机械设计学报告.doc

《机械设计学》实践教学
机械设计学设计书

题 目： 载重车装载系统的开发

目 录
摘要
关键字
第一章 设计任务书
1、设计目的
2、设计任务

第二章 载重车装载系统的设计
1、设计说明
2、系统的总功能和分功能
3、主要功能、辅助功能、控制功能
4、分功能的实现
5、创新点的说明

参考文献

讨论记录（组长附）

载重车装载系统的开发
摘要：自从人类学会了劳动，学会了制造和实用工具，就开始学会了设计。从此以后，人类设计和制造了石器，设计建造了房屋，设计烧制了陶器，设计制造了贝壳项链……人类在进化过程中不断提高自己的劳动技能，同时也提高着自己的创造才能，他们设计并制造了衣食住行种种物质产品，在创造性劳动中进行创造设计。在创造性劳动和设计中丰富了人类的物质文明，同时促进了人类自身的精神文明的成长。随着社会的发展，人类的进步，科技越来越来被应用于社会和生产中，随着汽车的载重量增加，载重物品的重量和体积越来越大，给卸载和装运带来了许多的不方便，质量大的物品还要用吊车来卸载和装载物品，为了克服这个难题，我们可以在车的上面加装一个类似于吊车的车架，我们可以把后挡板当用来托运物品，这样可以减少劳力，也可以方便装卸

关键字 ： 装载；卸载；转动升降；同步升降

第一章 设计任务书
1、设计的目的
《机械设计学》是为机械类专业和近机械类专业的学生在学完机械设计及同类课程以后所设置的实践性教学环节，也是第一次对学生进行全面的，规范的机械设计训练。其主要目的是：
（1）培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用机械设计课程和其他选修课程的基础理论并结合实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展学生有关机械设计方面的知识。
（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械设计，使学生掌握一般机械设计的程序和方法，树立正面的工程大合集思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力。
（3）课程设计的实践中对学生进行设计基础技能的训练，培养学生查阅和使用标准规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图、数据处理、计算机辅助设计等方面的能力。
2、设计的任务
为了用载重车运输成件物品，需要开发一个如图所示功能的装载系统。为了卸下成件物品，必须进行如下操作:物品可以用手工从载重车的车厢地板上移动到后挡板的面上，应用动作机构将其降到地面上，最后从后挡板上将物品取下；装在过程顺序相反。
本作业要求设计后挡板的运动机构及其能量的操控。
所设计的装载系统应满足如下要求：
1、 用锁紧的垂直位置后挡板围成装载空间。
2、 后挡板在水平和垂直位置之间摆动。
3、水平位置的后挡板可在车厢地板边缘和地面之间运动。
为了用手操作运动机构，应该采用一套操纵单元，用来进行后挡板的运动操作
图一 设计示意图

第二章 载重车装载系统的设计

一、设计说明
根据要求把车厢后挡板设计成升降式，在后挡板与车体连接处加上一个能竖直上下的导轨，使后挡板能够上下移动，后挡板与导轨用车后门铰链连接，使后挡板和导轨成轴转动连接，使后挡板与导轨能自由转动。考虑到后挡板质量不重，故不设计机械开关后挡板机构，采用人手动直接开关后挡板。为满足能在后挡板上卸货，为持续保持后挡板水平，在后挡板与导轨用铁链连接。导轨与车厢可以上下活动，由于要放货物，故导轨的升降采用液压系统

二、系统的总功能和分功能[1]
1）系统的总功能
卸载物品时用人工从载重车的车厢地板上移动到后挡板的面上，应用动作机构将其降到地面上，最后从后挡板上将物品取下；装在过程顺序相反
2）系统的分功能
在卸载过程中，后挡板通过一个铁链卷扬机（固定在后挡板上如图）拉动铁链来放下后挡板，使之到达水平位置便于卸货；将货物放上挡板之后，通过液压机构使挡板在滑道中下移，最终下降到地面上，方便卸货；装载过程反其道而行之
三、主要功能、辅助功能、控制功能
A、主要功能
（1）后挡板的翻转[2]
后挡板需要作为一个承载平台，故其必须能够翻转。我们使用一个液压马达减速箱来提供动力，控制后挡板的翻转。液压马达减速箱和铰链都是固定在导轨1上的，如图；后挡板设计成波浪形以增强承载强度

图二 总体设计

图三 后挡板设计[3]
（2） 后挡板的升降[2]
后挡板的升降是通过液压液压缸来实现的。液压缸的伸缩使滑槽上下移动，从而带动后挡板的竖直运动。导轨由于要承载货物的上下运动，应采用长导轨，如下图所示，导轨有2个。2个导轨最下段之间用与车厢宽相同长度的工型槽钢连接，槽钢的尺寸由车地板来定，后挡板与槽钢用铰链连接；为方便安放与固定后挡板定位铁链，确定导轨外部与后挡板连接，内部与车厢连接；选择合适的液压缸，安放在车厢两边，一端与车挡板端的导轨采用轴连接，另一端与车厢连接；外防止导轨在向下放的时候不脱离，内导轨长度应大于车厢高度

图四 导轨[3]
B、辅助功能
为了使后挡板的能够在上升到最顶端和旋转至最有端时及时停止，在导轨一和导轨二的最顶端设置一个行程开关
C、控制功能
人机控制功能：后挡板的翻转和升降都是由人工进行控制的，通过操作人员的配合和操作经验来实现后挡板的动作实现

图五 功能分解图

四、分功能的实现方案
A、后挡板在水平位置和垂直位置之间的摆动：
通过液压马达带动卷扬筒拉动铁链旋转。
B、挡板及其物品的上下移动：
利用液压缸带动导轨（为满足能在后挡板上卸货，为持续保持后挡板水平，在后挡板与导轨用铁链连接）上下移动。

图六 系统的功能结构图

图七 系统的运动循环图一

图八 系统的运动循环图二

图九 总设计草图
五、本设计的创新点说明
此设计能够将很方便的把货物装载和卸载，特别是对于运送较大型的货物和易损的货物有很大的优势，而且效率很高，实现了高效的运作。
液压马达卷扬机构，运行平稳，控制方便，对后挡板的操作灵活，易于控制；导轨机构通过液压缸控制，运行平稳，结构简单。
总结：设计改造的核心部件就是升降架采用导轨液压系统，升降架必须要有很好的结合，也要有有足够强的强度，并且长度也要适中，液压缸选择也要合适。两个销轴大小半径比例要适中只有这样才能保证车厢后挡板包车水平方向降落和升起。升降架要长度适中，如果升降架太短的话 就不能完全降落到地面上，物品就不能卸下来，就达不到改造的目的。通过这次设计改造，我们便可以在很轻松的情况下把物品从车上轻松的卸下来，这样既减少了劳动力也减少了经济情况，还可以在很小的空间下把物品卸载下来或装载上去。

参考文献
[1]黄靖远，高志，陈祝林主编 机械设计学[M] 机械工业出版社 第三版 2006
[2]潘存云，唐进先编 ，机械原理 机械原理[M] 中南大学出版社 2011
[3]百度文库