脚踏平台搬运车设计毕业设计Word格式文档下载.docx
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摘要
本课题是为工厂车间等场所搬运货物而设计的脚踏平台搬运车，是工业生产的必然产物。
滚轮式脚踏式液压升降平台车由优质钢材、液压泵、液压缸、油管、脚轮等有机组合而成，它可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。
本文所介绍的液压升降台最大载重量是800ｋｇ，该升降台由两部分组成：
机构本体和液压系统。
升降台升降的操作控制是由一套液压系统和液压缸来完成的，而组合而成的液压系统全部放在液压油泵中。
液压泵和液压缸都采用标准件，其中液压缸为单作用液压缸，液压泵为脚踏式，本文首先通过支撑铰架的受力分析详细阐述了要提升起货物，液压缸所需承受的最大压力。
接着以之作为根据说明液压泵、液压缸等标准件的选用及型号，并介绍液压泵内部相关液压系统原理以及对液压泵储油量进行核算。
此外在强度校核方面，主要通过材料力学知识对铰架以及液压缸作用两端的轴进行强度校核，最后对本升降台进行重量和成本核算。
本毕业设计借鉴了大量的资料，采用了许多国家标准，充分的吸收了各行业有关专家的宝贵经验。
关键词：
机械传动，液压传动。
Abstract
Roller-typehydraulicliftingplatformpedalcardesign
Thisissueisroller-typehydraulicliftingplatformpedalcardesignforplacessuchasfactoryandmachineshopforcargohandling,itisainevitableproductinindustrialproduction.Thismachineisposedbyhigh-qualitysteel,hydrauliccylinder，hydraulicpump，pipeline,castersandsoon.Itcanreplacetheheavymanuallabor，significantlyreducelaborintensityandimproveworkingconditionsandraisetheleveloflaborproductivityandautomation.
Thebiggestloadofthissnorkeldescribedinthisarticleis800kgandtheplatformconsistsoftwoparts:
bodyandthehydraulicsystemlift.Theoperationandcontrolofthesnorkelarecompletedbyasetofhydraulicsystemsandhydrauliccylinders，alsothecombinationofallofthehydraulicsystemarestoredinthehydraulicpump.Bothhydraulicpumpsandhydrauliccylindersarestandard,theformerisasinglehydrauliccylinderandthelaterisPedaltype。
firstly，Thisarticleexpoundtherequiredmaximumpressurethehydrauliccylinderbearthatneedtoupthegoodsthroughthesupportofthehingeforceanalysis.accordingtothis，thestandardandmodelchoiceofthehydraulicpump,hydrauliccylindearedetermined，Anditdescribesrelevanthydraulicsystemprinciplesandaccountoilvolumeofthehydraulicpump.Inaddition,thispapercheckthestrengthofthehingeframeandtheaxesatbothendsoftheHydrauliccylinderbymainlyusingthemechanicsofmaterialsknowledge，Finally,checktheweightandcostofthisliftingplatform.ThisGraduationProjecthavereferfromalargeamountofinformationandnationalstandards,itfullyabsorbedthevaluableexperienceofexpertsinallwalksoflife.
Keyword:
mechanicaltransmission,hydrostatictransmission
1绪论
1.1背景
脚踏平台搬运车.脚踏平台搬运车采用脚踏液压泵驱动平台上升采用脚踏液压泵驱动平台上升，载重量从300公斤至1000公斤升高有500毫米至1700毫米各规格产品。
适用于各行业货物升高移动。
它使繁重的搬运工作变得轻松，快捷。
脚踏平台搬运车的特点:
1.通过脚踏式液压泵工作，方便地使平台起升至所需高度。
2.坚固的小脚轮带有刹车制动装置，使装卸作业时更为安全。
3.升降平稳，操作轻便。
运转灵活，使用安全。
纯人工操作，不采生火花和电磁场。
其大致组成及工作原理如下：
由杠杆脚踏板、小活塞缸、单向阀组成手动液压泵使小活塞向上移动，小活塞下端油腔容积增大，形成局部真空，这时单向阀打开，通过吸油管及滤油器从油箱中吸油，用力压下脚踏板，小活塞下移，小活塞下腔压力升高，单向阀关闭，单向阀打开，下腔的油液经节流阀7进入大液缸下端，使液缸的活塞向上运动，提升重物1，且通过节流阀控制上升速度。
脚踏板复位时，单向阀自动关闭，换向阀处于截止状态使油液不能倒流，从而保证了重物不会自行下落。
液缸的活塞向下运动（既重物下降），液压油平换向阀回到油箱，且由节流阀控制下降速度。
为使液压系统不会应超载是管路爆裂采用顺序阀构成安全回路。
为使下降速度不受重物而变化,由节流阀调节流量，控制升降速度。
工作中会出现车子升高度不够，台面先升后降，台面不下降等问题。
本次设计注重于脚踏平台搬运车的组成及重要部件的参数计算。
全部图纸采用AutoCAD绘制。
1.2设计任务：
1.2.1题目名称：
1.2.2主要参数及要求：
1．液压系统工作压力：
16MPa；
2．车体长、宽、高根据需要设计，起升重量0.8吨，最大举升高度0.5米，要求重物抬升过程中始终保持水平状态；
3．液压升、降操作，速度为300mm/s，所有液压缸同步运行，能在任意位置锁定。
4．采用单层剪叉升降结构。
2.原机械结构分析
2.1脚踏平台搬运车传动机械系统工作原理
脚踏平台搬运车传动原理如下：
由踏杆驱动液压缸推动剪式升降机构运动从而使台面上升。
2.2脚踏平台搬运车部件的结构及尺寸计算
2.2.1叉臂中间销轴尺寸计算
由于台面尺寸已知，所以销轴长度确定为50cm。
下面就具体计算销轴直径。
将销轴受力简化为只承受弯矩的轴。
示意图如下：
ACB
先求支反力取整个轴为研究对象q=7840N/m
∑MB=O,0.5FA-0.5*q（0.5）^2=0
解得
FA=1960N,FB=1960N
把轴从中间截开取左段为研究对象
∑Fy=0,FA-F-Fs=0
∑Mc=0,-FA*0.5+q*0.25*0.125+M=0
解得
Fs=0,M=245N.m
根据机械设计表15-1选用45号钢作为销轴材料。
按弯曲强度条件计算
根据机械设计选用安全系数为S=1.5,σs=295Mp
[σ]=σs/S
Σmax=<
[σ]
Mmax/Wz=<
32Mmax/πD^3=<
D>
=23mm
取D=26mm
按弯曲剪应力计算尺寸
最大剪应力即FA=1960N
根据机械设计表15-1选用剪切疲劳强度τ=140Mpa,安全系数为S=1.5
根据材料力学截面梁的弯曲剪应力公式
τmax=4Fs/3πR^2
[τ]=τ/S
[τ]>
=τmax
>
=4Fs/3πR^2
R>
=3mm
则销轴长为50cm,直径为26mm。
2.2.2叉臂稳定性计算叉臂尺寸
根据叉臂的工作特性，选为小柔度杆
已知升高度为500mm和台面尺寸为1000*500*55mm设最大升角为53°
即可得出叉臂长为625mm。
由工程力学表12-2查得，a=461Mpa,b=2.568Mpa,则
λs=（a-σs）/b=（461-350）/2.568=43.2
将叉臂简化为两端铰支，取长度因数μ=1
柔度λ=μι/Ι
=μι
=2*
μι/h
由小柔度杆的应力条件λ<
=λs
取λ=40，则h=54mm
已知小柔度杆λ<
=λs，σcr=σs
Fcr/A=σcr
A=Fcr/σcr
bh=1960N/350Mpa
b=10mm
则叉臂尺寸为625*54*10mm。
2.2.3千斤顶总成部分受力分析
下面是受力示意图
将重物受力沿x和y轴分解得到
千斤顶部分受力为
F=800*9.8*0.6N=4704N
FN=800*9.8*0.8=6272N
3.液压系统分析和初定方案
3.1系统分析
在学习《液压传动》时老师给我们介绍了千斤顶的原理，基本上所有的起重设备的原理都是千斤顶类似，在查找了《液压传动》的PPT和维勒科公司所给资料后进行细致的分析。
分析过程如下：
1液压升、降操作，速度为300mm/s，所有液压缸同步运行，能在任意位置锁定。
2要求重物抬升过程中始终保持水平状态；
首先我画出了千斤顶的原理图，根据要求1，回路中必须加一个节流阀来控制升降速度，能在任意位置锁定，千斤顶里所用的是截止阀并不能快速改变重物的下降和停止状态，所以将截止阀改为卸荷法即二位二通换向阀，为了使工作过程安全加了个顺序阀。
整个液压系统原理图的雏形就出来了，然后就是修改和讨论。
3.2压系统原理图的拟定
4.压系统的计算与选型
4.1作压力的确定
压力的选择要根据载荷的大小和设备而定，同时需要考虑执行元件的装配空间，经济条件及元件供应情况的限制。
在载荷一定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的尺寸，反之，压力选得太高，对缸、阀等元件的材质，密封，制造、精度等要求也高。
压力的选定要根据设计任务的要求并考虑压力损失。
初步确定系统工作压力为P，任务书中要求系统工作压力为16Mpa。
4.2千斤顶总成的设计计算
4.2.1大液压缸设计及计算
4.2.1.1活塞杆启动或制动时的惯性力
，而
——速度变化量m/s
——起动或制动时间，s。
一般机械=0.1~0.5s，对轻度载荷低速运动部件取小值，对重载荷高速部件取大值。
液压缸的起动或制动时间去0.3S.
——加速度
初步选定速度变化量：
由于液压缸的活塞杆从开始运动到稳定的过程中，历时为0.3s.
Fa=800kg*0.3m/s/0.3s=800N
4.2.1.2运动部件的摩擦力
f=ηm*FN=6272*0.95=6053.4N
4.2.1.3液压缸理论推力计算
根据活塞杆受力计算式如下：
F=Fa+f±
FdN
Fa为外载荷阻力已求出为N，f为运动部件的摩擦力Fd为活塞在启动和制动时的惯性力。
F=4704+6053.4+800=11.5574KN
4.2.1.4液压缸的计算公式
由机械设计手册20表20-6-8得出液压缸内径计算公式为:
无活塞杆侧为：
D=
π*10-3m
D=3.57*10^-2
查表机械设计手册20-6-2取缸内径为32mm。
材料为45号钢π
4.2.1.5缸筒壁厚计算
对于中高压系统液压缸壁厚一般按厚壁计算
σ>
=D/2（
-1）
=3.78mm
壁厚取4mm。
Py为实验压力P<
=16MPa时P=1.5P；
P>
=16MPa时，P=1.25P；
[σ]=σb/nn一般取5
4.2.1.6缸体外径的计算
D1=D+2σ
D1=40mm
4.2.1.7缸底厚度计算
4.2.1.7.1油口直径的计算
查机械设计手册表20-6-25取d0=10mm.
h=0.433D
h=6.766mm,取h=7mm
4.2.1.8活塞杆直径及长度以及活塞杠行程计算
4.2.1.8.1销钉强度校核
销轴在工作过程中受到挤压力和剪切力
选用45号钢在网上搜索到的资料
剪应力与拉应力的关系
[τ]=0.6-0.8[σ][τ]=0.6*（σs/n）
挤压应力与许用应力的关系
[σbs]=1.5-2.5[σ][σbs]=1.5*（σs/n）
受到剪切力Fs为
Fs=Fa+F=5504N
d>
=4Fs/Pπ
=7.7mm
取d=10mm
受到的挤压力Fbs为
Fbs=Fa+F=5504N
[σbs]>
=Fbs/dD
=Fbs/d[σbs]
=18.6mm
取活塞杠直径为20mm
活塞杠强度校核
如下图所示活塞杠的面积大致可以看作是椭圆面的面积
S=πab
σ=4F/π（D-d）D
σ=35MPa
[σ]>
=σ
活塞杠直径取20mm满足强度要求。
活塞杠弯曲稳定性校核
查机械设计手册20-6-16
F1<
=Fk/nk
Fk=πE1I*10^6/K^2LB^2N
式中E1=E/（1+a）（1+b）=1.80*10^5MPa
圆截面：
I=0.049d^4m4,k=2
=（πE1I*10^6/K^2LB^2）/3.5N
LB<
=πE1I*10^6/（K^2*3.5）
=293.3mmLB=2S+l1+l2为l2活塞杠螺纹长S为行程长。
查机械设计手册表23.6-38取l=28mm
已知l1路略大于l2初步取S=132mm
查机械设计手册表23-5-35
选活塞缸行程为125mm，则活塞杠确定为165mm
查工程力学p223页
令λp=λ=4μι/d
ι1=215mmι2=108mm
已知45号钢λp=86,λs=43.28d当λp=86时，Fcr=87.964KN>
11.557KN-P
活塞杆L=165mm满足稳定性要求。
4.2.1.9活塞选用
活塞材料选用高强度铸铁，活塞与活塞杠之间选用焊接型连接，选用O型密封整体密封。
活塞宽度一般为外径的0.6-1.0倍，这里取0.9.即活塞宽度为34mm。
4.2.1.10导向套尺寸计算
查机械设计手册表20-6-19
H>
=S/20+D/2
H=25mm。
4.2.1.11螺纹连接部分
查机械制图P327
取螺纹外径为33.249mm，内径30.291mm，中径31.77mm。
螺纹外径验算
螺纹处拉应力
σ=4KF/（（D^2-d1^2）π）*10^-6N/mmK取1.25
σ=97.8MPa
螺纹处剪切应力
τ=K1KFd0/（（D^3-d1^3）*0.2）*10^-6N/mm
τ=57.93MPa
合成应力
σ=
<
=σp
σ=140.15MPa
σp=210/1.2=168MPa
满足安全要求
4.2.2小液压缸计算
由维勒科公司所给资料，脚踏平台搬运车使用时是升到一定高度再装载货物。
所以在升高过程中只是克服了自重，我们只需考虑车子的自重。
已知液压缸所承受的重力来自三个零件，台面1000*550*5.5mm,叉臂625*54*10mm，销轴50*26mm,50*22，50*20。
4.2.2.1小液压缸受力计算
已知45号钢的密度为7.85g/cm3
所受重力
G=（1000*500*5*7.85/1000+625*54*10*7.85/1000+π50*（26^2+22^2*2+20^2*2）/（4*1000）*7.85）*9.8/1000N
=1024N
F=1024N*0.6+1024*0.8*0.95=1392.64N
4.2.2.2小液压缸直径计算
π*10-3m
D=10.52mm
查表机械设计手册20-6-2取缸内径为12mm,材料选用45号缸。
4.2.2.3活塞缸行程计算
由维勒科公司所给资料小车在20s内升起，脚踏次数<
=70。
我取次数为40，可以知道大液压缸的容积=小液压缸容积*次数
V=v*30
πD^2*S=πd^2*s*30
s=22.2mm
查机械设计手册表20-6-2，取小液压缸行程为25mm。
4.2.2.4导向套长度
H=8mm。
4.2.2.5缸筒与端部焊接计算
σ=4F/π（D1^2-d1^2）η*10^-6<
=σb/n
42MPa<
=100/1.25
符合安全要求
4.2.2.6活塞选用
由于活塞杆和缸体之间间距不大，选用整体密封方式进行密封。
宽度一般为外径的0.6-1.0倍，这里取0.9.即宽度为15。
4.2.2.7活塞杆尺寸计算
L=S+H+l1+l2S为活塞缸行程，H为导向套长度，l1为端盖长,l2为杠外端长。
L=25+8+10+7+15=65mm
活塞杠直径计算
将活塞杠简化为一端固定，一端铰支u=0.7
=140/D
令其为中柔度杠λs=43.22
d=5mm
4.2.2.8缸筒壁厚计算
σ>
=D/2（
=1.41mm
壁厚取2mm
4.2.2.9缸体外径的计算
D1=16mm
5.阀块的设计及阀的选择
阀块的设计必须注意以下问题：
1、阀块体一般是锻造而成，要求材料致密，无松孔疏松等缺陷。
阀块正面用螺钉固定液压元件，表面粗粗度值为0.8μm，其它面接压力油管（P），回油管（T），泄漏油管（L）和工作油管（A、B）等。
油管和阀块通过管接头用米制细牙螺纹或英制管螺纹连接。
液压元件通过阀块内部的孔道与外界连接。
除加工孔的表面外，其它面的表面粗糙度值为3.2～6.3μm。
2、同一个液压回路的液压元件应布置在同一块阀块上，尽量减少连接管道。
3、液压阀阀芯应处于水平方向，防止阀芯自重影响液压阀的灵敏度，特别是换向阀一定要水平布置。
4、阀块内部孔道一般分三层布置，使各控制油路互不干扰。
5.1单向阀的选择
选择最大工作压力可达31.5的S型单向阀，再根据通过单向阀的最大流量确定单向阀的通径，即可选择出适合本系统的所有单向阀。
S型单向阀为锥阀式结构，压力损失小，主要用于泵的出口处，作为背压阀和旁路阀用。
通过综合考虑，选择型号为S10P1O/A的单向阀，
5.2节流阀选择
选择最大工作压力可达25MPa，用于工作压力基本稳定或允许流量随压力变化的液压系统，以控制执行元件的速度。
综合考虑选用SRG0309型节流阀。
5.3顺序阀的选择
选用最大压力为21MPa,摇控口压力为14MPa。
选用时考虑到作为安全阀使用，相当于回路开关。
未超出调定压力之前元件为常闭，超出后元件打开，卸荷。
综合考虑采用压力驱动滑阀式结构。
选用型号为RS/T-03-05。
5.4卸荷阀选择
型号YHXHF-03a、开启压力值：
2.0—3.6MPa之间均可调节。
b、开启与关闭压力差：
≤0.6MPa。
c、关闭状态泄漏量：
≤700ml/min。
d、使用温度：
-30
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