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1、快遞載運推送裝置設(shè)計 機械與動力學院導 師： 答辯人： 學 號： 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化日 期： 123456 課題目的和意義設(shè)計思路和最終方案油缸布置方式剪叉式機構(gòu)力學分析手動液壓系統(tǒng)設(shè)計三維模型繪制Contents目錄 123456課題目的和意義設(shè)計思路和最終方案油缸的布置方式剪叉式機構(gòu)力學分析手動液壓系統(tǒng)設(shè)計三維模型繪制Next Part第1 部分 1 課題目的和意義 問 題 措 施 需 求 助力搬運機械裝置，高效快捷，節(jié)省勞力快遞貨物人工搬運容易疲乏，存在野蠻搬運現(xiàn)象損壞貨物機械裝置需輕便，結(jié)構(gòu)簡單 123456 課題目的和意義設(shè)計思路和最終方案油缸布置方式剪叉式機構(gòu)力學分析手

2、動液壓系統(tǒng)設(shè)計三維模型繪制Next Part第2 部分 2 設(shè)計思路和方案n 裝卸搬運過程分析 當下快遞業(yè)主要由運輸、保管、包裝、裝卸搬運、流通加工配送、信息傳遞六個環(huán)節(jié)組成，而裝卸搬運這一重要環(huán)節(jié)大多停留在人工上，貨物卸載主要是通過人力讓貨物產(chǎn)生豎直和水平方向的位移，這一過程可以用助力機械來代替，在手推車上加上一個升降平臺就能大大節(jié)省勞力，為了利用重力卸載貨物，動力系統(tǒng)選擇手動液壓系統(tǒng)。n國外研究現(xiàn)狀 美國是世界上首先開展人工裝卸載搬運助力裝置的國家，根據(jù)仿生學思想，為穿戴者設(shè)計一套體外支架，其定義為“外骨骼服”，通過均衡分配外掛物重量，傳輸和放大穿戴者肢體動感，該裝置為液壓驅(qū)動。 2 設(shè)計

3、思路和方案n 小車設(shè)計步驟 n初始條件和參數(shù)機構(gòu)組成 傳動部分 液壓傳動，剪叉式升降機構(gòu)動力部分 手動液壓泵執(zhí)行機構(gòu) 液壓缸 設(shè)定條件 額定載荷 3 0 0 Kg垂直行程 9 5 0 mm支撐梁長度 1 1 5 0 mm快遞貨物一般密度小，重量輕，所以額定載荷一般只需3 0 0 kg在從物流貨車當卸載貨物時需要將平臺升高，需要幾乎與物流貨車平齊，所以這個垂直行程是根據(jù)貨車的貨箱高度確定的支架長度根據(jù)起升高度而定，寬度根據(jù)平臺寬度確定 2 設(shè)計思路和方案n我國液壓升降小推車的發(fā)展現(xiàn)況市 場 現(xiàn) 有產(chǎn) 品 舉 例手動剪叉式升降平臺優(yōu)點：體積小，運動靈活缺點：升降行程小，降到最低位置時也不方便卸載液

4、壓堆高車升降行程大，適合卸載各種高度的貨物缺點：體積大，不方便攜帶，不宜進出狹窄的地方 123456 課題目的和意義設(shè)計思路和方案油缸布置方式剪叉式機構(gòu)力學分析手動液壓系統(tǒng)設(shè)計三維模型繪制Next Part第3 部分 3 油缸布置方式建立簡單模型液壓缸安裝位置分析 p草圖設(shè)計 剪叉式起升機構(gòu)草圖p主要構(gòu)件載運平臺、支撐梁、液壓缸、小滾輪和輪子p原理簡介 剪叉式升降機構(gòu)中液壓缸布置方式是將液壓缸的活塞桿及 缸底分別鉸接在內(nèi)外剪叉式支撐梁上，當活塞桿伸出時，兩個剪叉式支撐梁的夾角增大，使剪叉梁上端靠攏并使平臺上升，從而可以達到推動載運平臺上升的目的液壓缸的位置參數(shù)液壓缸載荷計算液壓缸安裝位置確定

5、3 油缸布置方式 這種裝配方式適用于布置空間狹小的剪叉式機構(gòu)，且可以在很大程度上降低剪叉式機構(gòu)的初始高度，有利于裝卸貨物，接下來的任務(wù)就是根據(jù)兩個支撐架的尺寸以及上文提供的額定載荷確定液壓缸的精確位置和液壓缸的推力，從而確定液壓缸的缸徑和手動液壓泵的相關(guān)參數(shù)。 根據(jù)閱讀相關(guān)文獻知，液壓缸的布置位置不同所承受的載荷也不同，為了找到承受載荷最小，起升最平穩(wěn)的安裝方式，需要對液壓缸的位置參數(shù)進行精確計算 已知條件為：剪叉式升降平臺載荷為W=2 9 4 0 N。 支撐梁長度L=1 1 5 0 mm 將液壓缸活塞桿與剪叉支撐梁 的鉸接位置 A 與兩個剪 叉式支撐梁鉸接中心位置O的距離設(shè)為a ，將液壓缸底

6、鉸鏈與剪叉式支撐梁 BD鉸鏈聯(lián)接位置 G 與中心位置 O 的距離設(shè)為 k 。 建立簡單模型液壓缸安裝位置分析液壓缸的位置參數(shù)液壓缸載荷計算液壓缸安裝位置確定 3 油缸布置方式液壓缸的位置參數(shù)建立簡單模型液壓缸安裝位置分析液壓缸載荷計算 液壓缸安裝位置確定 按照如圖設(shè)定個未知數(shù)根據(jù)幾何關(guān)系 支撐梁與水平方向夾角液壓活塞缸與水平方向夾角AD連線與支撐梁BD的夾角A點實際運動方向與A點活塞桿速度方向的夾角 3 油缸布置方式p 液壓缸活塞桿的推力P和液壓缸尾部對剪叉式支撐梁的壓力為整個系統(tǒng)的 根據(jù)虛位移定理：作用于質(zhì)點系的所有主動力在任何虛位移中所作虛功的和等于零得： 以A點為原點建立直角坐標系，則有

7、： 由圖中幾何關(guān)系得： F和P互為反作用力，然 后將條件代入得：液壓缸載荷計算液壓缸安裝位置分析建立簡單模型液壓缸的位置參數(shù)液壓缸安裝位置確定 3 油缸布置方式 當載荷一定的情況下，載運平臺在不同高度下所需液壓缸的推力也不同，但是在正常情況下很難測的，為了選擇合理的參數(shù)便能選擇最佳的液壓缸布置方式，蘭州大學的齊文虎通過動力學分析，應(yīng)用軟件MATLAB軟件模擬出了在整個升程范圍內(nèi)不同高度時所需液壓缸的不同推力，并且描繪了曲線 觀察圖a中曲線可知，當載運平臺處于最低位置時所需液壓缸推動力最大，而且根據(jù)幾條曲線的比較可以確定a=1 1 0 mm，k=3 9 6 mm，根據(jù)這個結(jié)論可以計算出最低位置時

8、=8 .5 ，=7 .5 ，=1 9 。然后代入上述的公式中得： F=2 7 .1 KN液壓缸安裝位置確定液壓缸安裝位置分析建立簡單模型液壓缸的位置參數(shù)液壓缸載荷計算 123456 課題目的和意義設(shè)計思路和方案油缸布置方式剪叉式機構(gòu)力學分析手動液壓系統(tǒng)設(shè)計三維模型繪制Next Part第4 部分 4 剪叉式機構(gòu)力學分析支撐梁尺寸及材料確定支撐梁強度校核 p 機構(gòu)受力分析圖 從剪叉式升降機構(gòu)整體結(jié)構(gòu)初步觀察，A、G、O、E處的銷軸受到的剪切力較大，從上面的計算來看，A、G銷軸承受的最大剪切力為Q=F=2 7 .1 KN，整個載運平臺設(shè)4 個剪叉式支撐梁， 左右各兩個對稱安裝，支撐梁的材料定為4

9、0 *2 0 的Q2 3 5 槽鋼，型號1 6 A承載機構(gòu)軸的設(shè)計 4 剪叉機構(gòu)力學分析支撐梁尺寸及材料確定支撐梁強度校核 根據(jù)支撐梁所受的剪切力和彎矩對支撐梁從材料力學方面進行強度分析和校核是一個非常必要的過程，這樣才能確保構(gòu)件的安全性、適用性、耐久性、和經(jīng)濟性u對內(nèi)支撐梁EC強度校核 剪叉式支撐梁的材料選用為4 0 *2 0 的Q2 3 5 槽鋼，型號1 6 A，查閱機械手冊可以得到：I=1 9 8 4 cm4 ，W=2 1 4 .8 4 4 cm3 由圖中分析可知 由上式可得： 承載機構(gòu)軸的設(shè)計 4 剪叉機構(gòu)力學分析支撐梁尺寸及材料確定支撐梁強度校核 在CO段內(nèi)，分析剪力和彎矩得到的方程

10、分別是：在OE段內(nèi)，所得結(jié)果為：EC的彎矩圖和剪力圖如下所示： 由3 .1 .3 步的圖中分析可以得出結(jié)論：當載運平臺處于最低位 置的時候剪叉式支撐梁會產(chǎn)生最大彎矩，通過上述的計算得到：=3 0 8 7 7 5 0 Nmm=3 .0 8 7 7 5 0 KNm，則 則剪叉梁EC滿足強度要求承載機構(gòu)軸的設(shè)計 4 剪叉機構(gòu)力學分析 手推液壓升降車最大載荷為3 0 0 kg，則單個貨叉的承重量為1 5 0 kg。則其鉸接出說承受的載荷為其作用力對材料作用的性質(zhì)為：剪切應(yīng)力。交接軸的材料：選正火回火處理的4 5 號鋼，查機械設(shè)計表1 5 1 ，得 查起重機械表4 1 1 ，得： 最小安全儲備系數(shù)為：

11、n1 =1 .4 5 ，材料安全系數(shù)為： n2 =1 .1 根據(jù)公式的安全系數(shù)：n= n1 n2 =1 .6 根據(jù)公式 可以推出公式 代入數(shù)據(jù)得 為了方便，取 d=1 0 mm 承載機構(gòu)軸的設(shè)計支撐梁強度校核支撐梁尺寸及材料確定 123456 課題目的和意義設(shè)計思路和方案油缸布置方式剪叉式機構(gòu)力學分析手動液壓系統(tǒng)設(shè)計三維模型繪制Next Part第5 部分 5 手動液壓系統(tǒng)設(shè)計液壓系統(tǒng)的組成手動液壓泵的選擇液壓缸設(shè)計 手動液壓系統(tǒng) 動力原件 手動液壓泵執(zhí)行原件 液壓缸控制原件 單向閥和卸荷閥輔助裝置 油箱、油管工作介質(zhì) 專用液壓油1 油箱2 、5 為單項閥 3 小活塞4 操作手柄6 液壓缸7

12、卸荷閥 5 手動液壓系統(tǒng)設(shè)計 手動油泵、腳踏油泵體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單，操高壓，小排量，配有低壓泵以提高效率?？芍苯訅毫θ萜鬟M行壓力試驗，配備油缸及機具可以進行 起重、頂升、彎曲、校直、拉伸、沖孔、鉚接、拆裝等作業(yè)。 根據(jù)液壓缸容量和手動液壓泵的外形尺寸，選擇SYB-1 型的手動液壓泵，而且該液壓泵屬于小型，操作方便，適合用于手推車上，通過在網(wǎng)站上查詢可知，由多出廠家銷售型號手動液壓泵，而且價格優(yōu)惠平均2 4 0 6 0 0 元一臺，而且網(wǎng)上直銷，隨時可以訂購手動液壓泵的選擇液壓系統(tǒng)的組成液壓缸設(shè)計 5 手動液壓系統(tǒng)設(shè)計手動液壓泵的選擇 已知條件為液壓缸所需的最大推動力F=2 7

13、.1 KN，然后根據(jù)這個條件和參考資料上的公式來計算液壓缸的內(nèi)徑D和活塞桿直徑d，由文獻查閱知d=0 .7 D，根據(jù)公式：u根據(jù)條件求得D=4 8 .2 mm，則相應(yīng)的可以求得d=3 3 .7 mm。根據(jù)國家標準GB/T 2 3 3 8 -9 3 ，取標準直徑D=5 0 mm，d=3 5 mmu缸筒厚度的計算： 計算 可得缸筒厚度為5 mm u最小導向長度： u缸體長度的確定：則液壓缸最大行程L=1 6 8 mm，缸體內(nèi)部長度為1 6 8 +3 5 +6 .2 5 =2 0 9 .2 5 mm 取2 1 0 mm，根據(jù)缸體內(nèi)部長 度確定缸體長度為2 1 9 .5 mmu活塞厚度：活塞厚度取內(nèi)徑

14、D的0 .6 1 .0 倍，則取3 5 mmu缸蓋的厚度：計算結(jié)構(gòu)的T4 .1 8 ，取4 .5 mm液壓缸設(shè)計液壓系統(tǒng)的組成 123456 課題目的和意義設(shè)計思路和方案油缸布置方式剪叉式機構(gòu)力學分析手動液壓系統(tǒng)設(shè)計三維模型繪制Next Part第6 部分 6 三維模型繪制n這是通過ProE繪制的模型 6 三維模型繪制n總結(jié) 通過論文中對小車結(jié)構(gòu)進行的強度校核表明了小推車材料選擇和尺寸設(shè)計的可行性，通過對機構(gòu)進行仿真表明了結(jié)構(gòu)的可行性。 設(shè)計結(jié)果的不足之處就是液壓系統(tǒng)的設(shè)計，因為對液壓方面的知識學習不夠，所以設(shè)計液壓系統(tǒng)部分的設(shè)計存在些許漏洞 獻給所有以各種方式關(guān)心和幫助過我的人 有些事我都已忘記Yuxi sh w du y wngjSome things Ive already forgotten,但我現(xiàn)在還記得dn w xinzi hi jdbut even now I still remember 匯報人： 導 師： 日期： 謝謝聆聽