 確定設(shè)計(jì)步驟，方案設(shè)計(jì)分 析 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 后欄板 起重運(yùn)輸汽車按欄板起重裝置的動(dòng)力源分可分為發(fā)動(dòng)機(jī)式和蓄電池式。前者通過(guò)取力器，利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)欄板起重裝置工作；后者則依靠車載蓄電池向欄板起重裝置提供動(dòng)力。按起重欄板的功用分可分為 后欄板 起重式 和附加欄板起重式 。前者的起重欄板 是經(jīng)加固的車廂欄板，因此它具有雙重功能。后者的起重欄板僅作為起重裝置用，不起車廂欄板的作用，它用于廂式汽車的后欄板起重裝置，如圖。 圖 后欄板 起重運(yùn)輸汽車 后欄板 起重運(yùn)輸汽車由兩大部分組成，即二類底盤和后欄板起重裝置。其中 后欄板 起重裝置是 后欄板 起重運(yùn)輸汽車的主要結(jié)構(gòu)部分。其主要組成如下： ????????????????????后欄板鎖止機(jī)構(gòu)動(dòng)力系統(tǒng)液壓系統(tǒng)后起重欄板升降機(jī)構(gòu)后欄板起重裝置二類底盤后欄板起重運(yùn)輸汽車 單缸對(duì)中式欄板起重裝置的結(jié)構(gòu)如圖 所示 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 1— 取力器； 2— 齒輪液壓泵； 3— 液壓油箱； 4— 濾清器； 5— 液壓控制箱； 6— 液壓缸； 7— 升降機(jī)構(gòu)； 8— 起 重欄板 圖 一種欄板起重裝置結(jié)構(gòu) 欄板起重運(yùn)輸汽車在進(jìn)行裝卸作業(yè)時(shí)，即欄板起重裝置工作時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)獲得的動(dòng)力帶動(dòng)齒輪液壓泵工作，并向液壓系統(tǒng)提供壓力油，液壓缸在液壓油的作用下，活塞桿推動(dòng)升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，最后起重欄板在升降機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，完成起重 、 舉升、裝卸貨物的功能。 后欄板 起重汽車升降機(jī)構(gòu)的 分類 與 選型 在 后欄板 起重汽車改裝設(shè)計(jì)中對(duì)升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求： ，使起重欄板能完成翻轉(zhuǎn)起閉和著地傾斜等不同形式的運(yùn)動(dòng)。 ，在液壓系統(tǒng)停止工作時(shí)，升降機(jī)構(gòu)不得有明顯的自動(dòng)沉降現(xiàn)象。 最少 500kg 貨物平穩(wěn)地升降到一定高度，且能在任意位置停住。 后欄板 起重裝置的升降機(jī)構(gòu)的基本原理 ： 后欄板 起重裝置的種類很多，但其基本原理卻是相同的 , 即平行四連桿機(jī)構(gòu)的平行移動(dòng)原理 , 如圖 所示。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 平行四連桿機(jī)構(gòu) 圖中 AB 、 BC 、 CD 、 DA 四連桿鉸結(jié) ， CDAB? ， DABC? ， BCAB? ， 固定 AB桿 ， 給 BC 桿一力矩 ， 使其以 B 為圓心轉(zhuǎn)動(dòng) ， 則 CD 桿始終與 AB 桿保持平行狀態(tài)。如果使 AB 桿處于豎直 狀態(tài) ， DC 桿擴(kuò)展為 DCE ， 那么 ， DE 就能始終以水平狀態(tài)升降，其中 DCE 即為所說(shuō)的 后欄板 ，如圖 所示。 圖 轉(zhuǎn)化后的 后欄板 起重裝置機(jī)構(gòu)圖 單缸對(duì)中式升降 機(jī)構(gòu) 單缸對(duì)中式升降機(jī)構(gòu)如圖 所示 ， 簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)如圖 所示。其運(yùn)動(dòng)由三部分組成 , 一是欄板的上下平移運(yùn)動(dòng) ； 二是欄板運(yùn)動(dòng)到著地點(diǎn)的傾斜運(yùn)動(dòng) ； 三是欄板在上止點(diǎn)的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其中欄板的上下平動(dòng)及著地點(diǎn)的傾斜運(yùn)動(dòng)是由油缸 1 活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn) 換而成。對(duì)于翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)則是由彈簧助力靠人完成的。 上下平動(dòng)時(shí) ， D 、 A 兩點(diǎn)固定，鉸接點(diǎn) E 受限位桿 3 的推力板下端調(diào)整螺釘 F 點(diǎn)的限制而固定，整個(gè)機(jī)構(gòu)可視為以 DA 為固定邊的 DABC 平行四邊形機(jī)構(gòu)，完成上下平動(dòng)的要求。傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí)， D 、 A 兩支點(diǎn)固定，但鉸接點(diǎn) E 的約束解除，整個(gè)機(jī)構(gòu)可視為以 DA 為固定邊的 DAEBC 鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)下止點(diǎn)位置的傾斜運(yùn)動(dòng)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 1— 支架； 1 13— 銷軸； 3— 滾子 ； 4— 階梯銷軸； 6— 拐臂軸； 8— 鎖片； 9— 螺釘； 10— 調(diào)整螺釘； 11— 下桿； 14— 連桿；15— 轉(zhuǎn)換限位桿； 16— 上桿； 17— 限位塊； 18— 鉸銷； 19— 鎖緊桿； 20— 限位板； 21— 側(cè)拐臂 圖 單缸對(duì)中式舉升機(jī)構(gòu) 1— 油缸總成； 2— 推力板總成； 3— 限位桿； 4— 下桿； 5— 上桿 ； 6— 限位塊； 7— 欄板 圖 單缸對(duì)中式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 單缸對(duì)中式舉升機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，同時(shí)可以避免雙缸工作時(shí)的不同步問(wèn)題；缺點(diǎn)是舉升重力較小，要求車架下有較大的安裝空間，制造工藝較復(fù)雜。 雙缸對(duì)稱式升降機(jī)構(gòu) 圖 為雙缸對(duì)稱式升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，其特點(diǎn)是采用雙液壓缸分別驅(qū)動(dòng)兩套對(duì)稱布置的平面連桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)欄板的翻轉(zhuǎn)、升降、平移和著地后的傾斜運(yùn)動(dòng)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 1— 固定支座； 7— 銷軸； 1 12— 圓柱銷； 4— 活動(dòng)支座； 6— 浮動(dòng)鉸鏈； 8— 液壓缸； 9— 下桿； 10— 上桿； 13— 欄板支座； 14— 滑座； 15— 撥叉軸； 16— 滑塊； 17— 連接角鐵 圖 雙缸對(duì)稱式升降機(jī)構(gòu) 該機(jī)構(gòu)利用變換平行四桿機(jī)構(gòu)的固定邊，實(shí)現(xiàn)欄板的翻轉(zhuǎn)及升降平移運(yùn)動(dòng)。而欄板著地后的傾斜則是將平行四連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為五桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。 圖 為欄板的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。為了實(shí)現(xiàn)欄板的翻轉(zhuǎn)， D 點(diǎn)固定，使上桿 3 成為固定桿，即在 ACDO 平行四 桿機(jī)構(gòu)中， OD 為固定邊。當(dāng)液壓缸 2 的活塞桿伸長(zhǎng)時(shí)，浮動(dòng)鉸鏈板 4 推動(dòng)活動(dòng)支座 1 繞 O 點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)欄板 6 繞 D 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng) OA 轉(zhuǎn)至豎直位置時(shí)，欄板則轉(zhuǎn)到水平位置，如圖雙點(diǎn)畫線所示。 圖 為欄板的升降運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 此時(shí)， 在 ACDO 平行四桿機(jī)構(gòu)中， OA 為固定邊。D 點(diǎn)的約束，上桿 3 由固定桿變?yōu)榛顒?dòng)桿。當(dāng)液壓活塞桿收縮 ， 該機(jī)構(gòu)在重力的作用下繞 O 、 A 兩點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，欄板 6 為平行四桿機(jī)構(gòu)中 ACDO 的 DC 邊，因而平行下降至地面。反之，若活塞桿伸長(zhǎng)，推動(dòng)浮動(dòng)鉸鏈板 4，同時(shí)帶動(dòng)平行四桿機(jī)構(gòu)中 ACDO繞 O 、 A 兩點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，欄板則平行上升。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 1— 活動(dòng)支座； 2— 液壓缸； 3— 上桿； 4— 浮動(dòng)鉸鏈； 5— 下桿； 6— 欄板 圖 欄板翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 1— 活動(dòng)支座； 2— 液壓缸； 3— 上桿； 4— 浮動(dòng)鉸鏈； 5— 下桿； 6— 欄板 圖 欄板升降運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 圖 為欄板著地后傾的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，欄板著地后，由于地面的約束， C 點(diǎn)只能沿地面平移。同時(shí)地面對(duì) C 的支反力形成一個(gè)繞 B 點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩作用在下桿 5 上。