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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
題目 攬桶機(jī)設(shè)計(jì)
姓名 張巍 學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級 0506 學(xué)號 12
指導(dǎo)老師 胡竟湘 職稱 副教授 教研室主任 彭浩舸
一、 基本任務(wù)及要求：
設(shè)計(jì)任務(wù)是：按給定設(shè)計(jì)技術(shù)條件，設(shè)計(jì)攬桶機(jī)。
查閱20篇左右文獻(xiàn)資料完成文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告、實(shí)習(xí)報(bào)告及畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的撰寫1.5萬字。圖紙工作量折合0號不少于3張。
其具體要求如下：1）總體方案設(shè)計(jì)；2）主要技術(shù)參數(shù)計(jì)算；3）液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)；4）攬桶機(jī)裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；5）繪制零件工作圖。
二、 進(jìn)度安排及完成時(shí)間：
1．宣布設(shè)計(jì)任務(wù)，明確課題任務(wù)及要求，收集閱讀有關(guān)設(shè)計(jì)資料 1周
2．調(diào)查研究、分析設(shè)計(jì)課題完成開題報(bào)告 2.5周
3．實(shí)習(xí) 1周
3．總體方案設(shè)計(jì)： 3.5周
1）總體方案的確定
2）主要技術(shù)參數(shù)計(jì)算
3）液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4．詳細(xì)設(shè)計(jì)： 1）攬桶機(jī)裝配結(jié)構(gòu) 2周
2）攬桶機(jī)部裝圖設(shè)計(jì) 2周
3）零件工作圖設(shè)計(jì) 1周
5．撰寫設(shè)計(jì)、計(jì)算說明書 1.5周
6．畢業(yè)答辯 1.5周
畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告
學(xué)院： 機(jī)械工程學(xué)院
專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班級： 0506班 學(xué)號： 200502010612
學(xué)生姓名： 張 巍
指導(dǎo)教師姓名： 胡竟湘 譚立新 魏克湘 唐喚清
實(shí)習(xí)日期： 2009年3月23日—2009年3月27日
實(shí) 習(xí) 報(bào) 告
一、實(shí)習(xí)時(shí)間和地點(diǎn)
3月23 日 重慶電機(jī)廠參觀大中型電機(jī)的生產(chǎn)裝配。
3月24 日 中國嘉陵集團(tuán)參觀摩托車零部件的加工工藝過程，以及生產(chǎn)線的管理和整機(jī)裝配過程。
3月25日 中國四聯(lián)儀器儀表集團(tuán)有限公司（重慶川儀）參觀氣動(dòng)流量調(diào)解閥的生產(chǎn)加工工藝過程。
二、實(shí)習(xí)目的
畢業(yè)實(shí)習(xí)是本科技術(shù)基礎(chǔ)課結(jié)束階段的實(shí)習(xí)，是本科畢業(yè)教學(xué)計(jì)劃中非常重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是使學(xué)生通過實(shí)踐了解和掌握設(shè)計(jì)市場的定位和流行趨勢，使我們的設(shè)計(jì)思路能有一個(gè)全方位的提升和發(fā)展，設(shè)計(jì)是為了滿足消費(fèi)者日益龐大的精神和物質(zhì)需求。通過畢業(yè)實(shí)習(xí)了解自己的設(shè)計(jì)方向和目前設(shè)計(jì)市場存在的優(yōu)勢和弊端，給自己的設(shè)計(jì)方向做一個(gè)明確的定位。
通過本次的工廠參觀，了解有關(guān)本專業(yè)的設(shè)計(jì)和制造過程相關(guān)實(shí)踐環(huán)節(jié)，將自己所學(xué)的理論知識與實(shí)際工作相關(guān)聯(lián)，觀摩并了解一些機(jī)械類零部件在設(shè)計(jì)時(shí)的技巧與特點(diǎn)，以及制造時(shí)的合理工序。同時(shí)，可以通過觀摩各個(gè)公司的下屬分公司的生產(chǎn)線和加工工藝，結(jié)合自已所學(xué)專業(yè)知識，深入了解各式機(jī)器的工作原理。通過觀摩電機(jī)廠生產(chǎn)電機(jī)的總裝線，了解電機(jī)的整個(gè)裝配和組成結(jié)構(gòu)的實(shí)際問題，并加深了對電機(jī)工作原來的理解；通過觀摩摩托車生產(chǎn)線，了解到摩托車的生產(chǎn)工藝以及摩托車的內(nèi)部機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)原理達(dá)到深刻的理解程度；通過在中國四聯(lián)儀器儀表集團(tuán)有限公司（重慶川儀）參觀，了解了流量調(diào)解的控制以及氣動(dòng)調(diào)解閥的工作原理、調(diào)節(jié)閥的整個(gè)加工過程和一些要注意的事項(xiàng)，提高自己理論與實(shí)際相結(jié)合的能力。在生產(chǎn)部門里，我們也可以了解到有關(guān)生產(chǎn)管理和調(diào)度等方面的基礎(chǔ)知識，了解到企業(yè)的技術(shù)更新能力。
此次重慶的參觀實(shí)習(xí)，開闊了我們的視野，培養(yǎng)了分析問題、解決問題的能力；增強(qiáng)了勞動(dòng)觀念，激勵(lì)我們的敬業(yè)、創(chuàng)業(yè)精神；提升了我們的世界觀、人生觀、價(jià)值觀。
三、實(shí)習(xí)過程
3.1 重慶機(jī)電廠
重慶機(jī)電廠是一家從事發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)工程設(shè)備及其配套電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的控制、輸送設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、銷售與技術(shù)服務(wù)的專業(yè)廠家。本廠產(chǎn)品獨(dú)特，尤其是大型電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)，交流同步電動(dòng)機(jī)，其機(jī)身龐大，分圓形和方形兩種，均有隔音的功用。主要使用于大面積澆灌的場合，且能防止大的振動(dòng)和竄動(dòng)；同時(shí)也生產(chǎn)交流異步電動(dòng)機(jī)和裝備此電動(dòng)機(jī)的端蓋，軸，線纜等相關(guān)的配套產(chǎn)品。本廠秉承的工作理念是“只怕不改善，不怕改善少”。內(nèi)設(shè)有三個(gè)分區(qū)：第一分區(qū)：零部件區(qū)和工裝區(qū)：第二分區(qū)：是電工分廠，定子、繞線，絕緣產(chǎn)品的的特加工區(qū)域和廢料區(qū)，在此車間也進(jìn)行高精度軸的生產(chǎn)；第三分區(qū)：電動(dòng)機(jī)分廠，由三門峽金渠集團(tuán)豫西機(jī)床有限公司生產(chǎn)的其型號為CK77100,CA51161的機(jī)床。在此處電動(dòng)機(jī)分大、小兩個(gè)型號，進(jìn)行其端蓋生產(chǎn)。從工作人員處了解到，由于電動(dòng)的零件、組件及外型都很龐大，改廠對新產(chǎn)品的生產(chǎn)周期將長達(dá)5個(gè)月，主要耗時(shí)在工裝的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的前期準(zhǔn)備方面。而對于老產(chǎn)品的生產(chǎn)也需要2個(gè)月之久。
3.2 中國嘉陵工業(yè)股份有限公司
中國嘉陵集團(tuán)前身為嘉陵機(jī)器廠，創(chuàng)始于1875年清政府上海江南制造總局龍華分局，是中國近代最早的兵工企業(yè)之一；抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)后，1938年內(nèi)遷到重慶沙坪壩雙碑嘉陵江畔。
1979年，嘉陵集團(tuán)核心企業(yè)為中國嘉陵工業(yè)股份公司（集團(tuán)）和重慶嘉陵特種裝備有限公司。
重慶嘉陵特種裝備有限公司是國有獨(dú)資公司，主要生產(chǎn)經(jīng)營特種裝備產(chǎn)品、獵槍彈、汽車及摩托車零部件等。
中國嘉陵工業(yè)股份有限公司（集團(tuán)）是中國最大的摩托車企業(yè)之一，主要生產(chǎn)經(jīng)營摩托車及其發(fā)動(dòng)機(jī)、通用機(jī)械和光電三大產(chǎn)業(yè)，兼營外貿(mào)、IT等；主要產(chǎn)品有摩托車及其發(fā)動(dòng)機(jī)、零部件，光電高科技產(chǎn)品塑料非球面投影鏡頭、光學(xué)瞄具、光學(xué)元器件，通用機(jī)械產(chǎn)品汽油機(jī)、園林及農(nóng)用機(jī)械、船用舷外發(fā)動(dòng)機(jī)等。擁有30余家子公司，其中3家摩托車子公司、1家中日合資企業(yè)——嘉陵-本田發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司（摩托車及通用機(jī)械制造），2家光電產(chǎn)品制造子公司，2家海外子公司，10余家摩托車零部件子公司；協(xié)作企業(yè)300多家，營銷網(wǎng)點(diǎn)近4000家、服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)近6000家。?
“中國嘉陵”主導(dǎo)產(chǎn)品“嘉陵”摩托車及其發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)有50CC—600CC共10余種排量數(shù)百個(gè)型號，累計(jì)產(chǎn)銷量1300多萬輛，是中國產(chǎn)銷量最大的品牌，現(xiàn)已形成年產(chǎn)200萬輛的能力；“嘉陵”摩托車于1981年率先出口國際市場，現(xiàn)已出口70多個(gè)國家和地區(qū)。中日合資公司嘉陵-本田發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司通用機(jī)械產(chǎn)品現(xiàn)已形成年產(chǎn)30萬臺通用汽油機(jī)的能力。光電高科技子公司成都奧晶科技公司已形成年產(chǎn)塑料非球面投影鏡頭30萬套的能力。?
“中國嘉陵”具有完善的摩托車及其發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)、試驗(yàn)、制造、品質(zhì)、配套、營銷體系，技術(shù)裝備先進(jìn)、完善，擁有從日本、美國、德國、英國等國家引進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)、化油器、熱處理、工裝制造、壓鑄、車體及油箱焊接、涂裝、成車總裝等數(shù)十條生產(chǎn)線和摩托車及發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量性能檢測中心。嘉陵是ISO9001（2000版）質(zhì)量體系、ISO14001環(huán)境體系認(rèn)證企業(yè)，中國摩托車行業(yè)首家獲得“CCC”認(rèn)證和國家摩托車“生產(chǎn)準(zhǔn)入”認(rèn)證的企業(yè)；“嘉陵”商標(biāo)是中國摩托車行業(yè)第一塊“全國馳名商標(biāo)”，品牌價(jià)值33.05億元；“嘉陵”摩托車是中國摩托車首批“中國名牌”?產(chǎn)品，是中國摩托車行業(yè)第一品牌。?
在中國嘉陵集團(tuán)我主要參觀了，主要部件的生產(chǎn)線、發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配線和摩托車的裝配線。嘉陵生產(chǎn)流水線生產(chǎn)能力很強(qiáng)。他們的生產(chǎn)線的先進(jìn)設(shè)備大部分都是從日本和德國引進(jìn)的，并且和日本本田是合作伙伴關(guān)系，因此嘉陵生產(chǎn)流水線生產(chǎn)能力很強(qiáng)。嘉陵的發(fā)動(dòng)機(jī)在國內(nèi)也是比較先進(jìn)的，在發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配線上我看到了二缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)排量理論值有600毫升是中國排量最大的摩托車內(nèi)燃機(jī)，在我國其它的摩托生產(chǎn)商中是沒有能力和技術(shù)生產(chǎn)的。
在參觀過程中，我們還觀看生產(chǎn)運(yùn)作車間。
3.3 中國四聯(lián)·重慶川儀
中國四聯(lián)儀器儀表集團(tuán)有限公司以重慶川儀為核心組建，是一個(gè)集科研、生產(chǎn)制造、銷售、進(jìn)出口貿(mào)易、投資為一體的國家計(jì)劃單列的大型企業(yè)集團(tuán)。也是55家國家試點(diǎn)集團(tuán)之一，現(xiàn)為國內(nèi)規(guī)模最大、產(chǎn)品門類最全、系統(tǒng)集成能力最強(qiáng)的綜合性自動(dòng)化儀表制造企業(yè),榮獲中國電子信息100強(qiáng)、中國機(jī)械工業(yè)100強(qiáng)、中國電氣工業(yè)100強(qiáng)、重慶工業(yè)50強(qiáng)。
公司主要生產(chǎn)和經(jīng)營工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)及儀表、控制軟件、分析儀器及成套系統(tǒng)、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)、電氣自動(dòng)化系統(tǒng)、電子及儀表元器件、IT專用集成電路、功能材料、工藝工裝設(shè)備、汽車/摩托車零部件及專用汽車、光學(xué)儀器、環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備、電腦加油機(jī)等十幾個(gè)大類產(chǎn)品,是經(jīng)重慶市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)認(rèn)定的高新技術(shù)企業(yè)。
“十五”期間，公司緊緊抓住宏觀經(jīng)濟(jì)增長和西部大開發(fā)機(jī)遇，加快結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級，技術(shù)創(chuàng)新成效顯著,營銷體系更加健全,經(jīng)營機(jī)制日趨靈活，管理水平不斷提高，公司經(jīng)營規(guī)模穩(wěn)居行業(yè)之首,企業(yè)綜合實(shí)力進(jìn)一步增強(qiáng)。
面向“十一五”，公司將以國家級儀器儀表研發(fā)與制造基地建設(shè)為契機(jī)，重點(diǎn)推進(jìn)以新一代自動(dòng)化控制系統(tǒng)及智能現(xiàn)場儀表、工程應(yīng)用軟件、系統(tǒng)集成為主體的高新技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，繼續(xù)大力發(fā)展先進(jìn)的科學(xué)儀器、微電子器件、電子功能材料和具有競爭規(guī)模的汽車/摩托車零部件，在不斷鞏固和擴(kuò)大電力、冶金、石化等傳統(tǒng)市場領(lǐng)域的同時(shí)，著力培育核電、城市軌道交通、汽車電子、生物醫(yī)療及環(huán)保分析儀器、運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備及裝置等新的市場領(lǐng)域，努力把公司建成體制完備、運(yùn)轉(zhuǎn)高效、技術(shù)領(lǐng)先、管理科學(xué)、文化優(yōu)秀、效益良好，具有國際競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力的企業(yè)集團(tuán)。
四．實(shí)習(xí)體會(huì)
畢業(yè)實(shí)習(xí)雖然只有短短幾天，但受益不少。平時(shí)學(xué)習(xí)大多以理論主，只有課程設(shè)計(jì)與相關(guān)實(shí)驗(yàn)比較接近生產(chǎn)實(shí)踐環(huán)節(jié)，偶爾也從其它渠道有過了解，但終究不夠全面、系統(tǒng)化。通過觀看了企業(yè)的生產(chǎn)線與和成形產(chǎn)品，了解其生產(chǎn)規(guī)劃與各種產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，以及了一些產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝過程，獲得了感性認(rèn)識，使所學(xué)知識得到消化和吸收。在實(shí)習(xí)參觀過程中，通過老師講解及工作人員詳細(xì)介紹，學(xué)習(xí)到了不少的生產(chǎn)實(shí)踐知識。
在參觀實(shí)習(xí)的過程中，我們主動(dòng)抓住機(jī)會(huì)與工人師傅交流，問他們一些生產(chǎn)過程中的注意事項(xiàng)和工作中的感受。師傅們都很熱情，非常樂意為我們解答問題，交流看法。另外，我們還看到許多工人師傅和管理人員在工作的同時(shí)，也很注重技能的提高，互相交流學(xué)習(xí)，努力提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。我感覺他們的勤奮就是我們的榜樣，在學(xué)習(xí)時(shí)要刻苦努力，在工作時(shí)要兢兢業(yè)業(yè)。努力做好本職工作的同時(shí)，繼續(xù)提高完善自己。
此次的畢業(yè)參觀實(shí)習(xí)我感覺要多看，多思考，主動(dòng)請教，不懂就問。這樣可以極大的開闊了眼界，用現(xiàn)代化的思想武裝、更新了自己的頭腦。為自己將來順利走向工作崗位奠定了基礎(chǔ)，也為自己將來定下正確的發(fā)展方向提供了經(jīng)驗(yàn)。激起了自己的學(xué)習(xí)斗志和工作激情，受益多多。
再次感謝學(xué)校給我們提供此次實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)，使我們成功地實(shí)現(xiàn)了從理論知識向?qū)嵺`工作的過渡轉(zhuǎn)換，從書本中的定勢思維體系里跳出來，在另一類課堂中為自己的夢想而奮斗著。
實(shí)習(xí)評語：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
實(shí)習(xí)成績評定：
備注：
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)
題 目： 攬 桶 機(jī) 設(shè) 計(jì)
學(xué)院： 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院
專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級： 0506 學(xué)號： 12
學(xué)生姓名： 張 巍
導(dǎo)師姓名： 胡 竟 湘
完成日期： 2009 年 6 月 9 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
題 目： 攬桶機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué) 院： 湖南工程學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名： 張巍 學(xué) 號： 200502010612
指導(dǎo)老師： 胡竟湘
2009 年 3 月 25 日
開題報(bào)告填寫要求
1．開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效。
2．開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按此電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見。
3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報(bào)告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于10篇（不包括辭典、手冊），其中至少應(yīng)包括1篇外文資料；對于重要的參考文獻(xiàn)應(yīng)附原件復(fù)印件，作為附件裝訂在開題報(bào)告的最后。
4．統(tǒng)一用A4紙，并裝訂單獨(dú)成冊，隨《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書》等資料裝入文件袋中。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
1．文獻(xiàn)綜述：結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2500字以上的文獻(xiàn)綜述，文后應(yīng)列出所查閱的文獻(xiàn)資料。
文 獻(xiàn) 綜 述
0 引言
液壓技術(shù)近幾年發(fā)展的速度是非常迅猛的,其應(yīng)用范圍極為廣泛，其中液壓起重極為常見，運(yùn)用于各個(gè)生產(chǎn)部門。在電子技術(shù)、微機(jī)控制日益發(fā)展的今天，液壓技術(shù)已迅速滲入到各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。確切地說，液壓是電子和機(jī)械技術(shù)之間的一種技術(shù)，把傳動(dòng)和控制結(jié)合起來是液壓技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。液壓技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化傳動(dòng)與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，世界各國對液壓工業(yè)的發(fā)展都給予很大重視。世界液壓元件的總銷售額為350億美元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界各主要國家液壓工業(yè)銷售額占機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值的2%-3.5%，而我國只占1%左右，這充分說明我國液壓技術(shù)使用率較低，努力擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，將有廣闊的發(fā)展前景。但是近年來，液壓氣動(dòng)技術(shù)面臨與機(jī)械傳動(dòng)和電氣傳動(dòng)的競爭。為此，必須努力發(fā)揮液壓氣動(dòng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，克服缺點(diǎn)，注意和電子技術(shù)相結(jié)合，不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)降低能耗，提高效率，適應(yīng)環(huán)保需求，提高可靠性，這些都是液壓氣動(dòng)技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是液壓氣動(dòng)產(chǎn)品參與市場競爭是否取勝的關(guān)鍵[1]。
近年來，我國液壓氣動(dòng)密封行業(yè)堅(jiān)持技術(shù)進(jìn)步，加快新產(chǎn)品開發(fā)，取得良好成效，涌現(xiàn)出一批各具特色的高新技術(shù)產(chǎn)品。北京機(jī)床所的直動(dòng)式電液伺服閥、杭州精工液壓機(jī)電公司的低噪聲比例溢流閥（擁有專利）、寧波華液公司的電液比例壓力流量閥（已申請專利），均為機(jī)電一體化的高新技術(shù)產(chǎn)品，并已投入批量生產(chǎn)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。北京華德液壓集團(tuán)公司的恒功率變量柱塞泵，填補(bǔ)了國內(nèi)大排量柱塞泵的空白，適用于冶金、鍛壓、礦山等大型成套設(shè)備的配套。天津特精液壓股份有限公司的三種齒輪泵，具有結(jié)構(gòu)新穎、體積小、耐高壓、噪聲低、性能指標(biāo)先進(jìn)等特點(diǎn)。榆次液壓件有限公司的高性能組合齒輪泵，可廣泛用于工程、冶金、礦山機(jī)械等領(lǐng)域。另外，還有廣東廣液公司的高壓高性能葉片泵、寧波永華公司的超高壓軟管總成、無錫氣動(dòng)技術(shù)研究所有限公司為各種自控設(shè)備配套的WPI新型氣缸系列都是很有特色的新產(chǎn)品。
在當(dāng)前，液壓技術(shù)行業(yè)處在中國裝備制造業(yè)的黃金發(fā)展時(shí)期，如何進(jìn)一步理清和定位自己地位作用，明確發(fā)展目標(biāo)，制定發(fā)展舉措，積極主動(dòng)地去配合中國裝備制造業(yè)，進(jìn)而滿足國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的需要，是擺在液壓技術(shù)全行業(yè)和廣大科技人員和企業(yè)管理者面前的一項(xiàng)非常緊迫和艱巨的使命和挑戰(zhàn)[2]。
1 液壓起重技術(shù)概念及特點(diǎn)
液壓起重的原理其實(shí)很簡單，即通過液體把力從一點(diǎn)傳到另一點(diǎn)。大多數(shù)液壓機(jī)械使用某種不可壓縮的液體，即本身密度不能再增大的液體。油是液壓機(jī)械中最常用的不可壓縮液體，液壓起重也是采用這種液體。簡單的液壓系統(tǒng)中，向下推活塞時(shí)，活塞會(huì)把油向下壓，油將這個(gè)力全數(shù)傳至另一活塞，使其受力上升。液壓系統(tǒng)工作時(shí)，也液壓泵把電機(jī)傳來的回轉(zhuǎn)式機(jī)械能轉(zhuǎn)變成油液的壓力能；油液被輸送到液壓缸（或液壓馬達(dá)）后，又由液壓缸（或液壓馬達(dá)）把油液的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€式（或回轉(zhuǎn)式）的機(jī)械能輸出。液壓傳動(dòng)在起重運(yùn)輸方面運(yùn)用很廣，應(yīng)用實(shí)例如汽車吊、港口龍門吊、叉車、裝卸機(jī)械、皮帶運(yùn)輸機(jī)等[3，4]。
2 液壓提升系統(tǒng)的組成和工作特點(diǎn)
液壓提升技術(shù)是一種新興施工技術(shù), 能滿足大噸位、長距離提升的施工要求,已成功地應(yīng)用于三峽工程纜索式起重機(jī)的安裝工程, 收到了省時(shí)、省力、安全、經(jīng)濟(jì)的施工效果[6]。
液壓提升系統(tǒng)由承重系、動(dòng)力系及控制系三大部分組成。承重系包括提升千斤頂、構(gòu)件夾持器、安全夾持器及高強(qiáng)度、低松弛鋼絞線。動(dòng)力系為帶有各式液壓閥的泵站, 它接收控制系統(tǒng)給出的指令開關(guān)電磁閥, 從而控制油路驅(qū)使千斤頂油缸、活塞的動(dòng)作?？刂葡蛋ㄖ骺毓?、泵站起動(dòng)箱及連接電纜, 它控制整個(gè)系統(tǒng)中各運(yùn)動(dòng)部件協(xié)調(diào)動(dòng)作。
工作原理：以集群千斤頂為執(zhí)行機(jī)構(gòu), 以鋼絞線懸掛承重, 工作時(shí)千斤頂油缸不動(dòng), 活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)下夾持器夾緊鋼絞線時(shí), 上夾持器松開,活塞空載上升或下降, 重物不動(dòng)當(dāng)上夾持器夾緊鋼絞線時(shí), 下夾持器松開, 活塞帶載上升或下降。經(jīng)過一個(gè)循環(huán), 重物便上升或下降一定的高度, 如此周而復(fù)始, 直至把重物上升或下降到預(yù)定的高度。工作特點(diǎn)是：
（1）液壓提升系統(tǒng)與同噸位的常規(guī)吊裝機(jī)具相比, 體積小、重量輕、占用場地小, 特別適用于空間狹窄、吊裝機(jī)具無法進(jìn)人的施工場合。
（2）承載用鋼絞線以卷盤供應(yīng), 在施工現(xiàn)場可按所需長度切取, 工藝簡單, 施工方便。
（3）可實(shí)現(xiàn)帶載升降與停留, 并具有多缸聯(lián)動(dòng)和單缸調(diào)整功能?？筛鶕?jù)施工作業(yè)需要選擇手動(dòng)操作或自動(dòng)運(yùn)行。
（4）所有操作過程均在控制系統(tǒng)屏幕上顯示,清晰直觀, 有利于操作人員正確操作。
（5）當(dāng)工作系統(tǒng)發(fā)生緊急情況時(shí)如突然停電、天氣變化, 能夠?qū)σ簤合到y(tǒng)進(jìn)行閉鎖, 保證提升重物和施工的安全[7]。
3 攬桶機(jī)的工作特點(diǎn)與組成
攬桶機(jī)是一種利用人力操縱的起重工具，它能通過人力能實(shí)現(xiàn)將油桶加緊并提起，在空中實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)完成倒油。工作完成后，它能實(shí)現(xiàn)將油桶放下松開等功能。起重機(jī)是一種間歇?jiǎng)幼鞯臋C(jī)械，它具有間歇重復(fù)的工作特點(diǎn)。在工作中，各工作機(jī)構(gòu)經(jīng)常處于反復(fù)啟動(dòng)、制動(dòng)，而穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相對其他機(jī)械而言則較為短暫。
和其它液壓系統(tǒng)一樣，攬桶機(jī)主要由能源裝置，執(zhí)行元件，控制調(diào)節(jié)元件和輔助元件幾部分組成。
（1）能源裝置
把機(jī)械能轉(zhuǎn)化成油液液壓能的裝置。最常見的形式就是液壓泵，它給液壓系統(tǒng)提供壓力油。
（2）執(zhí)行元件
把油液的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的元件。有作直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸，或作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)。
（3）控制調(diào)節(jié)元件
對系統(tǒng)中油液壓力、流量或油液流動(dòng)方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)的元件
（4）輔助元件
上述三部分以外的其他元件，例如油箱、過濾器、油管等。它們對保證系統(tǒng)正常工作有重要作用[4，5]。
其中，攬桶機(jī)工作機(jī)構(gòu)由起升、夾緊、翻轉(zhuǎn)三部分組成：
●起升部分
由于攬桶機(jī)是人力操縱，考慮到工人連續(xù)操作的勞動(dòng)強(qiáng)度問題。故工人的操
縱力不宜過大。而要實(shí)現(xiàn)提升油桶，僅靠操縱人工的力是不夠的，必須有省力機(jī)構(gòu)，如滑輪組、杠桿等。
●夾緊部分
欲實(shí)現(xiàn)油桶的夾緊，可采用電磁夾緊、機(jī)械夾緊、液壓夾緊等方式。但考慮到油桶和旋轉(zhuǎn)部分的自重較大，靠機(jī)械夾緊可能不可靠，可利用液壓力夾緊。若采用液壓力夾緊，采用小型液壓夾即可。
●翻轉(zhuǎn)部分
促使油桶翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)倒油。可采用鋼繩、滑輪、齒輪、齒條等組合實(shí)現(xiàn)。
5 國內(nèi)液壓起重機(jī)構(gòu)的現(xiàn)狀及發(fā)展
目前液壓技術(shù)已在各類工程機(jī)械中廣泛應(yīng)用，尤其出現(xiàn)了大量的全液壓工程機(jī)械。然而，與工業(yè)生產(chǎn)液壓設(shè)備相比，工程機(jī)械所處工作環(huán)境惡劣，具有高速，重載，能耗大，維護(hù)條件差并受到環(huán)境保護(hù)、自重和安裝空間限制等工況特點(diǎn)，所以對液壓系統(tǒng)在環(huán)境適應(yīng)性和工作可靠性，能耗和經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境友好性，舒適安全性，配置組合柔性和故障監(jiān)控等多方面有了更高的要求?，F(xiàn)代工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)更注重綠色設(shè)計(jì)原則，堅(jiān)持節(jié)能設(shè)計(jì)理論，提高產(chǎn)品的可靠性和維修性，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)代微電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)，故障監(jiān)控與診斷技術(shù)，已取得顯著進(jìn)展[8]。
雖然國內(nèi)液壓起重行業(yè)近十年來隨著技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收，有了長足的進(jìn)步，產(chǎn)品性能、可靠性、外觀都有較大幅度的提高，但與主機(jī)發(fā)展需求，以及和世界先進(jìn)水平相比，還存在不少差距，主要反映在產(chǎn)品品種、性能和可靠性等方面。起重技術(shù)的發(fā)展不足之處主要體現(xiàn)在以下方面：
（1）中小噸位起重機(jī)制造商之間競爭趨于白熱化，產(chǎn)品銷售利潤孔家已經(jīng)被壓縮到最低限度，因?yàn)闆]有合理的利潤，導(dǎo)致國內(nèi)大部分制造商再發(fā)展的后勁不足。
（2）配套產(chǎn)品技術(shù)水平落后，設(shè)備不能滿足加工要求，突出表現(xiàn)在零件的平面度、光潔度及軸線的垂直度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
（3）產(chǎn)品開發(fā)滯后，不能迅速形成換代產(chǎn)品。
（4）服務(wù)意識淡薄，不能直接面對用戶，不能完全進(jìn)入市場[9]。
為數(shù)不多的幾個(gè)大型企業(yè)則在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中快速發(fā)展，使得國內(nèi)起重設(shè)備設(shè)計(jì)能力和水平逐步與國外的先進(jìn)設(shè)計(jì)縮短了距離。這些企業(yè)已大量采用新的計(jì)算機(jī)新技術(shù)，二維CAD早已普及，三維設(shè)計(jì)已推廣。電氣設(shè)計(jì)采用ED等先進(jìn)設(shè)計(jì)手段，引入定子調(diào)壓和變頻調(diào)速，PLC參與系統(tǒng)控制，采用了大量高新傳感元器件，實(shí)現(xiàn)了定位準(zhǔn)確，操控方便，其安全可靠性也逐步提高。通過專家系統(tǒng)的應(yīng)用，極大地推進(jìn)了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的進(jìn)程，并且利用系統(tǒng)論和信息論等現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究成果，使得起重設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計(jì)開始向智能化方向發(fā)展。
6 結(jié)論
近年來隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，液壓技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。特別是小型液壓起重設(shè)備的設(shè)計(jì)技術(shù)日趨成熟，其地位愈顯重要。此次課題是攬桶機(jī)的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中要綜合運(yùn)用以前所學(xué)過的理論知識，對攬桶機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)是基本技能的訓(xùn)練，有助于提高分析問題和解決實(shí)際問題能力。攬桶機(jī)是一種低載荷起重設(shè)備，靠人力操縱現(xiàn)實(shí)工作。用途比較廣泛，在看似瑣碎的工作中省去大量人力工作，極大地提高了效率，非常具有發(fā)展前景[10，11]。
參考文獻(xiàn)
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[12] MAX761 datasheet，Rev1．0 Maxim Integrated Products，INC．
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
２．開題報(bào)告：一、課題的目的與意義；二、課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望；三、課題主要內(nèi)容和要求；四、研究方法、步驟和措施
開 題 報(bào) 告
一、課題的目的與意義
本課題為設(shè)計(jì)攬桶機(jī)，無需電源裝置，通過人力操縱，經(jīng)過一系列省力機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)油桶的夾緊、提升和翻轉(zhuǎn)。攬桶機(jī)屬于低載荷液壓起重裝置，液壓起重技術(shù)在我國起步較晚，近十年來隨著技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收，有了長足的進(jìn)步，產(chǎn)品性能、可靠性、外觀都有較大幅度的提高，但與主機(jī)發(fā)展需求，以及和世界先進(jìn)水平相比，還存在不少差距。這類起重設(shè)備，國內(nèi)技術(shù)還不夠成熟，有些技術(shù)問題還沒有解決，無法生產(chǎn)出滿足客戶各種要求的產(chǎn)品。此課題主要解決攬桶機(jī)工作中提升、夾緊、翻轉(zhuǎn)時(shí)存在的問題。在借鑒已有技術(shù)的基礎(chǔ)下，力求設(shè)計(jì)出綜合性能比較滿意的產(chǎn)品。在撰寫本論文之前，設(shè)計(jì)者學(xué)過了機(jī)械設(shè)計(jì)及液壓等基本專業(yè)知識，掌握了一般機(jī)械零部件和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法?，F(xiàn)綜合運(yùn)用以前所學(xué)過的這些基礎(chǔ)理論知識，對本課題進(jìn)行設(shè)計(jì)?！凹埳系脕斫K覺淺，絕知此事要躬行”，通過認(rèn)真完成此次課題，將大大提高作者分析和解決實(shí)際問題能力。
二、課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望
物料搬運(yùn)成了人類生產(chǎn)活動(dòng)的重要組成部分，距今已有五千多年的發(fā)展歷史。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，自動(dòng)化程度的提高，作為物料搬運(yùn)重要設(shè)備的起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中應(yīng)用越來越廣，作用愈來愈大，對起重設(shè)備的要求也越來越高。起重設(shè)備正經(jīng)歷著一場巨大的變革。
我國已經(jīng)成為世界貿(mào)易組織的正式成員國，這對我國經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響是廣泛而深遠(yuǎn)的，起重機(jī)械制造業(yè)也不可避免地面臨新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。當(dāng)前起重設(shè)備的發(fā)展趨勢分兩個(gè)方向，一是大型化，一是小型化(微型化)。隨著技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收，有了長足的進(jìn)步，產(chǎn)品性能、可靠性、外觀都有較大幅度的提高，小型起重設(shè)備與大型的同樣引人注目，展示了良好的銷售前景。
本課題所研究的攬桶機(jī)使用便捷，操作簡單，可以極大提高工作效率，性能價(jià)格比高，有很好的市場前景。
三、課題主要內(nèi)容和要求
1、課題主要內(nèi)容
設(shè)計(jì)一臺攬桶機(jī)設(shè)備。確定其設(shè)計(jì)參數(shù)，完成整體設(shè)計(jì)方案和零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案，以及液壓缸和整個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
2、課題主要要求
設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過程中要有高度的責(zé)任感，嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍，以認(rèn)真踏實(shí)的態(tài)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中要充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，通過設(shè)計(jì)樹立起正確的設(shè)計(jì)思想和良好的工作作風(fēng)。要很好地學(xué)習(xí)和深入研究現(xiàn)有的資料和典型結(jié)構(gòu)，并充分利用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。既不盲目抄襲，也不脫離實(shí)際的閉門造車，應(yīng)該在學(xué)習(xí)和集成現(xiàn)有技術(shù)資料及調(diào)查研究的基礎(chǔ)上加以改造和大膽創(chuàng)造。設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)應(yīng)該綜合考慮零部件制造工藝性、裝拆工藝性、操作方便性、使用安全性及產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性。
四、研究方法、步驟和措施
1、查閱資料，翻譯英文資料
查找設(shè)計(jì)所需的資料，資料的內(nèi)容要有深度，要具有參考意義。
2、熟練掌握設(shè)計(jì)所需的內(nèi)容
運(yùn)用機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械工藝、液壓傳動(dòng)等科目以及所完成過的課程設(shè)計(jì)所積累的知識。
3、具體設(shè)計(jì)步驟
（1）總體方案設(shè)計(jì)；
（2）運(yùn)動(dòng)分析計(jì)算；
（3）作用力分析計(jì)算；
（4）攬桶機(jī)的裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
（5）液壓控制的部裝圖設(shè)計(jì)；
（6）繪制零件工作圖；
（7）編寫設(shè)計(jì)說明書；
4、措施
查詢機(jī)械、液壓等相關(guān)手冊，充分利用網(wǎng)上的資料，同時(shí)經(jīng)常與指導(dǎo)老師聯(lián)系交流，本著一絲不茍的心態(tài)完成此次設(shè)計(jì)。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見：
1．對“文獻(xiàn)綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
誠 信 聲 明
本人聲明：
1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果；
2、據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而使用過的材料；
3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。
作者簽名： 日期： 年 月 日
目 錄
摘要： I
Abstract：. II
第1章 緒 論 1
1.1 引言 1
1.2 設(shè)計(jì)背景和意義 1
1.3 課題設(shè)計(jì)的基本思路和關(guān)鍵技術(shù) 1
第2章 總體方案設(shè)計(jì) 2
2.1 攬桶機(jī)的功能分析 2
2.2 各部分方案的選擇與分析 2
2.2.1 提升部分 2
2.2.2 夾緊部分 3
2.2.3 翻轉(zhuǎn)部分 3
第3章 力和運(yùn)動(dòng)的分析計(jì)算 5
3.1 翻轉(zhuǎn)速度的計(jì)算 5
3.2 工作時(shí)受力的分析 5
3.3 提升力的計(jì)算 6
3.4 翻轉(zhuǎn)力的計(jì)算 7
第4章 提升部分的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 8
4.1 腳踏桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8
4.2 液壓裝置的設(shè)計(jì) 9
4.2.1 明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 9
4.2.2 分析系統(tǒng)工況 9
4.3 提升架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13
第5章 翻轉(zhuǎn)部分的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 16
5.1 蝸桿蝸輪的形成 16
5.2 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn) 16
5.3 蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的分類 17
5.4 蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的正確嚙合條件 17
5.5 蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)及幾何尺寸 17
5.6 蝸桿蝸輪減速器的設(shè)計(jì) 19
5.6.1 傳動(dòng)參數(shù) 19
5.6.2 蝸桿蝸輪材料 20
5.6.3 蝸桿蝸輪設(shè)計(jì)計(jì)算 20
5.6.4 確定傳動(dòng)主要尺寸 20
5.7 蝸桿蝸輪減速器裝配圖設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 21
第6章 夾緊部分的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 23
6.1 螺旋夾緊裝置 23
6.2 偏心夾緊裝置 23
6.3 桶夾的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 23
第7章 其它機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 25
7.1 機(jī)架的設(shè)計(jì) 25
7.2 起重鏈條的設(shè)計(jì) 25
7.3 腳輪的設(shè)計(jì) 26
7.3.1 前輪的設(shè)計(jì) 26
7.3.2 后輪的設(shè)計(jì) 27
結(jié) 論 28
參考文獻(xiàn) 29
致 謝 30
附 錄 32
ii
攬桶機(jī)設(shè)計(jì)
摘要：攬桶機(jī)又叫油桶翻轉(zhuǎn)車，是一種小型液壓起重機(jī)器。它適用于油桶的搬運(yùn)、提升、翻轉(zhuǎn)、裝卸作業(yè)。該機(jī)器人力操作，行走穩(wěn)定，操作靈活、方便，外觀優(yōu)美，操作簡單，并具有1800翻轉(zhuǎn)倒油功能，是一種典型的人機(jī)化產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)依據(jù)簡單的液壓千斤頂原理，參考一些資料，對攬桶機(jī)進(jìn)行了力學(xué)分析與計(jì)算及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，將提升、夾緊、翻轉(zhuǎn)三部分作為核心設(shè)計(jì)內(nèi)容，不拘一格。
關(guān)鍵詞：油桶翻轉(zhuǎn)車；液壓起重；倒油；千斤頂。
Getting barrel machine
Abstract：Getting barrel machine is also known as oil turned machine,which is a kind of small hydraulic crane device. It is suitable for tank removal, promotion, turnover, loading and unloading.Even human power can operate the it, which also has running stability, operation flexibility, convenience, beautiful appearance, simple operation, and has turned down a 180-degree oil, is a typical product of the man-machine. The simple design based on the principle of hydraulic jacks, refer to some information, get a barrel of a machine analysis and calculation of mechanical and structural design, will enhance, clamping, flip the three parts of the design as the core content of all kinds.
Keywords: Oil turned machine; Hydraulic Lifting; Oil down; Jack.
33
第1章 緒 論
1.1 引言
攬桶機(jī)即手動(dòng)油桶翻轉(zhuǎn)機(jī)，是一種小型液壓起重工具。它依靠人力能實(shí)現(xiàn)油桶的夾緊，提升，空中翻轉(zhuǎn)等功能，完成倒油工作。它的工作程序是：夾緊油桶，豎直向上提升一定高度，在空中將油桶翻轉(zhuǎn)倒油，待倒完油然后反向翻轉(zhuǎn)使油桶口水平，最后卸載油桶使油桶回到地面并松開夾具。由此可見，攬桶機(jī)是一種間歇?jiǎng)幼鞯臋C(jī)械且各運(yùn)動(dòng)相對獨(dú)立。基于這個(gè)特點(diǎn)，本課題可分為幾大模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。
1.2 設(shè)計(jì)背景和意義
液壓技術(shù)近幾年發(fā)展的速度是非常迅猛的,其應(yīng)用范圍極為廣泛，其中液壓起重極為常見，運(yùn)用于各個(gè)生產(chǎn)部門。特別是小型液壓起重設(shè)備的設(shè)計(jì)技術(shù)日趨成熟，其地位愈顯重要?？v觀近年國內(nèi)液壓起重行業(yè)，僅制造方面就存在配套產(chǎn)品技術(shù)水平落后，設(shè)備不能滿足加工要求等不足。突出表現(xiàn)在零件的平面度、光潔度及軸線的垂直度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
因此，對小型起重設(shè)備（如本課題攬桶機(jī)設(shè)計(jì)）設(shè)計(jì)問題進(jìn)行研究，對提高其使用效率和使用質(zhì)量具有重大實(shí)用意義。
1.3 課題設(shè)計(jì)的基本思路和關(guān)鍵技術(shù)
本課題的設(shè)計(jì)思路是：將課題化整為零，分為夾緊，提升，翻轉(zhuǎn)三大模塊，分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。然后將三個(gè)部分設(shè)計(jì)出的機(jī)構(gòu)連接在機(jī)架上，就完成了攬桶機(jī)的設(shè)計(jì)。
本課題設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)是：夾緊裝置采用螺桿夾緊，利用杠桿原理及油桶的自重實(shí)現(xiàn)夾緊；提升裝置采用活塞缸及單向閥，運(yùn)用千斤頂液壓原理，實(shí)現(xiàn)油桶的提升；翻轉(zhuǎn)裝置采用蝸桿蝸輪減速器，實(shí)現(xiàn)扭矩的交叉?zhèn)鬟f，并要求選定的導(dǎo)程角小于等于當(dāng)量摩擦角以達(dá)到自鎖，從而實(shí)現(xiàn)油桶的翻轉(zhuǎn)。
第2章 總體方案設(shè)計(jì)
2.1 攬桶機(jī)的功能分析
攬桶機(jī)是一種利用人力操縱的起重工具。它能實(shí)現(xiàn)利用人力將油桶夾緊并提起，在空中實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以完成倒油，再將油桶放下并松開等功能。
2.2 各部分方案的選擇與分析
2.2.1 提升部分
提升力主要由液壓力提供，根據(jù)千斤頂原理，采用一大一小兩個(gè)油缸和兩個(gè)單向閥就能實(shí)現(xiàn)油桶的間歇提升。雖然油桶依靠液壓力實(shí)現(xiàn)提升，由于攬桶機(jī)是實(shí)行人力操縱的，考慮到工人連續(xù)操作的勞動(dòng)強(qiáng)度問題，故工人的操縱力不宜過大，并且以腳踏式為佳。而要是攬桶機(jī)能提起200kg的圓柱形油桶，光靠工人的體力操作是不可能實(shí)現(xiàn)的，必須設(shè)置省力機(jī)構(gòu)，如杠桿等。示意圖如下：
圖2.1 機(jī)構(gòu)原理圖
1-腳踏桿；2-小活塞；3-小油缸；4-油箱；5、6-單向閥；
7-回油開關(guān)；8-大油缸；9-大活塞
2.2.2 夾緊部分
要實(shí)現(xiàn)油桶的夾緊，可采用彈簧夾緊，偏心輪夾緊，螺旋夾緊，液壓夾緊等方式。但考慮到油桶和旋轉(zhuǎn)部分的自重較大，靠彈簧力夾緊不可靠。而采用液壓夾緊則繁瑣，提高了制造成本。故選用偏心輪夾緊較佳。通過轉(zhuǎn)動(dòng)裝有偏心輪的軸使其轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)把夾緊桿一端頂起，利用杠桿原理使其另一段下壓并夾緊油桶。該軸的一段車有螺紋，在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中也軸向旋入車有螺紋的孔中，該螺紋可固定住軸即使偏心輪不會(huì)隨意轉(zhuǎn)動(dòng)，保證夾緊。該方案具有鎖緊功能可以防止松動(dòng)。同時(shí)為了省力，將軸套上一個(gè)小手輪，工人即可輕松方便地轉(zhuǎn)動(dòng)手輪從而帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。能以小的回轉(zhuǎn)輸入獲得有功效的夾緊力，能通過手動(dòng)操作獲得足夠的夾緊力。同時(shí)，在螺紋軸旋如孔口處擰上一個(gè)螺母，防止螺紋松動(dòng)，更加保證油桶的夾緊。示意圖如下：
圖2.2 夾緊裝置圖
1-手輪；2-鍵；3-偏心輪；4-夾緊桿；5-螺栓螺母；6-支架；
7-底架桿；8-螺紋桿；9-防松螺母；10-鍵；11-螺釘
2.2.3 翻轉(zhuǎn)部分
促使油桶的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，可采用蝸桿蝸輪減速器。具體方法如下：采用一個(gè)具有自鎖功能的蝸桿蝸輪減速器。通過搖動(dòng)蝸桿手柄使蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)。蝸輪軸連接油桶的夾緊架，即軸的轉(zhuǎn)動(dòng)使得油桶翻轉(zhuǎn)。由于自鎖功能，油桶不會(huì)自行翻轉(zhuǎn)回去。示意圖如下：
圖2.3 翻轉(zhuǎn)裝置圖
1-手輪；2-軸；3-蝸桿蝸輪減速器；4-支架；5-夾緊裝置；6-油桶
第3章 力和運(yùn)動(dòng)的分析計(jì)算
3.1 翻轉(zhuǎn)速度的計(jì)算
選定實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為蝸桿蝸輪減速器，考慮工人的勞動(dòng)強(qiáng)度問題，設(shè)定工人手搖蝸桿轉(zhuǎn)速為30r/min，選定蝸桿蝸輪傳動(dòng)比為40，根據(jù)公式n輪=n桿i,則蝸輪轉(zhuǎn)速為0.75r/min，即油桶的翻轉(zhuǎn)速度。
事實(shí)上并不需要持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪，當(dāng)油桶能以適當(dāng)?shù)牧髁康褂图纯赏Ｖ罐D(zhuǎn)動(dòng)，防止油的流量過大。所以選定的轉(zhuǎn)速比較合適。
3.2 工作時(shí)受力的分析
當(dāng)機(jī)器工作時(shí)，受力情況如下圖所示：
已知整個(gè)機(jī)器自重G=1500N,油桶重G=2000N,各受力點(diǎn)間距離如上圖所示。
若要保證工作時(shí)機(jī)器不會(huì)翻到，應(yīng)有
G430+ G1030F1230
帶入數(shù)據(jù)解得： F1674.8N
又FG+ G=3500N
所以當(dāng)F滿足1674.8NF3500N時(shí)，機(jī)器不會(huì)翻到。
而F顯然能滿足這個(gè)條件，所以機(jī)器可以正常工作。
3.3 提升力的計(jì)算
示意圖如下：
圖3.1 提升示意圖
已知：D=40mm，d=18mm，L=300mm，l=60mm，M=200kg。
設(shè)人的腳踏力為F=200N，根據(jù)杠桿原理，則有FL= Fl, 帶入數(shù)據(jù)解得
F= F（L/l）=200(300/60) N=1000 N
根據(jù)壓強(qiáng)相等，應(yīng)有G/[(D)]=F/[(d)]，帶入數(shù)據(jù)解得
G= F(D/d)=1000 (40/18) N4930.27 N
>Mg=20010 N=2000 N
即使考慮到提升架等機(jī)構(gòu)的重量，所施加的力F也能滿足條件，實(shí)現(xiàn)油桶的提升。
3.4 翻轉(zhuǎn)力的計(jì)算
示意圖如下：
圖3.2 翻轉(zhuǎn)示意圖
已知油桶重心偏移蝸輪軸線距離l=20mm,油桶重G=2000N,i=40,=0.82設(shè)人手的轉(zhuǎn)動(dòng)力為15N，而手輪直徑長為100mm,則人施加于蝸桿的轉(zhuǎn)矩為
T=15100 Nmm=1500 Nmm
根據(jù)公式T= Ti=1500400.82 Nmm =49200 Nmm
>Gl=200020 Nmm=40000 Nmm
所以，所施加的轉(zhuǎn)動(dòng)力能滿足要求，能實(shí)現(xiàn)油桶的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
第4章 提升部分的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1 腳踏桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
考慮到人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為了更加省力，不直接把力施加到小液壓缸活塞桿上，而采用杠桿機(jī)構(gòu)。人的腳踏力施加在踏桿的一端，則踏桿壓活塞桿的力增大。考慮到空間問題，腳踏桿設(shè)計(jì)成如下的結(jié)構(gòu)比較合適，能使壓活塞桿的力增大5倍。示意圖如下：
圖4.1 腳踏桿結(jié)構(gòu)圖
1-踏桿；2-螺栓；3-連架桿；4-彈性擋圈；5-螺母；
6-彈簧墊圈；7-圓柱銷；8-壓輪
整個(gè)腳踏桿用45鋼焊接而成，踏桿與連架桿用螺栓螺母連接。壓輪和支點(diǎn)部分用圓柱銷和彈性擋圈固定，能實(shí)現(xiàn)踏桿的靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。由于小油缸外套有彈簧并帶有一定預(yù)緊力，應(yīng)在大油箱外壁的適當(dāng)位置焊接一個(gè)鐵塊，擋住腳踏桿，使其不被彈簧彈上去，保持水平位置。
4.2 液壓裝置的設(shè)計(jì)
液壓系統(tǒng)是整機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的組成部分，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和主機(jī)的設(shè)計(jì)是緊密聯(lián)系，二者往往是同時(shí)進(jìn)行，互相協(xié)調(diào)。進(jìn)行液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合各種傳動(dòng)形式，借鑒前人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、工作可靠、成本低、效率高、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。
液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟大致如下：
1．明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求；
2．分析系統(tǒng)工況；
3．確定執(zhí)行元件主要參數(shù)；
4．計(jì)算和選擇液壓元件；
5．驗(yàn)算液壓系統(tǒng)的主要性能。
各步驟之間是相互關(guān)聯(lián)，常常須穿插進(jìn)行，經(jīng)反復(fù)修改才能完成。
4.2.1 明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
液壓機(jī)械對液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的要求是完成液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要根據(jù)，是設(shè)計(jì)中必須達(dá)到的要求。主要包括以下幾個(gè)方面：
1．主機(jī)的用途、性能指標(biāo)、工藝流程、工作特點(diǎn)、總體布局，主機(jī)對液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件在位置和空間尺寸的限制；
2．主機(jī)的工作循環(huán)、系統(tǒng)須完成的動(dòng)作形式、工作范圍、動(dòng)作順序、動(dòng)作間的互鎖關(guān)系、負(fù)載和運(yùn)動(dòng)速度的大小、變化范圍；
3．執(zhí)行元件動(dòng)作控制方式、控制精度要求；
4．綜合考慮主機(jī)的總體設(shè)計(jì)，滿足系統(tǒng)各方面的要求；
5．液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境和條件；
6．經(jīng)濟(jì)性和成本、效率等方面的要求。
4.2.2 分析系統(tǒng)工況
液壓系統(tǒng)工況分析是分析主機(jī)在工作過程中各液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的負(fù)載和運(yùn)動(dòng)速度的變化規(guī)律，它包括運(yùn)動(dòng)分析和負(fù)載分析。
運(yùn)動(dòng)分析是按工作要求和執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，繪制執(zhí)行元件的工作循環(huán)圖和速度循環(huán)圖。為此必須先確定執(zhí)行元件的類型。液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的類型可按表5.1進(jìn)行確定。
表5.1 液壓執(zhí)行元件的形式、特點(diǎn)和應(yīng)用場合
型式
特點(diǎn)
應(yīng)用場合
液壓缸
活塞缸
雙桿
兩桿直徑相等時(shí)，往返速度和輸出力相等，直徑不等時(shí)，往返速度和輸出力不等
雙向往返直線運(yùn)動(dòng)
單桿
一般連接時(shí)往返速度和輸出力不等，差動(dòng)連接時(shí)可實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)；d=0.707D差動(dòng)連接，往返速度相等
雙向往返直線運(yùn)動(dòng)
柱塞缸
結(jié)構(gòu)簡單，制造容易
長行程，單向工作
伸縮式
行程是缸長的數(shù)倍，節(jié)省安裝空間
長行程
擺動(dòng)缸
單葉片缸轉(zhuǎn)角小于300 °，雙葉片缸轉(zhuǎn)角小于150°
往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)
負(fù)載分析是確定各液壓執(zhí)行元件的負(fù)載大小和方向，并分析各執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)過程中的振動(dòng)、沖擊及過載能力等情況。液壓系統(tǒng)承受的負(fù)載可由主機(jī)的規(guī)格確定，可由樣機(jī)通過實(shí)驗(yàn)測定，也可由理論分析確定。在分析負(fù)載組成時(shí)，必須做到理論分析與實(shí)際相吻合。
一般來說，液壓缸承受的負(fù)載包括：工作負(fù)載Fw，導(dǎo)向摩擦負(fù)載F，慣性負(fù)載，重力負(fù)載Fg，密封負(fù)載Fs和背壓負(fù)載F。
1．工作負(fù)載FW
不同的機(jī)器有不同的工作負(fù)載。工作負(fù)載與液壓缸運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)為正值，方向相同時(shí)為負(fù)值。
2. 摩擦負(fù)載F
摩擦負(fù)載是指液壓缸驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件時(shí)所受的摩擦阻力，分動(dòng)、靜摩擦阻力。
3．慣性負(fù)載
慣性負(fù)載是運(yùn)動(dòng)部件在啟動(dòng)加速或制動(dòng)減速時(shí)的慣性力，其值可按牛頓第二定求出。
4．重力負(fù)載Fg
向上運(yùn)動(dòng)為正負(fù)載，向下運(yùn)動(dòng)為負(fù)負(fù)載。
5．密封負(fù)載 Fs
密封負(fù)載是指液壓缸密封裝置的摩擦力，一般通過液壓缸的機(jī)械效率加以考慮，常取機(jī)械效率值為。
6．背壓負(fù)載Fb
背壓負(fù)載Fb是指液壓缸回油腔壓力所造成的阻力。需在缸結(jié)構(gòu)及液壓系統(tǒng)方案確定后才算出Fb，因此在負(fù)載計(jì)算時(shí)可暫不考慮。
4.2.2.1 大液壓缸的工作壓力的確定
選定液壓缸安裝形式為軸線固定式。由于此液壓系統(tǒng)簡單且為間歇工作，考慮到部件重量及桶夾與桶的摩擦力，就將工作載荷定為1350N。
4.2.3 確定執(zhí)行元件主要參數(shù)
執(zhí)行元件的主要參數(shù)包括壓力、流量和功率。通常，首先選擇執(zhí)行元件工作壓力（也稱設(shè)計(jì)壓力或系統(tǒng)壓力）并按最大負(fù)載和選定的工作壓力計(jì)算執(zhí)行元件的主要幾何參數(shù)，然后根據(jù)對執(zhí)行元件的速度（或轉(zhuǎn)速）要求，確定其流量。
4.2.3.1 初選執(zhí)行元件工作壓力
執(zhí)行元件的工作壓力可根據(jù)載荷大小和設(shè)備類型而定，還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低。勢必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對某些設(shè)備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不經(jīng)濟(jì)；反之，壓力選得過高，對泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求高，必然要提高設(shè)備的成本。一般來說，對于固定的尺寸不太受限制的設(shè)備，壓力可以選低一些，行走機(jī)械重載設(shè)備壓力要選得高一些。具體可根據(jù)負(fù)載圖中的最大負(fù)載來選?。ㄒ姳?.2），也可根據(jù)主機(jī)的類型來選?。ㄒ姳?.3）。
表5.2 按負(fù)載選擇液壓執(zhí)行元件的工作壓力
負(fù)載F/(kN)
＜5
5~10
10~20
20~30
30~50
＞50
工作壓力p/(MPa）
＜0.8~1
1.5~2
2.5~3
3~4
4~5
＞5~7
表5.3 按主機(jī)類型選擇液壓執(zhí)行元件的工作壓力
主機(jī)類型
機(jī)床
農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械工程機(jī)械輔助機(jī)構(gòu)
塑料機(jī)械
液壓機(jī)中、大型工程機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)械
磨床
組合機(jī)床
龍門刨床
拉床
工作壓力p/(MPa）
≤2
3~5
≤8
8~10
10~16
6~25
20~32
4.2.3.2 執(zhí)行元件主要參數(shù)的確定
液壓缸缸筒內(nèi)徑、活塞桿直徑及有效面積是其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。根據(jù)最大負(fù)載和初選壓力及估取的機(jī)械效率算出有效面積或排量。
1.計(jì)算大液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸
選定為單桿缸，查手冊公式
式中：—執(zhí)行元件工作壓力；
—液壓缸回油腔壓力，即背壓力。其值根據(jù)回路的具體情況而定，初算時(shí)可參照表9-4取值，差動(dòng)連接時(shí)要另行考慮；
—缸筒內(nèi)徑；
—活塞桿直徑；
根據(jù)表5.2、5.3，分析實(shí)際情況選定的參數(shù)=1350N，P=1MPa,P=0。將數(shù)據(jù)帶入公式解得：D=41.61mm,按GB/T2348-1993規(guī)定的液壓缸內(nèi)徑尺寸系列圓整成標(biāo)準(zhǔn)值。取D=40mm。
表5.4 執(zhí)行元件背壓力
系統(tǒng)類型
背壓力
簡單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)
0.2~0.5
回油路帶節(jié)流閥的系統(tǒng)
0.4~0.6
回油路設(shè)置有背壓閥系統(tǒng)
0.5~1.5
帶補(bǔ)油泵的閉式系統(tǒng)
0.8~1.5
回路較復(fù)雜的工程機(jī)械液壓系統(tǒng)
1.2~3
回油路較短，且直接接回油箱
初算時(shí)背壓可以忽略不計(jì)
2.活塞桿直徑的確定
根據(jù)表5.5，結(jié)合實(shí)際情況，取活塞桿直徑d=28mm。
表5.5 按工作壓力選取
液壓缸工作壓力
≤5
5~7
≥7
0.5~0.55
0.62~0.7
0.7
3.小液壓缸主要參數(shù)的確定
選定液壓缸內(nèi)徑為18mm,選擇活塞桿直接與缸內(nèi)壁接觸，用橡膠圈密封。如下圖所示：
圖4.2 腳踏桿結(jié)構(gòu)圖
1-活塞桿；2-防塵密封圈；3-油缸；4-O型橡膠密封圈
4.3 提升架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
示意圖如下：
圖4.3 提升架結(jié)構(gòu)圖
圖4.4 提升裝置圖
1-提升架；2-鉸鏈；3-滾輪；4-彈性擋圈；5-銷；6-螺栓螺母
將一個(gè)鏈輪機(jī)構(gòu)安裝在活塞桿上，當(dāng)活塞桿被頂起時(shí)，鏈輪架也被頂起。由于鉸鏈長度一定，鉸鏈一端固定在機(jī)架上，另一端固定在提升架上。在向上升起的過程中，鏈輪會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，將連接提升架的一邊的鉸鏈轉(zhuǎn)到另一邊，這樣這邊的鉸鏈就越來越短，就把提升架向上拉起，從而實(shí)現(xiàn)油桶的上升運(yùn)動(dòng)。
整個(gè)提升架焊接而成，上面可以安裝蝸桿蝸輪減速器，并且安裝有滾輪。當(dāng)提升架上下移動(dòng)時(shí)，滾輪在立柱導(dǎo)軌內(nèi)滾動(dòng)，減小摩擦力，同時(shí)是提升油桶時(shí)不會(huì)發(fā)生搖晃，保證穩(wěn)定提升。
第5章 翻轉(zhuǎn)部分的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
翻轉(zhuǎn)部分采用蝸桿蝸輪減速器裝置，人力手搖實(shí)現(xiàn)。
5.1 蝸桿蝸輪的形成
蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)實(shí)質(zhì)上時(shí)交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)的正交傳動(dòng)，其蝸桿可認(rèn)為是一個(gè)齒數(shù)少、直徑小、且軸向長度較長、螺旋角β很大的斜齒輪，看上去很像螺桿，故稱為蝸桿；而蝸輪的齒數(shù)很多、直徑大、螺旋角β很小，可視為一個(gè)寬度不大的斜齒輪，稱為蝸輪。這樣的交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)時(shí)，其齒廓間仍應(yīng)為點(diǎn)接觸。為了改善嚙合狀況，把蝸輪的分度圓柱面的母線改成圓弧形使之將蝸桿部分包住，并用于蝸桿形狀和參數(shù)相同的滾刀（兩者的差別僅在于蝸桿滾刀的外徑比標(biāo)準(zhǔn)蝸桿外徑稍大，以便加工出頂隙）范成加工蝸輪，并用徑向進(jìn)刀，這樣加工出來的蝸桿與蝸輪傳動(dòng)時(shí)，其齒廓間為線接觸，可傳遞較大的動(dòng)力。這樣的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)稱為蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)，它既是一種齒輪傳動(dòng)，又具有螺旋傳動(dòng)的某些特點(diǎn)。
5.2 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)
蝸桿傳動(dòng)式用來傳遞空間交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，它由蝸桿、蝸輪和機(jī)架組成。蝸桿軸與蝸輪軸交錯(cuò)的夾角Σ可以是任意角度，但常用Σ=90°。該傳動(dòng)廣泛引用于各種機(jī)器和儀器設(shè)備中，通常用作減速傳動(dòng)（蝸桿為主動(dòng)件），傳動(dòng)功率一般應(yīng)在50kW以下（最大可達(dá)1000kW左右），齒面間相對滑動(dòng)速度v應(yīng)在15m/s以下（最高達(dá)35m/s）。
蝸桿傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)有：（1）傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊。傳遞動(dòng)力時(shí)，一般i=8-100；傳遞運(yùn)動(dòng)或分度機(jī)構(gòu)中，i可達(dá)1000；（2）蝸桿傳動(dòng)相當(dāng)于螺旋傳動(dòng)，多為齒嚙合傳動(dòng)，故傳動(dòng)平穩(wěn)、振動(dòng)小、噪聲低；（3）當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于當(dāng)量摩擦角時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)反向自鎖，即具有自鎖性。
其主要缺點(diǎn)有：(1)因傳動(dòng)時(shí)嚙合齒面間相對滑動(dòng)速度大，故摩擦損失大，效率低。一般效率為η=0.7-0.9；具有自鎖性時(shí)，其效率η<0.5。所以不宜用于大功率傳動(dòng)；（2）為減輕齒面的磨損及防止膠合，蝸輪一般使用貴重的減摩材料制造，故成本高；（3）對制造和安裝誤差很敏感，安裝時(shí)對中心距地尺寸精度要求較高。
5.3 蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的分類
根據(jù)蝸桿形狀的不同，蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)可分為三大類：圓柱蝸桿機(jī)構(gòu)、環(huán)面蝸桿機(jī)構(gòu)和圓錐蝸桿機(jī)構(gòu)。圓柱蝸桿機(jī)構(gòu)又可分普通圓柱蝸桿機(jī)構(gòu)和圓弧圓柱蝸桿機(jī)構(gòu)兩類。
普通圓柱蝸桿機(jī)構(gòu)用直線刀刃加工，兩側(cè)刀刃夾角一般為40°。由于刀具安裝位置的不同，普通圓柱蝸桿又有阿基米德蝸桿、法向直廓蝸桿和漸開線蝸桿三種。
阿基米德蝸桿加工最容易，故應(yīng)用最廣泛。并有左旋、右旋及單頭（z=1）、多頭（z=2-4）之分。工程中通常多用右旋蝸桿。
5.4 蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的正確嚙合條件
過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線作一平面，該平面稱為蝸桿傳動(dòng)的中間平面。由于蝸輪加工的特點(diǎn)，在中間平面內(nèi)，蝸桿蝸輪傳動(dòng)相當(dāng)于齒輪齒條傳動(dòng)。而中間平面對蝸桿來說是軸面，對蝸輪來說是端面。故蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件為：在中間平面內(nèi)蝸桿蝸輪的模數(shù)和壓力角應(yīng)分別相等，且等于標(biāo)準(zhǔn)值，即：
m=m=m
==
式中m、分別為蝸桿的軸面模數(shù)和壓力角；m、分別為蝸輪的端面模數(shù)和壓力角。
當(dāng)交錯(cuò)角Σ=90°時(shí)，還必須滿足=，且蝸輪與蝸桿旋向相同。
5.5 蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)及幾何尺寸
（1）壓力角和模數(shù)
國標(biāo)GB10087-88規(guī)定，阿基米德蝸桿的壓力角α=20°。在動(dòng)力傳動(dòng)中，允許增大壓力角，推薦用α=25°；在分度傳動(dòng)中，允許減小壓力角，推薦用α=15°或12°。蝸桿模數(shù)系列與齒輪模數(shù)系列有所不同，蝸桿模數(shù)m見表5.1。
表5.1 蝸桿模數(shù)m
第一系列
1；1.25；1.6；2；2.5；3.15；4；5；6.3；8；10；12.5；16；20；；25；31.5；40
第二系列
1.5；3；3.5；4.5；5.5；6；7；12；14
（2）蝸桿導(dǎo)程角
設(shè)蝸桿的頭數(shù)為z,分度圓直徑為d,軸向齒距為p?，F(xiàn)將分度圓柱展開，可求得蝸桿的導(dǎo)程角為
tan===
傳遞動(dòng)力時(shí)=15°-30°采用多頭蝸桿，要求自鎖時(shí)（嚙合齒輪間當(dāng)量摩擦角），采用單頭蝸桿。
（3）蝸桿直徑系數(shù)q
在上式中若模數(shù)m、導(dǎo)程角 一定時(shí)，齒數(shù)z不同則蝸桿d也就不同，因而加工蝸輪的刀具尺寸就不同，這樣蝸輪滾刀的數(shù)目將增多。為了限制滾刀數(shù)量，對每一個(gè)模數(shù)，規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)分度圓直徑d（見表5.2），而將直徑d與模數(shù)m的比值用q表示，q稱為蝸桿的直徑系數(shù)，則
Q==
當(dāng)模數(shù)m一定時(shí)，直徑系數(shù)q增大、蝸桿直徑d增大、蝸桿剛度增大，另外直徑系數(shù)q增大、導(dǎo)程角增大、效率η降低，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)全面考慮。
表5.2 蝸桿分度圓直徑與其模數(shù)的匹配標(biāo)準(zhǔn)系列
m
1
1.25
1.6
2
2.5
3.15
4
5
6.3
8
10
d
18
20
22.4
20
28
(18)
22.4
(28)
35.5
(22.4)
28
(35.5)
45
(28)
35.5
(45)
56
(31.5)
40
(50)
71
(40)
50
(63)
90
(50)
63
(80)
112
(63)
80
(100)
140
(71)
90
(112)
160
（4）蝸輪齒數(shù)z和蝸桿頭數(shù)z
一般取蝸桿頭數(shù)z=1-10，推薦z=1-6。當(dāng)要求傳動(dòng)比i大且要求自鎖時(shí)，蝸桿頭數(shù)z取小值；當(dāng)要求效率η高時(shí)，則蝸桿頭數(shù)z取大值。而蝸桿齒數(shù)一般根據(jù)傳動(dòng)比來定，其z= i z，一般取z=29-70。具體可參考表5.3。
表5.3 蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)的薦用值
7-8
4
28-32
25-27
2-3
50-81
9-13
3-4
27-52
28-40
1-2
28-80
14-24
2-3
28-72
1
（5）蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算
蝸桿分度圓直徑d根據(jù)其模數(shù)m由表5.2選定，其余幾何尺寸計(jì)算見表5.4。
表5.4 蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算
名稱
符號
公式
蝸桿
蝸輪
分度圓直徑
d
d=mq
d
齒頂圓直徑
d
=1
齒根圓直徑
d
=0.25
齒頂高
齒根高
h
中心距
a
A=
傳動(dòng)比
i
5.6 蝸桿蝸輪減速器的設(shè)計(jì)
5.6.1 傳動(dòng)參數(shù)
蝸桿類型：根據(jù)GB/T?10085-1988的推存，采用漸開線蝸桿（ZA）。
蝸桿轉(zhuǎn)速n1：30r/min
蝸輪轉(zhuǎn)速n2：0.75r/min
使用壽命：46080小時(shí)
蝸桿頭數(shù)z1：1
蝸輪齒數(shù)z2：40
傳動(dòng)比i：40
5.6.2 蝸桿蝸輪材料
蝸桿材料：根據(jù)庫存材料的情況，并考慮到蝸桿傳動(dòng)傳遞的功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45~55HRC。
蝸輪材料：根據(jù)滑動(dòng)速度蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。
5.6.3 蝸桿蝸輪設(shè)計(jì)計(jì)算
1、按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
（1）蝸輪轉(zhuǎn)矩T2
初估η=0.82，由前章節(jié)可知，T2=49200 Nmm
（2）載荷系數(shù)K
查手冊，取K=1.1
（3）材料系數(shù)ZE=155
（5）許用接觸應(yīng)力[σ0H]
查手冊，[σ0H]=220MPa
N=6072112000=540000
ZN===1.44
[σH]= ZN[σ0H]=1.44220 MPa=316.86 MPa
（6）m d1
m d KT2,帶入數(shù)據(jù)解得：m d57 mm
（7）初選m、d
查手冊，取m=1.6，d=28，m d=71.68 mm>57 mm
（8）導(dǎo)程角γ
tanγ=mz/d=1.61/28=0.057
γ=arctan0.057=3.27°(滿足自鎖條件)
5.6.4 確定傳動(dòng)主要尺寸
查手冊，將已知數(shù)據(jù)帶入公式可得：
實(shí)際中心距a：46mm
齒根高系數(shù)ha*：1
齒根高系數(shù)c*：0.2
蝸桿模數(shù)m：1.6
蝸桿直徑系數(shù)：17.5
蝸桿分度圓直徑d1：28mm
蝸桿齒頂圓直徑d：31.2mm
蝸桿齒根圓直徑df1：24.16mm
蝸輪分度圓直徑d2：64mm
蝸輪齒根圓直徑df2：60.16mm
蝸輪齒頂圓直徑d：67.2mm
蝸輪變位系數(shù)x2：-2.5
蝸桿導(dǎo)程角γ：3.27°（右旋）
蝸桿輪齒部分長b1：25mm
蝸輪齒寬b2：42mm
5.7 蝸桿蝸輪減速器裝配圖設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
蝸桿蝸輪減速器裝配圖的設(shè)計(jì)與圓柱齒輪減速器基本相同。蝸桿與蝸輪的軸線呈空間交錯(cuò)，因此繪制轉(zhuǎn)配圖需在主視圖和側(cè)視圖上同時(shí)進(jìn)行。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)仔細(xì)閱讀《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》的相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容。
減速器裝配圖如下所示：
圖5.1 蝸桿蝸輪減速器裝配圖
1-通氣器；2-箱體；3、14-螺釘；4、15-軸承蓋；5-蝸桿；6、19-氈圈；7、13-調(diào)整墊片；8-油塞；9-墊圈；10、17-軸承；11-鍵；12-游標(biāo)；16-蝸輪；18-蝸輪軸
第6章 夾緊部分的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.1 螺旋夾緊裝置
采用螺旋直接夾緊或采用螺旋與其他元件組合實(shí)現(xiàn)夾緊的機(jī)構(gòu)，稱為螺旋夾緊裝置。
螺旋夾緊裝置不僅結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，而且由于螺旋相當(dāng)于平面斜楔纏繞在圓柱表面形成的，且螺旋線長、升角小，所以，螺旋夾緊裝置自鎖性能好、夾緊力和夾緊行程大，是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊裝置。其缺點(diǎn)是夾緊動(dòng)作慢。
6.2 偏心夾緊裝置
用偏心件直接或間接夾緊工件的機(jī)構(gòu)，稱為偏心夾緊裝置。常用的偏心件是偏心輪和偏心軸。
偏心夾緊裝置的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、夾緊迅速，缺點(diǎn)是夾緊力和夾緊行程小。
6.3 桶夾的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
整個(gè)夾緊裝置如下圖所示：
圖6.1 夾緊裝置圖
1-夾緊裝置；2-油桶；3-支架
整個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)由夾緊裝置和支架構(gòu)成，夾緊裝置通過螺栓連接到支架上。操作時(shí)，先將油桶的下邊緣輕輕移上支架，使支架上下部能夠鉤住油桶的下邊緣。然后擰開手輪，將夾緊桿壓住油桶的上邊緣，再旋緊手輪，偏心輪就將夾緊桿頂起，根據(jù)杠桿原理，夾緊桿就將油桶夾緊了。此外，夾緊裝置中有防松螺母保證防松。
該設(shè)計(jì)方案最大的特征就是綜合運(yùn)用了螺旋夾緊和偏心夾緊。方案簡單易行，能較好的保證工作性能在提升和翻轉(zhuǎn)過程中均能有足夠的夾緊力保持油桶的夾緊。
第7章 其它機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
7.1 機(jī)架的設(shè)計(jì)
合理的選擇機(jī)架的材料和正確設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)形式及尺寸，是減小機(jī)器質(zhì)量、節(jié)約金屬材料、提高工作精度、增強(qiáng)機(jī)器剛度及耐磨性等的重要途徑。
機(jī)架鋼材全部采用焊接方式聯(lián)接，焊接具有強(qiáng)度高、工藝簡單，聯(lián)接所增加的質(zhì)量小、人工勞動(dòng)條件較好等優(yōu)點(diǎn)，以焊代鑄可以大量節(jié)約金屬，采用焊接制造機(jī)架一般比較經(jīng)濟(jì)。
機(jī)架結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖7.1 機(jī)架結(jié)構(gòu)圖
7.2 起重鏈條的設(shè)計(jì)
按用途鏈可分為傳動(dòng)鏈、起重鏈和輸送鏈3種。本機(jī)器由于是低速傳動(dòng)，所以可用滾子鏈起重，并可以設(shè)當(dāng)加大節(jié)距。
滾子鏈結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖7.2 滾子鏈?zhǔn)疽鈭D
1-滾子；2-套筒；3-銷軸；4-內(nèi)鏈板；5-外鏈板
它由滾子1、套筒2、銷軸3、內(nèi)鏈板4和外鏈板5所組成。內(nèi)鏈板和套筒之間、外鏈板和銷軸之間分別用過盈配合固聯(lián)。滾子和套筒之間，套筒和銷軸之間均為間隙配合。當(dāng)內(nèi)、外鏈板相對繞曲時(shí)，套筒可繞銷軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。滾子是活套在套筒上的，工作時(shí)，滾子沿鏈輪齒廓滾動(dòng)，這樣就可減輕齒廓的磨損。鏈的磨損主要發(fā)生在銷軸與套筒的接觸面上。因此，內(nèi)外鏈板間應(yīng)留少許間隙，以便潤滑油滲入銷軸和套筒的摩擦面間。鏈板一般制成8字形，以便它的各個(gè)橫截面具有接近相等的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)也減小了鏈的質(zhì)量。
此外，為了減輕鏈條鉸鏈的磨損，延長其使用壽命，應(yīng)采用油刷或油壺人工定期潤滑。
7.3 腳輪的設(shè)計(jì)
7.3.1 前輪的設(shè)計(jì)
前輪與機(jī)架連接方式如下圖所示：
圖7.3 前輪裝配圖
1-機(jī)架；2-輪；3-螺母；4-彈簧墊圈；5-彈性擋圈；6-螺栓
該實(shí)芯橡膠輪的輪胎由天然橡膠或合成橡膠制成，鐵芯材料為灰鑄鐵。螺栓與車架、螺栓與前腳輪均為間隙配合。
7.3.2 后輪的設(shè)計(jì)
后輪與機(jī)架連接方式如下圖所示：
圖7.4 后輪裝配圖
1、8-螺母；2、7-彈簧墊圈；3、6-螺栓；4-套筒；5-彈性擋圈；9-機(jī)架；10-輪
后輪材料及與機(jī)架連接方式均與前輪相同。
結(jié) 論
畢業(yè)設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的一個(gè)重要組成部分，是各教學(xué)環(huán)節(jié)的繼續(xù)深化和檢驗(yàn)，其實(shí)踐性和綜合性是其他教學(xué)環(huán)節(jié)所不能替代的，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生獲得綜合訓(xùn)練，對培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力具有十分重要的作用。
畢業(yè)設(shè)計(jì)還是高等學(xué)校工科學(xué)院學(xué)生畢業(yè)前進(jìn)行的全面綜合訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識與技能解決實(shí)際問題的教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生在校獲得的最后訓(xùn)練機(jī)會(huì)，也是對學(xué)生在校期間所獲得知識的體驗(yàn)。
這次設(shè)計(jì)貫穿了所學(xué)的專業(yè)知識，綜合運(yùn)用了各科專業(yè)知識，從中使我學(xué)習(xí)了很多平時(shí)在課本中未學(xué)到的或未深入的內(nèi)容.我相信這次設(shè)計(jì)對以后的工作學(xué)習(xí)都會(huì)有很大的幫助。
由于自己所學(xué)知識有限，而機(jī)械設(shè)計(jì)又是一門非常深?yuàn)W的學(xué)科，設(shè)計(jì)中肯定存在許多的不足和需要改進(jìn)的地方，希望老師指出，在以后的學(xué)習(xí)工作中去完善它們。
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致 謝
本課題是在胡竟湘老師的悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷下完成的，在此謹(jǐn)向胡老師表示最衷心的感謝和最誠摯的敬意！
在拿到畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書時(shí)覺得比較簡單并且不以為然，可是當(dāng)著手設(shè)計(jì)時(shí)，我才發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)不是我想象的那樣，它具有一定的難度。構(gòu)思方案就花了幾天時(shí)間，搜索了很多資料并且和老師討論后才有點(diǎn)眉目，明白攬桶機(jī)到底應(yīng)該是什么樣子。由于學(xué)期之初要準(zhǔn)備研究生復(fù)試，用去了小半學(xué)期，動(dòng)手畫圖時(shí)我就知道最后這段時(shí)間將會(huì)是我這四年中最忙的日子，并且會(huì)有無數(shù)難料的困難等著我。今天終于完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，回想這個(gè)學(xué)期真的不容易。所幸研究生被錄取而畢業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)終于完成了。這一切都幸虧有很多老師的關(guān)心和幫助以及帶我畢業(yè)設(shè)計(jì)的胡老師的理解和關(guān)切。在這里我要感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中給過我?guī)椭乃腥?，特別是我的指導(dǎo)老師—胡老師。
在設(shè)計(jì)過程中，我每做完一點(diǎn)就要讓胡老師幫我檢查，指出錯(cuò)誤并提出修改意見。每幅圖都要麻煩胡老師看幾遍，我總是犯很多相同的小錯(cuò)，大的錯(cuò)誤就更不用說了。但胡老師總時(shí)不厭其煩地給我指出來，還很平靜的給我提出修改意見。每次去找胡老師幫我檢查我完成的任務(wù)前，我都有點(diǎn)緊張，但檢查結(jié)束后我總是會(huì)感到很輕松。因?yàn)楹蠋熢诮o我檢查時(shí)總是帶著親切的笑容，不管我做的好還是不好。雖然做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)遇到了很多困難，但有胡老師的熱情幫助和關(guān)心，整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程感覺總是很輕松。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是在一個(gè)設(shè)計(jì)—修改—再設(shè)計(jì)—再修改中反復(fù)進(jìn)行的，因此，回想整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程，其中的艱辛只有自己能體會(huì)。經(jīng)過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我鞏固了機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、理論力學(xué)、液壓傳動(dòng)、機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)、工藝工裝設(shè)計(jì)等專業(yè)知識，也熟練掌握了CAD、CAXA等二維繪制軟件。因此，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對我來說，受益匪淺，這也為我以后攻讀研究生奠定了良好的專業(yè)知識基礎(chǔ)！
整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程比較辛苦，我甚至熬過通宵。但是胡竟湘老師比我還辛苦！單單我一個(gè)學(xué)生，每天都帶著很多問題找她指導(dǎo)，每做一部分內(nèi)容便找她檢查。每天她都幾乎全天在教研室，門庭若市，身邊的同學(xué)幾乎沒有斷過。指導(dǎo)完了一個(gè)，馬上指導(dǎo)下一個(gè)，根本沒有休息時(shí)間。在答辯的前幾天她甚至周末不休息，中午也不休息，就在教研室等著同學(xué)們，為同學(xué)解答問題。她也是個(gè)很和藹的老師。有一次開學(xué)我睡過頭了，她并沒有罵我，甚至沒有重語指責(zé)，只是面帶微笑的建議我，并且鼓勵(lì)我。我輩真是三生有幸遇到了這樣一個(gè)好老師。我敢說，她是我在湖工遇到的最好的老師。再次衷心的感謝胡小丹老師給予我的所有幫助，謝謝您！您辛苦了！
再有要感謝一起學(xué)習(xí)生活的同學(xué)們，與他們的一次次交流使我得以不斷進(jìn)步和提高。
我能夠?qū)Ｐ膶W(xué)習(xí)，順利完成學(xué)業(yè)，與我的父母的培養(yǎng)、鼓勵(lì)和支持是分不開的，在此向他們表示最誠摯的感謝！
感謝文中所引用文獻(xiàn)的所有作者們！再次感謝所有關(guān)心、支持和幫助過我的老師、同學(xué)和朋友們！
附 錄
附錄1：攬桶機(jī)整體裝配圖(LTJ00)
附錄2：機(jī)架焊接圖(LTJ01)
附錄3：桶夾裝配圖(LTJ02)
附錄4：液壓提升裝置裝配圖(LTJ03)
附錄5：腳踏裝置裝配圖(LTJ04)
附錄6：后輪裝置裝配圖(LTJ05)
附錄7：前輪裝置裝配圖(LTJ06)
附錄8：導(dǎo)軌滾輪裝置裝配圖(LTJ07)
附錄9：提升架焊接圖(LTJ08)
附錄10：蝸桿蝸輪減速器裝配圖(LTJ09)