手動(dòng)液壓堆高車設(shè)計(jì)
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液壓原理圖.dwg
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手動(dòng)液壓堆高車設(shè)計(jì)
目錄
1 技術(shù)任務(wù)書 - 1 -
1.1 設(shè)計(jì)的依據(jù) - 1 -
1.2產(chǎn)品的用途及使用范圍 - 1 -
1.3主要技術(shù)指標(biāo)和重要技術(shù)參數(shù) - 2 -
1.3.1 該手動(dòng)液壓堆高車的總體設(shè)計(jì)參數(shù) - 2 -
1.3.2 該手動(dòng)液壓堆高車的設(shè)計(jì)參數(shù) - 2 -
1.4主要工作原理 - 2 -
1.5國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 - 3 -
1.5.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概述 - 3 -
1.5.2 常見的堆高車械分類 - 4 -
1.5.3 常見幾種堆高車械工作原理 - 4 -
1.6已經(jīng)考慮過的若干方案的比較 - 5 -
1.6.1手動(dòng)液壓堆高車的工作設(shè)計(jì)方案 - 5 -
1.6.2其他工作設(shè)計(jì)方案的比較 - 6 -
1.7關(guān)鍵問題及其解決辦法 - 7 -
1.7.1 增壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)選擇 - 7 -
1.7.2 幾種增壓方式的實(shí)現(xiàn)比較 - 8 -
1.8 機(jī)構(gòu)的功能及特點(diǎn) - 10 -
1.9機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與用戶的一致性分析 - 11 -
2.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 - 12 -
2.1 設(shè)計(jì)方案論證 - 12 -
2.1.1手動(dòng)液壓堆高車的設(shè)計(jì)原理 - 12 -
2.1.2 方案的選擇 - 12 -
2.2 齒輪的計(jì)算部分 - 13 -
2.2.1機(jī)構(gòu)的動(dòng)力計(jì)算 - 13 -
2.2.2齒輪設(shè)計(jì)思路及要求 - 14 -
2.2.3.齒輪設(shè)計(jì)過程 - 15 -
2.3 軸的計(jì)算部分 - 19 -
2.3.1手動(dòng)液壓堆高車中軸2的設(shè)計(jì) - 19 -
2.3.2手動(dòng)液壓堆高車中軸1的設(shè)計(jì) - 22 -
2.4 堆高車機(jī)械計(jì)算部分 - 25 -
2.4.1 堆高車的概述 - 25 -
2.4.2 堆高車的運(yùn)動(dòng)分析 - 26 -
2.4.2 堆高車的結(jié)構(gòu)尺寸及相關(guān)參數(shù) - 27 -
2.5 端面齒輪及撥桿的設(shè)計(jì)部分 - 28 -
2.5.1端面齒輪和撥桿的概述 - 28 -
2.5.2 端面齒輪和撥桿的運(yùn)動(dòng)分析 - 28 -
2.6 結(jié)論 - 32 -
2.6.1 堆高車的使用方法 - 32 -
2.6.1 工作前應(yīng)注意的事項(xiàng) - 33 -
2.6.3 制造價(jià)格及應(yīng)用范圍 - 33 -
3. 使用說明書（SM） - 33 -
3.1設(shè)備的名稱 - 33 -
3.2設(shè)備的安裝 - 34 -
3.3設(shè)備的試車運(yùn)轉(zhuǎn) - 34 -
3.4設(shè)備的操作和維護(hù) - 34 -
4.標(biāo)注化審核報(bào)告（BS） - 35 -
4.1 產(chǎn)品圖樣的審查 - 35 -
4.2產(chǎn)品技術(shù)文件的審查 - 36 -
4.3 標(biāo)注件的使用情況 - 36 -
4.4 審查結(jié)論 - 36 -
參考文獻(xiàn) - 37 -
致謝 - 39 -
1 技術(shù)任務(wù)書
1.1 設(shè)計(jì)的依據(jù)
堆高車械至今已有100多年的歷史，目前人們普遍使用的是電動(dòng)堆高車械。由于堆高車械多在人口稠密的地區(qū)作業(yè)，流動(dòng)性大，對(duì)機(jī)械的震動(dòng)、噪音、廢氣排放、質(zhì)量等指標(biāo)要求較高。現(xiàn)在的堆高車多使用內(nèi)燃機(jī)作動(dòng)力，排氣污染量相對(duì)于汽車的較少，但其噪聲危害卻很大。美國(guó)EPA(美國(guó)環(huán)境保護(hù)局)及歐盟對(duì)割草機(jī)等用發(fā)動(dòng)機(jī)的排放均有相應(yīng)的法規(guī)；德國(guó)還出臺(tái)了控制噪聲污染的《蘭色天使》法規(guī)；歐洲一些城市推出過引導(dǎo)性計(jì)劃，通過稅收優(yōu)惠及獎(jiǎng)勵(lì)等措施鼓勵(lì)“綠色經(jīng)營(yíng)者” 以加速環(huán)保技術(shù)的發(fā)展 。
手動(dòng)液壓堆高車主要利用滾動(dòng)的輪子帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)。手動(dòng)液壓堆高車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接平穩(wěn)，噪音極小，并且操作十分容易，既給使用人帶來方便，也給周圍的人帶來舒適，安靜的環(huán)境。
1.2產(chǎn)品的用途及使用范圍
目前市面上的堆高車大多需動(dòng)力引擎，這會(huì)產(chǎn)生較大的噪音，帶來環(huán)境污染，在辦公和學(xué)習(xí)的地方，這種需動(dòng)力引擎的堆高車就顯得非常不受歡迎。由于動(dòng)力引擎堆高車有動(dòng)力裝置，保養(yǎng)，維護(hù)費(fèi)用較高；同時(shí)動(dòng)力引擎堆高車主要依靠刀片的高速旋轉(zhuǎn)把草排出，因此，對(duì)整機(jī)的安全性要求較高，操作時(shí)也會(huì)給工作人員帶來強(qiáng)烈的震動(dòng)，使操作很不舒適。雖然，動(dòng)力引擎手動(dòng)液壓堆高車工作效率較高，工作效果較好，但是，其價(jià)格也較昂貴，就目前來說，一般的用戶難以接受。
通過市場(chǎng)調(diào)研，我們決定設(shè)計(jì)一種無引擎驅(qū)動(dòng)，無噪音污染，工作高度可調(diào)節(jié)，輕便簡(jiǎn)潔，操作方便和美觀實(shí)用適用于一般用戶的手動(dòng)液壓堆高車。
1.3主要技術(shù)指標(biāo)和重要技術(shù)參數(shù)及原理
1.3.1 該手動(dòng)液壓堆高車的總體設(shè)計(jì)參數(shù)
已知：額定載重量 500kg 自重≤210kg 載荷中心585 mm
貨叉最大高度 ≥1500mm 最小高度88mm 貨叉長(zhǎng)度1150 mm 單個(gè)貨叉寬度160 mm
貨叉整體寬度5400 mm 平臺(tái)尺寸2200×700mm 通過腳踏式液壓泵提起貨物，
設(shè)置過載安全閥，確保操作者安全。 剎車安全可靠?？稍谏虄?nèi)任意位置停止升降，
1.4國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概述
l9世紀(jì)中葉，大部分的手動(dòng)液壓還在使用鐮刀來割草或放牧牛羊來保持草地的整齊性。隨著高爾夫球、網(wǎng)球及足球等運(yùn)動(dòng)的興起，保持完善的草地做運(yùn)動(dòng)場(chǎng)便成為當(dāng)務(wù)之急。英國(guó)人Edwin Budding利用旋轉(zhuǎn)式機(jī)械工作的原理發(fā)明了滾刀式堆高車，該產(chǎn)品的問世在英國(guó)受到了廣泛的歡迎，隨后傳人美國(guó)。1868年，美國(guó)第一臺(tái)堆高車取得專利，美國(guó)的手動(dòng)液壓業(yè)也由此起步。不過幾年，便有37項(xiàng)有關(guān)堆高車的發(fā)明獲得專利。到1881年，總共有4萬多臺(tái)堆高車被生產(chǎn)和銷售 。最初的堆高車均為人力驅(qū)動(dòng)；1890年，在英國(guó)開始設(shè)計(jì)有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的堆高車。從最初的蒸汽動(dòng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)展到小型內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)；1909年，美國(guó)科學(xué)家Leoni取得了動(dòng)力型機(jī)械式堆高車專利，盡管堆高車由汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)，但整個(gè)裝置仍由馬拉行走。
在手動(dòng)液壓修剪機(jī)械發(fā)展的歷史上，第二次世界大戰(zhàn)是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在20世紀(jì)30年代前后，每年生產(chǎn)的各類堆高車數(shù)量約3萬臺(tái)左右。戰(zhàn)后，美國(guó)經(jīng)濟(jì)得到復(fù)興，允許現(xiàn)役軍人低價(jià)買房不付現(xiàn)金，大批建設(shè)房屋并出售，促使手動(dòng)液壓修剪機(jī)械得到迅速發(fā)展，生產(chǎn)量急劇上升，1947年達(dá)36萬臺(tái)，1974年達(dá)700萬臺(tái)。20世紀(jì)70年代后期開始，堆高車的市場(chǎng)銷售量逐漸趨向飽和，但每年仍保持在500萬—600萬臺(tái)的銷量 。堆高車在數(shù)量增加的同時(shí)，其性能也在不斷改進(jìn)。1950年，美國(guó)第一臺(tái)無線電操縱的堆高車誕生；1978年，C1arence Noke研制出了一種可進(jìn)行手動(dòng)液壓修剪編程的堆高車" ；20世紀(jì)80年代，一些新的手動(dòng)液壓設(shè)備又投放市場(chǎng)，如Mulching mower，Shredder，Lawndethatcher，String trimmer等，以及清潔手動(dòng)液壓用的Blower，Lawn vacuum，Lawn sweeper 。到了80年代后期，string trimmer被認(rèn)為是一件普通的家庭用具。
我國(guó)生產(chǎn)堆高車起步較晚，生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模普遍較小，產(chǎn)品用途單一，品種數(shù)量少，遠(yuǎn)不能滿足要求，而且質(zhì)量與發(fā)達(dá)國(guó)家的相比也有很大差距。所以長(zhǎng)期以來，手動(dòng)液壓堆高車多以進(jìn)口為主，主要來自日本、美國(guó)、意大利和瑞典等國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1999年的堆高車銷售量在3萬臺(tái)左右，其中80％為進(jìn)口；2000年我國(guó)各類手動(dòng)液壓機(jī)械保有量達(dá)13余萬臺(tái)，堆高車進(jìn)口量在3．16萬臺(tái)左右；近兩年，手動(dòng)液壓機(jī)械平均年增長(zhǎng)率達(dá)到30％左右，國(guó)內(nèi)每年手動(dòng)液壓機(jī)械的銷售總額大約為1．2億～1．3億元人民幣，其中從國(guó)外進(jìn)口的機(jī)械占85％，國(guó)內(nèi)自行生產(chǎn)的產(chǎn)品占15％左右，其合計(jì)銷量約在1萬臺(tái)左右 。
2.6.3 制造價(jià)格及應(yīng)用范圍
根據(jù)目前市場(chǎng)實(shí)際:：制造原材料費(fèi)用100～150 元，手工費(fèi): 50～100 元，因此總造價(jià)在300元以內(nèi)。目前使用于我國(guó)大部分地區(qū)的園林手動(dòng)液壓的修建和養(yǎng)護(hù)。
3. 使用說明書（SM）
3.1設(shè)備的名稱
產(chǎn)品的名稱: 手動(dòng)液壓堆高車
3.2設(shè)備的安裝
安裝工作必須有鉗工、起重工等專業(yè)工人參加。安裝時(shí)首先用水平儀找平基礎(chǔ)和安裝支架的水平度，然后使之固定。按制造廠出廠時(shí)各段機(jī)殼的連接標(biāo)記順序組裝，各段機(jī)槽內(nèi)口的連接應(yīng)平整、密合，如有錯(cuò)位，只允許比堆高車撥桿稍低，其值不得大于1mm。機(jī)體組裝后測(cè)定其機(jī)槽兩側(cè)對(duì)稱中心面的對(duì)稱度。頭輪、尾輪必須對(duì)中。輪軸應(yīng)保持平行，以避免堆高車在運(yùn)行時(shí)跑偏。安裝堆高車時(shí)應(yīng)再次檢查往復(fù)運(yùn)動(dòng)是否靈活只有運(yùn)動(dòng)靈活的堆高車方可進(jìn)行安裝。
3.3設(shè)備的試車運(yùn)轉(zhuǎn)
完成堆高車各部分安裝工作后，即可進(jìn)行空載運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。
運(yùn)行前應(yīng)做如下工作：
（1）所有軸承、傳動(dòng)部件和減速器內(nèi)應(yīng)有足夠的潤(rùn)滑油；
（2）檢查和清除堆高車機(jī)槽內(nèi)部遺留的工具、鐵件或其他雜物；
（3）全面檢查堆高車各部分是否完好無損，堆高車的運(yùn)轉(zhuǎn)松緊度是否合適。
當(dāng)上述各項(xiàng)準(zhǔn)備工作做好后，推動(dòng)堆高車，觀察小輪和大輪是否與殼體卡碰和跑偏，當(dāng)無缺陷后，可遠(yuǎn)距離運(yùn)轉(zhuǎn)即可進(jìn)行空載運(yùn)轉(zhuǎn)。
當(dāng)空載運(yùn)轉(zhuǎn)并對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)情況認(rèn)為滿意后，可進(jìn)行工作試驗(yàn)。開始需要緩慢的推動(dòng)堆高車，觀察齒輪、端面齒輪與撥桿嚙合的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定情況。運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，逐漸加快堆高車的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。對(duì)工作的狀況進(jìn)行原始記錄，工作密度，工作后草的基本狀況等。并核對(duì)和設(shè)計(jì)要求是否吻合。
3.4設(shè)備的操作和維護(hù)
(1)設(shè)備的操作
每次使用前，應(yīng)先空載運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間，待設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常后方可進(jìn)行工作，應(yīng)保持運(yùn)轉(zhuǎn)速度的穩(wěn)定，不得大量突增或過載運(yùn)行，容易對(duì)產(chǎn)生較大的破壞。
如無特殊情況，不得在工作過程后，不清理，以增加的使用壽命。
操作人員應(yīng)經(jīng)常檢查機(jī)器各部，特別是和驅(qū)動(dòng)裝置，以及端面齒輪與撥桿組合應(yīng)保持完好無損狀態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn)有殘缺損傷的機(jī)件（如嚴(yán)重變形或脫落、撥桿的斷裂、彎曲段中間導(dǎo)軌嚴(yán)重磨損等），應(yīng)及時(shí)修復(fù)或更換。
(2)設(shè)備的維護(hù)
正確的保養(yǎng)和維修不僅能保證設(shè)備的安全運(yùn)行，而且是提高工作效率、經(jīng)濟(jì)效益和延長(zhǎng)使用壽命的重要手段。
(3)保養(yǎng)
堆高車在每次使用完畢，應(yīng)對(duì)設(shè)進(jìn)行清掃和檢查。如有剩余物料壓結(jié)在槽內(nèi)，應(yīng)當(dāng)清除干凈,零部件有局部、微小的事故隱患，應(yīng)及時(shí)排除。大輪上螺栓過松，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整；出現(xiàn)裂墳或嚴(yán)重磨損，應(yīng)予以更換；潤(rùn)滑點(diǎn)應(yīng)及時(shí)加油。
(4)維修
除應(yīng)對(duì)巳損壞的零部件及時(shí)修理或更換外，還要對(duì)關(guān)鍵部件、易磨損零件定期進(jìn)行檢查， 并按安全使用要求進(jìn)行修理， 使設(shè)備繼續(xù)保持最佳的工作狀態(tài)。
4.標(biāo)注化審核報(bào)告（BS）
4.1 產(chǎn)品圖樣的審查
手動(dòng)液壓堆高車的傳動(dòng)裝置和設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成，現(xiàn)以具備全套圖紙和一線基本數(shù)據(jù)，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)注化審查，結(jié)果如下：
（1） 產(chǎn)品的圖樣完整、統(tǒng)一、表達(dá)準(zhǔn)確清楚、圖樣清楚。符合GB4440-84、GB-83《機(jī)械制圖》的規(guī)定。
（2） 產(chǎn)品圖樣公差與配合的選擇與標(biāo)準(zhǔn)符合GB/T1800、3-1998的規(guī)定。
（3） 產(chǎn)品圖樣的編號(hào)符合JB/T5054.5-2000《中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)的完整性。
（4） 圖紙的標(biāo)題欄與明細(xì)欄符合GB/T10609. 1-1989GB/T10690. 2-1989的規(guī)定。
（5） 產(chǎn)品圖樣粗糙度的標(biāo)注符合GB131-83《表面特征代號(hào)及注法》的規(guī)定。
（6） 產(chǎn)品圖樣焊縫的代號(hào)符合GB324-80《焊縫代號(hào)》的規(guī)定。
4.2產(chǎn)品技術(shù)文件的審查
（1） 產(chǎn)品的技術(shù)文件名稱、術(shù)語符合ZB/TJ01和0351-90《產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件術(shù)語》及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
（2） 量和單位符合GB3100—GB3102-93的規(guī)定。
（3）技術(shù)文件所用的編碼符合JB/T8823-1998《機(jī)械工業(yè)企業(yè)計(jì)算機(jī)輔助管理信息分類編碼導(dǎo)則》的規(guī)定。
（4）技術(shù)文件的完整性符合JB/T5054.5-2000《產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件完整性》的規(guī)定及農(nóng)機(jī)部門的有關(guān)具體要求。
4.3 標(biāo)注件的使用情況
本設(shè)計(jì)所用的緊固件均采用標(biāo)準(zhǔn)的螺栓，材料及材料代號(hào)也符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。
4.4 審查結(jié)論
經(jīng)過對(duì)堆高車裝置和傳動(dòng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化審查，認(rèn)為該設(shè)計(jì)基本貫徹了國(guó)家最新頒發(fā)的各種標(biāo)準(zhǔn)，圖紙和設(shè)計(jì)文件完整齊全，符合標(biāo)準(zhǔn)化得要求。
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致謝
本文從選題、方案論證到課題的研究都是在導(dǎo)師張淑娟老師的全面、悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、豐富的創(chuàng)造力、高瞻遠(yuǎn)矚的學(xué)術(shù)思想，以及敏銳的洞察力，始終令學(xué)生敬佩，并將影響我的一生。值此成文之際，謹(jǐn)向?qū)煴磉_(dá)我深深的敬意和衷心的感謝!
通過這次訓(xùn)練，提高了自己的動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)能力，為學(xué)生日后順利進(jìn)入工作崗位作下了鋪墊。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生收獲頗多，這與張老師的悉心指導(dǎo)是分不開的。張老師公務(wù)繁忙，但是還是經(jīng)常抽時(shí)間來視察學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度，就畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中遇到的問題給予耐心指導(dǎo)。特別要感謝的是我的父母和家人!感謝父母在我成長(zhǎng)的道路上給予的無私的愛。感謝所有關(guān)心和幫助過我的人們!
最后，在本文結(jié)束之際，向所有為我的論文提出寶貴意見的評(píng)閱專家們表示衷心的感謝和崇高的敬意! 謝謝!
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 I、畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )題目： 手動(dòng)液壓堆高車設(shè)計(jì) 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )使用的原始資料 (數(shù)據(jù) )及設(shè)計(jì)技術(shù)要求： 已知：額定載重量 500 自重≤ 210載荷中心 585 叉最大高度 ≥ 1500最小高度 88叉長(zhǎng)度 1150 單個(gè)貨叉寬度 160 貨叉整體寬度 5400 平臺(tái)尺寸 2200× 700 通過腳踏式液壓泵提起貨物， 設(shè)置過載安全閥，確保操作者安全。 剎車安全可靠?？稍谏虄?nèi)任意位置停 止升降， 要求： 1. 繪制總裝圖紙及零件圖。 2. 運(yùn)動(dòng)分析。 3. 總體強(qiáng)度受力分析計(jì)算。 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )工作內(nèi)容及完成時(shí)間： 1、開題報(bào)告 第 1 周 2、總體方案設(shè)計(jì) 第 2 周 3、常規(guī)設(shè)計(jì) 第 3 周 — 第 7 周 4、 齒條工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 第 8 周 — 第 10 周 5、編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 11 周 — 第 14 周 6、外文資料翻譯（不少于 6000 字符） 第 15 周 Ⅳ 、主 要參考資料： 1、 沈紉秋主編 《 工程材料與制造工藝教程 》北京： 航空工業(yè)出版社 、 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 新版 第 4 卷 液壓、氣動(dòng)與液力傳動(dòng)與控制 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 3、 徐灝主編 《 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 》， 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1995。 12 4、液壓傳動(dòng)，章宏甲主編。北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2002 5、 T. Y. of 2 1 1986 69–75 航空與機(jī)械工程 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè)類 班 學(xué)生（簽名）： 填寫日期： 2011 年 01 月 03 日 指導(dǎo)教師（簽名）： 助理指導(dǎo)教師 (并指出所負(fù)責(zé)的部分 )： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 系主任（簽名）： 附注 :任務(wù)書應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書首頁。 - 1 - 手動(dòng)液壓堆高車設(shè)計(jì) 目錄 1 技術(shù)任務(wù)書 .................................................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 計(jì)的依據(jù) ....................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 品的用途及使用范圍 .................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 要技術(shù)指標(biāo)和重要技術(shù)參數(shù) ........................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 手動(dòng)液壓堆高車 的總體設(shè)計(jì)參數(shù) .................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 手動(dòng)液壓堆高車 的設(shè)計(jì)參數(shù) ............................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 要工作原理 .................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ................................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 內(nèi)外發(fā)展概述 .................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 見的 堆高車 械分類 ............................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 見幾種 堆高車 械 工作 原理 ................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 經(jīng)考慮過的若干方案的比較 ........................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 動(dòng)液壓堆高車 的工作設(shè)計(jì)方案 ......................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 他工作設(shè)計(jì)方案的比較 ..................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 鍵問題及其解決辦法 .................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 壓 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)選擇 ............................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 種 增壓 方式的實(shí)現(xiàn)比較 .................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 機(jī)構(gòu)的功能及特點(diǎn) ......................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 構(gòu)設(shè)計(jì)與用戶的一致性分析 ........................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 ........................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 計(jì)方案論證 ................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 動(dòng)液壓堆高車 的設(shè)計(jì)原理 ................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 案的選擇 ............................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 輪的計(jì)算部分 ............................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 構(gòu)的動(dòng)力計(jì)算 ..................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 輪設(shè)計(jì)思路及要求 ............................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 ......................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 的計(jì)算部分 ................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 動(dòng)液壓堆高車 中軸 2 的設(shè)計(jì) ............................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 動(dòng)液壓堆高車 中軸 1 的設(shè)計(jì) ............................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 - 2 - 高車機(jī)械 計(jì)算部分 ....................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 高車 的概述 ........................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 高車 的運(yùn)動(dòng)分析 ................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 高車 的結(jié)構(gòu)尺寸及相關(guān)參數(shù) ............................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 面齒輪及撥桿的設(shè)計(jì)部分 ........................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 面齒輪和撥桿的概述 ......................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 面齒輪和撥桿的運(yùn)動(dòng)分析 ................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 論 ................................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 堆高車 的使用方法 .............................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 工作 前應(yīng)注意的事項(xiàng) .......................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 制造價(jià)格及應(yīng)用范圍 .......................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 3. 使用說明書（ ................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 備的名稱 ........................................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 備的安裝 ........................................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 備的試車運(yùn)轉(zhuǎn) ................................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 備的操作和維護(hù) ............................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 .............................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 品圖樣的審查 ............................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 品技術(shù)文件的審查 ........................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 注件的使用情況 ........................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 查結(jié)論 ........................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書 簽。 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 致謝 .................................................................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1 技術(shù)任務(wù)書 計(jì)的依據(jù) 堆高車械至今已有 100 多年的歷史，目前人們普遍使用的是電動(dòng)堆高車械。由于堆高車械多在人口稠密的地區(qū)作業(yè)，流動(dòng)性大，對(duì)機(jī)械的震動(dòng)、噪音、廢氣排放、質(zhì)量等指標(biāo)要求較高。現(xiàn)在的堆高車多使用內(nèi)燃機(jī)作動(dòng)力，排氣污染量相對(duì)于汽車的較少，但 - 3 - 其噪聲危害卻很大。美國(guó) 國(guó)環(huán)境保護(hù)局 )及歐盟對(duì)割草機(jī)等用發(fā)動(dòng)機(jī)的排放均有相應(yīng)的法規(guī)；德國(guó)還出臺(tái)了控制噪 聲污染的《蘭色天使》法規(guī)；歐洲一些城市推出過引導(dǎo)性計(jì)劃，通過稅收優(yōu)惠及獎(jiǎng)勵(lì)等措施鼓勵(lì)“綠色經(jīng)營(yíng)者” 以加速環(huán)保技術(shù)的發(fā)展 。 手動(dòng)液壓堆高車主要利用滾動(dòng)的輪子帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)。手動(dòng)液壓堆高車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接平穩(wěn)，噪音極小，并且操作十分容易，既給使用人帶來方便，也給周圍的人帶來舒適，安靜的環(huán)境。 目前市面上的堆高車大多需動(dòng)力引擎，這會(huì)產(chǎn)生較大的噪音，帶來環(huán)境污染，在辦公和學(xué)習(xí)的地方，這種需動(dòng)力引擎的堆高車就顯得非常不受歡迎。由于動(dòng)力引擎堆高車有動(dòng)力裝置，保養(yǎng)，維護(hù)費(fèi)用較高；同時(shí)動(dòng)力引擎堆 高車主要依靠刀片的高速旋轉(zhuǎn)把草排出，因此，對(duì)整機(jī)的安全性要求較高，操作時(shí)也會(huì)給工作人員帶來強(qiáng)烈的震動(dòng)，使操作很不舒適。雖然，動(dòng)力引擎手動(dòng)液壓堆高車工作效率較高，工作效果較好，但是，其價(jià)格也較昂貴，就目前來說，一般的用戶難以接受。 通過市場(chǎng)調(diào)研，我們決定設(shè)計(jì)一種無引擎驅(qū)動(dòng)，無噪音污染，工作高度可調(diào)節(jié)，輕便簡(jiǎn)潔，操作方便和美觀實(shí)用適用于一般用戶的手動(dòng)液壓堆高車。 - 4 - 手動(dòng)液壓堆高車的總體設(shè)計(jì)參數(shù) 已知：額定載重量 500 自重≤ 210載荷中心 585 叉最大高度 ≥ 1500最小高度 88叉長(zhǎng)度 1150 單個(gè)貨叉寬度 160 貨叉整體寬度 5400 平臺(tái)尺寸 2200× 700 通過腳踏式液壓泵提起貨物， 設(shè)置過載安全閥，確保操作者安全。 剎車安全可靠?？稍谏虄?nèi)任意位置停止升降， 內(nèi)外發(fā)展概述 紀(jì)中葉，大部分的手動(dòng)液壓還在使用鐮刀來割草或放牧牛羊來保持草地的整齊性。隨著高爾夫球、網(wǎng)球及足球等運(yùn)動(dòng)的興起，保持完 善的草地做運(yùn)動(dòng)場(chǎng)便成為當(dāng)務(wù)之 - 5 - 急。英國(guó)人 用旋轉(zhuǎn)式機(jī)械工作的原理發(fā)明了滾刀式堆高車，該產(chǎn)品的問世在英國(guó)受到了廣泛的歡迎，隨后傳人美國(guó)。 1868 年，美國(guó)第一臺(tái)堆高車取得專利，美國(guó)的手動(dòng)液壓業(yè)也由此起步。不過幾年，便有 37 項(xiàng)有關(guān)堆高車的發(fā)明獲得專利。到1881 年，總共有 4 萬多臺(tái)堆高車被生產(chǎn)和銷售 。最初的堆高車均為人力驅(qū)動(dòng)； 1890 年，在英國(guó)開始設(shè)計(jì)有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的堆高車。從最初的蒸汽動(dòng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)展到小型內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)； 1909 年，美國(guó)科學(xué)家 得了動(dòng)力型機(jī)械式堆高車專利，盡管堆高車由 汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)，但整個(gè)裝置仍由馬拉行走。 在手動(dòng)液壓修剪機(jī)械發(fā)展的歷史上，第二次世界大戰(zhàn)是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在 20 世紀(jì) 30年代前后，每年生產(chǎn)的各類堆高車數(shù)量約 3 萬臺(tái)左右。戰(zhàn)后，美國(guó)經(jīng)濟(jì)得到復(fù)興，允許現(xiàn)役軍人低價(jià)買房不付現(xiàn)金，大批建設(shè)房屋并出售，促使手動(dòng)液壓修剪機(jī)械得到迅速發(fā)展，生產(chǎn)量急劇上升， 1947 年達(dá) 36 萬臺(tái)， 1974 年達(dá) 700 萬臺(tái)。 20 世紀(jì) 70 年代后期開始，堆高車的市場(chǎng)銷售量逐漸趨向飽和，但每年仍保持在 500 萬 — 600 萬臺(tái)的銷量 。堆高車在數(shù)量增加的同時(shí)，其性能也在不斷改進(jìn)。 1950 年，美國(guó)第一臺(tái)無線電操縱的堆 高車誕生； 1978 年， 制出了一種可進(jìn)行手動(dòng)液壓修剪編程的堆高車 " ；20 世紀(jì) 80 年代，一些新的手動(dòng)液壓設(shè)備又投放市場(chǎng)，如 ，以及清潔手動(dòng)液壓用的 到了 80 年代后期， 認(rèn)為是一件普通的家庭用具。 我國(guó)生產(chǎn)堆高車起步較晚，生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模普遍較小，產(chǎn)品用途單一，品種數(shù)量少，遠(yuǎn)不能滿足要求，而且 質(zhì)量與發(fā)達(dá)國(guó)家的相比也有很大差距。所以長(zhǎng)期以來，手動(dòng)液壓堆高車多以進(jìn)口為主，主要來自日本、美國(guó)、意大利和瑞典等國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 1999 年的堆高車銷售量在 3 萬臺(tái)左右，其中 80％為進(jìn)口； 2000 年我國(guó)各類手動(dòng)液壓機(jī)械保有量達(dá)13 余萬臺(tái)，堆高車進(jìn)口量在 3． 16 萬臺(tái)左右；近兩年，手動(dòng)液壓機(jī)械平均年增長(zhǎng)率達(dá)到30％左右，國(guó)內(nèi)每年手動(dòng)液壓機(jī)械的銷售總額大約為 1． 2 億～ 1． 3 億元人民幣，其中從國(guó)外進(jìn)口的機(jī)械占 85％，國(guó)內(nèi)自行生產(chǎn)的產(chǎn)品占 15％左右，其合計(jì)銷量約在 1 萬臺(tái)左右 。 - 6 - 壓堆高車的工作設(shè)計(jì)方案 我們所設(shè)計(jì)的手推式手動(dòng)液壓堆高車首先要通過一個(gè)傳力構(gòu)件將人力傳遞出去。為了讓操作者在正常行走速度下操作，傳遞出去的力應(yīng)通過增壓機(jī)構(gòu)繼續(xù)傳遞。因執(zhí)行修工作動(dòng)作刀片的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向與人行進(jìn)的方向垂直，經(jīng)前面增壓機(jī)構(gòu)傳遞過來的運(yùn)動(dòng)都需要再經(jīng)過一級(jí)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)傳遞到執(zhí)行構(gòu)件。 通過分析得到手推式手動(dòng)液壓堆高車的組成框圖，如圖 1— 2 所示。 圖 1— 2 手推式手動(dòng)液壓堆高車的組成框圖 壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)選擇 增壓機(jī)構(gòu)是傳遞動(dòng)力及變速的核心機(jī)構(gòu)。它的速度變化直接改變 的剪切運(yùn)動(dòng)。我的手動(dòng)液壓堆高車采用圓柱凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 可以利用圓盤側(cè)面的形狀特征，為此圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)通過側(cè)面推動(dòng)固定在滑塊上的撥桿（可橫向調(diào)整）左右運(yùn)動(dòng)，這樣就得到了一種新型的凸輪 — 端面凸輪。 種增壓方式的實(shí)現(xiàn)比較 （ 1）用組合法實(shí)現(xiàn)增壓 為了讓操作者在正常行走速度下操作，傳遞出去的力應(yīng)通過增壓機(jī)構(gòu)繼續(xù)傳遞。由于轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣在堆高車動(dòng)力輸入構(gòu)件輪子和轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的 - 7 - 運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件之間，可以采用鏈傳動(dòng)，帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。為了使所設(shè)計(jì)的堆高車結(jié)構(gòu)緊湊，可以采用齒輪傳動(dòng)。而齒輪 傳動(dòng)有直齒原著齒輪傳動(dòng)，斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，圓錐齒輪傳動(dòng)和蝸輪蝸桿傳動(dòng)等。但是蝸輪蝸桿傳動(dòng)的效率低，一般是蝸桿主動(dòng)，且軸線空間交錯(cuò)，應(yīng)用到堆高車械中，會(huì)使支撐結(jié)構(gòu)復(fù)雜。圓錐齒輪傳動(dòng)的軸線相交，且其中一個(gè)齒輪需懸置，也會(huì)使堆高車支撐結(jié)構(gòu)復(fù)雜。直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪的軸線相互平行，支撐結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，同時(shí)堆高車的速度不高，載荷也不大，因此，可選擇直齒圓柱齒輪作為增壓機(jī)構(gòu)。 機(jī)構(gòu)的功能及特點(diǎn) 該機(jī)采用固定刀片與活動(dòng)刀片相對(duì)錯(cuò)動(dòng)的剪切原理，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕，噪音小、無污染，使用方便、靈活，適合小面積 手動(dòng)液壓的工作處理； 無需引擎驅(qū)動(dòng)，使用安全、可靠，便于維護(hù)； 工作的高度可在 1— 20間調(diào)整，割幅 240形尺寸（長(zhǎng) ? 寬 ? 高：586? 369? 200,質(zhì)量 30料由 45 鋼制作）； 采用耐用的鑄鋁底盤和結(jié)構(gòu)件，具有永不生繡、永不卷曲變形的特點(diǎn)； 前輪采用萬向輪，具有良好的導(dǎo)向性，后 輪的一個(gè)輪子裝上壽命長(zhǎng)的球軸承，使堆高車轉(zhuǎn)彎時(shí)易于推動(dòng)； 金屬手柄易于折疊，以減少包裝尺寸，手柄長(zhǎng)度可伸縮，對(duì)于不同身高的操作者同樣適用； 底盤獨(dú)特的設(shè)計(jì)可防止草堵塞出口通道； 外觀造型美觀，更適合家庭用戶的審美要求； 工作的效果較理想，且成本低，是小面積手動(dòng)液壓修剪的首選產(chǎn)品。 （ 1）從機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的功能出發(fā)，按變異 — 組合法和類比法完成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件和設(shè)計(jì)； （ 2）在作品樣機(jī)加工前，使用三維造型軟件進(jìn)行三維造型、虛擬裝配和運(yùn)動(dòng)仿真； （ 3）理論上驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性，然后進(jìn)行樣機(jī)制 作； （ 4）外觀造型新穎，推桿可折疊伸縮，適合家庭用戶使用； - 8 - （ 5）采用齒輪機(jī)構(gòu)（實(shí)現(xiàn)增壓），提高整機(jī)的工作效率，解決了手動(dòng)堆高車工作效率不高的問題； （ 6）采用端面凸輪機(jī)構(gòu)（運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)），將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而滿足工作運(yùn)動(dòng)要求，形狀類似冠輪，解決了端面凸輪加工難的問題； （ 7）采用的工作高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，解決了目前手動(dòng)堆高車不易實(shí)現(xiàn)高度調(diào)節(jié)的問題； （ 8）產(chǎn)品成本（制造和使用成本）低，符合廣大用戶購買能力的要求。 計(jì)方案論證 壓堆高車的設(shè)計(jì)原理 該機(jī)構(gòu)由輪子帶動(dòng)，通過一對(duì)單級(jí)減速器進(jìn)行傳遞轉(zhuǎn)矩，再由端面齒輪和撥桿組合變化運(yùn)動(dòng)方向，最終輸出往復(fù)剪切運(yùn)動(dòng)?？傮w方案設(shè)計(jì)如圖 2— 1 所示： - 9 - 圖 2體方案設(shè)計(jì) 案的選擇 選擇這個(gè)設(shè)計(jì)方案能夠更好的實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞。無引擎驅(qū)動(dòng)，節(jié)省能源，無污染（噪音、廢氣），采用綠色環(huán)保設(shè)計(jì)。采用齒輪機(jī)構(gòu)（實(shí)現(xiàn)增壓），提高整機(jī)的工作效率，解決了手動(dòng)堆高車工作效率不高的問題；采用端面凸輪機(jī)構(gòu)（運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)），將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而滿足工作運(yùn)動(dòng)要求，形狀類似冠輪，解決了端面凸輪加 工難的問題。采用的工作高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，解決了目前手動(dòng)堆高車不易實(shí)現(xiàn)高度調(diào)節(jié)的問題。 另一方案，用蝸輪蝸桿傳動(dòng)，直接帶動(dòng)割草圓盤，采用割草的方式。機(jī)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，拆裝方便。但草柔軟，且一端自由，采取割的方式將草截?cái)噍^難實(shí)現(xiàn)，割草的數(shù)目不多。要想割的效率快，必須采用大功率。 我采用的堆高車方案結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，與之相比軸的位置較為容易定位，而蝸輪蝸桿傳動(dòng)的割草機(jī)一水平一豎直的軸造成了機(jī)架結(jié)構(gòu)的復(fù)雜。并且增壓機(jī)構(gòu)采用端面齒輪和撥桿的運(yùn)動(dòng)組合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)實(shí)際為一凸輪推桿的運(yùn)動(dòng)組。 - 10 - 輪的計(jì)算部分 的動(dòng)力計(jì)算 通過實(shí)際運(yùn)用機(jī)械的分析，可以假設(shè)所需載荷為 ，同時(shí)工作數(shù)量最多為500 根。可得 F=250N；端面齒輪上所受力的大小為： 12125F F N?? 輪子提供轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)，進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)。假設(shè)輪子的直徑為 200D ；。 假定人的正常行走步數(shù)為 500 /mm s 。 假定所受的力全部來自 輪子的轉(zhuǎn)矩所引起的運(yùn)動(dòng)。 則 1 2 1 F v? ? ? 1 軸 ? 上的所傳遞的功率大小為： 12() 1 3 8 . 9 ??? 軸 上的所傳遞的功率大小為： 12 1 4 6 . 1???; 輪子所傳遞的功率大小為： 2 1 4 9 . 1?輪 設(shè)計(jì)思路及要求 手動(dòng)液壓堆高車中的齒輪設(shè)計(jì)要求 （ 1）合理選用模數(shù)： 在現(xiàn)代變速箱設(shè)計(jì)中，各檔齒輪模數(shù)的選擇是不同的。但為了經(jīng)濟(jì)性和用途的要求，初選模數(shù)： 2m? 。 （ 2）合理選用壓力角： 對(duì)于同一分度圓的齒輪而言，若其分度圓壓力角不同，基圓也就不同。當(dāng)壓力角越大時(shí)，基圓直徑就越小，漸開線就越彎曲，輪齒的齒根就會(huì)變厚，齒面曲率半徑增大，從而可以提高輪齒的彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度。 - 11 - 合理選用螺旋角： 為了保證齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性、低噪聲和少?zèng)_擊，所有齒輪都要選擇較 大的螺旋角，一般都在 30 左右。 （ 3）分析齒頂寬： 對(duì)于正變位齒輪，隨著變位系數(shù)的增大，齒頂高也增大，而齒頂會(huì)逐漸變尖。所以必須對(duì)齒輪進(jìn)行齒頂變尖的驗(yàn)算。 （ 4）手動(dòng)液壓堆高車中齒輪強(qiáng)度的計(jì)算方法概述 我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局所發(fā)表的漸開線圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法是參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的計(jì)算方法所制定的，該方法比較全面地考慮了影響齒輪承載能力的各種因素，現(xiàn)已成為目前最精確的、綜合的齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法。 影響輪齒載荷的各種因素大致可歸納為四個(gè)方面，分別用四個(gè)系數(shù)來修正名義載荷，這四個(gè)系數(shù)分別為使用系數(shù)、動(dòng)載系數(shù)、齒向載荷 分布系數(shù)、齒間載荷分配系數(shù)。 各種齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法所采用的動(dòng)載系數(shù) 形式上有很大的差別，考慮的因素也不相同。 各種齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法所采用的齒向載荷分布系數(shù)的計(jì)算方法各不相同。 各種齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法所采用的齒間載荷分配系數(shù)的處理上有很大差別。 由于汽車變速箱的工作特性，使得輪齒的載荷是波動(dòng)的，對(duì)于這種不穩(wěn)定載荷的情況。 從以上四點(diǎn)可看出國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法是一種比較合理、精確的方法，所以在本論文中齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算采用此種方法。 齒輪在傳遞動(dòng)力時(shí)，輪齒處于懸臂狀態(tài)，在齒根產(chǎn)生彎曲應(yīng)力 和其它應(yīng)力，并有較大的應(yīng)力集中，為使齒輪在預(yù)定的壽命期內(nèi)不發(fā)生斷齒事故，必須使齒根的最大應(yīng)力小于其許用應(yīng)力。 （ 1）輸出轉(zhuǎn)矩設(shè)計(jì)： 轉(zhuǎn)速 1 1 3 . 0 4 / m i 5 6 0? 軸 ? 上的轉(zhuǎn)速 3 3 9 . 1 2 / m i nn n i r? ? ? ? - 12 - 計(jì)算輪子傳遞的轉(zhuǎn)矩 69 . 5 5 1 0 PT n? ? ?輪 可得： 1 2 3 3 4 . 5 7T N m m?輪 軸 ? 上的轉(zhuǎn)矩為 : 12 3 9 1 1 . 0 9 m ?? ??? （ 2）齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)： 選擇齒輪材料、熱處理、精度等級(jí)及其齒數(shù) 堆高車為一般工作機(jī)器，齒輪選擇常用材料及熱處理， 8 級(jí)精度。小齒輪： 40質(zhì) )，齒面硬度 280齒輪： 45 鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度 240者硬度相差 40 選擇小齒輪齒數(shù)： 3，大齒輪齒數(shù)： 2 1 1 69Z u Z ? ? （ 3）基本參數(shù)的選擇 試選載荷系數(shù)： 選擇的齒寬系數(shù)為： ? 查得彈性系數(shù)為： 1 8 9 按齒面硬度查取接觸疲勞極限： 小齒輪： li m 1 720H M P a? ? , 大齒輪： li m 2 580H M P a? ? ； （ 4）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 假定工作機(jī)載荷有輕微沖擊，每星期左右修剪一次手動(dòng)液壓，每周工作 8h，預(yù)期使用壽命為 50 年。 小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為： 1160 hN ? 可得： 81 1 2 1 0N ?? 大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為： 712 3 . 7 3 1 0NN i? ? ? （ 5）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 查得接觸疲勞壽命系數(shù)：小齒輪 1 , 大齒輪 2 接觸疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) ? ? - 13 - 有公式： ? ? ? ?1 l i m 11 5 9 1 . 6H N K M P ??（ 1） ? ? ? ?2 l i m 22 6 6 2 . 4H N K M P ??（ 2） 試算小齒輪分度圓直徑 ? ?21312 1 Z ????? ???? （ 3） 可得： 1 2 2 td m m? 為了保證制造工藝簡(jiǎn)單，取 1 40td 模數(shù)： 11 1 . 7 4 ( )dm m 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 2( )m 小齒輪分度圓直徑： 1146d m z m m?? 大齒輪分度圓直徑： 22138d m z m m?? 大齒輪齒寬 21 3 6 . 8dB b d m m?? ? ? ,圓整取 37b ； 小齒輪齒寬 1 42B (加寬 5中心距 ? ?12 922m m??? 小齒輪齒全高 1 1 1 2 2 . 5 4 . 5h h m m? ? ? ? ? 大齒輪齒全高 2 2 2 2 2 . 5 4 . 5h h m m? ? ? ? ? 齒輪的相關(guān)參數(shù)如下表所示： 齒輪 齒數(shù) 模數(shù) 齒形角 全齒高 大齒輪 69 0 齒輪 23 0 - 14 - 表 2數(shù)表 （ 6）計(jì)算載荷系數(shù) K 查得使用系數(shù) 圓周力 1 12 1 7 0 . 0 5t ， 1 . 2 5 1 7 0 . 0 5 5 . 7 437b m m??? 查得動(dòng)載荷系數(shù) 查得齒間載荷分配系數(shù) ? , ? 查得齒向載荷分布系數(shù) ? , 一般經(jīng)仔細(xì)跑合，取 1 ?? 計(jì)算載荷系數(shù) 2 . 0 3 4A V H K K K???? （ 7）修正計(jì)算： 3311 2 . 0 3 44 0 4 3 . 3 31 . 6t d m ? ? 已取 1 4 6 4 3 . 3 3d m m m m?? ,符合接觸疲勞強(qiáng)度條件。 （ 8）齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核過程 確定設(shè)計(jì)參數(shù) 載荷系數(shù) K= 1 . 2 5 1 . 1 7 1 . 2 1 . 2 2 . 0 3 4A V F K K?? ? ? ? ? ? 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 1 3 9 1 1 . 0 9T N m m?? 查得齒形系數(shù) 1 ? , 2 ? ;應(yīng)力修正系數(shù) 1 ? ， 2 ? 查得彎曲疲勞壽命系數(shù)：小齒輪 1 ,大齒輪 2 按 齒 面 硬 度 查 得 彎 曲 疲 勞 極 限 ： 小 齒 輪 li m 1 620F M P a? ? , 大齒輪l i m 2 450F M P a? ? 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 ? ?F? 取彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) ? ? 由公式 ? ? ? ?1 li m 11 F N ?,可得 ? ?1 4 0 5 P a? ? - 15 - 由公式 ? ? ? ?2 l i m 22 F N ?，可得 ? ?2 3 1 1 P a? ? 齒根彎曲應(yīng)力 ? ?11 1 1 112 8 0 . 5F F S Y M P ab d m????? ? ? ? ?12 1 1 212 7 4 . 2F F S Y M P ab d m????? ? ? 結(jié)論 :計(jì)算可得彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。 的計(jì)算部分 設(shè)計(jì) （ 1）選擇軸 的材料 該軸無特殊要求，選擇 45 鋼調(diào)質(zhì)處理， 640B M ? 初步估算軸徑： 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算輸入端的最小軸徑。按 45 鋼，取 116C? 根據(jù)公式5%1 33m i n 210 . 1 3 8 91 1 6 8 . 6 1 5 9 . 0 53 3 9 . 1 2? ? ?加，取 m 10d （ 2）軸 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸 上零件的軸向定及位周向定位。 從左輪子連接處向右取： 1 0 1 2 1 4 1 2 1 0m m m m m m m m m m????。 考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性：考慮到軸的結(jié)構(gòu)工藝性，在軸的左端和右段均制成 2 45??倒角。 （ 3）軸 的強(qiáng)度演算 經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，各軸段作用力大小和作用點(diǎn)位置、軸承跨距、各段軸徑等參數(shù)均已知。 齒輪上作用力的大小轉(zhuǎn)矩： 1 2 3 3 4 . 5 7T N m m?輪 - 16 - 齒 輪端面分度圓直徑： 22 2 6 9 1 3 8 ( )c o s c o s 0z m m?? ? ?? 圓周力： 22 1 7 0 . 0 5 ( )輪 徑向力： t a n t a n 2 01 7 0 . 0 5 6 1 . 9 ( )c o s c o s 0 N?? ?? ? ?? 軸向力： t a n 0 ( ) N?? ? ? 受力簡(jiǎn)圖如 3— 2 所示： 圖 2— 3 垂直面上受力簡(jiǎn)圖 垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩： 1 2 2 . 5 6 9 3 0 . 9 5 ( )1 2 2 . 5 1 2 2 . 5? ???? 3 0 . 9 5 ( )D V r B F N? ? ? 截面 C 處的彎矩為： 1 2 2 . 5 3 7 9 1 ( ) N m m? ? ?左 1 2 2 . 5 3 7 9 1 ( ) N m m? ? ?右 - 17 - 圖 2— 4 垂直面上截面的彎矩 水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩： 1 2 2 . 5 8 5 ( )1 2 2 . 5 1 2 2 . 5?? 8 5 ( )D H t B F N? ? ? 截面 C 處的彎矩為： 1 2 2 . 5 1 0 4 1 2 ( )C H B N m m? ? ? 圖 2— 5 水平面上截面的支反力 截面 C 處的合成彎矩為： 22 1 1 0 8 1 ( ) M N m m? ? ?左 左 22 1 1 0 8 1 ( ) M N m m? ? ?右 右 - 18 - 圖 2— 6 水平面上截面的彎矩及合成彎矩： 圖 2— 6 水平面上截面的彎矩及合成彎矩 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強(qiáng)度，取 ，該截面上的計(jì)算應(yīng)力： ? ? 22 4 8 . 5 7 ( ) P ???通過查表可知： 材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理的許用應(yīng)力為 ? ?1 60M ? ? ，由于 ? ?1v???? ，故安全。 的設(shè)計(jì) （ 1）選擇軸 ? 的材料 該軸無特殊要求，選擇 45 鋼調(diào)質(zhì)處理， 640B M ? 初步估算軸徑： 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算輸入端的最小軸徑。按 45 鋼，取 116C? - 19 - 根據(jù)公式5%1 33m i n 110 . 1 4 6 11 1 6 1 2 . 6 4 1 3 . 2 71 1 3 . 0 4? ? ?加，取 m 14d （ 2）軸 ? 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸 ? 上零件的軸向定位周向定位 大齒輪在軸 ? 上為對(duì)稱定位，左右兩端靠套筒定位，裝拆，傳力較為簡(jiǎn)單；兩端軸承常用同一尺寸，以便于加工、安裝和維修；為便于拆裝軸承，軸承處軸肩不宜太高。 齒輪與軸的軸向固定采用普通平鍵聯(lián)接。 根據(jù)軸的直徑查得齒輪處的鍵截面尺寸為 66b h m m m m? ? ? ，配合為 7 6H r ，滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制。確定各段軸徑和長(zhǎng)度通過確定定位軸肩高度，從左輪子連接處向右取 1 4 1 6 1 8 2 2 1 8 1 6 1 4m m m m m m m m m m m m m m? ? ? ? ? ?。 考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性：考慮到軸的結(jié)構(gòu)工藝性，在軸的左端和右段均制成 2 45??倒角。 軸 ? 的強(qiáng)度演算 經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，各軸段作用力大小和作用點(diǎn)位置、軸承跨距、 各段軸徑等參數(shù)均已知。 齒輪上作用力的大小轉(zhuǎn)矩： T? =3911N· 輪端面分度圓直徑： 11 2 2 3 4 6 ( )c o s c o s 0z m m?? ? ?? 圓周力： 12 1 7 0 . 0 5 ( )??徑向力： t a n t a n 2 01 7 0 . 0 5 6 1 . 9 ( )c o s c o s 0 N?? ?? ? ?? 軸向力： t a n 0 ( ) N?? ? ? - 20 - 圖 2— 7 軸 ? 垂直面上受力簡(jiǎn)圖 垂直面上軸承的支反力及主要截面的 彎矩： 211 2 0 . 5 2 4 . 5 1 2 0 . 5 2 1 6 . 5 1 3 0 . 5 ( )1 2 2 . 5 1 2 2 . 5 F F ? ? ? ? ? ??? ? 6 8 . 6 ( )D V r B F N? ? ? 方向相反 截面 C 處的彎矩為： 11 2 0 . 5 9 6 3 7 2 5 ( ) F N m m? ? ? ? ?左 2 9 6 1 2 0 . 5 2 0 2 6 6 ( ) F N m m? ? ? ? ?右 圖 2— 8 軸 ? 垂直面上截面的彎矩 水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩： 1 2 0 . 5 8 5 ( )1 2 0 . 5 1 2 0 . 5?? 8 5 ( )D H t B F N? ? ? 截面 C 處的彎矩為： 1 2 0 . 5 1 0 2 4 6 ( )C H B N m m? ? ? - 21 - 圖 2— 9 軸 ? 水平面上截面的支反力 截面 C 處的合成彎矩為： 22 1 0 9 0 2 ( ) M N m m? ? ?左 左 22 2 2 7 0 9 ( ) M N m m? ? ?右 右 圖 2— 10 軸 ? 水平面上截面的彎矩及合成彎矩 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強(qiáng)度，取 ，該截面上的計(jì)算應(yīng)力： ? ? 22 2 1 . 4 4 ( ) P ???通過查表可知： 材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理的許用應(yīng)力為 ? ?1 60M ? ? ，由于 ? ?1v???? ，故安全。 - 22 - 設(shè)計(jì)計(jì)算部分 概述 手推式剪切機(jī)采用剛性切割式，運(yùn)動(dòng)方式選擇往復(fù)式運(yùn)動(dòng)。 往復(fù)式切割裝置由上、下兩組刀片組成，分動(dòng)和雙動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)方式。本設(shè)計(jì)采用單動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式。單動(dòng)切割器是動(dòng)刀片在 定刀上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；其特點(diǎn)是： 0S t t?? ，刀片的行程與上、下刀片的距離均相等。 剪切機(jī)的上、下刀片形狀相同，剪切時(shí)，草兩側(cè)同時(shí)受到切割，在一個(gè)行程中，運(yùn)動(dòng)速度的大小有變化，合理切割的方法是利用較大的速度來剪切。刀片的速度圖如圖 2— 11 所示。自 0a 點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，其速度自零逐漸增加，在沒有達(dá)到 1a 之前，因切刀不相接觸，不發(fā)生切割。刀片到達(dá) 1a 時(shí)，兩刀刃開始接觸，這時(shí) 1為始切速，然后刀片繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入切割，直到刀片到達(dá) 1C 時(shí)，兩刀刃相向接觸完畢，這以后不再切割，這時(shí) 1為終切速。由 1 1切割速度的變化范圍。由圖 2— 11 可知， 1于終切速 1 圖 2— 11 切割速度的變化 在切割過程中，有些草是在被一刀刃頂斜著推向另一刀刃和剪切機(jī)前進(jìn)而向前傾斜狀態(tài)下切割的，使草叢表面稍欠平整。 - 23 - 運(yùn)動(dòng)分析 刀片一個(gè)行程時(shí)間內(nèi)機(jī)器前進(jìn)的距離稱為切刀的進(jìn)程，以 H 表示，切刀一秒鐘內(nèi)運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)距離為： 1 0 . 5 12 0 3 6 2 8 6 . 4 90 . 6 2 8 3t n m ? ? ? ? ? ? ? ? 500my v t m m? ? ? 式中： — 機(jī)器的前進(jìn)速度 ） 1t —— 水平運(yùn)動(dòng)的距離 C —— 輪子的周長(zhǎng) 一個(gè)行程所需要的時(shí)間為： 10 201 0 . 0 72 8 6 . 4 9? ? ? 一個(gè)行程運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)距離： 20x 0 35my v t m m? ? ? 可得切刀的進(jìn)程 H 為： 0 35mH v t m m? ? ? 由于端面齒輪旋轉(zhuǎn)一周往復(fù)運(yùn)動(dòng) 6 次，行程運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)對(duì)稱的加速減速運(yùn)動(dòng)，速度由100變化，從 0 到達(dá) 1所需的時(shí)間與 1達(dá) 0 的時(shí)間均為 運(yùn)動(dòng)分析可知，呈現(xiàn)勻加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn) 動(dòng)方程式為： 12 10 50 5????? 可得： 1 25 7 1 . 4 3 /1 6 3 2 6 . 5 /av m m sa m m s????? 切刀的平均速度： 0 5 7 1 . 4 3 2 8 5 . 7 /2pv m m s??? 將切刀的平均速度 機(jī)器的前進(jìn)速度 比值 ? 稱為刀機(jī)速比。 0 1?? ，據(jù)類似的茶樹修剪機(jī)和采茶機(jī) 的試驗(yàn)分析，可得動(dòng)力轉(zhuǎn)速較小的手 - 24 - 動(dòng)液壓堆高車傳動(dòng)的效率較高。 結(jié)構(gòu)尺寸及相關(guān)參數(shù) 刀片是切割裝置的主要部件，由于使用條件和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的不同，使刀片的參數(shù)隨不同的機(jī)型而有些差異。 表 2— 2 手動(dòng)液壓堆高車的主要參數(shù) 項(xiàng)目 切割器的形式 切割幅寬 刀片間距 刀片運(yùn)動(dòng)形式 刀片往復(fù)頻率 刀片形狀 配套動(dòng)力 操作人數(shù) 凈重 手動(dòng)液壓堆高車 往復(fù)切割 2400動(dòng) 860r/形 13r/ 人 30割角的增大使切口變得不整齊。當(dāng)?shù)镀谐淘? 45，刀片的切割角 ? 和楔角 ? 不影響工作的質(zhì)量。往復(fù)式刀刃的切割角 ? 和楔角 ? 如圖 2— 12 所示。 圖 2— 12 往復(fù)式刀刃的切割角 ? 和楔角 ? 試驗(yàn)分析可知行程與工 作質(zhì)量的關(guān)系： 刀片的刀距行程對(duì)工作的質(zhì)量沒有顯著的影響。工作質(zhì)量比較好的行程在2 0 ~ 4 0mm 片也相應(yīng)較少。切割間距在 10 ~ 30，切口平整；切割間距在 30口就不平整；切割間距大于 40，采摘面就象抓采樣的，漏采的也增多。 切割速度比與正常草芽葉、碎片的關(guān)系 手推式剪切機(jī)刀片的切割速度比在 下時(shí)，正常芽葉多，碎片少。對(duì)采摘質(zhì)量 - 25 - 沒有大的影響。對(duì)類似作物的試驗(yàn)，任何往復(fù)刀片，當(dāng)切割速度比在 下 時(shí)，正常芽葉稍有減少的趨勢(shì)；切割速比在 0 時(shí)，工作質(zhì)量無明顯的差別。切割速度比在小于 3 時(shí)，工作面切口出現(xiàn)明顯的不平整。 表 2— 3 往復(fù)式刀片的主要技術(shù)參數(shù) 項(xiàng)目 刀片 刀間距 刀高 切割角 刀角 硬度（ 往復(fù)式刀片 動(dòng)刀片 205'1440 38 55~60 定刀片 64 面齒輪及撥桿的設(shè)計(jì)部分 手動(dòng)液壓堆高車中端面齒輪和撥桿一對(duì)運(yùn)動(dòng)組合類似于凸輪和推桿，而撥桿的運(yùn)動(dòng)直接影響其的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由撥桿在端面齒輪凹凸曲面上的規(guī)則運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。 面齒輪和撥桿的運(yùn)動(dòng)分析 端面齒輪的形狀如圖 2— 13 所示： 圖 2— 13 端面齒輪的形狀 對(duì)撥桿的運(yùn)動(dòng)要求為： 當(dāng)端面齒輪轉(zhuǎn)過 26 時(shí)，推 桿上升 20 端面齒輪再轉(zhuǎn)過 26 時(shí)，撥桿下降 20 - 26 - 推桿繼續(xù)轉(zhuǎn)過 8 時(shí)，撥桿又停止不動(dòng)。 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如圖 2— 14 所示。 圖 2— 14 運(yùn)動(dòng)分析圖 撥桿在端面齒輪 130? 處安裝，圖中 a 與 b 為撥桿上升對(duì)應(yīng)的端面齒輪所旋轉(zhuǎn)的角度26 ， c 為 8 。在端面齒輪上撥桿與端 面齒輪接觸點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的角度所對(duì)應(yīng)的行程為： 26 2 9 . 5360a d m m?? ? ? 8 9 . 1360c d m m?? ? ? 式中 d 為撥桿與端面齒輪接觸點(diǎn)在端面齒輪上離中心位置的直徑大小。 圖 2— 15 端面齒輪的輪廓曲線 假設(shè)在端面齒輪上的運(yùn)動(dòng)行程為 X ,接觸點(diǎn)上下運(yùn)動(dòng)的位移為 Y ,可得運(yùn)動(dòng)軌跡方程為： 2360? ????? ?? - 27 - 在式中各參數(shù)： ? 為端面齒輪旋轉(zhuǎn)的角度； k 為與端面齒輪運(yùn)動(dòng)行程與接觸點(diǎn)上下運(yùn)動(dòng)的位移的相關(guān)參數(shù)。 代入特殊值 4 0? ? ， 2 26? ? 可得： 從而得出接觸點(diǎn)上下運(yùn)動(dòng)位移的軌跡方程為： 22 360Y k X k d ????? ? ????? 推程階段 1 1326 180???? 22 1360Y k X k d ????? ? ????? 1130,180????? ???? 遠(yuǎn)休止階段 2 1326 180???? 20Y? 2 13180??? 回程階段 3 1326 180???? 22 3360Y k X k d ????? ?