某便攜式汽車車輪裝卸裝置系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u2719某便攜式汽車車輪裝卸裝置系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)案例 1142881.1車輪運(yùn)輸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2169741.2車輪升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 240541.3車輪承載和固定機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3139891.4傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4206571.5保護(hù)裝置設(shè)計(jì) 5248501.6本章小結(jié) 5我們要解決上述問題，可以設(shè)計(jì)一種使用機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車車輪的裝卸，汽車車輪裝卸裝置的整體結(jié)構(gòu)由車輪固定和承載結(jié)構(gòu)、車輪運(yùn)輸結(jié)構(gòu)、車輪的升降機(jī)構(gòu)、防止車輪掉落的保護(hù)裝置等組成。車輪的升降機(jī)構(gòu)是使用過程中的主要部分，要求其動(dòng)力主要是依靠人力，使車主可以輕易將車輪舉升到一定高度，同時(shí)還需要占據(jù)的空間盡量?。卉囕嗊\(yùn)輸結(jié)構(gòu)需要滿足各種地形的使用，幫助車主完成故障車輪和備胎的轉(zhuǎn)移；車輪固定和承載機(jī)要能夠滿足各種型號(hào)的車輪的使用，提供一個(gè)承載車輪的平臺(tái)；傳動(dòng)系統(tǒng)是裝置的核心部分，需要進(jìn)行仔細(xì)的參數(shù)計(jì)算和強(qiáng)度校核。保護(hù)裝置要保證車輪在上升和下降過程中車輪不會(huì)自動(dòng)掉落。其中車輪運(yùn)輸結(jié)構(gòu)為為便攜式車輪裝卸裝置的主體框架，其基本結(jié)構(gòu)為一矩形底座，在其下方安裝固定由四個(gè)萬(wàn)向輪，來(lái)保證裝置的平衡和運(yùn)輸車輪，底座上設(shè)有滑道，通過滑道和連桿使車輪的運(yùn)輸結(jié)構(gòu)與車輪升降機(jī)構(gòu)相連；車輪升降機(jī)構(gòu)采用剪叉式升降機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)分為兩層，該部分機(jī)械結(jié)構(gòu)主要起到傳遞和支撐的作用，升降機(jī)構(gòu)的一端通過連桿和滑道與車輪運(yùn)輸裝置的底座相連，另一端以同樣的方式與車輪固定和承載結(jié)構(gòu)的底座相連；車輪的固定和承載結(jié)構(gòu)主要分為兩部分，一部分是為下方帶有滑道的弧形底座，底座帶有紋路，另一部分為安裝在弧形底座上的活動(dòng)的擋板和安裝在弧形底座上方的滑塊；車輪裝卸裝置的動(dòng)力主要依靠人力，其動(dòng)力傳遞依靠搖臂、小齒輪與扇形齒輪的配合，小齒輪與扇形齒輪安裝在車輪運(yùn)輸裝置的底座上，通過兩個(gè)連桿與車輪升降機(jī)構(gòu)連接，通過人力搖動(dòng)搖臂為其提供動(dòng)力，它們兩者共同作用實(shí)現(xiàn)升降車輪的功能；保護(hù)裝置由棘輪和棘抓配合，棘抓上方裝有彈簧，棘輪與動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的小齒輪一起安裝在搖臂上，棘抓安裝在車輪運(yùn)輸裝置的底座上，可以人為地控制棘抓的升起和降落。1.1車輪運(yùn)輸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)車輪運(yùn)輸部分結(jié)構(gòu)由兩部分底座和萬(wàn)向輪組成，為便于家用汽車的攜帶，其主體框架尺寸為800*370*44mm，可以放入家用汽車的后備箱中，其底座部分的主體框架結(jié)構(gòu)圖如圖1.1所示。底座由四部分組裝而成，通過螺釘連接到一起，在底座上焊接一280*135*10mm的板，板上帶有兩個(gè)圓孔，用于安裝動(dòng)力傳遞裝置的齒輪、扇形齒輪和保護(hù)裝置的棘輪和棘抓，其中心距和圓孔半徑是由動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的搖臂半徑和小齒輪與扇形齒輪的半徑?jīng)Q定的；底座內(nèi)設(shè)有連接車輪升降機(jī)構(gòu)使用的滑道和耳環(huán)，為配合剪叉式升降機(jī)構(gòu)剪叉臂的使用，滑道和耳環(huán)的尺寸和位置應(yīng)合理選擇。為配合千斤頂?shù)氖褂?，底座不宜過高，萬(wàn)向輪輪子直徑為48mm，整體高度為64mm，四個(gè)萬(wàn)向輪通過螺釘對(duì)稱地固定于下底座的底部，對(duì)整個(gè)裝置起到支撐和運(yùn)送的作用。車輪運(yùn)輸結(jié)構(gòu)在整個(gè)裝置中相當(dāng)于機(jī)架，該部分的設(shè)計(jì)要保證其剛度、強(qiáng)度以及穩(wěn)定性，為滿足其使用，在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下要使該機(jī)構(gòu)的重量盡量輕，降低材料成本，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理，車輪運(yùn)輸機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌面需要具有良好的耐磨性。圖1.1下底座局部視圖1.2車輪升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)常見的升降機(jī)構(gòu)有剪叉式升降機(jī)構(gòu)、升縮式機(jī)構(gòu)、套筒式機(jī)構(gòu)、升縮臂式機(jī)構(gòu)、折臂式機(jī)構(gòu)。由于車輪裝卸裝置的空間有限，動(dòng)力來(lái)源于人力，所以采用剪叉式升降機(jī)構(gòu)。車輪的升降高度要與家用汽車后備箱的高度相適應(yīng)，因此車輪升降的最大高度不能低于1m，結(jié)合底座的尺寸，剪叉式升降機(jī)構(gòu)采用四組剪叉，剪叉臂的長(zhǎng)度需要設(shè)計(jì)計(jì)算，其強(qiáng)度需要進(jìn)行校核。兩組剪叉臂機(jī)構(gòu)中一個(gè)剪叉臂帶耳環(huán)的一端與底盤上的耳環(huán)做鉸鏈鏈接；另一個(gè)剪叉臂帶耳環(huán)的一端鉸鏈連接一階梯軸，并用彈簧擋圈將剪叉臂固定，通過階梯軸連接軸承與底座的滑道相連接，可以適應(yīng)剪叉機(jī)構(gòu)的變化，軸承使用調(diào)心滾子軸承。另外兩組剪叉臂機(jī)構(gòu)以同樣的方式與上底盤連接，其結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。剪叉臂之間的連接通過軸銷連接，連接軸銷是剪叉式升降機(jī)構(gòu)使用最多的部件，最容易磨損，更換軸銷極為重要，在使用過程中需要對(duì)其仔細(xì)觀察，并做好潤(rùn)滑工作。剪叉式升降機(jī)構(gòu)在裝置中其支撐和升降作用，是整個(gè)裝置的骨架，是極為重要的部件，升降機(jī)構(gòu)剪叉臂的強(qiáng)度要足夠大?？紤]到剪叉臂的強(qiáng)度要求及加工，選擇其形狀為矩形空心焊接件，需要根據(jù)其承載的車輪重量來(lái)確定剪叉臂的材料和壁厚。圖1.2車輪升降機(jī)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)1.3車輪承載和固定機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)車輪承載和固定機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)如圖1.3所示，該機(jī)構(gòu)是由車輪承載底座、活動(dòng)擋板、滑塊組成，為保證擋板旋轉(zhuǎn)一定的角度，可以起到夾緊車輪的作用，擋板與底座之間采用鉸鏈連接中的合頁(yè)連接，與滑塊配合實(shí)現(xiàn)車輪的固定。圖1.3車輪承載和機(jī)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)底座的尺寸為800*320*55mm，其上面的圓弧半徑為230mm，可以承載家用汽車最大半徑的輪胎，圓弧表面設(shè)有花紋，可以增大與車輪之間的摩擦力，通過滑塊的移動(dòng)使擋板擋住車輪，可以更好地固定輪胎；底座同樣設(shè)有滑道和耳環(huán)，用于連接車輪升降機(jī)構(gòu)。1.4傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)常用機(jī)械傳動(dòng)方式有：帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)準(zhǔn)確，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，壽命長(zhǎng)，工作可靠，所以該裝置采用齒輪傳動(dòng)，裝置的動(dòng)力傳遞系統(tǒng)主要由搖臂、小齒輪、扇形齒輪和連桿組成，其主體結(jié)構(gòu)如圖1.4所示。動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的功能主要是可以使車主用很小的力將車輪升降到后備箱的高度，可以通過選擇合適的齒輪傳動(dòng)比和搖臂的長(zhǎng)度來(lái)選擇合適的力矩，以達(dá)到省力升降車輪的目的。搖臂使用軸承與車輪運(yùn)輸機(jī)構(gòu)的底座連接，通過鍵與小齒輪鏈接，扇形齒輪地圓心處固定于下底座上，扇形齒輪通過螺栓與連桿1固定，形成一個(gè)整體，連桿1與連桿2通過銷釘連接然后通過連桿2與車輪升降機(jī)構(gòu)中帶孔的剪叉臂相連。使用時(shí)，車主轉(zhuǎn)到動(dòng)搖臂，帶動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)，小齒輪又帶動(dòng)扇形齒輪繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，連接扇形齒輪的連桿的與水平平面的角度發(fā)生變化，帶動(dòng)連桿2移動(dòng)，動(dòng)力通過傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞到車輪升降機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)車輪的升降。傳動(dòng)系統(tǒng)中的齒輪、連桿、軸、軸承、鍵都需要進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)、材料選擇和強(qiáng)度校核。連桿2連桿1連桿2連桿1圖1.4傳動(dòng)系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)1.5保護(hù)裝置設(shè)計(jì)保護(hù)裝置有棘輪和棘爪組成，棘輪與小齒輪一樣，都是通過鍵固聯(lián)在搖臂軸上，棘爪安裝在車輪運(yùn)輸裝置的底盤上，通過彈簧使棘爪與棘輪保持接觸，棘爪與一撥桿連接。當(dāng)車輪裝卸裝置使車輪上升時(shí)，棘輪隨搖臂逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)棘爪從棘輪的齒背上方滑過，棘輪機(jī)構(gòu)不作用，車輪順利上升；在上升過程中使用者脫力時(shí)，由于重力作用，車輪升降機(jī)構(gòu)隨車輪向下掉落，使小齒輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪有帶動(dòng)搖臂和棘輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，容易造成危險(xiǎn)，棘爪可以阻止棘輪順時(shí)針的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而阻止車輪掉落，起到保護(hù)的作用。當(dāng)裝置下降車輪時(shí)，按下?lián)軛U，使彈簧收縮，棘爪脫離棘輪，棘爪不阻止棘輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪可以自由旋轉(zhuǎn)，車輪可以依靠自身重量下落，只需人為施加很小的力，就可以使車輪平穩(wěn)緩慢降落。1.6本章小結(jié)本章主要對(duì)便攜式汽車車輪裝卸裝置的整體結(jié)構(gòu)做了詳細(xì)的介紹說明。本設(shè)計(jì)中將該裝置主要分成了五部分，并介紹了各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)組成、安裝方式和主要功能，以