【《某重物上楼辅助小车方案设计案例》2800字】

某重物上楼辅助小车方案设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u30626某重物上楼辅助小车方案设计案例 1100101.1设计要求 1105631.2整体外形结构设计 2299621.3负载翻越楼梯运动形态选择 5202621.4爬楼提升机构选择 6112421.4.1机构方案一 6107551.4.2机构方案二 81.1设计要求本次毕业设计从运输从业人员以及高龄小区居住者的实际需求出发，结合所学的机械相关知识，可顺利实现上下楼跃阶及平地场合的电动助力载物，能有效的提高运输从业人员工作效率，降低工作强度，能有效的协助高龄小区居住者进行日常用品搬运，提高他们的生活效率，解决了部分人口老龄化带来的问题。结合运输从业人员以及高龄小区居住者的实际需求，设计要求如下：（1）能有效运载0-100kg内的货物。（2）具有较好的稳定性，能照顾高龄者的需求。（3）具有适合中国高龄小区的设计体现，从之前的设计说明中得知，常见的楼梯尺寸为25cm*12cm*17cm，设计时需考量相关尺寸。（4）为照顾高龄使用者，设计的爬楼速度为1阶/秒。结合自己对于重物上楼辅助小车的设计思路与理念并结合设计任务，本次毕业设计的重物辅助上楼搬运车的特点是：1.这次设计的重物上楼辅助小车可以适应实际工作场景中各个实际场景，因其核心起重件的适应性较强，可以很好的完成这点。1.本次设计的重物上楼辅助小车有着简便良好的可操作性，通过按钮的操作方式相比于其他类似设计有着降低劳动强度、降低误操作性的特点。3.本次设计的重物上楼辅助小车具有良好的抗压性，选用的材料与受力点均做了加强处理，极大的提高了安全性4.对比与电助力式重物上楼辅助小车,本文所设计的重物上楼辅助小车具有更强的载重性能，能满足大多数的工作要求。5.此次设计的电助力式重物上楼辅助小车,具有低噪音，低污染的特点。1.2整体外形结构设计(1)重物运载架重物运载架是装置的基础，用来主要支撑运载货物。通过查阅文献和结合设计要求，在满足符合设计标准的强度下，并尽可能的减小自身重量。采用板车的形式，不仅可以降低生产成本，而且方便收纳和使用。(2)支撑架支撑架在设计之初，作为步进式运载的支撑点，考虑到运载的稳定性，在设计时采用了离地面较近的设计方案，这样可以降低重物运载小车的整体重心，从而提高装置运行的稳定性。重物运载小车总的基础结构如图2-1所示。图2-1重物运载小车基础结构重物运载架设计时采用合金铝材料，翻越楼梯进行运载时时重物运载架另设有可伸长部分方便进行翻越楼梯运载作业。轮子的材料选用实芯橡胶，选用该材料能承载受较大的载荷。并有效降低磨损，降低重物运载小车为维护成本。1.重物运载架组成组件的材料及尺寸的选择(1)重物运载架底板组件：合金铝2A01，310*115*50（如图2-2所示）图2-2重物运载架底板组件(2)重物运载架运载叉组件：合金铝2A01、方形管，900*98*55（如图2-3所示）图2-3重物运载架运载叉组件(3)重物运载架加固组件：2A01,450*60*10（如图2-4所示）图2-4重物运载架加固组件(4)重物运载架后轮组件：2A01、方形管,240*115*125（如图2-5所示）图2-5重物运载架后轮组件(5)重物运载架主柱组件：方形管，130*65*1900（如图2-6所示）图2-6重物运载架主柱组件（三）运载叉的尺寸设计1.运载叉材料、尺寸的选择叉脚：合金铝2A01，910*95*60主轮：球墨铸铁QT600-3，85*30横管：合金铝2A01，320*100*48竖管：合金铝2A01，340*110*581.运载叉总体结构图图2-7运载叉装置使用M5x20（GB78-85）的螺钉将轮子与主轴进行固定（周向固定），配合方式选择过盈，整体配合图如图2-8所示。图2-9后轮结构1.3负载翻越楼梯运动形态选择表2-1各运动形态优缺点对照表运动形态履带式轮组式步进式腿足式不同场地适应性高中高高重心稳定性高中高低人员操纵难度中低中高爬升机构复杂度中低中高对工作面的损伤高中低低工作时阻力大小高高中中通过上表对于负载翻越楼梯运动形态及其爬升机构的整体比较，结合前文所分析的整体设计要求，最终选择步进式作为爬升运动形态，使用电助力爬升机构来减轻人员使用负担。1.4爬楼提升机构选择1.4.1机构方案一采用电动推杆作为省力动力机构，整体结构如下：图2-11方案1图2-12方案2图2-13方案3对上述三个方案进行对比：首先是方案一，根据电动推杆使用设计说明，电动推杆在工作时无法承受侧向受力，会导致电动推杆结构性损坏，故弃用方案一。接下来是方案二与方案三，方案三在方案二的基础上增加了一个滑轮槽，并对支撑板进行了加固，考虑到本次设计的重物搬运小车存在长时间使用，负载较大的情况，方案三相较于方案二，从耐用性和坚固性上较优，故最终选用方案三位最终设计方案。本方案使用电推杆作为动力来源。电动推杆一般采用二级传动，一级传动减速主要有两种，一种是采用蜗轮蜗杆减速，另一种是采用齿轮减速；二级传动大都采用丝杆螺母。其工作原理简述如下:电机输出轴蜗杆带动蜗轮转动，使蜗轮内连接的丝杆转动，丝杆上的螺母在导向管内作轴向移动，至所需行程时，螺母凸台压下行程开关断电，电动机停止运转,正反控制相同。电机经齿轮减速后，带动一对丝杆螺母，螺母连接推杆，把电机的旋转运动变成推杆的直线运动，利用电动机正反转完成推杆动作。通过各种杠杆、摇杆或连杆等机构可完成转动、摇动等复杂动作。通过改变杠杆力臂长度，可以增大或加大行程。选型表如下表所示：表2-2电动推杆选型表型号推力(kg.f)行程S(mm)速度(mm/s)功率(kw)LoLcABCC1DD1dd1d2d3EHH1Ho(参考)ⅠⅡⅠⅡminmaxminmaxDT5050100-300420.06197+S197+2S130+S130+2S80161015858542236183315276125DT100100100-60042840.120.18320+S320+2S240+S240+2S112201620160112573410254822496152DT300300100-80042840.370.55332+S332+2S246+S246+2S1302020231621356440122548237108220DT500500200-800501000.751.10360+S360+2S280+S280+2S1402520272001607043143558.75272113255DT700700200-1000501000.751.10360+S360+2S280+S280+2S1402520252001607043143558.75272113255DT10001000200-1000501001.101.50364+S364+2S284+S284+2S1542520252001808046163567.5290122265DT16001600200-1000501001.203.00422+S422+2S300+S300+2S2403030252502109061253590355140320对相应产品进行校核：式中F为载重量，P为工作压力，查表得QUOTE，则：活塞杆直径d:推杆校核式中F为电动推杆缸体的负荷力式中QUOTE为材料许用应力（45钢），QUOTE——杆材料的抗拉强度640mpa，QUOTE为安全系数QUOTEQUOTE则QUOTE，满足设计要求。1.4.2机构方案二不同于方案一，方案二的爬楼动力机构选用了电机进行助力[10~12]，如图2-7所示，使用齿轮电机的传动方式，将前端的支撑杆不断往复摆动，在摆动的过程中通过滑竿与轴承达到前后滑动的目的，每当支撑杆滑动到行进路线前方，因滑竿的作用前伸，能支撑到下一个台阶之上，在电机的控制下，往复以上动作，达到爬升楼梯的效果。图2-7爬楼动力机构在于小车主体进行配合时，将爬楼助力结构整体通过轴固定在小车主体上，如图2-8所示。图2-8传动结构装配爬楼动力机构支撑臂受力分析：图2-1受力分析由图2-1的爬楼动力机构支撑臂受力分析可知：爬楼动力机构支撑臂力臂长度见(2-1)：QUOTE(2-1)如果设计的负载为50kg，预估自重5kg，受力见(2-2)：F=55×9.8=539N(2-2)因此爬楼动力机构支撑臂装置需要力矩见(2-3)：QUOTE(2-3)由于设计要求的爬楼速度为1阶/秒，爬楼动力机构电机速度即为60转/min。爬楼动力机构电机需功率见(2-4)QUOTE(2-4)根据爬楼动力机构电机所需要的功率大小，再考虑到设计装置的经济性和实用性，查