脚踏平台搬运车设计.doc

武汉科技大学专科毕业设计 脚踏平台搬运车设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它摘要本课题是为工厂车间等场所搬运货物而设计的脚踏平台搬运车，是工业生产的必然产物。滚轮式脚踏式液压升降平台车由优质钢材、液压泵、液压缸、 油管、脚轮等有机组合而成，它可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动 强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。 本文所介绍的液压升降台最大载重量是800，该升降台由两部分组成：机构 本体和液压系统。升降台升降的操作控制是由一套液压系统和液压缸来完成的， 而组合而成的液压系统全部放在液压油泵中。液压泵和液压缸都采用标准件，其 中液压缸为单作用液压缸，液压泵为脚踏式，本文首先通过支撑铰架的受力分析 详细阐述了要提升起货物，液压缸所需承受的最大压力。接着以之作为根据说明 液压泵、液压缸等标准件的选用及型号，并介绍液压泵内部相关液压系统原理以 及对液压泵储油量进行核算。此外在强度校核方面，主要通过材料力学知识对铰 架以及液压缸作用两端的轴进行强度校核，最后对本升降台进行重量和成本核 算。本毕业设计借鉴了大量的资料，采用了许多国家标准，充分的吸收了各行业 有关专家的宝贵经验。关键词：机械传动，液压传动。Abstract Rol l er -t ype hydr aulic lifting platform pedal car design This issue is roller-type hydraulic lifting platform pedal car design for places such as factory and machine shop for cargo handling , it is a inevitable product in industrial production.This machine is posed by high-quality steel ,hydraulic cylinder ，hydraulic pump，pipeline, casters and so on.It can replace the heavy manual labor，significantly reduce labor intensity and improve working conditions and raise the level of labor productivity and automation. The biggest load of this snorkel described in this article is800kg and the platform consists of two parts: body and the hydraulic system lift .The operation and control of the snorkel are completed by a set of hydraulic systems and hydraulic cylinders，also the combination of all of the hydraulic system are stored in the hydraulic pump .Both hydraulic pumps and hydraulic cylinders are standard, the former is a single hydraulic cylinder and the later is Pedal type。firstly，This article expound the required maximum pressure the hydraulic cylinder bear that need to up the goods through the support of the hinge force analysis .according to this，the standard and model choice of the hydraulic pump, hydraulic cylinde are determined，And it describes relevant hydraulic system principles and account oil volume of the hydraulic pump.In addition, this paper check the strength of the hinge frame and the axes at both ends of the Hydraulic cylinder by mainly using the mechanics of materials knowledge ，Finally, check the weight and cost of this lifting platform .This Graduation Project have refer from a large amount of information and national standards, it fully absorbed the valuable experience of experts in all walks of life.Keyword:mechanical transmission,hydrostatic transmission1绪论31.1背景31.2设计任务：41.2.1题目名称：脚踏平台搬运车设计41.2.2主要参数及要求：42. 原机械结构分析42.1脚踏平台搬运车传动机械系统工作原理42.2脚踏平台搬运车部件的结构及尺寸计算42.2.1叉臂中间销轴尺寸计算42.2.2叉臂稳定性计算叉臂尺寸62.2.3千斤顶总成部分受力分析63.液压系统分析和初定方案73.1系统分析73.2压系统原理图的拟定84. 压系统的计算与选型94.1作压力的确定94.2千斤顶总成的设计计算94.2.1大液压缸设计及计算94.2.1.1活塞杆启动或制动时的惯性力94.2.1.2运动部件的摩擦力104.2.1.3液压缸理论推力计算104.2.1.4液压缸的计算公式104.2.1.5缸筒壁厚计算104.2.1.6缸体外径的计算114.2.1.8活塞杆直径及长度以及活塞杠行程计算114.2.1.9活塞选用134.2.1.10导向套尺寸计算134.2.1.11螺纹连接部分144.2.2小液压缸计算144.2.2.1小液压缸受力计算144.2.2.2小液压缸直径计算154.2.2.3活塞缸行程计算154.2.2.4导向套长度154.2.2.5缸筒与端部焊接计算154.2.2.6活塞选用164.2.2.7活塞杆尺寸计算164.2.2.8缸筒壁厚计算164.2.2.9缸体外径的计算165.阀块的设计及阀的选择175.1单向阀的选择175.2节流阀选择185.3顺序阀的选择185.4卸荷阀选择186液压辅助元件设计及选用18过滤器是液压系统中的重要元件，它可以清除液压油中的污染物，保持油液清洁度，确保系统元件工作的可靠性。187.油箱的容量的计算207.1油箱的设计207.2油箱容量的确定208.管道的选择21结束语21参考文献211绪论1.1背景 脚踏平台搬运车.脚踏平台搬运车采用脚踏液压泵驱动平台上升采用脚踏液压泵驱动平台上升，载重量从300公斤至1000公斤升高有500毫米至1700毫米各规格产品。适用于各行业货物升高移动。它使繁重的搬运工作变得轻松，快捷。脚踏平台搬运车的特点:1. 通过脚踏式液压泵工作，方便地使平台起升至所需高度。2. 坚固的小脚轮带有刹车制动装置，使装卸作业时更为安全。3.升降平稳，操作轻便。运转灵活，使用安全。纯人工操作，不采生火花和电磁场。其大致组成及工作原理如下：由杠杆脚踏板、小活塞缸、单向阀组成手动液压泵使小活塞向上移动，小活塞下端油腔容积增大，形成局部真空，这时单向阀打开，通过吸油管及滤油器从油箱中吸油，用力压下脚踏板，小活塞下移，小活塞下腔压力升高，单向阀关闭，单向阀打开，下腔的油液经节流阀7进入大液缸下端，使液缸的活塞向上运动，提升重物1，且通过节流阀控制上升速度。脚踏板复位时，单向阀自动关闭，换向阀处于截止状态使油液不能倒流，从而保证了重物不会自行下落。液缸的活塞向下运动（既重物下降），液压油平换向阀回到油箱，且由节流阀控制下降速度。为使液压系统不会应超载是管路爆裂采用顺序阀构成安全回路。为使下降速度不受重物而变化,由节流阀调节流量，控制升降速度。工作中会出现车子升高度不够，台面先升后降，台面不下降等问题。本次设计注重于脚踏平台搬运车的组成及重要部件的参数计算。全部图纸采用AutoCAD绘制。1.2设计任务：1.2.1题目名称：脚踏平台搬运车设计1.2.2主要参数及要求：1 液压系统工作压力：16MPa；2 车体长、宽、高根据需要设计，起升重量0.8吨，最大举升高度0.5米，要求重物抬升过程中始终保持水平状态；3 液压升、降操作，速度为300mm/s，所有液压缸同步运行，能在任意位置锁定。4 采用单层剪叉升降结构。2. 原机械结构分析2.1脚踏平台搬运车传动机械系统工作原理脚踏平台搬运车传动原理如下：由踏杆驱动液压缸推动剪式升降机构运动从而使台面上升。2.2脚踏平台搬运车部件的结构及尺寸计算2.2.1叉臂中间销轴尺寸计算由于台面尺寸已知，所以销轴长度确定为50cm。下面就具体计算销轴直径。将销轴受力简化为只承受弯矩的轴。示意图如下： A C B先求支反力取整个轴为研究对象q=7840N/m MB=O,0.5FA-0.5*q(0.5)2=0解得 FA=1960N,FB=1960N把轴从中间截开取左段为研究对象 Fy=0,FA-F-Fs=0Mc=0,-FA*0.5+q*0.25*0.125+M=0 解得 Fs=0,M=245N.m根据机械设计表15-1选用45号钢作为销轴材料。按弯曲强度条件计算 根据机械设计选用安全系数为S=1.5,s=295Mp=s/Smax= Mmax/Wz= 32Mmax/D3=23mm取D=26mm按弯曲剪应力计算尺寸最大剪应力即FA=1960N 根据机械设计表15-1选用剪切疲劳强度=140Mpa,安全系数为S=1.5 根据材料力学截面梁的弯曲剪应力公式max=4Fs/3R2=/S=max =4Fs/3R2 R=3mm则销轴长为50cm,直径为26mm。2.2.2叉臂稳定性计算叉臂尺寸根据叉臂的工作特性，选为小柔度杆已知升高度为500mm和台面尺寸为1000*500*55mm设最大升角为53即可得出叉臂长为625mm。由工程力学表12-2查得，a=461Mpa,b=2.568Mpa,则s=(a-s)/b=(461-350)/2.568=43.2将叉臂简化为两端铰支，取长度因数=1柔度=/ = =2 */h 由小柔度杆的应力条件=s取=40，则h=54mm已知小柔度杆=D/2 ( -1) =3.78mm 壁厚取4mm。 Py为实验压力P=16MPa时，P=1.25P；= b/n n 一般取54.2.1.6缸体外径的计算D1=D+2 D1=40mm4.2.1.7 缸底厚度计算4.2.1.7.1油口直径的计算查机械设计手册表20-6-25取d0=10mm.h=0.433D h=6.766mm,取h=7mm 4.2.1.8活塞杆直径及长度以及活塞杠行程计算4.2.1.8.1销钉强度校核销轴在工作过程中受到挤压力和剪切力选用45号钢在网上搜索到的资料剪应力与拉应力的关系=0.6-0.8 =0.6*(s/n)挤压应力与许用应力的关系bs=1.5-2.5 bs=1.5*(s/n)受到剪切力Fs为Fs=Fa+F=5504N=max d=4Fs/P d=7.7mm 取d=10mm受到的挤压力Fbs为Fbs=Fa+F=5504N bs=Fbs/dD D=Fbs/d bsD=18.6mm取活塞杠直径为20mm活塞杠强度校核如下图所示活塞杠的面积大致可以看作是椭圆面的面积S=ab=4F/(D -d)D=35MPa =活塞杠直径取20mm满足强度要求。活塞杠弯曲稳定性校核查机械设计手册20-6-16F1=Fk/nkFk=E1I*106/K2LB2N式中E1=E/(1+a)(1+b)=1.80*105MPa圆截面：I=0.049d4m4,k=2F1=(E1I*106/K2LB2)/3.5 NLB=E1I*106/(K2*3.5)LB11.557KN-P活塞杆L=165mm满足稳定性要求。4.2.1.9活塞选用活塞材料选用高强度铸铁，活塞与活塞杠之间选用焊接型连接，选用O型密封整体密封。活塞宽度一般为外径的0.6-1.0倍，这里取0.9.即活塞宽度为34mm。4.2.1.10导向套尺寸计算查机械设计手册表20-6-19H=S/20+D/2H=25mm。4.2.1.11螺纹连接部分查机械制图P327取螺纹外径为33.249mm，内径30.291mm，中径31.77mm。螺纹外径验算螺纹处拉应力=4KF/(D2-d12） ) *10-6N/mm K取1.25=97.8MPa螺纹处剪切应力=K1KFd0/(D3-d13)*0.2) *10-6N/mm=57.93MPa合成应力 = =p= 140.15MPap=210/1.2=168MPa满足安全要求4.2.2小液压缸计算由维勒科公司所给资料，脚踏平台搬运车使用时是升到一定高度再装载货物。所以在升高过程中只是克服了自重，我们只需考虑车子的自重。已知液压缸所承受的重力来自三个零件，台面1000*550*5.5mm,叉臂625*54*10mm，销轴50*26mm,50*22，50*20。4.2.2.1小液压缸受力计算已知45号钢的密度为7.85g/cm3所受重力G=（1000*500*5*7.85/1000+625*54*10*7.85/1000+50*(262+222*2+202*2)/(4*1000)*7.85）*9.8/1000 N =1024NF=1024N*0.6+1024*0.8*0.95=1392.64N4.2.2.2小液压缸直径计算D= *10-3 m D=10.52mm查表机械设计手册20-6-2取缸内径为12mm,材料选用45号缸。4.2.2.3活塞缸行程计算由维勒科公司所给资料小车在20s内升起，脚踏次数=S/20+D/2H=8mm。4.2.2.5缸筒与端部焊接计算=4F/(D12-d12) *10-6=b/n42MPa= D/2（ -1)=1.41mm壁厚 取2mm 4.2.2.9缸体外径的计算D1=D+2 D1=16mm5.阀块的设计及阀的选择阀块的设计必须注意以下问题：1、阀块体一般是锻造而成，要求材料致密，无松孔疏松等缺陷。阀块正面用螺钉固定液压元件，表面粗粗度值为0.8m，其它面接压力油管（P），回油管（T），泄漏油管(L)和工作油管（A、B）等。油管和阀块通过管接头用米制细牙螺纹或英制管螺纹连接。液压元件通过阀块内部的孔道与外界连接。除加工孔的表面外，其它面的表面粗糙度值为3.26.3m。2、同一个液压回路的液压元件应布置在同一块阀块上，尽量减少连接管道。3、液压阀阀芯应处于水平方向，防止阀芯自重影响液压阀的灵敏度，特别是换向阀一定要水平布置。4、阀块内部孔道一般分三层布置，使各控制油路互不干扰。5.1单向阀的选择 选择最大工作压力可达31.5的S型单向阀，再根据通过单向阀的最大流量确定单向阀的通径，即可选择出适合本系统的所有单向阀。S型单向阀为锥阀式结构，压力损失小，主要用于泵的出口处，作为背压阀和旁路阀用。通过综合考虑，选择型号为 S10P1O/A的单向阀，5.2节流阀选择选择最大工作压力可达25MPa，用于工作压力基本稳定或允许流量随压力变化的液压系统，以控制执行元件的速度。综合考虑选用SRG0309型节流阀。5.3顺序阀的选择选用最大压力为21MPa,摇控口压力为14MPa。选用时考虑到作为安全阀使用，相当于回路开关。未超出调定压力之前元件为常闭，超出后元件打开，卸荷。综合考虑采用压力驱动滑阀式结构。选用型号为RS/T-03-05。5.4卸荷阀选择型号YHXHF-03 a、开启压力值：2.03.6MPa之间均可调节。 b、开启与关闭压力差：0.6MPa。 c、关闭状态泄漏量：700ml/min。 d、使用温度：-30120。 e、阀口通径：7m6液压辅助元件设计及选用 过滤器是液压系统中的重要元件，它可以清除液压油中的污染物，保持油液清洁度，确保系统元件工作的可靠性。1、选择过滤器的基本要求有：（1）过滤精度应满足液压系统的要求；（2）具有足够大的过滤能力，压力损失小；（3）滤芯及外壳应有足够的强度，不致因油压而破坏；（4）有良好的抗腐蚀性，不会对油液造成化学的或机械的污染；（5）在规定的工作温度下，能保持性能稳定，有足够的耐久性；（6）清洗维护方便，更换滤芯容易；（7）结构尽量简单，紧凑；（8）价格低廉。2、过滤器过滤精度的选择：（1）应使杂质颗粒尺寸小于液压元件运动表面间隙或油膜厚度，以免杂质颗粒使运动件卡住或使零件急剧磨损；（2）应使杂质颗粒尺寸小于系统中节流孔或缝隙的最小间隙，以免造成堵塞；（3）液压系统压力越高，要求液压元件滑动间隙越小，因此系统压力越高，要求的过滤精度也越高。3、过滤器的主要性能包括：(1)过滤精度：也称绝对过滤精度，是指油液通过过滤器撕，能够穿过滤芯的球形污染物的最大直径（即过滤介质的最大孔口尺寸数值）；系统类别润滑系统传动系统伺服系统特殊要求压力/MPa02.577352135颗粒度/100255025551(2) 允许压力降：油液经过过滤器时，要产生压力降，其值与油液的流量。表 5.1粘度和混入油液的杂质数量有关；为了保持滤芯不破坏或系统的压力损失不致过大，要限制过滤器最大允许压力降；过滤器的最大允许压力降取决于滤芯的强度；(3)纳垢容量：是过滤器在压力降达到规定值以前，可以滤除并容纳污垢物的数量，过滤器的纳垢容量越大，使用寿命越长，一般来说，过滤面积越大，其纳垢容量也越大；(4)过滤能力：也叫通油能力，指在一定压差下允许通过过滤器的最大流量；(5)工作压力：不同结构形式的过滤器允许的工作压力不同，选择过滤器时应考虑允许的最高工作压力。选用型号为XU-10*200过滤器。7.油箱的容量的计算7.1油箱的设计油箱是液压系统的重要组成部分，其主要功能是储油和散热，也起着分离油液中的气体及沉淀污物的作用。油箱的设计中必须有足够大的容积，以保证系统工作时能够保持一定的液位高度；为满足散热的要求，对于管路较长的系统，还应考虑停车维修时能容纳油液自由流回邮箱时的流量；当油箱不能满足散热要求时，需要设冷却装置。吸油管和回油管要插入最低液面以下，以防止吸油或回油飞溅产生气泡，管口与箱底箱壁距离一般小于管径的3倍，管口制成450的斜角，以增大吸油及出油的截面。油箱中间应设置隔板将吸、回油管隔开，使液流循环，达到分离空气及杂质的效果；隔板高度为液面高度的2/3到3/4。为了保证油液清洁，油箱应有周边密封的盖板，盖板上装有空气过滤器；为了便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低处设置放油阀，对于不易开盖的油箱，要设置清洗孔以便油箱内部的清洗；油箱底部应距地面150mm以上，以便于搬运放油和散热等实际工况需要。7.2油箱容量的确定油箱容量可以由大液压缸的容积初步确定0.5L查简明手册4，矩形油箱三边尺寸比在1：1：1至1：2：3之间，取矩形油箱的尺寸为：长度：宽度：高度=2：1.5：1.2在确定油箱尺寸时，一方面要满足系统供油的要求，还要保证执行元件全部排油时，油箱不能溢出，以及系统中最大可能充满油时，油箱的油位不低于最低限度。由以上算的油箱尺寸为：长度=212mm，宽度=159mm，高度=127mm。8.管道的选择管道的作用是保证油路的连通，并便于拆卸、安装；根据工作压力、安装位置确定管件的连接结构；与泵、阀等连接的管件应由其接口尺寸决定管径。在液压传动中，常用的管子有钢管、铜管、胶管、尼龙管和塑料管等。钢管能承受较高的压力，价廉；但弯制比较困难，弯曲半径不能太小，多用在压力较高、装置位置比较方便的地方。一般采用无缝钢管，当工作压力小于1.6MPa时，也可用焊接钢管。紫铜管能承受的压力较低（ ），经过加热冷却处理后，紫铜管软化，装配时可按需要进行弯曲；但价贵且抗振能力较弱。尼龙管用在低压系统；塑料管一般只作回油管用。胶管作联接两个相对运动部件之间的管道。胶管分高、低压两种。高雅胶管是钢丝编织体为骨架或钢丝缠绕体为骨架的胶管，可用于压力较高的油路中。低压胶管是麻绳或棉线编织体为骨架的胶管，多用于压力较低的油路中。由于胶管制造比较困难，成本高，因此非必要时不用。根据系统压力为中高压系统，故选用钢丝增强液压橡胶软管。查机械设计手册表17-8-4选用公称直径为5mm的软管。结束语本次设计注重基础力学计算和系统原理分析，所设计的零件和所选阀都是书上可以找到，但并未注明生产厂家，只有型号。再此次设计中有些部分超出本人能力范围所以只能初略取值，但可以保证取值是要合理理由的，特别是对活塞杆伸长长度的确定，本人也是费尽心思。无奈时间紧迫，所以只能用工程力学的办法解决。在此次设计中得到陈老师和维勒科公司售后的大力支持，也得到室友的大力帮助。这次设计是大学最后一个任务，我已经尽力完成，当然其中还有很多待以改进之处，望老师能给与指导。参考文献1杨培元等. 液压系统设计简明手册. 北京：机械工业出版社. 2000.2成大先. 机械设计手册M. 北京：化学工业出版社,2002第四版.3.陈奎生.液压与气压传动.武汉.武汉.武汉理工大学出版社.4.李卓球.工程力学.武汉.武汉理工大学出版社.目录第一章 总 论41.1项目概述41.2项目提出的背景和必要性41.3 项目建设的可行性分析16第二章 项目依据和范围202.1项目编制依据202.2编制原则202.3项目编制范围21第三章 市场发展预测及行业关键指标分析223.1二手车市场风险及发展预测223.2 目前二手车价格分析253.3 二手车关键指标分析28第四章 项目选址与建设条件364.1 项目选址364.2 区域建设条件364.3社会环境简况37第五章 项目建设内容与规模395.1 项目建设内容395.2 建设规模39第六章 项目实施进度安排41第七章 环境保护和交易流程427.1 二手车交易市场污染评估与处理427.2 二手车交易流程42第八章 项目经营管理与劳动定员498.1 项目经营管理498.2 劳动定员498.3 劳动保护和安全生产50第九章 投资概算及资金筹措519.1 投资估算519.2 资金筹措51第十章 经济效益分析5310.1项目的制度成本分析5310.2 项目效益分析5510.3 本项目成本估算5610.4 投资初期的营销计划建议5710.5 销售收入及税金5710.6 利润估算5810.7 财务平衡分析5810.8 不确定性分析5810.9 结论59第十一章 结论及建议64