举升机构的设计说明书

2.6 举升机构的设计

自卸汽车举升机构又称倾卸机构，包括车箱、车厢板锁紧机构、液压举升系统和举升连杆等组成。其作用是将车厢倾斜一定的角度，使车厢中的货物自动倾卸下来，然后再使车厢降落到车架上。

2.6.1 自卸汽车举升机构的结构形式

根据举升液压缸与车厢的连接形式的不同，分为直推式举升机构和连杆式举升机构两大类。

自卸汽车对举升机构的设计要求如下：

（1）利用举升机构实现车厢的翻转，其安装空间不能超过车厢底部与主车架间的空间；

（2）结构要紧凑，可靠，具有很好的动力传递性能；

（3）完成倾卸后，要能够复位；

（4）在最大举升角时，车厢后板下垂最低点与地面保持一定斜货高度。

1．油缸直推式

直推式举升机构的举升液压缸直接作用在车厢底架上，示意图如图2.10所示。

图2.11 单杠直推式倾斜机构

这种机构结构简单紧凑、举升效率高、工艺简单、成本较低。采用单缸时，容易实现三面倾斜。另外，若油缸垂直下置时，油缸的推力可以作为，车厢的举升力，因而所需的油缸功率较小。但是采用单缸时机构横向强度差，而且油缸的推程较大；采用多节伸缩时密封性也稍差。

连杆式倾卸机构的举升液压缸通过连杆作用在车厢底架上。常用的连杆式倾卸结构有：油缸前推连杆式（马勒力举升臂式）、油缸后推连杆式（加伍德举升臂式）、油缸前推连杆式、油缸后推连杆式、油缸浮动连杆式、油缸俯冲连杆式。

表2-11自卸汽车举升机构特性比较

油缸进出油管活动范围大，油管长，举升力系数较小。但该机构结构比较大，油缸固定在节点上，从而使杆件刚度要求较高。而且油缸转动

俯冲式杆系倾卸结构简单，造价低，横向刚度好，举升转动圆滑平顺。但油缸

直推式与杆系组合式两大类倾卸机构各项性能比较祥见表2-12。从以上几种方案分析中可以看到直推式和杆系倾卸式具有的共同特点是均采用液压作为举升动力。不同的是直推式是利用油缸直接举升车厢实现起倾卸，油缸推动力直接作用在车厢上，不需要杆系作用；而杆系倾卸式的倾卸机构由连杆、三角架或推杆等组成。不同的倾卸机构的布置和组成也不相同，但他们都具有举升平顺，举升刚度好，使油缸行程成倍增大，可采用结构简单、密封性好、易于加工的单缸，布置灵活多样等优点。

表2-12直推式与杆系倾卸式的比较

2.6.2针对双侧倾式自卸车选择举升形式和设计

通过之前的介绍与比较，适合双侧倾式自卸车两面倾卸的机构有：双缸直推式倾卸机构、单缸直推式倾卸机构、油缸前推连杆组合式倾卸机构。但是由于双缸直推式倾卸机构的油缸由前后两组四个液压油缸组成，当一组油缸同时运动时很难达到同步，容易产生干涉现象，而且对液压缸的要求较高，对油路的控制也比较复杂。油缸前推连杆组合式倾卸机构的油缸行程大，偏摆角大，而且应用于车厢两面倾卸时举升力不一样，一边由于举升过快而容易发生侧翻现象，另一边由于举升过慢造成时间的浪费，对自卸车的装卸效率有所影响，这样就限制了它

特有的功能，满足不了双侧倾式自卸车的要求，所以从多方面考虑我选择了单缸直推式倾卸机构。

举升机构是自卸汽车上的重要工作系统之一，其设计质量直接影响自卸汽车的使用能。而对于举升机构的设计，国内设计单位通常采用传统的“类比作图试凑法”。这种方法工作量大，效率低，而且设计出的举升机构往往存在许多不合理的因素，影响自卸汽车举升性能，对自卸汽车产品的系列化不利。因此，要想获得具有良好工作性能，就必须从根本上改进设计手段和方法。该双侧倾式自卸车的举升机构采用的是直推式的，要考虑到以下因素：伸缩油缸的总节数和举升机构的油缸直径。举升机构各铰点的位置、构件尺寸等应满足自卸汽车的有关参数要求，并且不与底盘上各部件发生干涉，本身各构件之间也无运动干涉。

图2.12 直推式举升机构工作示意图

首先，为保证机构进行有效的动力传递，举升过程的传动角应不小于许用传动角。由于举升质量阻力矩随着举升角度的增加而逐渐减小，因此可不要求传动角在整个举升过程中都不小于同一许用角，仅需对举升初始位置时的传动角如图2.13所示∠BAC和∠BCA（或与它们相对应的补角）加以限制即可。

其次，举升过程中应保证∠BCA<180°，该角度值随举升角度的增大而增大，在举升终了时达到最大，故只需对其终值进行约束。同时，该角度（或其补角）又是车箱回落过程的一级传动角，其举升终了值即为回落初始值，应使该值在传动角的许用范围内。

最后，在举升过程中，应使∠BAC>0°，该角度在举升终了时达到最小值，故只需对其终值进行约束。该角度约束的具体值可通过逐步试算进行确定。

基于以上分析以下是我们对举升机构进行设计。

伸缩油缸的总节数的确定：

初估伸缩油缸的单节伸缩工作行程287l mm =。由设计的已知条件知：

169AB mm =，1042.8OA mm =，21040.5OB mm =，max 50θ=，9AOB ∠=，如图 2.19所示。

图2.19举升机构起始与终了位置简图

图2.20直推式举升机构工作示意图

根据余弦定理可知：

2AB = （2.10）

1030mm =

故油缸总行程 ()2=AB 1030169861L AB mm mm -=-= 伸缩油缸的总节数 8612873n L l mm ===