童车滚轮疲劳试验机设计.docx

童车滚轮疲劳试验机设计.docx

《童车滚轮疲劳试验机设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《童车滚轮疲劳试验机设计.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

童车滚轮疲劳试验机设计

目录

中文摘要

第一章概述............................................................................1

1.1童车起源...........................................................................1

1.2童车的发展现状................................................................1

1.3童车行业发展潜力巨大....................................................3

1.4童车的发展趋势................................................................4

1.5意义....................................................................................5

第二章总体设计方案比较....................................................6

2.1总体设计方案一..............................................................6

2.2总体设计方案二..............................................................7

2.3总体设计方案三..............................................................8

2.4设计方案比较..................................................................9

第三章零件结构设计...........................................................10

3.1夹持机构设计.................................................................11

3.2张紧机构的结构设计.....................................................14

3.3滚动轴承的选择.............................................................17

3.4电机的选择.....................................................................18

第四章强度校核计算...........................................................19

4.1夹持杆受力图及分析.....................................................19

结论

致谢

参考文献

附录

中文摘要

内容：

改革开放以来,随着人民生活水平的提高,人们对生活中的生活用品的质量要求也提出了更高的要求。

童车是现在人们生活中必不可少的用品之一，儿童推车在带来方便的同时，也会给婴幼儿带来伤害，为此世界各国和地区均制订了严格的安全性能标准，以最大限度地为婴幼儿提供安全的儿童推车产品。

其质量的合格与否直接影响到儿童的安全。

所以本课题主要针对现实生活中人们对童车的安全性的考虑设计了用于试验童车滚轮疲劳强度的试验机。

本课题主要根据检测标准，设计一个童车滚轮强度疲劳试验机，该试验机以童车滚轮为试验对象，夹持童车手把，模拟道路环境滚动，直到童车滚轮破坏或达到规定试验时间为止。

设计要求设计的试验机能按照试验标准要求进行连续运行，运动动力源采用电动机，其运动的时间可以设定。

关键词：

改革开放，生活水平，疲劳，试验机，安全。

第一章概述

1.1童车起源

儿童推车起源于欧洲，至今已有超过三百年的历史，在中国，儿童推车的出现也已有几十年的时间。

儿童推车是婴幼儿户外活动的重要工具，扩大了婴幼儿的活动范围，减轻了年轻父母的负担，是寻常百姓家庭必备的用品，在全世界范围受到了广泛的欢迎。

儿童推车在带来方便的同时，也会给婴幼儿带来伤害，为此世界各国和地区均制订了严格的安全性能标准，以最大限度地为婴幼儿提供安全的儿童推车产品。

我国是儿童推车等各类玩具和儿童用品的生产大国，全球约75%的这类产品在中国生产。

然而目前我国还不是儿童推车产品的生产强国，儿童推车生产企业普遍规模小，技术落后，产品以仿制为主，企业对产品安全性能检测设备的开发投入缺乏热情，已严重影响到儿童推车产品的安全质量。

1.2童车的发展现状

2008，童车行业将陷入四大困境，并在这四大困境中淘汰一部分竞争力低下，处于边缘挣扎的企业。

其一，出口难度加大。

同另外的婴童产品一样，童车也面对着出口难度加大，外销越来越难做的问题。

一方面是人民币升值，外销价格优势下降。

中国外销的竞争优势，大部分属于成本优势，人民币对美元的低比率使得中国的外销产品的价格在国际市场上显得特别有竞争力。

中国出口产品的低价位迎合了欧美国家中低收入人群的消费需求，中国童车的出口额才得以高速递增。

但是，在来自于美国的压力下，人民币近半年来开始升值，从起初的1美元兑换8.28元，到突破8元大关，接着又跌至7.9元。

权威机构预期，未来的人民币升值空间依然巨大。

人民币的升值，童车企业将面临两种局面，一是价格失去竞争力，二是如果要维持外销产品的价格优势，就只能降低利润。

人民币继续升值，意味着童车企业的外销价格优势和利润在进一步下降。

另一方面，婴童产品的反倾销愈演愈烈，一定程度上也影响了童车行业。

如就墨西哥来说，1997年9月8日，墨西哥经济部在《官方日报》上发表公告，决定对从中国进口的部分婴儿床和学步车（税号为8715.00.01和9501.00.99）免征反倾销税，而对其中由Evenflo Company，Inc公司进口的Evenflo牌婴儿床征收21.72％的反倾销税，对其他中国产婴儿床征收105.84％的反倾销税，其他中国台湾地区产婴儿床征收31.53％的反倾销税。

2004年5月21日，墨西哥经济部在《官方日报》上发表公告，表示将自2002年9月9日起继续对上述产品征收五年的反倾销税。

2007年8月21日，墨西哥经济部决定开始对中国童车进行反倾销行政复审，调查期为2006年7月1日至2007年6月30日。

童车反倾销事件已不在少数，而中国企业反倾销应诉能力还没有与国际接轨，很多对中国企业的反倾销案件，往往都以中国企业败诉告终。

这样一来，欧盟、美国等大型经济体的裁决，对国内童车企业带来很大的影响，往往一旦反倾销败诉，很多中小企业毫无退路，只能以破产告终。

因此，远卓品牌机构预言，外销模式的外向型企业，如果遇到反倾销，销售量有可能从上亿下降到零，甚至面临破产的绝境。

其二，品牌格局动荡。

童车品牌虽然在这些年来大量涌现，不少企业也重视到了塑造品牌的重要性，但有影响力的品牌却并不多，童车品牌格局也显得不稳定。

因童车业的竞争度急剧上升，童车品牌起伏也便大增，可能你今天很辉煌，明天也会有破产的危险。

童车企业变化大、创意多，品牌更是不定，要做到“好孩子”企业品牌和“平湖”童车区域品牌这么稳定已是有相当难度。

其三，消费者品牌意识觉醒。

这对一大批中小型童车企业来说可能就是一个噩耗。

消费者品牌意识的觉醒，就意味者未来童车行业品牌将有着生杀大权，它能给企业判生死。

而童车企业一大半企业还都未建立自己的品牌，或不知道如何建设品牌。

消费者的选择是对产品的选择，同时也是对童车品牌信任度的体现。

没有能力做品牌的企业，将在品牌年代承受很大的压力。

其四，设计抄袭，原创不足。

中国的童车制造业在工艺水平上已经没有什么问题，现代化的厂房、现代化的设备越来越多，童车设计水平也在不断提高，但目前童车设计中抄袭现象严重。

因此，童车产品的同质化程度逐渐增强，比如学步车、婴儿摇篮车、儿童单车等，不同的童车，制造采用的工艺不同，但同类童车的生产工艺、技术、设备相差无几。

任何行业的发展遵循同样的规律：

在产品同质化、品牌没有明显区隔时，市场竞争通常表现为激烈的价格战。

1.3童车行业发展潜力巨大

童车行业是个大有可为的行业，发展潜力巨大。

从市场发展及国内环境来看，远卓品牌机构认为，未来几年童车行业呈现以下四大发展趋势。

其一，市场容量与日俱增。

随着中国经济发展迅猛，人们的生活水平逐年提高。

假设一个家庭中诞生了一个小宝宝，在经济条件允许的话，这个家庭会尽最大的努力为宝宝提供最好的物质条件。

根据数据显示，中国0至6岁的婴幼儿数量为1.08亿，以平均每个孩子花销5000元进行概算，这个市场的远景容量将是5000亿元。

童车是婴童产品中最为典型和普遍的产品，因此童车有非常大的市场。

童车产业是当前最具投资前景的朝阳产业，未来三至五年该产业将会成为中国最耀眼的产业。

其二，品牌化生存势不可挡。

从几年前开始，童车业价格战如火如荼，一些小企业终于无力招架，在残酷的价格战中倒下，关门、倒闭，或者被兼并而在市场上消失了，优胜劣汰速度在加快。

但由于消费需求的偏移和童车在设计和做工上的大同，原先的“价格战”已慢慢向“价值战”倾斜，“品牌营销”逐渐取代“价格营销”成为商家打开市场的新策略。

未来的童车市场，品牌就是效益。

消费者对品牌的认知度、满意度及忠诚度都会决定企业在市场上的竞争力。

品牌越来越受到童车企业的重视，那么童车企业如何才能使消费者从众多童车品牌中选中自己，这就成了童车企业首要考虑的问题。

换句话说，品牌化生存成了童车企业势不可挡的发展趋势。

其三，专业化品牌运作首当其冲。

中国童车业不少企业也慢慢成长为具有雄厚实力的大型企业，他们也认识到了品牌塑造的重要性，但他们有想法没办法，不知道怎么做品牌，所以童车业的领袖品牌始终没有建立。

发育成熟的行业往往已经形成了一个领袖品牌群落，而发育不太成熟的行业，往往只有一两个领袖品牌在默默耕耘，甚至还没有出现领袖品牌。

如发育已经相当成熟的家电行业已经出现了海尔、美的、长虹、TCL等领袖品牌，而童车业除了好孩子这个极具实力的品牌外，至今仍找不到第二个可以遍布全国、叱诧风云的领导品牌。

这显然是不够稳定的。

童车业在品牌塑造上处于弱势地位，十分缺乏品牌系统推广和操作的经验，他们认为品牌策略就是VI设计，把巨资投到了企业形象、宣传广告、包装、店堂等方面的设计上，但他们殊不知这只是品牌塑造的很小以部分。

VI视觉识别，在一定意义上说是传播企业经营理念、建立企业知名度、塑造企业形象的快速便捷之途，但是其影响力却不是很大。

童车企业要塑造强势品牌，只是花巨资做VI或招聘人才进驻公司服务都很难真正产生实效。

童车企业可以与品牌咨询公司合作，借助品牌咨询公司强大的智囊团有系统、有规划地实施品牌战略。

专业化品牌运作是未来童车业必然的选择。

其四，重视原创设计和产品创新。

当前真正考虑到儿童需求的童车还很少，在童车产品雷同的大形势下，品牌就急需创新设计。

9月24日下午，浙江平湖举办了以“创新——引领童车行业新飞跃”为主题的中国——平湖童车产业发展论坛。

来自广东、上海、江苏、浙江、宁波、义乌等玩具行业、童车产业界的专家、学者和平湖童车行业协会会员单位的代表共200多人参加了论坛。

浙江经营管理研究会副秘书长、浙江大学、浙江师范大学客座教授连云尧则紧紧围绕“创新”主题，从创新能力、动力、实质、思维、方法等各方面向与会人员作了题为《创新引领童车行业再上新台阶》的报告。

宁波妈咪宝婴童用品制造有限公司总经理叶伟德与现场企业家们共同分享了产品创新、创牌，以及打造一流企业的经验与收获。

在随后举行的论坛对话板块，企业家们与专家、学者面对面，围绕“——品牌——品牌管理竞争”、“创新与保护知识产权”两大主题，就如何应对国际玩具市场对中国一玩具的召回措施，加强内部管理提高童车质量，加强知识产权保护等问题进行了互相讨论。

此会议的召开也说明了童车企业品牌塑造及创新设计的重要性。

远卓品牌机构认为，童车企业应不断寻找市场空白点，进行产品丰满、细化、创新，将创新设计作为品牌的灵魂。

如国内第一卡通童车——蚂蚁兄弟用其大智慧设计出的“蚂蚁前篮”获得了“中国杰出专利与发明奖”，拥有3项专利的蚂蚁童车前篮于2007年9月30日正式进驻中国科技馆。

蚂蚁兄弟以其创新设计，品牌扩张速度很快。

随着儿童车需求的不断增大，儿童车的特殊性对童车企业提出了更高的要求。

中国童车行业应加快创新步伐，尽快出现更多引领行业潮流的强势品牌，以带动童车行业的整体发展。

知名品牌的崛起将会使消费者在选购童车时更方便、放心，也会给“中国造”的名牌与国际品牌相抗衡提供支持。

1.4童车的发展趋势

随着城市化带来的人口密集、生活节奏加快等变化，童车正在朝更安全、更方便、更牢固的方向发展。

首先，安全性的规定将越来越严格。

例如，儿童推车的上围高于坐垫180毫米，肩带最小宽度为15毫米，叉带最小宽度为20毫米，跨带最小宽度为50毫米，安全带（即跨带）应能承受300牛顿拉力。

具有折叠功能的儿童推车应设置锁紧保险装置，以避免在使用中推车意外折叠伤及儿童。

再比如，在幼儿手可触及的范围内，不得出现5毫米－13毫米的夹缝。

这些国家强制性标准越来越细化和严格了。

其次，方便性的需求更突出。

城市化的加快带来人流的增多和生活节奏的加快，新一代的父母亲要求童车的使用更方便和快捷。

这种需求在东部大城市特别突出。

童车生产厂家也在尽可能地为消费者提供“省事”的童车，比如，目前就有一种单手折叠童车，一只手就能将童车叠起来，立在地上也不会倒。

第三，在方便携带的同时，还要求童车牢固。

城市生活空间拥挤，出门难免会发生磕碰，牢固不易变形的童车自然受到欢迎。

目前，铝合金车架的童车正成为潮流，这种车架轻便牢固，折叠之后体积小，在东部城市需求明显。

而颜色漂亮、造型独特的童车在生活节奏比较慢的小城市依然受到欢迎。

1.5意义

随着人民生活水平的提高，人们越来越注重自己所使用的产品的安全性。

本课题提出了针对儿童童车滚轮强度安全性能的疲劳性试验方法，并据此研制了儿童童车滚轮强度疲劳性试验机。

模拟童车在现实路面上滚轮的滚动情况，来检测童车滚轮的安全性及与其连接结构的安全性，避免由于结构强度缺陷而导致的对婴幼儿的伤害。

第二章总体设计方案比较

2．1总体设计方案一

总体结构研制的儿童推车滚轮强度疲劳性试验机主要由三个部分组成：

主体结构部分，控制部分，运动部分。

底座采用铝合金工业铝型材，表面喷塑处理。

支架采用铝合金工业铝型材，为儿童推车样品提供稳固的测试平台，运动部分主要由电机，减速器，输送带，滚轴组成。

顶梁与支柱之间采用套筒连接，电机与主体采用电机安装在总体内部。

将电机放在两滚轮之间如图1。

图1

这样安装可以让电机和主体成为一体，但由于电机在主体内部如果要维修要通过拆下底座和滚轮来进行维修那样不方便！

而且电机和底座成为一体电机转动所产生的震动有可能会影响试验机的结构从而使试验机的使用周期变短。

而且把电机放在底座内部使该方案增加了机构，这样无形中也增加了该试验机的制造成本。

但把电机放在底内部也有好处，可以节省空间！

2．2总体设计方案二

2．4设计方案比较

以上三个方案各有优缺点，结合起来看最后选定第三个方案，固为第三个方案能够很好的满足该课题的要求。

首先，第三个方案的夹紧升降机构能够达到升降，紧固和定位的要求。

其次，第三个方案采用电机外置的方法可以对电机进行很好的维护和监测。

这样电机所产生的震动可以几乎不影响到试验机的使用周期和运行状况

第三，运动装置的传输带上加凹凸块能很好的模拟现实中的路况，这样就能更准确地测出童车的真正的使用周期。

第四，主体中的顶梁和支柱采用螺钉连接而不采用套筒连接这样方便而且也不用另外增加生产配件的成本。

最后，在试验机底座安装五根独立的滚动轴能够对童车起到很好的支撑作用。

总结以上几点，所以决定采用第三种方案来进行设计。

第三章零件结构设计

3．1夹持机构设计

通过调查目前市场上比较流行的童车把手有以下二种如图6，所以针对这种情况设计

图6（左图为直把式，右图为横把式）

的夹持装置也主要是针对这两种把手！

由于这两种把手的夹持方式不一样所以设计了两种夹持装置直把式的童年车的夹持装置如图7-1与图7-2

图7-1夹持装备

图7-2直把式童车夹持装置设计图

该夹持装置通过紧固螺钉（图7-1中的1）来对升降杆与夹持装置进行固定的，通过三个阶梯孔上的螺钉（图7-1中的2，3，4）来对把手进行夹紧。

这三个阶梯孔是为了满足不同直径的把手而设计的，基本上能满足市面上所有童车把手的直径。

而且为了保证能够在夹紧的过程中能够很好的夹紧不至于在测试童车的过程中出现脱离状况，在每个阶梯孔都设置了两个紧固螺钉孔（如图7-2），这样就能够很好的对把直把手进行夹紧。

另一种童车就是横把式的童车，针对这种把手设计了如图8的机构进行夹持。

其主要组成分为四部分，如图8-1，图8-2，图8-3

图8-2和图8-3是该夹持装置上下夹持部分通过图8-1中的销2来连接，夹持装置与升降杆的夹紧和松开通过螺钉1来实现，图8-1中的3是用来夹紧横向把手用的。

将横向把手放入图8-1中后通过拧紧3来紧固夹持装置和童车。

图8-1

图8-2

图8-3

3．2张紧机构的结构设计

由于该试验机的运动部分采用传输带实现，因此传输带的松紧度也影响到试验机的结构性能。

所以设计了一个能过螺纹杆和螺帽来实现传输带的张紧其结构如图9-1

通过滑块（图9-1中的2,3,6）沿导轨1前后运动来调整传输带的松紧度。

通过图9-1中的螺母来实现对滑块以及滚轴的定位和固定。

其中2和3采取分离式是为了让轴承能够更好的配合，不至于轴承安装后产生松动。

6与2，3通过凹槽和螺钉的配合使三者成为一个整体，在6运动时带动整体运动从而实现在对传输带的张紧。

图9-1

图9-2滚轴台

3.3滚动轴承的选择

滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一，它是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件的。

如果按轴承用于承受的外载荷不同来分类时，滚动轴承可以概括分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承三大类，图10为轴承简图

图10

向心力轴承：

适用于极限转速比高，轴向承载能力少量的机构。

其性能和特点是主要承受径向载荷，也可以同时承受小的轴向截荷。

当量摩擦系数最小。

在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。

工作中允许内、外圈轴线偏斜量小于等于8到16分，大量生产，价格最低。

推力球轴承：

适用于极限速比低，轴向承载只能承受单向的轴向载荷。

其性能和特点是为了防止钢球与滚道之间的滑动，工作时必须加有一定的轴向载荷。

高速时离心力大，钢球与保持架磨损，发热严重，寿命降低，故极限转速很低。

轴线必与轴线重合，以保证钢球载荷的均匀分配。

向心推力轴承：

主要适用于轴向力和径向力都比较大的机构。

综上所述，本机构采用向心力轴承比较好。

因为本机构主要要承受的是径向力为主，而且向心力轴承可以大量生产价格最低，比较适合。

查《新编机械设计手册》得选用61808型深沟球轴承，主要性能参数d=40mm,D=52mm,B=7mm,脂润滑极限转速9500r/min,油润滑极限转速13000r/min。

基本能满足本机构的要求。

对底座起支撑作用的滚动轴承选用61806型深沟球轴承，主要参数d=30mm,D=42mm,B=7mm,脂润滑极限转速12000r/min,油润滑极限转速16000r/min。

3.4电机的选择

本机构采用三相防护式鼠笼型异步电动机，该电机的结构特点是为一般防滴式。

防止直径大于12mm的小固体异物进入并防止沿垂地线成60度角或小于60度角的淋水对电机的影响。

用途及使用范围：

适用于驱动无特殊要求的各种机械设备，如金属切削机床，鼓风机，水泵，运输机等。

主要性能及特点效率高、耗电少，性能好，噪音低，振动小，体积小，重量轻，运行可靠，维护方便，Y系列绝缘为B级。

使用条件及工作方式：

海拔不超过1000m；环境温度不超过+40℃；额定电压为380V，额定频率为40Hz；3KW以下为Y接法，4KW及以上为Δ接法；工作方式为连续使用。

选用Y160M-6型三相防护式鼠笼型异步电动机，其技术参数有功率7.5KW,转速971r/min，在380V时电流为16.7A。

第四章强度校核计算

4．1夹持杆受力图用分析

夹持机构的杆在试验机运行时的受力如图11

图11

杆主要受到童车的重量和儿童的重量相对于传送带所产生的摩擦，由于目前市场上出现有双座位的童车所以考虑儿童重量时对儿童体重取标准体重的2倍。

童车的重量就取用双儿童座位的重量为13KG，儿童的重量取30KG。

童车滚轮滚轴的滚动摩擦系数为

结论

毕业设计是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整的给排水系统设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。

这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。

虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。

各种系统的适用条件，各种设备的选用标准，各种机构的安装方式，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。

和老师的沟通交流更使我从新的角度对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求。

在设计过程中夹持装置设计让我很头痛，原因是由于本身设计受到结构设计的框定，而又必须考虑本专业的一些要求规范，从而形成了一些矛盾点，这些矛盾在处理上让人很难斟酌，正是基于这种考虑我意识到：

要向更完美的进行一次设计，与其他专业人才的交流沟通是很有必要的。

提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。

顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心，无论夹持装备或张紧机构，我都采用了一些新的技术和方法他们有着很多的优越性但也存在一定的不足，这些不足在一定程度上限制了我们的创造力。

比如我的设计轴承端盖方面，应该设计带有封闭盖的端盖，这无疑是很让我自身感到遗憾的，可这些不足正是我们去更好的研究更好的创造的最大动力，只有发现问题面对问题才有可能解决问题，不足和遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行，今后我更会关注新技术新设备新工艺的出现，并争取尽快的掌握这些先进的知识，更好的为祖国的四化服务。

致谢

从三月份接受课题到现在完成毕业设计论文,衷心的感谢我的指导周建华老师给予了精心的指导和热情的帮助,尤其在课题设计的前期准备阶段和本人的结构设计阶段,导师提出许多宝贵的设计意见,在最后的修改阶段老师在百忙之中抽出时间为我们提供了必要的帮助,这样使得我们得以顺利的完成毕业设计开发工作,在短暂的几个月的相处时间里,老师渊博的知识,敏锐的思路和实事求是的工作作风给我留下了深刻的印象,这将使得我终身受益,谨此向老师表示衷心的感谢和崇高的敬意。

参考文献

[1]熊良山.机械制造基础.武汉:

华中科技大学出版社，2000

[2]许福玲.液压与气压传动.武汉:

机械工业出版神,2004

[3]钟志华.