机械原理课程设计--铁路散货自翻车机构综合

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1、 机械原理课程设计说明书 题目：铁路散货自翻车机构综合 1 年 级: 20xx 级 学 号: 姓 名: 专 业: 指导老师: 20xx 年 xx 月 1 目录目录 1 设计题目简介 2 2 有关数据 2 3 设计要求 3 4 设计任务 3 5 机构设计方案 4 6 方案的比较与选择 5 6.1 对方案一进行校对 5 6.2 两方案的优劣比较 6 7 自翻车的相关数据计算 7 8 自翻车的 ADAMS 仿真 9 8.1 自翻车机构的仿真图如下图所示： 9 8.2 自翻车侧翻后的状态图如下图所示： . 10 8.3 ADAMS 仿真函数： 11 8.4 自翻车车厢侧翻角度曲线图： . 11 8.6

2、 自翻车运动过程中质心的速度曲线图： . 13 8.7 自翻车运动过程中质心的加速度曲线图： . 14 9 设计心得与体会. 16 2 机械原理设计任务书机械原理设计任务书 设计题目：设计题目：铁路散货自翻车机构综合铁路散货自翻车机构综合 1 1 1 设计题目简介设计题目简介 一种铁路运输 散装货物的车辆， 具有两侧自翻， 自 动开、关门的功 能， （以下简称为 自翻车） ，可节省 人力， 减轻劳动强 度。试设计其自 翻，自动开、关门 机构。 2 有关数据有关数据 载重 80 自重 38.7 t 容积 35.4m3 商业运营速度 80Km/h 通过最小曲线半径 80m 车辆长度 13234mm

3、 车辆换长 1.2 3 3 设计要求设计要求 自翻车工作状态及原始参数如 图所示，设计要求如下： 1.车厢向一侧翻至给定角度时，该侧 厢门联动打开成为车厢底面的平行 延伸面。 2.车厢向一侧翻时，另一侧厢门不得 向内挤压。 3.车厢未倾翻时及恢复水平状态时， 两侧厢门联动关闭，厢门不得在散货 压迫下自行开启。 4.驱动和传动系统在车厢下面，不超过车厢侧面。 5.采用液压驱动，平面连杆机构传动（不使用高副机构） ，各传动角不得小 于 30。 6.不得发生杆件干涉现象。不得涉及高副机构，受力合理。 4 设计任务设计任务 1、总体方案设计，将能够实现的方案尽可能列出来，并进行方案比选 2、结合设计要

4、求，比较各方案的优缺点，选定合理的机械运动方案； 3、按给定的传动要求和执行机构运动参数，拟定机械传动方案； 4、画出机械运动方案简图； 5. 用软件（VB、MATLAB、ADAMS 或 SOLIDWORKS 等均可）对执行机构进行运动仿 真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。 6. 图纸上绘出最终方案的机构运动简图（可以是计算机图）并编写说明书。 4 5 机构设计方案机构设计方案 方案一：方案一： 图 5.1 方案一简图 该运动机构由液压缸机构和相应的连杆机构组成的；工作原理是液压缸升 起，使车厢侧翻，同时在升起的过程中带动连杆机构，使车门发生翻转，从而实 现车厢侧翻的同时车门也自动

5、打开，以满足设计要求。 方案二：方案二： 图 5.2 方案二简图 5 该运动机构由两个液压缸机构组成的；工作原理是大液压缸升起，使车厢 侧翻，同时小液压缸也升起，这样就能使车门发生翻转，从而实现车厢侧翻的同 时车门也自动打开，以满足设计要求。 6 方案的比较与选择方案的比较与选择 6.1 对 方对 方案一进行校案一进行校 对对 图 6.1 方案一校对图 （1）令 CK=Y，AB=X。根据图形几何关系得： 化简得： 4*x4-820077.2166*x2+4137.25832*x3-71422700.8*x+1497846432=0 （2）用MATLAB解方程程序 solve(*x4-82007

6、7.2166*x2+4137.25832*x3-71422700.8*x+1497846432=0 ) 6 ans = -1494.5345957785881754855546963916 -1055.4696942593096283122496892771 177.37730581215450801529625837571 1338.312404225743295782508127293 （3）MATLAB绘图程序 x=-200:1:200; y1=4*x4-820077.2166*x2+4137.25832*x3-71422700.8*x+1497846432; y2=0; plot(x,y1,x,y2) grid on -200-150-100-50050100150200 -1 0 1 2 3 4 5 6 x 10 9 图 6.2 MATLAB 结果图 由题意可知，X 的取值应为 177.38mm。将 X=177.38mm 带入原方程组可得：