半自動(dòng)負(fù)重爬樓器設(shè)計(jì)

半自動(dòng)負(fù)重爬樓器設(shè)計(jì)-載人及運(yùn)貨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要現(xiàn)如今，隨著經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展中國在科技技術(shù)方面攻下一個(gè)又一個(gè)難關(guān)，盡管如此，在半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)制造這一方面，中國的技術(shù)水平仍與國外先進(jìn)水平國家有很大差距。在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)意在使多功能半自動(dòng)負(fù)重爬樓器（以下簡(jiǎn)稱為爬樓器）可以滲入普通家庭的日常生活中。本文首先初步的設(shè)計(jì)了爬樓器的結(jié)構(gòu)框架，之后又分析爬樓器結(jié)構(gòu)的，計(jì)算方法和其幾種方案的選擇原則，根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)計(jì)檢查支架裝置，并選擇其主要部件。普通型半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)由：車體、電機(jī)、輔助輪、操控單元、電池、爬升機(jī)構(gòu)六個(gè)主要部件組成。簡(jiǎn)單的輔助爬樓結(jié)構(gòu)已不滿足于現(xiàn)狀，半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)逐漸向長(zhǎng)距離、高速度、低摩擦等方向發(fā)展。在本次設(shè)計(jì)中，爬樓機(jī)結(jié)構(gòu)還有待提高，但其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了生活中的需求關(guān)系與適用范圍，為后續(xù)設(shè)計(jì)工作以及改進(jìn)方向提供了改良建議。關(guān)鍵詞：半自動(dòng)輔助爬樓；多功能；運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Semi-automaticloadcrawler-structuraldesignformanandfreightAbstractNowadays,withthedevelopmentofeconomyandscienceandtechnology,Chinahasovercomeonedifficultyafteranotherintheaspectofscienceandtechnology.However,intheaspectofthestructuremanufacturingofsemi-automaticloadcrawler,thetechnicallevelofChinastilllagsfarbehindthatofforeignadvancedcountries.Inthisgraduationproject,thepurposeistomakethemulti-functionsemi-automaticweight-bearingstaircrawler(hereinafterreferredtoasthestaircrawler)infiltrateintothedailylifeofordinaryfamilies.Inthispaper,thestructuralframeworkofthecrawlerisbrieflysummarizedatfirst,thenthecalculationmethodandselectionprincipleofthecrawlerstructureareanalyzed,thebracketdeviceischeckedaccordingtothedesigncriterionandcalculationbasis,andthemaincomponentsareselected.Thestructureoftheordinarytypesemi-automaticloadelevatoriscomposedofsixmainparts:thebodyofthevehicle,themotor,thetrainingwheels,thecontrolunit,thebatteryandtheclimbingmechanism.Thesimpleauxiliarystructureisnolongersatisfiedwiththestatusquo.Thesemi-automaticload-bearingstructuregraduallydevelopstothedirectionoflongdistance,highspeedandlowfriction.Inthisdesign,thestructureofthemachinestillneedstobeimproved,butitsstructuredesignreflectstheneedsoflifeandthescopeofapplication,forthefollow-updesignworkandimprovementdirectiontoprovideimprovedSuggestions.Thestructuraldesignofsemi-automaticload-bearingclimbingdevicerepresentsthegeneralprocessofdesign,whichhascertainreferencevaluefortheselectionoffuturedesignwork.Keywords:semi-automaticloadclimbingdevicestructuretransmissiondeviceclimbing目錄1前言 11.1本設(shè)計(jì)的目的、意義及應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求 11.2本設(shè)計(jì)在國內(nèi)外的發(fā)展概況及存在的問題 11.3本設(shè)計(jì)應(yīng)解決的主要問題 31.4

國外研究現(xiàn)狀 31.5

國內(nèi)研究現(xiàn)狀 32負(fù)重爬樓器的總體設(shè)計(jì)方案 52.1方案一：曲柄滑塊裝置 52.1.1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng)計(jì)算 62.1.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)受力分析 72.2方案二：滾輪 82.3兩方案選擇 92.4分析問題 102.5設(shè)計(jì)過程 112.5.1研究的基本思路和方法 112.5.2技術(shù)路線： 113負(fù)重爬樓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 123.1負(fù)重爬樓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 123.1.1半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)的安裝注意事項(xiàng) 173.1.2支架斷面設(shè)計(jì)方案 183.2整體支架強(qiáng)度的計(jì)算 193.3計(jì)算車體的最大載荷 223.4支架變形度計(jì)算 233.5半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)材料介紹及選擇 253.6車輪外車胎的選擇 263.7半自動(dòng)負(fù)重爬樓器電動(dòng)機(jī)及電池的選擇 264載重機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 274.1計(jì)算工作循環(huán)中的最大載荷 274.2軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 284.3確定軸的最小直徑 284.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 294.5軸的強(qiáng)度計(jì)算 294.6支架軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 305結(jié)論 31參考文獻(xiàn) 32謝辭 33PAGE11前言輔助爬樓機(jī)是一種輔助行動(dòng)不便的人群進(jìn)行上下樓的設(shè)備，它具有便捷性和穩(wěn)定性，用電機(jī)的傳動(dòng)來進(jìn)行爬高、輸出軸直接或者傳動(dòng)到另外設(shè)備而后聯(lián)系起來，用來傳遞向上的或者升高的動(dòng)力。其主要功能是在電梯不允許或沒有電梯的情況下，可以使人或貨物進(jìn)行爬高或者平移。為了滿足爬樓機(jī)器的結(jié)構(gòu)框架在工作過程中，可以適用于各種不同情況的工況要求。我們采用無級(jí)變速傳動(dòng)和定傳動(dòng)比同有級(jí)傳動(dòng)相比，可以根據(jù)爬樓機(jī)實(shí)際情況實(shí)際環(huán)境的特定需求上，在特定范圍內(nèi)連續(xù)變換動(dòng)力和速度，用來適應(yīng)各種不同環(huán)境下的爬樓需求，載人和載貨的切換基本滿足了家庭的日常使用，單人操作更是增加了便攜性。1.1本設(shè)計(jì)的目的、意義及應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求主要是處理考慮在執(zhí)行爬樓動(dòng)作時(shí)設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性這是最關(guān)鍵的內(nèi)容，遙控設(shè)備的操作簡(jiǎn)單程度和需求者者的舒適度和載貨的便捷性,第一步我們對(duì)爬樓機(jī)進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)和選擇,主要包括我們?cè)O(shè)計(jì)的爬樓機(jī)，需要滿足的最低技術(shù)要求，機(jī)械結(jié)構(gòu)，爬樓過程，多種用法的轉(zhuǎn)換的方案設(shè)計(jì)。目前老舊小區(qū)電梯覆蓋率還是很低，老舊小區(qū)等安裝外跨電梯存在成本高，鄰里關(guān)系難以協(xié)調(diào)等問題，現(xiàn)在世面存在的輔助爬樓機(jī)的形式繁多，樓梯式滑軌輔助電梯：多數(shù)存在與地下通道等基礎(chǔ)設(shè)施無電梯的樓梯邊。輪式輔助爬樓機(jī)：多數(shù)用于家庭。履帶式輔助爬樓機(jī)；存在于輔助機(jī)器人等。本設(shè)計(jì)目的在于便攜性和單人使用能力的提高，旨在適應(yīng)多種地形和樓梯，適用于家庭的搬運(yùn)貨物以及幫助行動(dòng)不便的人群上下樓。需要達(dá)到：輕便，降低成本，便于操作，可以進(jìn)行快速切換，耐用可靠等要求。1.2本設(shè)計(jì)在國內(nèi)外的發(fā)展概況及存在的問題爬樓機(jī)在現(xiàn)在城市出行中有著不可或缺的地位，在基礎(chǔ)公共設(shè)施的不完全完善和使用率無法達(dá)到最大化的背景下，單人載人載貨的設(shè)計(jì)增加了不方便出行人群的出行選擇。存在的問題是：對(duì)爬樓梯機(jī)在平地操作時(shí)和爬樓升降運(yùn)動(dòng)下進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,從而得到爬樓機(jī)，所需要的最大工作扭矩,根據(jù)得出的最大扭矩，我們可以設(shè)計(jì)選擇出最合適的匹配驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);再進(jìn)行分析驗(yàn)證爬樓機(jī)在工況時(shí)的承載能力和穩(wěn)定性;對(duì)相應(yīng)的部件進(jìn)行受力的分析，從而找出最優(yōu)的方案,用來檢查檢驗(yàn)了小組所制造的機(jī)器再在爬樓運(yùn)動(dòng)過程中，的穩(wěn)定性和各種參數(shù)的是否合格，具有更好的更舒適的體驗(yàn)和良好的操控。在貨物和載人切換的可靠性分析。在降低成本的同時(shí)，如何做到更輕，更具有性價(jià)比。操作的便攜性。半自動(dòng)負(fù)重爬樓器誕生于1795年，歷經(jīng)兩個(gè)世紀(jì)的洗禮后在運(yùn)輸行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。

其發(fā)展尤為顯著的是在第三次工業(yè)革命，新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用的影響下半自動(dòng)負(fù)重爬樓器進(jìn)入了一個(gè)新紀(jì)元。

現(xiàn)如今，各個(gè)國家和行業(yè)的主要發(fā)展對(duì)象和技術(shù)攻關(guān)已經(jīng)包含了方方面面，例如爬樓能力、爬樓距離、續(xù)航能力、經(jīng)濟(jì)效益等等。

半自動(dòng)負(fù)重爬樓器是一種爬樓工具。其特點(diǎn)是利用軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)的爬樓機(jī)的傳遞動(dòng)力呈現(xiàn)一種較為線性高效快捷的上升模式。和半自動(dòng)負(fù)重爬樓器圓管形半自動(dòng)負(fù)重爬樓器。

與其他爬樓設(shè)備（如機(jī)車類）相比，半自動(dòng)負(fù)重爬樓器不僅具有長(zhǎng)距離連續(xù)爬樓的能力，而且運(yùn)行可靠。其最大的優(yōu)點(diǎn)在于易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可以集中控制，大大提升了爬樓效率。正因如此，高效的半自動(dòng)負(fù)重爬樓器成為半自動(dòng)負(fù)重爬樓器高效開采機(jī)電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備。在中國，被生產(chǎn)的半自動(dòng)負(fù)重爬樓器共約1200000臺(tái)。大批量、長(zhǎng)距離、高效率已成為半自動(dòng)負(fù)重爬樓器發(fā)展的大勢(shì)所趨。

（1）大型化、提高爬樓能力

為了適應(yīng)高產(chǎn)、高效、集約化生產(chǎn)的需要，要提高半自動(dòng)負(fù)重爬樓器的爬樓能力，長(zhǎng)距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的必然條件。在今后10

年內(nèi)爬樓能力要提高到3000

～10000

t/h,帶速提高至5～8mm

/

s,爬樓齒合面對(duì)于可伸縮半自動(dòng)負(fù)重爬樓器爬樓距離要達(dá)到600mm以上,對(duì)于鋼板芯強(qiáng)力半自動(dòng)負(fù)重爬樓器須達(dá)到1400mm以上,單臺(tái)爬樓盤功率要達(dá)到1000～2500kW

以上。

(2)

提高性能和可靠性

（1）規(guī)模，提高爬樓能力

（2）提高爬樓的性能和可靠性

整個(gè)裝置的可靠性主要取決于半自動(dòng)負(fù)重爬樓器的性能和可靠性。在現(xiàn)在的中國國內(nèi)市場(chǎng)主要是小型的，各生產(chǎn)廠家一直沒有研究出來大型的，高效的專業(yè)爬樓器。現(xiàn)在只有不斷的在之前基礎(chǔ)上改良改進(jìn)，沒有更加合理的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，材料和結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展是我們現(xiàn)在的快速增長(zhǎng)的首要任務(wù)。

（3）增加新公用，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)機(jī)器多種用途

半自動(dòng)負(fù)重爬樓器是連續(xù)爬樓的理想設(shè)備，但現(xiàn)實(shí)中并沒有完全發(fā)揮作用?？梢酝ㄟ^修改半自動(dòng)負(fù)重爬樓器的結(jié)構(gòu)，同時(shí)增加一些安全措施，從而擴(kuò)大運(yùn)作范圍。運(yùn)作方式可分為單向爬樓或雙向爬樓功能。可將半自動(dòng)負(fù)重爬樓器融入進(jìn)日常生活，例如幫助殘障人士或老人等行動(dòng)不方便同時(shí)沒有安裝電梯條件的人，幫助這一類人群優(yōu)化日常生活。一機(jī)多用，經(jīng)濟(jì)效益最大化的同時(shí)提高人民幸福水平。

(4)

開發(fā)專用

為了高效傳送，本次設(shè)計(jì)了半自動(dòng)負(fù)重爬樓器專用機(jī)型。以下介紹半自動(dòng)負(fù)重爬樓器專用圓盤的主要設(shè)計(jì)參數(shù)及相關(guān)計(jì)算。1.3本設(shè)計(jì)應(yīng)解決的主要問題過對(duì)半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型分析,實(shí)地探索確定一個(gè)合適合理的車體結(jié)構(gòu)框架,對(duì)初步設(shè)計(jì)的車體進(jìn)行動(dòng)態(tài)的分析;確定建造出來的爬樓機(jī)可以相對(duì)穩(wěn)定高效的進(jìn)行一個(gè)爬升的動(dòng)作,座椅的穩(wěn)定和載物平臺(tái)的穩(wěn)定是我們的首要保證目標(biāo)，并運(yùn)用SolidWorks軟件完成前期的車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和各部件擺放的初步計(jì)劃;運(yùn)用相對(duì)應(yīng)的軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)的分析,通過設(shè)計(jì)和前期的軟件實(shí)地分析，小組討論得出結(jié)論,確定和驗(yàn)證了我們的設(shè)想和前期設(shè)計(jì)的可行性可操作性。1.4

國外研究現(xiàn)狀國外從17

世紀(jì)開始半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)的研究與生產(chǎn)，在19

世紀(jì)歐洲工業(yè)革命時(shí)期，半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)得到迅速發(fā)展，到本世紀(jì)，半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)發(fā)展到一個(gè)較高水平。

美國公司生產(chǎn)的200多種半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)，其制作材料較全，技術(shù)水平較高，通用化程度較高，新研制FF

型雙頻率爬樓，采用了不同速度的爬樓器。日本公司和海因勒曼公司都研制了雙傾角的半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)。日本的一些公司成功研究出了成三路分配器供給料，使用一臺(tái)高速電機(jī)來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。日本的東海株式會(huì)社和，英國的公司等一起合作研究生產(chǎn)出了垂直的料流爬樓，大規(guī)模的運(yùn)用到工廠中，巧妙的把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，旋回運(yùn)動(dòng)等各種運(yùn)動(dòng)巧妙的結(jié)合起來，對(duì)細(xì)料的分級(jí)有著高效快捷的運(yùn)送方式，大大減少了人工的壓力增快了生產(chǎn)線的效率。在前蘇聯(lián)研制了一種，多功能的高效直線半自動(dòng)負(fù)重爬樓器，結(jié)構(gòu)優(yōu)良的自同步直線，全自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)。1.5

國內(nèi)研究現(xiàn)狀由于中國工業(yè)發(fā)展較緩慢，基礎(chǔ)比較薄弱，理論研究和技術(shù)水平較落后。我國半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)的發(fā)展是本世紀(jì)近50

年的事情，這期間，仿制了前蘇聯(lián)的I

系列半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)、D

型搖動(dòng)爬樓；波蘭的GD半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)、CE

型搖動(dòng)爬樓和GH型吊式直線半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)。這些半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)仿制成功，為我國半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并培養(yǎng)了一批技術(shù)人員。以下是一些國內(nèi)外現(xiàn)有的爬樓機(jī)設(shè)計(jì)圖1.1履帶式圖1.2滾輪式2負(fù)重爬樓器的總體設(shè)計(jì)方案2.1方案一：曲柄滑塊裝置機(jī)器的傳動(dòng)部分是由電動(dòng)機(jī)，連桿，曲柄，滑塊，導(dǎo)軌來裝配，保證車體的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)部分的原理圖如圖1所示。曲柄、滑塊、導(dǎo)軌及其連桿組成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由電動(dòng)機(jī)連接曲柄帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)曲柄滑塊的運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)功能，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)整體圖如圖2所示。使用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動(dòng)能的傳遞，結(jié)構(gòu)相比于現(xiàn)有設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，便于前期的組裝和生產(chǎn)和后期的維修檢查，提高生產(chǎn)使用效率。圖2.1滑塊原理圖圖2.2滑塊原理圖2.1.1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng)計(jì)算圖2.3曲柄滑塊結(jié)構(gòu)圖對(duì)于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，使用對(duì)心曲柄機(jī)構(gòu)時(shí)，處于極限位置時(shí)沒有豎直分力，無法提供動(dòng)力使半自動(dòng)負(fù)重爬樓器爬樓，故選用偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)?？紤]臺(tái)階高度，選用行程s=200，為計(jì)算方便，使滑塊處于極限位置時(shí)與平面夾30度角，即θ=30°。所示。所以e=（l-r）sin30°考慮爬樓裝置實(shí)用尺寸，取e=100,r=100,即l=30傳動(dòng)機(jī)構(gòu)受力分析圖2.4曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的受力分析示意圖從曲柄傳到連桿上的力與滑塊發(fā)出的壓力之間關(guān)系為=(1)曲柄A處，沿半徑方向的力和的關(guān)系為=（2）曲柄頸沿方向承受與力大小相等的壓力。曲柄沿圓周方向所受切力與半徑的乘積，就是扭矩。=*（3）由圖像可知：=（4）聯(lián)立（1）（2）（3）（4）可得（5）負(fù)重爬樓器上升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)負(fù)重爬樓器上升部分主要是由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)給支撐架力來使爬樓器上樓，連接圖。支撐架主要由倒T型鋼架連接組成，這樣既保證了其強(qiáng)度又提高了穩(wěn)定性。圖2.5支撐架結(jié)構(gòu)圖2.2方案二：滾輪半自動(dòng)負(fù)重爬樓器采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪帶動(dòng)支撐部件的旋轉(zhuǎn)爬樓器旋轉(zhuǎn)，達(dá)到爬樓的目的。爬樓器結(jié)構(gòu)前動(dòng)式結(jié)構(gòu)緊湊，可以改善組成機(jī)構(gòu)零部件的受力情況，零件數(shù)量相對(duì)較少，并且爬樓的移動(dòng)速度較為線性，爬樓機(jī)制造時(shí)比較容易。圖2.6滾輪運(yùn)動(dòng)構(gòu)件圖2.7滾輪式負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)2.3兩方案選擇爬樓器結(jié)構(gòu)滾輪式結(jié)構(gòu)更為緊湊減小占地面積，在一定程度上更少的零件意味著更小的故障率，更加輕盈，重量減少，成本也將更低廉，零件的數(shù)量相對(duì)于滑塊式少，配合度也更為寬容，在運(yùn)動(dòng)相同的爬樓情況下較為線性，運(yùn)動(dòng)的效率較為快，可活動(dòng)的構(gòu)件較為少，相對(duì)于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件較少，占地和使用面積更小，在后期的安裝與拆解更為簡(jiǎn)單，爬樓機(jī)制造比較容易，因?yàn)槌休d部件更加少，對(duì)材料的選擇更為寬泛，可以更好的控制成本，同時(shí)滑塊的配合程度需要較高在加工精度和加工時(shí)間會(huì)打折扣，相對(duì)于滑塊來說旋轉(zhuǎn)滾輪式需要尺寸精密配合的零件較少，固定件較多，可使用的標(biāo)準(zhǔn)件更多，降低需要自行生產(chǎn)設(shè)計(jì)的零件的數(shù)目，這在后續(xù)的生產(chǎn)和維修中會(huì)有更高的寬容度，說以我們選擇了方案2滾輪式。圖2.8現(xiàn)有產(chǎn)品概念圖2.4分析問題由于我國的工業(yè)發(fā)展和第一梯隊(duì)的國家還是有一定的差距，基礎(chǔ)比較薄弱，在理論層面研究和現(xiàn)有的技術(shù)相對(duì)于不是最先進(jìn)的，我國半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)的發(fā)展是仿造為主在借鑒國外的經(jīng)驗(yàn)等，在這期間，由于材料的和電機(jī)的限制，我國的輔助爬樓機(jī)一直處于一個(gè)相對(duì)薄弱可需求量還較為大的環(huán)境。電池的續(xù)航能力也是對(duì)我們?cè)O(shè)備很大的一個(gè)限制，若需要長(zhǎng)續(xù)航電池沉重車體自重將會(huì)很大，車的載重將會(huì)大大收到限制。若采用較小容量的電池，車的續(xù)航能力很難保證?，F(xiàn)有的主要問題就是電機(jī)和電池的配合如何才能做到最優(yōu)，即保證續(xù)航需求又可以降低車體自身重量，將更多重量轉(zhuǎn)移到車體的載重上面，而不是車體自重。2.5設(shè)計(jì)過程2.5.1研究的基本思路和方法在設(shè)計(jì)的過程中我們采用了調(diào)查法和觀察法來了解我們所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品大概情況，首先我們通過三維建模和仿真來進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過程中逐漸發(fā)現(xiàn)問題查找出來不足和需要改進(jìn)的問題，這個(gè)流程是在于更好的發(fā)現(xiàn)問題確定自己的設(shè)計(jì)路線是正確且合理的，而是在于掌握基本情況是否合格正確，以方便可以正確地計(jì)劃整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。在充分了解周邊的情況，和我們需求是什么，需要解決什么？根據(jù)分析任務(wù)和需求，考慮清楚現(xiàn)有的情況，需要的材料和我們現(xiàn)有的條件，進(jìn)行展開解決問題，現(xiàn)狀和需求，以及等待解決的問題，進(jìn)行小組分工，從各個(gè)方面進(jìn)行解決問題，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有資源的最大化利用。明確設(shè)計(jì)的中心，范圍，要解決的問題搜集什么材料。調(diào)查了解實(shí)際情況，分析實(shí)際存在問題，樣本隨機(jī)，充分利用現(xiàn)有資源在一個(gè)合理區(qū)間內(nèi)進(jìn)行抽樣調(diào)查，例如：臺(tái)階高度寬度，所需最低續(xù)航，功能需求，成本控制，材料的選擇。2.5.2技術(shù)路線：（1）.預(yù)診：對(duì)現(xiàn)有情況中存在問題進(jìn)行一個(gè)自我診斷，得出在設(shè)計(jì)過程中的偏差及時(shí)改變思路，在接下來的各種結(jié)構(gòu)中，主體框架的正確選擇，對(duì)本次的設(shè)計(jì)有著決定性的影響。解決現(xiàn)在上下樓困難的老年人等上下樓困難問題，以及產(chǎn)品的輕量化，便攜性，多功能多用途的方案（2）.收集資料初步研究：我們?nèi)齻€(gè)人組成的課題小組，來對(duì)現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)和有爭(zhēng)議的地方進(jìn)行一個(gè)深刻的討論和計(jì)劃，查找需要的知識(shí)和現(xiàn)有產(chǎn)品的比較，用來決問題的有關(guān)書籍，資料，文獻(xiàn)，利用我們所學(xué)過的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)技能，小組的同學(xué)們都參與討論，取長(zhǎng)補(bǔ)短，求同存異，聽取各種意見，總結(jié)擬定設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)路線。（3）.擬定初步計(jì)劃：方案的設(shè)計(jì)，材料的使用，臺(tái)階高低寬窄的抽樣，形成一個(gè)初步的想法，有一個(gè)大概的總方向（4）.制定具體計(jì)劃：以實(shí)際問題的解決為基礎(chǔ)，制定具體計(jì)劃（5）.開始行動(dòng);整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的中心思想就是，在設(shè)計(jì)的過程中，邊發(fā)現(xiàn)問題，邊修改和解決問題，小組成員多溝通存在爭(zhēng)議的地方要，可行性分析，若是可行，則求同存異，找到最優(yōu)的辦法，反之則各自查找資料進(jìn)行商議，旨在進(jìn)行設(shè)計(jì)的可行性認(rèn)定，在此過程中，整理和收集資料也是十分重要的。3負(fù)重爬樓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1負(fù)重爬樓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本次所設(shè)計(jì)的半自動(dòng)負(fù)重爬樓器主要是由車體主機(jī)架、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和平地行駛輔助裝置組成。在一般平地使用時(shí)，由電動(dòng)機(jī)正傳，提供動(dòng)力，依靠四輪和平地行駛輔助裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。在進(jìn)行上下樓梯運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，通過齒輪嚙合，帶動(dòng)爬樓支桿運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)爬樓的運(yùn)動(dòng)過程。在平地或者上下樓梯運(yùn)動(dòng)時(shí)，由載物臺(tái)進(jìn)行載物。如是載人的情況下，則將座椅板放下，人坐在上面。如是載物的情況下，則將座椅板放回，與車體貼合，釋放空間，不會(huì)造成干擾。平地行駛輔助裝置與座椅板類似。不用時(shí)則將桿件收回，不會(huì)造成干擾。其具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖3.1整體結(jié)構(gòu)圖圖3.2整體結(jié)構(gòu)圖載重平臺(tái)是爬樓機(jī)的主要承載部件硬度和強(qiáng)度是最高的。結(jié)合現(xiàn)有的產(chǎn)品和技術(shù)決定，我們最終確定采用折疊踏板和加強(qiáng)筋加強(qiáng)抗彎能力的結(jié)構(gòu)的方式來實(shí)現(xiàn)載物平臺(tái)的穩(wěn)定和抗彎曲。圖3.3車體結(jié)構(gòu)部分載人平臺(tái)用于載人，一般成年人體重大約在100kg之下所以我選用合金結(jié)構(gòu)鋼作為平臺(tái)的材料，簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)降低了整車的重量，合金鋼的使用版增加了強(qiáng)度，保證乘車人員的安全。圖3.4載人座椅結(jié)構(gòu)部分圖3.5座椅和車體主體的連接部分在載人平臺(tái)完全打開后會(huì)和后面的合金鋼板接合在一起形成垂直的關(guān)系，讓人的重量同時(shí)由軸和后面的鋼板共同承擔(dān)大大增加了平臺(tái)的使用壽命為了承載板件的強(qiáng)度，我們?cè)谧蔚南路皆黾恿藘蓷l加強(qiáng)筋，防止在坐人時(shí)發(fā)生形變彎曲圖3.6加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)部件載物平臺(tái)相對(duì)于載人平臺(tái)更為承載重量載物平臺(tái)分為兩部分，一部分為連接在車體上的母版，另外一部分為通過螺釘安裝在母版上可進(jìn)行更換的子板在存放時(shí)可將母板折疊起進(jìn)行收納，在子板中空位置留有環(huán)形缺口，目的是為了減輕車體材料，減少材料的使用，不會(huì)對(duì)車體的承重有影響。母版的前段留有一對(duì)從動(dòng)輪的位置，使車體在不上樓梯時(shí)四輪著地減輕使用者的體力活動(dòng)。圖3.7母版圖3.8子板圖3.9子母板對(duì)應(yīng)位置關(guān)系3.1.1半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)的安裝注意事項(xiàng)安裝前檢查所有部分：和半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)，是否有腐蝕損壞，是否有整個(gè)構(gòu)件的變形形狀的半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)支架的局部變形，如果零件生銹損壞，應(yīng)該機(jī)構(gòu)分開，把零件用煤油清洗，對(duì)部件的損傷，當(dāng)損傷程度修理或更換，然后裝配。半自動(dòng)負(fù)重爬樓機(jī)在全部的部件結(jié)構(gòu)安裝完成之后，流入市場(chǎng)使用之前應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格，正式的出廠安全試驗(yàn)。進(jìn)行此次測(cè)試安全測(cè)試的人應(yīng)該有專業(yè)的質(zhì)檢員進(jìn)行測(cè)試，以確保出廠設(shè)備符合出廠標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試的設(shè)備包含有三個(gè)主要的程序，只有在前一個(gè)檢測(cè)流程檢驗(yàn)合格的情況下，才允許進(jìn)行到下一個(gè)測(cè)試程序。在檢驗(yàn)前應(yīng)先目視檢查工作，測(cè)試人員檢查組裝的機(jī)體是否完整，正確的，合理的，所有的部件都緊固可靠，各個(gè)機(jī)構(gòu)中是否有足夠的正確的潤滑油（脂）。最關(guān)鍵的是車體主結(jié)構(gòu)是否都通過前期開設(shè)的孔洞固定安裝，是否因?yàn)橛捎诎惭b技師的暴力安裝不嚴(yán)謹(jǐn)操作導(dǎo)致造成安裝結(jié)構(gòu)的的變形亦或是車體噴漆保護(hù)件的受損等。對(duì)設(shè)備的的日常維護(hù)和全車的檢修的目的是發(fā)現(xiàn)車體在使用的過程中出現(xiàn)的問題需要升級(jí)的地方，更換需要日常更換的磨損件，消耗件，例如輪胎，軸承，電腦板的升級(jí)刷新。日常維護(hù)保養(yǎng)需要給軸承等旋轉(zhuǎn)件定期添加潤滑油、檢查車體的主題結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)斷裂出現(xiàn)細(xì)小彎曲形變。同時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題和下一代產(chǎn)品的修改和設(shè)計(jì)方向的寶貴經(jīng)驗(yàn)。3.1.2支架斷面設(shè)計(jì)方案圖3.10半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)整體跨中斷面圖①半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)支架斷面面積F=0.5（l1-2×δ1）+2δ1×h1+2×δ2×l2+F1+δ×l3=0.5×（25+25+35）+48.541+25=116cm2②半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)支架斷面水平形心軸x-x位置y1=式中：∑F1是車體結(jié)構(gòu)，支架面的總面積（平方厘米）.∑F1y1x-車體的各部分面積對(duì)x-x軸的靜矩之和（立方厘米）y1x-各部分面積，和車體形心到x-x軸的距離(cm)則：y1=〔0.5×（35-2×0.5）×55.25+2×0.5×25×43+2×0.5×25.5×30+48.54×13+1×10.5×0.5〕÷116=30cmy2=56-30=26cm結(jié)果得：F=116cm2y1=30cmy2=26cm③半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)斷面慣性矩Jx=ΣJxi+ΣFiy12(ΣJxi為對(duì)自身慣性矩）=(34×0.53)÷12+34×0.5×25.752+2×0.5×253÷12+2×0.5×25×17.752+[2×0.5×（cos47×25.5）3]÷12cos47°+2×0.5×25.5×8.252+48.54×17.752+(10.5×12)÷12+10.5×1×29.52=20336Jy=ΣJyi+ΣFiy12(ΣJyi為對(duì)自身慣性矩）=(0.5×343)÷12+2×25×0.53÷12+2×0.5×25×17.252+2×0.5×（sin47°×25.5）3÷12sin47°+2×0.5×25.5×8.52+1×10.53÷12=11634結(jié)果：Jx=20336Jy=116343.2整體支架強(qiáng)度的計(jì)算我們根據(jù)半自動(dòng)負(fù)重爬樓機(jī)的組成構(gòu)造和使用環(huán)境特性，可以減少考慮支架的扭轉(zhuǎn)力的慣性，和半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)在水平面荷載水平這兩個(gè)力是可以忽略不計(jì)。求在豎向荷載下彎曲應(yīng)力，引起的下法蘭的形變（經(jīng)過分析承載的負(fù)荷不是很高，用一般的條件，可以達(dá)到我們所需要的）：σx=單位：N/厘米2式中：P=ψⅡQ+G車=200×1.2+221×1.1=2643.1其中：F-半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)斷面面積F=0.0126m2γ-材料比重，對(duì)鋼板γ=7.85t／米平方q′-材料加加強(qiáng)筋的重量所產(chǎn)生的均布載荷q′=7.5t／m②半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)鑄鋼子板的局部彎曲變形計(jì)算a、計(jì)算壓作用點(diǎn)位置i及系數(shù)ζi=a+c-e式中：i-加壓的作用點(diǎn)和支架表面的距離（cm）c-車體支撐架邊緣與鑄鋼子板邊緣，兩邊之間的合理間隙，取c=0.4cma==(11.6-0.54)÷2=5.53cme=0.164R（cm）對(duì)于我們所選則材料為普型鑄鋼，翼緣表面斜度為.R-為半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)曲率半徑，由機(jī)械手冊(cè)31.84查得R=16.4cm則：e=0.164×16.4=2.36cm所以：i=5.53＋0.4-2.36=3.57ξ==3.57÷5.53=0.65結(jié)果：i=3.57ξ=0.65b、鑄鋼的子板，局部曲應(yīng)力計(jì)算：橫向受力（在平面xy內(nèi)），局部的彎曲應(yīng)力：σ1由下式計(jì)算：σx=±式中：a1-車體翼緣的形成系數(shù)，在貼板補(bǔ)強(qiáng)時(shí)?。篴1=0.91P支架—-半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)走支架最大壓（Kg）P支架=——起升載荷動(dòng)載系數(shù)（=1.2）——額定機(jī)械重量——起升沖擊系數(shù)（1~1.1）——半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)自身結(jié)構(gòu)重量t0=t+δ：t-鑄鋼翼緣的平均厚度t=1.30cmδ-補(bǔ)強(qiáng)板厚度δ=1cmt02=（1.30+1）2=2.302=5.29cm2所以：σ1=±(0.9×2.1×843÷5.29)=301.19Kg/cm2結(jié)果：σ1=301Kg／cm21點(diǎn)縱向：（在YZ平面內(nèi)）承受的局部彎曲應(yīng)力為σ2由下式計(jì)算：σ2=±式中：k2由得：k2=0.6所以：σ2=（0.9×0.6×8435.6=81Kg／cm2α′點(diǎn)縱向（yz平面內(nèi)）局部彎曲應(yīng)力為σ3，由下式計(jì)算：σ3=±式中：K3-局部彎曲系數(shù)，得：k3=0.91a2-翼緣形式系數(shù)，貼板補(bǔ)強(qiáng)是a2=1.5：σ3=±（1.5×0.9×843÷5.29）=215Kg／cm2c、半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)跨中斷面當(dāng)量應(yīng)力計(jì)算1點(diǎn)當(dāng)量應(yīng)力為σ當(dāng)===703.6Kg／cm2＜[σ]=1800Kg／cm2αˊ點(diǎn)當(dāng)量應(yīng)力為α當(dāng)αˊ，由下式計(jì)算：α當(dāng)i=αx+α3=723+215=938Kg／cm2＜[σ]=1800Kg／cm23.3計(jì)算車體的最大載荷在計(jì)算載人平臺(tái)的承重時(shí)，平臺(tái)所能展開的最大角度為90°，所選用的材料是結(jié)構(gòu)鋼其密度為7.85，載人平臺(tái)重量5.5kg圖3.11受力圖由圖2.1可得如下方程：X方向合力為零得&&FtY方向合力為零得&W+Ftsin式中：Ft——載重機(jī)構(gòu)的推力，也就是載重機(jī)構(gòu)的最大載荷——載重機(jī)構(gòu)的安裝角度90°——載重機(jī)構(gòu)板上方物體對(duì)載重機(jī)構(gòu)板的作用力——為的旋轉(zhuǎn)角度——載重機(jī)構(gòu)板機(jī)構(gòu)的重力W=mg=ρvg=7.087——物體重量和載重機(jī)構(gòu)板機(jī)構(gòu)重量在底板上產(chǎn)生的摩擦力（3）載重機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的重量計(jì)算Ft底部鋼管：m=WL=7.087L=7.087*1.823.4支架變形度計(jì)算①垂直靜鋼度計(jì)算f=≤[f]=式中：f-半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)垂直靜撓度（cm）P-靜載荷（N）P=Q+G=200+21=221NL-跨度L=100厘米E-材料彈性衡量，對(duì)3號(hào)鋼E=2.1×103×103N/厘米2Jx-半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)斷面垂直慣性矩（）Jx=206[f]-許用垂直靜撓度（cm），取[f]=厘米所以：f=221×10003÷(48×2.1×103×103×20336)=0.68cm[f]=1000÷700=1.43cmf＜[f]所以滿足要求結(jié)果：②水平靜剛度計(jì)算f水=≤[f水]=出自[]26-108式式中:f水-半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)支架水平靜撓度（cm）P′-水平慣性力（N）P′==（200+21）÷20=11.05NJy-半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)斷面水平慣性矩Jy=116[f水]-許用水平靜撓度，取[f水]=厘米[f水]=1000÷200=5cmf水=111.05×10003÷(48×2.1×103×103×11634)=0.1cmf水＜[f水] 滿足要求注：系數(shù)的選取是按P慣=a平=(Q+G)/9.8×0.5≈(Q+G)P慣-水平慣性力（N）g-重力加速度，取g=9.8m/s2a平-半自動(dòng)負(fù)重爬樓器，結(jié)構(gòu)運(yùn)行部件的加速度為a，當(dāng)驅(qū)動(dòng)的支架為總數(shù)的?時(shí)，我們?nèi)平=0.5m/s2③車體動(dòng)態(tài)剛度計(jì)算在車體垂直方向，的自振周期是：T=2π≤[T]＝0.3s式中：T-自振周期（秒）M-半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)和半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)的換重量M=(0.5qlk+G)其中：g-重力加速度g=980cm/s2L-跨度L=1000cmq-半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)均布載荷q=0.99kg/cmG-機(jī)體的重量G=221kg所以：M=(0.5×0.99×1000＋221)=0.73kg·s2／cm則：T=2×3.16=0.04sT=0.04s＜[T]=0.3s3.5半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)材料介紹及選擇按品質(zhì)分類(1)普通鋼(2)優(yōu)質(zhì)鋼(3)高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼含磷和含硫量不同按化學(xué)成份分類(1)碳素鋼：a.低碳鋼；b.中碳鋼；c.高碳鋼。含碳量不同(2)合金鋼：a.低合金鋼b.中合金鋼c.高合金鋼含合金量不同。(3)灼燒：鐵中的碳與空氣反應(yīng)生成二氧化碳，帶走鐵中的碳，生成四氧化三鐵按用途分類(1)建筑及工程用鋼：a.鋼筋鋼；b.低合金結(jié)構(gòu)鋼；c.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。(2)專業(yè)用鋼——比如半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)支架用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、重力容器用鋼、農(nóng)機(jī)用鋼等。綜合分類(1)普通鋼a.碳素結(jié)構(gòu)鋼：(a)Q215(A、B)；(b)Q195；(c)Q255(A、B、C)；(d)Q235(A、B)；(e)Q275。b.特定用途的普通結(jié)構(gòu)鋼c.低合金結(jié)構(gòu)鋼。(2)優(yōu)質(zhì)鋼（包括高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼）a.結(jié)構(gòu)鋼：(a)彈簧鋼；(b)合金結(jié)構(gòu)鋼；(c)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；(d)軸承鋼；(e)易切鋼；(f)特定用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。.工具鋼：(a)合金工具鋼；(b)碳素合金鋼；(c)高速工具鋼。c.特殊性能鋼：(1)不銹耐酸鋼；(2)耐熱鋼；(c)高錳耐磨鋼；(d)電工用；(e)電熱合金。綜上所述，本次設(shè)計(jì)半自動(dòng)負(fù)重爬樓器結(jié)構(gòu)選用結(jié)構(gòu)鋼。

3.6車輪外車胎的選擇我們?nèi)粘Ｉ钪锌梢赃x擇的材料有很多，例如尼龍車輪但是這種材料的摩擦系數(shù)太小，表面太滑對(duì)設(shè)備的安全性打了折扣，摩擦力過小在設(shè)備行走，和攀爬樓梯的過程中需要很大的摩擦力來實(shí)現(xiàn)向下的抓地力。查表《常見材料動(dòng)摩擦因數(shù)》我們得出合適的材料就是橡膠，總所周知，日常生活中的橡膠和地面的摩擦因數(shù)為0.7，而尼龍的摩擦因數(shù)小于橡膠的摩擦因數(shù)為0.5。其他材料造價(jià)更高不符合我們降低成本的初衷，所以我們摩擦因數(shù)高，成本相對(duì)低廉的橡膠作為車體輪胎的材料。3.7半自動(dòng)負(fù)重爬樓器電動(dòng)機(jī)及電池的選擇電動(dòng)機(jī)的類型有很多，在我們以往的減速器課程設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們?cè)?jīng)接觸過它的具體型號(hào)。教材所介紹的是最常見的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，Y系列電動(dòng)機(jī)是按照國際電工委員會(huì)（IEC）的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，具有國際互換的特點(diǎn)。在《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》中的表20-1，詳細(xì)列出了Y系列（IP44）三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)。在設(shè)計(jì)之初，我們就曾考慮過電動(dòng)機(jī)的類型，按照以往慣例來說，我們肯定采用的是Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，但隨著設(shè)計(jì)的不斷進(jìn)行，我們發(fā)現(xiàn)采用傳統(tǒng)電機(jī)會(huì)增加設(shè)計(jì)的尺寸，同時(shí)會(huì)增加自身的重量，后來在查詢電動(dòng)機(jī)的其他類型中，我們發(fā)現(xiàn)了雙軸伸電動(dòng)機(jī)。根據(jù)爬樓器的身重和我們需要的上升速度，經(jīng)濟(jì)性，等綜合考慮，車體我們選擇選用額定功率：34W;額定電壓：24V；額定電流：1.4A；額定轉(zhuǎn)速；3000r/min;的電機(jī)來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。對(duì)于電池的選擇采用接近電機(jī)額定的電壓24v，因此我們采用了24V電壓的電池。可以分為長(zhǎng)續(xù)航的和續(xù)航的，區(qū)別在于車體的重量不同，這樣的話可以保證爬樓器上升的速度，車體的重量也有一個(gè)供需關(guān)系的變化，變化不同的設(shè)備4載重機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1計(jì)算工作循環(huán)中的最大載荷A.對(duì)載重機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析可得如下方程：（4-1）（4-2）式中：——載重機(jī)構(gòu)的推力，也就是載重機(jī)構(gòu)的最大載荷——載重機(jī)構(gòu)的安裝角度——爬樓的物體在轉(zhuǎn)動(dòng)臂四壁產(chǎn)生的摩擦阻力——載重機(jī)構(gòu)板上方物體對(duì)載重機(jī)構(gòu)板的作用力——為的旋轉(zhuǎn)角度——載重機(jī)構(gòu)板機(jī)構(gòu)的重力——物體重量和載重機(jī)構(gòu)自身重量在底板上產(chǎn)生的摩擦力，——為導(dǎo)軌對(duì)載重機(jī)構(gòu)板機(jī)構(gòu)的法向作用力由4-3式得，（4-3）.載重機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的重量計(jì)算底部鋼管：

4.2軸的設(shè)計(jì)計(jì)算支架軸的計(jì)算1.輸出軸的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由上述計(jì)算可知=0.442=124.1于是2.作用在支架上的力已知支架軸的分度圓直徑為而圓周力徑向力4.3確定軸的最小直徑經(jīng)過選擇，我們的主軸的材料為40Cr，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。估算軸的最小直徑。取則軸的最小直徑由圖可知是安裝在從動(dòng)支架處軸的直徑。這根軸上有一個(gè)鍵槽，應(yīng)適該增大軸徑：?jiǎn)捂I增大5%。取為了使所選的軸與支架孔徑相互配合，同時(shí)，支架軸孔的直徑是，所以；又由于支架支架轂齒合面為，故該軸尺寸；4.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1．軸上零件的裝配方案選用裝配方案：螺母、軸端擋圈、支架、軸承端蓋、右端軸承、、右端套筒、支架軸、左端套筒、軸承、軸承端蓋按順序相對(duì)應(yīng)的從軸的從左向右安裝。2．根據(jù)軸向定位，來確定主軸的各段直徑和齒合面（1）為了滿足我們對(duì)從動(dòng)輪的電機(jī)支架配合強(qiáng)度，軸向定位要求，在軸段的右端需要制作出一軸肩，軸肩高度，所以段的直徑；齒合面可參考安裝尺寸?。?）初步選取滾動(dòng)軸承。根據(jù)所學(xué)內(nèi)容因?yàn)檩S承受到的徑向力是最大的，在使用中會(huì)有很大磨損，我們特別選用了用單列向心球軸承。參考軸承和工作環(huán)境的要求并根據(jù)我們選用的軸，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取單列向心球軸承6207，其尺寸為，故、；而。軸端滾動(dòng)軸承，查到應(yīng)該采用軸肩進(jìn)行軸向的定位。根據(jù)軸承的安裝尺寸，。其余尺寸可根據(jù)其他相關(guān)零件而確定，即，4.5軸的強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)彎曲扭矩的合成強(qiáng)度條件校核計(jì)算通過前期對(duì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的確定，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸、軸上零件的裝配位置、以及外載荷和支反力的作用位置都已經(jīng)計(jì)算得出許用應(yīng)力值用插入法由表查得，應(yīng)力校正系數(shù)支架軸受載計(jì)算結(jié)果載荷垂直面V水平面H支反力彎矩總彎矩扭矩6）.由于支架為K式直支架，按彎扭合成應(yīng)力校核的強(qiáng)度故安全。4.6支架軸的設(shè)計(jì)計(jì)算由從動(dòng)支架的結(jié)構(gòu)尺寸可知軸的直徑為，它的齒合面參數(shù)可以參考裝配尺寸確定。這跟軸所受載荷較小可以忽略不計(jì)，選用的材料完全符合現(xiàn)在所需要的強(qiáng)度，可以不進(jìn)行強(qiáng)度校核的計(jì)算。使用系數(shù)：=1.5動(dòng)載荷系數(shù)：=1.15齒間載荷分配系數(shù)：先求.由此可得KHα=1Zε2=1.255結(jié)論此次論文已經(jīng)告一段落從最后的結(jié)果來看，我們所設(shè)計(jì)的半自動(dòng)爬樓器大體上是具有使用的操作度的，我們所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)之初的實(shí)際預(yù)想，已經(jīng)基本可以滿足我們最初的設(shè)計(jì)需求。和以往的減速器設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)等，在單個(gè)或者是零件的工藝過程設(shè)計(jì)不同，我們是以實(shí)際出發(fā)，根據(jù)自己的實(shí)際需求多方位所學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行融匯，參考我們各種尋求來到文獻(xiàn)查找資料進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)作，同時(shí)為我們將來的工作中打下良好的基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)的過程里，出現(xiàn)了很多的問題，有些意想不到的，我們考慮不周的細(xì)節(jié)沒有發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過老師和同學(xué)的指點(diǎn)使我們的設(shè)計(jì)可以繼續(xù)順利的進(jìn)行，解答了我們的疑惑和使用專業(yè)軟件中存在的問題，這種團(tuán)隊(duì)合作的模式更是為問哦們將來的學(xué)習(xí)生活都很有幫助，增加了和人溝通的技巧以及更加高效快捷的完成解決問題。通過計(jì)算分析，我們的設(shè)計(jì)符合預(yù)想中的設(shè)計(jì)理念，在設(shè)計(jì)中還存在著諸多問題，例如產(chǎn)品的價(jià)格把控，車體材料的選擇，電池等耐久度的考慮，電機(jī)的使用范圍都是我們后續(xù)需要考慮的問題，產(chǎn)品還需要繼續(xù)完善才能最優(yōu)化。參考文獻(xiàn)[1]孫麗媛.機(jī)械制造工藝及專用設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：冶金工業(yè)出版社.2010：25-62.[2]李良軍.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第二版.北京：高等教育出版社.2018：78-109.[3]董鵬敏.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社.2012：13-26.[4]陳立德.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)[M].第二版.北京：高等教育出版社.2010：89-91.[5]魏康民.機(jī)械制造技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2020：63-88.[6]王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].第四版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2020：23-45.[7]尹鑫雷.多功能電動(dòng)爬樓機(jī)設(shè)計(jì)[D].天津：天津科技大學(xué).2017.[8]馬巖，李劍.一種便攜式爬樓裝置[P].北京:CN104434431A,2015-03-25.[9]童俊華.行星輪式爬樓梯機(jī)器人小車的研究[D].江西：江西理工大學(xué).2009.[10]于駿一.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2019：137-177.[11]卞洪元.機(jī)械制造工藝與夾具[M].北京：北京理工大學(xué)出版社.2016：97-143.[12]徐茂功.公差配合與技術(shù)測(cè)量（第2版）[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2014：210-213.[13]楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2009：189-193.[14]楊可楨，程光蘊(yùn).機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社.2016:245-254.[15]倪小丹，楊繼榮，熊運(yùn)昌.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)（第2版）[M].北京：清華大學(xué)出版社.2015:302-311.[16]蘆書榮，張翠華.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社.2018：271-275.[17]秦雪梅，李冬冬.工程力學(xué)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社.2013：142-233.[18]傅燕鳴.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教程[M].上海：科學(xué)技術(shù)出版社.2012：253-274.[19]單輝祖，謝傳鋒.工程力學(xué)[M].北京：高等教育出版社.2015：63-89.[20]邊培瑩.機(jī)械CAD/CAM原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2020：15-44.[21]何培英，杜寶玉.AutoCAD計(jì)算機(jī)繪圖實(shí)用教程[M].北京：高等教育出版社.2013：24-156.[22]姜海軍.CAD/CAM軟件-UGNX8.0實(shí)用教程[M].北京：高等教育出版社.2015：18-167.

謝辭畢業(yè)論文的完成意味著大學(xué)的生活走到了尾聲，這也意味著我在北京理工大學(xué)珠海學(xué)院的大學(xué)生涯也將要畫上完美的句號(hào)。畢業(yè)期間還經(jīng)歷了嚴(yán)重的疫情，在畢業(yè)設(shè)計(jì)這段時(shí)間里，我得到了很大的自身提高，其中包含了對(duì)機(jī)械系統(tǒng)知識(shí)的理解、還有對(duì)有關(guān)這方面書籍的認(rèn)識(shí)等等，這些都得益于老師和同學(xué)的大力幫助，明白了小組合作的優(yōu)勢(shì)，更加鍛煉了我們?cè)谌穗H交往能力和專業(yè)知識(shí)的提高。在今后的學(xué)習(xí)生活中，更好的運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和更高效的完成手中的任務(wù)。

捷鍵與一些電腦小技巧HYPERLINKwinkey+d:

這是高手最常用的第一快捷組合鍵。這個(gè)快捷鍵組合可以將桌面上的所有窗口瞬間最小化，無論是聊天的窗口還是游戲的窗口……只要再次按下這個(gè)組合鍵，剛才的所有窗口都回來了，而且激活的也正是你最小化之前在使用的窗口！

--這個(gè)就是winkeywinkey+f:

不用再去移動(dòng)鼠標(biāo)點(diǎn)“開始→搜索→文件和文件夾”了，在任何狀態(tài)下，只要一按winkey+f就會(huì)彈出搜索窗口。

winkey+r:

在我們的文章中，你經(jīng)常會(huì)看到這樣的操作提示:“點(diǎn)擊‘開始→運(yùn)行’，打開‘運(yùn)行’對(duì)話框……”。其實(shí)，還有一個(gè)更簡(jiǎn)單的辦法，就是按winkey+r！

alt+tab:

如果打開的窗口太多，這個(gè)組合鍵就非常有用了，它可以在一個(gè)窗口中顯示當(dāng)前打開的所有窗口的名稱和圖標(biāo)●，選中自己希望要打開的窗口，松開這個(gè)組合鍵就可以了。而alt+tab+shift鍵則可以反向顯示當(dāng)前打開的窗口。

winkey+e:

當(dāng)你需要打開資源管理器找文件的時(shí)候，這個(gè)快捷鍵會(huì)讓你感覺非常“爽”！再也不用騰出一只手去摸鼠標(biāo)了！

小提示:

winkey指的是鍵盤上刻有windows徽標(biāo)的鍵●。winkey主要出現(xiàn)在104鍵和107鍵的鍵盤中。104鍵盤又稱win95鍵盤，這種鍵盤在原來101鍵盤的左右兩邊、ctrl和alt鍵之間增加了兩個(gè)windwos鍵和一個(gè)屬性關(guān)聯(lián)鍵。107鍵盤又稱為win98鍵盤，比104鍵多了睡眠、喚醒、開機(jī)等電源管理鍵，這3個(gè)鍵大部分位于鍵盤的右上方。

再補(bǔ)充點(diǎn)

F1顯示當(dāng)前程序或者windows的幫助內(nèi)容。

F2當(dāng)你選中一個(gè)文件的話，這意味著“重命名”

F3當(dāng)你在桌面上的時(shí)候是打開“查找：所有文件”對(duì)話框

F10或ALT激活當(dāng)前程序的菜單欄

windows鍵或CTRL+ESC打開開始菜單

CTRL+ALT+DELETE在win9x中打開關(guān)閉程序?qū)υ捒?/p>

DELETE刪除被選擇的選擇項(xiàng)目，如果是文件，將被放入回收站

SHIFT+DELETE刪除被選擇的選擇項(xiàng)目，如果是文件，將被直接刪除而不是

放入回收站

CTRL+N新建一個(gè)新的文件

CTRL+O打開“打開文件”對(duì)話框

CTRL+P打開“打印”對(duì)話框

CTRL+S保存當(dāng)前操作的文件

CTRL+X剪切被選擇的項(xiàng)目到剪貼板

CTRL+INSERT或CTRL+C復(fù)制被選擇的項(xiàng)目到剪貼板

SHIFT+INSERT或CTRL+V粘貼剪貼板中的內(nèi)容到當(dāng)前位置

ALT+BACKSPACE或CTRL+Z撤銷上一步的操作

ALT+SHIFT+BACKSPACE重做上一步被撤銷的操作

Windows鍵+D：最小化或恢復(fù)windows窗口

Windows鍵+U：打開“輔助工具管理器”

Windows鍵+CTRL+M重新將恢復(fù)上一項(xiàng)操作前窗口的大小和位置

Windows鍵+E打開資源管理器

Windows鍵+F打開“查找：所有文件”對(duì)話框

Windows鍵+R打開“運(yùn)行”對(duì)話框

Windows鍵+BREAK打開“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框

Windows鍵+CTRL+F打開“查找：計(jì)算機(jī)”對(duì)話框

SHIFT+F10或鼠標(biāo)右擊打開當(dāng)前活動(dòng)項(xiàng)目的快捷菜單

SHIFT在放入CD的時(shí)候按下不放，可以跳過自動(dòng)播放CD。在打開wo

rd的時(shí)候按下不放，可以跳過自啟動(dòng)的宏

ALT+F4關(guān)閉當(dāng)前應(yīng)用程序

ALT+SPACEBAR打開程序最左上角的菜單

ALT+TAB切換當(dāng)前程序

ALT+ESC切換當(dāng)前程序

ALT+ENTER將windows下運(yùn)行的MSDOS窗口在窗口和全屏幕狀態(tài)間切換

PRINTSCREEN將當(dāng)前屏幕以圖象方式拷貝到剪貼板

ALT+PRINTSCREEN將當(dāng)前活動(dòng)程序窗口以圖象方式拷貝到剪貼板

CTRL+F4關(guān)閉當(dāng)前應(yīng)用程序中的當(dāng)前文本（如word中）

CTRL+F6切換到當(dāng)前應(yīng)用程序中的下一個(gè)文本（加shift可以跳到前

一個(gè)窗口）

在IE中：

ALT+RIGHTARROW顯示前一頁（前進(jìn)鍵）

ALT+LEFTARROW顯示后一頁（后退鍵）

CTRL+TAB在頁面上的各框架中切換（加shift反向）

F5刷新

CTRL+F5強(qiáng)行刷新1.打開“我的電腦”-“工具”-“文件夾選項(xiàng)”-“查看”-在“顯示所有文件和文件夾”選項(xiàng)前打勾-“確定”

2.刪除以下文件夾中的內(nèi)容：

x:\DocumentsandSettings\用戶名\Cookies\下的所有文件(保留index文件)

x:\DocumentsandSettings\用戶名\LocalSettings\Temp\下的所有文件(用戶臨時(shí)文件)

x:\DocumentsandSettings\用戶名\LocalSettings\TemporaryInternetFiles\下的所有文件(頁面文件)

x:\DocumentsandSettings\用戶名\LocalSettings\History\下的所有文件(歷史紀(jì)錄)

x:\DocumentsandSettings\用戶名\Recent\下的所有文件(最近瀏覽文件的快捷方式)

x:\WINDOWS\Temp\下的所有文件(臨時(shí)文件)

x:\WINDOWS\ServicePackFiles(升級(jí)sp1或sp2后的備份文件)

x:\WINDOWS\DriverCache\i386下的壓縮文件(驅(qū)動(dòng)程序的備份文件)

x:\WINDOWS\SoftwareDistribution\download下的所有文件

3.如果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行過windoesupdade升級(jí)，則刪除以下文件：x:\windows\下以$u...開頭的隱藏文件

4.然后對(duì)磁盤進(jìn)行碎片整理，整理過程中請(qǐng)退出一切正在運(yùn)行的程序

5.碎片整理后打開“開始”-“程序”-“附件”-“系統(tǒng)工具”-“系統(tǒng)還原”-“創(chuàng)建一個(gè)還原點(diǎn)”(最好以當(dāng)時(shí)的日期作為還原點(diǎn)的名字)

6.打開“我的電腦”-右鍵點(diǎn)系統(tǒng)盤-“屬性”-“磁盤清理”-“其他選項(xiàng)”-單擊系統(tǒng)還原一欄里的“清理”-選擇“是”-ok了

7、在各種軟硬件安裝妥當(dāng)之后，其實(shí)XP需要更新文件的時(shí)候就很少了。刪除系統(tǒng)備份文件吧：開始→運(yùn)行→sfc.exe/purgecache近3xxM。(該命令的作用是立即清除"Windows文件保護(hù)"文件高速緩存，釋放出其所占據(jù)的空間)

8、刪掉\windows\system32\dllcache下dll檔(減去200——300mb),這是備用的dll檔，只要你已拷貝了安裝文件，完全可以這樣做。

9、XP會(huì)自動(dòng)備份硬件的驅(qū)動(dòng)程序，但在硬件的驅(qū)動(dòng)安裝正確后，一般變動(dòng)硬件的可能性不大，所以也可以考慮將這個(gè)備份刪除，文件位于\windows\drivercache\i386目錄下，名稱為driver.cab，你直接將它刪除就可以了，通常這個(gè)文件是74M。

10、刪除不用的輸入法：對(duì)很多網(wǎng)友來說，WindowsXPt系統(tǒng)自帶的輸入法并不全部都合適自己的使用，比如IMJP8_1日文輸入法、IMKR6_1韓文輸入法這些輸入法，如果用不著，我們可以將其刪除。輸入法位于\windows\ime\文件夾中，全部占用了88M的空間。

11、升級(jí)完成發(fā)現(xiàn)windows\多了許多類似$NtUninstallQ311889$這些目錄，都干掉吧，1x-3xM

12、另外，保留著\windows\help目錄下的東西對(duì)我來說是一種傷害，呵呵。。。都干掉！

13、關(guān)閉系統(tǒng)還原：系統(tǒng)還原功能使用的時(shí)間一長(zhǎng)，就會(huì)占用大量的硬盤空間。因此有必要對(duì)其進(jìn)行手工設(shè)置，以減少硬盤占用量。打開"系統(tǒng)屬性"對(duì)話框，選擇"系統(tǒng)還原"選項(xiàng)，選擇"在所有驅(qū)動(dòng)器上關(guān)閉系統(tǒng)還原"復(fù)選框以關(guān)閉系統(tǒng)還原。也可僅對(duì)系統(tǒng)所在的磁盤或分區(qū)設(shè)置還原。先選擇系統(tǒng)所在的分區(qū)，單擊"配置"按鈕，在彈出的對(duì)話框中取消"關(guān)閉這個(gè)驅(qū)動(dòng)器的系統(tǒng)還原"選項(xiàng)，并可設(shè)置用于系統(tǒng)還原的磁盤空間大小。

14、休眠功能會(huì)占用不少的硬盤空間，如果使用得少不妨將共關(guān)閉，關(guān)閉的方法是的：打開"控制面板"，雙擊"電源選項(xiàng)"，在彈出的"電源選項(xiàng)屬性"對(duì)話框中選擇"休眠"選項(xiàng)卡，取消"啟用休眠"復(fù)選框。

15、卸載不常用組件：XP默認(rèn)給操作系統(tǒng)安裝了一些系統(tǒng)組件，而這些組件有很大一部分是你根本不可能用到的，可以在"添加/刪除Windows組件"中將它們卸載。但其中有一些組件XP默認(rèn)是隱藏的，在"添加/刪除Windows