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机车 转向架 助推器 设计

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外 文 翻 译毕业设计题目： 机车转向架助推器 原文1： Materials handling device and system 译文1： 物料运输装置及系统 原文2： Drive apparatus 译文2： 驱动装置 物料运输装置及系统摘要这种物料传输装置包括底盘，及和底盘轴连接的使装置运动的轴柄，连接在底盘上可旋转的两轮，支撑在轴柄上的电池组，还有和转轮位于同一旋转轴线的电机和齿轮箱。以及位于底盘上含有电容器的控制器，当需要储存电能的时候就会通过电池组充电。为了使储存的电能供电动机使用，控制器与电池组和电机之间通电连接，而且这样在某种特定需要的场合或瞬间，电机可以通过齿轮箱传递更高的扭矩驱动力给其中一个轮，确保通过不平的地面，更好的操作和移动重物。本装置是美国在2003年6月注册的第10/609，276号应用，现在已经被原发明者放弃。这项公开性装置在此作为参考。技术领域目前的发明一般是和物料运输中搬运重物相关，更加针对一种物料的操作装置和系统的研究。行业背景一般的便携式物料运输装置是通过压缩空气运行的。具有代表性的是一种品牌名为“Easy Mover”的产品。其产品其中一种在美国注册，专利号为4,582,154.这些气动式装置的一个缺点是它们的动力来源必需“看得见”。一般来讲，压缩空气是通过一条长通气管才能传递动力。然而，这些气动装置也确实有自己的优势，包括：(1)它们可移动而且尺寸较小，却可以形成大功率转矩；（2）尺寸小也也使得装置适合大多数可转动的重物，使重物的重量可以加载在装置驱动轮上面，提供运动需要的摩擦力；（3)它们不用经受任何检修期，因为压缩空气是源源不断的，只要可压缩空气相连就可以不断运行。然而，这些气动装置也的确有缺点，包括：（1）压缩空气限制了装置的位置和应用；（2)通气管传输空气严重限制了装置很多方面的使用；例如，当需要移动相当长的距离时，通气管就变得很长难以操作，而且在院子里或者在户外，通气管就显得不现实；（3）压缩空气的传输量随着气线的长度增加而减小；相应的，当超过30到50英尺的时候，动力就会因为压缩空气的体积不够变得不足；（4）为了满足比较小的尺寸，这些装置利用了一种压缩式，但效率很低的旋转不定形式的气动电动机（大约只有30%效率），这使得压缩空气的消耗量非常大。正是因为如此大的消耗量使能量的储存变得不现实(例如在装置上连接再包装或者快速变化的圆柱），这样装置只能提供一种持续动力而已。另外，能量损失也是不容小视的。另一种，基础上应用较少的简易物料运输装置是电动的，因此没有位置限制。其中代表的是Mater Mover 公司旗下的Nustar/PowerPusher and Electrodrive .这些装置上都有些相似设计，使用一个电动机，一个减速（传统上啮合传动）齿轮箱和一个或更多12伏硫酸铅（SLA）电池作为能源。尽管这些电能装置有不受位置限制的自由，对于气动来说有更高的操作性，尽管仍然能提供很大的转矩，但是这些装置失去了气动装置关键的好处：（1）电动装置比气动装置更大、更笨重，使使用、移动都不方便；(2)因为尺寸很大，一般不能直接和被移动的重物接触，多数情况需要添加辅助作用力或笨重的几何外延使驱动轮获得更大的作用力（提供滚子连接）来推动重物。(3)电池需要充电，在高工作量的情况会限制运营。总之，我们仍然需要创新出新装置，来解决上述在气动和电动高转矩装置中出现的问题，但不引入新问题。公开发明现在我们来提供一种满足上述需要的装置和系统。这种高转矩物料运输装置和系统由避免了上述气动和电动问题的发明组成。同时，仍然可以移动大型、重型物件（可达50吨）而且装置不受约束(即不需要持续连接电力和压缩空气线），但是基本比前面提到的电动装置要小巧便捷的多。相应地，目前的发明的物料运输装置由以下组成：（a)一个底盘;(b)连接在底盘上的移动手柄，来移动装置；（c)至少有一个转轮连接在底盘上，而且和地面接触；（d)至少有一个电池组连接在操作手柄上，设定至少成为手柄的一部分；（e)跟电池组相互分离的驱动单元，连接在底盘上保证滚轮处于工作状态；（f)通过电力连接电池组和驱动单元为运行驱动单元提供电能，从而传递给驱动轮传递高转矩驱动力，驱动需要的功率就可以由滚轮提供，确保装置通过不同的表面，移动重物。目前的发明还有下面一种设计，有下面几个部分组成：（a)底盘；（b)至少一个可充电电池组，可移动、可被替换；（c)一个电动机和齿轮箱，保持和滚轮的驱动连接；(d)安装在底盘上的控制器，含有和电池组连接的电容，可以在适合的被电池组充能，储存电能，控制器上的电容和电池组、电动机电路连接，这样的话电容就可以在需要的时候把储存的电能提供给电机，齿轮箱就可以传递更高的转矩驱动力给滚轮，使装置通过滚轮提供转动驱动功率，来通过不同表面，操作和移动重物。目前的发明更进一步改进，组成部分如下：（a)靠近操作区域的电池充电器，可以将可充电的电池组从放电状态转换到充电状态；（b)一种电池充电器被替换的物料操作装置，可在操作区用来操纵重物。这种装置包括（i)装置上提供的驱动单元，（ii)一个完全可以充电再利用的电池组，其中至少有一个可以被移动和替换，为驱动单元运行提供电能；至少还有另一个安装在电池充电器的位置，而且通过充电器保持充电状态，目的是为了可充电电池达到放电状态时另一个电池可以进行替换；（iii)控制器，至少在其中一个充电电池组安装有电容，电容至少正被一个电池组充电来储存电能，电容也和驱动单元连接，这样就可以在需要的给驱动装置提供储存的电能，保证驱动装置可以同高转矩输出来使装置不同表面和移动重物。通过下面详细的描述，和相互连接的阐述发明具体部分的图片，我们会逐步熟悉其特点和优势。图片的简单描述在下面详细的描述中，会分别列出参考：图片1，是一个物料运输装置的具体整体结构透视图。由下面几个部分组成，包括为装置提供动力的电池组，可动的以夹合方式放置在操作运行区。图片2，是图片1中装置的局部放大图。和一部分纵向剖面图，体现出安装在其中一滚轮上的电机和齿轮的前面的驱动单元。图片3，是图片2中驱动单元被去除的图片1的局部放大图，目的是为了显出下面的控制器中的电容。电容可以通过电池组充电，可以在电机需要的时候提供电能。图片4，是图片1部分剖视图，而且去除了部分和交叉分部，为了显示装置中驱动部分，也是为了显示手柄在停车时的放置位置。图片5，图片1中放置在手柄周围的电池组的局部放大图。图片6，是和图片5类似的关于电池组的一部分的局部放大图。图片7，是电池组的纵向局部放大图。图片8，是装置电力组成部分的一般的结构简图。图片9，是电池充电器的远景图。充电器用来给电池组充电。图片10，是包含目前发明部件和原来行业中品牌名为Nustar/PowerPusher的侧视图，视图重点强调目前装置在尺寸方面的大量减小。图片11，是图片10的俯视图。图片12-14是装置在被改装后执行推或者拉操作是透视图。图片15，是改装后的装置的轴柄处于停车位置的时候的透视图。图片16，是目前含有全部部分的物料运输系统的透视图。完成发明的最好模式根据这些图片，特别是图片1到8，这里提供一个物料运输装置的示意图，一般是指定10，其中包含目前发明的全部组成。装置10包括一个底盘12，一个加长轴柄14（可旋转地连接在底盘12的末端用来移动装置10，至少一个、最好两个转动体或者滚轮16，18滚动连接在底盘12上，至少包括一个电池组的20支撑在轴柄14上，一电动驱动单元22用来提供滚轮16的同步驱动。驱动单元22包括一个电动机24，与其中一个滚轮16相适合的齿轮箱，跟滚轮16的A轴线共线，和放置在底盘12上面，滚轮16下面的控制器28。控制器28包含跟电池组20连接的纯电容30，可以被电池组20充电，而且在需要的时候释放可用的储存电能。正如大致在图片8中看到的，控制器28中的电容30和电池组20和电动机24通过电路连接，这样电容30在需要的时候就可以向电动机提供储存的电能，再通过齿轮箱传递高转矩驱动输出。而且可以瞬间传递给滚轮16，使得转动驱动力能通过滚轮16传递到另一个滚轮18，确保装置10通过不同表面而且能同时操作、移动重物。装置10在与上述引用的由同一个发明者改进的气动式物料运输装置Ser.No.10/609,276比较中，保留了便携、多用途、可重装、模块化的优点后，在操作时有着不俗的表现。更进一步，装置10中底盘12有相对的侧板32，34，它们通过2个或者更多的交错的部件36，38相互作用。装置10还有一对后轮40，旋转支承底盘12的后半部分，同时也是轴柄14铰链连接在底盘的位置。这样，装置10在图片1到4中显示的结构中，轮18在底盘12的前面，驱动轮16安置在前轮18和后轮40之间。底盘12还包括了连接在侧板32上的圆柱支撑42和连接在另一个侧板34上的三通阀。驱动轮16是放置在滚动支撑42上的圆柱体，同时由42支撑，而且在另一端通过滑动轴承46，47支撑。电动机24和部分齿轮箱26放置在圆柱支撑42和驱动轮16中，相互并排连接，与驱动轮16的轴线共线。这些组成装置10中的驱动单元20放置在三通阀44和另一个更大的三通阀48之间，同时含有滑动轴承47。齿轮箱26驱动时放大了两倍电动机24输出轴转速，反过来，也使连接在圆柱支撑42末端和驱动轮16上的轴50转速增加1倍，来转移电动机24的转矩到驱动轮16上。在更大的三通阀48外延部分48A中，轴50外部末端可旋转地连接在另一个滑动轴承51上。在进行更一步关于的物料运输装置10的详细的描述，同时也为了获得更完全地理解和了解装置10包含地独特的组成部分，首先对在先前提到和其他装置中使用的传统电池动力的基础部分。先前的电池动力装置可以形成巨大的转矩(比如提升50，000千克或者更多）。这些装置通常使用6伏或者12伏的封装醋酸铅可充电电池，比如“深放电”样式，有时也叫做“FK”系列（叉车装置应用的12V电池）或者“GC”系列（高尔夫球车装置使用的6V电池），而且可以放出最大电池容量的80%到90% 电池技术普遍使用是有一些原因的。作者：Gregory James Newell国籍：美国出处：U.S. Patent No.7168514B2驱动装置摘要一个驱动装置首先是为了移动车辆，由可移动的运输装置，包括两个轮子（3）和一个电动机驱动的驱动轮（2）。弹性连接(7）通常是为了保持驱动轮（2）和支撑轮不相接触，但是可以通过负载连接，例如，当装置在机车轮（8)下面推动时，驱动轮（2）和支撑轮（3)通过摩擦连接，使得装置通过驱动轮的转动移动，同时使得机车移动，轮（8）因此可以转动。这种驱动装置还有一个手柄（6），更适合安置电缆，软管或者类似的，来给电动机提供动力，同时手柄上可以设置控制的方式（5），比如开关或者类似的。驱动装置目前的发明最好用来移动车辆或者之类的东西，当然不是只有这种用途。在制造业和修车行业，有需要能比较容易和缓慢地移动车辆和类似物件的装置，而不是使用机车专用的牵引装置。同时在其他的工作里，同样需要操作性强的移动装置。目前本发明可以提供这样一种装置，而且有如下的特点使得能完成基本或者更高层次的任务。为了和图片相对应，这里举例说明一种示范装置。图片1，是驱动装置的示意垂直剖面图而图2表示的是从前面观察的驱动装置图，图3是某些地方改装后的驱动装置的侧视图，而且去掉了侧壁。图4是图片3中驱动装置的俯视图。图片中显示的驱动装置是以可移动的驱动的形式组成的，带有驱动电机1，在这个例子中可以电动机或者是气动，也可以是液压动力的。驱动电机是驱动组2移动，最适合的是由摩擦轮组成，而且在例证中驱动通过链传动4传递.外壳3由两个宽支撑轮3，3支撑，旋转轴通过钻孔插入外壳的长方形支撑板中。因为弹簧连接7固定在中间部分，而且末端插在支撑轮轴间的钻孔内，所以轴是弹性连接的。通常轴位置比图片1中略低，而且支撑轮3，3因此会和驱动轮2脱离接触。现在这种位置，运输装置可以轻易运动。通过施加负载，支撑轮会和驱动轮2接触，当后者被驱动的时候，支撑轮会因此运动。和运输装置连接的是轴柄6，第一是为了操作装置，第二是为了保护电缆、软管或者其他类似给驱动电机提供动力的方案。在这些例子中，轴柄最好做成管状或类似的形状。控制方案5例如开关、阀门或者类似的，也可以固定在轴柄上，这样它们就可以使操作者更容易接触。这里描述的装置是指在物件左边操作的，但是在多数例子中更需要能自由选择装置在哪边操作。因此，在图片3和图片4中的实体有一个轴柄，设计时包括第一部分6a，在右转角的时候持续连接到6b部分，而且后一部分有足够的长度，通过弯曲部分6c（在部分9中保持原状）可以从任意一边延伸到装置的中间部分。而部分9是通过一个套筒9可旋转地连接在横向集中布置的单元10的中间。同样的在这个例子中，轴柄更适合放置电缆、软管或者类似的，来给驱动装置提供动力，而且可以包括控制方案5。把610部分之间的连接设计成空气或液体也是可能的，这样轴柄就会为液体充当导管。由于轴的形状和绕轴线转动的可能性，驱动装置可以很容易地在任何适合的位置操作。现在描述的驱动装置可以在下列方式中使用：如果用来移动车辆，装置放置在车辆前面或者后面的轮子8。通过将装置推进一般在轮8和地板或地面之间形成的楔形空间，小车3将会受到重物的作用，使得驱动轮2运动，同时小车3的除了支撑轮3、3的其它部分动起来。就像在图片1中一样，驱动轮2在和机车轮8摩擦连接时，同时和支撑轮3、3摩擦连接。如果驱动方式2如图片1中箭头指示方向驱动的话，机车轮8和两个支撑轮3、3将向着箭头方向运动。根据图片1，这个过程表示机车向左边移动。现在形容的装置在构成上很简单，而且由于轻便、便捷的结构，其在使用上也很容易。尽管描述的发明跟移动机车的装置有关联，但是很明显本装置不仅仅只有一种用途，而是可以被用于各种各用的目的。它可以使机车减速而不是推动机车。当然在推动或者减速过程中，完成转弯或旋转运动并不是必需的。我表示：1. 驱动装置包括支撑用的小车3，其支撑着受电机（1）驱动的驱动轮（2），而且可以作用于比如机车一类的物体，进而推动后者。支撑的小车由前支撑轮(3)和后支撑轮（3）组成，而驱动轮（2）位于上述支撑轮上面，其旋转中心相应地穿过两个支撑轮(3,3)各自的旋转中心的垂直面。支撑轮和驱动轮之间尺寸固定，以至于后者(2)可以插入装置和上述物件（8）之间联系的楔形空间，而且地面也可以和工件同时接触。借助弹性单元（7），驱动轮(2)通常不和支撑轮（3，3)接触，但是当重物施加作用力时，弹性力会带入摩擦连接，使支撑轮作用在驱动轮上，也作用在工件（8）上。2. 在1中表明的驱动装置中以支撑小车为特色。小车支撑着电机（1），而且最好是通过方式（4）使驱动轮（2）转动。同时小车包括轴柄6，更适合充当电缆和软管的外层保护，为电机提供能源，也为了提供控制驱动动作的控制方式（5）。3. 在1中表述的驱动装置，也有下面的特点。驱动轮（2）同时和两个驱动轮作用，使他们向同一个方向转动。作者：Pege Englund国籍：美国出处：U.S. Patent No. 4582154浙江理工大学本科毕业设计（论文）开题报告班 级机械设计制造及其自动化09（4）班姓 名陈国纯课题名称机车转向架助推器开题报告目 录1 选题的背景与意义1.1 国内外研究现状和发展趋势1.2 助推器研究意义2 研究的基本内容与拟解决的主要问题2.1 基本内容2.2 拟解决的主要问题3 研究方案、可行性分析及预期研究成果3.1 研究思路方案3.2 可行性分析3.3 预期研究成果4 研究工作计划参考文献（开题报告全文附后）成绩：答 辩意 见（从选题、任务工作量、质量预期、可行性等几个方面）答辩组长签名： 年 月 日系主任审核意见签名： 年 月 日机车转向架助推器设计陈国纯（机械类09（4）班 B09370203）1.选题的意义和背景 大型工件、物品的搬运常采用助推器辅助搬运工完成作业，主要有机械式、气动式、电动式、液压式等，其工作性能各有优劣，有特定的适用场合。铁路机车或车辆检修维护时的移动一直采用牵引机车或牵车机构牵引，而牵引机车一般为内燃机车，不适合在机车或车辆检修要求越来越高的库内牵引机车用，而牵车机构一般为链式传输机构，其安装空间需要利用轨道中间的部分空间，且建造成本高、运行不稳定、维护成本较高和驱动电机的防水防潮功能要求较高，使用效果一直不理想。在新建或改造的铁路机车检修基地，急需一种便携式的机车牵车装置，为机车检修时方便进出检修库用。1.1 国内外研究现状和发展趋势1.1.1 国内外研究现状 目前，国外对此类助推器的研究比较充分，其中包括瑞士Easy Mover公司生产的产品、英国Master Mover公司的产品等。但是产品总体上可分为滚子类助推器、抬升式助推器和多功能助推器几大类。（1） 滚轮类助推器 1）比较有代表性的是瑞士Easy mover公司生产的滚轮类助推器，在国内应用也比较广泛。可以推动10吨到50吨的卷筒等圆柱类物件。1而且主要采用的是气动的方式来提供动力，清洁而且高效，方便工人操作。但是同时也带来了局限。因为是气动推动，就会因为动力的提供模式而使装置运行受到限制。比方说，当移动的距离增加时，压缩气体提供的动力就会逐渐减少，使功率收到限制。而且气体传输通过软管，所以助推器工作时限制了其位置，不是很自由。2 2）在参考文献 Gregory James Newell. 2007. Materials handling device and system. U.S. Patent No.7168514B2.中有提到对这类产品的改进，这里举几个例子。第一，将动力改成了电池组，这样就解决了大部分有关气动驱动的缺点，而且保留了原有产品的便捷、小巧。第二，电池组和控制器上的纯电容通过电力连接，在电力充足的时候电容会充电，而当能源不足的时候，电容又可以向电机提供需要的电力，这样就保持了工作的持续性。3（2）抬升式助推器 这类产品的构成相对简单。国内最传统的助推器，是通过液压千斤顶手动抬升机车转向架，将重量分担到助推器上，进而加大摩擦力来推动。国外公司对其进行了不同方向的发展。一类是通过杠杆原理抬升物件，虽然结构更加简单，但是对助推器的功率和提升的重量都有了限制。另一种是通过铰链连接抬升装置，这类助推器比第一类抬升重量有了较大的提高。4（3） 多功能助推器 英国Master Mover 公司在助推器行业走在前列，其产品可以满足各种各样的要求，实现多功能助推。其能源是电池电力提供，因此没有位置上的限制。基本组成包括齿轮减速箱、电动机、箱体。在推动滚动体时可以安装两个长滚轮，而推动机车时就可以安装抬升装置。这类装置虽然能提供比较的转矩，但是相对气动类型的来说，却尺寸较大，更加笨重，移动也不方便。所以在推动一些尺寸不适合的机车时需要添加辅助装置来提供辅助作用力。51.1.2 助推器发展趋势机车转向架助推器作为机车车间不可少的搬运工作，发展更趋向于便捷小巧，适合多种需要。但是电机的选择与助推器的功率很难匹配，选择合适的能源一直是很多公司研究的问题。同时，助推器今后不仅仅可以用来推动转向架，它同样可以用来制动，帮助转向架停靠和转向。6 而且简单便携的助推器的受力分析需要解决，使得在助推过程中不至于倾覆，也保证能提供充足的摩擦力推动机车转向架。1.2 助推器研究意义机车转向架是铁路、车间运输的重要工具，但是其重量大，单单依靠人力难以推动，或者耗费更多的人力，而且目前应用的牵引机车体积过大，不适合应用在装配车间，而且也必须保存在远离车间的位置，车间运作带来不便。7给本项目在综合分析比较现有搬运助推器的工作原理、组成结构的基础上，通过分析机车转向架与助推器的受力作用情况，可以设计出一种用于搬运不同规格机车转向架、适合机车车间工作条件的低耗高效便携式助推器。在国外产品推广不足的情况下，可以满足大部分需要。2 研究的基本内容与拟解决的主要问题2.1 基本内容本课题的主要任务是：1） 机车转向架助推器的方案设计； 确定三种机车转向架助推器的优点和缺点，比较分析采用哪一种更适合车间内各种不同情况的使用，满足大部分的要求。2） 分析机车转向架与助推器受力模型； 确定方案后，对机车转向架和助推器进行具体的受力分析，也包括电机的选择，和不同规格相配合的助推器的受力分析。确保助推器可实际上运行起来，也不会出现倾覆的危险。3） 主要部件的二维与三维设计。 对主要部件建立二维和三维模型，通过运动仿真调整尺寸数据，设计满足生产要求的二维、三维图纸。2.2 拟解决的主要问题本项目拟在综合分析比较现有搬运助推器的工作原理、组成结构的基础上，通过分析机车转向架与助推器的受力作用情况，设计出一种用于搬运不同规格机车转向架、适合机车车间工作条件的低耗高效便携式助推器。要实现电机的稳定的传输，需要确定电动机的合理位置和布局，使助推器达到预定转矩推动机车转向架。同时要选择电机的具体类型以满足搬运不同规格的机车转向架需要。另外，机车转向架对助推器的作用位置也需要合理设计，防止在助推过程中出现倾覆危险，同时确定抬升支点，确定合理的受力模型。为了保证合适的功率输出，电机和驱动轮之间的动力传输方式的选择也是主要问题之一，链传动平稳性欠佳，齿轮传动需要综合考虑尺寸要求和传动比要求。3 研究思路方案、可行性分析及预期成果本次设计拟采用理论分析方法解决机车转向架和助推器之间的受力分析，同时通过三维仿真对实验数据进行完善，结合国内外的研究成果，完成助推器的结构设计和图纸。3.1 研究思路方案3.1.1 目前机车转向架机构原理分析 一般的抬升助推器可以分为几个部分，抬升部分、驱动部分、转向部分。（1） 抬升部分 传统此类助推器采用液压抬升，系统复杂而且伴随着不安全。所以计划改进为简单机械抬升，抬升部分可以利用杠杆原理实现机车转向架车轮的短距离抬升和位移。实现手动和机动的结合，在助推器的车体前身安装杠杆类装置，通过铰链机构装置和后轮偏心轮的转动实现前端杠杆往复上下摆动，从而实现机车转向架持续被推动。（2）驱动部分 启动时通过电机，采用二级齿轮减速装置实现助推器的驱动，这样具有比较明显的增力效果，同时电机的选择限制就会小一些。随着后轮的转动，偏心轮同时带动杠杆装置往复上下摆动，使转向架持续被推动。方案示意图如下。3.1.2虚拟样机技术机械工程中的虚拟样机技术又称为机械系统动态仿真技术，是国际上20世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展起来一项计算机辅助工程（CAE）技术。工程师在计算机上建立样机模型，对模型进行各种动态性能分析，然后改进样机设计方案，用数字化形式代替传统的物理样机。从计算机图形学的角度出发，Fan Dai 等人将虚拟样机定义为一种快速评价不同的物理产品设计的方法。通过将虚拟现实技术（VR）、计算机仿真技术和CAD技术相结合，建立起一个物理造型的数字原型。产品设计人员可以通过具有高度沉浸感的虚拟现实用户接口灵活的操纵、控制和修改该原型，并支持设计数据的重用和仿真分析。83.1.3 ADAMS软件 ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。9ADAMS软件仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。103.1.4 预备步骤（1） 确定助推器整体受力分析，分析杠杆装置的运动轨迹，确定杠杆装置的实际支点，分析助推器运动的可行性。（2） 通过实际受力分析，确定支点后，选择合适的电机类型。确保电机能提供足够的驱动力完成工作。（3） 优化助推器的结构布置，实现运动仿真。确定满足生产要求的二维、三维图纸。3.2 可行性分析机车转向架助推器在国外的研究已经比较成熟，虽然在中国普及不是很广。几种助推器的应用很实际。现在在综合分析比较现有搬运助推器的工作原理、组成结构的基础上，通过分析机车转向架与助推器的受力作用情况，设计出一种用于搬运不同规格机车转向架、适合机车车间工作条件的低耗高效便携式助推器，在基本原理上，借鉴前人的基础是可行的。设计涉及力学、机械原理、机械设计和PRO.E、CAD软件的应用，在大学四年里面我已经学习了相关课程，掌握相关基础知识，可以在研究和学习中完成相关任务。指导老师及其课题组在机车转向架助推器的相关研究方面具有丰富的经验，本设计的研究方法思路经过深思熟虑，切实可行，能够确保毕业设计的顺利完成并取得预期的研究成果。3.3 预期研究成果提出的设计方案可行，机车转向架的结构设计合理，完成的三维、二维图纸满足生产要求。、 研究工作计划起止时间内容2011.11.12-2012.11.25毕业设计前期资料准备2012.11.26-2012.11.30毕业设计任务书、外文翻译任务布置2012.12.01-2011.12.27开题报告、外文翻译、文献阅读、综述报告2012.12.28-2013.01.05开题报告、综述报告准备及答辩2013.01.06-2013.01.26机车转向架助推器总体方案细化，确定传动方案2013.01.27-2013.03.04助推器结构设计2013.03.05-2013.04.18助推器二维设计2013.04.19-2013.04.30助推器三维设计2013.05.01-2013.05.09论文撰写2013.05.10-2013.05.22论文评阅与答辩 参考文献1 Http:/www.easymover.it/en/pusher.php,5-20/2013-5-202 Gregory James Newell. Materials handling device and system. P U.S. Patent No.7168514B2,2007.3 Gregory James Newell. Materials handling device and system. PU.S. Patent No.20040265148A1, 2004.4Http:/www.fetec-papier.de/Easy_Mover_-_Rllentransportger/Details_Easy_Mover/details_easy_mover.html,5-20/2013-5-205 Http:/,5-20/2013-5-206 Pege Englund. Drive apparatus. PU.S. Patent No. 4582154,1986.7 John E. Krezak, John R. Matics. .Wheeled vehicle moving apparatus. PU.S. Patent No. 4125029,19788熊光楞，李伯虎，柴旭东.虚拟样机技术J.系统仿真学报，2001.19郝云堂. 虚拟样机技术极其在ADAMS中的实践M. 机械设计与制造，2003.110续颜芳. 虚拟样机技术极其在ADAMS中的应用M. 机械管理开发，2005.2 浙江理工大学本科毕业设计（论文）文献综述报告班 级机械类（四）班姓 名陈国纯课题名称机车转向架助推器文献综述报告目 录1 前言部分2. 现有助推器类型2.1 滚轮类助推器现状2.2滚子助推器改进2.3抬升式助推器2.4多功能助推器2.5铁路机车专用助推车3 总结部分参考文献指导教师审批意见签名： 年 月 日 机车转向架助推器设计陈国纯（机械设计及其自动化09（4）班 B09370203）1.前言转向架（英文：Bogie），又称台车（来自日文），它是铁道车辆中结构最为复杂的部分，其基本功能是：引导车辆沿轨道行驶；缓和因轨道不平顺而产生的振动；安装制动装置，使车辆能够及时减速并准确停车1。铁路机车转向架或车辆检修维护时的移动一直采用牵引机车或牵车机构牵引，而牵引机车一般为内燃机车，不适合在机车或车辆检修要求越来越高的库内牵引机车用，而牵车机构一般为链式传输机构，其安装空间需要利用轨道中间的部分空间，且建造成本高、运行不稳定、维护成本较高和驱动电机的防水防潮功能要求较高，使用效果一直不理想。在新建或改造的铁路机车检修基地，急需一种便携式的机车牵车装置，为机车检修时方便进出检修库用。本项目拟在综合分析比较现有搬运助推器的工作原理、组成结构的基础上，通过分析机车转向架与助推器的受力作用情况，设计出一种用于搬运不同规格机车转向架、适合机车车间工作条件的低耗高效便携式助推器。1. 现有助推器类型 国内这种专门的低耗高效便携式助推器类型虽然很多，但是基本原理主要还是从以下两种方式中演变过来的。 （1）滚子类。利用小滚轮转动，通过轮之间的摩擦传动，带动大型圆柱体的转动，清洁，能耗较低。但是只能推动转动系的大型物件，使用范围收到制约。结构图见图1. 图1 滚子类助推器2 （2）抬升装置。通过抬升转向架边缘实体，将转向架的重量转移到助推器上，方便人操作。但是由于内嵌电机，而受结构尺寸的制约不能达到很大的功率，所以在类型选择上和传动方式上需要再改进，同时承重点的位置布置也是需要考虑的地方。结构图见图2. 图2 液压抬升助推器32.1滚轮类助推器现状 比较有代表性的是瑞士Easy mover公司生产的滚轮类助推器，在国内应用也比较广泛。如图3。可以推动10吨到50吨的卷筒等圆柱类物件。而且主要采用的是气动的方式来提供动力，清洁而且高效，方便工人操作。但是同时也带来了局限。 图3 滚轮式助推器4 针对气动的某些不足，外国一些专利进行了改进和提升。比如下面介绍的Gregory James Newell的专利。2.2滚子助推器改进 总体来说，外国的此类助推器装置专利更多，也更有创造性。有代表性的，是Gregory James Newell. 在2004年的“ Materials handling device and system”专利。这个专利是基于对气动滚子式助推器的改进。结构示意图见图4。 图4 滚子助推器改进5 第一眼看上去和气动滚子式的没什么差别，其实不然。气动式虽然体积小，速度快。 这种气动能源式的装置毫无疑问确实有一些优势的，包括（1）它们便携而且尺寸小巧，但是可以形成极大的转矩；（2）其中互相作用使他们适合大多数重量大的转动负重，因为负重提供了驱动轮需要的向下的力。 但是也有很大的缺点，就是需要持续提供高度压缩的空气，才能维持动力，这就大大制约了助推的距离，压缩空气的需要限制了装置的位置，而且如果输气管长度过长的，压力会慢慢下降，最终会影响助推的效率。6 因此，此专利将动力更换为一种可循环利用的清洁充电电池组，同时安装有充电装置，可以实现电池组的充放电控制，电力不足是就会释放多余能量，使助推的距离更远，更有效率。解决了气动的缺陷，同时又具有气动的大部分优点。2.3抬升式助推器 我们了解到Easy mover 公司不只有单调的一种类型的滚轮类助推器，而是对传统的人力千斤顶抬升方式进行了改进。这里介绍两种，其中一种是利用简单的杠杆原理来抬升重量不是很重的机车转向驾，而底盘仍然是电机提供动力。如图5. 还有一种是将液压方式变换气动方式，再通过简单的铰链机构实现向上的运动。但是缺点仍然是提升的重量较小。如图6. 图5 杠杆抬升助推器 4 图6 气动抬升助推器42.4多功能助推器英国Master Mover 公司在物流运输这方面属于一流水准，公司生产的各种物流搬运、助推器，种类都很齐全。其中的基本构件一个小推车，如图7。 内部通过电动和齿轮传动，可以提供较大的推力。而且方便操作，工作时间相对较长，安全、高效。值得一提的是，其中动力采用直流式电池，没有交流电的高压危险，而且一次充电后可以使用相当长一段时间，所以说更加实用。虽然体积比上面介绍的大一些，不过完全符合在车间工作的要求。底盘采用的高韧性钢板，负重最高也可以达到100吨。调节高度灵活可变，适应不同的转向架。 图7 抬升多功能助推器7 从这种基本装置，改装后就可以推动不同类型的机车。比如，推滚动体时，将前面的抬升部分变换成两个长条滚子，就可以实现推动目标，如图8。 图8 滚轮多功能助推器7又比如，当不适合用抬升方式推动机车时，采用前置长臂推动，不过这种方式只能推动重量较小的机车，如图9。图9 前置臂多功能助推器7 总之，Master Mover 公司的很多设计都可以借鉴，可以说是一种方法适用到各种不同类型。2.5铁路机车专用助推车 铁路机车或车辆检修维护时的移动一直采用牵引机车或牵车机构牵引，而牵引机车一般为内燃机车，不适合在机车或车辆检修要求越来越高的库内牵引机车用，而牵车机构一般为链式传输机构，其安装空间需要利用轨道中间的部分空间，且建造成本高、运行不稳定、维护成本较高和驱动电机的防水防潮功能要求较高，使用效果一直