微型折叠式婴儿车设计和实现机械工程专业

时间：2021-04-15 15:07:00 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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　 微型折叠式婴儿车设计

　摘要

　本毕业设计是一个折叠式婴儿车结构的设计。首先，对折叠式婴儿车结构作了简单的概述；接着分析和折叠式婴儿车结构计算方法的选择原则；然后根据这些设计准则与计算基础的设计；然后检查支架装置的主要部件的选择。普通型折叠式婴儿车结构由六个主要部件组成：目前，折叠式婴儿车结构向长距离，高速度，低摩擦的方向发展，近年来，折叠式婴儿车结构就是其中的一个。在设计中，该折叠式婴儿车结构的研制与应用，目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距，在过程中的国内设计和折叠式婴儿车结构的制造中存在着许多问题。折叠式婴儿车结构设计代表了设计的一般过程，对今后的设计工作的选择有一定的参考价值。

　关键词：折叠式婴儿车的结构；折叠装置；手推

　 ABSTRAT This graduation project is a baby folding car structure design. First of all, the structure of the baby folding car is briefly summarized; then the selection principle of the calculation method of the baby folding car structure is analyzed; then according to these design criteria and the design of the calculation basis; then the selection of the main components of the rack device is checked. The structure of ordinary baby folding car is composed of six main parts: at present, the baby folding car structure is developing to the direction of long distance, high speed and low friction. In recent years, the baby folding car structure is one of them. In the design, the development and application of the baby folding car structure, there is still a big gap between China and foreign advanced level, in the process of domestic design and baby folding car structure manufacturing, there are many problems.Baby folding car structure design represents the general process of design, which has a certain reference value for the selection of future design work.

　Key words: Baby folding car; structure folding device; hand push

　 目 录 第 1 章

　绪论 .................................................. 5 1.1 折叠式婴儿车的现状及未来趋势 ........................... 5 1.2 折叠式婴儿车的主要用途 .................................. 5 1.3 各种折叠式婴儿车的特点 ................................. 6 1.4

　国外研究现状 .......................................... 6 1.5

　国内研究现状 .......................................... 7 1.6 研究方案 ............................................... 7 第 2 章

　折叠式婴儿车结构材料介绍及选择......................... 7 第 3 章

　折叠式婴儿车结构主要零部件设计计算 ..................... 8 3.1 折叠式婴儿车结构支架断面设计方式........................ 8 3.2 整体支架强度的计算 ..................................... 9 3.3 支架变形度计算 ........................................ 12 第 4 章

　前轮结构的设计方法：

　................................. 13 4.1 前轮结构旋转装置 ...................................... 13 4.2 前轮结构的设计 ........................................ 14 4.3 前轮结构中央断面设计 .................................. 14 第 5 章

　折叠机构的设计：

　..................................... 15 5.1 折叠机构 .............................................. 15 5.2 最大歪斜侧向力 ........................................ 15 5.3 前轮结构中央断面合成应力：

　............................ 16

　第 6 章

　折叠式婴儿车结构装配图 ............................... 16 第 7 章车架机构的设计计算 ..................................... 16 7.1 计算工作循环中的最大载荷 .............................. 16 7.2 轴的设计计算 .......................................... 17 7.2.1 支架轴的设计计算 ................................. 17 7.2.2 轴的结构设计 ..................................... 18 7.2.3 轴的强度计算 ..................................... 19 7.2.4 主动支架轴的设计计算 ............................. 19 7.3 折叠结构及设计 ......................................... 20 第 8 章

　折叠式婴儿车结构的组装要求及操作方式 ................ 22 8.1 折叠式婴儿车结构的安装注意事项......................... 22 8.2 折叠式婴儿车结构的试验要求 ............................ 22 致谢 ......................................................... 23 参考文献 ..................................................... 24

　第 第 1 1 章

　绪论

　折叠式婴儿车结构技术水平的高低和质量的优劣，关系到工艺效果的好坏、生产效率的高低和能源节省的程度，从而直接影响企业的经济效益。而折叠式婴儿车结构以它结构简单、处理能力大、工作可靠等优点在所有折叠式婴儿车结构中占有绝对优势，其占有量约为 95％。最近几年，各国对折叠式婴儿车结构分技术的研究很重视，如强化手推参数，机大型化，零部件的化，自同步技术的推广应用，新折叠式婴儿车结构的出现等都是围绕着折叠式婴儿车结构发展起来的。下面就折叠式婴儿车结构发展概况、品种规格、结构强度作一下阐述。

　1.1 折叠式婴儿车的现状及未来趋势 折叠式婴儿车自被发明于 1795，经过两个世纪的发展，已广泛应用于行业。特别是第三次工业革命的新技术、新设备的应用带来的，折叠式婴儿车的发展，使折叠式婴儿车进入了一个新纪元。

　现在，从手推能力，手推距离，无论各方面，来衡量的经济效益，，成为各个国家和行业的发展。折叠式婴儿车是一种手推工具。其特点是承载支架的手推盘也是传递动力的手推。根据轴承的部分可分为平形，槽形，双槽，波纹挡边斗，波纹边袋，圆管形，和折叠式婴儿车圆管形折叠式婴儿车。

　高效的折叠式婴儿车，它与其他手推设备（如机车类）相比，不仅具有长距离，连续手推能力，大的优点，运行可靠，易于实现自动化，集中控制，尤其是高效率、高效手推，折叠式婴儿车已成为折叠式婴儿车高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。目前，中国的共约 1200000 台折叠式婴儿车，手推机也向大批量，长距离，高速方向发展。

　1.2 折叠式婴儿车的主要用途 随着国内经济的快速发展以及人们生活水平的不断提高，婴儿车已演变成为婴儿成长过程中的必需品。每个孩子都是父母的心头肉，父母们都希望孩子能拥有一个健康舒适的成长环境。即从孩子出生那一刻起，便希望他能享受到舒适的环境，而这种环境的起始点便是婴儿车。现在的婴儿车虽然多种多样，但具有一定的局限性，因为这种婴儿车仅在行驶中起一定的作用，而在家时，人们一般使用折叠或婴儿床，那么婴儿车放在家里既占据空间，而且适用价值又不大，这就

　造成了资源的浪费。

　因此，我们设计了这种集方便性、操作简便性、舒适性等多功能于一体的折叠婴儿车。它的问世不仅可以增强婴儿在车内的舒适度，而且还可以营造有利于婴儿健康成长的环境。

　所以，我们所设计的婴儿车是符合时代背景的，是具有较高价值的实用设计。

　1.3 各种折叠式婴儿车的特点 目前市面上的婴儿车主要有 A 型和 B 型两种婴儿车，如图 1.1、1.2 所示，A型车适合于外出散步，B 型车适合外出购物。而这些婴儿车都有一定的局限性，功能单一，给人们带来一定的不便。

　图 1.1 A 型婴儿车

　图 1.2 B 型婴儿车 目前的婴儿车只能在行驶状态中起到作用，不能在静止中对即将入睡的婴儿体现其价值。并且目前的婴儿车睡篮大多数都较低，当行驶在马路时，婴儿很容易吸入汽车尾气，这有害于婴儿的健康。

　目前的婴儿车无上、下楼省力功能，在上、下楼时，人们负担较重。

　目前的婴儿车只有锁止功能无刹车功能。这对于正处下坡路的婴儿车而言，具有一定的危险性。

　1.4

　国外研究现状 国外从 17 世纪开始折叠式婴儿车结构的研究与生产，在 19 世纪欧洲工业革命时期，折叠式婴儿车结构得到迅速发展，到本世纪，折叠式婴儿车结构发展到一个较高水平。

　较全，技术水平较高，美国公司生产 200 多种折叠式婴儿车结构，通用化程度较高，日本公司和海因勒曼公司都研制了双倾角的折叠式婴儿车结构。美国公司新研制 FF 型双频率手推，采用了不同速度的手推器。日本公司研制成三路分配器给料，一台高速电机驱动。日本东海株式会社和英国公司等合作研制了垂直料流手推，把旋转运动和旋回运动结合起来，对细料一次分级特别有效。前苏联研制了一种多用途兼有共支架和直线折叠式婴儿车结构优点的自同步直线折叠式婴儿车结构。

　1.5

　国内研究现状 由于工业发展缓慢，基础比较薄弱，理论研究和技术水平落后，我国折叠式婴儿车结构的发展是本世纪近 50 年的事情，这期间，仿制了前苏联的 I 系列折叠式婴儿车结构、D 型摇动手推；波兰的 GD 折叠式婴儿车结构、CE 型摇动手推和 GH 型吊式直线折叠式婴儿车结构。这些折叠式婴儿车结构仿制成功，为我国折叠式婴儿车结构的发展奠定了坚实的基础，并培养了一批技术人员。

　1.6 研究方案 折叠式婴儿车采用手推式，前轮采用三轮可爬楼梯式结构，折叠方式采用脚踏连杆方式，结构图如下：

　图 1.6 折叠式婴儿车结构设计图

　 前轮结构前动式结构紧凑，可以改善组成机构零部件的受力情况，零件数量相对较少，手推制造比较容易。

　第 2 章

　折叠式婴儿车结构材料介绍及选择 2.1 按品质分类 (1) 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）(2) 优质钢（P、S 均≤0.035%）

　(3) 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）

　2.2 按化学成份分类 (1) 碳素钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（0.25≤C≤0.60%）；c.高碳钢（C≥0.60%）。

　(2)合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）b.中合金钢（合金元素总含量>5~10%）c.高合金钢（合金元素总含量>10%）。

　(3)灼烧可使钢中的碳变为二氧化碳挥发掉，灼烧后钢样品质量会减轻。但灼烧后质量会增多，原因：钢中的铁与氧结合生成四氧化三铁，且含炭少于铁 2.3 按成形方法分类

　(1) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。

　2.4 按金相组织分类 (1) 退火状态的 a.亚共析钢（铁素体+ 珠光体）b.共析钢（珠光体）c.过共析钢（珠光体+ 渗碳体）d.莱氏体钢（珠光体+ 渗碳体）。

　(2) 正火状态的：a.珠光体钢；b.贝氏体钢；c.马氏体钢；d.奥氏体钢。

　(3) 无相变或部分发生相变的 2.5 按用途分类 (1) 建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。

　(2) 结构钢 a.机械制造用钢：(a)调质结构钢；(b)表面硬化结构钢：包括渗碳钢、氨钢、表面淬火用钢；(c)易切结构钢；(d)冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢。b.弹簧钢 c.轴承钢 (3) 工具钢：a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。

　(4) 特殊性能钢：a.不锈耐酸钢 b.耐热钢包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢 c.电热合金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工用钢 (5) 专业用钢——如折叠式婴儿车结构支架用钢、船舶用钢、锅炉用钢、重力容器用钢、农机用钢等。

　综上所述，本次设计折叠式婴儿车结构选用结构钢。

　第 3 章

　折叠式婴儿车结构主要零部件设计计算 3.1 折叠式婴儿车结构支架断面设计方式

　图 3.1 折叠式婴儿车结构整体跨中断面图

　 ①折叠式婴儿车结构支架断面面积

　 F=0.5（l1-2 * δ1）+ 2δ1 * h1+ 2 * δ2 * l2+ F1+ δ * l3

　=0.5 * （25+ 25+ 35）+ 48.541+ 25

　= 116mm2

　 ②折叠式婴儿车结构支架断面水平形心轴 x-x 位置

　 y1= 1 1x1F yF 式中：∑F1—折叠式婴儿车结构支架面的面积（mm2）. ∑F1 y1x-各部分面积对 x-x 轴的静矩之和（mm 3）

　y1x-各部分面积形心至 x-x 轴的距离(mm) 则：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=30mm

　y2 =56-30=26mm 结果得：F=116mm2

　 y1=30mm

　y2 =26mm ③折叠式婴儿车结构断面惯性矩

　 Jx=ΣJxi+ ΣFi y1 2(ΣJxi 为对自身惯性矩）

　 =(34 * 0.5 3) ÷12+ 34 * 0.5 * 25.75 2+

　2 * 0.5 * 25 3÷12+ 2 * 0.5 * 25 * 17.75 2+ [2 * 0.5 * （cos47 * 25.5）

　3] ÷12cos47°+ 2 * 0.5 * 25.5 * 8.25 2+ 48.54 * 17.75 2+ (10.5 * 1 2) ÷12+ 10.5 * 1 * 29.5 2

　=323364cm

　Jy=ΣJyi+ ΣFi y1 2(ΣJyi 为对自身惯性矩）

　 =(0.5 * 34 3) ÷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 4cm

　结果：Jx=323364cm

　 Jy=11634 4cm

　3.2 整体支架强度的计算 根据折叠式婴儿车结构的结构和特性，可不考虑支架的扭转力的惯性和折叠式婴儿车结构的水平面荷载水平是可以忽略不计。

　竖向荷载的弯曲应力引起的下法兰（由于负荷不大，用一般的条件，在地上能达到所要求的）：

　根据 P543 26-99 计算：

　 σx= 21xy k ...