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畢業(yè)設計（論文）任務書
題目 攬桶機設計
姓名 張巍 學院 機械工程學院 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 0506 學號 12
指導老師 胡竟湘 職稱 副教授 教研室主任 彭浩舸
一、 基本任務及要求：
設計任務是：按給定設計技術條件，設計攬桶機。
查閱20篇左右文獻資料完成文獻綜述、開題報告、實習報告及畢業(yè)設計說明書的撰寫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）總體方案設計；2）主要技術參數計算；3）液壓系統(tǒng)設計；4）攬桶機裝配結構設計；5）繪制零件工作圖。
二、 進度安排及完成時間：
1．宣布設計任務，明確課題任務及要求，收集閱讀有關設計資料 1周
2．調查研究、分析設計課題完成開題報告 2.5周
3．實習 1周
3．總體方案設計： 3.5周
1）總體方案的確定
2）主要技術參數計算
3）液壓系統(tǒng)的設計
4．詳細設計： 1）攬桶機裝配結構 2周
2）攬桶機部裝圖設計 2周
3）零件工作圖設計 1周
5．撰寫設計、計算說明書 1.5周
6．畢業(yè)答辯 1.5周
畢業(yè)實習報告
學院： 機械工程學院
專業(yè)： 機械設計制造及其自動化
班級： 0506班 學號： 200502010612
學生姓名： 張 巍
指導教師姓名： 胡竟湘 譚立新 魏克湘 唐喚清
實習日期： 2009年3月23日—2009年3月27日
實 習 報 告
一、實習時間和地點
3月23 日 重慶電機廠參觀大中型電機的生產裝配。
3月24 日 中國嘉陵集團參觀摩托車零部件的加工工藝過程，以及生產線的管理和整機裝配過程。
3月25日 中國四聯(lián)儀器儀表集團有限公司（重慶川儀）參觀氣動流量調解閥的生產加工工藝過程。
二、實習目的
畢業(yè)實習是本科技術基礎課結束階段的實習，是本科畢業(yè)教學計劃中非常重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，其目的是使學生通過實踐了解和掌握設計市場的定位和流行趨勢，使我們的設計思路能有一個全方位的提升和發(fā)展，設計是為了滿足消費者日益龐大的精神和物質需求。通過畢業(yè)實習了解自己的設計方向和目前設計市場存在的優(yōu)勢和弊端，給自己的設計方向做一個明確的定位。
通過本次的工廠參觀，了解有關本專業(yè)的設計和制造過程相關實踐環(huán)節(jié)，將自己所學的理論知識與實際工作相關聯(lián)，觀摩并了解一些機械類零部件在設計時的技巧與特點，以及制造時的合理工序。同時，可以通過觀摩各個公司的下屬分公司的生產線和加工工藝，結合自已所學專業(yè)知識，深入了解各式機器的工作原理。通過觀摩電機廠生產電機的總裝線，了解電機的整個裝配和組成結構的實際問題，并加深了對電機工作原來的理解；通過觀摩摩托車生產線，了解到摩托車的生產工藝以及摩托車的內部機構和運動原理達到深刻的理解程度；通過在中國四聯(lián)儀器儀表集團有限公司（重慶川儀）參觀，了解了流量調解的控制以及氣動調解閥的工作原理、調節(jié)閥的整個加工過程和一些要注意的事項，提高自己理論與實際相結合的能力。在生產部門里，我們也可以了解到有關生產管理和調度等方面的基礎知識，了解到企業(yè)的技術更新能力。
此次重慶的參觀實習，開闊了我們的視野，培養(yǎng)了分析問題、解決問題的能力；增強了勞動觀念，激勵我們的敬業(yè)、創(chuàng)業(yè)精神；提升了我們的世界觀、人生觀、價值觀。
三、實習過程
3.1 重慶機電廠
重慶機電廠是一家從事發(fā)電機、電動機工程設備及其配套電動機產品的控制、輸送設備的設計、制造、銷售與技術服務的專業(yè)廠家。本廠產品獨特，尤其是大型電動機的生產，交流同步電動機，其機身龐大，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，且能防止大的振動和竄動；同時也生產交流異步電動機和裝備此電動機的端蓋，軸，線纜等相關的配套產品。本廠秉承的工作理念是“只怕不改善，不怕改善少”。內設有三個分區(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，絕緣產品的的特加工區(qū)域和廢料區(qū)，在此車間也進行高精度軸的生產；第三分區(qū)：電動機分廠，由三門峽金渠集團豫西機床有限公司生產的其型號為CK77100,CA51161的機床。在此處電動機分大、小兩個型號，進行其端蓋生產。從工作人員處了解到，由于電動的零件、組件及外型都很龐大，改廠對新產品的生產周期將長達5個月，主要耗時在工裝的設計和生產的前期準備方面。而對于老產品的生產也需要2個月之久。
3.2 中國嘉陵工業(yè)股份有限公司
中國嘉陵集團前身為嘉陵機器廠，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年內遷到重慶沙坪壩雙碑嘉陵江畔。
1979年，嘉陵集團核心企業(yè)為中國嘉陵工業(yè)股份公司（集團）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資公司，主要生產經營特種裝備產品、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）是中國最大的摩托車企業(yè)之一，主要生產經營摩托車及其發(fā)動機、通用機械和光電三大產業(yè)，兼營外貿、IT等；主要產品有摩托車及其發(fā)動機、零部件，光電高科技產品塑料非球面投影鏡頭、光學瞄具、光學元器件，通用機械產品汽油機、園林及農用機械、船用舷外發(fā)動機等。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)動機有限公司（摩托車及通用機械制造），2家光電產品制造子公司，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，營銷網點近4000家、服務網點近6000家。?
“中國嘉陵”主導產品“嘉陵”摩托車及其發(fā)動機現有50CC—600CC共10余種排量數百個型號，累計產銷量1300多萬輛，是中國產銷量最大的品牌，現已形成年產200萬輛的能力；“嘉陵”摩托車于1981年率先出口國際市場，現已出口70多個國家和地區(qū)。中日合資公司嘉陵-本田發(fā)動機有限公司通用機械產品現已形成年產30萬臺通用汽油機的能力。光電高科技子公司成都奧晶科技公司已形成年產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)動機研發(fā)、試驗、制造、品質、配套、營銷體系，技術裝備先進、完善，擁有從日本、美國、德國、英國等國家引進的發(fā)動機、化油器、熱處理、工裝制造、壓鑄、車體及油箱焊接、涂裝、成車總裝等數十條生產線和摩托車及發(fā)動機質量性能檢測中心。嘉陵是ISO9001（2000版）質量體系、ISO14001環(huán)境體系認證企業(yè)，中國摩托車行業(yè)首家獲得“CCC”認證和國家摩托車“生產準入”認證的企業(yè)；“嘉陵”商標是中國摩托車行業(yè)第一塊“全國馳名商標”，品牌價值33.05億元；“嘉陵”摩托車是中國摩托車首批“中國名牌”?產品，是中國摩托車行業(yè)第一品牌。?
在中國嘉陵集團我主要參觀了，主要部件的生產線、發(fā)動機的裝配線和摩托車的裝配線。嘉陵生產流水線生產能力很強。他們的生產線的先進設備大部分都是從日本和德國引進的，并且和日本本田是合作伙伴關系，因此嘉陵生產流水線生產能力很強。嘉陵的發(fā)動機在國內也是比較先進的，在發(fā)動機的裝配線上我看到了二缸四沖程發(fā)動機排量理論值有600毫升是中國排量最大的摩托車內燃機，在我國其它的摩托生產商中是沒有能力和技術生產的。
在參觀過程中，我們還觀看生產運作車間。
3.3 中國四聯(lián)·重慶川儀
中國四聯(lián)儀器儀表集團有限公司以重慶川儀為核心組建，是一個集科研、生產制造、銷售、進出口貿易、投資為一體的國家計劃單列的大型企業(yè)集團。也是55家國家試點集團之一，現為國內規(guī)模最大、產品門類最全、系統(tǒng)集成能力最強的綜合性自動化儀表制造企業(yè),榮獲中國電子信息100強、中國機械工業(yè)100強、中國電氣工業(yè)100強、重慶工業(yè)50強。
公司主要生產和經營工業(yè)自動化控制系統(tǒng)及儀表、控制軟件、分析儀器及成套系統(tǒng)、樓宇自動化系統(tǒng)、電氣自動化系統(tǒng)、電子及儀表元器件、IT專用集成電路、功能材料、工藝工裝設備、汽車/摩托車零部件及專用汽車、光學儀器、環(huán)境試驗設備、電腦加油機等十幾個大類產品,是經重慶市科學技術委員會認定的高新技術企業(yè)。
“十五”期間，公司緊緊抓住宏觀經濟增長和西部大開發(fā)機遇，加快結構調整和產業(yè)升級，技術創(chuàng)新成效顯著,營銷體系更加健全,經營機制日趨靈活，管理水平不斷提高，公司經營規(guī)模穩(wěn)居行業(yè)之首,企業(yè)綜合實力進一步增強。
面向“十一五”，公司將以國家級儀器儀表研發(fā)與制造基地建設為契機，重點推進以新一代自動化控制系統(tǒng)及智能現場儀表、工程應用軟件、系統(tǒng)集成為主體的高新技術研發(fā)及產業(yè)化，繼續(xù)大力發(fā)展先進的科學儀器、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，在不斷鞏固和擴大電力、冶金、石化等傳統(tǒng)市場領域的同時，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、運動控制設備及裝置等新的市場領域，努力把公司建成體制完備、運轉高效、技術領先、管理科學、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。
四．實習體會
畢業(yè)實習雖然只有短短幾天，但受益不少。平時學習大多以理論主，只有課程設計與相關實驗比較接近生產實踐環(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)的生產線與和成形產品，了解其生產規(guī)劃與各種產品的結構，以及了一些產品的生產工藝過程，獲得了感性認識，使所學知識得到消化和吸收。在實習參觀過程中，通過老師講解及工作人員詳細介紹，學習到了不少的生產實踐知識。
在參觀實習的過程中，我們主動抓住機會與工人師傅交流，問他們一些生產過程中的注意事項和工作中的感受。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，也很注重技能的提高，互相交流學習，努力提高生產效率和質量。我感覺他們的勤奮就是我們的榜樣，在學習時要刻苦努力，在工作時要兢兢業(yè)業(yè)。努力做好本職工作的同時，繼續(xù)提高完善自己。
此次的畢業(yè)參觀實習我感覺要多看，多思考，主動請教，不懂就問。這樣可以極大的開闊了眼界，用現代化的思想武裝、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，也為自己將來定下正確的發(fā)展方向提供了經驗。激起了自己的學習斗志和工作激情，受益多多。
再次感謝學校給我們提供此次實習的機會，使我們成功地實現了從理論知識向實踐工作的過渡轉換，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。
實習評語：
指導教師：
年 月 日
實習成績評定：
備注：
畢 業(yè) 設 計
題 目： 攬 桶 機 設 計
學院： 機 械 工 程 學 院
專業(yè)：機械設計制造及其自動化班級： 0506 學號： 12
學生姓名： 張 巍
導師姓名： 胡 竟 湘
完成日期： 2009 年 6 月 9 日
畢業(yè)設計(論文)開題報告
題 目： 攬桶機設計
學 院： 湖南工程學院
專 業(yè)： 機械制造及其自動化
學生姓名： 張巍 學 號： 200502010612
指導老師： 胡竟湘
2009 年 3 月 25 日
開題報告填寫要求
1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效。
2．開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按此電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見。
3．“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于10篇（不包括辭典、手冊），其中至少應包括1篇外文資料；對于重要的參考文獻應附原件復印件，作為附件裝訂在開題報告的最后。
4．統(tǒng)一用A4紙，并裝訂單獨成冊，隨《畢業(yè)設計（論文）說明書》等資料裝入文件袋中。
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
1．文獻綜述：結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫2500字以上的文獻綜述，文后應列出所查閱的文獻資料。
文 獻 綜 述
0 引言
液壓技術近幾年發(fā)展的速度是非常迅猛的,其應用范圍極為廣泛，其中液壓起重極為常見，運用于各個生產部門。在電子技術、微機控制日益發(fā)展的今天，液壓技術已迅速滲入到各個學科領域。確切地說，液壓是電子和機械技術之間的一種技術，把傳動和控制結合起來是液壓技術發(fā)展的必然結果。液壓技術是實現現代化傳動與控制的關鍵技術之一，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。據統(tǒng)計，世界各主要國家液壓工業(yè)銷售額占機械工業(yè)產值的2%-3.5%，而我國只占1%左右，這充分說明我國液壓技術使用率較低，努力擴大其應用領域，將有廣闊的發(fā)展前景。但是近年來，液壓氣動技術面臨與機械傳動和電氣傳動的競爭。為此，必須努力發(fā)揮液壓氣動技術的優(yōu)點，克服缺點，注意和電子技術相結合，不斷擴大應用領域，同時降低能耗，提高效率，適應環(huán)保需求，提高可靠性，這些都是液壓氣動技術繼續(xù)努力的永恒目標，也是液壓氣動產品參與市場競爭是否取勝的關鍵[1]。
近年來，我國液壓氣動密封行業(yè)堅持技術進步，加快新產品開發(fā)，取得良好成效，涌現出一批各具特色的高新技術產品。北京機床所的直動式電液伺服閥、杭州精工液壓機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），均為機電一體化的高新技術產品，并已投入批量生產，取得了較好的經濟效益。北京華德液壓集團公司的恒功率變量柱塞泵，填補了國內大排量柱塞泵的空白，適用于冶金、鍛壓、礦山等大型成套設備的配套。天津特精液壓股份有限公司的三種齒輪泵，具有結構新穎、體積小、耐高壓、噪聲低、性能指標先進等特點。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、礦山機械等領域。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、無錫氣動技術研究所有限公司為各種自控設備配套的WPI新型氣缸系列都是很有特色的新產品。
在當前，液壓技術行業(yè)處在中國裝備制造業(yè)的黃金發(fā)展時期，如何進一步理清和定位自己地位作用，明確發(fā)展目標，制定發(fā)展舉措，積極主動地去配合中國裝備制造業(yè)，進而滿足國民經濟持續(xù)發(fā)展的需要，是擺在液壓技術全行業(yè)和廣大科技人員和企業(yè)管理者面前的一項非常緊迫和艱巨的使命和挑戰(zhàn)[2]。
1 液壓起重技術概念及特點
液壓起重的原理其實很簡單，即通過液體把力從一點傳到另一點。大多數液壓機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，活塞會把油向下壓，油將這個力全數傳至另一活塞，使其受力上升。液壓系統(tǒng)工作時，也液壓泵把電機傳來的回轉式機械能轉變成油液的壓力能；油液被輸送到液壓缸（或液壓馬達）后，又由液壓缸（或液壓馬達）把油液的壓力能轉變?yōu)橹本€式（或回轉式）的機械能輸出。液壓傳動在起重運輸方面運用很廣，應用實例如汽車吊、港口龍門吊、叉車、裝卸機械、皮帶運輸機等[3，4]。
2 液壓提升系統(tǒng)的組成和工作特點
液壓提升技術是一種新興施工技術, 能滿足大噸位、長距離提升的施工要求,已成功地應用于三峽工程纜索式起重機的安裝工程, 收到了省時、省力、安全、經濟的施工效果[6]。
液壓提升系統(tǒng)由承重系、動力系及控制系三大部分組成。承重系包括提升千斤頂、構件夾持器、安全夾持器及高強度、低松弛鋼絞線。動力系為帶有各式液壓閥的泵站, 它接收控制系統(tǒng)給出的指令開關電磁閥, 從而控制油路驅使千斤頂油缸、活塞的動作?？刂葡蛋ㄖ骺毓?、泵站起動箱及連接電纜, 它控制整個系統(tǒng)中各運動部件協(xié)調動作。
工作原理：以集群千斤頂為執(zhí)行機構, 以鋼絞線懸掛承重, 工作時千斤頂油缸不動, 活塞作往復運動。當下夾持器夾緊鋼絞線時, 上夾持器松開,活塞空載上升或下降, 重物不動當上夾持器夾緊鋼絞線時, 下夾持器松開, 活塞帶載上升或下降。經過一個循環(huán), 重物便上升或下降一定的高度, 如此周而復始, 直至把重物上升或下降到預定的高度。工作特點是：
（1）液壓提升系統(tǒng)與同噸位的常規(guī)吊裝機具相比, 體積小、重量輕、占用場地小, 特別適用于空間狹窄、吊裝機具無法進人的施工場合。
（2）承載用鋼絞線以卷盤供應, 在施工現場可按所需長度切取, 工藝簡單, 施工方便。
（3）可實現帶載升降與停留, 并具有多缸聯(lián)動和單缸調整功能?？筛鶕┕ぷ鳂I(yè)需要選擇手動操作或自動運行。
（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）當工作系統(tǒng)發(fā)生緊急情況時如突然停電、天氣變化, 能夠對液壓系統(tǒng)進行閉鎖, 保證提升重物和施工的安全[7]。
3 攬桶機的工作特點與組成
攬桶機是一種利用人力操縱的起重工具，它能通過人力能實現將油桶加緊并提起，在空中實現翻轉運動完成倒油。工作完成后，它能實現將油桶放下松開等功能。起重機是一種間歇動作的機械，它具有間歇重復的工作特點。在工作中，各工作機構經常處于反復啟動、制動，而穩(wěn)定運動的時間相對其他機械而言則較為短暫。
和其它液壓系統(tǒng)一樣，攬桶機主要由能源裝置，執(zhí)行元件，控制調節(jié)元件和輔助元件幾部分組成。
（1）能源裝置
把機械能轉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
把油液的液壓能轉換成機械能的元件。有作直線運動的液壓缸，或作回轉運動的液壓馬達。
（3）控制調節(jié)元件
對系統(tǒng)中油液壓力、流量或油液流動方向進行控制或調節(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，攬桶機工作機構由起升、夾緊、翻轉三部分組成：
●起升部分
由于攬桶機是人力操縱，考慮到工人連續(xù)操作的勞動強度問題。故工人的操
縱力不宜過大。而要實現提升油桶，僅靠操縱人工的力是不夠的，必須有省力機構，如滑輪組、杠桿等。
●夾緊部分
欲實現油桶的夾緊，可采用電磁夾緊、機械夾緊、液壓夾緊等方式。但考慮到油桶和旋轉部分的自重較大，靠機械夾緊可能不可靠，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。
●翻轉部分
促使油桶翻轉，實現倒油?？刹捎娩摾K、滑輪、齒輪、齒條等組合實現。
5 國內液壓起重機構的現狀及發(fā)展
目前液壓技術已在各類工程機械中廣泛應用，尤其出現了大量的全液壓工程機械。然而，與工業(yè)生產液壓設備相比，工程機械所處工作環(huán)境惡劣，具有高速，重載，能耗大，維護條件差并受到環(huán)境保護、自重和安裝空間限制等工況特點，所以對液壓系統(tǒng)在環(huán)境適應性和工作可靠性，能耗和經濟性、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代工程機械的液壓系統(tǒng)在設計時更注重綠色設計原則，堅持節(jié)能設計理論，提高產品的可靠性和維修性，同時結合現代微電子及計算機技術、傳感器技術，故障監(jiān)控與診斷技術，已取得顯著進展[8]。
雖然國內液壓起重行業(yè)近十年來隨著技術的引進、消化、吸收，有了長足的進步，產品性能、可靠性、外觀都有較大幅度的提高，但與主機發(fā)展需求，以及和世界先進水平相比，還存在不少差距，主要反映在產品品種、性能和可靠性等方面。起重技術的發(fā)展不足之處主要體現在以下方面：
（1）中小噸位起重機制造商之間競爭趨于白熱化，產品銷售利潤孔家已經被壓縮到最低限度，因為沒有合理的利潤，導致國內大部分制造商再發(fā)展的后勁不足。
（2）配套產品技術水平落后，設備不能滿足加工要求，突出表現在零件的平面度、光潔度及軸線的垂直度達不到設計要求。
（3）產品開發(fā)滯后，不能迅速形成換代產品。
（4）服務意識淡薄，不能直接面對用戶，不能完全進入市場[9]。
為數不多的幾個大型企業(yè)則在創(chuàng)新設計中快速發(fā)展，使得國內起重設備設計能力和水平逐步與國外的先進設計縮短了距離。這些企業(yè)已大量采用新的計算機新技術，二維CAD早已普及，三維設計已推廣。電氣設計采用ED等先進設計手段，引入定子調壓和變頻調速，PLC參與系統(tǒng)控制，采用了大量高新傳感元器件，實現了定位準確，操控方便，其安全可靠性也逐步提高。通過專家系統(tǒng)的應用，極大地推進了創(chuàng)新設計的進程，并且利用系統(tǒng)論和信息論等現代計算機應用技術研究成果，使得起重設備的創(chuàng)新設計開始向智能化方向發(fā)展。
6 結論
近年來隨著機械制造業(yè)的發(fā)展，液壓技術得到廣泛應用。特別是小型液壓起重設備的設計技術日趨成熟，其地位愈顯重要。此次課題是攬桶機的設計，在設計中要綜合運用以前所學過的理論知識，對攬桶機的主要工作機構部分進行設計。本次設計是基本技能的訓練，有助于提高分析問題和解決實際問題能力。攬桶機是一種低載荷起重設備，靠人力操縱現實工作。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
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畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
２．開題報告：一、課題的目的與意義；二、課題發(fā)展現狀和前景展望；三、課題主要內容和要求；四、研究方法、步驟和措施
開 題 報 告
一、課題的目的與意義
本課題為設計攬桶機，無需電源裝置，通過人力操縱，經過一系列省力機構實現油桶的夾緊、提升和翻轉。攬桶機屬于低載荷液壓起重裝置，液壓起重技術在我國起步較晚，近十年來隨著技術的引進、消化、吸收，有了長足的進步，產品性能、可靠性、外觀都有較大幅度的提高，但與主機發(fā)展需求，以及和世界先進水平相比，還存在不少差距。這類起重設備，國內技術還不夠成熟，有些技術問題還沒有解決，無法生產出滿足客戶各種要求的產品。此課題主要解決攬桶機工作中提升、夾緊、翻轉時存在的問題。在借鑒已有技術的基礎下，力求設計出綜合性能比較滿意的產品。在撰寫本論文之前，設計者學過了機械設計及液壓等基本專業(yè)知識，掌握了一般機械零部件和液壓系統(tǒng)的設計方法。現綜合運用以前所學過的這些基礎理論知識，對本課題進行設計。“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，通過認真完成此次課題，將大大提高作者分析和解決實際問題能力。
二、課題發(fā)展現狀和前景展望
物料搬運成了人類生產活動的重要組成部分，距今已有五千多年的發(fā)展歷史。隨著生產規(guī)模的擴大，自動化程度的提高，作為物料搬運重要設備的起重機在現代化生產過程中應用越來越廣，作用愈來愈大，對起重設備的要求也越來越高。起重設備正經歷著一場巨大的變革。
我國已經成為世界貿易組織的正式成員國，這對我國經濟運行的影響是廣泛而深遠的，起重機械制造業(yè)也不可避免地面臨新的機遇與挑戰(zhàn)。當前起重設備的發(fā)展趨勢分兩個方向，一是大型化，一是小型化(微型化)。隨著技術的引進、消化、吸收，有了長足的進步，產品性能、可靠性、外觀都有較大幅度的提高，小型起重設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使用便捷，操作簡單，可以極大提高工作效率，性能價格比高，有很好的市場前景。
三、課題主要內容和要求
1、課題主要內容
設計一臺攬桶機設備。確定其設計參數，完成整體設計方案和零件的詳細設計方案，以及液壓缸和整個運動機構的液壓系統(tǒng)設計。
2、課題主要要求
設計者在設計過程中要有高度的責任感，嚴肅認真，一絲不茍，以認真踏實的態(tài)度進行設計。在設計中要充分發(fā)揮自己的主觀能動性，通過設計樹立起正確的設計思想和良好的工作作風。要很好地學習和深入研究現有的資料和典型結構，并充分利用國家標準規(guī)范。既不盲目抄襲，也不脫離實際的閉門造車，應該在學習和集成現有技術資料及調查研究的基礎上加以改造和大膽創(chuàng)造。設計機構應該綜合考慮零部件制造工藝性、裝拆工藝性、操作方便性、使用安全性及產品經濟性。
四、研究方法、步驟和措施
1、查閱資料，翻譯英文資料
查找設計所需的資料，資料的內容要有深度，要具有參考意義。
2、熟練掌握設計所需的內容
運用機械制圖、機械設計、理論力學、材料力學、機械原理、機械工藝、液壓傳動等科目以及所完成過的課程設計所積累的知識。
3、具體設計步驟
（1）總體方案設計；
（2）運動分析計算；
（3）作用力分析計算；
（4）攬桶機的裝配結構設計；
（5）液壓控制的部裝圖設計；
（6）繪制零件工作圖；
（7）編寫設計說明書；
4、措施
查詢機械、液壓等相關手冊，充分利用網上的資料，同時經常與指導老師聯(lián)系交流，本著一絲不茍的心態(tài)完成此次設計。
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
指導教師意見：
1．對“文獻綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：
指導教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
年 月 日
誠 信 聲 明
本人聲明：
1、本人所呈交的畢業(yè)設計（論文）是在老師指導下進行的研究工作及取得的研究成果；
2、據查證，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，畢業(yè)設計（論文）中不包含其他人已經公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機構的學位而使用過的材料；
3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設計（論文）中的所有內容均真實、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 設計背景和意義 1
1.3 課題設計的基本思路和關鍵技術 1
第2章 總體方案設計 2
2.1 攬桶機的功能分析 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 翻轉部分 3
第3章 力和運動的分析計算 5
3.1 翻轉速度的計算 5
3.2 工作時受力的分析 5
3.3 提升力的計算 6
3.4 翻轉力的計算 7
第4章 提升部分的機構設計 8
4.1 腳踏桿的結構設計 8
4.2 液壓裝置的設計 9
4.2.1 明確系統(tǒng)設計要求 9
4.2.2 分析系統(tǒng)工況 9
4.3 提升架的結構設計 13
第5章 翻轉部分的機構設計 16
5.1 蝸桿蝸輪的形成 16
5.2 蝸桿傳動的特點 16
5.3 蝸輪蝸桿機構的分類 17
5.4 蝸桿蝸輪機構的正確嚙合條件 17
5.5 蝸桿蝸輪機構的主要參數及幾何尺寸 17
5.6 蝸桿蝸輪減速器的設計 19
5.6.1 傳動參數 19
5.6.2 蝸桿蝸輪材料 20
5.6.3 蝸桿蝸輪設計計算 20
5.6.4 確定傳動主要尺寸 20
5.7 蝸桿蝸輪減速器裝配圖設計的特點 21
第6章 夾緊部分的機構設計 23
6.1 螺旋夾緊裝置 23
6.2 偏心夾緊裝置 23
6.3 桶夾的機構設計 23
第7章 其它機構設計 25
7.1 機架的設計 25
7.2 起重鏈條的設計 25
7.3 腳輪的設計 26
7.3.1 前輪的設計 26
7.3.2 后輪的設計 27
結 論 28
參考文獻 29
致 謝 30
附 錄 32
ii
攬桶機設計
摘要：攬桶機又叫油桶翻轉車，是一種小型液壓起重機器。它適用于油桶的搬運、提升、翻轉、裝卸作業(yè)。該機器人力操作，行走穩(wěn)定，操作靈活、方便，外觀優(yōu)美，操作簡單，并具有1800翻轉倒油功能，是一種典型的人機化產品。本設計依據簡單的液壓千斤頂原理，參考一些資料，對攬桶機進行了力學分析與計算及結構的設計，將提升、夾緊、翻轉三部分作為核心設計內容，不拘一格。
關鍵詞：油桶翻轉車；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
攬桶機即手動油桶翻轉機，是一種小型液壓起重工具。它依靠人力能實現油桶的夾緊，提升，空中翻轉等功能，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，在空中將油桶翻轉倒油，待倒完油然后反向翻轉使油桶口水平，最后卸載油桶使油桶回到地面并松開夾具。由此可見，攬桶機是一種間歇動作的機械且各運動相對獨立?；谶@個特點，本課題可分為幾大模塊進行設計。
1.2 設計背景和意義
液壓技術近幾年發(fā)展的速度是非常迅猛的,其應用范圍極為廣泛，其中液壓起重極為常見，運用于各個生產部門。特別是小型液壓起重設備的設計技術日趨成熟，其地位愈顯重要?？v觀近年國內液壓起重行業(yè)，僅制造方面就存在配套產品技術水平落后，設備不能滿足加工要求等不足。突出表現在零件的平面度、光潔度及軸線的垂直度達不到設計要求。
因此，對小型起重設備（如本課題攬桶機設計）設計問題進行研究，對提高其使用效率和使用質量具有重大實用意義。
1.3 課題設計的基本思路和關鍵技術
本課題的設計思路是：將課題化整為零，分為夾緊，提升，翻轉三大模塊，分別進行設計。然后將三個部分設計出的機構連接在機架上，就完成了攬桶機的設計。
本課題設計的關鍵技術是：夾緊裝置采用螺桿夾緊，利用杠桿原理及油桶的自重實現夾緊；提升裝置采用活塞缸及單向閥，運用千斤頂液壓原理，實現油桶的提升；翻轉裝置采用蝸桿蝸輪減速器，實現扭矩的交叉?zhèn)鬟f，并要求選定的導程角小于等于當量摩擦角以達到自鎖，從而實現油桶的翻轉。
第2章 總體方案設計
2.1 攬桶機的功能分析
攬桶機是一種利用人力操縱的起重工具。它能實現利用人力將油桶夾緊并提起，在空中實現翻轉運動以完成倒油，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，根據千斤頂原理，采用一大一小兩個油缸和兩個單向閥就能實現油桶的間歇提升。雖然油桶依靠液壓力實現提升，由于攬桶機是實行人力操縱的，考慮到工人連續(xù)操作的勞動強度問題，故工人的操縱力不宜過大，并且以腳踏式為佳。而要是攬桶機能提起200kg的圓柱形油桶，光靠工人的體力操作是不可能實現的，必須設置省力機構，如杠桿等。示意圖如下：
圖2.1 機構原理圖
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；8-大油缸；9-大活塞
2.2.2 夾緊部分
要實現油桶的夾緊，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。通過轉動裝有偏心輪的軸使其轉動，從而帶動偏心輪轉動把夾緊桿一端頂起，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，在轉動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隨意轉動，保證夾緊。該方案具有鎖緊功能可以防止松動。同時為了省力，將軸套上一個小手輪，工人即可輕松方便地轉動手輪從而帶動軸轉動。能以小的回轉輸入獲得有功效的夾緊力，能通過手動操作獲得足夠的夾緊力。同時，在螺紋軸旋如孔口處擰上一個螺母，防止螺紋松動，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 翻轉部分
促使油桶的翻轉運動實現，可采用蝸桿蝸輪減速器。具體方法如下：采用一個具有自鎖功能的蝸桿蝸輪減速器。通過搖動蝸桿手柄使蝸桿轉動，進而帶動蝸輪轉動。蝸輪軸連接油桶的夾緊架，即軸的轉動使得油桶翻轉。由于自鎖功能，油桶不會自行翻轉回去。示意圖如下：
圖2.3 翻轉裝置圖
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 力和運動的分析計算
3.1 翻轉速度的計算
選定實現翻轉機構為蝸桿蝸輪減速器，考慮工人的勞動強度問題，設定工人手搖蝸桿轉速為30r/min，選定蝸桿蝸輪傳動比為40，根據公式n輪=n桿i,則蝸輪轉速為0.75r/min，即油桶的翻轉速度。
事實上并不需要持續(xù)轉動蝸輪，當油桶能以適當的流量倒油即可停止轉動，防止油的流量過大。所以選定的轉速比較合適。
3.2 工作時受力的分析
當機器工作時，受力情況如下圖所示：
已知整個機器自重G=1500N,油桶重G=2000N,各受力點間距離如上圖所示。
若要保證工作時機器不會翻到，應有
G430+ G1030F1230
帶入數據解得： F1674.8N
又FG+ G=3500N
所以當F滿足1674.8NF3500N時，機器不會翻到。
而F顯然能滿足這個條件，所以機器可以正常工作。
3.3 提升力的計算
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。
設人的腳踏力為F=200N，根據杠桿原理，則有FL= Fl, 帶入數據解得
F= F（L/l）=200(300/60) N=1000 N
根據壓強相等，應有G/[(D)]=F/[(d)]，帶入數據解得
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構的重量，所施加的力F也能滿足條件，實現油桶的提升。
3.4 翻轉力的計算
示意圖如下：
圖3.2 翻轉示意圖
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設人手的轉動力為15N，而手輪直徑長為100mm,則人施加于蝸桿的轉矩為
T=15100 Nmm=1500 Nmm
根據公式T= Ti=1500400.82 Nmm =49200 Nmm
>Gl=200020 Nmm=40000 Nmm
所以，所施加的轉動力能滿足要求，能實現油桶的翻轉運動。
第4章 提升部分的機構設計
4.1 腳踏桿的結構設計
考慮到人的勞動強度，為了更加省力，不直接把力施加到小液壓缸活塞桿上，而采用杠桿機構。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，腳踏桿設計成如下的結構比較合適，能使壓活塞桿的力增大5倍。示意圖如下：
圖4.1 腳踏桿結構圖
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。壓輪和支點部分用圓柱銷和彈性擋圈固定，能實現踏桿的靈活轉動。由于小油缸外套有彈簧并帶有一定預緊力，應在大油箱外壁的適當位置焊接一個鐵塊，擋住腳踏桿，使其不被彈簧彈上去，保持水平位置。
4.2 液壓裝置的設計
液壓系統(tǒng)是整機設計的一個重要的組成部分，液壓傳動系統(tǒng)和主機的設計是緊密聯(lián)系，二者往往是同時進行，互相協(xié)調。進行液壓系統(tǒng)設計時，必須從實際情況出發(fā)，結合各種傳動形式，借鑒前人的設計經驗，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，設計出結構簡單、操作方便、工作可靠、成本低、效率高、維修方便的液壓傳動系統(tǒng)。
液壓系統(tǒng)的設計步驟大致如下：
1．明確系統(tǒng)設計要求；
2．分析系統(tǒng)工況；
3．確定執(zhí)行元件主要參數；
4．計算和選擇液壓元件；
5．驗算液壓系統(tǒng)的主要性能。
各步驟之間是相互關聯(lián)，常常須穿插進行，經反復修改才能完成。
4.2.1 明確系統(tǒng)設計要求
液壓機械對液壓傳動系統(tǒng)的要求是完成液壓傳動系統(tǒng)設計的主要根據，是設計中必須達到的要求。主要包括以下幾個方面：
1．主機的用途、性能指標、工藝流程、工作特點、總體布局，主機對液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件在位置和空間尺寸的限制；
2．主機的工作循環(huán)、系統(tǒng)須完成的動作形式、工作范圍、動作順序、動作間的互鎖關系、負載和運動速度的大小、變化范圍；
3．執(zhí)行元件動作控制方式、控制精度要求；
4．綜合考慮主機的總體設計，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．經濟性和成本、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在工作過程中各液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的負載和運動速度的變化規(guī)律，它包括運動分析和負載分析。
運動分析是按工作要求和執(zhí)行元件的運動規(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進行確定。
表5.1 液壓執(zhí)行元件的形式、特點和應用場合
型式
特點
應用場合
液壓缸
活塞缸
雙桿
兩桿直徑相等時，往返速度和輸出力相等，直徑不等時，往返速度和輸出力不等
雙向往返直線運動
單桿
一般連接時往返速度和輸出力不等，差動連接時可實現快速運動；d=0.707D差動連接，往返速度相等
雙向往返直線運動
柱塞缸
結構簡單，制造容易
長行程，單向工作
伸縮式
行程是缸長的數倍，節(jié)省安裝空間
長行程
擺動缸
單葉片缸轉角小于300 °，雙葉片缸轉角小于150°
往復擺動運動
負載分析是確定各液壓執(zhí)行元件的負載大小和方向，并分析各執(zhí)行元件運動過程中的振動、沖擊及過載能力等情況。液壓系統(tǒng)承受的負載可由主機的規(guī)格確定，可由樣機通過實驗測定，也可由理論分析確定。在分析負載組成時，必須做到理論分析與實際相吻合。
一般來說，液壓缸承受的負載包括：工作負載Fw，導向摩擦負載F，慣性負載，重力負載Fg，密封負載Fs和背壓負載F。
1．工作負載FW
不同的機器有不同的工作負載。工作負載與液壓缸運動方向相反時為正值，方向相同時為負值。
2. 摩擦負載F
摩擦負載是指液壓缸驅動運動部件時所受的摩擦阻力，分動、靜摩擦阻力。
3．慣性負載
慣性負載是運動部件在啟動加速或制動減速時的慣性力，其值可按牛頓第二定求出。
4．重力負載Fg
向上運動為正負載，向下運動為負負載。
5．密封負載 Fs
密封負載是指液壓缸密封裝置的摩擦力，一般通過液壓缸的機械效率加以考慮，常取機械效率值為。
6．背壓負載Fb
背壓負載Fb是指液壓缸回油腔壓力所造成的阻力。需在缸結構及液壓系統(tǒng)方案確定后才算出Fb，因此在負載計算時可暫不考慮。
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
執(zhí)行元件的主要參數包括壓力、流量和功率。通常，首先選擇執(zhí)行元件工作壓力（也稱設計壓力或系統(tǒng)壓力）并按最大負載和選定的工作壓力計算執(zhí)行元件的主要幾何參數，然后根據對執(zhí)行元件的速度（或轉速）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載荷大小和設備類型而定，還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經濟條件及元件供應情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低。勢必要加大執(zhí)行元件的結構尺寸，對某些設備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不經濟；反之，壓力選得過高，對泵、缸、閥等元件的材質、密封、制造精度也要求高，必然要提高設備的成本。一般來說，對于固定的尺寸不太受限制的設備，壓力可以選低一些，行走機械重載設備壓力要選得高一些。具體可根據負載圖中的最大負載來選?。ㄒ姳?.2），也可根據主機的類型來選?。ㄒ姳?.3）。
表5.2 按負載選擇液壓執(zhí)行元件的工作壓力
負載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 按主機類型選擇液壓執(zhí)行元件的工作壓力
主機類型
機床
農業(yè)機械小型工程機械工程機械輔助機構
塑料機械
液壓機中、大型工程機械起重運輸機械
磨床
組合機床
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)行元件主要參數的確定
液壓缸缸筒內徑、活塞桿直徑及有效面積是其主要結構參數。根據最大負載和初選壓力及估取的機械效率算出有效面積或排量。
1.計算大液壓缸的主要結構尺寸
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。其值根據回路的具體情況而定，初算時可參照表9-4取值，差動連接時要另行考慮；
—缸筒內徑；
—活塞桿直徑；
根據表5.2、5.3，分析實際情況選定的參數=1350N，P=1MPa,P=0。將數據帶入公式解得：D=41.61mm,按GB/T2348-1993規(guī)定的液壓缸內徑尺寸系列圓整成標準值。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
回油路設置有背壓閥系統(tǒng)
0.5~1.5
帶補油泵的閉式系統(tǒng)
0.8~1.5
回路較復雜的工程機械液壓系統(tǒng)
1.2~3
回油路較短，且直接接回油箱
初算時背壓可以忽略不計
2.活塞桿直徑的確定
根據表5.5，結合實際情況，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.小液壓缸主要參數的確定
選定液壓缸內徑為18mm,選擇活塞桿直接與缸內壁接觸，用橡膠圈密封。如下圖所示：
圖4.2 腳踏桿結構圖
1-活塞桿；2-防塵密封圈；3-油缸；4-O型橡膠密封圈
4.3 提升架的結構設計
示意圖如下：
圖4.3 提升架結構圖
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
將一個鏈輪機構安裝在活塞桿上，當活塞桿被頂起時，鏈輪架也被頂起。由于鉸鏈長度一定，鉸鏈一端固定在機架上，另一端固定在提升架上。在向上升起的過程中，鏈輪會轉動，將連接提升架的一邊的鉸鏈轉到另一邊，這樣這邊的鉸鏈就越來越短，就把提升架向上拉起，從而實現油桶的上升運動。
整個提升架焊接而成，上面可以安裝蝸桿蝸輪減速器，并且安裝有滾輪。當提升架上下移動時，滾輪在立柱導軌內滾動，減小摩擦力，同時是提升油桶時不會發(fā)生搖晃，保證穩(wěn)定提升。
第5章 翻轉部分的機構設計
翻轉部分采用蝸桿蝸輪減速器裝置，人力手搖實現。
5.1 蝸桿蝸輪的形成
蝸桿蝸輪機構實質上時交錯軸斜齒輪機構的正交傳動，其蝸桿可認為是一個齒數少、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；而蝸輪的齒數很多、直徑大、螺旋角β很小，可視為一個寬度不大的斜齒輪，稱為蝸輪。這樣的交錯軸斜齒輪機構傳動時，其齒廓間仍應為點接觸。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相同的滾刀（兩者的差別僅在于蝸桿滾刀的外徑比標準蝸桿外徑稍大，以便加工出頂隙）范成加工蝸輪，并用徑向進刀，這樣加工出來的蝸桿與蝸輪傳動時，其齒廓間為線接觸，可傳遞較大的動力。這樣的傳動機構稱為蝸桿蝸輪機構，它既是一種齒輪傳動，又具有螺旋傳動的某些特點。
5.2 蝸桿傳動的特點
蝸桿傳動式用來傳遞空間交錯軸之間的運動和動力的，它由蝸桿、蝸輪和機架組成。蝸桿軸與蝸輪軸交錯的夾角Σ可以是任意角度，但常用Σ=90°。該傳動廣泛引用于各種機器和儀器設備中，通常用作減速傳動（蝸桿為主動件），傳動功率一般應在50kW以下（最大可達1000kW左右），齒面間相對滑動速度v應在15m/s以下（最高達35m/s）。
蝸桿傳動的主要優(yōu)點有：（1）傳動比大，結構緊湊。傳遞動力時，一般i=8-100；傳遞運動或分度機構中，i可達1000；（2）蝸桿傳動相當于螺旋傳動，多為齒嚙合傳動，故傳動平穩(wěn)、振動小、噪聲低；（3）當蝸桿的導程角小于當量摩擦角時，可以實現反向自鎖，即具有自鎖性。
其主要缺點有：(1)因傳動時嚙合齒面間相對滑動速度大，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，其效率η<0.5。所以不宜用于大功率傳動；（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，安裝時對中心距地尺寸精度要求較高。
5.3 蝸輪蝸桿機構的分類
根據蝸桿形狀的不同，蝸桿蝸輪機構可分為三大類：圓柱蝸桿機構、環(huán)面蝸桿機構和圓錐蝸桿機構。圓柱蝸桿機構又可分普通圓柱蝸桿機構和圓弧圓柱蝸桿機構兩類。
普通圓柱蝸桿機構用直線刀刃加工，兩側刀刃夾角一般為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 蝸桿蝸輪機構的正確嚙合條件
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的中間平面。由于蝸輪加工的特點，在中間平面內，蝸桿蝸輪傳動相當于齒輪齒條傳動。而中間平面對蝸桿來說是軸面，對蝸輪來說是端面。故蝸桿傳動的正確嚙合條件為：在中間平面內蝸桿蝸輪的模數和壓力角應分別相等，且等于標準值，即：
m=m=m
==
式中m、分別為蝸桿的軸面模數和壓力角；m、分別為蝸輪的端面模數和壓力角。
當交錯角Σ=90°時，還必須滿足=，且蝸輪與蝸桿旋向相同。
5.5 蝸桿蝸輪機構的主要參數及幾何尺寸
（1）壓力角和模數
國標GB10087-88規(guī)定，阿基米德蝸桿的壓力角α=20°。在動力傳動中，允許增大壓力角，推薦用α=25°；在分度傳動中，允許減小壓力角，推薦用α=15°或12°。蝸桿模數系列與齒輪模數系列有所不同，蝸桿模數m見表5.1。
表5.1 蝸桿模數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）蝸桿導程角
設蝸桿的頭數為z,分度圓直徑為d,軸向齒距為p?，F將分度圓柱展開，可求得蝸桿的導程角為
tan===
傳遞動力時=15°-30°采用多頭蝸桿，要求自鎖時（嚙合齒輪間當量摩擦角），采用單頭蝸桿。
（3）蝸桿直徑系數q
在上式中若模數m、導程角 一定時，齒數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，這樣蝸輪滾刀的數目將增多。為了限制滾刀數量，對每一個模數，規(guī)定了標準分度圓直徑d（見表5.2），而將直徑d與模數m的比值用q表示，q稱為蝸桿的直徑系數，則
Q==
當模數m一定時，直徑系數q增大、蝸桿直徑d增大、蝸桿剛度增大，另外直徑系數q增大、導程角增大、效率η降低，故設計時應全面考慮。
表5.2 蝸桿分度圓直徑與其模數的匹配標準系列
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z和蝸桿頭數z
一般取蝸桿頭數z=1-10，推薦z=1-6。當要求傳動比i大且要求自鎖時，蝸桿頭數z取小值；當要求效率η高時，則蝸桿頭數z取大值。而蝸桿齒數一般根據傳動比來定，其z= i z，一般取z=29-70。具體可參考表5.3。
表5.3 蝸桿頭數和蝸輪齒數的薦用值
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）蝸桿蝸輪機構的幾何尺寸計算
蝸桿分度圓直徑d根據其模數m由表5.2選定，其余幾何尺寸計算見表5.4。
表5.4 蝸桿蝸輪機構的幾何尺寸計算
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=
傳動比
i
5.6 蝸桿蝸輪減速器的設計
5.6.1 傳動參數
蝸桿類型：根據GB/T?10085-1988的推存，采用漸開線蝸桿（ZA）。
蝸桿轉速n1：30r/min
蝸輪轉速n2：0.75r/min
使用壽命：46080小時
蝸桿頭數z1：1
蝸輪齒數z2：40
傳動比i：40
5.6.2 蝸桿蝸輪材料
蝸桿材料：根據庫存材料的情況，并考慮到蝸桿傳動傳遞的功率不大，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：根據滑動速度蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。
5.6.3 蝸桿蝸輪設計計算
1、按接觸疲勞強度設計
（1）蝸輪轉矩T2
初估η=0.82，由前章節(jié)可知，T2=49200 Nmm
（2）載荷系數K
查手冊，取K=1.1
（3）材料系數ZE=155
（5）許用接觸應力[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,帶入數據解得：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 確定傳動主要尺寸
查手冊，將已知數據帶入公式可得：
實際中心距a：46mm
齒根高系數ha*：1
齒根高系數c*：0.2
蝸桿模數m：1.6
蝸桿直徑系數：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x2：-2.5
蝸桿導程角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計的特點
蝸桿蝸輪減速器裝配圖的設計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，因此繪制轉配圖需在主視圖和側視圖上同時進行。在設計時，應仔細閱讀《機械設計課程設計》的相關設計內容。
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-調整墊片；8-油塞；9-墊圈；10、17-軸承；11-鍵；12-游標；16-蝸輪；18-蝸輪軸
第6章 夾緊部分的機構設計
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現夾緊的機構，稱為螺旋夾緊裝置。
螺旋夾緊裝置不僅結構簡單，容易制造，而且由于螺旋相當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，是應用最廣泛的一種夾緊裝置。其缺點是夾緊動作慢。
6.2 偏心夾緊裝置
用偏心件直接或間接夾緊工件的機構，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是結構簡單、操作方便、夾緊迅速，缺點是夾緊力和夾緊行程小。
6.3 桶夾的機構設計
整個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
整個夾緊機構由夾緊裝置和支架構成，夾緊裝置通過螺栓連接到支架上。操作時，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。
該設計方案最大的特征就是綜合運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 其它機構設計
7.1 機架的設計
合理的選擇機架的材料和正確設計其結構形式及尺寸，是減小機器質量、節(jié)約金屬材料、提高工作精度、增強機器剛度及耐磨性等的重要途徑。
機架鋼材全部采用焊接方式聯(lián)接，焊接具有強度高、工藝簡單，聯(lián)接所增加的質量小、人工勞動條件較好等優(yōu)點，以焊代鑄可以大量節(jié)約金屬，采用焊接制造機架一般比較經濟。
機架結構如下圖所示：
圖7.1 機架結構圖
7.2 起重鏈條的設計
按用途鏈可分為傳動鏈、起重鏈和輸送鏈3種。本機器由于是低速傳動，所以可用滾子鏈起重，并可以設當加大節(jié)距。
滾子鏈結構如下圖所示：
圖7.2 滾子鏈示意圖
1-滾子；2-套筒；3-銷軸；4-內鏈板；5-外鏈板
它由滾子1、套筒2、銷軸3、內鏈板4和外鏈板5所組成。內鏈板和套筒之間、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。當內、外鏈板相對繞曲時，套筒可繞銷軸自由轉動。滾子是活套在套筒上的，工作時，滾子沿鏈輪齒廓滾動，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，內外鏈板間應留少許間隙，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，以便它的各個橫截面具有接近相等的抗拉強度，同時也減小了鏈的質量。
此外，為了減輕鏈條鉸鏈的磨損，延長其使用壽命，應采用油刷或油壺人工定期潤滑。
7.3 腳輪的設計
7.3.1 前輪的設計
前輪與機架連接方式如下圖所示：
圖7.3 前輪裝配圖
1-機架；2-輪；3-螺母；4-彈簧墊圈；5-彈性擋圈；6-螺栓
該實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 后輪的設計
后輪與機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-機架；10-輪
后輪材料及與機架連接方式均與前輪相同。
結 論
畢業(yè)設計是機械設計制造及其自動化專業(yè)教學計劃的一個重要組成部分，是各教學環(huán)節(jié)的繼續(xù)深化和檢驗，其實踐性和綜合性是其他教學環(huán)節(jié)所不能替代的，通過畢業(yè)設計使學生獲得綜合訓練，對培養(yǎng)學生的實際工作能力具有十分重要的作用。
畢業(yè)設計還是高等學校工科學院學生畢業(yè)前進行的全面綜合訓練，是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識與技能解決實際問題的教學環(huán)節(jié)，是學生在校獲得的最后訓練機會，也是對學生在校期間所獲得知識的體驗。
這次設計貫穿了所學的專業(yè)知識，綜合運用了各科專業(yè)知識，從中使我學習了很多平時在課本中未學到的或未深入的內容.我相信這次設計對以后的工作學習都會有很大的幫助。
由于自己所學知識有限，而機械設計又是一門非常深奧的學科，設計中肯定存在許多的不足和需要改進的地方，希望老師指出，在以后的學習工作中去完善它們。
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致 謝
本課題是在胡竟湘老師的悉心指導和熱情關懷下完成的，在此謹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)設計任務書時覺得比較簡單并且不以為然，可是當著手設計時，我才發(fā)現畢業(yè)設計不是我想象的那樣，它具有一定的難度。構思方案就花了幾天時間，搜索了很多資料并且和老師討論后才有點眉目，明白攬桶機到底應該是什么樣子。由于學期之初要準備研究生復試，用去了小半學期，動手畫圖時我就知道最后這段時間將會是我這四年中最忙的日子，并且會有無數難料的困難等著我。今天終于完成了我的畢業(yè)設計，回想這個學期真的不容易。所幸研究生被錄取而畢業(yè)設計業(yè)終于完成了。這一切都幸虧有很多老師的關心和幫助以及帶我畢業(yè)設計的胡老師的理解和關切。在這里我要感謝在畢業(yè)設計過程中給過我?guī)椭乃腥?，特別是我的指導老師—胡老師。
在設計過程中，我每做完一點就要讓胡老師幫我檢查，指出錯誤并提出修改意見。每幅圖都要麻煩胡老師看幾遍，我總是犯很多相同的小錯，大的錯誤就更不用說了。但胡老師總時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前，我都有點緊張，但檢查結束后我總是會感到很輕松。因為胡老師在給我檢查時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)設計時遇到了很多困難，但有胡老師的熱情幫助和關心，整個畢業(yè)設計的過程感覺總是很輕松。
畢業(yè)設計是在一個設計—修改—再設計—再修改中反復進行的，因此，回想整個畢業(yè)設計的過程，其中的艱辛只有自己能體會。經過本次畢業(yè)設計，我鞏固了機械設計、機械原理、理論力學、液壓傳動、機械制圖、機械制造技術、工藝工裝設計等專業(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)設計對我來說，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！
整個畢業(yè)設計過程比較辛苦，我甚至熬過通宵。但是胡竟湘老師比我還辛苦！單單我一個學生，每天都帶著很多問題找她指導，每做一部分內容便找她檢查。每天她都幾乎全天在教研室，門庭若市，身邊的同學幾乎沒有斷過。指導完了一個，馬上指導下一個，根本沒有休息時間。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們，為同學解答問題。她也是個很和藹的老師。有一次開學我睡過頭了，她并沒有罵我，甚至沒有重語指責，只是面帶微笑的建議我，并且鼓勵我。我輩真是三生有幸遇到了這樣一個好老師。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！
再有要感謝一起學習生活的同學們，與他們的一次次交流使我得以不斷進步和提高。
我能夠專心學習，順利完成學業(yè)，與我的父母的培養(yǎng)、鼓勵和支持是分不開的，在此向他們表示最誠摯的感謝！
感謝文中所引用文獻的所有作者們！再次感謝所有關心、支持和幫助過我的老師、同學和朋友們！
附 錄
附錄1：攬桶機整體裝配圖(LTJ00)
附錄2：機架焊接圖(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)