小型農(nóng)田起重機(jī)設(shè)計(jì),小型農(nóng)田起重機(jī)設(shè)計(jì),小型,農(nóng)田,起重機(jī),設(shè)計(jì) 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì)總 計(jì) ： 畢 業(yè) 論 文 ： 43 頁表 格 ： 4 表插 圖 ： 26 幅 指 導(dǎo) 教 師 ： 鄭 雙 陽 （ 講 師 ）評(píng) 閱 人 ： 時(shí) 祖 光 （ 講 師 ）完 成 時(shí) 間 ： 2018.5.20 I 摘 要本 次 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目 為 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) ， 目 的 是 設(shè) 計(jì) 一 個(gè) 適 合 農(nóng) 田 使 用 的 小 型起 重 機(jī) 。 首 先 確 定 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 的 總 體 設(shè) 計(jì) 方 案 ， 查 找 相 關(guān) 書 籍 、 資 料 ， 再 根據(jù) 最 大 起 重 量 0.35t 的 要 求 進(jìn) 行 移 動(dòng) 底 盤 ， 回 轉(zhuǎn) 機(jī) 構(gòu) 、 變 幅 機(jī) 構(gòu) 、 起 升 機(jī) 構(gòu) 的 具體 設(shè) 計(jì) 。 本 次 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 的 底 盤 采 用 履 帶 式 底 盤 ， 驅(qū) 動(dòng) 軸 在 底 盤 前 部 ； 回 轉(zhuǎn)機(jī) 構(gòu) 采 用 單 行 星 齒 輪 系 ， 動(dòng) 力 從 太 陽 輪 輸 入 ， 外 齒 圈 輸 出 ， 帶 動(dòng) 上 車 底 盤 回 轉(zhuǎn) ；變 幅 機(jī) 構(gòu) 利 用 四 桿 機(jī) 構(gòu) 的 原 理 ， 使 用 液 壓 缸 推 動(dòng) 前 臂 做 起 、 落 ， 實(shí) 現(xiàn) 起 重 機(jī) 的 變幅 ； 起 升 機(jī) 構(gòu) 采 用 卷 揚(yáng) 機(jī) 收 縮 鋼 絲 繩 帶 動(dòng) 吊 鉤 起 升 重 物 ， 為 了 防 止 干 涉 現(xiàn) 象 的 產(chǎn)生 ， 起 升 機(jī) 構(gòu) 涉 及 到 定 滑 輪 組 的 選 擇 。 其 次 ， 利 用 材 料 力 學(xué) 所 學(xué) 的 知 識(shí) 進(jìn) 行 關(guān) 鍵部 件 的 強(qiáng) 度 、 撓 度 計(jì) 算 ； 以 及 利 用 所 給 定 的 尺 寸 、 零 件 的 質(zhì) 量 進(jìn) 行 防 傾 覆 計(jì) 算 ，計(jì) 算 結(jié) 果 與 規(guī) 定 參 數(shù) 進(jìn) 行 比 較 ， 對(duì) 尺 寸 進(jìn) 行 調(diào) 整 ， 然 后 確 定 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 的 外 形 尺 寸 ， 以 及 部 分 零 件 的 尺 寸 、 加 工 精 度 、 公 差 等 級(jí) 等 等 。 最 后 ， 利 用 三 維 軟 件進(jìn) 行 三 維 圖 的 繪 制 ， 在 生 成 2D 工 程 圖 ， 在 2D 圖 紙 中 進(jìn) 行 尺 寸 的 標(biāo) 注 ； 選 擇 幾 個(gè)主 要 零 件 進(jìn) 行 零 件 圖 的 繪 制 。關(guān) 鍵 詞 ： 回 轉(zhuǎn) 機(jī) 構(gòu) ； 變 幅 機(jī) 構(gòu) ； 起 升 機(jī) 構(gòu) ； 強(qiáng) 度 校 核 II ABSTRACTThis graduation design topic is small farmland crane, the purpose is to design a smallcrane suitable for farmland use. First, the general design scheme of small farm crane isdetermined,andtherelevant booksandmaterialsare searched,andthenthespecific design ofmoving chassis, rotating mechanism, amplitude changing mechanism and lifting mechanismis carried out according to the requirement of the maximum lifting weight of 0.35 t. Thechassisof thissmall farm crane adoptscrawler chassis, drivingshaft is inthe front part of thechassis; the rotary mechanism adopts single planetary gear system, the power is input fromthesunwheel,theoutputoftheoutergearring,drivesthechassistoturnonthecar;Usingtheprinciple of four-bar mechanism, the luffing mechanism uses the hydraulic cylinder to push the forearm to start and fall, to realize the shift of the crane, and the lifting mechanism usesthewindertoshrinkthewire ropetodrivethehoisttolift theheavyobject inordertopreventthe interference. The hoisting mechanism relates to the selection of fixed pulley sets.Secondly, using the knowledge of material mechanics to calculate the strength and deflectionof the key parts, and to calculate the anti-capsizing by using the given dimensions and thequality of the parts, the calculated results are compared with the prescribed parameters, andthedimensionsare adjusted.Thendeterminethesizeofthesmallfarm craneshape,aswellassomepartsofthesize,processingaccuracy, tolerancegradeandsoon.Finally, 3Dsoftwareisusedtodraw 3Ddrawings,2D engineeringdrawingsare generated, dimensionsare marked in2Ddrawings,andseveralmainpartsareselectedtodrawpartdrawings.Keywords: Rotary mechanism; Amplitude change mechanism; Hoisting mechanism; Strength checking I 目 錄摘 要 .IABSTRACT.II1 緒 論 .11.1 概 述 .11.2 課 題 的 研 究 背 景 及 主 要 任 務(wù) .11.3 方 案 一 二 三 比 較 .22 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 主 要 目 標(biāo) 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) 的 確 定 .33 移 動(dòng) 底 盤 的 參 數(shù) 設(shè) 計(jì) .43.1 移 動(dòng) 底 盤 輸 出 軸 設(shè) 計(jì) .4 3 .2 根 據(jù) 彎 扭 合 成 應(yīng) 力 校 核 軸 的 強(qiáng) 度 .63.3 校 核 軸 的 疲 勞 強(qiáng) 度 .63.4 輸 出 軸 滾 動(dòng) 軸 承 計(jì) 算 .83.5 輸 出 軸 鍵 的 計(jì) 算 .93.6 選 擇 軸 承 的 潤(rùn) 滑 與 密 封 方 式 .94 回 轉(zhuǎn) 機(jī) 構(gòu) 的 參 數(shù) 設(shè) 計(jì) .114.1 根 據(jù) 齒 面 接 觸 強(qiáng) 度 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) .114.2 按 齒 根 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 進(jìn) 行 驗(yàn) 算 是 否 符 合 要 求 .134.3 幾 何 尺 寸 計(jì) 算 .155 變 幅 機(jī) 構(gòu) 的 參 數(shù) 設(shè) 計(jì) .165.1 前 臂 .165.2 立 柱 .18 5.3 液 壓 缸 .195.4 前 一 臂 的 結(jié) 構(gòu) 分 析 .235.5 下 車 與 上 車 連 接 處 支 承 立 柱 強(qiáng) 度 校 核 .275.6 液 壓 穩(wěn) 定 性 強(qiáng) 度 校 核 .285.7 起 重 機(jī) 穩(wěn) 定 性 計(jì) 算 .296 移 動(dòng) 底 盤 的 參 數(shù) 設(shè) 計(jì) .326.1 吊 鉤 機(jī) 構(gòu) 的 參 數(shù) .326.2 其 他 重 要 參 數(shù) .337 結(jié) 論 .34參 考 文 獻(xiàn) .36 II 附 錄 1： 外 文 翻 譯 .37附 錄 2： 外 文 原 文 .39致 謝 .43 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -1- 1 緒 論1.1 概 述小 型 起 重 機(jī) 是 一 種 起 升 運(yùn) 輸 車 輛 ， 具 有 起 升 部 分 和 下 車 底 盤 的 行 走 部 分 。 是 由 起 重臂 、 轉(zhuǎn) 臺(tái) 、 機(jī) 架 等 部 分 組 成 。 通 過 變 幅 、 起 升 、 轉(zhuǎn) 向 和 其 他 機(jī) 構(gòu) 的 共 同 操 作 來 實(shí) 現(xiàn) 起 重機(jī) 重 物 ， 在 一 定 范 圍 內(nèi) 的 垂 直 升 降 。 在 我 國(guó) ， 農(nóng) 田 是 大 量 存 在 的 ， 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 過 程 中 播 種 、收 獲 等 環(huán) 節(jié) 需 要 大 量 的 資 源 運(yùn) 送 。 由 于 在 農(nóng) 田 里 不 適 合 使 用 大 型 起 重 機(jī) 械 ， 我 國(guó) 現(xiàn) 階 段大 部 分 靠 人 力 運(yùn) 輸 、 或 者 中 大 型 起 重 、 運(yùn) 輸 機(jī) 械 運(yùn) 輸 ， 利 用 工 業(yè) 化 手 段 合 理 的 解 決 農(nóng) 業(yè)物 資 產(chǎn) 品 的 搬 運(yùn) 問 題 提 出 更 高 要 求 ， 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 就 應(yīng) 運(yùn) 而 生 。 它 的 誕 生 不 僅 可 以 解決 人 工 搬 運(yùn) 的 問 題 ， 也 可 以 提 高 資 源 的 綜 合 利 用 率 。 設(shè) 計(jì) 一 臺(tái) 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 就 可 通 過機(jī) 械 化 作 業(yè) 完 成 物 資 和 農(nóng) 作 物 的 搬 運(yùn) 過 程 ， 提 高 搬 運(yùn) 效 率 。 而 且 由 于 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 的 市 場(chǎng) 需 求 逐 漸 變 大 ， 且 進(jìn) 口 小 型 起 重 機(jī) 價(jià) 格 比 較 昂 貴 、 操 作 及 維 修 復(fù) 雜 ， 不 適 用 于 一 般 中 小型 農(nóng) 田 。 針 對(duì) 這 種 現(xiàn) 狀 ， 有 必 要 開 發(fā) 成 本 低 廉 、 易 于 操 作 和 維 修 的 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 。 因此 本 研 究 具 有 一 定 的 現(xiàn) 實(shí) 意 義 及 必 要 性 。以 下 主 要 介 紹 一 下 小 型 履 帶 式 起 重 機(jī) ：小 型 履 帶 起 重 機(jī) 配 備 起 吊 操 作 部 分 在 履 帶 底 盤 上 ， 并 依 靠 履 帶 的 行 走 帶 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 運(yùn)動(dòng) 。 它 由 移 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 、 回 轉(zhuǎn) 機(jī) 構(gòu) 、 變 幅 機(jī) 構(gòu) 、 起 升 機(jī) 構(gòu) 等 組 成 。 變 幅 機(jī) 構(gòu) 一 般 情 況 下 采 用電 動(dòng) 推 桿 或 者 液 壓 缸 提 供 動(dòng) 力 。 起 升 機(jī) 構(gòu) 多 采 用 卷 揚(yáng) 機(jī) 纏 繞 鋼 繩 ， 利 用 滑 輪 組 收 縮 鋼 絲繩 完 成 起 升 。 機(jī) 構(gòu) 有 兩 種 驅(qū) 動(dòng) 方 式 ： 1、 集 中 驅(qū) 動(dòng) 。 2、 分 別 驅(qū) 動(dòng) 。綜 上 所 述 ， 根 據(jù) 所 查 閱 資 料 了 解 的 情 況 ， 本 次 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 擬 采 用 履 帶 式 起 重 機(jī) 。1.2 課 題 的 研 究 背 景 及 主 要 任 務(wù) 1.2.1研 究 背 景物 料 的 搬 運(yùn) 已 經(jīng) 成 為 人 類 生 產(chǎn) 活 動(dòng) 中 重 要 的 組 成 部 分 ， 我 們 無 時(shí) 無 刻 不 在 思 考 怎 么樣 更 好 的 搬 運(yùn) 物 料 。 對(duì) 于 小 型 起 重 機(jī) 的 要 求 越 來 越 高 。 中 國(guó) 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 起 步 較 晚 ，和 發(fā) 達(dá) 國(guó) 家 比 發(fā) 展 速 度 不 快 。 具 體 表 現(xiàn) 在 ：（ 1） 種 類 少（ 2） 起 重 量 低（ 3） 機(jī) 構(gòu) 復(fù) 雜 ， 操 作 繁 瑣（ 4） 只 能 起 重 ， 不 能 實(shí) 現(xiàn) 其 他 功 能（ 5） 外 部 特 征 不 美 觀目 前 ， 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 市 場(chǎng) 需 求 量 很 大 ， 并 且 在 相 當(dāng) 長(zhǎng) 的 一 段 時(shí) 間 起 重 機(jī) 械 都 需 要 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -2- 存 在 。 因 此 ， 對(duì) 于 我 國(guó) 來 說 一 臺(tái) 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 的 設(shè) 計(jì) 是 刻 不 容 緩 的 。1.2.2主 要 設(shè) 計(jì) 任 務(wù)本 次 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 是 進(jìn) 行 履 帶 式 起 重 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) ， 目 的 是 設(shè) 計(jì) 一 種 機(jī) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 、 價(jià) 格 便宜 、 適 合 農(nóng) 田 地 形 使 用 的 履 帶 式 起 重 機(jī) 。初 定 本 次 設(shè) 計(jì) 的 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 自 重 為 3t， 起 重 量 為 0.35t， 起 升 高 度 為 2.5米 。主 要 結(jié) 構(gòu) 涉 及 到 回 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 臺(tái) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 、 臂 架 結(jié) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì) 、 變 幅 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì) ， 起 升 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè)計(jì) ， 各 種 參 數(shù) 的 合 適 選 擇 ， 以 及 防 止 “ 傾 覆 ” 的 計(jì) 算 。采 用 solidworks和 cad 軟 件 ， 完 成 3D建 模 后 ， 利 用 三 維 圖 生 成 2D工 程 圖 ， 進(jìn) 行 尺寸 的 標(biāo) 注 。 最 后 撰 寫 說 明 書 。1.3 方 案 一 二 三 比 較 1.3.1方 案 一 ：底 盤 采 用 輪 胎 ， 轉(zhuǎn) 臺(tái) 機(jī) 構(gòu) 由 回 轉(zhuǎn) 支 承 ， 大 齒 圈 ， 小 齒 輪 嚙 合 ， 變 幅 機(jī) 構(gòu) 直 接 由 卷 揚(yáng)機(jī) 收 縮 、 放 出 鋼 絲 繩 進(jìn) 行 調(diào) 節(jié) 。 但 由 于 農(nóng) 田 地 形 較 為 復(fù) 雜 ， 采 用 輪 胎 式 ， 容 易 讓 底 盤 驅(qū)動(dòng) 軸 ， 以 及 從 動(dòng) 軸 卷 入 雜 草 、 垃 圾 等 ， 不 方 便 處 理 ， 所 以 采 用 履 帶 式 底 盤 。1.3.2方 案 二 ：變 幅 機(jī) 構(gòu) 采 用 卷 揚(yáng) 機(jī) 收 縮 鋼 絲 繩 ， 考 慮 到 農(nóng) 田 環(huán) 境 較 為 復(fù) 雜 ， 太 多 鋼 絲 繩 裸 漏 在 外部 ， 安 全 呢 性 能 低 ， 故 不 如 采 用 四 桿 機(jī) 構(gòu) ， 液 壓 缸 推 動(dòng) 吊 臂 完 成 起 升 、 放 下 過 程 。 液 壓缸 作 為 動(dòng) 力 源 ， 也 使 機(jī) 構(gòu) 的 穩(wěn) 定 性 更 高 ， 安 全 性 更 好 。1.3.3方 案 三 ：本 次 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) ， 我 們 需 要 考 慮 農(nóng) 田 的 地 形 、 起 重 機(jī) 的 機(jī) 動(dòng) 性 、 穩(wěn) 定 性 、 小 型化 等 方 面 。 因 此 ， 本 次 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 的 行 走 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 為 履 帶 式 底 盤 ； 回 轉(zhuǎn) 機(jī) 構(gòu) 采 用 采 用 單 行 星 系 齒 輪 結(jié) 構(gòu) ， 動(dòng) 力 由 傳 動(dòng) 軸 從 太 陽 輪 輸 入 ， 從 外 齒 圈 輸 出 ， 行 星 架 通 過 機(jī) 構(gòu) 鎖死 ， 以 防 止 齒 輪 錯(cuò) 位 ， 保 證 機(jī) 構(gòu) 的 穩(wěn) 定 轉(zhuǎn) 動(dòng) 。 外 齒 圈 與 回 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 臺(tái) 相 連 接 ， 實(shí) 現(xiàn) 上 車 機(jī) 構(gòu)的 回 轉(zhuǎn) ； 起 升 機(jī) 構(gòu) 采 用 液 壓 缸 推 桿 上 下 移 動(dòng) 帶 動(dòng) 前 臂 上 升 、 降 落 ； 起 升 機(jī) 構(gòu) 采 用 卷 揚(yáng) 機(jī)牽 引 鋼 絲 繩 上 升 、 下 降 完 成 。 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -3- 2 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 主 要 目 標(biāo) 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) 的 確 定起 重 機(jī) 械 的 基 本 參 數(shù) ：（ 1） 額 定 起 重 量 （ Q） ： 0.35t。（ 2） 最 大 起 升 高 度 （ H） ： 2.5m。（ 3） 幅 度 (R)： Rmax為 2.10米 ， Rmin為 1.72米 。（ 4） 回 轉(zhuǎn) 角 度 ： 360 。（ 5） 機(jī) 構(gòu) 工 作 速 度 (v)： 起 升 機(jī) 構(gòu) 速 度 ： 030 米 /分 ;變 幅 機(jī) 構(gòu) 速 度 ： 030 米 /分 ;回 轉(zhuǎn) 機(jī) 構(gòu) 速 度 ： 0.6轉(zhuǎn) /分 ;行 走 機(jī) 構(gòu) 速 度 ： 05公 里 /小 時(shí)（ 6） 爬 坡 能 力 ： 30%（ 7） 外 形 尺 寸 （ 長(zhǎng) 寬 高 ） 3.31m 2.78m 3.1m （ 8） 自 重 3t（ 9） 本 次 設(shè) 計(jì) 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 構(gòu) 想 圖 ， 如 下 圖 。 圖 2.1 履 帶 式 起 重 機(jī) 構(gòu) 想 圖 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -4- 3 移 動(dòng) 底 盤 的 參 數(shù) 設(shè) 計(jì)移 動(dòng) 底 盤 的 主 要 作 用 是 讓 起 重 機(jī) 完 成 行 走 、 駐 停 、 轉(zhuǎn) 向 ， 本 次 設(shè) 計(jì) 驅(qū) 動(dòng) 軸 在 前 部 ，這 樣 可 以 產(chǎn) 生 較 大 的 牽 引 力 。 采 用 履 帶 式 底 盤 結(jié) 構(gòu) ， 底 盤 長(zhǎng) 度 3.314m， 寬 度 2.775m,高度 0.742m. 圖 3.1 移 動(dòng) 底 盤 二 維 圖3.1 移 動(dòng) 底 盤 輸 出 軸 設(shè) 計(jì)輸 出 軸 ， 材 料 40Cr（ 調(diào) 制 ） mkNTKWP 09.258176.5r/minn,7.5 333 ，查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 10-2-2， 取 20 224mmA ，由 公 式 mmnpAd 78.25.1767.5224min 330 （ 式 3.1.1）軸 上 有 兩 個(gè) 鍵 槽 ， 軸 徑 增 加 10 -15 ，85.98mm78.20.11dmin ）（ （ 式 3.1.2）查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 11-2-2， 取 d=85mm。求 作 用 在 齒 輪 上 的 力 經(jīng) 過 計(jì) 算 初 選 輸 出 軸 圓 柱 直 齒 輪 的 分 度 圓 直 徑 mmd 266 ， 而NdTFt 1940.52k662 10258.0922 333 （ 式 3.1.3） 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -5- NFF tr 727.91k/cos13.99920tan1940.526/costan （ 式 3.1.4）NFF 483.79ktan13.9991940.526tanta （ 式 3.1.5）軸 上 零 件 的 裝 配 方 案 表 3.1 軸 的 各 個(gè) 部 分 尺 寸軸 的 載 荷 分 布 如 下 圖 FF FFF FMM 圖 3.2 軸 的 載 荷 分 析 圖 d12=70mm d23=74mm d34=80mm d45=110mm d56=94mm d67=80mmL12=116mm L23=80mm L34=88mm L45=132mm L56=152mm L67=120mm 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -6- 圖 3.3 軸 的 結(jié) 構(gòu)載 荷 數(shù) 值 表 如 下 表 3.2 載 荷 分 布 3 .2 根 據(jù) 彎 扭 合 成 應(yīng) 力 校 核 軸 的 強(qiáng) 度根 據(jù) 上 表 中 計(jì) 算 所 得 數(shù) 據(jù) 分 析 應(yīng) 力 、 彎 矩 情 況 ， 查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 5-3-4， 取 0.6 ， 軸 的 計(jì) 算 應(yīng) 力 MPa5.01060.1 )3365906.0(6.103727)( 3 22212 W TMca （ 式 3.2.1）查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 6-4-1， 取 1 160 , caMPa ， 故 安 全 。3.3 校 核 軸 的 疲 勞 強(qiáng) 度判 斷 危 險(xiǎn) 截 面截 面 6右 側(cè) 抗 彎 截 面 系 數(shù) 333 1000001001.00.1dW mm （ 式 3.3.1）抗 扭 截 面 系 數(shù) 載 荷 水 平 面 H 垂 直 面 V支 反 力 F kNFNH 4.8661 kNFNV 4.3151 kNFNH 5.15592 kNFNV 6.5672 彎 矩 mkNMH 97470 kNMV 5.35482總 彎 矩 mkNM 6.1037275.3548297470 22扭 矩 T mkNT 336590 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -7- 333T 2000001002.00.2dW mm （ 式 3.3.2）截 面 6右 側(cè) 彎 矩 mmN6.103727M ,截 面 6上 的 扭 矩 mmN336590T 截 面 上 的 彎 曲 應(yīng) 力1.03MPa100000103727.6 WMb （ 式 3.3.3）截 面 上 的 扭 轉(zhuǎn) 切 應(yīng) 力1.68MPa200000336590TT Wb （ 式 3.3.4）根 據(jù) 此 軸 的 材 料 為 45鋼 ， 以 及 軸 的 各 個(gè) 部 位 使 用 環(huán) 境 特 點(diǎn) ， 查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 14-2-2, 1 1640 , 275 , 155B MPa MPa MPa 。 查 取 截 面 交 匯 處 由 于 設(shè) 置 軸 肩 而形 成 的 理 論 應(yīng) 力 集 中 系 數(shù) 及 。 因02.01002 dr （ 式 3.3.5）2.1100120D d （ 式 3.3.6）查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 15-2-6 66.109.2 ， ,軸 的 材 料 敏 感 系 數(shù) 為0.82, 0.85q q ， 故 有 效 應(yīng) 力 集 中 系 數(shù) 為 )1(1 qk （ 式 3.3.7）故 ， 56.1 89.1kk ， 查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 6-2-1,尺 寸 系 數(shù) 7.0 ， 扭 轉(zhuǎn) 尺 寸 系 數(shù) 83.0 。根 據(jù) 軸 按 磨 削 加 工 ,查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 7-2-4 表 面 質(zhì) 量 系 數(shù) 為 91.0 ， 取1q ， 則 綜 合 系 數(shù) 8.2191.017.089.111kK （ 式 3.3.8）98.1191.0183.056.111kK （ 式 3.3.9）查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 12-3-2， 取 碳 鋼 的 特 性 系 數(shù) 0.1, 0.05 ,計(jì) 算 安 全 系 數(shù)caS 值 83.1100.13.82.8 275KS m1- （ 式 3.3.10）31.11213.50.05213.51.98 155KS m1- （ 式 3.3.11） 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -8- 1.5S18.831.1183.11 31.1183.11SS SSS 2222ca （ 式 3.3.12）故 可 知 安 全 。3.4 輸 出 軸 滾 動(dòng) 軸 承 計(jì) 算選 標(biāo) 準(zhǔn) 精 度 級(jí) 的 單 列 圓 錐 滾 子 軸 承 30216， 其 尺 寸 為 d D T=80mm 90mm 34mm，e=0.42， Y=1.4， Cr=73.2 KN。軸 上 載 荷 分 布 如 下 圖 。 表 3.3 軸 承 上 的 載 荷 載 荷 水 平 面 H 垂 直 面 V支 反 力 F kNFNH 03.691 kNFNV 01.121 kNFNH 32.2362 kNFNV 24.5232 由 NF 463.61ka 水 平 向 左 。 則kNF FFFr NVNHr 70.1312.01-69.09 221 22211 ）（）（ （ 式 3.4.1）kNF FFFr NVNHr 08.574)24.523()2.236( 222 22222 （ 式 3.4.2）則 YFF rd 2 11 kNFd 21.91.6270.131 （ 式 3.4.3）YFF rd 2 22 kNFd 4.1796.12 08.5742 （ 式 3.4.4）d2d2a F201.3kN179.421.9 FF （ 式 3.4.5）因 此 軸 承 左 端 緊 ， 右 端 松 。 故NFF NFFF 179.4k201.3k d2a2 ad21 （ 式 3.4.6） 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -9- ,e2.8770.13201.3r1a1 FF （ 式 3.4.7）則 X=0.4,Y=1.6, eFFra 3125.008.574 4.17922 （ 式 3.4.8）則 X=1， Y=0, 則111 ar YFXFP kNP 350.1201.31.670.130.41 （ 式 3.4.9）222 ar YFXFP kNP 08.574008.57412 （ 式 3.4.10）則 選 小 的 ， 選 P1。 基 本 額 定 動(dòng) 載 荷 值 C=580kN。429350.21h350.1580176.560 11060n10 36116h ）（）（ PCaL （ 式 3.4.11）軸 承 的 預(yù) 期 使 用 壽 命 ： 10年 ， 兩 班 制 。 L=300 10 8 2=48000h， 故 合 格 。3.5 輸 出 軸 鍵 的 計(jì) 算GB/T 1096-2003 d=70mm, b h=10mm 16mm, l=82mm校 核 輸 出 軸 鍵 1的 強(qiáng) 度 ： MpadhlTp 4.6910022100 10 258.0944 3 （ 式 3.5.1）GB/T 1096-2003 d=94mm, b h=14mm 16mm, l=104mm校 核 輸 出 軸 鍵 2的 強(qiáng) 度 ： MpadhlT 8.061001670 10 258.0944 3p （ 式 3.5.2）鍵 1、 鍵 2的 齒 輪 的 材 料 均 為 Q235， 即 使 負(fù) 載 最 大 時(shí) 載 荷 性 質(zhì) 也 為 輕 微 沖 擊 ， 查 機(jī)械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 13-2-2 MpaP 200100 。 因 為 1p p ， 所 以 所 選 鍵 1、 鍵 2 的 強(qiáng)度 滿 足 要 求 。3.6 選 擇 軸 承 的 潤(rùn) 滑 與 密 封 方 式底 盤 軸 承 的 潤(rùn) 滑 方 式 的 選 取 在 于 大 圓 柱 直 齒 輪 的 圓 周 速 度 和 大 圓 錐 直 齒 輪 的 圓 周速 度 。 smnv /2.46)100060/(176.5266)100060/(da （ 圓 柱 ） （ 式 3.6.1） 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -10- smnv /1.49)100060/(176.5162)100060/(da （ 圓 錐 ） （ 式 3.6.2）所 以 選 油 潤(rùn) 滑 ， 并 且 在 軸 承 前 設(shè) 有 擋 油 環(huán) ， 為 了 防 止 漏 油 ， 但 是 也 不 能 封 死 擋 油 口 ，以 利 于 潤(rùn) 滑 油 能 進(jìn) 入 軸 承 。 因 為 軸 的 轉(zhuǎn) 速 不 高 ， 所 以 無 需 多 加 考 慮 ， 按 以 下 公 式 計(jì) 算 ，高 速 軸 的 圓 周 速 度 6.02m/s)100060/(144080)100060/(d nv （ 式 3.6.3）低 速 軸 的 圓 周 速 度 smnv /2.48)100060/(176.580)100060/(d （ 式 3.6.4）所 以 均 選 用 接 觸 式 氈 圈 密 封 。電 動(dòng) 機(jī) 的 選 擇 ： 工 作 機(jī) 所 需 要 的 有 效 功 率 為 ： 總PwPd ， 其 中 運(yùn) 輸 鏈 的 輸 出 功 率 ：kwkwFvp w 6.31000 9.040001000 （ 式 3.6.5）821 總 （ 式 3.6.6）計(jì) 算 結(jié) 果 ： kwkwPd 7.497.099.099.092.095.095.0 6.3 3 （ 式 3.6.7）運(yùn) 輸 鏈 的 分 度 圓 直 徑 ： mmzpd 16.194)10180(sin 60180sin （ 式 3.6.8）運(yùn) 輸 量 的 轉(zhuǎn) 速 ： min/5.8816.194 9.0100060100060 rd vnw （ 式 3.6.9）直 齒 圓 錐 齒 輪 傳 動(dòng) 比 為 ： 23， 圓 柱 齒 輪 傳 動(dòng) 比 為 ： 36， 鏈 傳 動(dòng) 比 ： 25可 得 電 動(dòng) 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速 范 圍 ： 鏈 ）（ 電 動(dòng) 機(jī) ） (/ 321 nwiiinw ， 經(jīng) 計(jì) 算 得 ： 90 2 3 2 r/min90 3 6 5 r/min=1080r/min8100r/min。 因 此 由 電 動(dòng) 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速 范 圍1080r/min8100r/min及 電 動(dòng) 機(jī) 的 輸 出 功 率 4.7kW， 本 次 選 擇 Y132S2-2三 相 交 流 異 步 電動(dòng) 機(jī) ， 額 定 功 率 7.5kW,2900r/min。 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -11- 4 回 轉(zhuǎn) 機(jī) 構(gòu) 的 參 數(shù) 設(shè) 計(jì)4.1 根 據(jù) 齒 面 接 觸 強(qiáng) 度 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì)在 不 改 變 下 車 車 身 方 向 的 基 礎(chǔ) 上 ， 方 便 完 成 物 體 的 搬 運(yùn) 。 采 用 單 行 星 系 齒 輪 結(jié) 構(gòu) ，動(dòng) 力 從 中 心 太 陽 輪 輸 入 ， 傳 動(dòng) 三 個(gè) 行 星 齒 輪 轉(zhuǎn) 動(dòng) ， 從 而 帶 動(dòng) 外 齒 圈 轉(zhuǎn) 動(dòng) ， 行 星 架 通 過 機(jī)構(gòu) 鎖 死 。 外 齒 圈 與 回 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 臺(tái) 下 平 面 相 連 接 ， 利 用 外 齒 圈 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 從 而 帶 動(dòng) 上 車 機(jī) 構(gòu) 的 回 轉(zhuǎn) 。太 陽 輪 、 行 星 輪 、 外 齒 圈 選 用 8級(jí) 精 度 (GB10095-88)， 選 擇 太 陽 輪 、 行 星 輪 材 料 為 40cr（ 調(diào) 質(zhì) ） ， 外 齒 圈 材 料 為 45#鋼 （ 調(diào) 質(zhì) ） ， 齒 面 硬 度 都 為 280HBS。 太 陽 輪 1z =18,行 星 齒輪 2z =18,外 齒 圈 543 z 壓 力 角 取 20 。 三 維 簡(jiǎn) 圖 如 下 。 圖 4.1 行 星 齒 輪 系 三 維 圖計(jì) 算 公 式 進(jìn) 行 試 算 ， 即 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -12- 3 221 12 uudd TKZZZZ HtHHEt （ 式 4.1.1）確 定 相 關(guān) 參 數(shù) ， 試 選 載 荷 系 數(shù) 3.1Kt ， 計(jì) 算 小 齒 輪 的 轉(zhuǎn) 矩 mmN104.7751500 5.7109.55109.55T 466 n P （ 式 4.1.2）取 齒 寬 系 數(shù) 1d ， 查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 9-2-1本 次 齒 輪 彈 性 影 響 系 數(shù) 218.189 MPaZE 查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 4-3-2， 可 知 區(qū) 域 系 數(shù) 5.2Hz ， 計(jì) 算 重 合 度 系 數(shù))2/(cosarccos *111 aa hzz 32.251218/20cos18arccos1 ）（a （ 式 4.1.3）)2/(cosarccos *222 aa hzz 32.251218/20cos18arccos2 ）（a （ 式 4.1.4）2/)tan(tan)tan(tan 2211 aa zz （ 式 4.1.5）（ /220tan-25.32tan18)20tan-25.32(tan18 a 53.1a 91.0353.143-4 aZ （ 式 4.1.6）按 齒 面 硬 度 查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 10-3-3 得 ， 太 陽 輪 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 極 限8300Mpa1lim H ， 行 星 輪 8300Mpa2lim H 計(jì) 算 應(yīng) 力 循 環(huán) 次 數(shù)hnjLN 60 91 105.256)2865310(115006060 hnjLN （ 式 4.1.7）9212 105.256/ iNN （ 式 4.1.8）查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 9-3-1， 取 接 觸 疲 勞 壽 命 系 數(shù) 95.0 90.0 21 HNHN KK ， ， 計(jì) 算 接 觸疲 勞 許 用 應(yīng) 力 ， 查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 11-3-2， 齒 輪 使 用 時(shí) 失 效 概 率 為 0.9%， 安 全 系數(shù) S=1， 得 Mpa74701/830090.0sk Hlim1HN1H （ 式 4.1.9）Mpa78851/00695.0sk Hlim2HN2H （ 式 4.1.10）取 比 較 小 的 當(dāng) 成 齒 輪 副 接 觸 疲 勞 許 用 應(yīng) 力 MPaH 7470 ， 試 算 太 陽 輪 分 度 圓 直 徑 1td ，由 計(jì) 算 公 式 得 : 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -13- 3 21 12 uudd TKZZZ HtHHEt （ 式 4.1.11）241 )7470 0.91189.82.5(1 104.7751.32)18/18 118/18( ）（td mmd 3.288t1 圓 周 速 度 v smndv t /62.2601000 150028.86010001 （ 式 4.1.12）齒 寬 b及 模 數(shù) m;288.3mm28.811b d td （ 式 4.1.13）計(jì) 算 實(shí) 際 載 荷 系 數(shù) HK ,查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 10-3-4， 選 擇 使 用 系 數(shù) 1AK 根 據(jù) v=2.26m/s， 7級(jí) 精 度 ， 查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 10-3-6， 選 動(dòng) 載 系 數(shù) VK =1.02。計(jì) 算 齒 輪 的 圓 周 力tt dTF 11 /2 （ 式 4.1.14）NFt 97.33153.288/10775.42 41 mmNmmNbFK tA /150/14.1153.288/)97.33151(/1 （ 式 4.1.15）查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 2-3-4得 ， 齒 間 載 荷 分 配 系 數(shù) 2.1HK ， 查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表2-3-4得 ， 齒 向 載 荷 分 配 系 數(shù) 421.1HK 。接 觸 強(qiáng) 度 實(shí) 際 載 荷 系 數(shù) HHVAH KKKKK 1 1.02 1.2 1.42=1.73 （ 式 4.1.16）按 實(shí) 際 的 載 荷 系 數(shù) 校 正 所 算 得 的 分 度 圓 直 徑 是 否 符 合 要 求 ， 得mmKKdd HtHt 316.83.173.13.288311 （ 式 4.1.17）因 此 ， 模 數(shù) ： m=d1/z1=31.68/18=1.76mm。4.2 按 齒 根 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 進(jìn) 行 驗(yàn) 算 是 否 符 合 要 求計(jì) 算 齒 輪 模 數(shù) ： 3 2 1212 z YYTKYYm dFtF SaFat （ 式 4.2.1）確 定 公 式 內(nèi) 相 關(guān) 參 數(shù) ， 查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 6-4-2， 試 選 3.1KFt 。 計(jì) 算 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -14- 度 的 重 合 度 系 數(shù) ： 74.01.530.750.2575.025.0 Y （ 式 4.2.2）計(jì) 算 F saFaYY查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 6-4-2， 應(yīng) 力 修 正 系 數(shù) 75.16.1 21 YY sasa 、 ， 齒 形 系 數(shù)25.265.2 21 YY FaFa 、 ， 查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 6-4-3得 ， 太 陽 輪 的 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 極限 MPaF 05001lim ， 行 星 輪 的 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 極 限 MPaF 03802lim ， 查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手冊(cè) 表 6-4-2， 取 彎 曲 疲 勞 壽 命 系 85.01 FNK 88.02 FNK ， 查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 6-4-2彎 曲 疲 勞 安 全 系 數(shù) S=1.4， 得 MPaSF FFNK 303581lim11 （ 式 4.2.3） MPaSF FFNK 238852lim22 （ 式 4.2.4） 4-11 101.3303576.165.2 F saFa YY （ 式 4.2.5） 5-22 101.642388761.7552.2 F saFa YY （ 式 4.2.6）故 5-101.64F saFaYY試 算 齒 輪 模 數(shù) 3 212 z YTKYYm dFtF SaFat （ 式 4.2.7）mmmt 1.505)181 0.74104.7751.32(101.643 2 44- 調(diào) 整 齒 輪 模 數(shù) ， 計(jì) 算 圓 周 速 度 vmmzmd t 27.0918505.111 （ 式 4.2.8）smndv /2.1601000 150027.096010001 （ 式 4.2.9）齒 寬 ： mmdb d 09.271 （ 式 4.2.10） 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -15- 齒 高 h及 齒 高 比 b/h： mmmchh ta 3451.1)25.02(2 * ）（ （ 式 4.2.11）7.96=34270.9=b/h （ 式 4.2.12）計(jì) 算 實(shí) 際 載 荷 系 數(shù) FK ， 根 據(jù) v=2.1m/s,查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 8-3-4， 得 動(dòng) 載 系 數(shù)06.1Kv 得 2.1FK ， 由 插 值 法 得 417.1HK ， 結(jié) 合 b/h=9.334 查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 8-3-5可 得 35.1FK 則 載 荷 系 數(shù) 為 7172.106.112.135.1 KKKKK vAFFF （ 式 4.2.13）mmKKmm FtFt 66.13.17172.151.1 33 （ 式 4.2.14）需 要 就 近 圓 整 m=2mm。 下 面 在 次 進(jìn) 行 驗(yàn) 算 校 核 。,27.09 1 mmd 13.5/11 mdz n （ 式 4.2.15）取 18,18 21 zz 。4.3 幾 何 尺 寸 計(jì) 算分 度 圓 直 徑 ： mmmzd 3601021811 （ 式 4.3.1）mmd 0632 （ 式 4.3.2）中 心 距 mmzz 3602 10181822ma 21 ）（）（ （ 式 4.3.3） 齒 寬 ： mmdb d 723621 （ 式 4.3.4）在 此 將 太 陽 輪 齒 輪 的 齒 寬 加 寬 5-10mm,以 防 止 行 星 齒 輪 因 使 用 年 限 、 裝 配 、 工 作平 面 的 傾 斜 產(chǎn) 生 誤 差 ， 使 配 合 錯(cuò) 位 ， 減 小 了 實(shí) 際 受 力 面 積 ， 不 能 實(shí) 現(xiàn) 最 好 的 傳 動(dòng) 效 果 ，最 后 取 b1=77mm b2=70mm。 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -16- 5 變 幅 機(jī) 構(gòu) 的 參 數(shù) 設(shè) 計(jì)變 幅 機(jī) 構(gòu) ： 最 大 變 幅 高 度 1.77m， 距 離 上 車 底 板 上 平 面 ， 變 幅 角 度 范 圍 035 。采 用 前 臂 、 立 柱 、 液 壓 缸 、 起 重 機(jī) 上 車 平 臺(tái) 構(gòu) 成 四 桿 機(jī) 構(gòu) 。 液 壓 缸 通 過 變 化 提 供 動(dòng) 力 推動(dòng) 推 桿 ， 推 桿 推 動(dòng) 前 臂 完 成 起 重 機(jī) 的 變 幅 。 變 幅 機(jī) 構(gòu) 裝 配 簡(jiǎn) 圖 如 下 。 圖 5.1 變 幅 機(jī) 構(gòu) 裝 配 圖5.1 前 臂前 臂 具 體 參 數(shù) ： 長(zhǎng) 度 ： 2378mm ， 寬 度 ： 140mm， 高 度 392mm， 質(zhì) 量 150kg。 前 臂 是起 重 機(jī) 的 重 要 組 成 部 分 ， 本 次 采 用 彎 曲 臂 ， 有 效 避 免 鋼 絲 繩 起 升 重 物 的 干 涉 現(xiàn) 象 發(fā) 生 ，采 用 矩 形 臂 ， 臂 采 用 鏤 空 設(shè) 計(jì) 減 少 起 重 機(jī) 上 車 重 量 ， 使 材 料 利 用 率 高 ， 更 合 理 。 前 臂 三維 和 二 維 簡(jiǎn) 圖 如 下 。 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -17- 圖 5.2 前 臂 零 件 圖 圖 5.3 前 臂 三 維 圖 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -18- 5.2 立 柱立 柱 具 體 參 數(shù) 長(zhǎng) 度 ： 200mm， 寬 度 ： 150mm， 高 度 998.54mm， 質(zhì) 量 150kg。 立 柱 三 維和 二 維 簡(jiǎn) 圖 如 下 。 圖 5.4 立 柱 零 件 圖 圖 5.5 立 柱 三 維 圖 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -19- 5.2.1立 柱 配 合 部 件 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)（ 1） 法 蘭 盤 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)法 蘭 盤 通 過 螺 栓 將 立 柱 上 車 底 盤 固 定 ， 保 證 立 柱 的 垂 直 度 以 及 穩(wěn) 定 性 ， 從 而 使 起 重機(jī) 工 作 性 能 更 加 穩(wěn) 定 。 厚 度 35mm， 均 勻 分 布 10個(gè) 孔 ， 孔 的 直 徑 30mm， 選 用 的 固 定 螺 栓為 M30,在 加 工 過 程 中 要 注 意 保 證 10個(gè) 孔 的 均 分 。 法 蘭 盤 的 材 料 選 用 Q235就 可 以 滿 足 其強(qiáng) 度 和 剛 度 的 要 求 。其 三 維 圖 如 下 圖 所 示 ： 圖 5.6 法 蘭 盤 的 三 維 結(jié) 構(gòu) 圖（ 2） 筋 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)由 于 要 考 慮 到 節(jié) 省 材 料 ， 因 此 不 能 采 用 那 么 多 的 實(shí) 心 臂 、 柱 ， 因 此 出 現(xiàn) 了 許 多 為 了使 機(jī) 構(gòu) 承 受 更 大 載 荷 而 存 在 的 加 強(qiáng) 筋 。 加 強(qiáng) 筋 的 產(chǎn) 生 有 的 時(shí) 候 不 僅 僅 可 以 增 大 機(jī) 構(gòu) 承 受載 荷 的 能 力 ， 也 從 整 體 減 輕 了 整 機(jī) 的 重 量 ， 更 小 巧 ， 美 觀 。 根 據(jù) 加 強(qiáng) 筋 的 設(shè) 計(jì) 要 求 ， 選用 梯 形 的 加 強(qiáng) 筋 ， 厚 度 為 60mm。5.3 液 壓 缸本 次 設(shè) 計(jì) 液 壓 缸 是 將 液 壓 能 轉(zhuǎn) 變 為 機(jī) 械 能 的 ， 使 推 桿 推 動(dòng) 前 臂 使 其 變 幅 的 液 壓 執(zhí) 行元 件 。 它 的 結(jié) 構(gòu) 十 分 簡(jiǎn) 單 、 而 且 工 作 可 靠 。 用 它 來 實(shí) 現(xiàn) 機(jī) 構(gòu) 的 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， 可 以 不 使 用 緩 沖 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -20- 裝 置 ， 并 且 不 會(huì) 出 現(xiàn) 壓 力 突 然 消 失 的 情 況 ， 安 全 性 更 好 ； 相 比 于 電 動(dòng) 推 桿 ， 液 壓 缸 產(chǎn) 生的 動(dòng) 力 也 更 大 ， 是 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動(dòng) 的 也 更 快 。5.3.1液 壓 缸 的 軸 向 尺 寸設(shè) 計(jì) 液 壓 缸 ， 其 軸 向 長(zhǎng) 度 是 由 起 重 機(jī) 起 升 高 度 決 定 。 活 塞 寬 度 DB )0.16.0( 。 變幅 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動(dòng) 所 需 的 最 大 高 度 可 以 決 定 活 塞 的 有 效 行 程 1L ， 1L =290mm(GB/T 2349-1980)。導(dǎo) 向 長(zhǎng) 度 mmDLL 49.5290202902201 （ 式 5.3.1）缸 筒 長(zhǎng) 度 0L =l+B+A+M+C。l是 本 次 設(shè) 計(jì) 液 壓 缸 活 塞 最 大 行 程 ， b是 活 塞 寬 度 一 般 取 （ 0.6-1.0） D本 次 取 0.6D, A是 活 塞 桿 的 導(dǎo) 向 長(zhǎng) 度 ， C是 其 他 長(zhǎng) 度 ， M是 活 塞 桿 的 密 封 長(zhǎng) 度 =初 始 位 置 （ 本 次 擬 定 35mm）+行 程 （ 290mm） +行 程 余 量 （ 本 次 擬 定 20mm） +導(dǎo) 向 長(zhǎng) 度 （ 49.5mm） +法 蘭 長(zhǎng) 度 （ 35mm） 。429.5mm=35+49.5+35+20+290=M （ 式 5.3.2）mmL 579.5429.590149.50 （ 式 5.3.3）最 終 缸 體 高 度 取 mmL 6000 。 液 壓 缸 缸 體 裝 配 圖 如 下 。 圖 5.7 液 壓 缸 三 維 圖 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -21- 缸 體 二 維 零 件 圖 如 下 ： 圖 5.8 缸 體 零 件 圖缸 體 外 圓 半 徑 R105mm,內(nèi) 圓 半 徑 R90mm,高 度 600mm。 推 桿 三 維 零 件 圖 如 下 。 圖 5.9 推 桿 零 件 圖 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -22- 推 桿 半 徑 R40mm,高 度 767mm其 他 細(xì) 節(jié) 尺 寸 見 零 件 圖 。 圖 5.10 底 蓋 零 件 圖液 壓 缸 底 蓋 半 徑 R105mm,底 蓋 高 度 212mm,其 他 細(xì) 節(jié) 尺 寸 見 零 件 圖 。5.3.2變 幅 油 路 系 統(tǒng)變 量 油 路 系 統(tǒng) 由 M型 三 位 四 通 換 向 閥 、 平 衡 閥 和 一 個(gè) 變 幅 缸 組 成 。 起 重 機(jī) 的 俯 仰 過程 分 為 三 種 情 況 ： 起 重 臂 、 下 降 臂 和 止 動(dòng) 臂 。 油 系 統(tǒng) 的 使 命 是 確 保 這 三 種 類 型 的 變 幅 行為 安 全 可 靠 地 進(jìn) 行 。 當(dāng) 換 向 閥 1處 于 所 示 位 置 （ 中 心 位 置 ） 時(shí) ， 來 自 油 泵 的 壓 力 油 進(jìn) P口 由 P2 -O2 流 回 油 箱 O， 缸 體 的 上 室 和 下 室 的 通 道 A、 B關(guān) 閉 （ 即 液 壓 制 動(dòng) ） ， 起重 臂 停 在 某 一 位 置 不 動(dòng) 。 當(dāng) 抬 起 臂 時(shí) ， 閥 桿 移 動(dòng) 到 左 側(cè) 位 置 （ 后 部 位 置 ） ， 并 且 從 從 P2腔 到 A腔 的 壓 力 油 將 止 回 閥 2打 開 到 變 幅 缸 的 大 腔 ， 缸 內(nèi) 活 塞 被 向 上 推 動(dòng) ， 由 活 塞 桿 推 起 動(dòng) 臂 ， 小 腔 的 回 油 則 由 B-O2-O 流 回 油 箱 。 待 起 重 臂 升 到 所 需 位 置 停 止 時(shí) ， 將 閥 桿推 回 中 位 ， 啟 動(dòng) 臂 將 停 止 不 動(dòng) 。 當(dāng) 臂 在 下 降 時(shí) ， 控 制 閥 桿 向 右 （ 前 位 置 ） 壓 力 油 由 P自P2-B進(jìn) 入 油 缸 腔 ， 同 時(shí) 控 制 機(jī) 油 打 開 平 衡 閥 ， 油 缸 大 腔 的 油 通 過 平 衡 閥 到 A-O2-O流回 油 箱 。 變 幅 油 路 系 統(tǒng) 如 下 圖 。 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -23- 圖 5.11 變 幅 油 路 圖 ： 換 向 閥 ； ： 平 衡 閥 ； ： 變 幅 油 缸1： 換 向 閥 桿 ； 2： 單 向 閥 ； 3： 控 制 活 塞 ； 4： 平 衡 閥 桿 ； 5： 變 幅 油 缸 活 塞5.4 前 一 臂 的 結(jié) 構(gòu) 分 析前 一 臂 是 矩 形 梁 ， 其 作 用 是 帶 動(dòng) 吊 鉤 完 成 起 重 機(jī) 的 起 升 、 降 落 。前 臂 受 力 如 下 圖 所 示 。 圖 中 符 號(hào) 含 義 :Q為 起 重 機(jī) 最 大 起 重 量 ； W為 橫 梁 腹 板 總 質(zhì) 量 ；H 為 立 柱 中 心 距 離 上 車 底 平 面 高 度 ;q 為 橫 梁 自 重 載 荷 集 度 ; 1R 為 最 小 幅 度 ; 2R 為 最 大幅 度 ;L 為 橫 梁 總 長(zhǎng) ; 1L 為 橫 梁 懸 臂 長(zhǎng) 度 ; 2L 為 支 架 重 心 至 橫 梁 懸 臂 根 部 距離 ; )( 3214 LLRL 為 支 架 最 遠(yuǎn) 邊 緣 至 立 柱 中 心 距 離 ; AN 為 A 點(diǎn) 水 平 反 力 ; DN 為 D點(diǎn) 水 平 反 力 ;R為 A點(diǎn) 垂 直 反 力 ;g為 重 力 加 速 度 。 小 型 農(nóng) 田 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) -24- 圖 5.12 前 臂 整 體 數(shù) 學(xué) 模 型本 次 設(shè) 計(jì) ， Q=350kg G=150kg H=903mm q=52.72kg/m 1R =2078mm 2R =2078mmL=2378mm 1L =1878mm 2L =100mm 3L =100mm 4L =150mm W=40kg。5.4.1前 臂 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 分 析由 于 受 力 平 衡 ， 故 AM =0， 得 gLLWqLLLLLGQHND )(2)( 4324321 （ 式 5.4.1）故 ， H gLLWqLLLLLGQND )(2)( 4324321 （ 式 5.4.2）903 9.8150100402237852.72)1501001001878()150350( 2 ）（ DN mNND 32.1617873由 X=0， 得 DA NN =1617873.32 mN ，由 Y=0， 得 W)g+qL+G + (Q = R （ 式 5.4.3）NR 133899.9688.9)40237872.