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1、快递载运推送装置设计 机械与动力学院导 师： 答辩人： 学 号： 专 业：机械设计制造及其自动化日 期： 123456 课题目的和意义设计思路和最终方案油缸布置方式剪叉式机构力学分析手动液压系统设计三维模型绘制Contents目录123456课题目的和意义设计思路和最终方案油缸的布置方式剪叉式机构力学分析手动液压系统设计三维模型绘制Next Part第1部分1 课题目的和意义 问 题 措 施 需 求 助力搬运机械装置，高效快捷，节省劳力快递货物人工搬运容易疲乏，存在野蛮搬运现象损坏货物机械装置需轻便，结构简单123456课题目的和意义设计思路和最终方案油缸布置方式剪叉式机构力学分析手动液压系统
2、设计三维模型绘制Next Part第2部分2 设计思路和方案n 装卸搬运过程分析 当下快递业主要由运输、保管、包装、装卸搬运、流通加工配送、信息传递六个环节组成，而装卸搬运这一重要环节大多停留在人工上，货物卸载主要是通过人力让货物产生竖直和水平方向的位移，这一过程可以用助力机械来代替，在手推车上加上一个升降平台就能大大节省劳力，为了利用重力卸载货物，动力系统选择手动液压系统。n国外研究现状 美国是世界上首先开展人工装卸载搬运助力装置的国家，根据仿生学思想，为穿戴者设计一套体外支架，其定义为“外骨骼服”，通过均衡分配外挂物重量，传输和放大穿戴者肢体动感，该装置为液压驱动。2 设计思路和方案n 小
3、车设计步骤 n初始条件和参数机构组成传动部分液压传动，剪叉式升降机构动力部分手动液压泵执行机构液压缸设定条件额定载荷300Kg垂直行程950mm支撑梁长度1150mm快递货物一般密度小，重量轻，所以额定载荷一般只需300kg在从物流货车当卸载货物时需要将平台升高，需要几乎与物流货车平齐，所以这个垂直行程是根据货车的货箱高度确定的支架长度根据起升高度而定，宽度根据平台宽度确定2 设计思路和方案n我国液压升降小推车的发展现况市场现有市场现有产品举例产品举例手动剪叉式升降平台优点：体积小，运动灵活缺点：升降行程小，降到最低位置时也不方便卸载手动液压堆高车优点：升降行程大，适合卸载各种高度的货物缺点：
4、体积大，不方便携带，不宜进出狭窄的地方123456课题目的和意义设计思路和方案油缸布置方式剪叉式机构力学分析手动液压系统设计三维模型绘制Next Part第3部分3 油缸布置方式建立简单模型液压缸安装位置分析p 草图设计 剪叉式起升机构草图p 主要构件载运平台、支撑梁、液压缸、小滚轮和轮子p 原理简介 剪叉式升降机构中液压缸布置方式是将液压缸的活塞杆及缸底分别铰接在内外剪叉式支撑梁上，当活塞杆伸出时，两个剪叉式支撑梁的夹角增大，使剪叉梁上端靠拢并使平台上升，从而可以达到推动载运平台上升的目的液压缸的位置参数液压缸载荷计算液压缸安装位置确定3 油缸布置方式 这种装配方式适用于布置空间狭小的剪叉式
5、机构，且可以在很大程度上降低剪叉式机构的初始高度，有利于装卸货物，接下来的任务就是根据两个支撑架的尺寸以及上文提供的额定载荷确定液压缸的精确位置和液压缸的推力，从而确定液压缸的缸径和手动液压泵的相关参数。 根据阅读相关文献知，液压缸的布置位置不同所承受的载荷也不同，为了找到承受载荷最小，起升最平稳的安装方式，需要对液压缸的位置参数进行精确计算 已知条件为：剪叉式升降平台载荷为W=2940N。 支撑梁长度L=1150mm 将液压缸活塞杆与剪叉支撑梁 的铰接位置 A 与两个剪叉式支撑梁铰接中心位置O的距离设为a ，将液压缸底铰链与剪叉式支撑梁 BD铰链联接位置 G 与中心位置 O 的距离设为 k
6、。 建立简单模型液压缸安装位置分析液压缸的位置参数液压缸载荷计算液压缸安装位置确定3 油缸布置方式液压缸的位置参数建立简单模型液压缸安装位置分析液压缸载荷计算液压缸安装位置确定按照如图设定个未知数根据几何关系 支撑梁与水平方向夹角液压活塞缸与水平方向夹角AD连线与支撑梁BD的夹角A点实际运动方向与A点活塞杆速度方向的夹角 3 油缸布置方式p 液压缸活塞杆的推力P和液压缸尾部对剪叉式支撑梁的压力为整个系统的 根据虚位移定理：作用于质点系的所有主动力在任何虚位移中所作虚功的和等于零得： 以A点为原点建立直角坐标系，则有： 由图中几何关系得： F和P互为反作用力，然 后将条件代入得：液压缸载荷计算液
7、压缸安装位置分析建立简单模型液压缸的位置参数液压缸安装位置确定3 油缸布置方式 当载荷一定的情况下，载运平台在不同高度下所需液压缸的推力也不同，但是在正常情况下很难测的，为了选择合理的参数便能选择最佳的液压缸布置方式，兰州大学的齐文虎通过动力学分析，应用软件MATLAB软件模拟出了在整个升程范围内不同高度时所需液压缸的不同推力，并且描绘了曲线观察图a中曲线可知，当载运平台处于最低位置时所需液压缸推动力最大，而且根据几条曲线的比较可以确定a=110mm，k=396mm，根据这个结论可以计算出最低位置时=8.5，?=7.5，=19。然后代入上述的公式中得： F=27.1 KN液压缸安装位置确定液压
8、缸安装位置分析建立简单模型液压缸的位置参数液压缸载荷计算123456课题目的和意义设计思路和方案油缸布置方式剪叉式机构力学分析手动液压系统设计三维模型绘制Next Part第4部分4 剪叉式机构力学分析支撑梁尺寸及材料确定支撑梁强度校核p 机构受力分析图 从剪叉式升降机构整体结构初步观察，A、G、O、E处的销轴受到的剪切力较大，从上面的计算来看，A、G销轴承受的最大剪切力为Q=F=27.1KN，整个载运平台设4个剪叉式支撑梁，左右各两个对称安装，支撑梁的材料定为40*20的Q235槽钢，型号16A承载机构轴的设计4 剪叉机构力学分析支撑梁尺寸及材料确定支撑梁强度校核 根据支撑梁所受的剪切力和弯
9、矩对支撑梁从材料力学方面进行强度分析和校核是一个非常必要的过程，这样才能确保构件的安全性、适用性、耐久性、和经济性u对内支撑梁EC强度校核 剪叉式支撑梁的材料选用为40*20的Q235槽钢，型号16A，查阅机械手册可以得到：I=1984cm4，W=214.844cm3 由图中分析可知 由上式可得： 承载机构轴的设计4 剪叉机构力学分析支撑梁尺寸及材料确定支撑梁强度校核在CO段内，分析剪力和弯矩得到的方程分别是：在OE段内，所得结果为：EC的弯矩图和剪力图如下所示： 由3.1.3步的图中分析可以得出结论：当载运平台处于最低位置的时候剪叉式支撑梁会产生最大弯矩，通过上述的计算得到：=3087750
10、Nmm=3.087750KNm，则 则剪叉梁EC满足强度要求承载机构轴的设计4 剪叉机构力学分析 手推液压升降车最大载荷为300kg，则单个货叉的承重量为150kg。则其铰接出说承受的载荷为其作用力对材料作用的性质为：剪切应力。交接轴的材料：选正火回火处理的45号钢，查机械设计表151，得 查起重机械表411，得： 最小安全储备系数为： n1=1.45，材料安全系数为： n2=1.1 根据公式的安全系数：n= n1 n2=1.6 根据公式 可以推出公式 代入数据得 为了方便，取 d=10mm 承载机构轴的设计支撑梁强度校核支撑梁尺寸及材料确定123456课题目的和意义设计思路和方案油缸布置方式
11、剪叉式机构力学分析手动液压系统设计三维模型绘制Next Part第5部分5 手动液压系统设计液压系统的组成手动液压泵的选择液压缸设计手动液压系统动力原件手动液压泵执行原件液压缸控制原件单向阀和卸荷阀辅助装置油箱、油管工作介质专用液压油1油箱2、5为单项阀3小活塞4操作手柄6液压缸7卸荷阀5 手动液压系统设计 手动油泵、脚踏油泵体积小，重量轻，结构紧凑，操作简单，操高压，小排量，配有低压泵以提高效率。可直接压力容器进行压力试验，配备油缸及机具可以进行 起重、顶升、弯曲、校直、拉伸、冲孔、铆接、拆装等作业。 根据液压缸容量和手动液压泵的外形尺寸，选择SYB-1型的手动液压泵，而且该液压泵属于小型，
12、操作方便，适合用于手推车上，通过在网站上查询可知，由多出厂家销售型号手动液压泵，而且价格优惠平均240600元一台，而且网上直销，随时可以订购手动液压泵的选择液压系统的组成液压缸设计5 手动液压系统设计手动液压泵的选择 已知条件为液压缸所需的最大推动力F=27.1KN，然后根据这个条件和参考资料上的公式来计算液压缸的内径D和活塞杆直径d，由文献查阅知d=0.7D，根据公式：u 根据条件求得D=48.2mm，则相应的可以求得d=33.7mm。根据国家标准GB/T 2338-93，取标准直径D=50mm，d=35mmu 缸筒厚度的计算： 计算 可得缸筒厚度为5mm u 最小导向长度： u缸体长度的确定：则液压缸最大行程L=168mm，缸体内部长度为168+35+6.25=209.25mm 取210mm，根据缸体内部长度确定缸体长度为219.5mmu 活塞厚度：活塞厚度取内径D的0.61.0倍，则取35mmu 缸盖的厚度：计算结构的T4.18，取4.5mm液压缸设计液压系统的组成123456课题目的和意义设计思路和方案油缸布置方式剪叉式机构力学分析手动液压系统设计三维模型绘制Next Part第6部分6 三维模型绘制n这是通过ProE绘制的模型6 三维模型绘制n总结 通过论文中对小车结构进行的强度校核表明了小推车材料选择和尺寸设计的可行性，通过对机构进行仿真表明了结构的可行性。
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