电池更换装置计算说明书

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1、4.电池更换装置的设计计算4.1电池输送小车的设计4.1.1液压伸缩架的设计4.1.1.1液压伸缩架的结构设计结构分析：由于电池高度为260mm，汽车底盘高度取340mm，所以升降机构的垂直行程应大于600mm。剪叉长度为1200mm，经过计算剪叉在最低位置时夹角应为140°，在最高位置时夹角应为40°。如图4.7.2和图4.7.3所示：图4.7.2图4.7.3由两个位置液压缸伸长量可得出液压缸行程应大于279mm，滑道长度应大于718mm，才能满足升降机垂直行程大于600mm，因此滑道长度取800mm。4.1.1

2、.2伸缩架液压缸的设计液压缸的主要几何尺寸，包括液压杆的内径D，活塞杆直径d和液压缸行程等。4.1.1.2.1液压缸内径D的计算根据载荷力的大小和选定的系统压力来计算液压缸内径，其计算公式为：5.1.1确定公式内的各数值上式中F为液压缸推力（kN），由于液压缸要举升电池，因此F的垂直分量应大于或等于电池和电池托板重量之和，但电池举升过程中F的垂直分量是不断的变化的，因此只需要考虑电池刚开始举升时，F满足要求即可（因为此时F的垂直分量是最小的，只要此时的F值满足要求，那么其余位置必定满足要求）。而在初始位置时，液压缸

3、和垂直面的夹角为。电池重W=2800N，电池托板重=1000N，因此有：计算得：，为了保证液压缸可以正常工作，因此F值要取大一些，留一些余量。取=20000N=20kN为工作压力，可根据机床类型或负载的大小来确定；由下表选取：=10MPa=20000N由此可初步计算出：D=50.49mm，查机械设计手册表33（摘自GB/T2348-1993）取:D=63mm。5.2活塞杆外径的确定活塞杆受到压力作用时：<5MPa时，d=0.5~0.55D5MPa<<7MPa时，d=0.6~0.7D>7MPa时，d=0.7D因此d=

4、0.7D=630.7=44.1，查机械设计手册表34（摘自GB/T2348-1993）取:d=45mm。5.3液压缸行程的选择由两个位置液压缸伸长量可得出液压缸行程应大于279mm，，查机械设计手册表35~37（摘自GB/T2349-1980）在活塞行程第一系列中选取S=320mm。5.4液压缸外径的确定查机械设计手册表236-59，当工作压力时，选择=76mm。5.5液压缸和活塞杆材料的选择5.5.1缸体材料的选择一般情况下，选择45钢，并应调质到241~285HB。5.5.2活塞材料的选择活塞杆的材料选择45钢

5、，查机械设计课程设计手册表2-7（摘自GB/T699-1999）其抗拉强度为。5.6活塞杆直径校核活塞杆的直径按下式校核：上式中，F为活塞杆受到的作用力，由上可知F=20000N；为活塞杆的许用应力，n为安全系数，在此取n=5。计算得：=114MPa，因此故活塞杆直径是满足要求的。5.7活塞杆稳定性的校核液压缸承受轴向压缩载荷时，当活塞杆的长度与活塞杆的直径d之比大于10时（即），应该校核活塞纵向的抗弯强度或稳定性。在这里，因此无需校核活塞杆稳定性。5.8缸盖固定螺栓的选择及校核5.8.1螺栓选型查机械设计课程设计

6、手册表3-9（GB/T5782-2000摘录）取缸盖固定螺栓为。5.8.2缸盖固定螺栓的校核液压缸盖固定螺栓直径按下式计算：式中：F为液压缸负载；Z为固定螺栓个数，这里取Z=4；k为螺纹拧紧系数，k=1.12~1.5，取k=1.3；，为材料的屈服极限，查机械设计书表5-8取螺栓材料的等级为6.8级，其对应的屈服极限=480MPa。因此，故缸盖固定螺栓直径满足要求。4.2输送小车下面的动力部分设计计算4.2.1电动机的选型小车的重量(加上电动机和变速箱的重量)初步估计为6000N，两块电池重5600N，则总重量为，小

7、车轮子和轨道均为钢材所制造，他们之间的摩擦系数为，因此小车和轨道间的摩擦力为，初步估计小车运动速度为，则整个机构运动所需要的功率为：，考虑到动力传动的间的效率以及摩擦损失，电动机型号选择：Y132S-84.2.2联轴器的选型由于Y132S-8电动机的直径为D=38mm，n=710n/min且电动机额定转矩为T1=9550×=15.603N·m由于联轴器直接和电动机相连，因此取工作情况系数为KA=1.3则计算转矩为Tca=KAT=1.3×15.603=20.28N·m因此选择GY5型联轴器其公称转矩[T]=400N·

8、m许应转速为nmax=8000n/min因此Tca<[T]，n