機械原理課程設(shè)計鐵路散貨自翻車機構(gòu)綜合

1、機械原理課程設(shè)計說明書 題目：鐵路散貨自翻車機構(gòu)綜合1年級: 20xx 級 學號:姓名:專業(yè):指導(dǎo)老師: 20xx 年xx月目錄1 設(shè)計題目簡介22 有關(guān)數(shù)據(jù)23 設(shè)計要求24 設(shè)計任務(wù)35 機構(gòu)設(shè)計方案36 方案的比較與選擇56.1 對方案一進行校對56.2 兩方案的優(yōu)劣比較67 自翻車的相關(guān)數(shù)據(jù)計算78 自翻車的ADAMS仿真98.1 自翻車機構(gòu)的仿真圖如下圖所示：98.2 自翻車側(cè)翻后的狀態(tài)圖如下圖所示：108.3 ADAMS仿真函數(shù)：108.4 自翻車車廂側(cè)翻角度曲線圖：118.6 自翻車運動過程中質(zhì)心的速度曲線圖：128.7 自翻車運動過程中質(zhì)心的加速度曲線圖：139 設(shè)計心得與體會

2、14機械原理設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：鐵路散貨自翻車機構(gòu)綜合11 設(shè)計題目簡介一種鐵路運輸散裝貨物的車輛，具有兩側(cè)自翻，自動開、關(guān)門的功能，（以下簡稱為自翻車），可節(jié)省人力，減輕勞動強度。試設(shè)計其自翻，自動開、關(guān)門機構(gòu)。2 有關(guān)數(shù)據(jù)載重80自重38.7 t容積35.4m3商業(yè)運營速度80Km/h通過最小曲線半徑80m車輛長度13234mm車輛換長1.2 3 設(shè)計要求自翻車工作狀態(tài)及原始參數(shù)如圖所示，設(shè)計要求如下：1.車廂向一側(cè)翻至給定角度時，該側(cè)廂門聯(lián)動打開成為車廂底面的平行延伸面。2.車廂向一側(cè)翻時，另一側(cè)廂門不得向內(nèi)擠壓。3.車廂未傾翻時及恢復(fù)水平狀態(tài)時，兩側(cè)廂門聯(lián)動關(guān)閉，廂門不得在散

3、貨壓迫下自行開啟。4.驅(qū)動和傳動系統(tǒng)在車廂下面，不超過車廂側(cè)面。5.采用液壓驅(qū)動，平面連桿機構(gòu)傳動（不使用高副機構(gòu)），各傳動角不得小于30°。6.不得發(fā)生桿件干涉現(xiàn)象。不得涉及高副機構(gòu)，受力合理。4 設(shè)計任務(wù)1、總體方案設(shè)計，將能夠?qū)崿F(xiàn)的方案盡可能列出來，并進行方案比選2、結(jié)合設(shè)計要求，比較各方案的優(yōu)缺點，選定合理的機械運動方案； 3、按給定的傳動要求和執(zhí)行機構(gòu)運動參數(shù)，擬定機械傳動方案；4、畫出機械運動方案簡圖；5.    用軟件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）對執(zhí)行機構(gòu)進行運動仿真，并畫出輸出機構(gòu)的位

4、移、速度、和加速度線圖。6. 圖紙上繪出最終方案的機構(gòu)運動簡圖（可以是計算機圖）并編寫說明書。5 機構(gòu)設(shè)計方案方案一：圖5.1 方案一簡圖該運動機構(gòu)由液壓缸機構(gòu)和相應(yīng)的連桿機構(gòu)組成的；工作原理是液壓缸升起，使車廂側(cè)翻，同時在升起的過程中帶動連桿機構(gòu)，使車門發(fā)生翻轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)車廂側(cè)翻的同時車門也自動打開，以滿足設(shè)計要求。方案二：圖5.2 方案二簡圖該運動機構(gòu)由兩個液壓缸機構(gòu)組成的；工作原理是大液壓缸升起，使車廂側(cè)翻，同時小液壓缸也升起，這樣就能使車門發(fā)生翻轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)車廂側(cè)翻的同時車門也自動打開，以滿足設(shè)計要求。6 方案的比較與選擇6.1 對方案一進行校對圖6.1 方案一校對圖（1）令

5、CK=Y，AB=X。根據(jù)圖形幾何關(guān)系得： 化簡得：4*x4-820077.2166*x2+4137.25832*x3-71422700.8*x+1497846432=0（2）用MATLAB解方程程序solve('*x4-820077.2166*x2+4137.25832*x3-71422700.8*x+1497846432=0')ans = -1494. -1055. 177. 1338.（3）MATLAB繪圖程序x=-200:1:200;y1=4*x4-820077.2166*x2+4137.25832*x3-71422700.8*x+1497846432;y2=0;plot

6、(x,y1,x,y2)grid on圖6.2 MATLAB結(jié)果圖由題意可知，X的取值應(yīng)為177.38mm。將X=177.38mm帶入原方程組可得：Y=147.27mm。由于實際要求，而得出的結(jié)果是，所以不滿足要求。6.2 兩方案的優(yōu)劣比較 方案一的運動機構(gòu)由液壓缸機構(gòu)和相應(yīng)的連桿機構(gòu)組成的，而方案二的運動機構(gòu)由兩個液壓缸機構(gòu)組成的，由于液壓缸機構(gòu)肯定比連桿機構(gòu)更耗費成本，因此方案一比方案二要節(jié)約成本，但是方案二的機構(gòu)更簡單，更容易控制，技術(shù)也比較成熟，同時比方案一的機構(gòu)更穩(wěn)定、更安全。所以選取方案二進行研究設(shè)計。7 自翻車的相關(guān)數(shù)據(jù)計算 自翻車的初始狀態(tài)（實線圖）和側(cè)翻后的狀態(tài)（虛線圖）如下圖

7、所示：圖7.1 自翻車側(cè)翻前后狀態(tài)簡圖（1） 根據(jù)設(shè)計要求可知：，車廂高，車廂寬。（2） 根據(jù)自翻車機構(gòu)運動圖上給定的數(shù)據(jù)可以求出液壓缸的原始長度，所以給出合理取值，同時根據(jù)設(shè)計要求和題意可以做出合理假設(shè)，令。（3） 將車門翻轉(zhuǎn)機構(gòu)簡化如右圖所示： 因為, 且，所以 。又因為，且，所以。在中，由題意可知：，所以，因此可得出：，進而可以得出：。（3）在自翻車傾斜到虛線位置時，此時液壓缸的長度可以根據(jù)幾何關(guān)系圖求得，簡化圖如右圖所示：已知：，且，所以，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以得出：（4）在自翻車傾斜到虛線位置時，此時液壓缸的長度可以根據(jù)幾何關(guān)系圖求得，簡化圖如右圖所示：由于,所以在中：又由于所以所以在中：

8、8 自翻車的ADAMS仿真8.1 自翻車機構(gòu)的仿真圖如下圖所示：圖8.1 自翻車ADAMS仿真圖8.2 自翻車側(cè)翻后的狀態(tài)圖如下圖所示：圖8.2 自翻車側(cè)翻后ADAMS仿真圖8.3 ADAMS仿真函數(shù)：IF( time-3 : 200*time , 600 , IF( time-4 : 600 , 600 , IF( time-12 : 600 , 600 ,IF( time-15 : 600-200*(time-12) , 0 , 0 ) ) ) )IF( time-4 : 0 , 0 , IF( time-7 : 196*(time-4) , 588 , IF( time-8 : 588

9、, 588 , IF( time-11 : 588-196*(time-8) , 0 , 0 ) ) ) )IF( time-3 : 305.5/3*time , 305.5 , IF( time-4 : 305.5 , 305.5 , IF( time-12 : 305.5 , 305.5 , IF( time-15 : 305.5-305.5/3*(time-12) , 0 , 0 ) ) ) )IF( time-4 : 0 , 0 , IF( time-7 : 305.5/3*(time-4) , 305.5 , IF( time-8 : 305.5 , 305.5 , IF( time

10、-11 : 305.5-305.5/3*(time-8) , 0 , 0 ) ) ) )8.4 自翻車車廂側(cè)翻角度曲線圖： 圖8.3 自翻車車廂側(cè)翻角度曲線圖8.5 自翻車運動過程中質(zhì)心的位移曲線圖：圖8.4 質(zhì)心X方向的位移曲線圖 圖8.5質(zhì)心Y方向的位移曲線圖圖8.6 質(zhì)心的位移曲線圖8.6 自翻車運動過程中質(zhì)心的速度曲線圖：圖8.7 質(zhì)心X方向的速度曲線圖圖8.8 質(zhì)心Y方向的速度曲線圖圖8.9 質(zhì)心的速度曲線圖8.7 自翻車運動過程中質(zhì)心的加速度曲線圖：圖8.10 質(zhì)心X方向的加速度曲線圖 圖8.11 質(zhì)心Y方向的加速度曲線圖圖8.12 質(zhì)心的加速度曲線圖9 設(shè)計心得與體會 通過這次機械原理課程設(shè)計，使我收獲頗多。首先，在課程設(shè)計初期，要靠自己運用所學的知識和通過查閱資料來設(shè)計可行性方案，在設(shè)計各種方案的過程中，自己的思維得到了擴展，創(chuàng)新能力得到了訓練。其次，在選定方案并對其進行深入研究和設(shè)計時，會遇到各種各樣的困難和疑惑，在這個客服困難和挫折并完