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1、 机械综合设计I设计说明书设计题目：高位自卸汽车 2012年06月目录第一章 问题的提出41.1 项目背景41.2设计技术要求5第二章 方案的比较62.1 整体设计62.1.1构想62.1.2设计中需要考虑的问题72.2 举升机构的比较72.2.1方案一：平行四边形举升机构72.2.2方案二：液压缸直推举升机构82.2.3方案三：滑槽举升机构92.2.4方案四：双平行四边形举升机构102.2.5：双剪式举升机构112.3 倾斜机构的比较112.3.1方案一：液压缸直推倾斜机构122.3.2方案二：液压缸连杆倾斜机构122.3.3方案三：摇块倾斜机构132.3.4方案四：“之”字形倾斜机构142
2、.3.5方案五：滑块倾斜机构152.4 车厢联动打开机构的比较162.4.1方案一：重力直接打开机构162.4.2方案二：摇块顶开机构162.4.3方案三：滑块打开机构172.4.4方案四：摇杆打开机构182.5 机构综合182.5.1第一套方案的确定182.5.2第二套方案的确定192.5.3第三套方案的确定20第三章 机构尺寸设计213.1 滑槽举升机构213.1.1 滑槽举升机构（摇杆式）的引入213.1.2 摇杆式举升机构的几何尺寸设计223.1.3 滑槽举升机构（摇块式）的引入243.1.4 摇块式举升机构的几何尺寸设计253.2 倾斜机构的设计303.2.1 倾斜机构的引入303.
3、2.2 倾斜机构的分析计算303.3 车厢联动打开机构设计323.3.1 车厢联动打开机构导入333.3.2 车厢联动打开机构的分析计算343.4 关键尺寸的优化343.5 机构的运动分析34第四章 第二套方案的设计414.1行平四边形举升机构414.1.1平行四边形举升机构的引入414.1.2双平行举升机构的几何尺寸设计434.1.3建立坐标系504.2翻转机构的设计分析504.2.1翻转机构的分析计算514.2.2建立坐标系514.3 后厢门的启闭机构的设计524.3.1 后厢门的启闭机构导入524.3.2 后厢门的启闭机构的分析计算534.4机构的运动分析53第五章 第三套方案的设计62
4、5.1双剪式举升机构625.1.1双剪式举升机构的引入625.1.2 双剪式举升机构的几何尺寸设计635.2滑块倾斜翻转机构设计675.2.1滑块倾斜翻转机构的引入675.2.2滑块倾斜翻转机构的尺寸计算685.3重力开启后厢门打开机构设计705.4机构总图715.5模拟仿真分析725.5.1滑块的特性曲线725.5.2箱体的特性曲线745.5.3夹板的特性曲线76第六章 三套方案的比较79结束语80致谢81参考文献82附录83第一章 问题的提出1.1 项目背景目前市面上存在的工程自卸汽车，其卸货方式均为车厢在液压缸的推动作用下沿车底座转动一定角度后，后厢门打开，散装货物沿汽车大梁卸下，（如图
5、1.1就是传统的自卸汽车卸货方式）其卸货高度都是固定的。如果需要将货物卸到一定的高度或使货物堆积得较高些，传统的自卸汽车就不能够满足要求了。如：石料厂、煤厂、建筑工地等工地上，货物一堆堆的倾倒在货场，不仅占地面积较大，而且散乱难以管理。若想将货物集中起来堆积的更高些，还需要有铲土机或大量的劳力，这样将会延误工时，影响工作效率。图1.1传统后倾式自卸汽车为此需要设计一种新式的高位自卸汽车，如图1.2所示为汽车卸货前的初始状态。当高位自卸汽车卸货的时候，如图1.3，它能将车厢举升到一定高度后再倾斜车厢卸货，满足不同环境的要求。图上的初始设计尺寸参数及Lt、L、Hd、H及举升量Smax、后移量a的设
6、计要求均见表1.1。图1.2高位自卸汽车未卸货前图1.3高位自卸汽车卸货时1.2设计技术要求（1）具有一般自卸汽车的功能。（2）能将满载货物的车厢在比较水平的状态下平稳地举升到一定高度，最大升程Smax见表1-1。（3）为方便卸货，要求车厢在举升过程中逐步后移。车厢处于最大升程位置时，其后移量a见表1-1。为保证车厢的稳定性，其最大后移量amax不得超过1.2a。（4）在举升过程中可在任意高度停留卸货。（5）在车厢倾斜卸货时，后厢门随之联动打开：卸货完毕，车厢恢复水平状态，后厢门也随之可靠关闭，后厢门和车厢的相对位置见图1.4。图1.4后厢门和车厢的相对位置（6）举升和倾斜机构的安装空间不超过
7、车厢底部与大梁间的空间，后厢门打开机构的安装面不超过车厢侧面。（7）结构尽量紧凑、简单、可靠，具有良好的动力传递性能。车厢尺寸(LWH)SmaxaW(kg)LtHd4000200064018003805000300500表1.1设计的整体尺寸要求第二章 方案的比较2.1 整体设计2.1.1构想根据第1章第1.2节提出的设计技术要求，本设计把高位自卸汽车的设计大致分为三个部分来进行设计，即举升机构、倾斜机构、后厢门联动打开机构。倾斜货物时需要先将车厢举升到一定高度，然后翻转车厢把后厢门打开就能满足不同条件的卸货。如图2.1所示为高位自卸汽车倾卸货物的运动流程图。开始卸货车厢倾斜车厢举升开始卸货完
8、毕复位厢门打开图图2.1汽车倾卸货物的运动流程举升机构的设计是指通过设计机构来实现汽车能将满载货物的车厢在比较水平的状态下平稳地上升到一定高度，且在车厢上升过程中逐步后移，并能在上升过程中的任意高度停留卸货的功能；倾斜机构的设计是指设计机构使在车厢被举升到一定高度后，车厢能绕着车体转过一定的角度，以方便卸货；后厢门联动打开机构的设计是指设计机构实现车厢倾斜卸货时，后厢门随之联动打开，方便卸货；卸货完毕，车厢恢复水平状态，后厢门也随之可靠关闭的功能。2.1.2设计中需要考虑的问题:（1）举升与倾斜机构的结合且不影响各部分的功能。（2）机构的动力机构的方式和设计及合理布局。（3）如何保证在恰当的时
9、机实现两种不同运动形式的连贯性。（4）机构应具有简单易修理的特性，以保证其能长期使用并拥有稳定的安全性能。（5）机构体积大小和取材应合理，以保证其美观。（6）制作成本不宜太高，应尽量控制在合理的范围之内。2.2 举升机构的比较2.2.1方案一：平行四边形举升机构图2.2平行四边形举升机构原理分析：如图2.2所示，ABCD刚好构成一个平行四边形机构，AB杆在液压缸EF的推动下，可以绕A点转动，CD杆绕C点转动，在整个转动过程中BD（即车厢）始终保持在同一高度，从而实现了车厢平稳举升且逐渐后移的动作。如表2.1为平行四边形举升机构的优缺点比较。优点缺点1、 在举升或下降过程中能够保证车厢一直处于比
10、较水平状态；2、 机构简单，易于加工和安装。1、 要实现设计要求的举升量和后移量，需要把CD、AB杆做的比较长，经计算，至少要5、6m长才能实现要求，这已经超过车厢长度，不可能实现；2、 液压缸的行程太长。表2.1方案比较2.2.2方案二：液压缸直推举升机构2.3液压缸直推举升机构原理分析：如图2.2所示，液压缸CD、EF安装在一个与车底座具有相对滑动功能的装置上，该装置在液压缸AB的推动作用下就能实现相对滑动。同时车厢的上升动作由CD、EF液压缸的共同推动来实现。这样在液压缸AB、CD、EF的共同作用下就能够实现车厢举升同时逐步后移的动作。如表2.2为液压缸直推举升机构的优缺点比较 优点缺点
11、1、在举升过程中能够保证车厢处于比较水平的状态；2、机构比较简单，只需要液压缸就能实现举升。1、 需要液压缸的数量比较多，不易控制；2、 由于车厢上升是由液压缸直接推动的，而根据设计要求，需要液压缸的推程是1800mm，这会使得液压缸的长度很长，不利于实际生产。表2.2方案比较2.2.3方案三：滑槽举升机构图2.4滑槽举升机构原理分析：如图2.4所示，滑块D是固定在车厢底的，机架代表车底座，BCD为一导杆。把车厢上的滑块D安装在车底座上有一定角度的滑槽内（滑槽的角度由车厢后移量和上升量决定的），这样在液压缸AC的推动作用下就能实现D沿滑槽滑动，这样就实现了车厢同时上升和后移。如表2.3为滑槽举
12、升机构的优缺点比较。优点缺点1、车厢始终处于滑槽内，使车厢在举升过程中一直处于比较水平；2、机构比较简单，需要的零件类型比较少，易于加工和安装。1、根据举升设计数据要求，需要将滑槽做的很高，对滑槽的刚度要求较大，同时增加了车自身的重量；2、要满足设计要求，BCD导杆的长度将达到2m多，对它的强度刚度要求较大。表2.3方案比较2.2.4方案四：双平行四边形举升机构图2.5双平行四边形机构原理分析：如图2.5所示，GACD为下平行四边形机构，GDJH为上平行四边形机构，HIJ代表车厢，在液压缸ML的推动作用下，GFD杆移动（GFD始终保持水平），从而使车厢HIJ也始终保持水平的运动，就能够实现车厢
13、的举升运动，机构中的FI、FB形成的转动副为虚约束。如表2.4为本机构的优缺点比较。优点缺点1、解决了单平行四边形机构杆长太长的问题；2、机构较紧凑，能够满足举升过程中的平稳性。1、构件较多，机构比较复杂，不便于制造、安装和维修；2、运动副多，铰链点的受力问题比较关键；3、由于举升的原动力有两个液压缸来提供，增大液压缸的负载。表2.4方案比较2.2.5：双剪式举升机构图2.6双剪式举升机构原理分析：如图2.6所示，EF代表车厢，机架代表车底座。连杆AD、BC铰接于点H；CF、ED铰接于点G，滑块A与车底座形成移动副，滑块F和车厢形成移动副。在液压缸MN的推动下，滑块A向右移动，同时滑块F向左运
14、动，双剪式机构向中间靠拢，由于杆长不变，使得车厢向上运动，且同时向右运动，这样就实现了车厢的举升动作。如表2.5为双剪式举升机构的优缺点比较。优点缺点1、结构紧凑，能够满足举升过程中的平稳性；2、比较容易控制上升量和后移量，满足设计要求。1、机构比较复杂，不便于制造、安装和维修；2、运动副多，铰链点的受力问题比较关键；3、液压缸铰接在连杆间，对液压缸的安装要求较高。表2.5方案比较2.3 倾斜机构的比较2.3.1方案一：液压缸直推倾斜机构图2.7液压缸直推倾斜机构原理分析：如图2.7所示，本机构的原理比较简单。在液压缸QR的推动下，车厢QP绕着点P转动，就实现车厢的倾斜动作。表2.6是本方案的
15、优缺点比较。优点缺点1、 机构简单、实用，目前应用比较广泛；2、 采用单液压缸，容易控制车厢倾角。1、 采用单液压缸，机构的横向强度较差；2、 液压缸所需的行程较长。表2.6方案比较2.3.2方案二：液压缸连杆倾斜机构2.8液压缸连杆倾斜机构原理分析：如图2.8所示，机构的工作原理比较简单。在液压缸PR的推动下，带动SQR杆的转动，实现车厢ST绕T点的转动。如表2.7为本设计机构的优缺点比较。优点缺点1、机构比较简单；2、机构比较简单，需要的零件类型比较少，易于加工和安装；3、比较容易控制车厢的倾斜角度。1、机构的横向强度较差；2、在车厢倾斜过程中，传动角比较小，对液压缸的负载能力要求比较高。
16、表2.7方案比较2.3.3方案三：摇块倾斜机构图2.9摇块倾斜机构原理分析：如图2.9所示，PQ代表车厢，PS杆一端铰接在车厢的P点上，另一端与摇块S形成移动副，转动S带动PS在摇块内移动实现车厢PQ绕Q点的转动。如表2.8为本机构的优缺点比较。优点缺点1、机构比较简单，需要的零件比较少，易于加工和安装。1、需要比较大的动力来转动摇块；2、要满足设计要求，PS导杆的长度较大，对强度要求较高。表2.8方案比较2.3.4方案四：“之”字形倾斜机构图2.10之字形倾斜机构原理分析：如图2.10所示，TU为车厢，在液压缸PR的推动作用下，SQ杆转动，从而带动ST杆转动，使车厢TU绕U点转动，实现车厢的
17、倾斜动作。如表2.9为本机构的优缺点比较。优点缺点1、 机构简单，方便安装；2、 在车厢举升的同时就能将车厢倾斜卸货。1、液压缸的行程较大，对液压缸的负载能力也要求较高；2、ST、SQ杆较长，对两杆的强度要求较大。3、机构的横向强度较差。表2.9方案比较2.3.5方案五：滑块倾斜机构图2.11滑块倾斜机构原理分析：如图2.11所示，RS代表车厢，PR杆一端铰接在车厢的R点上，另一端与滑块P铰接，当要翻转车厢时，只需要推动液压缸OP，带动滑块P向右移动，就能使车厢PS绕S点转动。如表2.10为本机构的优缺点比较。优点缺点1、 机构比较简单，需要的零件比较少，易于加工和安装。2、 液压缸一直处于水
18、平，比较容易控制。1、初始时传动角较小，需要液压缸较大的推力；2、对PR杆强度要求较高。表2.10方案比较2.4 车厢联动打开机构的比较2.4.1方案一：重力直接打开机构图2.12重力直接打开机构原理分析：如图2.12所示，利用在车厢倾斜过程中货物的重力作用直接推动后厢门的打开，实现卸货，卸货完毕后，在车厢门自身的重力作用下又能够实现自动关闭了这种设计比较简单，安全可靠，容易想到。如表2.11为本机构的优缺点比较。优点缺点1、 机构比较简单，不需要其他任何辅助机构，十分经济；2、 容易联想到，能够实现设计要求。1、不能实现自锁。表2.11方案比较2.4.2方案二：摇块顶开机构2.13摇块顶开机
19、构原理分析：如图2.12所示，本机构是相当于一个四杆机构WX为厢门，其在W点与车厢铰接，在X点与XY杆铰接，XY与铰接在车厢上的滑块Y形成移动副。当车厢翻转时，通过联动机构使滑块Y绕车厢转动，使XY相对滑块Y移动，就能使车厢门WX绕W点转动，实现车厢门的打开。如表2.12为本设计机构的优缺点比较。优点缺点1、 结构简单，自锁性较好；1、要使转动Y时，XY杆要移动且转动，要精确控制厢门的打开角度，对零件的精度要求较高。表2.12方案比较2.4.3方案三：滑块打开机构图2.14滑块打开机构原理分析：如图2.14所示，UV代表车厢门，其上端与连杆UX铰接，下端与连杆WV铰接，滑块Y与车厢底部形成移动
20、副。在车厢倾斜过程中，通过联动机构移动滑块Y，使WV杆转动，使车厢门UV绕V点转动，实现车厢门的联动打开。如表2.13为本机构的优缺点比较。优点缺点1、 机构比较紧凑，能够可靠且准确控制厢门的打开角度；2、 通过移动滑块来实现联动打开，比较方便。1、 对于只需实现厢门的联动打开，机构有点复杂；2、 计算相对比较复杂。表2.13方案比较2.4.4方案四：摇杆打开机构图2.15摇杆打开机构原理分析：如图2.15所示UV为车厢门，其上端与WU杆铰接，下端与XV杆铰接，在车厢倾斜卸货时，只需通过联动机构转动XV杆，就能实现车厢门UV绕V点的转动。如表2.14为本机构的优缺点比较。 优点缺点1、 机构简
21、单，方便安装；2、 能够比较准确控制车厢门启闭时的位置，自锁行好。1、不易控制车厢在倾斜过程中厢门始终保持竖直。表2.14方案比较2.5 机构综合2.5.1第一套方案的确定经过前面的各个机构优缺点比较，最终确定的第一套方案的三个部分分别选择：滑槽举升机构、液压缸直推倾斜机构、摇杆打开机构来进行设计分析，如图2.16为第一套方案的机构简图。图2.162.5.2第二套方案的确定经过前面的各个机构优缺点比较，最终确定的第二套方案的三个部分分别选择：双平行四边形举升机构、摇块倾斜机构、摇块顶开机构来进行设计分析，如图2.17为第一套方案的机构简图。图2.172.5.3第三套方案的确定经过前面的各个机构
22、优缺点比较，最终确定的第三套方案的三个部分分别选择：双剪式举升机构、滑块倾斜机构、重力直接打开机构来进行设计分析，如图2.18为第一套方案的机构简图。图2.18第三章 机构尺寸设计3.1 滑槽举升机构3.1.1 滑槽举升机构（摇杆式）的引入如图3-0所示为设计的举升机构的简图，其原理是把设计的车厢置于一个倾斜的固定导槽内，车厢下部的夹板连接一个可以自由转动的气缸，这样在油缸的推动作用下，车厢就能够沿着导槽移动，就实现了车厢在上升的同时逐步后移。在导槽式的举升机构设计时，最先被列入考虑的的乃是最为简单的摇杆机构，如下图3-1所示：图3-1滑槽举升机构（摇杆式）结构非常简单，整个机构仅有一个液压缸
23、（AC)和一根摇杆(BD)组成，而其尺寸则主要由车厢要求的举升高度与后移量来确定。但是此方案可能需要的构件的尺寸不太符合要求。3.1.2 摇杆式举升机构的几何尺寸设计由于本设计的计算都比较简单，计算都是根据各几何关系及设计者自己设计的一些数据，故本设计的计算不用矩阵法计算，也不用电脑编程计算。先建立直角坐标系，如下图3-2所示：图3-21. 滑槽倾斜角的设计：由图3-2可知，导槽的倾斜角度tan=Smax/a=1800/380=4.74所以=arctanSmax/a=78.08。图3-21. 液压缸和摇杆的长度设计： 先设夹板的厚度为d（d500，由车厢低与车体的尺寸所决定），各点坐标分别为
24、A (XA ，YA)、B（XB ， YB)、C (XC， YC)、D (XD， YD)、C (XC， YC)、D (XD， YD)。由图3-1可知： .(3.1.1) .(3.1.2) （1） 、（2）式是由C、C两点分别在BD、BD两条直线上而列出的。由设计要求液压缸最短不低于1000 mm，最长时不大于1700 mm，可以得到： AC1000 mm ， AC1700 mm .(3.1.3) 根据初始位置和运动终点位置，可以得到如下的两个方程式： BD=2300 mmd . (3.1.4) BD=500 mmd . (3.1.5)由三角形余弦定理有（ABC)： . (3.1.6)根据该举升机
25、构的结构简图，列取了上述的几个数学公式，一些具体的尺寸就必须由设计者自行进行设计。根据结构简图及一些资料的查询，初步拟大致的尺寸如下（如果算得不符合要求可以适当的调整数据）： d= 100 mm (d 500 mm)对于正三角形，它的三边相等，受外力的时候能够很好地把力均分出去。所以，我们假设ABC是正三角形，且另AC处于液压缸的最长临界值 1700 mm则有： AB = AC = AC =1700 mm 将数据带入式子可得： mm mm BD=BD 经计算得到： BD = BD = 2540 mm AC = 267 mm从得到的计算结果中可得出，此方案设计时AC杆的杆长并不符合设计要求（AC
26、 1000 mm）。当然，可以经过更改一些设计尺寸得到符合要求的设计方案。但是经过分析，有更好的方案符合要求，故此方案不被采纳，所以各点的坐标也不再求算。下面来分析设计的另一个更好的方案。3.1.3 滑槽举升机构（摇块式）的引入举升机构的原理依然是把设计的车厢置于一个倾斜的固定导槽内，车厢下部的夹板连接一个可以自由转动的气缸，这样在油缸的推动作用下，车厢就能够沿着导槽移动，就实现了车厢在上升的同时逐步后移。上面分析可最为简单的举升方案，但是由于尺寸的原因，导致该方案不太符合设计要求，下面介绍另一种由上面方案修改而来的导槽式举升机构（摇块式）的方案。下面的方案是由我们反复推敲，再在如下图3-3的
27、机构中得以启发而设计出来的方案。图3-3 根据先前的方案，为保证AC杆的长度设计符合要求，经过分析，只要在B出增加一个摇块，使得杆BD的长度可变。那么在AC杆改变量符合设计要求的前提下，BD杆长度就可以有比较大的改变，使得车厢的举升量得以满足。具体的设计结构简图如下图3-4所示：图3-4此方案的结构相对于上一个方案要稍微的复杂，但是此方案也是上一种方案的延伸。此方案机构由一根导杆（CD）、一个液压缸(AC)、一摇块组成,也是属于比较简单的举升机构。比较经济，而且所占空间也不大。下面我们对其一些构件的尺寸进行分析并计算。3.1.4 摇块式举升机构的几何尺寸设计本设计此方案结构简单，计算也相对的简
28、单，都是简单的几何关系计算。下面就先进行一些简单的设计计算分析： 【1】 首先建立如图直角坐标系，如下图3-5所示：图3-5 【2】 再分析各杆的长度变化，各点的坐标变化，由于次方案中杆BD和液压缸AC的长度都有变化，所以其长度表示用坐标表示比较方便； 【3】 在各杆长度变化的同时，一些重要的角度也都在变化，通过角度的变化来列取坐标方程也可以求解； 【4】 虽然各杆的长度、各个角度都在变化，但是在整个举升的过程中依然有一些量并没有变化； 【5】 通过列取各杆的长度方程、各个角度的变化方程，最后再自行通过查找资料，设定某些数据。通过计算，最后得到正确的设计。2） 导槽倾斜角的设计，如图3-6（摇
29、块式与摇杆式计算相同）：由图3-2可知，滑槽的倾斜角度tan=Smax/a=1800/380=4.74 ，所以 =arc tan Smax/a=78.08图3-63） 液压缸及导杆的长度设计：先设夹板的厚度为d（d500，由车厢低与车体的尺寸所决定），则底板与车体的间隔变为：；各点坐标分别为 A (XA ，YA)、B（XB ， YB)、C (XC， YC)、D (XD， YD)、C (XC， YC)、D (XD， YD)。由图3-1有：1） 根据点C始终在杆BD 上，改变的仅仅是它初始位置与终点位置的坐标，则由直线斜率相同有以下两式（1）、（2）： .(3.1.7) .(3.1.8)4) 根据
30、初始位置和运动终点位置的几何关系，可以得到下面两个方程式： BD=2300 mmd . (3.1.9) BD=500 mmd . (3.1.10)5) 由三角形余弦定理可以得到以下两式： 对ABC由余弦定理有： . (3.1.11) 对ABC由余弦定理有： . (3.1.12)5） 根据各个杆长、液压缸长，用各点坐标表示，可以得到以下四式： AC杆的长度： . (3.1.13) BD杆的长度： . (3.1.14) AC杆的长度： . (3.1.15) BD杆的长度： . (3.1.16)1. 如坐标图所示，各点坐标都可以用点D的坐标 来表示，以方便后面的计算。则有： 点A： 点B： 点C：
31、点D： 经过分析，由该简图的坐标系能够列取的数学方程都已经列出来，下面通过计算、分析及检验，来得到符合设计要求的设计方案。首先，我们根据设计要求和一些车身及车上间隙的具体尺寸尺寸，各杆长都有一定的取值范围： 1000 mm (最短液压缸长） 1700 mm （最长液压缸强） d 500 mm （车体与车厢间隙） 下面通过自行设定一些值，通过分析计算，得到想要的法案。由已知的条件，我们可以取值： mm mm (液压缸AC最短时取的是其最短的临界值） 对于正三角形，它的三边相等，受外力的时候能够很好地把力均分出去。故我们就选取ABC为正三角形。所以有： AB = AC = AC 现在来分步计算：首
32、先有： mm （考虑到车长为4000 mm，车身的高度也不会太高，故杆在最长是不应太长，以免其自身长度超过了车身长度；也避免杆在举升的过程中，由于杆在摇块中旋转伸长而触碰到地面。而经算得的杆长=2540 mm符合要求。） 其次取： 由所取两点的坐标，其它点坐标可以写成如下所示： 或者 将各点的坐标带入（3.1.7）、（3.1.8）两式可以得到： 由B点的两种表示： 或者 即： 由 mm 最后由各式子求得各杆长度及各个点的坐标分别为： A ( 1350 ， 0 ) B ( 2890 ， 0） C ( 2339 ， 148) C (2214 ， 1274) D ( 1300 ， 400） D（16
33、80 ，2200） mm mm经过各种分析比对，此设计符合设计要求。 3.2 倾斜机构的设计3.2.1 倾斜机构的引入在倾斜机构的设计时，最先被想到的方案就是如下图3-7所示的简单机构：图3-7此倾斜机构很简单，全机构仅仅是由一个液压缸和车厢构成，在液压缸的推动之下，车厢在绕着铰接点P转动，而液压缸则是绕着铰链点R、O同时旋转。从而达到在车厢被举升到预定的位置后，翻转卸货的目的。3.2.2 倾斜机构的分析计算先有整个车厢翻转结构简图3-8：图3-8由图可以看出，车厢翻转机构的翻转角度需要达到。下面我们建立直角坐标系如下图3-9所示，进行求解： 图3-9由上图可以看出：QP 为车厢与车身的夹板
34、NP 为车厢 MN 为液压缸上述各点的坐标分别为： 根据上述翻转机构简图所建立的直角坐标系，可以得到： 并且有 的取值范围为（1000 mm，1700 mm）在初始位置时 1000 mm在终点位置时 1700 mm经过分析，在设计过程中当时，整个机构的受力情况最为理想，所以在进行计算时取。下面我们通过选取一些点的位置，再通过计算，从而得到正确的设计方案。取： 夹板长度： 3500 mm 点P 坐标：（3800，500） 最短时取1000 mm最后经过计算及检验，可得到各点坐标值及车厢举升后的翻转角度分别为： R点坐标： (1668，400） O点初始坐标： （2660，500） O点终点位置坐
35、标：（3142，1440） 故此：此翻转机构也设计完毕，而且设计所得的方案也符合要求。3.3 车厢联动打开机构设计后厢门的各个翻转状态如下图3-10所示：图3-103.3.1 车厢联动打开机构导入车厢联动打开机构的启闭最好是自动的，即在车厢举升的同时后厢门慢慢的开起，所以我们就想到了如下的方案。下图3-11和图3-12分别是后厢门在关闭和开启时的状态：图3-11 图3-12 UV为车厢门，其上端与WU杆铰接，下端与XV杆铰接，在车厢倾斜卸货时，只需通过联动机构转动XV杆，就能实现车厢门UV绕V点的转动。 3.3.2 车厢联动打开机构的分析计算先建立如下图3-13所示直角坐标系：图3-13由设计
36、要求有车厢的长度、宽度、高度分别为：4000 mm、2000 mm、640 mm 。根据设计要求，最后得到各点坐标为： X (3000 ， 320 ) W (3800 ， 600） V (4000 ， 0 ） U (4000 ， 320）3.4 关键尺寸的优化尺寸优化的目的：1、在为了后面的仿真过程中不出现干涉，死点的情况； 2、由于实际计算中并未涉及到插销及螺钉的尺寸，某些间隙空间等。 因此，基于此两点，必须对机构的尺寸进行优化，来达到优化的目的。对于尺寸的优化，我们采取了在各个连接之处的零件保持一定的间隙不接触。同时要考虑到液压缸在收起的状态下时能够伸长，在收起时候就与板就应该有一角度。即
37、在液压缸收起时对板上槽进行了加深处理。在后面的装配中也对转动处和移动处转动移动范围进行来了控制。 3.5 机构的运动分析运动机构的设计，主要还是要看其在运动过程中是否平稳，还有就是看起运动是否是符合设计要求。考虑到这，我们对自己设计的方案进行了运动的仿真分析，其中有一些重要的点的位置、速度、加速度分析。下图3-14是在solidworks中建立的整个机构的完整模型图： 图3-14下面我们先对图3-5中点C的运动进行了分析：下图是点C的位移仿真图3-15和图3-16： 图 3-15 图 3-16点C的速度分析图 3-17和图3-18： 图 3-17 图 3-18点C的加速度分析图3-19、图3-20： 图 3-19 图3-20图3-5中点D的运动分析：点D的位移分析图3-21、图3-22： 图 3-21 图 3-22点D的速度分析图3-23、图3-24： 图3-23 图3-24 点D的加速度分析图3-25、图3-26： 图3-25 图3-26