專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)安排

高位自卸汽車(載重汽車起重后板,自動鉆床送進機構(gòu)，后裝壓縮傾卸式垃圾汽車)結(jié)構(gòu)設(shè)計高位自卸汽車(載重汽車起重后板,自動鉆床送進機構(gòu)，，后裝壓縮傾卸式垃圾汽車)運動分析高位自卸汽車(載重汽車起重后板,自動鉆床送進機構(gòu)，，后裝壓縮傾卸式垃圾汽車)動力分析高位自卸汽車(載重汽車起重后板,自動鉆床送進機構(gòu)，，后裝壓縮傾卸式垃圾汽車)三維模型建立高位自卸汽車(載重汽車起重后板,自動鉆床送進機構(gòu)，，后裝壓縮傾卸式垃圾汽車)動態(tài)仿真過程一、高位自卸汽車問題提出現(xiàn)在中國生產(chǎn)自卸汽車，其卸貨方法為散裝貨物沿汽車大梁卸下。卸貨高度全部是固定。若需要將貨物卸到較高處或使貨物堆積得較高些，現(xiàn)在自卸汽車就難以滿足要求。為此需設(shè)計一個高位自卸汽車，它能將車廂舉升到一定高度后再傾斜車廂卸貨。設(shè)計要求和相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)計要求：含有通常自卸汽車功效。能將滿載貨物車廂在比較水平狀態(tài)下平穩(wěn)地舉升到一定高度，最大升程Smax見表2-1。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2-1。為確保車廂穩(wěn)定性，其最大后移量amax不得超出1.2a。在舉升過程中可在任意高度停留卸貨。在車廂傾斜卸貨時，后廂門隨之聯(lián)動打開：卸貨完成，車廂恢復(fù)水平狀態(tài)，后廂門也隨之可靠關(guān)閉，后廂門和車廂相對位置見圖2-3。舉升和傾斜機構(gòu)安裝空間不超出車廂底部和大梁間空間，后廂門打開機構(gòu)安裝面不超出車廂側(cè)面。結(jié)構(gòu)盡可能緊湊、簡單、可靠，含有良好動力傳輸性能。表2-1預(yù)定設(shè)計參數(shù)(尺寸單位為毫米)序號車廂尺寸(L×W×H)SmaxaW(kg)LtHd14000××6401800380500030050023900××6401850350480030050033900×1800×6301900320450028047043800×1800×6301950300420028047053700×1800×620280400025045063600×1800×61020502503900250450任務(wù)分配進度安排題目及分組三個子題目以下：車廂舉升機構(gòu)設(shè)計車廂傾斜機構(gòu)設(shè)計后廂門開啟、關(guān)閉聯(lián)動機構(gòu)設(shè)計由c題目擔(dān)任本設(shè)計組組長。協(xié)調(diào)該組設(shè)計工作，并繪制高位自卸汽車總體方案圖紙一張（三個位置繪成不一樣顏色，同一機架，在一張圖上）。論證給出較優(yōu)方案，論證關(guān)鍵考慮以下幾方面：滿足運動要求方面；動力性能方面；制造、維護方面；結(jié)構(gòu)緊湊方面；設(shè)計難易方面；尺度綜合和運動和力分析，和校核提議用八周時間完成。小組組員分別負責(zé)自己所負擔(dān)部分寫作，由小組長負責(zé)整個說明書統(tǒng)編。提議說明書目錄以下（供參考）高位自卸汽車§1-1問題提出§1-2設(shè)計要求及相關(guān)數(shù)據(jù)第Ⅰ章TOPIC(I)(I=2，3，4)§I-1方案確定§I-2機構(gòu)設(shè)計§I-3CAD（含程序框圖、變量表，程序及其運算結(jié)果）§I-4評價及改善設(shè)想（含機構(gòu)位置、傳動角、油缸行程及輸出力等評價）附錄：1.高位自卸汽車機構(gòu)運動簡圖2.各主動力輸出曲線3.參考書目注：I=2，TOPIC(2)為舉升機構(gòu)I=3，TOPIC(3)為傾斜機構(gòu)I=4，TOPIC(4)為后廂門啟閉機構(gòu)參考方案以下方案均不一定是最好方案，甚至不一定實用，列出供同學(xué)們擴展思緒，從中擇優(yōu)。愈加好方案，有待同學(xué)們?nèi)ニ妓?。舉升機構(gòu)圖4－1傾斜機構(gòu)后廂門啟閉機構(gòu)提醒以下是一個任意選定方案及設(shè)計步驟供同學(xué)們參考。舉升機構(gòu)數(shù)學(xué)模型S——升高量a——后移量Δ——0.2～0.3M（限制傾斜后，Smax、a有所減?。〢M＜1.2～1.5M（限制整車高度）選擇AM、β、MO以滿足升高和后移量。確定油缸C、D點位置要求： ⑴ ΔlCD≤500mm⑵ PCDmax≤3W⑶ 盡可能降低PCD波動。確定油缸E、F點位置要求： ⑴ ΔlEF≤600mm⑵ PEFmax≤1.5W⑶ 盡可能降低PEF波動。檢驗傳動角γmin≤40°傾斜機構(gòu)數(shù)學(xué)模型其中：可選定：G(Gx,Gy)，H1x，I1y，θGI解出I1x，該部分解法可參考第七部分。確定油缸J點位置要求： ⑴ ΔlJG≤500mm⑵ PJGmax≤3W⑶ PJG波動盡可能小?？捎锰撐灰圃砬驪JG 求J1，SHO，，方法驗算傳動角（J點）后廂門啟閉機構(gòu)數(shù)學(xué)模型 其中： （i=2,3） 其解法參見第七部分。綜合U1、S點（U1＝a1，S=a0）選定參考點：P1(P1x，P1y)、P2(P2x，P2y)、P3(P3x，P3y)、θ12、θ13。選擇：S(Sx，Sy)、U1(U1x，U1y)中兩個參數(shù)再解出另外兩個。綜合T1、Z點（T1＝a1，Z=a0）方法同上。演算傳動角條件及到位情況可用圖解法完成。聯(lián)動機構(gòu)可參考第七部分。數(shù)學(xué)模型 其中： βj由設(shè)計傾斜機構(gòu)同學(xué)提供。b.綜合X1、W1選擇X1(X1x，X1y)、W1(W1x，W1y)中兩個坐標，解出另外兩個坐標。c.檢驗到位情況及傳動角條件相關(guān)剛體轉(zhuǎn)桿導(dǎo)引和全鉸四桿機構(gòu)函數(shù)綜合問題轉(zhuǎn)桿引導(dǎo)實現(xiàn)三位置剛體綜合問題參考圖5-4。回轉(zhuǎn)矩陣Dθ1j 設(shè)計方程 其中： （j=2，3）說明：θ1j逆時針為正，順時針為負； dikj—1列j位置DRj DRj中k列 DRj中i行全鉸四桿機構(gòu)函數(shù)綜合問題 旋轉(zhuǎn)矩陣 (j=2,3) 設(shè)計方程 其中： （j=2，3）說明： a. θ1j、φ1j逆時針為正，順時針為負； b. d1kj意義同前； c. 實際機構(gòu)尺寸按百分比縮放； d. b1(b1x，b1y)需依據(jù)情況設(shè)定；e. 若解三位置問題，設(shè)計方程為二元一次方程組，若解二位置問題，需再給出a1(a1x，a1y)中一個坐標，經(jīng)過設(shè)計方程解出另一個即可。

二、載重汽車起重后板一、問題提出在汽車裝卸作業(yè)中，常常需要將貨物由地面裝到車廂上或?qū)④噹县浳镄兜降孛嫔?。對有叉車作業(yè)場所這是不成問題，但假如沒有叉車，則裝卸比較費力費時。如能利用載重汽車車廂后板設(shè)計出一個起重平臺，則能夠很好地處理這個問題。二、設(shè)計要求和相關(guān)數(shù)據(jù)汽車車廂參數(shù)圖所表示，有以下設(shè)計要求：1.后板起升過程中保持水平平動。2.后板在完成起升任務(wù)后可和車廂自動合攏。3.起升、合攏所用動力部件采取伸縮油缸，油缸應(yīng)安裝在車廂下面，且在后板和車廂合攏后，兩只油缸活塞桿應(yīng)縮進油缸體內(nèi)以預(yù)防在行車過程中飛石等碰傷活塞桿。4.最大起重量分別為0.3T、0.4T、0.5T。5.起升機構(gòu)、合攏機構(gòu)最小傳動角γmin≥40°。三、設(shè)計任務(wù)及進度安排1.機構(gòu)選型設(shè)計選擇一個能夠使后板水平平動且構(gòu)件少、體積緊湊機構(gòu)。選型往往和分析計算交叉反復(fù)進行。比如，選擇了一個機構(gòu)，經(jīng)計算分析后發(fā)覺該機構(gòu)效果不好，就要否定這個機構(gòu)，選擇新機構(gòu)，直到滿足設(shè)計要求。2.尺度綜合及運動、動力分析、傳動質(zhì)量指標檢驗尺度綜合即是要對所選機構(gòu)基礎(chǔ)尺寸進行設(shè)計計算。在動力分析中，要求求出在起升過程中起升油缸輸出力即起升機構(gòu)平衡力及各運動副反力、要求繪出各力改變曲線。因為起升機構(gòu)運動速度較低，各構(gòu)件重量相對于起升重量較小，所以在力分析過程中可省略各構(gòu)件重力及慣性力。機構(gòu)尺度綜合后應(yīng)檢驗γmin≥40°。3.撰寫設(shè)計計算說明書撰寫格式以下：問題提出、設(shè)計要求和相關(guān)數(shù)據(jù)機構(gòu)選型設(shè)計尺度綜合及運動、動力分析、傳動質(zhì)量指標檢驗自我評價及展望附錄（計算程序、圖紙和參考書目）四、設(shè)計方法提醒機構(gòu)選型設(shè)計是比較困難工作，為了開闊同學(xué)們思緒，下面將介紹機構(gòu)選型設(shè)計部分方法和本課程設(shè)計題目標部分方案提醒。依據(jù)具體設(shè)計要求，選擇一個可行機構(gòu)。通常常見以下方法：1.借鑒參考法：借鑒中國外同類設(shè)計機構(gòu)選型設(shè)計，在此基礎(chǔ)上進行修改和改善，使其滿足具體設(shè)計要求。這種參考資料能夠從專利說明書、科技圖書、期刊、產(chǎn)品樣板中取得，在機構(gòu)選型設(shè)計中這是最常見方法。在使用中注意不要照抄照搬，應(yīng)結(jié)合具體情況有所改善和創(chuàng)新。2.功效分解選擇法將具體設(shè)計要求分解為一系列功效。在現(xiàn)有機構(gòu)中尋求能夠滿足各個功效機構(gòu)，然后將這些機構(gòu)有機地綜合起來，實現(xiàn)全部功效、滿足全部設(shè)計要求。現(xiàn)在中國已出版了很多機構(gòu)應(yīng)用圖集，這些圖集按機構(gòu)功效分類編寫，有較高參考價值。采取這種方法往往能夠得到創(chuàng)新性設(shè)計。在可參考方案較少或無參考方案情況下關(guān)鍵采取這種方法進行機構(gòu)選型設(shè)計。五、參考方案采取功效分解選擇法，將起升和收攏分解為平動和擺動兩個功效，然后在現(xiàn)有多種機構(gòu)中選擇能實現(xiàn)平動和擺動機構(gòu)?？紤]到動力組件為伸縮式油缸，那幺主動構(gòu)件能夠是圖3、圖4所表示導(dǎo)桿和擺桿。以圖3、圖4所表示導(dǎo)桿和擺桿作主動件，選擇機構(gòu)轉(zhuǎn)換成平動和擺動。下列多個機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)平動：導(dǎo)桿機構(gòu)平行四邊形機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)凸輪機構(gòu)齒輪齒條機構(gòu)組合機構(gòu)等考慮到車廂具體結(jié)構(gòu)和使用要求，機構(gòu)機架只能固定在汽車車廂下面底盤上，另外，還應(yīng)考慮起升機構(gòu)上升到上限位置時應(yīng)和地面有一定距離以利于行車，依據(jù)這些限制在上述機構(gòu)中選擇一個可滿足要求機構(gòu)。擺動機構(gòu)也能夠仿照平動機構(gòu)列出很多，依據(jù)具體要求進行篩選即可。六、本課程設(shè)計題目標參考書目機械工程手冊，第十八篇，機構(gòu)選型和運動設(shè)計，機械工業(yè)出版社，1978。機構(gòu)和機械控制裝置，N.P.契羅尼斯著，郭景嘉等譯，中國農(nóng)業(yè)出版社，1984。

三、后裝壓縮傾卸式垃圾汽車課題背景介紹結(jié)構(gòu)組成及總體部署后裝壓縮式垃圾汽車關(guān)鍵用于搜集、轉(zhuǎn)運袋裝生活垃圾。它和其它形式垃圾運輸汽車區(qū)分是：能壓縮、破碎垃圾，增大裝載量。后裝壓縮式垃圾汽車專用工作裝置關(guān)鍵由車廂和裝載廂兩部分組成。后裝壓縮傾卸式垃圾汽車運輸狀態(tài)圖1所表示。車廂2置聯(lián)于底盤車架上。裝載廂3在車廂后端，其上角和車廂鉸接，并可由舉升油缸驅(qū)動其繞鉸接軸轉(zhuǎn)動。垃圾從裝載廂后部入口處裝入，再經(jīng)裝載廂內(nèi)壓縮機構(gòu)進行壓縮處理，然后將垃圾向前擠壓入車廂內(nèi)壓實。卸出垃圾時，圖2所表示，首先裝載廂被舉升油缸1驅(qū)動擺轉(zhuǎn)掀起，使車廂后端呈敞開狀，然后車廂被舉升油缸2驅(qū)動繞其下后部鉸接軸擺轉(zhuǎn)，前端升起向后傾斜，將垃圾卸出車廂。在進行汽車總體部署時，裝載廂垃圾入口下緣離地距離應(yīng)小于900mm。關(guān)鍵工作部件結(jié)構(gòu)和參數(shù)確定1-2-1車廂后裝壓縮式垃圾汽車車廂縱截面通常為直角梯形，圖3所表示。參考中國外同類車型即可確定額定裝載質(zhì)量me＝5000kg。依據(jù)壓縮后垃圾密度ρ＝400~600kg/m3，車廂容積V按下式確定：（m3）車廂容積也可按圖3確定：（m3）式中：廂內(nèi)頂縱向長度(m)；廂內(nèi)底縱向長度(m)；H廂內(nèi)高度(m)；W廂內(nèi)寬度(W＝2m)；1-2-2車廂傾斜機構(gòu)為了使車廂能夠前端升高向后卸出垃圾，須將車廂后端和底盤鉸鏈連接，并在車廂下面設(shè)置液壓舉升機構(gòu)。為了避免車廂重心過高影響其穩(wěn)定性，應(yīng)該盡可能降低舉升機構(gòu)所占用高度空間。運輸時車廂在底盤上平放，舉升油缸尾端不得低于車輪輪軸。1-2-3裝載廂和壓縮填裝機構(gòu)裝載廂總成是由裝載廂體和安裝在其內(nèi)壓縮填裝機構(gòu)組成。其作用是將垃圾填裝在裝載廂內(nèi)進行壓碎壓實處理，并將垃圾向車廂內(nèi)擠壓。裝載廂內(nèi)復(fù)合連桿式壓縮機構(gòu)工作過程圖4所表示。狀態(tài)(a)表示鏟斗DE上一次工作循環(huán)結(jié)束和新一輪工作循環(huán)開始，垃圾已倒入裝載廂下腔裝填斗中；狀態(tài)(b)表示鏟斗DE擺動上收；狀態(tài)(c)表示鏟斗DE向下壓縮垃圾；狀態(tài)(d)表示鏟斗DE改變施力方向，將垃圾深入壓碎、壓實，并開始向車廂方向推送；狀態(tài)(e)表示鏟斗DE將垃圾向車廂內(nèi)壓入并復(fù)位。二．設(shè)計要求和相關(guān)數(shù)據(jù)1.初步設(shè)計本車外形輪廓。標注車廂和裝載廂關(guān)鍵幾何參數(shù)。設(shè)計車廂傾斜機構(gòu)（1）采取油缸驅(qū)動，油缸級數(shù)不多于三級，確定其工作長度范圍Lmin和Lmax。（一級Lmax≈1.7Lmin，二級Lmax≈2.3Lmin，三級Lmax≈2.8Lmin）確定車廂和底盤鉸接鉸鏈位置。設(shè)計車廂傾斜機構(gòu)，使車廂最少能夠向后擺轉(zhuǎn)傾斜40°。舉升油缸工作過程中傳動角γ2min≥30°。車廂在水平運輸位置時，車廂下面傾斜機構(gòu)占用高度盡可能小，舉升油缸2尾端不得低于車輪輪軸。設(shè)計裝載廂及其內(nèi)壓縮填裝機構(gòu)（1）采取油缸驅(qū)動，具體要求同上。(2)壓縮填裝機