【正文】 0kg，=。這是因?yàn)槠鸪鮽鲃?dòng)角較小的緣故，需要很大的力才能推動(dòng)。圖520 桿件EG 在x方向上的受力圖521 桿件EG 在y方向上的受力為了便于觀察整個(gè)桿件EG在受力情況的變化，我們又將GEC點(diǎn)在x方向和y方向上的分力組合到一張圖上，如圖5521所示。在Adams中對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力分析時(shí)，為使分析結(jié)果更加準(zhǔn)確，更加貼近實(shí)際情況，我們給車廂添加一個(gè)隨時(shí)間變化逐漸減小的力，當(dāng)達(dá)到最大傾角時(shí)力減小為5000Kn，代表貨物逐漸較少。圖524 H點(diǎn)x方向、y方向受到的力及合力大小動(dòng)態(tài)圖由圖524可以看出，力的變化曲線光滑，沒(méi)有突變，保證了車廂的平穩(wěn)翻轉(zhuǎn)，有利于延長(zhǎng)油缸和其他構(gòu)件的使用壽命。圖525 F點(diǎn)x方向、y方向受到的力及合力大小動(dòng)態(tài)圖固定鉸鏈點(diǎn)F給它的支座反力變化曲線如圖525，從圖中可以看出，固定鉸鏈點(diǎn)F處在x方向上的分力基本上是逐漸減小的，y方向上的分力卻基本保持不變。油缸運(yùn)動(dòng)同樣的距離，雙剪式舉升機(jī)構(gòu)上升的高度是剪式舉升機(jī)構(gòu)的兩倍，大大縮短了車廂舉升時(shí)間。在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇中，我設(shè)想了很多的機(jī)構(gòu)，通過(guò)對(duì)比他們的主要優(yōu)缺點(diǎn)我采用了最佳的機(jī)構(gòu)進(jìn)行桿長(zhǎng)的計(jì)算和設(shè)計(jì)。3）在課余時(shí)間，提供一個(gè)較為充分的設(shè)計(jì)空間，使在鞏固所學(xué)知識(shí)的同時(shí)，強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)，在設(shè)計(jì)實(shí)踐中深刻領(lǐng)會(huì)機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)涵。3）汲取傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，勇于創(chuàng)新：機(jī)械設(shè)計(jì)題目主要來(lái)自工程實(shí)際中的常見(jiàn)問(wèn)題，設(shè)計(jì)中有很多前人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。設(shè)計(jì)為了保障機(jī)械的安全可靠運(yùn)行，必須在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，材料性能，零部件強(qiáng)度，運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性等多方面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。首先是在機(jī)構(gòu)上面，在這個(gè)采用的機(jī)構(gòu)中還可以進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要是改動(dòng)油缸和轉(zhuǎn)動(dòng)桿的鉸接位置，通過(guò)改變油缸和鉸接點(diǎn)的位置，可以避免初始傳動(dòng)角過(guò)小的問(wèn)題。在這個(gè)過(guò)程中，我們學(xué)到了處理工程實(shí)際問(wèn)題的能力，并很好的提高了自己的團(tuán)隊(duì)精神和合作精神。因?yàn)檫@次機(jī)械綜合設(shè)計(jì)，謝進(jìn)老師一直是從選題到具體的項(xiàng)目設(shè)計(jì)都是認(rèn)真的悉心指導(dǎo)還定時(shí)的給我們檢查進(jìn)度。[5] 劉朝儒等. 機(jī)械制圖[M]. 北京: 高等教育出版社, 2001年[6] 李軍, 邢俊文, 覃文潔等. ADAMS實(shí)例教程. 北京: 北京理工大學(xué)出版社, 2002年7月附錄附件一：部分零件圖和裝配體展示方案一：圖1 剪式舉升機(jī)構(gòu)圖2 傾斜機(jī)構(gòu)圖3 裝配體1圖4 裝配體2方案二：圖5 雙剪式舉升機(jī)構(gòu)圖6 中間連接機(jī)構(gòu)圖7 裝配體3附錄二：Adams運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析界面圖8 運(yùn)動(dòng)分析窗口圖9 動(dòng)力分析界面附錄三：組合機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖（見(jiàn)A3圖紙）72。7通過(guò)經(jīng)歷從產(chǎn)品構(gòu)思到機(jī)構(gòu)仿真的全過(guò)程，使我們了解和掌握工程問(wèn)題的定義（功能和性能）的過(guò)程和方法；提高了將工程設(shè)計(jì)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)、力學(xué)分析模型的能力.第10章 致 謝通過(guò)這次機(jī)械綜合設(shè)計(jì)我學(xué)習(xí)到了很多，我們得到了許多的鍛煉和提高，所以在這里我首先要感謝我的大學(xué)—西南交通大學(xué)，是它給了我們這個(gè)鍛煉的機(jī)會(huì)，是它給了我們從課堂到實(shí)際的機(jī)會(huì)，是它是我們不僅學(xué)習(xí)了知識(shí)還讓我們積累了更多的經(jīng)驗(yàn)，體驗(yàn)了設(shè)計(jì)的樂(lè)趣，而且還讓我們知道了其實(shí)我們喜歡設(shè)計(jì)，我們是自豪的“機(jī)械人”，它讓我們?cè)谖覀兊拇髮W(xué)之路上嘗到了設(shè)計(jì)的甜果。通過(guò)將近一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)和討論，我們收獲了很多，從“高位自卸汽車”項(xiàng)目方案的提出，到它的各零部件的設(shè)計(jì)、校核和運(yùn)動(dòng)分析，動(dòng)力分析等每一個(gè)過(guò)程都凝聚了我們小組成員的心血和汗水，最后我們也圓滿的達(dá)到了我們預(yù)期的結(jié)果，高位自卸汽車設(shè)計(jì)完成。這個(gè)設(shè)計(jì)很不完善，目前的機(jī)構(gòu)根本不具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)的綜合性越來(lái)越突出，子啊增加了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性的同時(shí)，也給創(chuàng)新提供了更好的機(jī)會(huì)。：1）循序漸進(jìn)，逐步完善：在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該注意理論與實(shí)踐的結(jié)合，要意識(shí)到，設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要從機(jī)械系統(tǒng)整體需要考慮，必須經(jīng)過(guò)反復(fù)推敲和認(rèn)真思考才能得到一個(gè)好的設(shè)計(jì)方案。：1）培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐技能，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法和規(guī)律，提高機(jī)械設(shè)計(jì)的能力?？傊?，兩種方案各有所長(zhǎng)， 要取長(zhǎng)補(bǔ)短，對(duì)方案進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)。不難發(fā)現(xiàn)這兩種方案在舉升過(guò)程中，起初由于傳動(dòng)角較小，油缸需要很大的力才能推動(dòng)剪式舉升機(jī)構(gòu)和雙剪式舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，這對(duì)油缸的要求很高，同時(shí)對(duì)油缸的破壞也很大。另外，一開(kāi)始傳動(dòng)角較小，油缸需要很大的力才能推動(dòng)車廂翻轉(zhuǎn)，由此對(duì)鉸鏈點(diǎn)的力的變化也產(chǎn)生一定影響。后來(lái)隨著貨物的逐漸較少，加上傳動(dòng)角的增大，所需要的力也逐漸減少。由此也可以看出這種舉升機(jī)構(gòu)存在的弊端，有助于以后機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，從而為方案改進(jìn)提供參考和依據(jù)。豎直方向E點(diǎn)受力逐漸減小，車廂上升的加速度也隨之減小?？梢?jiàn)，測(cè)試結(jié)果與理論分析相符合。由AB、EG的對(duì)稱分布可知，桿件受力情況相同，現(xiàn)只取活A(yù)B進(jìn)行受力分析，其受力圖如圖515所示：圖515 桿件EG受力簡(jiǎn)圖如圖515所示，在舉升過(guò)程中，車廂并不是勻速運(yùn)動(dòng)的的，所以根據(jù)牛頓第二定律，合外力等于質(zhì)量與加速度的乘積，可得桿件EG的受力方程：……………………（）（2）傾斜機(jī)構(gòu)：在傾斜過(guò)程中，由圖514可知，桿件DF所受外力只有重力W、油缸給它的推力、兩個(gè)鉸鏈D的支座反力和運(yùn)功副F給它的運(yùn)動(dòng)副反力。另外一開(kāi)始傳動(dòng)角較小，油缸需要很大的力才能推動(dòng)車廂翻轉(zhuǎn)，由此對(duì)鉸鏈點(diǎn)的力的變化也產(chǎn)生一定影響。起初車廂中貨物較多車廂翻轉(zhuǎn)也就需要較大的力。圖511 H點(diǎn)x方向、y方向受到的力及合力大小動(dòng)態(tài)圖由圖511可以看出，力的變化曲線光滑，沒(méi)有突變，保證了車廂的平穩(wěn)翻轉(zhuǎn)，有利于延長(zhǎng)油缸和其他構(gòu)件的使用壽命。（2）傾斜機(jī)構(gòu)：讓車廂停在一定高度，此時(shí)傾斜液壓缸運(yùn)動(dòng)，車廂翻轉(zhuǎn)，后廂門打開(kāi)，開(kāi)始卸貨。對(duì)比運(yùn)動(dòng)分析圖，可見(jiàn)此處力的變化與前面加速度曲線的變化是一致的。圖5 5 C點(diǎn)x方向、y方向受到的力及合力大小動(dòng)態(tài)圖由圖55可知，C點(diǎn) x方向受力起初較大，后來(lái)逐漸減小。對(duì)桿件DF進(jìn)行受力分析，能夠得到油缸的受力情況，根據(jù)其受力情況，可以確定油缸規(guī)格的選擇。其結(jié)果與油缸勻速運(yùn)動(dòng)輸出的結(jié)果相比，有了較大的改善。由角速度曲線可知，速度變化平穩(wěn)，先減速在加速，在接近5s的時(shí)候，角速度接近于0，最大角速度為，沒(méi)有速度突變。速度變化相對(duì)平穩(wěn)，有利于實(shí)現(xiàn)在任意位置停止，滿足設(shè)計(jì)要求。雙剪式舉升機(jī)構(gòu)舉起中間架和車廂。由此可見(jiàn)，采用改變輸入運(yùn)動(dòng)的方式，可以有效的提高機(jī)構(gòu)的使用效果，可以使機(jī)構(gòu)具有更好的使用效果和更長(zhǎng)的使用壽命。當(dāng)達(dá)到最大傾角時(shí)，角速度接近零。舉升過(guò)程中的分析改進(jìn)意見(jiàn)，這個(gè)分析過(guò)程使用的油缸的初速是均勻增大到一定速度再勻速運(yùn)動(dòng)的，如果直接使用勻速運(yùn)動(dòng)的油缸，在油缸起步的時(shí)候，車廂的加速度很大，而且勻速運(yùn)動(dòng)的油缸只存在與理想條件中。速度變化相對(duì)平穩(wěn)，有利于實(shí)現(xiàn)在任意位置停止，滿足設(shè)計(jì)要求。車廂EF舉升過(guò)程中的位移方程為：……………………（）其中：——CE、BF桿長(zhǎng) ——油缸伸縮速度 ——初始位置桿BF與x軸的夾角對(duì)位移方程求導(dǎo)得車廂舉升過(guò)程中的速度方程：…………………………（）對(duì)速度方程求導(dǎo)得車廂舉升過(guò)程中的加速度方程：………（）我們將在SolidWorks中完成的裝配體導(dǎo)入到ADAMS軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析與動(dòng)力分析，如圖47。在實(shí)現(xiàn)高位自卸汽車工作的裝置中主要是這些桿件鉸接點(diǎn)位置和鉸接點(diǎn)間相對(duì)長(zhǎng)度在對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)起到?jīng)Q定作用。圖310 機(jī)構(gòu)組合方案二第4章 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 三維模型的建立在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)完成之后，僅是確定了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。桿1位置也需確定。∠ACB=∠CEX軸+∠CDE+∠DCB=176。所以。AB所在直線方程為…………………………（）即油缸鉸鏈點(diǎn)A就在AB所在直線上，設(shè)A點(diǎn)距E點(diǎn)水平距離為1400，則所以A點(diǎn)坐標(biāo)為（1400，258）則：當(dāng)車廂傾斜到最大角度時(shí)，CDF三點(diǎn)共線，同時(shí)AB垂直于CF，此時(shí) 油缸伸長(zhǎng)長(zhǎng)度 綜上所述，油缸起始長(zhǎng)度476，身長(zhǎng)長(zhǎng)度510。設(shè) ，在翻轉(zhuǎn)到最大角度時(shí)，最理想狀態(tài)為CDF 三點(diǎn)共線且垂直于DE。廂門打開(kāi)只是為了方便卸貨，可以把題目中給定的廂門打開(kāi)的角度等于車廂的翻轉(zhuǎn)角度理解為車門打開(kāi)的角度大于等于廂門打開(kāi)的角度，再加上考慮到安裝位置的影響，所以選擇機(jī)構(gòu)中重力直接打開(kāi)機(jī)構(gòu)，在這個(gè)考慮中主要是考慮了經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。同時(shí)，復(fù)位是利用構(gòu)件1的彈簧實(shí)現(xiàn)的。其優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表26。圖12中可以看出當(dāng)車廂翻轉(zhuǎn)一定角度時(shí)，廂門也打開(kāi)相同的角度。初始時(shí)傳動(dòng)角較小，需要液壓缸較大的推力；對(duì)BC桿強(qiáng)度要求較高。 液壓缸直推機(jī)構(gòu)圖28 液壓缸直推機(jī)構(gòu)原理分析：該傾斜機(jī)構(gòu)如圖28所示，本機(jī)構(gòu)的原理比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)副多，加工安裝較為復(fù)雜，可靠性不太高。連桿AE、BD鉸接于點(diǎn)C；DH、EG鉸接于點(diǎn)F，滑塊A與車底座形成移動(dòng)副，滑塊H和車廂形成移動(dòng)副。缺點(diǎn)： 為了保證車廂舉升到最大高度時(shí)，其最大后移量不超過(guò)設(shè)計(jì)要求，需將桿AD、BC做得很長(zhǎng)，甚至大大超過(guò)了車廂的長(zhǎng)度，在工程實(shí)際中不能實(shí)現(xiàn)。圖22 方案選擇流程 舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有多個(gè)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)車廂舉升和后移運(yùn)動(dòng)。卸貨完畢后，車廂恢復(fù)水平狀態(tài)，后廂門也隨之可靠關(guān)閉，自卸汽車回復(fù)到初始狀態(tài)。為保證車廂的穩(wěn)定性。,進(jìn)一步降低整車整備質(zhì)量,節(jié)省原材料；上裝部分主要是車廂采用高強(qiáng)度鋼板，可以大幅降低鋼板選用規(guī)格，大幅降低整備質(zhì)量。高位自卸車的技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展方向：相對(duì)于普通車輛而言, 高位自卸車對(duì)動(dòng)載荷和抗沖擊性要求更高，后橋、后懸架都要加以強(qiáng)化。為方便卸貨，車廂在舉升過(guò)程中還將逐步后移和任意高度停留。高位自卸汽車設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)III目錄第1章 問(wèn)題的提出 1 項(xiàng)目背景 1 設(shè)計(jì)要求 4第2章 設(shè)計(jì)方案的選擇 5 5 方案選擇流程 6 舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 平行四邊形舉升機(jī)構(gòu) 6 剪式舉升機(jī)構(gòu) 7 雙剪式舉升機(jī)構(gòu) 8 平行四邊形舉升機(jī)構(gòu) 9 傾斜機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 11 液壓缸直推機(jī)構(gòu) 12 滑塊傾斜機(jī)構(gòu) 12 曲柄搖桿翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 13 后廂門啟閉機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 重力直接打開(kāi)機(jī)構(gòu) 15 搖塊頂開(kāi)機(jī)構(gòu) 15 四級(jí)連桿機(jī)構(gòu) 16 滑軌打開(kāi)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 17 機(jī)構(gòu)的組合 17第3章 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸設(shè)計(jì) 19 方案一尺寸設(shè)計(jì) 19 19 21 24 機(jī)構(gòu)組合 25 方案二尺寸設(shè)計(jì) 26 26 27 30 機(jī)構(gòu)組合 31第4章 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 31 三維模型的建立 31 部分零件圖 31 裝配體 34 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 37 組合方案一運(yùn)動(dòng)分析 37 組合方案二運(yùn)動(dòng)分析 41第5章 機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析 46 組合方案一動(dòng)力分析 46．1 機(jī)構(gòu)受力分析 46 動(dòng)力仿真分析 48 54 機(jī)構(gòu)受力分析 54 動(dòng)力仿真分析 56第6章 方案比較與評(píng)價(jià) 61第7章 設(shè)計(jì)工作總結(jié) 62： 62： 62： 63： 63 64第9章 收獲與體會(huì) 65第10章 致 謝 66參考文獻(xiàn) 67附錄 68附件一：部分零件圖和裝配體展示 68附錄二：Adams運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析界面 71附錄三：組合機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖（見(jiàn)A3圖紙） 72第1章 問(wèn)題的提出 項(xiàng)目背景自卸汽車是常用的運(yùn)輸機(jī)械，車廂配有自動(dòng)傾卸機(jī)構(gòu)的汽車，又稱為翻斗車、工程車，由汽車底盤、液壓舉升機(jī)構(gòu)、取力機(jī)構(gòu)和貨廂組成。圖12 自卸汽車圖13 普通自卸汽車結(jié)構(gòu)組成1液壓傾卸操縱裝置；2傾卸機(jī)構(gòu)；3液壓油缸；4拉桿；5車廂；6后鉸鏈支座；7安全撐桿；8油箱；9油泵；10傳動(dòng)軸；11取力器針對(duì)這一需求現(xiàn)狀， 本小組設(shè)計(jì)一種高位自卸汽車，使其不僅能具有一般自卸汽車的功能，而且能實(shí)現(xiàn)將車廂舉升到一定高度后再傾斜車廂卸貨的功能