【正文】 算 ， 從 而 得 到 正 確 的 設 計 方 案 。?。? 夾 板 長 度 ： 3500 mm 點 P 坐 標 ： （3800，500） 最 短 時 取 1000 mmR最 后 經(jīng) 過 計 算 及 檢 驗 ， 可 得 到 各 點 坐 標 值 及 車 廂 舉 升 后 的 翻 轉 角 度 分 別 為 ： R 點坐標： (1668，400） O 點初始坐標： （2660，500） O 點終點位置坐標：（ 3142，1440） 5???故 此 ： 此 翻 轉 機 構 也 設 計 完 畢 ， 而 且 設 計 所 得 的 方 案 也 符 合 要 求 。 車廂聯(lián)動打開機構設計后廂門的各個翻轉狀態(tài)如下圖 310 所示：33 / 82圖 310 車廂聯(lián)動打開機構導入車 廂 聯(lián) 動 打 開 機 構 的 啟 閉 最 好 是 自 動 的 ， 即 在 車 廂 舉 升 的 同 時 后 廂 門 慢 慢 的 開起 ， 所 以 我 們 就 想 到 了 如 下 的 方 案 。 下 圖 311 和 圖 312 分 別 是 后 廂 門 在 關 閉和 開 啟 時 的 狀 態(tài) ：圖 311 圖 312 UV 為車廂門，其上端與 WU 桿鉸接，下端與 XV 桿鉸接，在車廂傾斜卸貨時，只需通過聯(lián)動機構轉動 XV 桿，就能實現(xiàn)車廂門 UV 繞 V 點的轉動。 34 / 82 車廂聯(lián)動打開機構的分析計算先建立如下圖 313 所示直角坐標系：圖 313由設計要求有車廂的長度、寬度、高度分別為：4000 mm、2022 mm、640 mm 。根據(jù)設計要求，最后得到各點坐標為： X (3000 ， 320 ) W (3800 ， 600） V (4000 ， 0 ） U (4000 ， 320） 關鍵尺寸的優(yōu)化尺寸優(yōu)化的目的： 在 為 了 后 面 的 仿 真 過 程 中 不 出 現(xiàn) 干 涉 ， 死 點 的 情 況 ； 由 于 實 際 計 算 中 并 未 涉 及 到 插 銷 及 螺 釘 的 尺 寸 ， 某 些 間 隙 空 間 等 。 因 此 ， 基 于 此 兩 點 ， 必 須 對 機 構 的 尺 寸 進 行 優(yōu) 化 ， 來 達 到 優(yōu) 化 的 目 的 。 對 于 尺寸 的 優(yōu) 化 ， 我 們 采 取 了 在 各 個 連 接 之 處 的 零 件 保 持 一 定 的 間 隙 不 接 觸 。 同 時 要 考 慮到 液 壓 缸 在 收 起 的 狀 態(tài) 下 時 能 夠 伸 長 ， 在 收 起 時 候 就 與 板 就 應 該 有 一 角 度 。 即 在 液壓 缸 收 起 時 對 板 上 槽 進 行 了 加 深 處 理 。 在 后 面 的 裝 配 中 也 對 轉 動 處 和 移 動 處 轉 動 移動 范 圍 進 行 來 了 控 制 。 機構的運動分析運 動 機 構 的 設 計 ， 主 要 還 是 要 看 其 在 運 動 過 程 中 是 否 平 穩(wěn) ， 還 有 就 是 看 起 運 動35 / 82是 否 是 符 合 設 計 要 求 。 考 慮 到 這 ， 我 們 對 自 己 設 計 的 方 案 進 行 了 運 動 的 仿 真 分 析 ，其 中 有 一 些 重 要 的 點 的 位 置 、 速 度 、 加 速 度 分 析 。下 圖 314 是 在 solidworks 中 建 立 的 整 個 機 構 的 完 整 模 型 圖 ： 圖 314下 面 我 們 先 對 圖 35 中 點 C 的 運 動 進 行 了 分 析 ：下 圖 是 點 C 的 位 移 仿 真 圖 315 和 圖 316： 圖 31536 / 82 圖 316點 C 的速度分析圖 317 和圖 318： 圖 317 圖 31837 / 82點 C 的加速度分析圖 31圖 320： 圖 319 圖 320圖 35 中 點 D 的 運 動 分 析 ：點 D 的位移分析圖 32圖 322： 圖 32138 / 82 圖 322點 D 的速度分析圖 32圖 324： 圖 323 圖 324 點 D 的加速度分析圖 32圖 326：39 / 82 圖 325 圖 326對 圖 39 中 點 N 的 運 動 進 行 了 分 析 ： 點 N 的位移分析圖 32圖 328： 圖 32740 / 82 圖 328 點 N 的速度分析圖 32圖 330： 圖 329 圖 330點 N 的加速度分析圖 33圖 332：41 / 82 圖 331 圖 332 經(jīng)分析，由上述所有圖片我們可以得出：方案符合設計要求。第四章 第二套方案的設計 行平四邊形舉升機構 平行四邊形舉升機構的引入如 圖 41 所 示 為 我 們 設 計 的 平 行 四 邊 形 舉 升 機 構 的 簡 圖 ， 其 原 理 是 把 設 計 的 車廂 置 于 一 個 夾 層 之 上 ， 車 廂 下 部 的 夾 層 連 接 可 以 自 由 轉 動 的 桿 ， 在 油 缸 的 推 動 作 用下 ， 車 廂 就 能 夠 就 實 現(xiàn) 了 車 廂 在 上 升 的 同 時 逐 步 后 移 。 在 平 行 四 邊 形 舉 升 機 構設 計 時 ， 最 先 被 列 入 考 慮 的 的 乃 是 最 為 簡 單 的 單 平 行 四 邊 形 機 構 ， 如 下 圖 442 / 821 所 示 ：圖 41根據(jù)題意易知：車廂到底板間的距離： dH50m?車廂舉升后高度為：, axS18車廂后移量： 3因為設計方案時考慮到高位自卸汽車的整個運動過程是車廂先舉升再傾斜，最后后廂板打開開始傾卸貨物；因此在設計舉升裝置和傾斜裝置時必須使得相互間的工作不會相互影響，為此經(jīng)本小組的認真討論分析提出了在車廂底層加裝一個夾層，使得在夾層和底板間安裝舉升機構，夾層和車廂底之間安裝傾斜機構，如此可以完美的實現(xiàn)車廂的舉升與傾斜運動。 為此，設夾層厚度為： ，10hm?夾則車廂到夾層底的距離： =5014dHm?夾設：桿 AB 與底板的夾角為 ， 、 舉升后為 ，舉升前為BAE??2? 桿長 ||ABCDl?根據(jù)題意：舉升前底板到夾層底的距離： （）12sin40dl??　　　　　舉升后底板到夾層底的距離： （）1max1i8dHSl m???43 / 82　　　　　車廂后移量： 　 a 380m?　　　　　　　　　　　　 （）21coss=380llm???根據(jù)（） （） （）聯(lián)立方程組所以可以推出： 22240038ll????這里可以發(fā)現(xiàn) 的長度非常的大，遠遠的超過了車廂的長度，這是在工程上是不可能實現(xiàn)l的事情，所以此方案不符合設計要求。 雙平行舉升機構的幾何尺寸設計如 圖 42 所示為雙平行舉升機構，各桿件間的連接均為鉸鏈接，ML 表示油壓缸， E 為滑塊。其工作原理是將車廂置于夾層之上，通過油缸的伸縮，控制夾層與底板之間機構的升起與降落，從而實現(xiàn)車廂的舉升和后移，并可實現(xiàn)車廂在空中任意位置停留。 211sin40cos=38lll????????2211sincs??????44 / 82 圖 42初定尺寸如下：設連桿 FB 與底板的夾角為 ，舉升前為 、 舉升后為 由已知條件，?12?易得出桿 FI 與夾層間的夾角也等于 。 1 2HGFIEJDFKl??因此，很容易證明四邊形 FKEI 為菱形，且 BAIHI????因此，夾層和底板之間的最遠距離和最近距離只差應等于車廂的最大升高距離 maxS當連桿 FB 與底板的夾角為 時，為夾層和底板之間最近距離1 即 12sinill??當連桿 FB 與底板的夾角為 時， 夾層和底板之間的最遠距離即 122iill依題意可得： 車廂舉升高度為：, maxS180?升高量： maxS122121maxsini(sini)llllS????? 即 ()2())80?2 1AGBFCDl?3 HI4 J5 ， ，|20Lm?50AL???1Gl因為液壓缸的伸長范圍在 之間17m? 即 伸長前： ||M 伸長后： 20L?2 22{|cos[(5)]||}{|sin[(50)]}|ALALML????????????? ?當 時 , 1FB??1m當 時 , 2|70?（）2 221 12[|cos(30)||]{|[sin(3)]07ALAML????????????? ?45 / 82根據(jù)余弦定理BL 長度:如圖 43 所示， 根據(jù)余弦定理得50GAL???又 |20ALm?? 1|Gl50AL???（）21|=4|cosl?????6 車廂后移量： 圖 43a 380?由于車廂在舉升的時候，雙層連桿機構中長度為 的桿分別以 A，B，C1l點為基點順時針旋轉使得車廂向后移動，而長度為 的桿分別以2H，I，J 為基點逆時針旋轉，使得車廂向前移動，因此長度為 桿的后移1l量減去長度為 桿的前移量就必須等于車廂的后移量 ，因此，2l a 380m?長度為 的桿長必須大于長度為 的桿長1l 2l即 桿長 1l?長度為 桿的后移量： 112cosll??長度為 桿的前移量：2l2s則 總后移量： 11212(cos)lllla??? 即 2()cos)380m??()7 車廂到底板間的距離： dH50m? 因為設計方案時考慮到高位自卸汽車的整個運動過程是車廂先舉升再傾斜，最后后廂板打開開始傾卸貨物；因此在設計舉升裝置和傾222|||cos????222||||cosAMLL?????46 / 82斜裝置時必須使得相互間的工作不會相互影響，為此經(jīng)本小組的認真討論分析提出了在車廂底層加裝一個夾層，使得在夾層和底板間安裝舉升機構，夾層和車廂底之間安裝傾斜機構，如此可以完美的實現(xiàn)車廂的舉升與傾斜運動。 為此，設夾層厚度為： ，10hm?夾則車廂到夾層底的距離： =5014dHm?夾8 夾層到底板的高度： 14d 因為舉升機構安置于夾層與底板之間，因此當舉升機構處于最低位置時的舉升機構總高不得高于夾層與底板之間的高度 ；140dH?、又因為當 時舉升機構處于最低位置，所以，此時機構1FBA???的高度為 12sinill?所以 121iidllH?即 （)sn40m??9 整個舉升過程中，舉升機構的總長度不能超過車廂的整體長度，車廂長度與車廂和車頭之間距離之和則為車廂的整體長度。即 40340tL??而當車廂在最低位置時機構的整體長度最長，當 時，車廂位置最低，舉升機構整體長度，最長此1FBA???時期長度為： 或 1cos||lBC?21cos||lABC?? 又由于在第（6）步尺寸設計中求得桿長 ，2l?因此當 時，舉升機構最長的長度1FA???即 1cos||l?因此必須滿足： 1||tlBCL?即 ()cos|430Am??10 整個舉升過程中，舉升機構中的滑塊必須得自由運動，因此桿 FD 的長度必須大于在舉升運