《畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仿真設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仿真設(shè)計(jì)（58頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院 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) 題目剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系部機(jī)電工程系 專(zhuān)業(yè)機(jī)械工程及自動(dòng)化 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 畢設(shè)地點(diǎn) 2016年5月31日 剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 全套設(shè)計(jì)CAD三維圖紙加Q 401339828 摘要 升降平臺(tái)不論是在工業(yè)生產(chǎn)還是我們的日常生活中都有著重要的作用。給我們帶來(lái) 的利益是非常的多。升降平臺(tái)的功能特色是非常多的，在我們生活中我們?cè)诤芏嗟纳虅?wù)大廈都會(huì)用到電梯，升降平臺(tái)就如電梯的性能大同小異，我們?cè)谑褂蒙灯脚_(tái)的時(shí)候也可以針對(duì)自己的需求對(duì)升降平臺(tái)進(jìn)行設(shè)置。 根據(jù)本課題的研究是適用于高處物料升降運(yùn)

2、送。根據(jù)實(shí)際需求擬采取如下：選擇液壓缸為動(dòng)力，以剪叉式為傳動(dòng)形式，主體機(jī)構(gòu)采用剪叉式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)剪叉式升降平臺(tái)關(guān)鍵零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算與校核，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)和要求。 關(guān)鍵詞：升降平臺(tái)，物料升降，剪叉式，升降平臺(tái)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) # Abstract Liftingplatformintheindustrialproductionandourdailylifeplaysanimportantrole.Thebenefitwhichbringstousisverymuch.Thefunctionalcharacteristicsoftheliftingplatformisve

3、rymuch,inourlivesweinmanycommercialbuildingswillbeusedinthelift,liftingplatformastheelevatorperformanceverymuchthesame,wecanalsoaccordingtotheirownneedsforliftingplatformsettingswhenusingaliftingplatform. Accordingtotheresearchonthistopicisapplicabletohighmaterialelevator.Accordingtotheactualdemand

4、tobetakenareasfollows:theselectionofhydrauliccylinderasthepower,thescissortransmissionform,scissorstructuredesignofthemainmechanism.Designcalculationandcheckingofscissorselevatingplatformofkeypartsandcomponents,afterthedesignobjectivesandrequirementsverificationcanachievethedesired. KeyWords:Liftin

5、gplatform,materiallift,scissor,liftingplatform,structuredesign 5 摘要II AbstractI.I.I.. 目錄I..V... 第1章緒論1 1.1 升降平臺(tái)在生產(chǎn)和生活中的作用和意義2.. 1.2 升降平臺(tái)國(guó)內(nèi)研究發(fā)展情況2.. 1.3 升降平臺(tái)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨向4.. 1.4 課題條件5 第2章剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算7.. 2.1 升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)7... 升降機(jī)構(gòu)形式的選擇7... 直接推動(dòng)式升降機(jī)構(gòu)7... 連桿組合式升降機(jī)構(gòu)7... 2.2 升降平臺(tái)的兩種機(jī)構(gòu)形式9... 2.3

6、 升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)中三種液壓缸布置方式的分析比較1.0 問(wèn)題的提出1..0. 三種方案的分析和比較1..1. 2.4 剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)分析1..2. 2.5 剪叉式升降平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)分析1..3 2.6 剪叉式升降平臺(tái)的動(dòng)力分析1..6 2.7 剪叉式升降平臺(tái)參數(shù)的確定1..7 基本幾何尺寸的確定1..7. 液壓缸推力T及行程S的確定1.7 2.8 剪叉式升降平臺(tái)的校核1..8. 各鉸接點(diǎn)的受力分析1..8. 各鉸接點(diǎn)銷(xiāo)的選擇與校核2..0 油缸作用處桿件尺寸的確定與校核2..1 2.9 強(qiáng)度校核2..2.. 剪叉臂的強(qiáng)度校核2..2. 液壓缸底架固定橫梁的強(qiáng)度校核2.

7、.5 2.10 軸的強(qiáng)度校核2..8. 內(nèi)剪叉臂固定端銷(xiāo)軸的強(qiáng)度校核2..8 液壓缸缸體尾部銷(xiāo)軸的強(qiáng)度校核2..8 液壓缸活塞桿頭部支撐軸的強(qiáng)度校核2..9 第3章液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3..0. 3.1 明確設(shè)計(jì)要求制定基本方案3..0 3.2 制定液壓系統(tǒng)的基本方案3..0. 確定液壓執(zhí)行元件的形式[14]3..0 確定液壓缸的類(lèi)型3..2. 確定液壓缸的安裝方式3..2. 缸蓋聯(lián)接的類(lèi)型3..2. 擬訂液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)控制回路3..2 液壓源系統(tǒng)3..2. 3.3確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)[15]3..3 載荷的組成與計(jì)算：3..3. 初選系統(tǒng)壓力3..5.

8、 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸3..5 確定液壓泵的參數(shù)[18]3..7 管道尺寸的確定3..9. 油箱容量的確定3..9. 3.4液壓缸主要零件結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求3..9 缸體3..9.. 活塞4..0.. 活塞桿4..1.. 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵4..2 液壓缸的排氣裝置4..2. 液壓缸安裝聯(lián)接部分的型式及尺寸 .43 3.5本章小結(jié)45 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46 4.1運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的簡(jiǎn)介.46 4.2位移、速度及加速度分析47 主運(yùn)動(dòng)分析47 位移曲線(xiàn)48 速度曲線(xiàn).49 加速度曲線(xiàn)49 總結(jié)51. 參考文獻(xiàn)52. 致謝

9、53. 51 第1章緒論 1.1 升降平臺(tái)在生產(chǎn)和生活中的作用和意義 升降平臺(tái)不論是在工業(yè)生產(chǎn)還是我們的日常生活中都有著重要的作用。給我們帶來(lái) 的利益是非常的多。升降平臺(tái)的功能特色是非常多的，在我們生活中我們?cè)诤芏嗟纳虅?wù)大廈都會(huì)用到電梯，升降平臺(tái)就如電梯的性能大同小異，我們?cè)谑褂蒙灯脚_(tái)的時(shí)候也可以針對(duì)自己的需求對(duì)升降平臺(tái)進(jìn)行設(shè)置?？梢?jiàn)升降平臺(tái)對(duì)我們作用是相當(dāng)?shù)拇?。升降平臺(tái)在我們生產(chǎn)中的應(yīng)用已經(jīng)非常的普遍了，而且在我們生產(chǎn)中有著重要的作用，尤其是貨物高空操作。 現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，順應(yīng)社會(huì)的需求，生產(chǎn)力不斷的加大，而且現(xiàn)在高空操作也是比較多的，所以升降平臺(tái)在我們進(jìn)行高空

10、操作的時(shí)候就給我們帶來(lái)的重要的作用。升降平臺(tái)就是上下操作，而且可以給我們提供一個(gè)安全穩(wěn)定的平臺(tái)。我們?cè)诟呖兆鳂I(yè)的時(shí)候可以給我們的安全提供保障。 升降平臺(tái)不僅在生產(chǎn)中有著重要的作用，在我們生活中的應(yīng)用也是非常的重要的，而且非常的普及。在酒店、賓館、影院等等公共休閑娛樂(lè)場(chǎng)所我們都知道干凈舒適是第一，所以保持干凈是我們必須的。升降平臺(tái)在這里清潔、燈具維修換修、設(shè)備的調(diào)試安裝維護(hù)保養(yǎng)都是非常的重要的。 1.2 升降平臺(tái)國(guó)內(nèi)研究發(fā)展情況 自改革開(kāi)放三十年，中國(guó)的城市建設(shè)和發(fā)展的突飛猛進(jìn)，在中國(guó)的升降平臺(tái)產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展，升降平臺(tái)做為人們的出行的垂直運(yùn)輸工具已經(jīng)隨處可見(jiàn)。引進(jìn)外資，合作辦廠在1978,

11、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 產(chǎn)，升降平臺(tái)的發(fā)展階段，外國(guó)資本運(yùn)行升降平臺(tái)廠引進(jìn)安裝升降平臺(tái)，從合資企業(yè)大量。如：成立于1980年7月4日中國(guó)迅達(dá)電梯升降平臺(tái)的,是由中國(guó)建設(shè)機(jī)械總公司，股份，香港怡和迅達(dá)瑞士迅達(dá)（遠(yuǎn)東）股份3的合資企業(yè)，這是中國(guó)機(jī)械行業(yè)的第一家合資企業(yè)自改革開(kāi)放以來(lái)。公司在中國(guó)設(shè)立的升降平臺(tái)行業(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)正式成立。 引進(jìn)外資，合作辦廠，不僅有利于中國(guó)地方升降平臺(tái)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，也為中國(guó)的城市的發(fā)展產(chǎn)生

12、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：不僅如此，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也發(fā)生了顯著的變化：直流升降平臺(tái)老已被淘汰，交流雙速電梯，調(diào)壓調(diào)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和微機(jī)控制技術(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)條件的升降平臺(tái)，員工的素質(zhì)，管理水平有了很大的提高。為什么我們的技術(shù)提高很快，這不能不歸功以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為確定在第三屆十一中心的一般原則。沒(méi)有大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，沒(méi)有升降平臺(tái)市場(chǎng)的今天，就不會(huì)有今天的自然升降平臺(tái)產(chǎn)業(yè)。其次，由于改革開(kāi)放政策。改革開(kāi)放后，黨中央和國(guó)家在上海，寧波，溫州，福州，廣州，委員會(huì)，作為

13、一個(gè)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)辟經(jīng)濟(jì)開(kāi)放區(qū)。根據(jù)升降平臺(tái)產(chǎn)業(yè)的特殊性，這些地區(qū)將成為中國(guó)工業(yè)發(fā)展集中升降平臺(tái)。 隨著大量的升降平臺(tái)企業(yè)的建立，中國(guó)升降平臺(tái)產(chǎn)業(yè)在技術(shù)，管理規(guī)范了。1984六月， 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)”建設(shè)機(jī)械制造商協(xié)會(huì)建設(shè)機(jī)械協(xié)會(huì)更名為“中國(guó)工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)升降平臺(tái)，升降協(xié)會(huì)”的兩級(jí)協(xié)會(huì)平臺(tái)會(huì)升級(jí)，這是在升降平臺(tái)業(yè)發(fā)展史上的里程碑。從舉升平臺(tái)行業(yè)有自己的行業(yè)組織。1987,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7588

14、-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)準(zhǔn)的意義是對(duì)制造和安裝質(zhì)量與升降平臺(tái)的保護(hù)很重要。改革的第一個(gè)十年對(duì)外開(kāi)放是 提升產(chǎn)業(yè)的萌芽時(shí)期的升降平臺(tái)的初級(jí)階段，產(chǎn)業(yè)鏈形成的平臺(tái)。穩(wěn)步發(fā)展，創(chuàng)新改革開(kāi)放的第二到十年可以說(shuō)是中國(guó)提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展平臺(tái)后，十年的創(chuàng)新。改革開(kāi)放后的第一個(gè)十年內(nèi)，中國(guó)的升降平臺(tái)產(chǎn)業(yè)的同時(shí)吸收新技術(shù)國(guó)際升降平臺(tái)，相關(guān)的管理系統(tǒng)也在不斷的完善。 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的平面與上一年總產(chǎn)出的升降平臺(tái)，良好的結(jié)果的持

15、續(xù)增長(zhǎng)，總產(chǎn)值，這證明了我們的升降平臺(tái)產(chǎn)業(yè)比較成熟，有能力適應(yīng)市場(chǎng)變化，抓住機(jī)遇，有了很大的提高。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)人行道的品牌已銷(xiāo)往馬來(lái)西亞，泰國(guó)，菲律賓，印度尼西亞，新加坡，阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)，孟加拉國(guó)，埃及，敘利亞，土耳其，阿根廷，澳大利亞，德國(guó)，英國(guó)，荷蘭，意大利，葡萄牙，希臘和其他近20個(gè)國(guó)家和我國(guó)臺(tái)灣澳門(mén)地區(qū)，升降平臺(tái)，生產(chǎn)超過(guò)30200臺(tái)。迅速改變隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市建設(shè)的不斷完善，升降平臺(tái)不僅在高檔商務(wù)寫(xiě) 字樓，大酒店商場(chǎng)存在，蔓延到高層住宅樓，一個(gè)角落也走進(jìn)了人們的生活，成為城市建設(shè)中不可缺少的垂直交通工具中國(guó)有130000

16、0000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)逐漸趨于穩(wěn)定和規(guī)范化的軌道。 1.3 升降平臺(tái)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨向 近20年世界工程升降平臺(tái)行業(yè)發(fā)生了很大變化。RT（?野輪胎升降平臺(tái)）和AT（全地面升降平臺(tái)）產(chǎn)品的迅速發(fā)展，打破了原有產(chǎn)品與市場(chǎng)格局，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展及市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)沖擊下，導(dǎo)致世界工程升降平臺(tái)市場(chǎng)進(jìn)一步趨向一體化。目前世界工程升降平臺(tái)年銷(xiāo)售額已達(dá)75億美元左右。主要生產(chǎn)國(guó)為美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)、意大利等，世界頂級(jí)公司有10多家，主要集

17、中在北美、日本（亞洲）和歐洲。美國(guó)既是工程升降平臺(tái)的主要生產(chǎn)國(guó)，又是最大的世界市場(chǎng)之一。但由于日本、德國(guó)升降平臺(tái)工業(yè)的迅速發(fā)展及RTffiAlT品的興起，美國(guó)廠商曾在20世紀(jì)60?70年代世界市場(chǎng)中占有的主導(dǎo)地位正逐步受到削弱，從而形成美國(guó)、日本和德國(guó)三足鼎立之勢(shì)。近幾年美國(guó)經(jīng)濟(jì)回升，市場(chǎng)活躍，外國(guó)廠商紛紛參與競(jìng)爭(zhēng)。美國(guó)制造商的實(shí)力也有所增強(qiáng)，特雷克斯升降平臺(tái)公司的崛起即是例證。特雷克斯升降平臺(tái)公司前身是美國(guó)科林升降平臺(tái)廠。199研 以來(lái)，其通過(guò)一系列的兼并活動(dòng)，已發(fā)展成為世界頂級(jí)公司之一。日本從20世紀(jì)70年 代起成為工程升降平臺(tái)生產(chǎn)大國(guó)，產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量提高很快，已出口到歐美市場(chǎng)，年總產(chǎn)

18、量居世界第一。自1992年以來(lái)，由于受日元升值、國(guó)內(nèi)基建投資下降和亞洲金融危機(jī)影響，年產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)。目前日本市場(chǎng)年需求量為3000臺(tái)左右。歐洲是潛力很 大的市場(chǎng)，歐洲各工業(yè)國(guó)既是工程升降平臺(tái)的出口國(guó)，也是重要的進(jìn)口國(guó)。德國(guó)是最大的歐洲市場(chǎng)，其次為英國(guó)、法國(guó)、意大利等國(guó)。在德國(guó)ATT品市場(chǎng)份額中，利勃海 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%55位右。 多數(shù)廠商在爭(zhēng)奪上述市場(chǎng)的同時(shí)，還努力擴(kuò)大產(chǎn)品系列。格魯夫公司的汽車(chē)升降平臺(tái)和RTT品具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，購(gòu)買(mǎi)克虜伯公司后，在ATT品方面也頗具實(shí)力，該公司還準(zhǔn)備生產(chǎn)履帶式升降平臺(tái)。馬尼突沃克公司已在履帶式升降平臺(tái)行

19、業(yè)居支配地位，但也希望在其他升降平臺(tái)產(chǎn)品領(lǐng)域取得相同影響力。以往升降平臺(tái)廠商的某些合作，大多集中于營(yíng)銷(xiāo)協(xié)定或許可證貿(mào)易協(xié)定。許可證貿(mào)易要比全面并購(gòu)方式開(kāi)展早，風(fēng)險(xiǎn)也小，在行業(yè)中已有先例。但按許可證協(xié)定進(jìn)行制造，往往在期滿(mǎn)后因產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議而告終 。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(lèi)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公司 的控制，或者謀求獨(dú)立生產(chǎn)履帶式升降平臺(tái)。IHI目前尚未建立北美市場(chǎng)份額，僅起分承包商作用。英國(guó)格魯夫公司從

20、1999年開(kāi)始銷(xiāo)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)大流動(dòng)式升降平臺(tái)生產(chǎn)與銷(xiāo)售領(lǐng)域與多田野的合作。而多田野公司則希望能擁有一家美國(guó)制造基地，但目前時(shí)機(jī)尚未成熟。擁有多種類(lèi)型產(chǎn)品可使收入多樣化。特雷克斯公司既經(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(chē)升降平 臺(tái)、履帶式升降平臺(tái)、塔機(jī)等。林克烈爾特公司基于其生產(chǎn)挖掘機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，成為首先將技術(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)的升降平臺(tái)與挖

21、掘機(jī)企業(yè)（包括林克烈爾特）分開(kāi)，其依據(jù)是升降平臺(tái)和挖掘機(jī)屬于不同行業(yè)。利勃海爾既生產(chǎn)挖掘機(jī)，也生產(chǎn)流動(dòng)式升降平臺(tái)和塔式升降平臺(tái)，還在愛(ài)爾蘭生產(chǎn)集裝箱搬運(yùn)升降平臺(tái)，具旗下各企業(yè)均為單獨(dú)實(shí)體。 1.4 課題條件 升降平臺(tái)在現(xiàn)代物流、航空裝卸、大型設(shè)備的制造與維護(hù)等場(chǎng)合廣泛應(yīng)用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈，為了提高企業(yè)生產(chǎn)速度，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，人們?cè)O(shè)計(jì)了可以減少人力物力并且能夠出色完成任務(wù)的升降平臺(tái)。升降平臺(tái)的種類(lèi)比較繁多，根據(jù)不同的用途、升降平臺(tái)的結(jié)構(gòu)、動(dòng)力傳遞形式以及規(guī)格會(huì)有不同的選擇和設(shè)計(jì)。 機(jī)械傳動(dòng)方式的特點(diǎn)是零件加工相對(duì)要求

22、不高、結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、加工容易、維修方便、 適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、抗沖擊性能好、可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確到位，并有自鎖功能、不污染環(huán)境。研制安全、可靠的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的剪叉式升降平臺(tái)，將有利于保證高空作業(yè)的安全，具有一定的實(shí)用價(jià)值。 具體研究?jī)?nèi)容及要求包括: 1 .查找相關(guān)文獻(xiàn)，分析升降平臺(tái)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。 2 .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)度。 3 .對(duì)剪叉式升降平臺(tái)進(jìn)行進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1 .完成剪叉式升降平臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析。 2 .完成直角坐標(biāo)機(jī)械手的元器件選型。 3 .剪叉式升降平臺(tái)升降高度5米，承載重量1噸。 4

23、.完成2張A0圖紙，并完成設(shè)計(jì)報(bào)告和資料翻譯。 第2章剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1 升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.1.1 升降機(jī)構(gòu)形式的選擇 升降機(jī)構(gòu)分為兩大類(lèi)：直推式和連桿組合式，它們均采用液體壓力作為升降動(dòng)力。 直推式升降機(jī)構(gòu)利用液壓油缸直接升降車(chē)廂傾卸。該機(jī)構(gòu)布置簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、升 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 筒油缸。 2.1.2 直接推動(dòng)式升降機(jī)構(gòu) 油缸直接作用在車(chē)廂底板上的升降機(jī)構(gòu)稱(chēng)為直接推動(dòng)式升降機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)稱(chēng)直推式升降 機(jī)構(gòu)。按升降點(diǎn)在車(chē)廂底板下表面的位置，該類(lèi)升降機(jī)構(gòu)又可分為油缸中置（圖2-1a）和油缸前置（圖2-1

24、b）兩種型式。前者油缸支在車(chē)廂中部，油缸行程較小，油缸的升降力較大，多采用雙缸雙柱式油缸；后者的油缸支在車(chē)廂前部，油缸的升降力較小，油缸行程較大，一般用于重型升降平臺(tái)上，油缸則通常采用多級(jí)伸縮油缸。 Fig.2-1Theliftingmechanismofdirect-pushmodel 2.1.3 連桿組合式升降機(jī)構(gòu) 油缸與車(chē)廂底板之間通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)連接的升降結(jié)構(gòu)稱(chēng)為連桿組合式升降機(jī)構(gòu)。生產(chǎn)實(shí)踐表明，連桿組臺(tái)式升降機(jī)構(gòu)具有很大的優(yōu)越性。根據(jù)油缸的安裝特點(diǎn)，連桿組臺(tái)式升降機(jī)構(gòu)又可分為油缸前推（后推）連桿放大式、油缸前推（后推）杠桿平衡式、油缸浮動(dòng)等多種結(jié)構(gòu)型式。 （1）油缸前推連

25、桿放大式（馬勒里式）升降機(jī)構(gòu) 該種升降機(jī)構(gòu)（圖2-2所示）通過(guò)三角板與車(chē)廂底板相連，車(chē)廂的升降支點(diǎn)較靠近車(chē)廂的前部，故車(chē)廂受力狀況較好；當(dāng)達(dá)到最大升降角度時(shí)，油缸幾乎處于垂直狀態(tài)，車(chē)廂 上升到最置不易傾下，穩(wěn)定性好；油缸最大推力較小，油壓特性好。但整個(gè)機(jī)構(gòu)較龐大,油缸在升降過(guò)程中的擺角較大，工作行程較大。 Fig.2-2Theliftingmechanismoflevermagnifymodelfromtheforward （2）油缸前推杠桿平衡式升降機(jī)構(gòu) 該種升降機(jī)構(gòu)（圖2-3所示）通過(guò)拉桿與車(chē)廂底板相連，升降支點(diǎn)較靠近車(chē)廂的前部,故車(chē)廂受力狀況較好；初始時(shí)拉桿幾乎是垂直頂起

26、車(chē)廂，因此機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)性能好。但該機(jī)構(gòu)三角形連桿的幾何尺寸較大，結(jié)構(gòu)不緊湊，油缸擺角較大，工作行程較大，液壓管路不易布置。 Fig.2-3Theliftingmechanismofleverbalancemodelfromthefront （3）油缸后推連桿放大式（加伍德式）升降機(jī)構(gòu) 該種升降機(jī)構(gòu)（圖2-4所示）通過(guò)三角板與車(chē)廂底板相連推動(dòng)車(chē)廂，啟動(dòng)性能較好，并能承受較大的偏置載荷；升降支點(diǎn)在車(chē)廂幾何中心附近，車(chē)廂受力狀況較好。但該機(jī)構(gòu)升降力系數(shù)較大，工作效率較低。 Fig.2-4Theliftingmechanismoflevermagnitudemodelfromthebehi

27、nd （4）油缸后推杠桿平衡式升降機(jī)構(gòu) 該種升降機(jī)構(gòu)（圖2-5所示）的油缸下欽點(diǎn)、三角板的固定欽點(diǎn)、車(chē)廂翻轉(zhuǎn)欽點(diǎn)幾乎均勻分布在副車(chē)架上，減少了車(chē)架后部的集中載荷；同時(shí)，這種三點(diǎn)支承方式有利于改善 機(jī)構(gòu)的整體橫向剛性。升降過(guò)程中油缸擺角小，機(jī)構(gòu)的工作效率也較高，但機(jī)構(gòu)升降力系數(shù)較大，使相同升降質(zhì)量所需升降力較其他升降機(jī)構(gòu)大 圖2-5后推杠桿平衡式升降機(jī)構(gòu) Fig.2-5Theliftingmechanismofleverbalancemodelfromthebehind (5)油缸浮動(dòng)式升降機(jī)構(gòu) Fig.2-6Theliftingmechanismoffloatmodel

28、 該種機(jī)構(gòu)（圖2-6所示）油缸的一端直接與車(chē)廂底板相連，另一端不是固定在車(chē)架上，而是可以隨著車(chē)廂的翻轉(zhuǎn)而運(yùn)動(dòng)，故稱(chēng)為油缸浮動(dòng)式升降機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)的拉桿也與車(chē)廂 底板直接相連，升降支點(diǎn)較靠近車(chē)廂的前部，故車(chē)廂受力狀況較好，工作效率較高。但該機(jī)構(gòu)幾何尺寸較大，結(jié)構(gòu)不緊湊，升降過(guò)程中油缸擺角較大，使得液壓管路難于布置。 由以上分析可知，現(xiàn)在的液壓升降機(jī)構(gòu)有多種型式，每種型式的性能各有千秋，要因車(chē)而異，合理選用，選用的原則是：首先必須充分考慮車(chē)輛的使用條件和環(huán)境；其次要 考慮制造工藝；最后要兼顧成本。 2.2 升降平臺(tái)的兩種機(jī)構(gòu)形式 圖2-1機(jī)構(gòu)一 圖2-2機(jī)構(gòu)二 升降平臺(tái)的兩種機(jī)

29、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）是全部為固定較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）是兩固定較支座和兩個(gè)滑動(dòng)較支座的剪叉式結(jié)構(gòu)。這兩種機(jī)構(gòu)都可以實(shí)現(xiàn)上板臺(tái)面升降的運(yùn)動(dòng)，但相比較之下，機(jī)構(gòu)一有三點(diǎn)不足： 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，而且還有水平方向的位移變化，而機(jī)構(gòu)二的上板在升降過(guò)程中只有豎直方向的位移變化。這樣，在總體尺寸一樣的情況下，機(jī)構(gòu)二升降時(shí)所需的空間較小。 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)果會(huì)增加安裝

30、尺寸和生產(chǎn)成本。 c）機(jī)構(gòu)一的穩(wěn)定性沒(méi)有機(jī)構(gòu)二的對(duì)角雙三角的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好。 綜上所述，機(jī)構(gòu)二較機(jī)構(gòu)一更合理。所以，在結(jié)構(gòu)上選擇機(jī)構(gòu)二。 2.3 升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)中三種液壓缸布置方式的分析比較 2.3.1 問(wèn)題的提出 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安裝角度等。 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)力大小的關(guān)鍵。而升降平臺(tái)的動(dòng)力由液壓缸提供，因此，作用點(diǎn)的位置直接關(guān)系液壓缸的選擇。止匕外，液壓缸的安裝起始角度也對(duì)所需動(dòng)力大小有較大影響。 總之，液壓缸的布置方式是設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵之一。那么液壓缸究竟選擇怎樣的布置方式

31、？ 2.3.2 三種方案的分析和比較 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)的優(yōu)點(diǎn)，它們都是采用剪叉式機(jī)構(gòu)，可以看做三種方案： 方案一（圖2-3）:液壓缸的一端在底座的固定較支座上，另一端支撐在支架1上靠近滾動(dòng)較支座的位置。當(dāng)兩支架幾乎處于水平位置時(shí)，液壓缸與底座的夾角1很小，這 時(shí)要把臺(tái)面升起就需要液壓缸提供很大的推力，甚至不能把臺(tái)面升起。止匕外，液壓缸的布置需要在底座長(zhǎng)度比支架還更長(zhǎng)的基礎(chǔ)上額外地加長(zhǎng)底座，這樣就需要跟多的底座材 料。 方案二（圖2-4）:液壓缸的一端在底座的固定較支座上，另一端支撐在支架1與支架2的較支軸上。當(dāng)兩支架幾乎

32、處于水平位置時(shí)，液壓缸與底座的夾角2也很小，這時(shí)要把臺(tái)面升起也需要液壓缸提供很大的推力。雖然液壓缸推動(dòng)支架的力臂會(huì)隨著臺(tái)面的升起而迅速增大，從而使所需的液壓缸的推力迅速減小。然而，同時(shí)也使液壓缸的行程增加迅速增加，最終就需要大行程的液壓缸，而液壓缸的布置需要更大的長(zhǎng)度空間，可能在液壓缸完全收縮時(shí)支架仍不能完全收回，造成臺(tái)面的高度過(guò)高。 方案三（圖2-5）:液壓缸的一端在底座的固定較支座上，另一端支撐在與支架2 成一定角度且同固定較支座的桿上。這樣，當(dāng)兩支架處于水平位置時(shí)，液壓缸與底座仍有一定夾角3,且3>2>1,這時(shí)要把臺(tái)面升起所需要液壓缸提供的推力就會(huì)比前兩種布置的推力小很多。雖然液壓缸

33、推動(dòng)支架的力臂隨著臺(tái)面的升起而增大幅度沒(méi)有方案二的快，即使所需的液壓缸的推力減小更平緩。然而，同時(shí)液壓缸的行程增加也比較平緩，最終所需要的液壓缸行程也不會(huì)很大，布置液壓缸的空間也是足夠的。因此，在稍微增加了液壓缸推力的同時(shí)獲得了更多的優(yōu)點(diǎn)。 圖2-3方案一 也 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）。 2.4 剪叉式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)分析 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，1.254

34、=5m這樣就達(dá)到了5m的高度。 //////////////////zZz 如圖4.1所示，臂AE、CE、BHBF均相等，剪叉臂AE和BF通過(guò)H點(diǎn)較接，臂BD和CE通過(guò)G點(diǎn)較接，臂AE和CE通過(guò)E點(diǎn)較接，臂BD和BF通過(guò)B點(diǎn)較接；F點(diǎn)與副車(chē)架較接，C點(diǎn)與托架較接；較接點(diǎn)A在液壓缸N的作用下能夠在水平滑槽中移動(dòng)，另外較接點(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(chē)廂在垂直面內(nèi)升降并伴隨有少量水平位移。 2.5 剪叉式升降平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)分析 在車(chē)廂舉開(kāi)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va；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/B

35、FA發(fā)生變化，即由初始位置的do變?yōu)椋▅）1=（|）0+8;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vb和vh；點(diǎn)D的水平和垂直速度分別為VDX和vDy；車(chē)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(chē)廂移動(dòng)的方向?yàn)檎较?，即水平向右和垂直向上為正向），其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖4.2所示。 B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度vB： Vbl 圖4.2剪叉式升降平臺(tái)運(yùn)動(dòng)分析簡(jiǎn)圖 Vby Vb cos o l cos 0 (4-2 ) 點(diǎn)

36、H分別相對(duì)于點(diǎn)A、F以相同的角速度⑴轉(zhuǎn)動(dòng)，其中點(diǎn)A又以速度va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VHF： Vhf VHFx lsino VhfHFy lcos0 (4-3) (4-4) (4-5 ) (4-6 ) H點(diǎn)相對(duì)于點(diǎn)A以角速度⑴運(yùn)動(dòng)的速度VHA 1 VhaVa-l 2 、，、，1，. VhaxVa-lsin0 2 、，1, Vhay2lcos0 則點(diǎn)H的水平和垂直速度vh和vh： XY VhxVhaxVhfxVa XXX VhyVhayVhfylcos0 且VhfVh

37、a,VhaVhf XXYY 則： Va2Vhfxlsino X (4-7) (4-8) (4-9) D點(diǎn)相對(duì)于B點(diǎn)以角速度⑴轉(zhuǎn)動(dòng)，則D點(diǎn)速度Vd： VdVbl VdxVbxlsin0 VdyVbylcos0 (4-1)、(4-2)代入上式可得: Vdx0 Vdy2V,2lcos0 (4-10) (4-11)將式 (4-12) D點(diǎn)的升降速度與車(chē)廂支撐臺(tái)面的升降速度一致，因此臺(tái)面上升速度v VyVdy2lcos0 (4-13) 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(xiàn)上，同樣點(diǎn)D、E、F也始終在同一鉛垂線(xiàn)上。從上述計(jì)算中可以發(fā)現(xiàn)，在車(chē)

38、廂被舉開(kāi)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(chē)廂在舉開(kāi)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: VxVa 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塞： V塞Valsin0 則： (4-14 ) (4-15 ) (4-16 ) V塞一Vytano

39、2 Vy2V塞coto sin 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(chēng)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： n Firi0（4-17） i1 式中Fi和6ri分別表示第i個(gè)力和它的虛位移。圖4.3中雙級(jí)剪式剪叉式開(kāi) 降平臺(tái)所受的主動(dòng)力為重力G（包括裝載質(zhì)量me,車(chē)廂質(zhì)量m,車(chē)廂支撐臺(tái)面質(zhì)量m2）和水平油缸的水平推力Fn。 由虛位移原理可得n F0i.r

40、i i1 Fn rf G rg (4-18 ) 上式中兩虛位移的關(guān)系 rflcos0cos0 rg 2 l sin 0 sin 0 則： Fn 2G^n^^ cos 0 cos sin 0 (4-19 ) 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 平推力Fn隨角度8 （ 8為桿BF繞點(diǎn)F轉(zhuǎn)過(guò)的角度） 變化而變化。根據(jù)設(shè)計(jì) 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)。 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 如圖4.4所示，AE

41、、CE、BD、BF為桿長(zhǎng)相等的四桿，AE與BF,CE與BD較接與中點(diǎn)H、GA、D為滑動(dòng)較接。 設(shè)AECEBD1,初始位置BFA。，當(dāng)?shù)竭_(dá)最大升程時(shí)BFA工 由幾何關(guān)系可得： Smax21sin1sin0(4-20) alcos0cos1(4-21) 為了使整個(gè)剪叉式升降平臺(tái)不超過(guò)車(chē)廂底部安裝空間，需滿(mǎn)足: 2lsin0Hd(4-22) lcos0L(4-23) 取2lsin0500,聯(lián)立（4-20）、（4-21）、（4-22）、（4-23）求解并圓整 l3700mm a256mm 03.9 121.8 2.7.2 液壓缸推力T及行程S的確定 考慮到超載的因素

42、，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 重： G(mem伴m車(chē)廂)g(5000700300)9.81.164680N 由式(4-19)得： TFN567089.1N 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： PF%283544.6N(4-24) Sa256mm 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)各校接點(diǎn)均采用同型號(hào)的雙頭螺紋銷(xiāo)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)各校接點(diǎn)的銷(xiāo)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。由于在該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各校接點(diǎn)的受力在不斷變化，只需最大受力點(diǎn)進(jìn)行校

43、核。 2.8.1 各較接點(diǎn)的受力分析 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： Fcy Glcosk 2lcos FDY Gk 2lcos FCXFDXFDYf:' 2lcos (4-25) (4-26) (4-27) Fay FAX FFY Ffx ②將剪式機(jī)構(gòu)看作一個(gè)整體, Glcosk 2lcos _工Glcosk工 FAYf二1f 2l

44、cos Gk 2lcos GlcoskFaxPfP 2lcos 根據(jù)力學(xué)定理可得A、 F點(diǎn)的受力情況： (4-28) (4-29) (4-30) 44-31) 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 Fx0 PFHXFAXFEX 則： FEXFCXFGX FEXPFHXFAX FCYFEYFGY0 FAYFEYFHY0 則： FEYFGYFCY FEYFHYFAY 聯(lián)立式(4-32)和(4-33) FHXFCXFGXFAXP FHY

45、FGYFCYFAY 對(duì)E點(diǎn)取矩，M0 FCYlcosFCXlsin FaylcosFAXlsin FY0 FGYcosFGXsin 22 l PlsinFHXsin 2 (4-32) (4-33) (4-34) 0 (4-35) FHYcos0 2 將式（4-25）、（4-26）、（4-28）、（4-29）及（4-34）代入

46、式（4-35），則： Fgy G l cos k l cos tg 匚 G k f 1 F gx 一 2 l cos 4 (4-36 ) l cos k 1 F hy G - G f tg l cos 4 F hx G l cos k r 1 r f G f 2 l cos 4 3P 2 (4-37 ) F ex Fey G f P 2 l cos k cos 4 f tg (4-38 ) ④以臂 圖4.7剪叉臂受力簡(jiǎn)圖（b） BGD為隔離研究對(duì)象，如圖4-7所示。 F bx F by 則： -G 4 G l 2 c

47、os k (4-39 ) 2 l cos f tg 2.8.2 各校接點(diǎn)銷(xiāo)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 f0.3。 對(duì)上述各校接點(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)3.9時(shí)作用在H點(diǎn)的力最大。 由式(4-37)知，當(dāng)3.9時(shí) Fhx416.7KN Fhy39.9KN 銷(xiāo)軸均用45鋼制造，作調(diào)質(zhì)處理，其屈服強(qiáng)度[s]=355MPa,選擇安全系數(shù)為2,其許用剪切應(yīng)力[]=0.5[s]=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

48、接的雙頭螺紋銷(xiāo)均采用同一直徑，取60mm FP416.7239.92 5z1148.2MPaR2R23.14302106 因此，該機(jī)構(gòu)所有較接點(diǎn)選用的銷(xiāo)均滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 2.8.3 油缸作用處桿件尺寸的確定與校核 考慮到該桿件所受的作用力比剪式機(jī)構(gòu)較接點(diǎn)處的力大，經(jīng)比較后取 35mm。 FT567089.1一_ 2226147.4MPa RR3.143510 經(jīng)校核可知，該桿件滿(mǎn)足使用的強(qiáng)度要求。 為了使工作臺(tái)面下降至最低位置時(shí)滾輪不至于脫離滑道，剪叉臂的長(zhǎng)度L應(yīng)該比底 座的長(zhǎng)度b小一些，一般可取 (3.20) L(0.8?0.9)b 由設(shè)計(jì)參數(shù)可知：a2200m

49、m,h850mm,G5000N。初選底座長(zhǎng)度b1500mm, 系數(shù)為0.8 ,則根據(jù)式(3.20) 2.液壓缸安裝位置的確定 可得剪叉臂的長(zhǎng)度 L 1200mm。 由圖3-4可知 則 hmax Lsin max h L sin hmin Lsin min (3.21) 所以, sin hmax max l 850 1500 0.56667 max 34.5 min 初選 20 ,l1 300mm , l2 而液壓機(jī)構(gòu)的有效垂直升降高度 540mm, G 5500N , P 600mm, f 0.01。 h為 h hmax hmin

50、 L(sin max sin min) (3.22)  根據(jù)dgf,液壓缸上下交接點(diǎn)g、f的距離S（即液壓缸的瞬時(shí)長(zhǎng)度）為 S12l；21112cos（）（3.23） 液壓缸兩交接點(diǎn)之間的最大距離和最小距離分別為 Smax.111221112C0S（max） Smin11221112cos（min） 設(shè)液壓缸的有效行程為S,為了使液壓缸兩錢(qián)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Ki和K2（如圖3-6所示），一般應(yīng)取 SminKiK2S（3.24） 同樣，為了使液壓缸兩錢(qián)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)向套，一般應(yīng)取 Sma

51、xKiK22S(3.25) 式（3.24）和式（3.25）中的Ki和％根據(jù)液壓缸的具體結(jié)構(gòu)決定。 域大安裝尺寸工 最小安裝尺寸. _=二-rl △5 -——T 圖3-6液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸 2.9 強(qiáng)度校核 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(xiāo)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。 2.9.1 剪叉臂的強(qiáng)度校核 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bee,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，的角度越小，則推力T的 值越大。若T取最大值時(shí)滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，則該剪叉臂即滿(mǎn)足強(qiáng)度

52、要求。當(dāng)機(jī)構(gòu)在最低位置時(shí)，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火 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，有下列式子： Fci[sinFcxcos(7.1) Fc2FcycosFcxSin(7.2) FeiFeysinFexcos(7.3) Fe2FeycosFexSin(7.4) FgiJcos()(7.5) Fg22sin()(7.6) FdiFdxcosFdysin(7.7) Fd2FdxsinFdycos(7.8) 圖3-1內(nèi)剪叉臂aed受力圖 各力分解后的受力圖如圖3-2(a)所示，彎矩圖

53、見(jiàn)圖3-2(c) a Fa2 ir . e Fei ? ― Fe2 ir (a) q 1c 1yd2 Fs/fi I Fd2 .二二二二二二二 巾“IIIIM川川TIMMI川川ir ； A x.'m Fa2 + 屋 2 (b)剪力圖 9)彎矩圖 x-'m Fd2- (l + lq> +ql< ? (1+1/2) (d)軸力圖 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)q20

54、0mm,l106mm,qlqFg2。又已知剪叉臂的橫截面寬和高分別為b20mm,qqgU h60mm,d20mm,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 Iz1Iz2h3b/12d3b/12 WeWW2口Z h/2d/2h/2d/2  h2d26C22C29363 _ _ _ _ 2 _ 9 20 60 10 3 m k點(diǎn)處的抗彎截面系數(shù)為 1210b 20 10 9m3 1Q67 10 6m3 6 m3 圖3-3剪叉臂e、k兩點(diǎn)處的截面圖 因?yàn)楫?dāng)6時(shí)，此時(shí)e、

55、k兩點(diǎn)的彎矩最大，且由式（7.8）彳3Fd22291N, Fq26833.967N,則gJ MkmaxFd2（lql）Fg2（llq/2）22910.306Nm6833.9670.206Nm2108.843Nm MemaxFa2L/21376.4450.6Nm825.867Nm emaxa kmax M kmax Wk 2108.843「 鼠Pa 12 10 175.74MPa emax 825.867 emax We 10.67 10 Pa 77.4MPa 選擇材料為Q235,參照參考文獻(xiàn)[1],b225MPa,所以是安全的 2.9.2 液壓缸

56、底架固定橫梁的強(qiáng)度校核 液壓缸底架固定橫梁（如圖3-4所示）選擇的是60號(hào)方鋼，其受力情況如圖3-5所示；已知60號(hào)鋼的邊長(zhǎng)為60mm,液壓缸推力T作用點(diǎn)到坐標(biāo)系O的距離為65mm,Tx,Ty分別為推力T在X,Y軸上的分力，且TxTcos,TyTsin。 當(dāng)液壓缸在最小角度，即工作臺(tái)在最低位置時(shí)，液壓缸推力最大，雖然此時(shí)最小，即Tmax31585N,6,分力Tx最大，所以由式（3.19）可得17.85,則 TxmaxTmaxCOS30064.57N。 當(dāng)液壓缸在最大角度，即工作臺(tái)在最置時(shí)，雖然液壓缸推力最大，此時(shí)最大，即Tmin18202.62N,34.5,分力Ty最大，所以由式（3.

57、19）可得39.55,則 TymaxTmaxsin11590.15N。 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 Ti/2 t T Tz/2 ㈤ (b)剪力圖  M/K? ^HTrnTrnnf I S)彎矩圖 圖3-6橫梁X軸方向的受力圖 因?yàn)榱旱目箯澖孛嫦禂?shù)W h* 3 603 10 9m3 36 10 6m3,

58、 M3419.84 所以xW36106MPa95MPa (2)對(duì)于Y軸方向，液壓缸固定橫梁受力如圖3-7 D A B C TJ2 T M/N-m 11 TTtnTfWr I1W --rrtl 【。彎矩圖 (b)我力圖 (3) max Fsh2 ,其中Iz8Iz bh3 12 20603 12 10 12494 m36010m,FsTx30064.57N此 時(shí)，該扭矩對(duì)橫梁截面產(chǎn)生的剪切力為 Fsh230064.57602106Nm2 xymax 8Iz 8360109m4 3

59、7.58MPa 參照參考文獻(xiàn)[7],又由第四強(qiáng)度理論 1[()2()2()2]3(222) e.2[(xy)(yz)(zx)]3(xyyzzx) 帶入并化簡(jiǎn)： e.1[(9573.24)2(73.240)2(095)2]3(37.58200)97.72MPa2, 又選材料為Q235,參照參考文獻(xiàn)[7], s225MPa 所以是安全的。 由圖分析可知，剪叉臂受力最大的地方為 即可。 g點(diǎn)和d點(diǎn)，所以只需校核該兩處的銷(xiāo)軸 取安全系數(shù)為2,則[]s/2112.5MPa 2.10 軸的強(qiáng)度校核

60、 2.10.1 內(nèi)剪叉臂固定端銷(xiāo)軸的強(qiáng)度校核 3-2可知，剪叉臂固定端(即 6時(shí)，銷(xiāo)軸受到的剪力最大, d點(diǎn))銷(xiāo)軸 根據(jù)式(7.7) 因?yàn)殇N(xiāo)軸較短，所以只受切應(yīng)力。依圖所受的力為Fdi。當(dāng)機(jī)構(gòu)面處于最低位置，即 得Fd114888.44N。 又銷(xiāo)軸的直徑為25,導(dǎo)油孔直徑為4,則其橫截面積為 22、 (254)6262 A110m478.3110m 4 又銷(xiāo)軸受力情況見(jiàn)圖3-8,從圖中可知銷(xiāo)軸受剪力為雙剪切，又參照參考文獻(xiàn) Fd114888.44 max6Pa24.68MPa 2A2301.5910 銷(xiāo)軸的材料為35鋼，經(jīng)表面熱處理，參照參考文獻(xiàn)

61、[7],35鋼的許用應(yīng)力 49.36MPa [],所以滿(mǎn)足要 3-8所示，因?yàn)殇N(xiāo)軸較短，所 []100MPa。取安全系數(shù)為2,則有2224.68MPa 求。 2.10.2 液壓缸缸體尾部銷(xiāo)軸的強(qiáng)度校核 液壓缸尾部銷(xiāo)軸的受的力即為液壓缸的推力T,如圖 以只受切應(yīng)力。又銷(xiāo)軸的直徑為25,導(dǎo)油孔的直徑為4,則銷(xiāo)軸的橫截面積為 (D2d2) (25242) 4 106m2 478.31106m2 圖3-8尾部銷(xiāo)軸的受力圖 參照節(jié)，有 max Tmax 2A 31585 2 478.31 1

62、06 Pa 33.02MPa g點(diǎn)）所受的力為T(mén)o當(dāng)機(jī)構(gòu)面處于最低位 T 31585N 0又銷(xiāo)軸的直徑為 50mm,導(dǎo) ,校核軸的彎曲強(qiáng)度為 T lAC AC M 2 2 W W 聾翳MPa 206MPa 選擇銷(xiāo)軸材料為35,又35鋼的許用應(yīng)力[]100MPa,取安全系數(shù)為2,則有 2max233.02MPa66.04MPa[],所以設(shè)計(jì)的銷(xiāo)軸滿(mǎn)足要求。 2.10.3 液壓缸活塞桿頭部支撐軸的強(qiáng)度校核 依圖3-2可知，液壓缸頭部支撐軸（即 置，即6時(shí)，液壓缸受到的推力最大，即 油孔直徑為4mm,則其抗彎截面系數(shù)為 d3503109m363 W

63、12.27210m 3232 又銷(xiāo)軸受力情況見(jiàn)圖3-9,參照參考文獻(xiàn)[7] 圖3-9頭部支承軸的受力圖 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 []225MPa。所以滿(mǎn)足要求。 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 設(shè)計(jì)之前先確定設(shè)計(jì)產(chǎn)品的基本情況，再根據(jù)設(shè)計(jì)要求制定基本方案。以下列出了本設(shè)計(jì)一一剪式液壓升降臺(tái)的一些基本要求： (1)主機(jī)的概況：主要用途用于家用小型重型設(shè)備起開(kāi)，便于維修，占地面積小，適用于室外，總體布局簡(jiǎn)潔； (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

64、.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。 最大起升高度略大于一人高度； (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，不宜在有坡度或有坑洼的地面進(jìn)行操作，不宜在過(guò)度寒冷的室外進(jìn)行操作； (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； 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[14] 液壓執(zhí)行元件大體分為液壓缸或液壓泵。前者實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，后者完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),二者的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合見(jiàn)下表。 表3.1液壓缸與液壓泵特點(diǎn)比較 名稱(chēng) 特點(diǎn) 適

65、用場(chǎng)合 雙活塞桿液壓缸 雙向?qū)ΨQ(chēng) 雙作用往復(fù)運(yùn)動(dòng) 單活塞桿液壓缸 啟效工作面積大、雙向/、對(duì)稱(chēng) 往返/、對(duì)稱(chēng)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，差動(dòng)連接可實(shí)現(xiàn)快進(jìn)，A1=2A2往返速度相等 柱塞缸 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 單向工作，靠重力或其他外力返回 續(xù)表3.1液壓缸與液壓泵特點(diǎn)比較 擺動(dòng)缸 單葉片式轉(zhuǎn)角小于360度 小于360度的擺動(dòng)  雙葉片式轉(zhuǎn)角小于180度 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(xiàn)齒輪泵 體積小，輸出扭矩大 低速，小功率，大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 軸向柱塞宗

66、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、扭矩大、轉(zhuǎn)速范圍寬 大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 徑向柱塞宗 轉(zhuǎn)速低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輸出大扭矩 低速大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 注：A1—無(wú)桿腔的活塞面積A2一有無(wú)桿腔的活塞面積 對(duì)于本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)單純并且簡(jiǎn)單直線(xiàn)及回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，可以采用齒輪式液壓泵及雙 活塞桿液壓缸，這樣不僅簡(jiǎn)化液壓系統(tǒng)降低設(shè)備成本，而且能改善運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能和液壓執(zhí)行元件的載荷狀況。 常用的擴(kuò)程機(jī)構(gòu)有如圖3.1所示二種形式： 它們同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)增速，常用于電梯的升降、高低位升降臺(tái)等液壓設(shè)備。還有一種運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，小角度的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)，具運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，長(zhǎng)行程的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)可以用液壓馬達(dá)來(lái)完成。本設(shè)計(jì)要完成的剪叉式液壓升降臺(tái)綜合了擴(kuò)程、回轉(zhuǎn)這兩種工作形式。 3.2.2 確定液壓缸的類(lèi)型 工程液壓缸主要用于工程機(jī)械、重型機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械及礦山機(jī)械的液壓系統(tǒng)。根據(jù)主機(jī)的運(yùn)動(dòng)要求，選擇液壓缸的類(lèi)型為：直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)單活塞桿雙作用緩沖式液壓缸。其特點(diǎn)：活塞雙向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生推、拉力?；钊谐探K了時(shí)減速制動(dòng)，減速值不變。 3.2.3 確定液壓缸的安裝方式 工程液壓缸均為雙作用單活塞式液壓缸，安裝方式多采用耳環(huán)型。由于本