剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2013年5月31日ⅡⅢLiftingplatformintheindustrialproductionandourdailylifeplbenefitwhichbringstousisverymuch.Thefunctionalcharacteristicsoftheliftingplatformisverymuch,inourlivesweinmanycommercialbuildingswillbeuseplatformastheelevatorperformanceverymuchthesame,needsforliftingplatformsettingswhenusingaliftingpAccordingtotheresearchonthistopicisapplicabletohighmaterialelevator.Acctheactualdemandtobetakenareasfollows:theselectionofhydraulicthescissortransmissionform,scissorstructuredesignofthemainmechanism.Descalculationandcheckingofscissorselevatingplatformofkeypartsandcomponents,afterthedesignobjectivesandrequirementsverificationcanachieKeyWords:Liftingplatform,materiallift,scissor,liftingplatform,structuredesign Ⅱ 11.1升降平臺(tái)在生產(chǎn)和生活中的作用和意義 11.2升降平臺(tái)國(guó)內(nèi)研究發(fā)展情況 1.3升降平臺(tái)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨向 31.4課題條件 4第2章剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 62.1升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 62.1.1升降機(jī)構(gòu)形式的選擇 62.1.2直接推動(dòng)式升降機(jī)構(gòu) 62.1.3連桿組合式升降機(jī)構(gòu) 62.2升降平臺(tái)的兩種機(jī)構(gòu)形式 82.3升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)中三種液壓缸布置方式的分析比較 92.3.1問(wèn)題的提出 92.3.2三種方案的分析和比較 2.4剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)分析 2.5剪叉式升降平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)分析 2.6剪叉式升降平臺(tái)的動(dòng)力分析 2.7剪叉式升降平臺(tái)參數(shù)的確定 2.7.1基本幾何尺寸的確定 2.7.2液壓缸推力T及行程S的確定 2.8剪叉式升降平臺(tái)的校核 2.8.1各鉸接點(diǎn)的受力分析 2.8.2各鉸接點(diǎn)銷的選擇與校核 2.8.3油缸作用處桿件尺寸的確定與校核 20V2.9強(qiáng)度校核 2.9.1剪叉臂的強(qiáng)度校核 212.9.2液壓缸底架固定橫梁的強(qiáng)度校核 2.10軸的強(qiáng)度校核 2.10.1內(nèi)剪叉臂固定端銷軸的強(qiáng)度校核 2.10.2液壓缸缸體尾部銷軸的強(qiáng)度校核 2.10.3液壓缸活塞桿頭部支撐軸的強(qiáng)度校核 第3章液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1明確設(shè)計(jì)要求制定基本方案 3.2制定液壓系統(tǒng)的基本方案 3.2.1確定液壓執(zhí)行元件的形式 3.2.2確定液壓缸的類型 3.2.3確定液壓缸的安裝方式 3.2.4缸蓋聯(lián)接的類型 3.2.5擬訂液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)控制回路 3.2.6液壓源系統(tǒng) 3.3確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 3.3.2初選系統(tǒng)壓力 3.3.3計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 3.3.4確定液壓泵的參數(shù)18 3.3.5管道尺寸的確定 3.3.6油箱容量的確定 3.4液壓缸主要零件結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求 3.4.1缸體 3.4.2活塞 3.4.3活塞桿 3.4.4活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵 3.4.5液壓缸的排氣裝置 41阿3.4.6液壓缸安裝聯(lián)接部分的型式及尺寸 阿3.5本章小結(jié) 44第4章剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 454.1運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的簡(jiǎn)介 4.2位移、速度及加速度分析 464.2.1主運(yùn)動(dòng)分析 4.2.2位移曲線 47 484.2.4加速度曲線 總結(jié) 50參考文獻(xiàn) 2度1廠在1978,十一的第三次全體會(huì)議上的一項(xiàng)重大決策和改革開(kāi)放。我公司自主研發(fā)，生量。如：成立于1980年7月4日中國(guó)迅達(dá)電梯升降平臺(tái)的有限公司，是由中國(guó)建設(shè)機(jī)械總公司，股份有限公司，香港怡和迅達(dá)瑞士迅達(dá)(遠(yuǎn)東)股份有限公司3的合資企業(yè)，掀起了1984年12月1日的繁榮，引進(jìn)外資；天津市平臺(tái)公司，中國(guó)國(guó)際信托投資公司和美國(guó)美國(guó)奧的斯電梯升降平臺(tái)公司合資組建的天津奧的斯電梯升降平臺(tái)有限公司正2市的發(fā)展產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。從1979以來(lái)，升降平臺(tái)，生產(chǎn)已越來(lái)越快：不僅如速交流調(diào)速梯逐漸取代VVVF交流變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)平臺(tái)，已在PLC技術(shù)的采用，最高的梯形速度已達(dá)到4m/s;行業(yè)出現(xiàn)了翻天覆地的變化：企業(yè)生產(chǎn)條件城市區(qū)。自1985以來(lái)，先后在長(zhǎng)江三角洲，珠江三角洲，福建東南部和渤海地區(qū)開(kāi)辟中國(guó)建筑機(jī)械制造商協(xié)會(huì)升降平臺(tái)分公司工程機(jī)械協(xié)會(huì)成立大會(huì)在西安市舉行的三個(gè)分會(huì)，升降平臺(tái)，也是中國(guó)現(xiàn)在升降平臺(tái)會(huì)的前身。1986年1月1日，“中國(guó)升降平臺(tái)”的行業(yè)組織。1987,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7588-87”提升的建造和安裝的安全規(guī)則”平臺(tái)發(fā)行。標(biāo)準(zhǔn)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN81-1”提升為建筑安裝“平臺(tái)安全規(guī)定(1985修訂版，十二月)。本標(biāo)改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的城市建設(shè)和發(fā)展的突飛猛進(jìn)，更加有利于推動(dòng)我國(guó)的升降平臺(tái)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已在1997的平面與上一了很大的提高。1998,升降平臺(tái)，蘇州江南升降平臺(tái)有限，國(guó)家的自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行3葡萄牙，希臘和其他近20個(gè)國(guó)家和我國(guó)臺(tái)灣澳門地區(qū)，升降平臺(tái)，生產(chǎn)超過(guò)30200臺(tái)。建設(shè)中不可缺少的垂直交通工具中國(guó)有1300000000人口，與升降平臺(tái)的人均量的1/3的世界平均水平的1/10,發(fā)達(dá)。升降平臺(tái)巨大的市場(chǎng)吸引了幾乎所有的升降平臺(tái)的業(yè)務(wù)關(guān)系。2007,中國(guó)政府頒布了一系列的經(jīng)濟(jì)政策，加強(qiáng)宏觀調(diào)控，升降平臺(tái)市場(chǎng)逐漸趨面升降平臺(tái))產(chǎn)品的迅速發(fā)展，打破了原有產(chǎn)品與市場(chǎng)格局爭(zhēng)沖擊下，導(dǎo)致世界工程升降平臺(tái)市場(chǎng)進(jìn)一步趨頂級(jí)公司有10多家，主要集中在北美、日本(亞洲)和歐洲。美國(guó)既是工程升降平臺(tái)爾占53%,格魯夫占16%,德馬泰克占14%,多田野和特雷克斯各占10%和5%左右。4。特雷克斯與日本IHI公司有歷史聯(lián)系，至今特雷克斯還提供涂裝AmericanCrane公司產(chǎn)品標(biāo)志的IHI履帶式升降平臺(tái)升降平臺(tái)。有人會(huì)將特雷克斯與IHI的合作看作許可證貿(mào)易行得通的例證。但此類協(xié)定難以持久，其結(jié)果無(wú)非是特雷克斯要求加強(qiáng)對(duì)IHI承包商作用。英國(guó)格魯夫公司從1999年開(kāi)始銷售神鋼履帶式升降平臺(tái)和城市型升降平臺(tái)。多田野和日立建機(jī)公司在1978年簽訂的相互提供產(chǎn)品、擴(kuò)展雙方產(chǎn)品系列的合作協(xié)議，收效不大。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)萎縮情況下，日立建機(jī)于1999年2月宣布，將再次考慮擴(kuò)既經(jīng)營(yíng)采礦設(shè)備又經(jīng)營(yíng)起重搬運(yùn)設(shè)備，起重搬運(yùn)設(shè)備包括AT和RT產(chǎn)品、汽車升降將技術(shù)應(yīng)用于桁架臂式升降平臺(tái)的廠商之一。但目前住友公司已將其在日本和美國(guó)的52.設(shè)計(jì)剪叉式升降平臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用元器件和校核結(jié)構(gòu)件強(qiáng)3.剪叉式升降平臺(tái)升降高度5米，承載重量1噸。4.完成2張A0圖紙，并完成設(shè)計(jì)報(bào)告和資料翻譯。6第2章剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算直推式升降機(jī)構(gòu)利用液壓油缸直接升降車廂傾卸。該降效率高。但由于液壓油缸工作行程長(zhǎng)，故一般要求采用單作用的2級(jí)或3級(jí)伸縮式套油缸直接作用在車廂底板上的升降機(jī)構(gòu)稱為直接油缸與車廂底板之間通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)連接的升降結(jié)(1)油缸前推連桿放大式(馬勒里式)升降機(jī)構(gòu)7Fig.2-2Theliftingmechanismoflevermagnifymodelfromtheforward(2)油缸前推杠桿平衡式升降機(jī)構(gòu)Fig.2-3Theliftingmechanismofleverbalancemodelfromthefront(3)油缸后推連桿放大式(加伍德式)升降機(jī)構(gòu)Fig.2-4Theliftingmechanismoflevermagnitudemodelfromthebehind(4)油缸后推杠桿平衡式升降機(jī)構(gòu)8Fig.2-5Theliftingmechanismofleverbalancemodelfromthebehind(5)油缸浮動(dòng)式升降機(jī)構(gòu)Fig.2-6Theliftingmechanismoffloatmodel而是可以隨著車廂的翻轉(zhuǎn)而運(yùn)動(dòng)，故稱為油缸浮動(dòng)式升降機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)的拉桿也與車廂圖2-1機(jī)構(gòu)一9圖2-2機(jī)構(gòu)二升降平臺(tái)的兩種機(jī)構(gòu)形式如圖2-1和圖2-2所示，它們只是兩側(cè)相同機(jī)構(gòu)的一側(cè)。由以上兩圖可看出，機(jī)構(gòu)一(圖2-1)是全部為固定鉸支座的兩平行桿同步運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，機(jī)構(gòu)二(圖2-2)是兩固定鉸支座和兩個(gè)滑動(dòng)鉸支座的剪叉式結(jié)構(gòu)。這兩種機(jī)構(gòu)都可以a)機(jī)構(gòu)一在升降過(guò)程中上板不僅有豎直方向的位移變化，而且還有移變化，而機(jī)構(gòu)二的上板在升降過(guò)程中只有豎直方b)機(jī)構(gòu)一在升降的過(guò)程中，所載物體的質(zhì)心相對(duì)機(jī)構(gòu)的支撐中心的變化很大，這樣就要求更大的動(dòng)力，即要求推力更大的液壓缸。結(jié)果c)機(jī)構(gòu)一的穩(wěn)定性沒(méi)有機(jī)構(gòu)二的對(duì)角雙液壓缸的布置方式主要包括液壓缸對(duì)機(jī)構(gòu)的作用力(動(dòng)力)點(diǎn)位置及液壓缸的起始在機(jī)構(gòu)確定的情況下，動(dòng)力的作用點(diǎn)是關(guān)系所需動(dòng)力大小的以下是液壓缸的三種布置方式，如圖2-3,圖2-4,圖2-5所示，基于剪叉式機(jī)構(gòu)方案一(圖2-3):液壓缸的一端在底座的固定鉸支座上，另一端支撐在支架1上靠方案二(圖2-4):液壓缸的一端在底座的固定鉸支座上，另一端支撐在支架1與支架2的鉸支軸上。當(dāng)兩支架幾乎處于水平位置時(shí)，液壓缸與底座的夾角a方案三(圖2-5):液壓缸的一端在底座的固定鉸支座上，另一端支撐在與支架2有一定夾角a?,且α?>a?>a?,這時(shí)要把臺(tái)面升起所需要液壓缸提供的推力就會(huì)比前兩圖2-3方案一圖2-4方案二圖2-5方案三綜上所述，方案三是升降平臺(tái)設(shè)計(jì)的最佳方案(如圖2-5所示)。為了保證操作人員在工作平臺(tái)上更加安全，剪叉臂與水平的最大允許角度為45°。因此，每一層上升的最大高度為1.25m,要使升降機(jī)能夠上升到5m的高度，至少需要4層剪叉臂，1.25×4=5m,這樣就達(dá)到了5m的高度。如圖4.1所示，臂AE、CE、BD、BF均相等，剪叉臂AE和BF通過(guò)H點(diǎn)鉸接，臂BD和CE通過(guò)G點(diǎn)鉸接，臂AE和CE通過(guò)E點(diǎn)鉸接，臂BD和BF通過(guò)B點(diǎn)鉸接；F點(diǎn)與副車架鉸接，C點(diǎn)與托架鉸接；鉸接點(diǎn)A在液壓缸N的作用下能夠在水平滑槽中移動(dòng)，另外鉸接點(diǎn)D也能水平移動(dòng)，且與A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向相反。由于點(diǎn)A和D的移動(dòng)，從而車廂在垂直面內(nèi)升降并伴隨有少量水平位移。在車廂舉升過(guò)程中油缸以一定的速度推動(dòng)滑快A向后移動(dòng)，A點(diǎn)的速度為v;由于A點(diǎn)的水平移動(dòng)帶動(dòng)雙級(jí)剪式機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，從而使得∠BFA發(fā)生變化，即由初始位置的φ。變?yōu)棣?=φ。+0;因?yàn)榧羰綑C(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)點(diǎn)D同時(shí)向上和向前移動(dòng)，所以臺(tái)面DF在整個(gè)過(guò)程中向上向后移動(dòng)(為貨物的傾斜做準(zhǔn)備)。其中點(diǎn)B和點(diǎn)H的瞬時(shí)速度分別為vg和v;點(diǎn)D的水平和垂直速度分別為v和vo;車廂支撐臺(tái)面的水平和垂直平移速度分別為vx和vy。桿BF上B點(diǎn)、H點(diǎn)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心都為F點(diǎn)，從而可求得(取車廂移動(dòng)的方向?yàn)檎较颍此较蛴液痛怪毕蛏蠟檎?,其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖4.2B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度Vg:Vx=V?sin(?+O)=o·1·sin(q?+0)F。C水平移動(dòng)，而點(diǎn)F靜止不動(dòng)，于是可得：H點(diǎn)相對(duì)于點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)速度v:且Vμ=VmA,V=VFD點(diǎn)相對(duì)于B點(diǎn)以角速度w轉(zhuǎn)動(dòng)，則D點(diǎn)速度V。:(4-1)、(4-2)代入上式可得：(4-11)將式D點(diǎn)的升降速度與車廂支撐臺(tái)面的升降速度一致，因此臺(tái)面上升速度v由于等臂雙級(jí)剪式機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)一點(diǎn)A、B、C始終在一條垂直線上，同樣點(diǎn)D、E、F也始終在同一鉛垂線上。從上述計(jì)算中可以發(fā)現(xiàn)，在車廂被舉升的整個(gè)過(guò)程中，點(diǎn)D、E、F沒(méi)有發(fā)生位移，即D、E、F三點(diǎn)只在垂直方向上有位移；那么車廂在舉升過(guò)程中的水平移動(dòng)量只取決于點(diǎn)A的水平移動(dòng)量，則臺(tái)面的水平運(yùn)動(dòng)速度Vx:又因?yàn)榛霢由油缸I直接水平推動(dòng)，所以油缸I活塞的運(yùn)動(dòng)速度V:2.6剪叉式升降平臺(tái)的動(dòng)力分析剪式剪叉式升降平臺(tái)，不計(jì)剪式機(jī)構(gòu)的重力和各種摩擦力，則該質(zhì)點(diǎn)系具有理想約束，因此可以用虛位移原理求解其所受各力的相互關(guān)系。虛位移原理：又稱分析靜力學(xué)的原理是所有作用在質(zhì)點(diǎn)系上的主動(dòng)力對(duì)其作用點(diǎn)的虛位移所作的虛功之和為零。對(duì)n個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成的質(zhì)點(diǎn)系，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：式中F;和8分別表示第i個(gè)力和它的虛位移。圖4.3中雙級(jí)剪式剪叉式升降平臺(tái)所受的主動(dòng)力為重力G(包括裝載質(zhì)量m,車廂質(zhì)量m,車廂支撐臺(tái)面質(zhì)量m?)和水平油缸的水平推力F。由虛位移原理可得F·δ-G·δ=0上式中兩虛位移的關(guān)系由式(4-19)可知，在一定裝載質(zhì)量的情況下，油缸活塞對(duì)滑塊A的水要求的荷重和剪叉機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸，可求出在整個(gè)升程范圍內(nèi)油缸活塞的推力，以此作為油缸選擇設(shè)計(jì)的依據(jù)。剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文2.7剪叉式升降平臺(tái)參數(shù)的確定如圖4.4所示，AE、CE、BD、BF為桿長(zhǎng)相等的四桿，AE與BF,CE與BD鉸接與中點(diǎn)H、G、A、D為滑動(dòng)鉸接。設(shè)AE=CE=BD=1,初始位置∠BFA=9,當(dāng)?shù)竭_(dá)最大升程時(shí)∠BFA=9;由幾何關(guān)系可得：為了使整個(gè)剪叉式升降平臺(tái)不超過(guò)車廂底部安裝空間，需滿足：取21·sinφ=500,聯(lián)立(4-20)、(4-21)、(4-22)、(4-23)求解并圓整考慮到超載的因素，因此計(jì)算臺(tái)面荷重應(yīng)有一定的安全系數(shù)，即臺(tái)面荷由于液壓缸的作用力同時(shí)作用在兩等距離的內(nèi)剪叉臂上，所以油缸對(duì)單側(cè)內(nèi)剪叉臂的作用力P為：2.8剪叉式升降平臺(tái)的校核本次設(shè)計(jì)的雙級(jí)剪式剪叉式升降平臺(tái)各鉸接點(diǎn)均采用同型號(hào)的雙頭螺紋銷連接，因此在對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行校核的時(shí)候，除了要對(duì)剪叉臂進(jìn)行強(qiáng)度校核外，還要對(duì)各鉸接點(diǎn)的銷軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。由于在該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各鉸接點(diǎn)的受力在不斷變化，只需最大受力點(diǎn)進(jìn)行校核。結(jié)合雙級(jí)剪式剪叉式升降平臺(tái)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行整體受力分析，如圖4.5所示。設(shè)貨物重心與C點(diǎn)的距離K,A、D點(diǎn)的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為f,不計(jì)雙級(jí)剪式機(jī)構(gòu)的自身重力和內(nèi)部摩擦力。①將貨物對(duì)該機(jī)構(gòu)的作用力分解到C、D兩點(diǎn)上根據(jù)力學(xué)定理可得：②將剪式機(jī)構(gòu)看作一個(gè)整體，根據(jù)力學(xué)定理可得A、F點(diǎn)的受力情況：③對(duì)臂AHE及CGE隔離受力分析，如圖4.6所示，根據(jù)力學(xué)定理可得：圖4.6剪叉臂受力簡(jiǎn)圖(a)將式(4-25)、(4-26)、(4-28)、(4-29)及(4-34)代入式(4-35),則：④以臂BGD為隔離研究對(duì)象，如圖4-7所示。2.8.2各鉸接點(diǎn)銷的選擇與校核考慮到整體布局需要，以及結(jié)合裝配草圖，根據(jù)摩擦副的特性，取對(duì)上述各鉸接點(diǎn)在任意角度時(shí)的計(jì)算公式的分析計(jì)算，可知H點(diǎn)承受的作用力最大，且當(dāng)α=3.9°時(shí)作用在H點(diǎn)的力最大。由式(4-37)知，當(dāng)α=3.9°時(shí)銷軸均用45鋼制造，作調(diào)質(zhì)處理，其屈服強(qiáng)度[σ,]=355MPa,選擇安全系數(shù)為2,其許用剪切應(yīng)力[t]=0.5[σ,]=177.5MPa?？紤]到生產(chǎn)制造的方便、節(jié)省制造工時(shí)，在使用材料允許的條件下，該機(jī)構(gòu)交接的雙頭螺紋銷均采用同一直徑，取φ=60mm。因此，該機(jī)構(gòu)所有鉸接點(diǎn)選用的銷均滿足強(qiáng)度要求。考慮到該桿件所受的作用力比剪式機(jī)構(gòu)鉸接點(diǎn)處的力大，經(jīng)比較后取經(jīng)校核可知，該桿件滿足使用的強(qiáng)度要求。由圖3-4可知h=Lsina..(3.21)初選y=20°,l?=300mm,l?=54液壓缸兩交接點(diǎn)之間的最大距離和最小距離分別為設(shè)液壓缸的有效行程為△S,為了使液壓缸兩鉸接點(diǎn)之間的距離為最小值時(shí)，柱塞不抵到液壓缸缸底，并考慮液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸K?和K?(如圖3-6所示),一般應(yīng)取同樣，為了使液壓缸兩鉸接點(diǎn)之間的距離為最大值時(shí)，柱塞不會(huì)脫離液壓缸中的導(dǎo)圖3-6液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸整個(gè)機(jī)構(gòu)，受力較大的零部件有內(nèi)剪叉臂，液壓缸的支撐橫梁，銷軸等，所以進(jìn)行校核時(shí)，只需對(duì)這些受力較大的零件校核即可。由圖3-9和圖3-10可知，內(nèi)剪叉臂aed受力要遠(yuǎn)大大于外剪叉臂bec,所以這里只校核外臂。外剪叉臂受力如圖3-1所示。又由圖4-8可知，a的角度越小，則推力T的值越大。若T取最大值時(shí)滿足強(qiáng)度要求，則該剪叉臂即滿足強(qiáng)度要求。當(dāng)機(jī)構(gòu)在最低位置時(shí)，α的值最小，即T值最大。參照?qǐng)D3-1,剪叉臂所受的力都與剪叉臂有一定的夾角，為方便受力分析，將所有的力都按沿剪叉臂方向和垂直剪叉臂方向分解，有下列式剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文F?=Fsina+Fcosa…………(b)剪力圖圖3-2內(nèi)剪叉臂aed的軸向及徑向分解受力圖剪叉臂的g處由于是有一個(gè)肋板作用，可看作力T/2作用在剪叉臂上為均布載荷q。由圖3-2(c)中可知，最大彎矩發(fā)生在k點(diǎn)處，但需校核e、k兩點(diǎn)處的強(qiáng)度，且圖中有l(wèi)=200mm,1=106mm,q·l?=F?。又已知剪叉臂的橫截面寬和高分別為b=20mm,h=60mm,d=20mm,如圖3-3所示，圖3-3(a)是e點(diǎn)處的截面圖，圖3-3(b)是k點(diǎn)處的截面圖。e點(diǎn)處的抗彎截面系數(shù)為k點(diǎn)處的抗彎截面系數(shù)為Mmx=F?·(+l)+F?(l+l,/2)=2291×0.306N·m+6833.967×0.206N·m=2108.843N·mM-m=F?·L12=1376.445×0.6N·m=825.867N·m即Tx=31585N,α=6°,分力T最大，所以由式(3.19)可得β=17.85°,則圖3-4液壓缸與底架連接的橫梁圖3-5液壓缸與底架連接的橫梁截面圖把它們平移到O點(diǎn)后，有(1)對(duì)于X軸方向，其受力如圖3-6所示圖3-6橫梁X軸方向的受力圖因?yàn)榱旱目箯澖孛嫦禂?shù)(2)對(duì)于Y軸方向，液壓缸固定橫梁受力如圖3-7圖3-7橫梁Y軸方向的受力圖又梁的抗彎截面系數(shù)W=36×10-?m3,,參照參考文獻(xiàn)[7],又由第四強(qiáng)度理論2.10軸的強(qiáng)度校核即可。2.10.1內(nèi)剪叉臂固定端銷軸的強(qiáng)度校核因?yàn)殇N軸較短，所以只受切應(yīng)力。依圖3-2可知，剪叉臂固定端(即d點(diǎn))銷軸所受的力為F。當(dāng)機(jī)構(gòu)面處于最低位置，即α=6時(shí)，銷軸受到的剪力最大，根據(jù)式(7.7)又銷軸的直徑為φ25,導(dǎo)油孔直徑為φ4,則其橫截面積為又銷軸受力情況見(jiàn)圖3-8,從圖中可知銷軸受剪力為雙剪切，又參照參考文獻(xiàn)[7],銷軸的材料為35鋼，經(jīng)表面熱處理，參照參考文獻(xiàn)[7],35[t]=100MPa。取安全系數(shù)為2,則有2r=2×24.68MPa=49.36MPa<[r],2.10.2液壓缸缸體尾部銷軸的強(qiáng)度校核鋼的許用應(yīng)力所以滿足要液壓缸尾部銷軸的受的力即為液壓缸的推力T,如圖3-8所示，因?yàn)殇N軸較短，所以只受切應(yīng)力。又銷軸的直徑為φ25,導(dǎo)油孔的直徑為φ4,則銷軸的橫截面積為剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文選擇銷軸材料為35,又35鋼的許用應(yīng)力[r]=100MPa,取安全系數(shù)為2,則有依圖3-2可知，液壓缸頭部支撐軸(即g點(diǎn))所受的力為T。當(dāng)機(jī)構(gòu)面處于最低位軸的材料為Q235鋼，經(jīng)表面熱處理，參照參考文獻(xiàn)[7],Q235鋼的許用應(yīng)力第3章液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)主機(jī)的概況：主要用途用于家用小型重型設(shè)備起升，便于維修，占地面積小，(2)主要完成起升與下降重物的動(dòng)作，速度較緩，液壓沖擊??；(3)最大載荷量定為3.5噸，采用單液壓缸控制聯(lián)接組合叉桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行升降動(dòng)作。(4)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好；(5)人工控制操作，按鈕啟動(dòng)控制升降；(6)工作環(huán)境要求：不宜在多沙石地面、木板磚板地面等非牢固地面進(jìn)行操作，不(7)性能可靠，成本低廉，便于移動(dòng)，無(wú)其他附屬功能及特殊功能；雙向?qū)ΨQ雙作用往復(fù)運(yùn)動(dòng)有效工作面積大、雙向不對(duì)稱往返不對(duì)稱的直線運(yùn)動(dòng)，差動(dòng)連接可實(shí)現(xiàn)快進(jìn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單單向工作，靠重力或其他外力返回單葉片式轉(zhuǎn)角小于360度小于360度的擺動(dòng)小于180度的擺動(dòng)齒輪泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜高轉(zhuǎn)速低扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)葉片泵體積小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小高轉(zhuǎn)速低扭矩動(dòng)作靈敏的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)擺線齒輪泵的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸向柱塞泵速范圍寬大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)徑向柱塞泵出大扭矩低速大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)注：A1—無(wú)桿腔的活塞面積A2—有無(wú)桿腔的活塞面積常用的擴(kuò)程機(jī)構(gòu)有如圖3.1所示二種形式：圖3.1擴(kuò)程機(jī)構(gòu)所處環(huán)境及對(duì)溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量，它們是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外載荷。流量取決于液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度和結(jié)構(gòu)尺寸。1、舉升機(jī)升高到2m時(shí)液壓缸的推力舉升機(jī)升高到2m時(shí)，舉升機(jī)的重心不變F3和F4之間的距離為1994mm,由式(3.2)和(3.3)求得F3式(3.4)中，本文得到P=128.4KN。2、舉升機(jī)在最低點(diǎn)時(shí)液壓缸的推力根據(jù)圖(3.3)所示的舉升機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸，可求出α角度，再根據(jù)式(3.1),將α=15°、θ=39°、L=2770mm、f=662mm、d=0mm代入到式(3.4)中，解得液壓缸的最大推力為P=313.08KN。由前面分析可知，舉升機(jī)在最低點(diǎn)時(shí)，此時(shí)液壓缸的推力是整個(gè)舉升過(guò)程中所需推力最大值，選擇液壓系統(tǒng)時(shí)根據(jù)推力最大值確定。當(dāng)平臺(tái)處于最低位置α=15°時(shí)，液壓缸荷重P最大。下面就根據(jù)載荷量來(lái)選取合(1)工作載荷F(3)慣性載荷FF?=ma=2t/2×0.27=270NF=F+F+F=108040+0+270=F=F+F?-F。Fm=(1-pm)P液壓缸的選擇要遵循系統(tǒng)壓力的大小，要根據(jù)載荷的大小和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢(shì)必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)某些設(shè)備來(lái)說(shuō)，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不是很經(jīng)濟(jì)；反之，壓力選的太高，對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于某些固定尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可選低一些，行走機(jī)械重載設(shè)備壓力要選的高一些。按表3.2所示初步選取表3.2各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力機(jī)械類型液壓機(jī)大中型挖掘磨床龍門工作壓力3.3.3計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸(1)液壓缸的相關(guān)參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸[1]液壓缸有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)圖3.3所示：Q圖3.3a為液壓缸活塞桿工作在受壓狀態(tài)，圖3.3b表示活塞桿受拉狀態(tài)?；钊麠U受壓時(shí)活塞桿受拉時(shí)式中p?—液壓缸回油腔壓力Pa,其值根據(jù)回路的具體情況而定，一般可以按照下表3.3執(zhí)行元件背壓力背壓力MPa簡(jiǎn)單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)回油帶調(diào)速閥的系統(tǒng)回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng)回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械回油路較短，可直接回油路在這里本文取背壓力值p?=0.2MPa在本設(shè)計(jì)中，液壓缸不存在受拉的狀態(tài)，所以只考慮其收壓。一般液壓缸在收壓狀態(tài)下工作時(shí)，其活塞面積為：徑比φ=d/D,其比值可按表3.4選取。按工作壓力選取d/D表3.4工作壓力MPa表3.5剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文2如按工作壓力應(yīng)選取d/D=0.7,則相應(yīng)的速度比φ=2,由于活塞不受拉力作用，所以活塞桿收縮時(shí)可以適當(dāng)提高其速度，φ=2也是完全可以的。運(yùn)用直徑求法公式,可以求出d=71.8mm。液壓缸的直徑D和活塞桿徑d的計(jì)算值要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓缸的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，如與標(biāo)準(zhǔn)液壓缸參數(shù)相近，最好選用國(guó)產(chǎn)液壓缸，免于自行設(shè)計(jì)加工。按照機(jī)械手冊(cè)中工程液壓缸技術(shù)規(guī)格，可以選擇圓整后的參數(shù)：缸徑為100mm,活塞桿為70mm,速度比φ=2,工作壓力16Mpa,推力125.66kN。(2)計(jì)算活塞桿的行程再計(jì)算一下平臺(tái)上升的最大高度，這里設(shè)上升至最大高度的α=42°,計(jì)算得出最當(dāng)活塞桿處于完全收縮狀態(tài)時(shí)，液壓缸的長(zhǎng)度就等于d?,選定液壓缸長(zhǎng)度為可以查得液壓缸長(zhǎng)度不得小于XC+=365+s=365+440=805mm,實(shí)際長(zhǎng)度滿足要式中p?—液壓缸最大工作壓力，根據(jù)可以求出ZAp——從液壓泵出口到液壓缸入口之間的總的管路損失。初算可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選(2)確定液壓泵的流量Q,K—系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取1.1~1.3,這里取1.2Q—液壓缸的最大流量，對(duì)于在工作中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還需加上溢流閥的最在前面已經(jīng)初步選定臺(tái)面速度變化量△v=0.16m/s,本文就設(shè)定臺(tái)面起升的最大速Q(mào)=2v?A=2×0.04×7.85×103(3)選擇液壓泵的規(guī)格根據(jù)以上求得的和值，按系統(tǒng)中擬訂的液壓泵的形式，從手冊(cè)中選擇相應(yīng)的液壓泵產(chǎn)品。為使液壓泵油一定的壓力儲(chǔ)備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大型號(hào)特點(diǎn)生產(chǎn)廠額定額定鋁合金殼體，可作廠(4)確定液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率表3.7液壓泵效率液壓泵類型螺桿泵葉片泵總效率則,據(jù)此可選擇合適的電機(jī)型號(hào)。剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文在液壓、氣壓傳動(dòng)及潤(rùn)滑的管道中常用的管子有鋼管、銅管、膠管等，鋼管能承受較高的壓力，價(jià)廉，但安裝時(shí)的彎曲半徑不能太小，多用在裝配位置比較方便的地方。這里本文采用鋼管連接。管道內(nèi)徑計(jì)算式中Q—通過(guò)管道內(nèi)的流量m3/sv—管道內(nèi)允許流速m/s,取值見(jiàn)表3.8所示。表3.8管道尺寸油液流經(jīng)的管道3~6,壓力高，管道粘度小取大值取v=0.8m/s,v=4m/s,v=2m/s.分別應(yīng)用公式(3.7)得3.3.6油箱容量的確定在確定油箱尺寸時(shí)，一方面要滿足系統(tǒng)供油要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時(shí)，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)最大可能充滿油時(shí)，油箱的油位不低于最低限度。初設(shè)計(jì)時(shí)，a—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，按表3.9所示取a=4。表3.9油箱容量系統(tǒng)類型行走機(jī)械中壓系統(tǒng)a1、缸體端部聯(lián)接模式采用簡(jiǎn)單的焊接形式，其特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，重量輕，使用廣泛。缸體焊接2、缸體的材料(45號(hào)鋼)液壓缸缸體的常用材料為20、35、45號(hào)無(wú)縫鋼管。因20號(hào)鋼的機(jī)械性能略低，且缸體毛坯可采用鍛剛，鑄鐵或鑄鐵件。鑄剛可采用ZG35B等材料，鑄鐵可采用(1)缸體內(nèi)徑采用H8、9配合。表面粗糙度：當(dāng)活塞采用橡膠密封圈時(shí)，Ra為(2)缸體內(nèi)徑D的圓度公差值可按9、10或11級(jí)精度選取，圓柱度公差值應(yīng)按8(3)缸體端面T的垂直度公差可按7級(jí)精度選取。(4)當(dāng)缸體與缸頭采用螺紋聯(lián)接時(shí)，螺紋應(yīng)取為6級(jí)精度的公制螺紋。(5)當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或銷軸時(shí)，孔徑或軸徑的中心線對(duì)缸體內(nèi)孔軸線的垂直公差值應(yīng)按9級(jí)精度選取。(6)為了防止腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)表面應(yīng)鍍以厚度為30~40μm的鉻層，鍍后活塞與活塞桿的聯(lián)接形式見(jiàn)表3.10所示備注說(shuō)明用于工作壓力較大而活塞直徑又較小的情況螺紋聯(lián)接常用的聯(lián)接方式半環(huán)聯(lián)接用于工作壓力、機(jī)械振動(dòng)較大的情況下2、活塞與缸體的密封結(jié)構(gòu) 剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文備注說(shuō)明間隙密封用于低壓系統(tǒng)中的液壓缸活塞的密封活塞環(huán)密封適用于溫度變化范圍大，要求摩擦力小、壽命長(zhǎng)的活塞密封1密封性能好，摩擦系數(shù)小；安裝空間小，廣泛用于固定密封和運(yùn)動(dòng)密封用在20MPa下、往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度較高的液壓結(jié)合本設(shè)計(jì)所需要求，采用O型密封圈密封比較合里采用45號(hào)鋼。(1)活塞外徑D對(duì)內(nèi)孔D,的徑向跳動(dòng)公差值，按7、8級(jí)精度選取。(2)端面T對(duì)內(nèi)孔D,軸線的垂直度公差值，應(yīng)按7級(jí)精度選取。(3)外徑D的圓柱度公差值，按9、10或11級(jí)精度選取?；钊麠U有實(shí)心和空心兩種。實(shí)心活塞桿的材料為35、45號(hào)鋼；空心活塞桿材料為35、45號(hào)無(wú)縫鋼管。本設(shè)計(jì)采用實(shí)心活塞桿，選用45號(hào)鋼。(1)活塞桿的熱處理：經(jīng)粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為229~285HB,必要時(shí)，再經(jīng)過(guò)高(2)活塞桿和的圓度公差值，按9~11級(jí)精度選取。這里取10級(jí)精度。(3)活塞桿的圓柱度公差值，應(yīng)按8級(jí)精度選取。(4)活塞桿對(duì)的徑向跳動(dòng)公差值，應(yīng)為0.01mm。(5)端面T的垂直度公差值，則應(yīng)按7級(jí)精度選取。(6)活塞桿螺紋，一般應(yīng)按6級(jí)精度加工(如載荷較小，機(jī)械振動(dòng)也較小時(shí)，允許按7級(jí)或8級(jí)精度制造)。(7)活塞桿上工作表面的粗糙度為Ra0.63μm,為了防止腐蝕和提高壽命，表面應(yīng)(1)導(dǎo)向套的導(dǎo)向方式、結(jié)構(gòu)見(jiàn)表3.12所示。表3.12導(dǎo)向套導(dǎo)向方式備注說(shuō)明缸蓋導(dǎo)向?qū)蛱讓?dǎo)向管通導(dǎo)向套可利用壓力油潤(rùn)滑導(dǎo)向套，并使其處于密封狀態(tài)可拆導(dǎo)向套容易拆卸，便于維修。適用于工作條件惡劣、經(jīng)常更換導(dǎo)向套的場(chǎng)合球面導(dǎo)向套導(dǎo)向套自動(dòng)調(diào)整位置，磨損比較均勻由于本設(shè)計(jì)舉升機(jī)，主要用于車輛的維修，在工作過(guò)程中液壓缸伸縮的次數(shù)相對(duì)(2)導(dǎo)向套材料(3)導(dǎo)向套的技術(shù)要求導(dǎo)向套的內(nèi)徑配合一般取為H8/9,其表面粗糙度則為Ra0.63~1.25μm。部，雙作用液壓缸應(yīng)安裝兩個(gè)排氣閥。常用的排氣閥結(jié)構(gòu)尺寸如圖3.4所示， 剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文根據(jù)所選的液壓缸的缸徑，確定液壓缸缸蓋端部的尺寸(均為對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸)。液壓缸的缸蓋可選用35、45號(hào)鍛鋼或ZG35、ZG45鑄鋼或HT200、HT300、HT350鑄鐵等材料。選擇ZG45鑄鋼。缸蓋按9、10或11級(jí)精度選取。31.左機(jī)械鎖液壓缸2.右機(jī)械鎖液壓缸3.兩位三通電磁閥4.濾油器5.液壓泵3.溢流閥機(jī)械鎖回路由油缸1、油缸2和兩位三通電磁閥3組成。當(dāng)電磁閥YA1得電時(shí)，兩位三通電磁閥3左位工作，壓力油進(jìn)入液壓缸1、2下腔，驅(qū)動(dòng)活塞向上移動(dòng)，將機(jī)械升降回路由三位四通閥7、普通調(diào)速閥8、比例調(diào)速閥9、左升降液壓缸10、右升降液壓缸11組成。當(dāng)三位四通閥7的YA2得電時(shí)，YA3失電時(shí)，油液上升，通過(guò)調(diào)速普通調(diào)速閥8和一個(gè)比例調(diào)速閥9.它們裝在由多個(gè)單向閥組成的橋式回路中，并分別控制著液壓缸10、11的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩個(gè)活塞出現(xiàn)位置誤差時(shí)，檢測(cè)裝置就會(huì)發(fā)出信號(hào)，調(diào)節(jié)比例調(diào)速閥的開(kāi)度，使液壓缸11的活塞跟上液壓缸10的運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)同步。這種回路液壓控制回路進(jìn)行總結(jié)后的工作行程表3.13所示。電磁鐵舉升機(jī)上升舉升機(jī)下降++++剪刀式液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞，將直接影響舉升的性能和效率。剪刀式舉升機(jī)液壓系統(tǒng)主要是舉升液壓系統(tǒng)。本次剪刀式舉升機(jī)的設(shè)計(jì)主要偏重于機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與ANSYS分析，而其液壓系統(tǒng)所采用的液壓泵、液壓缸、液壓1)為防止臺(tái)板載荷重物下移，系統(tǒng)采用密封性良好的液控單向閥自鎖；3)系統(tǒng)不動(dòng)作時(shí)，直接卸載，節(jié)約能耗；4)為使升降臺(tái)結(jié)構(gòu)更緊湊，采用便于安裝和維護(hù)的疊加元件，液壓系統(tǒng)元件統(tǒng)一5)為防止臺(tái)板在工作中意外安全事故的發(fā)生，系統(tǒng)采用了管道破裂保護(hù)閥安裝在出現(xiàn)異常失控超速下墜時(shí)，它能根據(jù)壓差自動(dòng)切斷油路，防止發(fā)生墜落事故，保護(hù)設(shè)第4章剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析連接集”來(lái)安裝各個(gè)零部件。由零件裝配得到的裝配體，其內(nèi)部的零部件之間沒(méi)有相對(duì)UCS:用戶坐標(biāo)系自由度：確定一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)(或狀態(tài))所必須的獨(dú)立參變量。連接的作用是約束基礎(chǔ)：不運(yùn)動(dòng)的主體，即大地或者機(jī)架。其他主體在機(jī)械設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)研究中，用戶可以通過(guò)對(duì)機(jī)構(gòu)添加運(yùn)動(dòng)，使其隨伺服電動(dòng)機(jī)一起移動(dòng)，并且在不考慮作用于系統(tǒng)上的力的情況下分析其運(yùn)動(dòng)。使用運(yùn)動(dòng)分析可以觀察機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，并測(cè)量主體位置、速度和加速度的改變。然后用圖標(biāo)表達(dá)這些測(cè)量，或者創(chuàng)建軌跡曲線和運(yùn)動(dòng)包絡(luò)。根據(jù)以上分析，機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真總體上可以分為六個(gè)部分：創(chuàng)建圖元、檢測(cè)模型、添加建模圖元、準(zhǔn)備分析、分析模型和獲取結(jié)果。