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1、精选优质文档-倾情为你奉上载重汽车的起重尾板设计计算说明书专心-专注-专业目 录第1章 问题的提出在汽车的装卸作业中，常常需要将货物由地面装到车厢上或将车厢上的货物卸到地面上。对有叉车的作业场合这是不成问题的，但是如果没有叉车，则装卸比较费力费时。如果能利用载重汽车的车厢尾板设计出一个起重平台，则可以较好的解决这个问题。车辆配置起重尾板后，货物的装卸效率可以得到很大的提高，且劳动强度小，能很好地发挥车辆的经济效能。起重尾板在欧美发达国家、香港特区等地区的货运车辆的装配率已达70%以上，在国内，虽然装配起重尾板的货运车辆在各个领域都有，但所占比例仍然很小。因此，起重尾板在国内具有很好的发展前景。
2、 图1-1 起重尾板作业图 图1-2 起重尾板产品展示图下表（表1-1）为达成尾板的主要技术参数：表1-1 达成尾板主要技术参数一览表型号参数项目DC-WB10DC-WB15DC-WB20面板规格(mm)150018001650205018002150165018001800225018002250165020001800235018002350提升重量(kg)100015002000自身重量(kg)320460540面板工作角度59电机动力12V/160AH, 24V/120AH功率(kW)22/33机架臂长(mm)680/750750/800/900/1000900/1000内宽(mm)8
3、50850/990最小车尾长度700/750750/800/850900/950适用厢地高度h(mm)800h1550平均升降速度8cm/sec开关速度10/sec油料变通液压油第2章 设计要求与设计数据起重尾板的工作过程为：装载货物举升货物卸载货物尾板合拢，因此，在货物的举升过程中，尾板必须要保持水平平动，否则，货物有可能从尾板上掉落并损坏。另外，为保证货物的安全，尾板在运行过程中，要保持平稳。尾板的动力机构采用伸缩油缸，考虑到车厢结构，油缸应该安装在车厢下面的底盘上。综合各方面因素，产品设计需达到以下要求：（1）尾板举升过程中保持水平平动；（2）尾板在完成举升任务后可与车厢自动合拢；（3）
4、尾板举升速度适中（80mm/sec左右），且举升下降平稳；（4）尾板合拢角速度适中（10/sec左右），且合拢展开平稳；（5）最大起重量为0.5T； （6）举升机构的最小传动角min40；（7）举升、合拢所用动力部件采用伸缩油缸； （8）油缸应安装在车厢下面；（9）油缸承受最大载荷适中；（10）尾板要便于安装。第3章 机构选型设计尾板机构的设计可采用功能分解选择法，即将起升和合拢分解为平动与摆动两个功能，然后在现有各种机构中选择能实现平动与摆动的机构。考虑到动力组件为伸缩式油缸，那么主动构件可以采用图3-1所示的导杆与摆杆。 图3-1 导杆机构 图3-2 摆杆机构以图3-1和图3-2所示的导杆
5、与摆杆作为主动件，再选择相应的机构将其转换成平动和摆动。下列几种机构可以实现平动，现对它们进行分析对比。3.1 导杆机构图3-3 导杆机构优点：构件少，结构简单，因此成本较低，易于实现；缺点：由于整个机构要安装于汽车车厢下面的底盘上，因此该垂直升降式导杆机构安装后不利行车，不可用。3.2 平行四边形机构图3-4 平行四边形机构优点：结构简单，运行平稳，可安装于车厢底部，不影响车辆的美观和行车；缺点：构件较多，安装时部分车辆可能需对尾部进行一定的改装。3.3 曲柄滑块机构图3-5 曲柄滑块机构优点：结构简单，运行平稳，无冲击；缺点：与导杆机构一样，安装于车厢底部后不利行车，因此也不可用。3.4
6、齿轮齿条机构图3-6 齿轮齿条机构优点：升降距离可精确控制，运行平稳；缺点：由于整个机构要安装于汽车车厢下面的底盘上，因此该机构不宜进行较大距离升降，否则会影响行车。3.5 最终设计方案考虑到车厢的具体结构和使用要求，机构的机架只能固定在汽车车厢下面的底盘上，此外，起升机构上升到上限位置时应与地面有一定距离以利于行车，尾板在举升过程中还应保持平稳，以保证货物的安全。通过对以上各机构优缺点的对比,现确定尾板平动采用平行四边形机构，考虑到尾板的合拢动作，需对其进行适当的改动，改动后结构简图如图3-7所示。图3-7 尾板机构简图该机构采用伸缩式液压缸，其中，与上部连杆形成转动副的液压缸用于举升，另一
7、个液压缸用于尾板的合拢。连杆与合拢缸构成平行四边形机构，保证尾板的平动；液压缸的伸缩运动转化为连杆的摆动运动后，尾板升降较为平稳；该机构在竖直方向结构紧凑，在举升至上限位置时，机构最下端与地面仍有一段距离，不影响正常行车。因此，该机构满足设计要求。第4章 机构尺度综合4.1 车体尺寸图4-1为车体基本尺寸：图4-1 车体基本尺寸4.2 尾板尺寸为便于货物的装载，将尾板右端设计为楔形，根据车厢尺寸，确定尾板开关及尺寸如图4-2所示：图4-2 尾板尺寸4.3 连杆尺寸及安装位置尾板的起始及终止位置如图4-3所示。由车体尺寸知，尾板举升高度为1140mm，取L1400mm，L2200mm，A、E两点
8、高度差为H3150mm，尾板外观厚度H0100mm。图4-3 连杆尺寸及安装位置由图4-3可知，尾板在举升过程中，传动角先增大后减小，故其最小值于起始或终止位置处取得。根据设计要求需使40，当尾板位于最高位置时，H2（L1+L2）cotmin=(400+200)cot40=715(mm) 当尾板位于起始位置时，tan= tan40=0.84 由、得475H2715，故取H2600mm.则杆AC长度lAC=600/cos45=848(mm)。当尾板位于起始位置时，传动角arctan arctan=73.5740当尾板位于终止位置时，由L1+L2H2知传动角4540，满足设计要求。4.4 液压缸尺
9、寸取lAG=2lAC/3=566mm，则举升缸1的本体长度（即活塞杆合拢时长度）最小值为L1=543.0(mm)举升缸1的行程为x1=137(mm)合拢缸2的本体长度为L2848（mm）合拢缸2的行程为x2=141(mm)根据液压缸的本体长度、行程及市场常见规格(表4-1为美国恩派克液压缸参数)，取缸体直径为800mm，活塞杆直径为30mm。表4-1 美国恩派克（ENERPAC）部分型号液压缸规格参数表项目参数型号承载能力(kN)行程(mm)本体高度(mm)伸展高度(mm)外径(mm)自重(kg)L45164157581.04525110135381.04576165241381.545127
10、215342381.945177273450382.445232323555382.8L1012689115571.810154121175572.3101105171276573.3第5章 机构运动分析5.1 位移分析由于尾板机构具有对称性，故只取一侧进行分析。而将举升连杆平移至与合拢连杆同平面并不改变其位移、速度、加速度特性，故为简便起见，将机构简图改画如图5-1所示。图5-1 尾板机构简图以O为坐标原点，建立如图所示坐标系，则A(0,340)，B(0,240)，E(0,190)，C2(600,940)，D2(600,840)，点C、D、G的位移方程如下：举升过程中(73.57135)，C
11、: D: G： 合拢过程中，只有D点位置继续变化，其位移方程如下： (090)因为，故，保证了尾板在举升过程中处于平动状态。图5-2描述了点C1、D1在运动过程中的位移变化情况。从图中可以看出，在举升过程（横坐标time在09.7之间）中，点C1、D1的x坐标曲线重合，y坐标曲线的值在同一时刻始终相差100，与设计要求相符。图5-2 点C1(mark4)、D1(mark7)位移的动态变化图5-3描述了点C1、H1在运动过程中的位移变化情况。从图中可以看出，在举升过程（横坐标time在09之间）中，点C1、H1的y坐标曲线重合，说明在举升过程中尾板处于平动状态。图5-3 点C1(mark4)、H
12、1(mark110)位移的动态变化5.2 速度分析对5.1节中各位移方程求导得各点相应速度方程如下：举升过程中(73.57135)，C: D: G： 合拢过程中， (090)图5-4描述了点C1、D1在运动过程中沿y轴方向的速度变化情况。从图中可以看出，举升过程中，点C1、D1在竖直方向的速度始终保持相同，大小为80100mm/s，并为缓慢的匀加速运动，实际应用较为理想。图5-4 点C1(mark4)、D1(mark7)沿y方向速度的动态变化图5-5描述了点C1、D1在运动过程中沿x方向速度的动态变化情况。从图中可以看出，点C1、D1沿x方向的速度在0100mm/s之间变化，且速度曲线较为平滑
13、。图5-5 点C1 (mark4) 、D1(mark7)沿x方向速度的动态变化 图5-6描述了点G在运动过程中速度的动态变化情况。沿x方向速度在5468mm/s之间变化，沿y方向速度在066mm/s之间变化，速度曲线较为平滑。图5-6 点G（mark65）在运动过程中速度的动态变化5.3 加速度分析对5.2节各速度方程求导得相应加速度方程如下：举升过程中(73.57135)，C: D: G： 合拢过程中， (090)图5-7描述了点C1、D1、G在运动过程中加速度动态变化的情况。从图中可以看出，举升过程中，三点在竖直方向的加速度近乎恒定，且均不大于2.24mm/s2；三点在水平方向的加速度在前
14、半段举升时间内变化较为缓慢，在举升即将结束的23s内加速度变化较快，且最大加速度达到35 mm/s2，但只是瞬时最大加速度，并不影响实际应用。在尾板合拢过程中，只有D点运动，其水平和竖直方向的加速度大小均在1.55.0 mm/s2的范围内变化，较为理想。图5-7 点C1(mark4)、D1(mark7)、G(mark65)加速度的动态变化图5-8描述了点H1在运动过程中的角速度变化情况。从图中可以看出，尾板在合拢过程中，角速度为8.4412.15/s，从而也证明了液压伸缩缸BD1运动的合理性。图5-8 点H1(mark110)角速度的动态变化5.4 总结通过以上对相关各点的位移、速度和加速度的
15、分析，可以得出如下结论：（1）尾板在举升过程中始终保持平动。（2）竖直方向加速度较小且近乎恒定，水平方向加速度初始时较小，当尾板接近上限位置时加速度较大，但因加速时间较短，对速度影响不大，因此，从整体来看，尾板运行平稳。（3）尾板合拢速度适中，即合拢较为平稳。因此，机构在运动方向满足设计要求。第6章 机构动力分析由图6-1可知，整个起重尾板机构所受外力只有载荷F4900N、重力W和三个铰链A、B、E处的支座反力。对于液压伸缩缸，只需根据活塞杆受力情况来确定其型号参数，因此，只需对合拢缸活塞杆和举升缸活塞杆进行受力分析，而不用求解B、E两个铰链处的支座反力。图6-1 动力分析机构简图6.1 受力
16、分析尾板受力图如图6-2所示：图6-2 尾板受力分析受力方程式：（尾板重力=1930N）举升缸活塞杆EG受力图如图6-3所示：图6-3 举升缸活塞杆受力分析受力方程式：（合拢缸活塞杆重力=20N）举升连杆由杆AC、AC、FF组成，杆FF只起连接、支撑作用，为次要构件，无需做受力分析，而AC、AC两杆因具有对称性，受力情况相同，故只取杆AC进行受力分析，其等效受力图如图6-4所示：图6-4 举升连杆受力分析受力方程式：（连杆重力=170N）由两个合拢缸的对称分布可知，其活塞杆受力情况相同，现只取活塞杆BD进行受力分析，其受力图如图6-5所示：图6-5 合拢缸活塞杆受力分析受力方程式：（合拢缸活塞
17、杆重力=26N）6.2 受力仿真结果分析在ADAMS仿真模型中，给尾板添加一个竖直向下的力，来表示货物施加给尾板的载荷，其值为函数IF( time-9.17 : 4900 , 4900 , 0 )，功能为在尾板举升过程中施加大小为0.5T9.8N/kg=4900N的力，当尾板达到预定高度（即9.17秒时）时撤消外力。图6-6描述了点C、D在水平方向受力的动态变化情况。从图中可以看出，二者受力大小相等，方向相反，与计算相符，在举升阶段最大值为23137.4N，合拢阶段最大值为5932.0N。图6-6 点C（joint13）、D（joint16）在水平方向受力的动态变化图6-7描述了点C、D在竖直
18、方向受力的动态变化情况。C点所受力在举升阶段最大值为19182.5N，合拢阶段最大值为4942.2N；D点所受力在举升阶段最大值为22592.2N，合拢阶段最大值为5900.1N。图6-7 点C（joint13）、D（joint16）在竖直方向受力的动态变化图6-8描述了点C、D所受合力的动态变化情况。因C、D两点为平行四边形机构上两点，因此二者受力情况具有相似性，而从图中可以看出，二者受力曲线近似重合，与理论相符。C点所受合力在举升阶段最大值为30051.7N，合拢阶段最大值为7721.0N；D点所受合力在举升阶段最大值为32332.4N，合拢阶段最大值为8365.4N。图6-8 点C（jo
19、int13）、D（joint16）所受合力的动态变化图6-9描述了点E、G在水平方向受力的动态变化情况。从图中可以看出，二者受力大小相等，方向相反，与计算相符，在举升阶段最大值为39586.9N，合拢阶段最大值为8405.9N。图6-9 点E（joint11）、G（joint12）在水平方向受力的动态变化图6-10描述了点E、G在竖直方向受力的动态变化情况。从图中可以看出，二者受力大小相等，方向相反，与计算相符，在举升阶段最大值为38146.4N，合拢阶段最大值为11568.8N。图6-10 点E（joint11）、G（joint12）在竖直方向受力的动态变化图6-11描述了点E、G所受合力的
20、动态变化情况。因E、G两点在水平和竖直两方向的分力大小相等，因此二者合力曲线重合，与理论相符。两点所受合力在举升阶段最大值为47476.2N，合拢阶段最大值为15815.8N。图6-11 点E（joint11）、G（joint12）在所受合力的动态变化图6-12描述了点C、G、A在水平方向受力的动态变化情况。从图中可以看出，在举升过程中，A点水平方向所受力约为C点水平方向所受力与G点水平方向所受力的一半的和，与计算相符。A点水平方向所受力在举升阶段最大值为42929.0N，合拢阶段最大值为10135.0N。图6-12 点C（joint13）、G（joint12）、A（joint2）在水平方向受
21、力的动态变化图6-13描述了点C、G、A在竖直方向受力的动态变化情况。A点竖直方向所受力在举升阶段最大值为38100.0N，合拢阶段最大值为10619.0N。图6-13 点C（joint13）、G（joint12）、A（joint2）在竖直方向受力的动态变化图6-14描述了点A所受合力的动态变化情况。从图中可以看出A点所受合力在举升阶段最大值为53350.8N，合拢阶段最大值为14679.2N。图6-14 点A（joint2）所受合力的动态变化图6-15描述了点B、D在水平方向受力的动态变化情况。从图中可以看出，二者受力大小相等，方向相反，与计算相符，在举升阶段最大值为23136.6N，合拢阶
22、段最大值为5930.3N。图6-15 点B（mark8）、D（joint16）在水平方向受力的动态变化图6-16描述了点B、D在竖直方向受力的动态变化情况。从图中可以看出，二者受力大小相等，方向相反，与计算相符，在举升阶段最大值为22618.0N，合拢阶段最大值为5925.8N。图6-16 点B（mark8）、D（joint16）在竖直方向受力的动态变化图6-17描述了点B、D所受合力的动态变化情况。因B、D两点在水平和竖直两方向的分力大小相等，因此二者合力曲线重合，与理论相符。两点所受合力在举升阶段最大值为32350.3N，合拢阶段最大值为8383.6N。图6-17 点B（mark8）、D（
23、joint16）所受合力的动态变化6.3 总结从以上分析可以看出，举升缸活塞杆在举升货物至最高点时受力最大，为47476.2N；合拢缸活塞杆也在货物到达最高点时受力最大，为32350.3N；举升连杆也在货物到达最高点时受力最大，为53350.8N。因以上三杆横截面积相同，均为，最大拉伸应力，尽管部分构件所受应力较大，但仍在较常用的钢材许用应力范围之内。因此，各杆受力合理，满足设计要求。第7章 结论7.1 设计特点本设计采用伸缩式油缸为动力机构，具有承载能力大、运行平稳、无冲击、无噪音等优点。与导杆机构、曲柄滑块机构和齿轮齿条机构相比，平行四边形机构实现尾板的平动，既具有导杆机构结构简单、成本较
24、低的优点，又具有曲柄滑块机构和齿轮齿条机构运行平稳的优点。另外，尾板右端做成楔形，而整体呈直角梯形，既避免了整体呈楔形的尾板需解决装载货物前后抬头低头的问题，又具有了其方便装载货物的优点。因此，该设计方案较为理想。因设计方案较为简单，这也就决定了设计方法的简单性。整个尾板要安装于车厢下面的底盘上，因此，机构许多初始尺寸都可根据车体尺寸确定下来，再根据传动角、举升高度等设计参数确定其他相关参数，最终确定出整个机构的尺度。从机构运动学和动力学两方面的分析情况来看，尾板在举升过程中始终保持平动，且速度大小适宜，且曲线平滑，即速度变化柔和，无强烈冲击。连杆和液压缸活塞杆所受应力较大，但仍在常用材料（如
25、HT200，Q235等）的应力范围之内，因此，常用材料仍可满足强度要求。7.2 设计中的不足在这次设计中，由于我专业知识的严重欠缺，导致了思考的局限性，这就使得我的设计存在许多不足这处，例如，连杆和液压缸活塞杆受力较大，且力的变化也较大。在设计时，也没有充分考虑到经济性问题。因为这是我第一次进行设计，没有经验，因此还有很多方面没有考虑到，存在一定的缺陷。第8章 收获与体会通过本次设计，我学到了很多新的东西，我相信这些新的血液的注入将会对我以后的学习带来很大的好处。首先，学会了设计说明书的写法。以前的学习生活中不曾涉及到这一项，所以对它的写法以及要求知之甚少。但是，通过这次老师的讲解以及自己对相
26、关资料的查阅，我掌握了它的基本写法。其次，进一步理解以前所学知识。在整个设计中，由于要对所设计的机构进行尺度综合、运动学分析以及动力学分析等，所以，用到了机械原理中的传动角、连杆机构等以及理论力学的相关知识，也正是由于此次实际应用，我对这些知识的掌握与理解有了进一步的提高。第三，学会了仿真软件ADAMS的基本用法。虽然现在的水平还不是很高，但我已对其基本功能有了初步的掌握，会对一些基本机构进行仿真和运动分析，相信它对我以后的学习和工作一定会很有帮助。第四，学会了许多查阅资料的方法和技巧。由于本次设计我是从对起重尾板几乎一无所知的基础上开始的，所以需要查阅大量的相关知识，在通过各种途径（如上网、
27、去图书馆查找相关图书和报纸、期刊等）查阅资料的过程中，逐渐掌握了许多技巧，大大提高了设计进度。虽然，本次设计并不是很完善，但我从中学到的知识和对机械设计这一专业的进一步认识才是本次设计的真正价值所在。以前我总觉得专业基础知识学习起来枯燥乏味，可这次设计让我尝到了自己解决了一些实际问题后的喜悦，重新燃起了我学习这一专业的激情。因此，这次设计我真的获益匪浅！第9章 致谢在我的整个设计过程中，曾得到很多人的帮助，在此我对他们表示十分感谢。首先，要感谢指导老师何朝明老师，在整个设计中，从项目规划到尺度综合，到运动学分析，再到动力学分析以及最后的设计说明书，这一系列环节都离不开何老师的细心指导。因为是第
28、一次撰写设计说明书，在许多细节方面考虑不周，对此，何老师都给予了耐心的解答与指正。另外，还要感谢我们班学习委员蔡明同学，是他教会了我Pro/E软件的一些基本操作，使我在这方面节省了不少时间。总之，此次设计之所以能顺利完成，离不开他们的帮助，衷心的感谢他们！参考文献1 谢进, 万朝燕, 杜立杰. 机械原理M. 北京: 高等教育出版社, 2004年2 机械工程手册S, 第十八篇, 机构选型与运动设计. 北京: 机械工业出版社, 1978年3 丘宣怀等. 机械设计. 北京: 高等教育出版社, 2007年4 李军, 邢俊文, 覃文洁等. ADAMS实例教程. 北京: 北京理工大学出版社, 2002年7
29、月5 刘朝儒等. 机械制图M. 北京: 高等教育出版社, 2001年6 Molian.S. Mechanism designM. Cambridge University Press, 19827 C.H.Suh, Charles W.Radcliffe. Kinematics and mechanisms designM. Wiley Press, 19788 Svoboda, Antonin James, Hubert Maxwell. Computing mechanisms and linkagesM. McGrow-Hill, 19769 McCarthy.J.M. Geometri
30、c design of linkagesM. Phoenix Lieb press, 200810 P.Orlov. Fundamentals of machine designM. MIR Publishers-Mscow, 1987附录1 三维建模及仿真附录1.1 Pro/E三维建模过程车厢：1. 结合草绘工具及拉伸工具创建一个长方体，如图附1-1所示。图附1-1绘制长方体2. 利用壳工具对长方体进行抽壳，创建车厢如图附1-2所示。图附1-2绘制车厢3. 用拉伸工具加厚车厢底板，如图附1-3所示。图附1-3加厚车厢底板4. 利用倒角工具对车厢底板进行倒角操作，如图附1-4所示。图附1-4对
31、车厢底板倒角5. 结合草绘工具及拉伸工具，创建车架，如图附1-5所示。图附1-5绘制车架6. 结合草绘工具、拉伸工具及镜像工具，创建车厢的支撑板，如图附1-6所示。图附1-6绘制支撑板7. 结合草绘及拉伸工具创建轮胎连轴，如图附1-7所示。图附1-7绘制轮胎连轴8. 利用草绘、拉伸创建一个圆柱，再利用倒圆角工具进行倒圆角，创建一个轮胎，如图附1-8所示。图附1-8绘制轮胎9. 利用镜像工具创建另一个轮胎，如图附1-9所示。图附1-9绘制另一个轮胎10. 至此一个车厢建模完成，如图附1-10所示，其他部分的建模方法与此类似。图附1-10车厢模型车头如图附1-11所示：图附1-11车头模型汽车组装
32、后如图附1-12所示：图附1-12汽车组装模型尾板如图附1-13所示：图附1-13尾板模型连杆如图附1-14所示：图附1-14连杆模型液压缸如图附1-15所示：图附1-15液压缸模型尾板安装挡板如图附1-16所示：图附1-16尾板安装挡板模型尾板组装后如图附1-17所示：图附1-17尾板组装模型汽车及尾板组装后如图附1-18所示：图附1-18汽车及尾板组装模型附录1.2 ADAMS运动仿真过程1) 点击Box按钮，创建如图附1-19所示参数的长方体，作为安装挡板。图附1-19 绘制安装挡板2) 点击Link按钮，创建如图附1-20所示的三个连杆（参数请参照第4章尺度综合），作为举升连杆。图附1
33、-20 绘制连杆3) 点击Unite按钮，将三个连杆并为一个实体，如图附1-21所示。图附1-21 合并连杆4) 点击Link按钮，创建如图附1-22所示的六个连杆，作为举升缸和合拢缸。图附1-22 绘制举升缸和合拢缸5) 点击Point按钮，并进入Point Table，创建如图附1-23所示的四个尾板基体特征点。图附1-23 尾板基体特征点6) 点击Extrusion按钮，创建如图附1-24所示的拉伸体，作为尾板基体。图附1-24 绘制尾板基体7) 用与创建尾板基体相同的方法再创建一个较小的拉伸体，其特征点如图附1-25所示。图附1-25 较小拉伸体特征点8) 点击Cut按钮，对两个拉伸体
34、作差集，形成尾板，如图附1-26所示。图附1-26 两个拉伸体作差集后形成尾板9) 尾板模型及三视图如图附1-27所示。图附1-27 尾板模型及三视图10) 按表附1-1所示添加构件之间的约束副。表附1-1 尾板各构件之间约束副的定义构件约束构件挡板连杆举升缸缸体举升缸活塞杆合拢缸1缸体合拢缸1活塞杆合拢缸2缸体合拢缸2活塞杆尾板地面挡板转动转动转动转动固定连杆转动转动转动举升缸缸体转动移动举升缸活塞杆转动移动合拢缸1缸体转动移动合拢缸1活塞杆移动转动合拢缸2缸体转动移动合拢缸2活塞杆移动转动尾板转动转动转动地面固定11) 在举升缸缸体与活塞杆之间添加平移驱动，运动函数为IF( time-9.
35、17 : 15.0*time , 15.0*9.17 , 15.0*9.17 )，其功能为当尾板举升到预定高度（即9.17秒时）后停止举升，停止的时间点可通过菜单BuildMessureAnglesNew创建相关角度并测量得到。12) 在两个合拢缸各自的缸体和活塞杆之间添加平移驱动，运动函数为IF( time-9.17 : 0 , 0 , IF( time-18.6 : 15.0*(time-9.17) , 15.0*(18.6-9.17) , 15.0*(18.6-9.17) ) )，其功能为当尾板举升到预定高度后合拢尾板，等完全合拢（即18.6秒时）后停止运动。13) 在尾板上表面中心添加
36、竖直向下的外力，其值函数为IF( time-9.17 : 4900 , 4900 , 0 )，其功能为在尾板举升过程中施加竖直向下的力0.5T9.8N/kg=4900N，当尾板达到预定高度（即9.17秒时）时撤消外力。14) 点击Simulation按钮，选取仿真模式为Dynamic，End Time为20，Steps为200，点击开始按钮进行仿真。以下为尾板运动过程截图：图附1-28 尾板举升起始状态图附1-29 尾板举升中间状态图附1-30 尾板举升终止状态图附1-31 尾板合拢起始状态图附1-32 尾板合拢中间状态图附1-33 尾板合拢终止状态15) 点击plotting按钮，选取Sou
37、rce为Object，再选取要测量的项目，接着点击Add Curves，就可得到相应的结果曲线。附录2 尾板机构简图及尺度综合图（见A3图纸）附录3 文献综述一、背景意义 在汽车的装卸作业中，常常需要将货物由地面装到车厢上或将车厢上的货物卸到地面上。对有叉车的作业场合这是不成问题的，但是如果没有叉车，则装卸比较费力费时。如果能利用载重汽车的车厢尾板设计出一个起重平台，则可以较好的解决这个问题。车辆配置起重尾板后，货物的装卸效率可能得到很大的提高，且劳动强度小，能很好地发挥车辆的经济效能。起重尾板在欧美发达国家、香港特区等地区的货运车辆的装配率已达70%以上，在国内，虽然装配起重尾板的货运车辆在
38、各个领域都有，但所占比例仍然很小。因此，仍然有很好的发展前景。目前市场上的汽车尾板分为：悬臂式尾板：带有五支油缸的悬式支架通过吊板安装固定于汽车尾端的大梁上。通过电控操作，控制尾板板面由垂直状-向后翻开至板面水平-下降至地面-向下倾斜至板面前端与地面贴合。此时可打开车箱门，进行卡车的装卸货物作业，全部过程可由一人操作。安全，捷便。此类液压尾板的特点是载重量大，故障率低；适用于各种箱式货车、敞车、邮政、银行等特种运输车辆；最为广泛应用的一种结构形式。垂直式尾板：结构简单、安装简便、载重量较小。适用于各种车型。主要用于机场配餐车和气瓶运输车等。摇臂式尾板：相对较为简单的结构，自重较轻，载重量较小，
39、安装简便。适用于轻型货车，主要用于气瓶、桶、罐类运输。 图附3-1 尾板作业图 图附3-2尾板产品展示图下表（表1-1）为达成尾板的主要技术参数：表附3-1 达成尾板主要技术参数一览表型号参数项目DC-WB10DC-WB15DC-WB20面板规格(mm)150018001650205018002150165018001800225018002250165020001800235018002350提升重量(kg)100015002000自身重量(kg)320460540面板工作角度59电机动力12V/160AH, 24V/120AH功率(kW)22/33机架臂长(mm)680/750750/80
40、0/900/1000900/1000内宽(mm)850850/990最小车尾长度700/750750/800/850900/950适用厢地高度h(mm)800h1550平均升降速度8cm/sec开关速度10/sec油料变通液压油二、设计要求1、尾板起升过程中保持水平平动；2、尾板在完成起升任务后可与车厢自动合拢；3、起升、合拢所用动力部件采用伸缩油缸，油缸应安装在车厢下面；4、最大起重量为0.5T；5、起升机构的最小传动角min40。三、设计方案尾板机构的动力组件为伸缩式油缸，通过平行四边形机构实现尾板的平动，属于悬臂式尾板，机构简图如图附3-3所示。图附3-3 尾板机构简图四、研究内容起重尾
41、板的工作过程为：装载货物举升货物卸载货物尾板合拢，因此，在货物的举升过程中，尾板必须要保持水平平动，否则，货物有可能从尾板上掉落并损坏。另外，为保证货物的安全，尾板在运行过程中，要保持平稳。尾板的动力机构采用伸缩油缸，考虑到车厢结构，油缸应该安装在车厢下面的底盘上。综合各方面因素，主要研究内容如下：1、如何控制尾板在举升过程中保持水平平动；2、如何实现尾板与车厢的自动合拢；3、须确定尾板机构在汽车车架上的安装尺寸，以保证起升机构的最小传动角min40；4、确定伸缩式油缸的行程及举升过程中所受压力，以便选择油缸；5、对初步确定的各尺寸进行优化，使油缸在举升过程中所受压力最小。其中前三项为需解决的
42、关键问题。五、预期成果1、尾板起升过程中保持水平平动；2、尾板在完成起升任务后可与车厢自动合拢；3、伸缩油缸在起升过程中所受压力最小；4、达到最大起重量0.5T；5、起升机构的最小传动角min40；6、尾板举升速度适中，且举升下降平稳；7、尾板合拢角速度适中，且合拢展开平稳；8、油缸承受最大载荷适中；9、尾板便于安装。六、动力构件液压缸产品规格因为对液压缸设计及相关知识不太了解，因此上网查阅了一些资料，并对其整理如下。图附3-4为HSG系列工程液压油缸产品展示图。图附3-4 HSG系列工程液压油缸产品展示表附3-1为美国恩派克（ENERPAC）部分型号液压缸规格参数。表附3-2 美国恩派克（ENERPAC）部分型号液压缸规格参数表项目参数型号承载能力(kN)行程(mm)本体高度(mm)伸展高度(mm)外径(mm)自重(kg)L45164157581.04525110135381.04576165241381.545127215342381.945177273450382.445232323555382.8L1012689115571.810154121175572.3101105171276573.3
