家用升降移動小車設計-電動爬樓機器人含SW三維及11張CAD圖,家用,升降,移動,挪動,小車,設計,電動,機器人,sw,三維,11,十一,cad 摘 要 本次設計的題目是家用升降移動小車的設計，家用升降移動小車設計初衷為了方便家庭搬運物品，具有無污染，輔助力強，該產品具有結構緊湊，運輸靈活，操作簡單，回轉半徑小等特點。適用于家庭購物的搬運如米、面、油的運輸。家用升降移動小車配合液壓升降盤可減少人的搬運工作量，提高搬運效率。它主要包括三個部分的內容：框架材料選取、行走機構的設計，升降系統(tǒng)的設計。 在本設計中將升降液壓系統(tǒng)的設計做為主要的內容進行設計，行走機構及其框架材料作為次要設計。 關鍵詞: 家用升降移動小車；家庭搬運； 液壓系統(tǒng)；行走機構 I Abstrac The topic of this design is the design of the household lifting mobile trolley. The original design of the household lifting mobile trolley is designed to facilitate the family to carry items. It has no pollution and strong auxiliary force. The product has the characteristics of compact structure, flexible transportation, simple operation, small turning radius, etc... It is suitable for transportation such as rice, noodles and oil for family shopping.The household lifting mobile trolley combined with the hydraulic lifting plate can reduce people's handling workload and improve handling efficiency. It mainly includes three parts: the selection of frame materials, the design of the walking mechanism, and the design of the lifting system. In this design, the design of the lifting hydraulic system is taken as the main content, and the walking mechanism and its frame material are used as the secondary design. Key words: household lifting mobile trolley; family handling; hydraulic system;walking mechanism II 目錄 摘 要 I Abstrac II 前言 1 1家用升降移動小車簡介 2 1.1家用升降移動小車的用途 2 1.2家用升降移動小車的組成 2 1.3家用升降移動小車在國內外發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.4 本文的主要內容 4 2家用升降搬運小車整體設計及機構部件計算 5 2.1總體方案的產品方案設計 5 2.2家用升降移動小車的設計方案 5 2.2.1基本結構 5 2.2.2工作原理 5 2.3框架結構設計及材料選擇 6 2.3.1 框架材料的選用 6 2.3.2導軌的選型 8 2.4桿受力分析 8 3 液壓控制系統(tǒng)設計 11 3.1家用升降移動小車液壓控制系統(tǒng)工作原理 11 3.2 液壓系統(tǒng)的組成 12 3.3 主要參數(shù)的計算 12 3.3.1系統(tǒng)工作壓力的計算 12 3.3.2油缸的作用力 13 4. 提升結構強度分析 20 4.1 網(wǎng)格劃分簡介 20 4.1.1ANSYS可選擇的網(wǎng)格劃分方式 20 4.1.2指定單元劃分形狀 20 4.2邊界條件 21 4.3結果分析 26 5. 主要零部件的選型校核 27 5.1伺服電機的選型 27 5.2輪軸的計算 28 5.3聯(lián)軸器選型計算 31 5.4軸承的選擇 31 5.5軸承的校核 32 5.6鍵的類型及選擇 33 5.7 家用升降小車整體結構 35 致謝 36 參考文獻 37 IV 前言 當前我們經常講的家用升降移動小車從工作原理上講是一種采用行走加升降的搬運小車。家用升降移動小車移動機構有履帶式、輪組式和移動式等，家用生姜移動小車有大功率和小功率之分。因為家用升降移動小車的應用范圍越來越廣，所以有必要了解各種家用升降移動小車的最合適的應用范圍。小功率的只適合做家用小件物品的搬用。大功率家用升降移動小車可以做大型家具家電的搬運不適合家庭使用，適用于搬家公司。它是為了解決中高樓層的居民和平房居民上下樓或遠距離攜帶了重物以后難以搬運行走爬樓的問題而設計的。 如今是21世紀，城市里住宅樓越來越多了。雖然樓層越來越高了，但是在相應的通道上對人們的影響也比較大。特別是在古老的建筑物里。需要隨身攜帶行李的人，室內外樓梯、步行距離遠的人等會妨礙工作。為了解決這個問題，在國內外很多研究中，爬樓梯的設備已經有很多，但是沒有相對穩(wěn)定的缺陷。在城市里有越來越多的住宅。雖然一層樓越來越高，但它有助于人們通過適當?shù)耐ǖ馈５皇峭昝赖?。特別是在舊建筑。攜帶行李的人會妨礙工作：內部和外部的樓梯，那些離步行很遠的樓梯。為了解決這個問題，許多國內和國外的研究除此之外，樓梯提升設備已經存在，但沒有相對穩(wěn)定的缺陷。 ??目前，國家機械樓梯裝置研究處于初步階段，這項研究不夠成熟，產品不多。然而隨著社會勞動生產率的提高，人們的生活水平也在提高。正在考慮使老年人和殘疾人更方便地使用更加簡化更加安全的爬樓裝置，并考慮開發(fā)設備，一個升降機器人的出現(xiàn)和發(fā)展可以有效地提高老年人和殘疾人的生活質量，并為他們做出積極貢獻。我們社會的可持續(xù)發(fā)展。 ??外國人的爬樓裝置研究的比較早，能在1982年，美國的科學家就已經對好的容易進行了深入的研究，并于同年發(fā)表了相關論文以及專利的申請，管理已經發(fā)表，各國紛紛效仿，入一定的研發(fā)資金進行爬樓的的研究。希望能對老年人以及殘疾人的生活生比較大的幫助。此后，各國紛紛投入到這項研究中，包括美國，英國，德國和日本為主，技術相對成熟，并且已經有一些產品在市場上使用。我們的這些設備的研究，雖然起步較晚，但近幾年在這方面，許多專利出現(xiàn)，也很少投入實際使用。我們把目前世界擁有的爬樓裝置專利論文進行研究。網(wǎng)友主要分為四個方面。一種為履帶式。女的是具有結構穩(wěn)定，爬樓不容易側翻的優(yōu)點。輪組式結構相對簡單。步行式和其他附加輔助是爬樓裝置。 1家用升降移動小車簡介 1.1家用升降移動小車的用途 1）家庭生活用品米、面、油等用品的拉運。 2）小型家電的搬運。 1.2家用升降移動小車的組成 家用升降移動小車是通過機械結構部分、液壓部分、電氣系統(tǒng)結構來組成的。這些都是家用升降移動小車的硬件部分，家用升降移動小車的機械幾何部分通過行走機構、提升機構 ，框架機構跟梁部分組成。 電路跟電氣部分是通過電源板、鍵盤、電腦接線盤組成。 1） 控制系統(tǒng)：開關電源，升降控制閥，行走開關。 2）液壓系統(tǒng)：液壓泵、油缸。 3）傳動系統(tǒng)：步進電機，若干個齒輪組成。 4）機械平臺：通過底座、連桿、承重板等機械配件組成 控制系統(tǒng)：是家用升降移動小車的核心，實現(xiàn)其行走升降功能。 液壓系統(tǒng)：實現(xiàn)家用升降移動小車提升結構的升降動力源。 傳動系統(tǒng)：它是家用升降移動小車執(zhí)行機構的驅動部件，包括主軸驅動單元、主軸電機等。他在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實現(xiàn)家用小車的移動。當幾個進給聯(lián)動時，可以完成行走爬樓動作。 升降裝置：家用升降移動小車的載貨狀態(tài)下的上升下降。 1.3家用升降移動小車在國內外發(fā)展現(xiàn)狀 眾所周知，家用移動小車行業(yè)是一個比較特殊的機械，其發(fā)展跟制造業(yè)有很大的關系，家用移動小車行業(yè)跟制造業(yè)的發(fā)展，技術的發(fā)展等等都是相互影響的，它的發(fā)展都是受制造業(yè)的限制，還有爬樓技術方面也會影響到家用移動小車行業(yè)的發(fā)展。下面是我了解的內容：經過30多年的發(fā)展，特別是近10年的快速發(fā)展，我國國內的升降小車產業(yè)已達到相當規(guī)模，并具有一定水平，形成了完整的研究設計、生產制造體系。在國內運輸部門，運輸技術正逐漸成為一個獨立的分支。但是，與世界先進水平相比，中國有著較大的差距，以來看的性能，質量，品種等的地步。如今，在全球化的市場中，汽車之間的競爭，中國汽車產業(yè)的崛起和成長的特點是新的機遇和挑戰(zhàn)，但在任何情況下，發(fā)展和創(chuàng)新是必不可少的。 目前，世界各國企業(yè)發(fā)展迅速。中國正處于建設階段。越來越多的家用升降小車。需求下移，增加了他們的生產和越來越多的高水平自動化規(guī)模。這些公司無法迫使不發(fā)達國家對國產移動式升降平臺機械進行緊湊、高效、高水平的自動化改造。德國移動家用電梯轎廂產業(yè)非常發(fā)達，技術處于領先地位，是上下移動轎廂出口國，國內生產總值在各類裝卸機械產品生產中居首位。此之外，美國以及日本等眾多國家，在家用升降小車制造業(yè)取得了較為大的突破。他們的技術已經達到了世界比較領先的水平。 通過于家用升降移動小車市場的快速擴張，以后家用升降移動小車行業(yè)的競爭將會越來越大。那些基于制成品的反饋需求和市場信息，產品的發(fā)展方向經常會看到，你可以利用移動的材料家裝，方便，設計，生產和銷售的創(chuàng)新型產品的開發(fā)，并完全進入市場，誰就能走率先搶占市場。世界知名廠商，如山特維克和肯納，加快中國市場發(fā)展的步伐，例如，建立一個新的公司。中國的國內生產工廠，增加的中國分公司，接觸，廣泛招聘銷售人員和技術人員的點。 隨著人們生活水平的提高，家用升降移動小車行業(yè)的家庭購買量程度也得到了提高。同時，家用升降移動小車最新技術不斷提高，便捷性智能化快速發(fā)展。隨著高科技迅猛發(fā)展，家用升降移動小車行業(yè)的競爭也十分激烈，通過于時代的進步，人們生活水平一天比一天優(yōu)異，大家提出了對家用升降小車更大的要求，大公司為了利益，投入了大量的資金進行家用升降小車的研發(fā)。使其功能更加全面性能更加優(yōu)異，操作更加簡單。在其他國家，家用升降小車模塊的設計更加智能化，簡單的方向的一側。中國已經通過使用應用程序，新材料，新設計工具產品線，采用柔性構件，驅動和控制系統(tǒng)進行標準化設計，結構優(yōu)化工具的應用取得了新的組件，如開發(fā)了長足的進步。 現(xiàn)在廠家的技術日益完善，我們應對家用升降小車我更高的技術要求。發(fā)展方向分為以下幾點。 1.據(jù)老年人提出的要求，應對結構更加規(guī)劃更加安全。； 2.人工智能方向做出更大的改進，到人人都會使用。； 3.我用升降小車應該更加成套化，更加全面化。； 4.用小車框架的材料提出更高方向的研究，使其更加輕。； 5.升降小車體積上，向體積更加小方向發(fā)現(xiàn)； 6.采用新理論、新方法、新技術提高設計質量； 7.和現(xiàn)代納米技術使其更加人性化； 隨著家用升降小車精化和智能化方向的上下移動和家用物品的動態(tài)特性汽車的越來越大。因此，除了靜態(tài)分析，動態(tài)分析也是非常重要的優(yōu)化方式。在這項研究中，國內移動叉車的結構動力學仍然缺乏，分析是應用程序結構的相對小的動態(tài)響應，它沒有形成一個完整的利用率。此外，設計的模式還是靠經驗來達到優(yōu)化的目的，同時也優(yōu)化任何結構的尺寸設計，但僅限于一個復雜的結構設計卻無能為力結構的組成部分。 1.4 本文的主要內容 本文通過家用移動小車作為研究對象，具體研究家用移動小車的狀況結構設計，選型，零部件選型，模擬分析。論文通過對家用移動小車設計方法的研究，完成家用移動小車的初步設計。具體內容如下: 第一章:通過查閱和知識積累，了解目前家用升降移動小車系統(tǒng)研究的相關方法和方向。 第二章:設計家用升降移動小車的框架結構，分析家用升降移動小車在工作過程中的受力情況。 第三章:根據(jù)專用家用升降移動小車的供場地使用人群設計液壓系統(tǒng)方案。 第四章：家用升降移動小車主要部件的模擬分析。 第五章：主要零部件選型及其強度計算校核。 第五章：總結 2家用升降搬運小車整體設計及機構部件計算 2.1總體方案的產品方案設計 利用電機驅動的方式，實現(xiàn)家用升降移動小車的移動，利用油缸實現(xiàn)升降機構的升降，該設計實現(xiàn)性較好，安全方便，產品穩(wěn)定性較好。 因為家用升降移動小車適用范圍廣，無論是小件的搬運，如大米、面粉等還是大物件的搬運都有比較強的實用性能，而且這種方案設計，還能解決物件靠人力無法放置高處的缺陷，設計出的產品體積小、成本低，適用于多種場合。 2.2家用升降移動小車的設計方案 2.2.1基本結構 目前家用升降移動小車主要通過框架結構部分、液壓部分、電氣系統(tǒng)結構、行走系統(tǒng)和操作系統(tǒng)組成。 本次設計的家用升降移動小車主要分為4個部分，分別是框架結構、升降結構設計，結構有限元分析，升降液壓系統(tǒng)設計。 2.2.2工作原理 初步設計本家用升降移動小車其平面移動依靠人力進行在人力推動或者拉動中行走，在爬樓工作時動力電機啟動，在齒輪的傳動下使三對輪子傳動達到上樓目的，重物的升降依靠提升機構（油缸）實現(xiàn)。此時液壓系統(tǒng)啟動，提升油缸上升下降使家用升降移動小車提升臺實現(xiàn)上升下降，拉運完畢關閉電源即可。 圖2.1家用升降移動小車的結構示意圖 為了方便用戶使用，齒輪的使用也存在一些缺點，如冬季空難時鏈條的潤滑和保養(yǎng)。經過幾點考慮，本設計采用驅動機構來驅動電機，伺服電機的工作原理是將電力輸入輸出軸的動力壓力，通過驅動輥帶動輸出軸旋轉。在國產動車減速比的變速箱上加裝合理的伺服電機，省錢。而且維修方便、經濟、可靠。 2.3框架結構設計及材料選擇 2.3.1 框架材料的選用 本設計采利用方鋼及其圓鋼作為框架材料，制造安裝方便，自身質量小，選用熱軋方型鋼，根據(jù)承重計算選用14#方形鋼，其強度剛度滿足本載重100kg不變形。具體尺寸見表3-1。 表3-1 2.3.2導軌的選型 家用升降移動小車的架構，安全性能的三個主要因素考慮。 1、載重性能 要有足夠的強度的支架才能保證其良好的實用性 2、靜態(tài)載重性能 家用升降移動小車在五以及外界變變形。小車的支架具有良好的剛度以及屈服強度。有比較好的靜態(tài)變形性能。 3、動態(tài)載重性能 家用升降移動小車在外界激振力作用下抵抗變形的能力稱為動態(tài)抗振性能。在升降時，前后左右移動，會對支架產生一定的震動，產生機械疲勞。 本設計最大載重為100kg，根據(jù)其最大載重我們選用市場上的圓型導軌做材料。共需1.5米。型號為C40不銹鋼材質，示意圖如3-1所示 2.4桿受力分析 頂升裝置構通過兩根中間用樞軸連接，可在平面內升降，滑塊可在桿上滑動，桿與滑塊單元連接組成移動副。通過油缸的升降最后達到指定位置，從而完成一個升降過程。頂升裝置主要通過底座、頂升油缸裝置和工作臺三個部分組成，頂升油缸。是不可替代的零部件。如下所示，所述滑塊和所述水平速度vb垂直高速互聯(lián)網(wǎng)之間的鏈路進行分析。運動是平面運動，分析如下。 通過(1)、(2)式代入可知： 通過幾何關系代入可知： 將(4)代入(3)代入可知： 公式里，K 為速度放大系數(shù)。 在（5）公公式里，當測定點B（即已知VB）的移動速度在與實驗室相對應的時間t確定時，測定升降平臺的時間t V速度。因此，可以對VB升降平臺進行調整，在運動中表現(xiàn)良好。 AB直桿的受力分析 1)受力簡圖，如下圖所示。 連桿的受力分析簡圖 計算支承反力 　在水平面上 　在垂直面上 故 3 液壓控制系統(tǒng)設計 3.1家用升降移動小車液壓控制系統(tǒng)工作原理 升起時，閥門打開液壓油進入油缸，壓力在油缸中增加，完成上升動作。 靜止時：當泵入B級閥門柱塞工況，液壓油鎖定因此靜止。 下降時：閥門打開，缸內的液壓油流回油箱。 1油缸 2手動閥 3液壓泵 4先導式溢流閥 5濾清器 6油箱 液壓系統(tǒng)圖 我查閱參考資料，我們選閥門為手動閥門冊選定手動閥工作壓力為12mpa，直徑為8mm。溢流閥用先導式。將壓力值設定在0.5到30Mpa。流量選取的范圍為55到130升每分鐘。 3.2 液壓系統(tǒng)的組成 液壓系統(tǒng)主要由四個主要部分組成：液壓發(fā)電機、液壓執(zhí)行機構，液壓調節(jié)機構及輔助裝置。 1、液壓系統(tǒng)的發(fā)生機構 它是由一個液壓系統(tǒng)組成，并且包括一機械傳動裝置的潤滑裝置。發(fā)動機的機械的輸入能量被轉換成壓力能量液體通道。 2、液壓系統(tǒng)的執(zhí)行機構 液壓傳動，又名液壓機。其功能是將液壓能轉換為機械能。 液壓控制裝置 方向閥壓力閥 液壓發(fā)生裝置 泵 液壓執(zhí)行機構 缸——活塞 圖3.2 液壓系統(tǒng)方框圖像 3、液壓控制調節(jié)裝置——各種液壓控制閥 用于調節(jié)在道路的液壓系統(tǒng)中的流量和液壓流量和壓力，這些控制系統(tǒng)是一個單向閥裝置，或改變方向的實際效果和操作啟動模公式里，液壓系統(tǒng)壓力的控制閥，所述順序閥，球閥。所需的電力傳輸或液壓系統(tǒng)遵守的安全標準，它們被用于控制液壓系統(tǒng)的流量和調整，以適應致動器的操作速度是必需的。液壓系統(tǒng)通過一起構成組合閥許多不同類型的控制閥，易用性和緊湊的結構，設計合理的各種閥組件。 4、油箱 油箱的主要功能是液壓油貯備站點，油箱有熱耗散，結垢沉積物，透氣性，通常基于實際的設計。液壓升降臺液壓系統(tǒng)的設計將直接影響到家用升降移動小車的性能和效率。 3.3 主要參數(shù)的計算 3.3.1系統(tǒng)工作壓力的計算 油缸有效工作壓力可從下表中確定：表3.1所列汽缸與工作壓力桿之間的關系 牽引力F（能） <5 5～10 10～20 20～30 30～50 >50 工作壓P(MPa） <0.8～10 1.5～2 2.5～3 3～4 4～5 >5～7 通過于油缸8千牛的推力，按照以上兩個表可以最初確定油缸的操作壓力：P = 2兆帕。 3.3.2油缸的作用力 油缸的推力當油缸或牽引工作，在液壓工作缸，向上延伸的推力的油缸，因此，當液壓流體在推力室的計算被注入的情況下，其中產生的壓力無桿： F= 公式里： p—油缸的工作壓力 Pa 取p= D— 活塞的內徑數(shù)值為 —油缸的效率0.95 代入數(shù)據(jù): F = F = 即油缸工作時產生的推力為10.28KN。 確定所述汽缸的內徑數(shù)值為。如權利要求所述的汽缸、油壓是通過計算以下公式來計算的。油壓活塞往復運動速度： 　　　　　=1.25 公式里： ——活塞桿的伸出速度，m/min； ——活塞桿的縮回速度，m/min； D——油缸缸徑，m； d——活塞桿直徑，m。 D= 78mm 根據(jù)選型公式取圓整值為 D=80mm 油缸的內徑數(shù)值為、活塞的外徑和識別值是由活塞和活塞棒必須有其他部件來確定的，例如密封密封件、標準化的和特殊的制造商，因此，活塞和油缸的內徑數(shù)值為也必須標準化和選擇部件恩達爾穩(wěn)定活塞桿的直徑由等距部分法確定，不受偏移負荷的限制。 時， 在這種形式的結構和安裝中，油缸兩側使用鉸鏈，其值為： 將上述值代入公式即可獲得。： 故校核采用的式子為： 公式里： n=1 安裝類型系數(shù) E—活插塞材料彈性模數(shù)，鋼材取 J—活塞截面的旋轉慣性力矩， L—長度，， 代入數(shù)據(jù)： =371KN 其穩(wěn)定條件為： 公式里： —穩(wěn)定安全系數(shù)，通常=2-4接收=3 F—油缸的推力 代入數(shù)據(jù)： =123KN 因此，穩(wěn)定的活塞桿，以滿足要求。確定汽缸壁的厚度，烴孔徑，氣缸，氣缸蓋厚度的底部的厚度。 1.計算從上述可見，活塞桿直徑mm，活塞往復運動的距離，油的流量m2/s。 （1）油缸儲油量L 活塞往復運動的距離, 油箱容積的3-5倍，所以3-5倍的4.8和30L符合要求。 （2）輸出功率：kw 油缸的輸出功率，輸出功率單位為KN，所述輸出缸M / C缸油缸來計算結構的參數(shù)，包括汽缸壁的厚度，氣缸直徑，柱面，磁頭厚度，以及許多其他的底部的厚度。 （3）壁厚的計算 根據(jù)計算公式： 根據(jù)參考文獻mm。 公式里： —缸筒的壁厚直 —查閱機械手冊得到MPa -據(jù)上文油缸的取值，取110MPa —強度系數(shù)，無縫鋼管 C—計入壁厚公差及腐蝕的附加厚度 檢驗：因滿足中等壁厚。 （4）缸體外徑的計算 mm 缸體外徑的尺寸106mm，得到數(shù)值，同時確定mm。 （5）油口尺寸的計算 油缸油口直徑通過活塞最大運動速度和油口最大流速mm確定 mm。 公式里： —油缸港口的尺寸 —油缸的內徑數(shù)值為尺寸 —油缸的出油速度 —油缸口液壓油的流速 （6）缸底的厚度計算 平行缸底有油孔則厚度 公式里： —缸底的厚度 —油缸的內徑數(shù)值為 —油缸測試壓力 —油缸材料的許用壓力值 （7）厚度的計算 油缸的接頭采用法蘭接頭的形式， mm 選型手冊密封圈的選取 那內徑數(shù)值為尺寸。90.0mm，密封圈的外徑尺寸。90+2*2.65=95.3mm。 （8）缸蓋的計算 與上文計算，，。 端面軸A、B和直徑軸的8精度垂直公差。 其中表面粗糙度為m。 焊接圓筒形端連接器。油缸主體焊接到焊接拉伸應力 公式里： F—油缸輸出的最大推力N N 公式里： —油缸內徑數(shù)值為 —系統(tǒng)最大工作壓力 —油鋼的外徑尺寸 —焊接效率取 —焊縫的底部直徑尺寸 mm Pa 通過計算 MPa 2.活塞尺寸的計算。 活塞寬度的0.6至1.0倍，0.8d=22 mm，22 mm孔，活塞材料外徑的0.8倍-鑄鐵。柱塞桿用于實心桿，外螺紋端使用，由鋼制成，尺寸為柱塞45。是250 mm柱塞的長度。 3.活塞的尺寸 活塞和柱塞桿的連接，我們采用了常用的螺紋連接。 (1)根據(jù)計算公式得到如下方程 MPa N 計算出切應力的大小是。 MPa (4.12) MPa= 由于柱塞桿105-125mpa材料的許用應力，以適應要求。張緊PA，螺合系數(shù)以促進7毫米螺釘?shù)穆葆?毫米內徑值，氣缸內80毫米直徑A液壓系統(tǒng)的壓力，直徑六十三毫米活塞桿，容許桿材料的輸出的d值的內徑的負荷值電壓， (2)表面的壓應力計算。 通過參考資料計算方程，我們可以得到材料的強度可以滿足需求。。 4.校核計算 算出其長度mm=2.03046m 直徑的到63mm。 當計算出的直徑比柱塞桿10的行程長度，柱塞桿應檢查的穩(wěn)定性。 當按歐拉公式計算臨界載荷 KN 。 因，。安全系數(shù)應在2-3之間，滿足要求。 屈曲活塞桿載荷的嚴重失效等于N，完成條件因子和固定端的1/8。由于活塞桿單元e的彈性材料為鋼PA，截面中的力矩J為活塞桿的慣性，M4為剛性桿，活塞桿截面慣性半徑的計算長度為活塞桿、活塞桿和柔性系數(shù)140。 5.管道尺寸的計算 據(jù)其在液壓系統(tǒng)中的作用，管線歧管可分為以下幾種：吸入管路;填料管和返回管線輸送：排出管線時，液壓油進入管道或郵箱項目，根據(jù)鋼管尺寸僅計算。（1）吸油管參數(shù)計算 用于管式和液體的流動速率的內直徑的值依賴于驅動管，該管的直徑由底部確定： 公式里： d—油管的直徑 Q—油管內液壓油的流量， 4. 提升結構強度分析 4.1 網(wǎng)格劃分簡介 4.1.1ANSYS可選擇的網(wǎng)格劃分方式 ANSYS可以將實體網(wǎng)格化，主要有兩種方法：自通過網(wǎng)格與映射網(wǎng)格。上方所述的“自通過網(wǎng)格”具體通過軟件的分析形勢，單元的形式是沒有限制的，網(wǎng)格劃分是不規(guī)則的，基本上適用于所有結構類型。映射網(wǎng)格必須符合一定的規(guī)則，對結構平面有較強的要求，包括四邊和三角形的平面，所描述的網(wǎng)格元素只包含一個六角網(wǎng)格的顯示。對比映射網(wǎng)格生成的單元形狀比較規(guī)則，映射網(wǎng)格適用范圍較小。 4.1.2指定單元劃分形狀 通過有限元軟件中的網(wǎng)格功能，我們將其劃分為二維和三維單元。劃分形式多種多樣，我們可以將單元格劃分為三角形六邊形以及常見的四面體。具體樣式如下圖4-1所示 圖4-1 提升結構有限元模型 4.2邊界條件 在工作過程中提升結構，提升結構上部受規(guī)定的壓力限制，每個單元的提升結構首尾對接，形成提升結構鏈后平行排列。通過于作用在提升結構的升力和重力，與夾緊裝置保持如此活動提升結構的端部連接，使得力可以直接施加于力的各個節(jié)點。 4.2.1工況的確定及載荷計算 a、該工況下，工作裝置位置描述 通過ANSYS行動，我們首先把改進結構分割成網(wǎng)格，設定80網(wǎng)格的網(wǎng)格密度，確定網(wǎng)格質量參數(shù)是Medium，通過軟件配置來提高大小或結構網(wǎng)格，如下文所述。通過結構分析提升結構模型整體來說規(guī)則，在進行網(wǎng)格分割時，可以選擇一個六角網(wǎng)格的形狀。網(wǎng)格的大小對結構分析結果的準定義有很大的影響：定值過大會對分析產生影響。因此，結構分析結果不準確，根據(jù)以上因素，本分析選擇了更為折衷的大小，即在計算過程中，應考慮到每一種計算方法的時間長度。6.5毫米，在不影響結構分析結果的情況下，盡量減少設計計算時間。經過軟件網(wǎng)格化處理我們可以通過界面顯示看到提升結構的節(jié)點數(shù)量是39019個，總計三元數(shù)量為12066個。具體工作位置如圖4-2所示。 b、該工況下載荷確定 通過有限元軟件施加相應的力在這種情況下提升結構的受力情況如下圖4-2所示。計算過程中以受力位置為計算部位，提升結構應力點受力情況如下圖4-2所示。 圖4-2 提升結構的加壓方向 1.平壓模型 通過三維軟件建立模型，導入ANSYS軟件中。通過相應的網(wǎng)格大小將提升結構網(wǎng)格化劃分，單元厚度為2mm，材料選用Q345高強度鋼，彈性模量210GPa，泊松比0.3，密度7850kg/m^3。屈服極限345MPa。 提升結構強度以及剛度分析 通過有線源分析，為了更加全面的分析到提升板的受力情況。我們做出了 種工況計算。中得到了其受力結果。 工況一 提升結構應力分布 一、該工況下，受力方向為45°，所有前處理設置完成之后就可以對模型查看結果。計算完成之后選擇查看模型的等效應力（Equivalent Stress）云圖和總的變形量（Total Deformation）云圖，首先查看提升結構的變形結果。結構的最大變形為0.69788mm，發(fā)生在結構的中間位置。 二、或用途我們可以看出提升機構在提升到不同的位置時，其結構型面料變化非常微小，主要依據(jù)云圖的藍色和綠色分析。。 三、云圖中藍色面較多，可以確定其提升結構最大位移較小。因此結構在此荷載工況下，能夠安全穩(wěn)定運行。 提升結構的位移分布如圖4-3所示： 圖4-3 工況一提升結構位移云圖（a） 圖4-4 工況一提升結構位移云圖(b) 工況二 提升結構應力分布 建立有限元分析模型。采用SHELL63殼單元劃分網(wǎng)格，單元厚度為2mm，材料選用Q345高強度鋼，彈性模量210GPa，泊松比0.3，密度7850kg/m^3。屈服極限345MPa。 該工況下，受力方向平行于螺旋單位，提升結構如圖4-6所示： 圖4-5 工況二模型 對底部節(jié)點施加約束，在頂部施加斜45度的載荷，大小為500N。如下圖4-7所示： 圖4-7 工況二受力情況 可以看出，最大應力為121MPa，最大位移為0.07mm，結構的強度和變形滿足使用要求。 從圖4-7在控制結構的應力分布圖上可以看到，在控制結構與壓下裝置之間的接觸中，最大電壓為121兆帕，在這種情況下，支撐結構被視為危險截面。 從支撐結構的其他位置看，應力云圖以藍色和綠色分布為主，說明大部分區(qū)域的應力都比較小。 一、計算完成之后我們選擇查看模型的等效應力（Equivalent Stress）云圖。通過查看結構應力云圖可以看出，結構最大應力為242MPa，在結構的鏈接位置附近。 二、，在支持結構的另一位置時，藍色基于云的約束和綠色，最應力分布描述米塞斯面積相對較小。 三、應力值的一般結構相對較弱，可能會在上述填料中描述的條件下，該結構可以正常工作，不會發(fā)生損傷。 4.3結果分析 通過上述與分析,代入可知以下結論: 1) 利用ANSYS軟件通過有限元處理模擬支撐結構受力的工況,是計算分析支撐結構強度分析的現(xiàn)代計算方法。文章中使用通過有限元軟件對螺結構進行應力分析,通過分析數(shù)據(jù)對比得到支撐結構受力情況及其屈服強度最大載荷的計算,可見有限元分能夠直接的反映出支撐結構在各種條件下受力的真實情況，通過此可見有限元分析數(shù)據(jù)的真實性。 2)通過有限元的支撐結構強度進行分析解析計算有許多優(yōu)點，如模擬過程中, 軟件可以通過連續(xù)改變支撐結構工作條件等不同的輸入?yún)?shù),很方便的計算出相應條件下的支撐結構強度分析分布,所以可以節(jié)約設計時大量的人力，物力和財力，在無法進行完整的實驗時可以通過計算機上進行模擬實驗，數(shù)據(jù)也基本相同，同時也節(jié)省了大量的實驗材料。 3)此項研究為下一步預測支撐結構增加強度的方法奠定了基礎。 本設計中尚有許多待完善之處：支撐結構在運行過程中的瞬態(tài)的受力變化沒有表現(xiàn)出來，這正是支撐結構目前研究需要解決的問題。在有限誤差內，該提升件選型可行。 5. 主要零部件的選型校核 5.1伺服電機的選型 家用升降移動小車的驅動可分為氣壓驅動、液壓驅動及電機驅動等多種方式,它們各自的優(yōu)缺點不同,適用范圍也不同。 （A）氣動操縱的低能量成本，簡單的機械結構，但相對不可靠。 （B）液壓驅動輸出力可以調節(jié)在寬范圍內，相對高的定位精確度，但對溫度變化，容易流動，相對大的噪聲敏感。 （C）電機驅動是相比液壓和氣壓驅動時，更加經濟可靠，污染相對較小。 如上所述，根據(jù)實際需要，電機驅動是家用升降小車驅動方式的選擇。 目前可采用的電機主要有以下幾種 （1）一個步進電機：直接數(shù)字控制，控制簡單的結構，良好的質量控制和低成本通?？梢圆恍枰糜谖恢么_定和速度反饋來控制位置誤差不會累積。具有自鎖能力。 （2）具有良好的特性的DC伺服電機的轉速，高轉矩，相對高的功率和快速響應特性，并且控制技術是成熟的。但有些它的結構復雜，價格也很昂貴。交流伺服電機結構簡單,運行可靠,穩(wěn)定性好，結構緊湊，易于安裝，控制簡單，大扭力。 結合家用升降移動小車的要求，本文選用伺服電機。本設計總計1個伺服電機如下圖所示 5.2輪軸的計算 （1）計算軸徑 ① 根據(jù)驅動輪的使用情況，保證其強度的情況下，我們選用市面上常見的40Cr鋼。 查表機械設計11-6，材料的拉伸強度限，拉伸屈服限，彎曲疲勞限，扭轉疲勞限。 ② 驅動輪軸固定在輪架上，它是靜態(tài)的，不具有發(fā)射功率的功能。它相當于軸承支持驅動輪轉動的功能。 （2）輪軸的外形設計。 考慮到每個構件和固定于軸的軸部件的拆裝方便使用在圖5-1中所示的階梯軸布置。 ①采用靜止支承軸端蓋具有軸承，深溝球軸承61800，長度軸的延伸到車輪支架的外側，采取直徑為20毫米。 ②動作部2位置固定軸承，從而比截面直徑為25mm 1的部分2的直徑稍大。 圖5-1 驅動輪中結構簡圖 （3） 計算支反力及繪制彎矩圖和扭矩圖 通過作用在驅動軸上的發(fā)送功率不僅是一個力矩，使得當如圖5-2所示僅奇偶校驗驅動器軸的強度。 圖5-2 驅動輪軸的受力圖 ① F力在支點產生的反力，如圖5-3所示。 圖5-3 驅動輪軸的支點受力圖 L2=15mm L3=15mm R=FL(L2+L3)=1701530=85N ；R=F- R=170-85=85N ② 垂直面彎矩圖，如圖5-4所示。 圖5-4 驅動輪軸的彎矩圖 M=RL2=85×15=1275N×mm 軸校驗 （1）強度校驗 ① 軸外加力面危險截面。 ② 軸為40Cr， ；此截面處直徑為20mm，滿足機械設計手冊要求。 （2）軸承的參數(shù)計算 根據(jù)機械設計表22-3對滾動軸承主要額定壽命的檢查，預計壽命為300h。））設計：在工作溫度估計為100℃）的情況下，軸承C的主要負荷為40.8千兆克。根據(jù)表16-9和10千兆克=1千帕）。 L=> 參考資料，我們得到軸承的使用壽命一般為28000 ；彎曲軸承的直徑。 （3） 強度效驗 ① 危險截面的驗算 與計算公式我們算出截面的數(shù)值 ；其中，取折合系數(shù) 。 ② 根據(jù)查機械手冊256頁。； 同時查出 MPA ；此截面處直徑為，最后計算該數(shù)值滿足于設計要求。。 ③靠近輪轂處的軸段，與其直徑比上方所計算的數(shù)值更大，符合設計要求，故不做也算。 （4）光軸的強度效驗 ① 軸的彎曲變形計算 ；=;彈性模量的計算 根據(jù)參數(shù)計算慣性矩 撓度 與上述大量計算軸的許用撓度；計算公式，；其偏轉角度為l＝0.000079<；要符合軸的要求。 ② 軸的扭曲量計算。 材料的切變模量。 軸的扭轉角rad<，滿足計算條件。 5.3聯(lián)軸器選型計算 聯(lián)軸器的計算是設計中不可缺少的。，離合器被連接到兩個軸，但不是在結構中，傳輸速度和扭矩。這是一個非常廣泛的應用。在連接的一些點也應該有具體的緩震功能。否則，這可能導致對發(fā)動機轉速和扭矩通常傳輸離合器的損壞。 根據(jù)查閱資料，連軸器的類型多種多樣。當選擇時，它與運動本身的結構特征相結合。選擇合適的類型，然后計算相應的轉矩和轉速設計。最后，我們了解了C/W制造商并選擇了工廠的C/W模型。聯(lián)軸器的種類 聯(lián)軸器通常分類為：1，主要用于剛性連接機構需要高均勻性，兩種或更多種偶聯(lián)劑。不允許移動期間存在徑向的相對運動。它操作，結構簡單，所述軸的速度均勻，另外兩個特性容易。聯(lián)軸器典型地兩個軸從一個角度或代替使用兩軸的偏移量。缺點。輸出速度是恒定的，每個旋轉圓形的速度是不同的。對接結構可以用于速度要求。聯(lián)軸器選型 X方向連軸器的受力為 數(shù)值帶入上方公式。算出p為4毫米。。 雙方公式算出扭矩是9.68Nm。 5.4軸承的選擇 那設計主要用于支撐軸部零件，以減少摩擦?；瑒虞S承分為不同類型的滑動軸承和滾動軸承，稱為圓錐滾子軸承滾動軸承，深槽軸承，在滾珠軸承角上的接觸軸承可分為各種針型等。滾動軸承和滑動軸承的相對優(yōu)點如下。1.摩擦系數(shù)小，效率高 2.軸向寬度較小。 3.潤滑簡單 根據(jù)軸受到的軸向力和徑向力，本設計中采用61805深溝球軸承 5.5軸承的校核 參考文獻公式，得到如下計算。： 設計的本小車 對于用車S取30 2.軸承的校核 （1）機械設計手冊查得深溝球軸承的材質 （2）計算當量動載荷P 查機械設計手冊表得e=0.38 查機械設計手冊表得y=1.15 x=0.56 取值范圍是1.3-1.8 本設計取1.3 小車設計中軸的轉速為 （4）軸承的壽命計算 滾子軸承壽命系數(shù) n取 帶入上方公式。 軸承的使用壽命達到900h。 （5）軸承的保養(yǎng)工作 每一個零件的使用都有其使用周期，在許多研究中，所有軸承的使用周期都是可以實現(xiàn)延長的。水平軸承使用周期的各個階段取決于潤滑油。一個多月多次維護加油大軸承使用適當?shù)谋Ｗo設備可以大大增加工作壽命，并使更多的人能夠使用這些設備。有效的。不正確的潤滑油被污染的造成過早故障的軸承可用于各種加熱目的，盡管液壓生命方式和機械軸承不是固定的，但它們延長了使用壽命。。 5.6鍵的類型及選擇 許多關鍵的關鍵部件的機械設計。它是用來傳遞機械扭矩構件，具有所述軸和所述固定軸之間的良好的定影效果。它有多種類型，但它需要合適的設計方案。 鍵的尺寸選擇。 參考資料中發(fā)現(xiàn)關鍵尺寸：寬度B=28毫米，高度=18mm或基本部分：L=55毫米，蓋長度小于輪子的寬度 5.5.1校核鍵連接的強度 鍵、軸、轂均為鋼，根據(jù)機械設計手冊許用擠壓應力，取其平均值，。根據(jù)軸的尺寸，我們設計鍵的長度為，高度為。則 那么計算我們可以得到這樣的強度，適合家用升降小車。 5.7 家用升降小車整體結構 通過對使用環(huán)境分析，零部件選型，模擬分析中確定了該設計的具體方案，用三維軟件建模得到如下模型：  致謝 隨著畢業(yè)設計作業(yè)的完成，大學四年的生活也走向了尾聲。通過于疫情原因無法回到學校，在過去的一段時間里，設計的進程經歷了重重困難，但最后的結果卻非常可觀。對于專業(yè)知識更深入的學習豐富了我的生活，回首四年大學生活，心中充滿了感慨，沒有留下任何遺憾。在畢業(yè)設計即將結束之際，特向所有關心和幫助過我的老師、同學致以誠摯的謝意。 畢業(yè)設計是對大學四年來所有所學知識的綜合與表達。在大學里學到的知識的熟練運用和對不熟悉的知識的自我學習探索，被原原本本的展現(xiàn)在設計過程中。進行畢業(yè)設計一方面是為了鞏固從大學中學到的知識，另一方面是為了學習專業(yè)方面更深入層面的新知識，提高我的獨立思考能力和獲得信息的能力。 畢業(yè)設計過程中，老師給了我很多的幫助和指導我，給了我足夠的指導，從模型的分析，我想了解和分析的具體細節(jié)從來沒有熟悉的模型。具有較強的專業(yè)技能，嚴謹?shù)墓芾響B(tài)度，工作，毅力和耐心的教師，使我更容易理解新知識的速度更快。學習教學對我有很大的影響。嚴格務實的導師態(tài)度，創(chuàng)造性的風格給我?guī)砹撕艽蟮暮锰?，我要謝謝我的導師魏永樂老師。我也想感謝所有的老師們對學生們的關心，讓我們學會了豐富的專業(yè)經驗。讓我們在學習中，為今后工作的打下了堅實基礎，感謝老師關心和愛護，謝謝你們四個年的教導，感謝您的關注和反饋給我的信息。 其次，在設計撰寫中，我得到了同班同學的幫助，我要感謝四年來一直生活在一起的同學們，以及給予過我?guī)椭膶W長學姐們，是你們幫助我更好的適應大學的生活，讓我的大學生活變得豐富多彩，富有活力，衷心的祝愿大家，工作順利，學業(yè)有成，前路一帆風順。 參考文獻 [1]黃宏甲、黃誼、王積偉主編 《液壓與氣壓傳動》 北京：機械工業(yè)出版社 2001 [2]張利平、鄧鐘明主編 《液壓氣動系統(tǒng)設計手冊》 北京：機械工業(yè)出版社1997 [3]成大先主編 《機械設計手冊》 第四版第四卷 化學工業(yè)出版社 2002 [4]E. 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