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1、高位自卸汽車【問題提出】目前國內(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。若需要將貨物卸到較高處或使貨物堆積得較高些，目前的自卸汽車就難以滿足要求。為此需設(shè)計一種高位自卸汽車，它能將車廂舉升到一定高度后再傾斜車廂卸貨?！驹O(shè)計要求和有關(guān)數(shù)據(jù)】設(shè)計要求：1）具有一般自卸汽車的功能。2）能將滿載貨物的車廂在比較水平的狀態(tài)下平穩(wěn)地舉升到一定高度，最大升程Smax見表1。3）為方便卸貨，要求車廂在舉升過程中逐步后移，車廂處于最大升程位置時，其后移量a見表1。為保證車廂的穩(wěn)定性，其最大后移量amax不得超過1.2a。4）在舉升
2、過程中可在任意高度停留卸貨。5）在車廂傾斜卸貨時，后廂門隨之聯(lián)動打開；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位置見圖2。6)舉升和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的安裝空間不超過車廂底部與大梁間的空間，后廂門打開機(jī)構(gòu)的安裝面不超過車廂側(cè)面。7）結(jié)構(gòu)盡量緊湊、簡單、可靠，具有良好的動力傳遞性能。序號車廂尺寸（L×W×H）SmaxaW（kg）LtHd14000×2000×6401800380500030050023900×2000×6401850350480030050033900×1800×6301900320450028047043800
3、×1800×6301950300420028047053700×1800×6202000280400025045063600×1800×61020502503900250450表1（尺寸單位：mm）【方案設(shè)計】一．舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計要求：1．能將滿載貨物的車廂在比較水平的狀態(tài)下平穩(wěn)地舉升到一定高度，最大升程Smax見表1。2．為方便卸貨，要求車廂在舉升過程中逐步后移，車廂處于最大升程位置時，其后移量a見表1。為保證車廂的穩(wěn)定性，其最大后移量amax不得超過1.2a。3．在舉升過程中可在任意高度停留卸貨。方案一：平行四邊形舉升機(jī)構(gòu)如上圖所示機(jī)構(gòu)，CBE
4、F形成一平行四邊形，桿BC在液壓油缸的帶動下繞C軸轉(zhuǎn)動，從而完成車廂的舉升和下降。優(yōu)點：1．結(jié)構(gòu)簡單，易于加工、安裝和維修；2．能夠保證車廂在舉升和下降過程中保持水平，穩(wěn)定性好；3．液壓油缸較小的推程能夠完成車廂較大的上移量。缺點：車廂上移時，其后移量很大。為了保證車廂舉升到最大高度時，其最大后移量不超過設(shè)計要求，需將桿BC、EF做得很長，甚至大大超過了車廂的長度，在工程實際中不能實現(xiàn)。方案二：L型舉升機(jī)構(gòu)工作原理：如上圖所示車廂舉升機(jī)構(gòu)，L形桿BDE一端與鉸鏈B相聯(lián)（鉸鏈B通過豎直桿固定在車架上），一端與車廂底部的鉸鏈E相聯(lián)，同時其上絞接一液
5、壓油缸2，液壓油缸另一端與X忇車廂底部的鉸鏈相聯(lián)。舉升時，液壓油缸1伸長，推動L形桿BCD繞鉸鏈B逆時針轉(zhuǎn)過角度?，使E端上升；與此同時，液壓缸2也聯(lián)動工作，使車廂也轉(zhuǎn)過角度?，從而使車廂在上升過程中保持水平。隨著BCD桿的轉(zhuǎn)動，E點后移，同時帶動車廂后移，當(dāng)E點與B點等高時，后移量達(dá)到最大。優(yōu)點：1．該機(jī)構(gòu)充分利用了車廂前面的空間，使車廂底部的機(jī)構(gòu)變得簡單；2．該機(jī)構(gòu)克服了方案一中后移量過大的缺點，機(jī)構(gòu)的尺寸也較小。缺點：1．該機(jī)構(gòu)最大的缺點在于車廂全部重量均有L形桿BCD承擔(dān)，由于DE很長，所以BCD受到很大的扭矩作用。這就對L形桿的強(qiáng)度
6、提出很高要求，同時也限制了車廂的裝載量。2．液壓缸1和液壓缸2需要聯(lián)動工作才能保證車廂的水平，使控制機(jī)構(gòu)復(fù)雜。3．液壓油缸的推程較大。方案三：剪式舉升機(jī)構(gòu)工作原理：如上圖所示，該舉升機(jī)構(gòu)是由長度相等的兩桿AC和BD彼此鉸接于E點；AC桿的A端和與水平的活塞桿鉸接，并可在滑槽內(nèi)移動；BD桿的B端與車廂底部為滑動鉸接。當(dāng)活塞F右移時，車廂上升，同時向后移動；活塞F左移時，車廂下降，同時向前移動。下面具體分析車廂的后移原理：設(shè)計方案設(shè)計】一．舉升機(jī)z如上圖，設(shè)AE=BE=a，CE=DE=b，舉升前1?=∠CAB，舉升后2?=∠CAB，則有上移量：si
7、n)(sin(12???+=baS后移量：[][]2211cos)(cos2cos)(cos2????baabaad+??+?=化簡后得)cos)(cos(21????=bad可見，后移量與a，b的差值有關(guān)，故采用此種布置形式時，鉸接點E不能為兩桿的中點。采用此種布置時，會使CD的距離較小，影響了車廂工作時的穩(wěn)定性，特別是在車廂翻轉(zhuǎn)卸貨時，這種影響尤為顯著。為了消除這種影響，可將E取為兩桿的中點，同時，為了使車廂在上移時能夠逐漸后移，需要將C點換成滑動鉸接，而D點換成固定鉸接。如下圖所示：最好用作圖法將極限為之畫出來。此時，由于E為兩桿的中點，
8、故在車廂上移過程中，A與D，B與C始終在一條直線上；同時由于A點向后移動，故車廂上的D點也隨之后移，于是整個車廂就向后移動。設(shè)AC=BD＝l，舉升前1
