高位自卸车设计方案说明书
学院： 机汽学院
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2014年7月4日
高位自卸汽车的设计
摘要：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，并实现车厢门随车厢的翻转而自动打开。
关键词：高位自卸举升机构翻转机构
目录
第一部分问题的提出............................................................ .. (4)
1.1题目简介......................................................................... (4)
1.2设计要求和有关数据 (5)
1.3工作原理及其运动流程 (5)
第二部分主要执行结构方案设计 (6)
2.1举升机构的设计 (6)
2.2 车厢的翻转机构设计 (11)
2.3后厢门打开机构的设计 (16)
第三部分机构综合 (20)
3.1方案的选择 (20)
3.2机构总图 (23)
第四部分总结 (25)
4.1机构设计原理 (25)
4.2收获与提高 (27)
结束语 (28)
图 2 高位自卸汽车卸货
第一章 问题的提出
1.1 题目简介
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（图1），它能将车厢举升到一定高度后再倾斜车厢卸货（图2, 图3）。
1.2设计要求和有关数据:
1.具有一般自卸汽车的功能。
2.在比较水平的状态下,能将满载货物的车厢平稳地举升到一定的高度，最大升程S max 见表1。
3.为方便卸货，要求车厢在举升过程中逐步后移（图23）。车厢处于最大升程位置时，其后移量a 见表18。为保证车厢的稳定性，其最大后移量 a max 不得超过1.2a 。
4.在举升过程中可在任意高度停留卸货。
图1自卸汽车
机械原理 课程设计
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。
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。
表1 设计数据
1.3工作原理及其运动流程
车厢尺寸（L ×W ×H ）
mm
S max mm
a mm
W kg
L t mm H d
mm
4000×2000×640
1800 380 5000 300 500
图3 自卸车厢倾斜角度
第二章 主要执行结构方案设计
方案一：双臂式举升机构
该方案如下图所示：
车厢的翻
转 车厢的下
降
车厢的复
位
车厢的举
升
工作原理：如上图机构所示，图中地面代表与车底座具有相对可滑动的装置，滑动幅度由2个水平液压机构AB决定，车厢上升装置由4个竖直液压机构共同组成，达到抬升车厢的目的。CD靠近车头，所以上升幅度更大，EF上升幅度小，从而使车厢能够具有一定倾斜角度，达到卸货的目的。
优点缺点
1、该装置设计简单，所需构件种
类少，便于修理和维护。
2、在上升和下降过程中平稳
性好。1、该装置需要液压油缸较大的
推程，为达到效果，所需的
CD杆较长，不利于实际生
产。
2、液压杆的数量较多
方案二：平行四边形举升机构该方案如下图所示：
工作原理：
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。
优点缺点
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。
1、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。
方案三：L型举升机
该方案如下图所示：
工作原理：如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。
优点缺点
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，机构的尺寸也较小。 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。
方案四：双剪式举升机构
该方案如下图所示：
工作原理：如上图所示，该举升机构是由长度相等的四根杆AD 、BC 、DE
和CF 彼此铰接于H 、G 点；AD 杆的A 端和与水平的滑块铰接，并可在滑槽内移动；BC 杆的B 端与车体底部为铰接，CF 杆的F 点与车厢底部的水平滑块铰接，DE 杆的E 点和车厢底部铰接。当液压杆升长时，车厢上升，同时A 点向右移动，车厢实现一定的后移量；反之，车厢下降，同时车厢左移。
优点
缺点
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。
1、 该方案杆数较多，杆的铰接处
的压力较大。
2、 由于液压杆放在杆的中间
位置，对液压杆的摆放位置要求较高。 1．设计要求
1）利用连杆机构实现车厢的翻转，其安装空间不能超过车厢底部与大梁间的空间。
2）结构尽量紧凑，可靠，具有良好的动力传递性能。
2．设计方案
翻转机构是自卸汽车的关键部分，其性能直接影响车辆的性能。为此，我们设计了多种方案，比较各自的优缺点。
方案一：双液压错位式
本机构本意作为和举升机构的方案一配套使用。
方案二：单缸直推式
该方案如下图所示：
工作原理：
油缸直接推动车厢绕铰接点转动，实现车厢的翻转。
优点缺点
1、结构简单、紧凑、比较容易想
到。
2、油缸所需的功率较小。1、采用单缸时候容易导致三面
倾斜。
2、横向强度差，油缸行程较
大。
方案三：油缸推进连杆该方案如下图所示：
工作原理：
油缸推动三脚架CDE翻转，使BC上升，从而车厢绕着F点转动。
优点缺点
1、横向刚度较好，举升时转动圆
滑。
2、车厢倾翻轴支架的水平反
力较小，车架底部受力也比
较均匀。1、油缸在翻转过程中的摆动角度较大，带来了一些不稳定性。
方案四：连杆放大式该方案如下图所示：
优点缺点
1、该机构的三角架比较大。
1、横向刚度较好，举升时转动圆
滑。
2、三脚架推动车厢举升时，车
厢倾翻轴支架的水平范例
较小。
方案五：Z字形举升机构
该方案如下图所示：
举升原理：
A点固定，由液压缸拉动B点右移，从而使得车厢翻转。
优点缺点
1、具有良好的举升性，安装方便。1、液压杆的升程较大。
2.3后厢门打开机构
设计要求：
1、在车厢倾斜卸货时，后厢门随之联动打开
2、卸货完毕，车厢恢复水平状态，后厢门也随之可靠关闭
3、后厢门打开机构的安装面不超过车厢侧面
4、其中，后箱门和车厢的相对位置如下：
方案一：重力开启机构
该方案如下图所示：
机构分析：
该种方案是最容易想到的，因为设计要求中提到在车厢倾斜卸货时，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。所以，在本设计中，当车厢翻转的时候，后箱门是完全依靠自重下垂的，在车厢倾斜卸货的时候，后箱门是可以随之打开的，当车厢恢复水平的时候，后箱门也可
优点缺点
1、结构简单，非常容易想到。
1、不能实现自锁。
2、不需要其他任何机构，自动
打开，十分经济。
该方案如下图所示：
机构分析：
该机构就是一个简单的4连杆机构，其中连杆1是和后箱门固连在一起的，3是一个可以绕车厢体转动的移动副。
在车厢翻转时，通过联动机构使连杆2在3内滑动，从而推动1绕C旋转，从而使后厢门开启。
优点缺点
1、能够保证车厢门打开和关闭的准确
位置，比较容易实现和车厢的联动关
系。
2、计算也比较的简单。主要缺点就是2杆在转动的同时还要在移动副中进行滑动，所以，如果稍微有个地方润滑不好的话，就很有可能造成机构的自锁，使得后车厢门不能正常的打开。
该方案如下图所示：
机构分析：
本机构完全由四杆机构构成，其中的一根杆2就是车厢的后门。另外两根杆1和3都是铰接在车厢体上的。当车厢翻转时，通过联动机构使杆3转动，从而带动后厢门2转动，完成其开启和关闭动作。
优点缺点
1、该方案的结构比较简单。
2、该方案较易实现与其他机构的联动，能够
确保车厢门的打开和关闭的时候的准确位置。本机构虽然原理简单，但对机构尺寸的要求较高。
该方案如下图所示：
机构原理：
如图所示（图中只表示一侧），由滑块A带动杆AB，从而推动后厢门打开，打开后AB紧贴车厢两侧面。
优点缺点
方案简单，容易实现，同时倒货时不影响杆AB。本机构虽然原理简单，但对机构尺寸的要求较高。