高位自卸汽车

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1、高位自卸汽车汽11班：陈涛胡恒李博男【问题提出】目前国内生产的自卸汽车，其卸货方式为散装货物沿汽车大梁卸下，卸货高度都是固定的。若需要将货物卸到较高处或使货物堆积得较高些，目前的自卸汽车就难以满足要求。为此需设计一种高位自卸汽车，它能将车厢举升到一定高度后再倾斜车厢卸货。【设计要求和有关数据】设计要求：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。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。为保证车厢的稳定性

2、，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2。6)举升和翻转机构的安装空间不超过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。序号车厢尺寸（L×W×H）SmaxaW（kg）LtHd14000×2000×6401800380500030050023900×2000×640185035048003005

3、0033900×1800×6301900320450028047043800×1800×6301950300420028047053700×1800×6202000280400025045063600×1800×61020502503900250450表1（尺寸单位：mm）【方案设计】一．举升机构设计要求：1．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。2．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。为保证车厢的稳定性，其最大后移量amax不

4、得超过1.2a。3．在举升过程中可在任意高度停留卸货。方案一：平行四边形举升机构如上图所示机构，CBEF形成一平行四边形，杆BC在液压油缸的带动下绕C轴转动，从而完成车厢的举升和下降。优点：1．结构简单，易于加工、安装和维修；2．能够保证车厢在举升和下降过程中保持水平，稳定性好；3．液压油缸较小的推程能够完成车厢较大的上移量。缺点：车厢上移时，其后移量很大。为了保证车厢举升到最大高度时，其最大后移量不超过设计要求，需将杆BC、EF做得很长，甚至大大超过了车厢的长度，在工程实际中不能实现。方案二：L型举升机构工作原理：如

5、上图所示车厢举升机构，L形杆BDE一端与铰链B相联（铰链B通过竖直杆固定在车架上），一端与车厢底部的铰链E相联，同时其上绞接一液压油缸2，液压油缸另一端与车厢底部的铰链相联。举升时，液压油缸1伸长，推动L形杆BCD绕铰链B逆时针转过角度，使E端上升；与此同时，液压缸2也联动工作，使车厢也转过角度，从而使车厢在上升过程中保持水平。随着BCD杆的转动，E点后移，同时带动车厢后移，当E点与B点等高时，后移量达到最大。优点：1．该机构充分利用了车厢前面的空间，使车厢底部的机构变得简单；2．该机构克服了方案一中后移量过大的缺点，

6、机构的尺寸也较小。缺点：1．该机构最大的缺点在于车厢全部重量均有L形杆BCD承担，由于DE很长，所以BCD受到很大的扭矩作用。这就对L形杆的强度提出很高要求，同时也限制了车厢的装载量。2．液压缸1和液压缸2需要联动工作才能保证车厢的水平，使控制机构复杂。3．液压油缸的推程较大。方案三：剪式举升机构工作原理：如上图所示，该举升机构是由长度相等的两杆AC和BD彼此铰接于E点；AC杆的A端和与水平的活塞杆铰接，并可在滑槽内移动；BD杆的B端与车厢底部为滑动铰接。当活塞F右移时，车厢上升，同时向后移动；活塞F左移时，车厢下降，

7、同时向前移动。下面具体分析车厢的后移原理：如上图，设AE=BE=a，CE=DE=b，举升前，举升后，则有上移量：后移量：化简后得可见，后移量与a，b的差值有关，故采用此种布置形式时，铰接点E不能为两杆的中点。采用此种布置时，会使CD的距离较小，影响了车厢工作时的稳定性，特别是在车厢翻转卸货时，这种影响尤为显著。为了消除这种影响，可将E取为两杆的中点，同时，为了使车厢在上移时能够逐渐后移，需要将C点换成滑动铰接，而D点换成固定铰接。如下图所示：最好用作图法将极限为之画出来。此时，由于E为两杆的中点，故在车厢上移过程中，A

8、与D，B与C始终在一条直线上；同时由于A点向后移动，故车厢上的D点也随之后移，于是整个车厢就向后移动。设AC=BD＝l，举升前，举升后，则有上移量：后移量：该举升机构的优点是：1．结构简单，紧凑；2．能够很好的协调车厢上移量与后移量之间的关系，满足工作要求；3．机构的受力情况较好。缺点：液压缸水平布置时，在举升初始阶段，传动角很小