【正文】 圖 37 雙剪式舉升機(jī)構(gòu) 要使車廂平穩(wěn)的水平舉升，則這四根桿長(zhǎng)度應(yīng)相等，且點(diǎn) C、 F 為中點(diǎn)。 后廂門 啟閉 機(jī)構(gòu) 尺寸設(shè)計(jì) 25 圖 35 重力直接打開后廂門啟閉機(jī)構(gòu) 本 機(jī)構(gòu)運(yùn)用 重力直接開啟， 因此 無(wú)需計(jì)算，只需校核 鉸鏈點(diǎn)強(qiáng)度即可。以 F 為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平線為 x 軸，垂直線為 y 軸，建立直角坐標(biāo)系。 AB 所在直線方程為 24 8195 7 3 (x 8 1 9 )573y ? ? ? ???????????（ ） 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1 . 4 3 * 1 4 0 0 1 7 4 3 . 6 2 5 8y ? ? ? ? ? 所以 A 點(diǎn)坐標(biāo)為（ 1400， 258） 則： 22(1 4 0 0 1 0 0 0 ) 2 5 8 4 7 6ABl ? ? ? ?‘ 258a r c ta n 1 0 .41400AFB? ? ? ?’ 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) 1 0 . 4 3 2 . 1 2 . 9 4 5 . 4AFB? ? ? ? ? ? ? ? ? 10 00 / t a n A F B 98 6ABl ? ? ? 油缸伸長(zhǎng)長(zhǎng)度 39。如圖 34 所示，建立直角坐標(biāo)系，則 39。 設(shè) CF桿初始時(shí)與水平線夾角為 ? ， 此時(shí) CD 與水平線夾角為 ? ，根據(jù)位置關(guān)系有 ： 12* s in * s in 2 0 0* c o s * c o s 1 8 7 4LL?????? ??? ???????（ ） 當(dāng) ? =0，及 CF 桿初始狀態(tài)水平時(shí)時(shí)，由方程組（ 1）（ 2）用 Matlab 軟件求解，得： 122620773=15LL????????? 因此 ，當(dāng) CF 桿水平時(shí)， CD 桿與水平線夾角為 15? ，此時(shí) CF 桿長(zhǎng) 2620mm，CD 桿長(zhǎng) 773mm。從計(jì)算結(jié)果來(lái)看， D 點(diǎn)到 E 點(diǎn)的距離為 2131mm，與理想狀態(tài)較接近。 為了 減小安裝空間 ，現(xiàn)令 EF 高度差為 200， EF 水平距離為 4000，故 EF 兩點(diǎn)距離為 4005。 傾斜 機(jī)構(gòu) 尺寸設(shè)計(jì) 22 圖 32 曲柄搖桿 傾斜 機(jī)構(gòu)初始位置 圖 33 最大傾斜位置示意圖 結(jié)合圖 3 圖 33，對(duì)該機(jī)構(gòu)的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。復(fù)位過(guò)程為油壓缸縮回使滑塊 2 左移，帶動(dòng)構(gòu)件 3 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使車廂先右端下降，左端隨之下降，實(shí)現(xiàn)豎直方向復(fù)位，同時(shí)帶動(dòng)構(gòu)件 4 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)， 實(shí)現(xiàn)水平方向復(fù)位。 兩組設(shè)計(jì)方案 組合 設(shè)計(jì) 簡(jiǎn) 圖如 圖 21 216 所示： 圖 216 機(jī)構(gòu)組合方案一 19 圖 217 機(jī)構(gòu)組合方案二 第 3 章 機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)尺寸設(shè)計(jì) 方案 一尺寸設(shè)計(jì) 舉升機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì) 圖 31 剪式舉升機(jī)構(gòu) 20 如圖 31 所示為剪式舉升機(jī)構(gòu)，各桿件間的連接主要為鉸鏈接， OA 表示油壓缸， A、 E 為滑塊。 最后 ，我們通過(guò)考慮各性能參數(shù)， 制造成本 以及 各 機(jī)構(gòu) 的 的 優(yōu)缺點(diǎn)比較 等因素 ，最終確定了兩 種組合方案， 方案一 為 剪式 舉升機(jī)構(gòu) 、曲柄搖桿翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 二 、重力 直接 打開機(jī)構(gòu) 的組合。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，可靠性好，結(jié)構(gòu)緊湊，適合安裝，所以選擇曲柄搖桿翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和曲柄連桿傾斜機(jī)構(gòu)，這樣就可以在油缸行程不大的時(shí)候，使車廂翻轉(zhuǎn)適當(dāng)?shù)慕嵌取? 18 舉升機(jī)構(gòu)要求舉升過(guò)程平穩(wěn)，可以在任意高度停止?，F(xiàn)在要從舉升機(jī)構(gòu)，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和車門打開機(jī)構(gòu)中選擇合適的機(jī)構(gòu)進(jìn)行組合設(shè)計(jì)。 其優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表 28。 當(dāng)車廂翻轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)使 移動(dòng)副 向重力方向運(yùn)動(dòng) ，就能使車廂門 WX 同時(shí) 打開 ，實(shí)現(xiàn)車廂門的打 開。 其優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表 27。 且 A、 B 與 車廂構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副， O 為 傾斜機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化。 表 26 搖塊頂開機(jī)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自鎖性較好； 要使轉(zhuǎn)動(dòng) Y 時(shí)， XY 桿要移動(dòng)且轉(zhuǎn)動(dòng)，要精確控制廂門的打開角度，對(duì)零件的精度要求較高。當(dāng)車廂翻轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)使滑塊 Y 繞車廂轉(zhuǎn)動(dòng)，使 XY 相對(duì)滑塊 Y 移動(dòng)，就能使車廂門 WX 繞 W 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車廂門的打開。 不能實(shí)現(xiàn)自鎖。 其優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表 25。由此可以進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 后廂門 啟閉 機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì) 后廂門打開機(jī)構(gòu)的要求是當(dāng)車廂翻轉(zhuǎn)卸貨時(shí)，后廂門隨之聯(lián)動(dòng)打開，卸貨完畢，車廂恢復(fù)水平狀態(tài)，后廂門也隨之可靠關(guān)閉。 液壓缸的行程比較小，可以減少液壓缸的損壞機(jī)率。其優(yōu)缺 點(diǎn)見(jiàn)表 24。 曲柄搖桿翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 圖 210 曲柄搖桿翻轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu) 一 14 圖 211 曲柄搖桿翻轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu) 二 原理 分析 ：該傾斜機(jī)構(gòu) 如圖 21 210 所示，工作時(shí)液壓缸 H 伸長(zhǎng)，且活塞桿的另外一側(cè)與連桿 CF 相連， CF 可以繞鉸鏈點(diǎn) F 轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò) BH 的伸長(zhǎng)使 CF順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，且 CD 與 CF 鉸接，所以它也會(huì)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò) CD 的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)就帶動(dòng)了車廂繞 E 點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)。 液壓缸一直處于水平，比較 容易控制。 其優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表 23。 表 22 液壓缸直推機(jī)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝和修理； 該機(jī)構(gòu)所需零件少，便于加工、制造； 該機(jī)構(gòu)由于所需零件少，這就造成了此機(jī)構(gòu)的剛度比較差； 由于靠液壓缸推動(dòng)，這又造成了所需的液壓缸的推程比較大。在液壓缸 H的推動(dòng)下，活塞桿 BH 伸長(zhǎng)，由于鉸鏈點(diǎn) B、 C 的作用，車廂將繞著點(diǎn) C 轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就實(shí)現(xiàn)車廂的傾斜動(dòng)作。 它的支撐完全依靠液壓缸 H 和活塞桿 BH、連桿 AH，所以它對(duì)這部分機(jī)構(gòu)剛度要求比較高。 其優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表 21。既要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又要符合安裝要求的機(jī)構(gòu)是沒(méi)有最好的，而且翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和車廂的舉升機(jī)構(gòu)要搭配使用實(shí)現(xiàn)他們的綜合功能，所以要考慮的因素很多，因此也列出幾種方案，根據(jù)其結(jié)構(gòu)說(shuō)出這種方案的主要特點(diǎn)，然后選擇 使用。 傾斜 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 傾斜機(jī)構(gòu)是為了實(shí)現(xiàn)車廂翻轉(zhuǎn)的功能，方便卸貨 ，同車廂舉升機(jī)構(gòu)一樣，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)也是利用連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)車廂的翻轉(zhuǎn)，其安裝空間不能超過(guò)車廂底部與大梁間的空間。 優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)緊湊，比較容易控制上升量和后移量。 平行四邊形舉升機(jī)構(gòu) 10 圖 26 平行四邊形舉升機(jī)構(gòu) 原理：當(dāng)構(gòu)件 1 逆時(shí)針擺動(dòng)時(shí)，活塞桿 2 伸出，推動(dòng)構(gòu)件 4 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)件 3 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊左移，車廂平穩(wěn)舉升。 優(yōu)點(diǎn)：在舉升過(guò)程中能夠保證車廂處于比較水平的狀態(tài)，舉升位置比較容易控制， 平穩(wěn)性較高。在液壓缸的推動(dòng)下，滑塊 A 向右移動(dòng)，同時(shí)滑塊 H 向左運(yùn)動(dòng)，雙剪式機(jī)構(gòu)向中間靠攏，由于桿長(zhǎng)不變，使得車廂向上運(yùn)動(dòng)，且同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)，這樣就實(shí)現(xiàn)了車廂的舉升動(dòng)作。 雙剪式舉升機(jī)構(gòu) A B C D E 9 圖 25 雙剪式舉升機(jī)構(gòu) 原理 分析 ： 如圖 25 所示， GH 代表車廂，機(jī)架代表車底座。 缺點(diǎn)： 在車廂處于初始狀態(tài)的時(shí)候液壓缸和 CD 桿之間的傳動(dòng)角很小，開始的時(shí)候需要較大的工作動(dòng)力， 不利于液壓缸的工作。由于 A 和 B 是固定鉸點(diǎn)，在車廂舉升時(shí)鉸點(diǎn) E 向右移動(dòng)，該機(jī)構(gòu)滿足車廂舉升的時(shí)候向后移動(dòng)，以方便卸貨。 剪式舉升機(jī)構(gòu) A B C D E F 8 圖 24 剪式舉升機(jī)構(gòu) 該機(jī)構(gòu)采用長(zhǎng)度相等的 AB 和 CD 桿鉸接于 E 點(diǎn)， C 和 D 點(diǎn)處可以滑動(dòng)。 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)。 能夠保證車廂在舉升和下降過(guò)程中保持水平，穩(wěn)定性好。 平行四邊形舉升機(jī)構(gòu) 7 圖 23 平行四邊形舉升機(jī)構(gòu) 原理分析：如圖 23 所示， ABCD 剛好構(gòu)成一個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)， AD 桿在液壓缸 EF 的推動(dòng)下，可以繞 D 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)， BC 桿繞 C 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中 AB（即車廂）始終保持水平，從而實(shí)現(xiàn)了車廂平穩(wěn)舉升且逐漸后移的動(dòng)作。結(jié)構(gòu)盡量緊湊，可靠，具有良好的動(dòng)力傳遞性能。 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)。在每種機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用設(shè)計(jì)多種可以實(shí)現(xiàn)要求動(dòng)作的機(jī)構(gòu)，然后在結(jié)構(gòu)，加工工藝、功能、使用壽命等各方面進(jìn)行分析比較，最終選出較好的機(jī)構(gòu)。車門機(jī)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立。 圖 21 汽車卸貨流程 6 方案選擇流程 高位自卸汽車的機(jī)構(gòu)包括舉升機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和后廂門開啟機(jī)構(gòu)。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)。我們將運(yùn)用連桿機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)的組合 ，使汽車在卸貨 時(shí) ， 車廂 首先比較平穩(wěn)的上升一定高度，為了方便卸貨車廂在舉升過(guò)程中會(huì) 逐步后移，而 且在舉升過(guò)程我們可以通過(guò) 控制 液壓系統(tǒng)來(lái)控制車廂的舉升高度， 這樣就可以使自卸汽車在任意高度停留卸貨。 7) 結(jié)構(gòu)盡量緊湊、簡(jiǎn)單、可靠，具有良好的動(dòng)力傳遞性能。 5) 在車廂傾斜卸貨時(shí)，后廂門隨之聯(lián)動(dòng)打開：卸貨完畢，車廂恢復(fù)水平狀態(tài)，后廂門也隨之可靠關(guān)閉，后廂門和車廂的相對(duì)位置見(jiàn)圖 15。為保證車廂的穩(wěn)定性，其最大后移量 amax 不得超過(guò) 。 3) 為方便卸貨，要求車廂在舉升過(guò)程中逐步后移。 設(shè)計(jì)要求 1) 具有一般自卸汽車的功能。 （ 3）液壓裝置 4 高位 自卸車的液壓系統(tǒng) ,或進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)、或前頂式或中頂式 ,不同的生產(chǎn)廠家、不同的要求、不同的技術(shù)參數(shù) ,導(dǎo)致了彼此價(jià)格差距比較大。 ,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。車身采用半浮氣簧式減震裝置，懸架采用少片簧以及橡膠懸架提高整車舒適性能；優(yōu)化變速操縱系統(tǒng)以提高駕駛舒適性能。 高 位 自卸車最近的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要是應(yīng)用技術(shù)在自卸車上的推廣使用。因?yàn)榻ㄖさ赝鶎?duì)工期要求嚴(yán)格，所以工地型 高位 自卸車必須故障少、可靠性好。 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。適用于備有機(jī)械化裝車設(shè)備的工廠、礦山、大型建筑工地等部門 , 常 用以運(yùn)輸?shù)V石、剝離巖石、砂礫、煤炭、建筑材料等不同比重的粒 (塊 ) 狀貨物。高位自卸汽車 適合大量裝卸物品，可配合裝載機(jī)聯(lián)合作業(yè)，大量運(yùn)輸?shù)V石、砂石、土方等，充分提高了車輛的運(yùn)輸能力。這樣可以提高效率，減輕人們的體力勞動(dòng)，同時(shí)顯示了自動(dòng)化的優(yōu)越性。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 。這種 方式 不僅耗費(fèi)人力物力和時(shí)間， 同時(shí)給卸載制造 了諸 多不便。 圖 11 普通自卸汽車 目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的自卸汽車其卸貨方式為散裝貨物沿汽車大梁卸下，卸貨高度都是固定的，普通自卸汽車如圖 12，其基本構(gòu)成如圖 13。由于裝載車廂能自動(dòng)傾翻一定角度卸料，大大節(jié)省卸料時(shí)間和勞動(dòng)力，縮短運(yùn)輸周期，提高生產(chǎn)效率，降低運(yùn)輸成本，并標(biāo)明裝載容積。 0 高位自卸汽車設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 I 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 高位自卸汽車工作過(guò)程 .......................................................................................... 5 方案選擇流程 ........................................................................................................ 6 舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .........................