剪叉式液壓升降平臺(tái)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

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. 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 題 目：2t剪叉式升降平臺(tái)設(shè)計(jì) 院 （部）：機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化 班 級(jí)：機(jī)職042班 姓 名：程菲菲 學(xué) 號(hào)：2004075371 指導(dǎo)教師：王曉偉 完成日期：2008年6月22日 . . 目 錄 摘 要 III ABSTRACT IV 1 前 言 - 1 - 1.1 剪叉式液壓升降平臺(tái)概述 - 1 - 1.1.1 剪叉式液壓升降平臺(tái)發(fā)展?fàn)顩r - 1 - 1.1.2 升降平臺(tái)分類及各自優(yōu)缺點(diǎn) - 1 - 1.1.3 升降平臺(tái)的選用 - 3 - 1.2 課題任務(wù) - 4 - 1.2.1 課題背景和研究意義 - 4 - 1.2.2 本課題主要研究的內(nèi)容 - 4 - 1.2.3 課題關(guān)鍵問(wèn)題及難點(diǎn)： - 4 - 2 設(shè)計(jì)方案的確定 - 6 - 2.1 剪叉式液壓升降平臺(tái)功能特點(diǎn)分析求解 - 6 - 2.2 確定設(shè)計(jì)方案的原則 - 6 - 2.3設(shè)計(jì)方案的確定 - 6 - 2.3.1總體設(shè)計(jì)方案的確定 - 6 - 2.3.2 主要技術(shù)參數(shù)的確定 - 8 - 2.3.3各機(jī)構(gòu)和各部件的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) - 9 - 2.3.4 主要控制方案設(shè)計(jì) - 10 - 3 上平臺(tái)及各剪叉的設(shè)計(jì)計(jì)算 - 12 - 3.1 升降平臺(tái)的參數(shù) - 12 - 3.2重物集中作用于升降平臺(tái)中央位置時(shí)的受力分析 - 12 - 3.2.1升降平臺(tái)處于最低位置時(shí)的力學(xué)模型及受力分析 - 12 - 3.2.2升降平臺(tái)處于最高位置時(shí)的力學(xué)模型及受力分析 - 17 - 3.3重物偏載于升降平臺(tái)鉸接處（即D端）時(shí)的受力分析 - 22 - 3.3.1升降平臺(tái)處于最低位置時(shí)的力學(xué)模型及受力分析 - 22 - 3.3.2升降平臺(tái)處于最高位置時(shí)的力學(xué)模型及受力分析 - 27 - 3.4重物偏載于升降平臺(tái)滾輪處（即C端）時(shí)的受力分析 - 33 - 3.4.1升降平臺(tái)處于最低位置時(shí)的力學(xué)模型及受力分析 - 33 - 3.4.2升降平臺(tái)處于最高位置時(shí)的力學(xué)模型及受力分析 - 38 - 3.5剪叉的校核 - 43 - 3.5.1剪叉BD的強(qiáng)度校核 - 43 - 3.5.2剪叉AC的強(qiáng)度校核 - 43 - 總 結(jié) - 44 - 謝 辭 - 45 - 參考文獻(xiàn) - 46 - 摘 要 剪叉式升降平臺(tái)作為一種平面升降機(jī)械，主要用于抬升重物，在很多領(lǐng)域都有著廣泛的用途，如用作貨場(chǎng)裝卸貨物的升降臺(tái)、各種工程中操作人員的工作平臺(tái)等等。剪叉式液壓升降平臺(tái)是一種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、舉升力大、升降平穩(wěn)、噪音低、操作方便、維修簡(jiǎn)便，并可以停留在升降范圍內(nèi)的任意位置上的一種廣泛應(yīng)用的升降平臺(tái)。它目前廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)，是一種貨物裝卸流通領(lǐng)域中較為理想合理的升降平臺(tái)。 液壓系統(tǒng)是剪叉式液壓升降平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)和控制部分，通過(guò)液壓缸驅(qū)動(dòng)剪叉改變幅度，完成升降任務(wù)，通過(guò)平衡閥、調(diào)速閥和溢流閥的控制作用，完成調(diào)速、保壓、制動(dòng)、平衡的功能。 本次設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了升降平臺(tái)功能特點(diǎn)分析求解，升降平臺(tái)總體布局方案和主要性能參數(shù)確定，各機(jī)構(gòu)和各部件的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，主要控制方案設(shè)計(jì)，上、下臺(tái)架機(jī)構(gòu)、剪叉機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，整機(jī)穩(wěn)定性、可靠性驗(yàn)算。 該課題屬于橫向課題。該升降平臺(tái)作業(yè)區(qū)域?qū)儆谝兹肌⒁妆葓?chǎng)所。要求安全、可靠，自動(dòng)化程度高。為保證倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)域管理人員的人身安全和提高升降物品的安全性，采用無(wú)人化作業(yè)方式，安全裝置及各種電器保護(hù)裝置齊全、可靠，便于操作和維修。 關(guān)鍵詞：液壓升降平臺(tái)；剪叉；液壓缸；上平臺(tái)；底座 ABSTRACT Scissors-style take-off and landing platform as a plane movements machinery, mainly used for lifting heavy objects, in many fields have a wide range of uses, such as loading and unloading cargo freight yard for the lifting platform, operating in various projects of the work platform, and so on. Scissors hydraulic lifting platform is a relatively simple structure, the lifting force, a smooth take-off and landing, low noise, easy to operate, maintenance is simple, and can remain in the take-off and landing anywhere within the scope of a wider application of the take-off and landing platform. It is currently widely used in various trades and industries, is a cargo flow in the area more desirable and reasonable take-off and landing platform. Hydraulic system is the scissors-type hydraulic lifting platform for the drive and control of the hydraulic cylinders driven by changes in the rate scissors, complete lifting tasks, through balance valve, relief valve and the governor valve control, the governor completed , Packing, braking and balance function. The design for the main features of the take-off and landing platform for analysis, the take-off and landing platform for the general layout programmes and identify key performance parameters, agencies and parts of the structure of the programme design, the main control programme design, on-step down, scissors mechanism design and calculation With two stability, reliability checking. The topic of cross-cutting issues. The take-off and landing platform for regional operations are flammable, explosive, and other places. Require safe, reliable, high degree of automation. In order to ensure regional warehouse management and improve the personal safety of movements of goods safety, use of unmanned operations, security installations and all kinds of electrical protection device complete, reliable and easy to operate and maintenance. Key words: hydraulic lifting platform; scissors; hydraulic cylinder; on the platform; base . . 1 前 言 1.1 剪叉式液壓升降平臺(tái)概述 1.1.1 剪叉式液壓升降平臺(tái)發(fā)展?fàn)顩r 剪叉式液壓升降平臺(tái)是一種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但舉升力大、升降平穩(wěn)、噪音低、操作方便、維修簡(jiǎn)便。并可以停留在升降范圍內(nèi)的任意位置上的一種升降平臺(tái)。它目前廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)，是一種貨物裝卸流通領(lǐng)域中較為理想合理的新穎機(jī)具。 當(dāng)前國(guó)外生產(chǎn)升降平臺(tái)的國(guó)家比較多，如日本、德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)等國(guó)家。升降平臺(tái)在國(guó)外有的國(guó)家生產(chǎn)已有幾十年的歷史了，有多節(jié)和單節(jié)升降平臺(tái)，有移動(dòng)式、固定式、超低式等各種型式，絕大多數(shù)采用液壓驅(qū)動(dòng)。并廣泛地應(yīng)用在工業(yè)、航空、造船、商業(yè)、倉(cāng)庫(kù)、碼頭等場(chǎng)所，特別在商業(yè)系統(tǒng)貨物裝卸作業(yè)中已形成系列化的。如英國(guó)uK起重有限公司，他們生產(chǎn)多種形式的升降平臺(tái)來(lái)適應(yīng)商業(yè)系統(tǒng)方面各類倉(cāng)庫(kù)的裝卸需求，而且絕大多數(shù)配套籠車搬運(yùn)裝卸是一種先進(jìn)的裝卸作業(yè)。在日本大多數(shù)升降平臺(tái)應(yīng)用在倉(cāng)庫(kù)中高站臺(tái)運(yùn)送叉車上下站用。所以說(shuō)在國(guó)外應(yīng)用升降平臺(tái)是很普及的。 從國(guó)內(nèi)情況來(lái)看，生產(chǎn)升降平臺(tái)比國(guó)外起步晚．主要分二大類：一類是生產(chǎn)多節(jié)剪叉或液壓升降平臺(tái)。主要應(yīng)用在高空作業(yè)中： 如清冼、安裝、維修等方面。另一類生產(chǎn)單節(jié)剪叉式液壓升降平臺(tái)，主要應(yīng)用在生產(chǎn)流水線中配套使用、當(dāng)然也有應(yīng)用在其它方面的。目前生產(chǎn)升降平臺(tái)的單位較多．但應(yīng)用在商業(yè)系統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)裝卸貨物作業(yè)方面的，據(jù)不完全了解還沒(méi)有一家專業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造廠家。 目前，剪式升降平臺(tái)的國(guó)內(nèi)廠家主要有廣州高昌、福州強(qiáng)倫、上海序達(dá)、漢麥克森等；國(guó)外品牌主要有美國(guó)的杰奔（JohnBean）、德國(guó)的好富滿（Hofmann）。其中，2006 年8 月下線的杰奔牌48109B 型和好富滿BLA9144 型超薄型剪式舉升機(jī)是同類型產(chǎn)品的技術(shù)佼佼者，其產(chǎn)品在流水線上生產(chǎn)，鋼材薄且強(qiáng)度大、造型美觀、安全性能良好，將有更好的市場(chǎng)前景。 1.1.2 升降平臺(tái)分類及各自優(yōu)缺點(diǎn) 在物流系統(tǒng)中，應(yīng)用于升降設(shè)備的類型眾多，如：手動(dòng)升降、氣動(dòng)升降、電動(dòng)升降等，各有利弊。手動(dòng)升降對(duì)一般較小量的物品垂直吊運(yùn)。如在建筑工地上運(yùn)輸泥瓦工具、泥灰桶等。氣動(dòng)升降和電動(dòng)升降，一般采用減速電機(jī)帶動(dòng)絲杠螺母，并靠設(shè)置絲杠螺母一端的擠壓塊，利用杠桿原理擠壓升降叉的方式實(shí)現(xiàn)升降，由于其扭力大，可使絲杠螺母易損壞，從而降低了設(shè)備使用年限。而且上述設(shè)備只能單一使用，沒(méi)有通容性。 剪叉升降臺(tái)是常用的升降機(jī)械設(shè)備，由剪叉機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)裝置、升降平臺(tái)和機(jī)座等部件構(gòu)成。剪叉機(jī)構(gòu)起著傳力和導(dǎo)向的作用，在傳動(dòng)裝置的推動(dòng)下，使升降平臺(tái)平穩(wěn)升降。目前，我國(guó)的升降平臺(tái)的種類比較多，按傳動(dòng)裝置的形式，可分為液壓剪叉升降臺(tái)和電動(dòng)剪叉升降臺(tái)兩類，這兩種不同形式的剪叉升降臺(tái)都得到了廣泛使用。 電動(dòng)剪叉升降臺(tái)其工作原理是置于升降臺(tái)內(nèi)的電動(dòng)機(jī)、減速器傳動(dòng)系統(tǒng)，推動(dòng)剪叉機(jī)構(gòu)使升降平臺(tái)做升降運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)剪叉升降臺(tái)有著結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行平穩(wěn)、調(diào)速性能好、組合靈活、安裝工程量小、易于操作與維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。在劇場(chǎng)、會(huì)堂、多功能廳、展覽館等處，人們可以按自己需要的方式，使用單臺(tái)或數(shù)臺(tái)電動(dòng)剪叉升降臺(tái)進(jìn)行任意組合。 液壓剪叉升降臺(tái)的工作原理是電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)液壓泵，輸出壓力油經(jīng)控制閥直接推動(dòng)液壓缸，帶動(dòng)剪叉機(jī)構(gòu)使升降平臺(tái)做升降運(yùn)動(dòng)。液壓剪叉升降臺(tái)有著結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小、頻響快、傳遞功率大、易于操作等優(yōu)點(diǎn)。電動(dòng)機(jī)、液壓泵、油箱等構(gòu)成的液壓站，使用時(shí)噪聲大，但可以遠(yuǎn)離主機(jī)安裝，單獨(dú)進(jìn)行隔聲降噪處理。由于有多種液壓控制閥件、復(fù)雜的油路系統(tǒng)，安裝和清理管路難度大，對(duì)液壓油介質(zhì)質(zhì)量要求高，以及油路系統(tǒng)較容易漏油（因使用質(zhì)次廉價(jià)的液壓元件加上缺少維護(hù)，常見(jiàn)液壓站附近到處是油污）和制造成本高等因素的影響。 目前，我國(guó)的升降平臺(tái)的種類比較多，按動(dòng)力傳遞形式，主要可以按電動(dòng)機(jī)機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩種方式來(lái)劃分，它們都有各自的優(yōu)點(diǎn)和不足之處。 電動(dòng)機(jī)機(jī)械傳動(dòng)方式的特點(diǎn)是零件加工相對(duì)要求不高、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，不足之處在于它的機(jī)械間的磨損很難克服，振動(dòng)較大。其中以電機(jī)為動(dòng)力源來(lái)提升平臺(tái)又可分為以下幾種： （1）鋼絲繩式和齒輪齒條式 兩者都是目前應(yīng)用最廣的施工升降機(jī)，是垂直運(yùn)送人員及物料的提升機(jī)械。隨著我國(guó)建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，各種大型建筑物不斷增多，施工升降機(jī)的應(yīng)用市場(chǎng)也在不斷地?cái)U(kuò)大。特別是在1992年以來(lái)，施工升降機(jī)的發(fā)展最為迅猛。施工升降機(jī)不但可以應(yīng)用在這些場(chǎng)合，它還可以應(yīng)用在大型化工廠冷卻塔、發(fā)電廠的煙囪、電視廣播塔、大型橋式起重機(jī)及煤礦等位置。施工升降機(jī)己成為各行業(yè)建設(shè)中一種必不可少的建筑機(jī)械。 （2）蝸輪絲杠直頂式升降平臺(tái) 作為基礎(chǔ)起重部件，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、無(wú)噪音、安裝方便、能自鎖、可靠性高的特點(diǎn)。對(duì)于大面積平臺(tái)，采用多點(diǎn)提升，即每個(gè)頂點(diǎn)都安裝一組蝸輪絲杠。其好處在于：(1)可以減少臺(tái)板主梁斷面尺寸及應(yīng)力，減小其撓度，增加平臺(tái)自身剛度，提高運(yùn)行平穩(wěn)性。(2)可以減少每個(gè)支點(diǎn)的受力，從而減小蝸輪絲杠的提升力，增強(qiáng)壓桿穩(wěn)定性，并能減輕設(shè)備重量。 液壓傳動(dòng)方式的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、工作較平穩(wěn)、磨損小、布局靈活、易于控制。但液壓件加工精度要求較高，密封泄漏難以控制，工作介質(zhì)適應(yīng)溫度受限。液壓傳動(dòng)是后來(lái)才發(fā)展起來(lái)的，以它為動(dòng)力源來(lái)帶動(dòng)的升降平臺(tái)又可分為以下幾種： （1）鏈輪—承重鏈條機(jī)構(gòu)的升降平臺(tái) 該機(jī)構(gòu)是由一個(gè)動(dòng)滑輪和若干定滑輪以及承重鏈條組成的，根據(jù)動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，利用較短的液壓行程來(lái)獲得大的平臺(tái)升降高度，該平臺(tái)根據(jù)環(huán)境條件可以用在地下車庫(kù)等有較大的提升高度以及寬敞空間的場(chǎng)合。 （2）自行剪叉式高空作業(yè)平臺(tái) 它是一種輕型的升降平臺(tái)，廣泛用于高空作業(yè)專用設(shè)備，可以移動(dòng)。它的剪叉式機(jī)械結(jié)構(gòu)，使升降臺(tái)起升后有較高的穩(wěn)定性，寬大的作業(yè)平臺(tái)和較高的承載能力，使高空作業(yè)范圍更大，并適合多人同時(shí)作業(yè)。它使高空作業(yè)效率更高，更安全。 （3）固定液壓剪叉式升降平臺(tái) 它也是一種剪叉式結(jié)構(gòu)，承載量較大，升降穩(wěn)定性好，適用范圍廣的貨物舉升設(shè)備。主要用于生產(chǎn)流水線高度差之間貨物運(yùn)送:物料上線、下線；工件裝配時(shí)調(diào)節(jié)工件高度；高處給料機(jī)送料；大型設(shè)備裝配時(shí)部件舉升；大型機(jī)床上料、下料；倉(cāng)儲(chǔ)裝卸場(chǎng)所與叉車等搬運(yùn)車輛配套進(jìn)行貨物快速裝卸等。剪式升降平臺(tái)作為一種平面升降機(jī)械，主要用于抬升重物，在很多領(lǐng)域都有著廣泛的用途，如用作貨場(chǎng)裝卸貨物的升降臺(tái)、各種工程中操作人員的工作平臺(tái)等等。 總之，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，目前出現(xiàn)了不同類型的升降平臺(tái)，傳動(dòng)方式由以前單一的 靠機(jī)械電力傳動(dòng)轉(zhuǎn)向液壓傳動(dòng)，升降平臺(tái)的特點(diǎn)是根據(jù)不同的使用環(huán)境和所想達(dá)到不同 的目的來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 1.1.3 升降平臺(tái)的選用 本次設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)如下，額定承載量:2000kg，長(zhǎng):4900mm，寬:1300mm，平臺(tái)最低高度:700mm，升降高度:1500mm。 根據(jù)所需平臺(tái)的設(shè)計(jì)要求和技術(shù)參數(shù)，在額定承載量給定的情況下，齒輪齒條式和鋼絲繩式的升降平臺(tái)盡管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性好，但由于受到承載能力、爬坡度、使用壽命以及空間位置的影響，它們不能滿足實(shí)際要求，故不能采納； 蝸輪絲杠直頂式升降平臺(tái)對(duì)于平臺(tái)面積大，一般采用多點(diǎn)提升，即每個(gè)頂點(diǎn)都用一組蝸輪絲杠。從使用范圍來(lái)考慮，它主要使用于大面積微動(dòng)平臺(tái)，升降高度受到限制；從加工成本來(lái)考慮，絲杠加工起來(lái)比較復(fù)雜，造價(jià)比較高，而且在升降高度比較大時(shí)，穩(wěn)定性要求會(huì)更高，使其成本很高，故也不予采納。 經(jīng)過(guò)比較分析，選用剪叉式還是比較合適的。剪叉式升降平臺(tái)是一種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、舉升力大、升降平穩(wěn)、噪音低、操作方便、維修簡(jiǎn)便，并可以停留在升降范圍內(nèi)的任意位置上的舉升機(jī)構(gòu)。它目前廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)，是一種貨物裝卸流通領(lǐng)域中較為理想臺(tái)理的新穎機(jī)具。它的剪叉式機(jī)械結(jié)構(gòu)，使升降臺(tái)起升后有較高的穩(wěn)定性，寬大的作業(yè)平臺(tái)和較高的承載能力，使高空作業(yè)范圍更大，效率更高，更安全。 1.2 課題任務(wù) 1.2.1 課題背景和研究意義 背景：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)大潮中，為了提高企業(yè)生產(chǎn)速度，人們想法設(shè)計(jì)了可以減少人力物力并且能夠出色完成任務(wù)的設(shè)備，這其中之一就是人們現(xiàn)在經(jīng)常會(huì)用到的升降平臺(tái)。升降平臺(tái)的種類比較繁多，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)。 意義：剪叉式升降平臺(tái)具有結(jié)構(gòu)緊湊、承載量大、通過(guò)性強(qiáng)和操控性好的特點(diǎn), 因此在現(xiàn)代物流、航空裝卸、大型設(shè)備的制造與維護(hù)等場(chǎng)合中得到廣泛應(yīng)用。剪式升降平臺(tái)作為一種平面升降機(jī)械，主要用于抬升重物，在很多領(lǐng)域都有著廣泛的用途，如用作貨場(chǎng)裝卸貨物的升降臺(tái)、各種工程中操作人員的工作平臺(tái)等等。 因此，這次的設(shè)計(jì)是非常有用的，也是非常必要的。在這次的設(shè)計(jì)中，不僅要考慮到其結(jié)構(gòu)的合理布置性，還要考慮材料的節(jié)省即經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題 。 1.2.2 本課題主要研究的內(nèi)容 （1）升降平臺(tái)功能特點(diǎn)分析求解； （2）升降平臺(tái)總體布局方案和主要性能參數(shù)確定； （3）各機(jī)構(gòu)和各部件的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)； （4）主要控制方案設(shè)計(jì)； （5）上、下臺(tái)架機(jī)構(gòu)、剪叉機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算； （6）整機(jī)穩(wěn)定性、可靠性驗(yàn)算。 1.2.3 課題關(guān)鍵問(wèn)題及難點(diǎn)： 本課題要求通過(guò)對(duì)升降平臺(tái)功能特點(diǎn)分析求解，確定升降平臺(tái)的總體布局方案，然后對(duì)其上下臺(tái)架機(jī)構(gòu)、剪叉機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行整機(jī)穩(wěn)定性、可靠性的驗(yàn)算。 難點(diǎn)：1、正確計(jì)算一個(gè)油缸所需的最大推力及油缸的布置位置； 2、計(jì)算上平臺(tái)及外叉臂在極限載荷下的變形，校核它們的強(qiáng)度； 3、為平臺(tái)設(shè)計(jì)一個(gè)合格的、保壓性能好的液壓系統(tǒng)。 4、材料的選擇及熱處理方法。 關(guān)鍵問(wèn)題：該升降平臺(tái)作業(yè)區(qū)域?qū)儆谝兹肌⒁妆葓?chǎng)所。要求安全、可靠，自動(dòng)化程度高。為保證倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)域管理人員的人身安全和提高升降物品的安全性，采用無(wú)人化作業(yè)方式，安全裝置及各種電器保護(hù)裝置齊全、可靠，便于操作和維修。為保證操作物品及周圍環(huán)境的安全，要求該平臺(tái)運(yùn)行平穩(wěn)、可靠性好。該設(shè)計(jì)要在保證可靠性的前提下，盡量減輕機(jī)構(gòu)重量和提高機(jī)構(gòu)剛性為原則；在具體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)上貫徹標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的原則。 2 設(shè)計(jì)方案的確定 2.1 剪叉式液壓升降平臺(tái)功能特點(diǎn)分析求解 剪叉式液壓升降平臺(tái)的原理是通過(guò)液壓缸的舉升帶動(dòng)剪叉機(jī)構(gòu)的變幅來(lái)推動(dòng)平臺(tái)穩(wěn)定升降。根據(jù)這個(gè)原理可以設(shè)計(jì)出多種的剪叉式液壓升降平臺(tái)，它具有承載量大、穩(wěn)定性好、通過(guò)性強(qiáng)和操控性好的特點(diǎn)，是一種適用范圍廣的貨物舉升設(shè)備。它主要用于生產(chǎn)流水線高度差之間貨物運(yùn)送;物料上線、下線;工件裝配時(shí)調(diào)節(jié)工件高度;高處給料機(jī)送料;大型設(shè)備裝配時(shí)部件舉升;大型機(jī)床上料、下料:倉(cāng)儲(chǔ)裝卸場(chǎng)所與叉車等搬運(yùn)車輛配套進(jìn)行貨物快速裝卸等。因此它在現(xiàn)代物流、航空裝卸、大型設(shè)備的制造與維護(hù)等場(chǎng)合中得到廣泛應(yīng)用。 2.2 確定設(shè)計(jì)方案的原則 該課題屬于橫向課題。該升降平臺(tái)作業(yè)區(qū)域?qū)儆谝兹?、易爆等?chǎng)所。要求安全、可靠，自動(dòng)化程度高。為保證倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)域管理人員的人身安全和提高升降物品的安全性，采用無(wú)人化作業(yè)方式，安全裝置及各種電器保護(hù)裝置齊全、可靠，便于操作和維修。 2.3設(shè)計(jì)方案的確定 剪叉式液壓升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)，從以下四個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì):一是升降平臺(tái)剪叉起升機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)；二是剪叉式起升機(jī)構(gòu)各構(gòu)件材料的確定；三是對(duì)起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析；四是升降平臺(tái)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。升降平臺(tái)的剪叉起升機(jī)構(gòu)是整個(gè)平臺(tái)的骨架，承受和傳遞整個(gè)平臺(tái)所負(fù)擔(dān)的載重量及其自身的重量。 2.3.1總體設(shè)計(jì)方案的確定 2t升降平臺(tái)主要要求及技術(shù)參數(shù)： 1）為保證操作物品及周圍環(huán)境的安全，要求該平臺(tái)運(yùn)行平穩(wěn)、可靠性好；； 2）平臺(tái)外形尺寸為49001300700；升降高度1500mm； 3）操作物品參考尺寸為150011001350mm，重量500Kg；物品數(shù)量3只； 4）升降速度<5m/min。 剪叉式液壓升降平臺(tái)具有制造容易、價(jià)格低廉、堅(jiān)實(shí)耐用、便于維修保養(yǎng)等特點(diǎn)。在民航、交通運(yùn)輸、冶金、汽車制造等行業(yè)逐漸得到廣泛應(yīng)用。 根據(jù)液壓油缸位置的不同設(shè)定，可以得到不同形式的升降平臺(tái)，下面以固定單剪叉來(lái)說(shuō)明，用長(zhǎng)度相等的兩根支撐桿AC和BD鉸接與兩桿的中心點(diǎn)E，兩桿的A、D端分別鉸接于平板和機(jī)架上，兩桿的B、C端分別于兩滾輪鉸接，并可在上平板和機(jī)架上的導(dǎo)向槽內(nèi)滾動(dòng)。如圖2.1所示的三種結(jié)構(gòu)形式示意圖，它們的不同之處在于驅(qū)動(dòng)氣液壓缸的安裝位置不同。 (a)直立固定剪叉式 (b)水平固定剪叉式 (c)雙鉸接剪叉式 圖2.1 結(jié)構(gòu)形式示意圖 圖 2.1(a)中的驅(qū)動(dòng)液壓缸的下部固定在機(jī)架上,上部的活塞桿以球頭與上平板球窩接觸。液壓缸通過(guò)活塞桿使上平臺(tái)鉛直升降。 圖 2.1(b)中的臥式液壓缸活塞桿與支撐桿BD鉸接于B處。液壓缸驅(qū)動(dòng)活塞桿控制平臺(tái)鉛直升降。 圖 2.1(c)中的液壓缸缸體尾部與支撐桿BD鉸接，活塞頭部與支撐桿AC鉸接。液壓缸活塞桿可控制平臺(tái)鉛直升降。 按照液壓缸的安裝形式，本文稱圖2.1(a)的形式為直立固定剪叉式結(jié)構(gòu)，圖2.1(b)的形式為水平固定剪叉式結(jié)構(gòu)，圖2.1 (c)的形式為雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)。 直立固定剪叉式結(jié)構(gòu)，液壓缸的行程等于平臺(tái)的升降行程，整體結(jié)構(gòu)尺寸龐大，且鉸鏈加工復(fù)雜，在實(shí)際中應(yīng)用較少。 水平固定剪叉式結(jié)構(gòu)，通過(guò)分析可知，平臺(tái)的升降行程大于液壓缸的行程，但不足之處是活塞桿受橫向力作用，影響密封件的使用壽命。 雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)避免了上述缺點(diǎn)。結(jié)構(gòu)比較合理，平臺(tái)的升降行程可到達(dá)液壓缸行程的二倍以上。故選用雙鉸接式的基本形式設(shè)計(jì)制造升降平臺(tái)。 2.3.2 主要技術(shù)參數(shù)的確定 (1)當(dāng)升降平臺(tái)處于最低位置時(shí) 圖2.2 升降平臺(tái)處于最低位置 當(dāng)升降平臺(tái)處于最低位置時(shí)，如圖2.2所示，AD=h=700mm、AB=3900mm、OE=1000mm 在中， 剪叉AC、BD的長(zhǎng)度為：AC=BD= 在中，AO==1981mm AE=AO+OE=1981+1000=2981mm =10.18 因此，EE= 液壓缸與水平面夾角 此時(shí)液壓缸長(zhǎng)度總體長(zhǎng)度 （2）當(dāng)升降平臺(tái)處于最高位置時(shí) 當(dāng)升降平臺(tái)處于最高位置時(shí)，如圖2.3所示。，OE=1000mm， 圖2.3 升降平臺(tái)處于最高位置 在中， 在中，AO，AE=2981mm, 因此： 液壓缸與水平面夾角 此時(shí)液壓缸長(zhǎng)度 因此，液壓缸的伸縮長(zhǎng)度：L= -BE=1844-1100=744mm 2.3.3各機(jī)構(gòu)和各部件的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 上平臺(tái)臺(tái)面選用一塊4900mm1300mm2mm的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)熱軋鋼板，然后用80mm43mm5mm的槽鋼焊接成長(zhǎng)4900mm寬1300mm的框架，并將其點(diǎn)焊在上平臺(tái)臺(tái)面的下方，增加槽鋼焊接框架是為了增加上平臺(tái)強(qiáng)度及其抗彎能力，避免上平臺(tái)因重物太重而發(fā)生彎曲或變形。 剪叉臂的材料選用200mm100mm8mm空心矩形鋼管，為了避免剪叉臂在起升和下降過(guò)程中與上平臺(tái)或底座發(fā)生干涉，因此要將空心矩形鋼管的頭部做一下處理。剪叉臂的一端通過(guò)支座與上平臺(tái)和底座鉸接在一起，另一端通過(guò)滾輪軸安裝滾輪，以便在以100mm48mm5.3mm做成的軌道上行走，從而完成剪叉臂的變幅。因剪叉臂要與上平臺(tái)和底座鉸接，為了增加其強(qiáng)度及剛度，應(yīng)在剪叉臂各鉸接連接孔處均增加軸套。 底座采用80mm43mm5mm的槽鋼焊接成所需的框架即可。在底座的四個(gè)角上加四個(gè)由80mm43mm5mm700mm的槽鋼做成的立柱。加立柱的目的是：（1）當(dāng)升降平臺(tái)處于最低位置時(shí)，液壓缸卸荷，不再提供推力來(lái)支撐升降平臺(tái)，這時(shí)立柱就起了支撐升降平臺(tái)的作用。（2）在升降平臺(tái)工作過(guò)程中，液壓缸損壞突然卸荷，升降平臺(tái)的上平臺(tái)就可以直接落在立柱上，既起到支撐作用，也防止了液壓原件或升降平臺(tái)各部件的損壞。（3）在工作人員檢修過(guò)程中，立柱還可以防止升降平臺(tái)突然落下而導(dǎo)致人員的傷亡。 根據(jù)所需的最大液壓缸推力選擇合適的液壓缸，在兩個(gè)內(nèi)剪叉臂之間位置安裝油缸。在內(nèi)剪叉臂和外剪叉臂之間分別焊接一根無(wú)縫鋼管，在鋼管的中間部位分別連接兩個(gè)連接板，作為液壓缸的支撐，通過(guò)液壓缸的舉升與伸縮帶動(dòng)與剪叉臂連接的滾輪在軌道上行走，從而改變剪叉臂的變幅，從而完成升降平臺(tái)的升降。 各銷軸和滾輪均采用調(diào)質(zhì)處理的45鋼制成。 2.3.4 主要控制方案設(shè)計(jì) 升降平臺(tái)的起升與下降是依靠液壓缸的伸縮實(shí)現(xiàn)的，下面就將液壓控制系統(tǒng)原理圖（圖2.4）做一下簡(jiǎn)要說(shuō)明。 圖2.4 液壓控制系統(tǒng)原理圖 1—液壓缸 2—平衡閥 3—調(diào)速閥 4—三位四通電磁換向閥 5、9、10—單向閥 6—液壓泵 7—過(guò)濾器 8—溢流閥 設(shè)液壓泵的額定壓力為10MPa （1）、當(dāng)系統(tǒng)壓力過(guò)高時(shí) 液壓回路為：油箱——過(guò)濾器——液壓泵——溢流閥——油箱 （2）當(dāng)系統(tǒng)壓力不超過(guò)液壓泵額定壓力時(shí) 若要實(shí)現(xiàn)升降平臺(tái)的上升過(guò)程，其液壓回路為：油箱——過(guò)濾器——液壓泵——單向閥5——三位四通電磁換向閥的左位——單向閥9——單向閥10 ——液壓缸——三位四通電磁換向閥的左位——油箱 若要實(shí)現(xiàn)升降平臺(tái)的下降過(guò)程，其液壓回路為：油箱——過(guò)濾器——液壓泵——單向閥5——三位四通電磁換向閥的右位——液壓缸——平衡閥——調(diào)速閥——三位四通電磁換向閥的右位——油箱 若要使升降平臺(tái)處于靜止?fàn)顟B(tài)，其液壓回路為：油箱——過(guò)濾器——液壓泵——單向閥5——三位四通電磁換向閥的中位——油箱 3 上平臺(tái)及各剪叉的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 升降平臺(tái)的參數(shù) 主要參數(shù)： 本文所研究升降平臺(tái)的主要技術(shù)參數(shù)如下： 1）升降平臺(tái)最低高度為700mm； 2）升降平臺(tái)最高高度為2200mm； 3）最大起升重量為2000kg； 4）上平臺(tái)重力為：G=290.9529.8N=2851.33N； 5）重物重力為：W=20009.8N=19600N； 6）兩剪叉重力分別為：GＡＣ＝GＢＤ＝134.649.8N=1319.472N； 7）升降平臺(tái)處于最高位置時(shí)，a=1950mm,a+b=3295mm，α=33.73，β=63.78； 8)升降平臺(tái)處于最低位置時(shí)，a=1950mm,a+b=3900mm，α=10.18，β=28.61； 3.2重物集中作用于升降平臺(tái)中央位置時(shí)的受力分析 3.2.1升降平臺(tái)處于最低位置時(shí)的力學(xué)模型及受力分析 升降平臺(tái)處于最低位置時(shí)：a=1950mm，a+b=3900mm，α=10.18，β=28.61。 1、總體受力 總體受力模型如圖3.1所示。 圖3.1 總體受力模型 從圖中可以得出力學(xué)公式為： （3—1） 將各數(shù)據(jù)代入公式（3—1），得 解得： 2、上平臺(tái)的力學(xué)模型及受力分析 上平臺(tái)受力模型如圖3.2所示。 圖3.2 上平臺(tái)受力模型 從圖中可以得出力學(xué)公式為： （3—2） 將各數(shù)據(jù)代入公式（3—2），得 解得： 3、剪叉BD的力學(xué)模型及受力分析 剪叉BD受力模型如圖3.3所示。 圖3.3 剪叉BD的受力模型 從圖中可以得到力學(xué)公式為： （3—3） 將各數(shù)據(jù)代入公式（3—3），得 注： 為 的反作用力，故 解得： 將各力按照平行于剪叉方向和垂直于剪叉方向分解，只有垂直于剪叉方向的力對(duì)剪叉的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此可以得到簡(jiǎn)力圖，如圖3.4所示。 圖3.4 剪叉BD的簡(jiǎn)力圖 其中 在B0段內(nèi)，剪力方程和彎矩方程分別為： 在OD段內(nèi)，剪力方程為： 由此可以得到剪叉BD的剪力圖和彎矩圖，如圖3.5所示。 圖3.5 剪叉BD的剪力圖和彎矩圖 4、剪叉AC的力學(xué)模型及受力分析 剪叉AC的受力模型如圖3.6所示。 圖3.6 剪叉AC的受力模型 其各力大小分別為： 將各力按照平行于剪叉方向和垂直于剪叉方向分解，只有垂直于剪叉方向的力對(duì)剪叉的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此可以得到簡(jiǎn)力圖，如圖3.7所示。 圖3.7 剪叉AC的簡(jiǎn)力圖 其中 在CE段內(nèi)，剪力方程和彎矩方程分別為： 在EO段內(nèi)，剪力方程和彎矩方程分別為： 在OA段內(nèi)，剪力方程為： 由此可以得到剪叉AC的剪力圖和彎矩圖，如圖3.8所示。 圖3.8剪叉AC的簡(jiǎn)力圖 3.2.2升降平臺(tái)處于最高位置時(shí)的力學(xué)模型及受力分析 升降平臺(tái)處于最高位置時(shí)：a=1950mm，a+b=3295mm，α=33.73，β=84.75 1、總體受力 總體受力模型如圖3.9所示。 圖3.9 總體受力模型 從圖中可以得出力學(xué)公式為： （3—4） 將各數(shù)據(jù)代入公式（3—4），得: 解得: 2、上平臺(tái)的力學(xué)模型及受力分析 上平臺(tái)受力模型如圖3.10所示。 圖3.10 上平臺(tái)受力模型 從圖中可以得出力學(xué)公式為： （3—5） 將各數(shù)據(jù)代入公式（3—5），得: 解得： 3、剪叉BD的力學(xué)模型及受力分析 剪叉BD受力模型如圖3.11所示。 圖3.11 剪叉BD的受力模型 從圖中可以得到力學(xué)公式為： （3—6） 將各數(shù)據(jù)代入公式（3—6），得 注： 為 的反作用力，故 解得： 將各力按照平行于剪叉方向和垂直于剪叉方向分解，只有垂直于剪叉方向的力對(duì)剪叉的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此可以得到簡(jiǎn)力圖，如圖3.12所示。 圖3.12 剪叉BD的受力圖 其中 在BO段內(nèi)，剪力方程和彎矩方程分別為： 在OD段內(nèi)，剪力方程為： 由此可以得到剪叉BD的剪力圖和彎矩圖 ，如圖3.13所示。 圖3.13 剪叉BD的剪力圖和彎矩圖 4、剪叉AC的力學(xué)模型及受力分析 剪叉AC的受力模型如圖3.14所示。 圖3.14 剪叉AC的受力模型 其各力大小分別為： =1319.472N 注：為的反作用力，為的反作用力，為的反作用力。 將各力按照平行于剪叉方向和垂直于剪叉方向分解，只有垂直于剪叉方向的力對(duì)剪叉的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此可以得到簡(jiǎn)力圖，如圖3.15所示。 圖3.15 剪叉AC的簡(jiǎn)力圖 其中 在CE段內(nèi)，剪力方程和彎矩方程分別為： 在EO段內(nèi)，剪力方程和彎矩方程分別為： 在AO段內(nèi)，剪力方程為： 由此可以得到剪叉AC的剪力圖和彎矩圖，如圖3.16所示。 圖3.16 剪叉AC的剪力圖和彎矩圖 3.3重物偏載于升降平臺(tái)鉸接處（即D端）時(shí)的受力分析 3.3.1升降平臺(tái)處于最低位置時(shí)的力學(xué)模型及受力分析 升降平臺(tái)處于最低位置時(shí)：a=1950mm，a+b=3900mm，α=10.18，β=28.61。 1、總體受力 總體受力模型如圖3.17所示。 圖3.17 總體受力模型 從圖中可以得出力學(xué)公式為： （3—7） 將各數(shù)據(jù)代入公式（3—7），得 解得： 2、上平臺(tái)的力學(xué)模型及受力分析 上平臺(tái)受力模型如圖3.18所示。 圖3.18 上平臺(tái)受力模型 從圖中可以得出力學(xué)公式為： （3—8） 將各數(shù)據(jù)代入公式（3—8），得 解得： 3、剪叉BD的力學(xué)模型及受力分析 剪叉BD受力模型如圖3.19所示。 圖3.19 剪叉BD的受力模型 從圖中可以得到力學(xué)公式為： （3—9） 將各數(shù)據(jù)代入公式（3—9），得 注： 為 的反作用力，故 解得： 將各力按照平行于剪叉方向和垂直于剪叉方向分解，只有垂直于剪叉方向的力對(duì)剪叉的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此可以得到簡(jiǎn)力圖，如圖3.20所示。 圖3.20 剪叉BD的簡(jiǎn)力圖 其中 在BO段內(nèi)，剪力方程和彎矩方程分別為： 在DO段內(nèi)，剪力方程為： 由此可以得到剪叉BD的剪力圖和彎矩圖，如圖3.21所示。 圖3.21 剪叉BD的剪力圖和彎矩圖 4、剪叉AC的力學(xué)模型及受力分析 剪叉AC的受力模型如圖3.22所示。 圖3.22 剪叉AC的受力模型 其各力大小分別為： =1319.472N 注：為的反作用力，為的反作用力，為的反作用力 將各力按照平行于剪叉方向和垂直于剪叉方向分解，只有垂直于剪叉方向的力對(duì)剪叉的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此可以得到簡(jiǎn)力圖，如圖3.23所示。 圖3.23 剪叉AC的簡(jiǎn)力圖 其中 在CE段內(nèi)，剪力方程和彎矩方程分別為： 在EO段內(nèi)，剪力方程和彎矩方程分別為： 在OA段內(nèi)，剪力方程為： 由此可以得到剪叉AC的剪力圖和彎矩圖，如圖3.24所示。 圖3.24 剪叉AC的簡(jiǎn)力圖 3.3.2升降平臺(tái)處于最高位置時(shí)的力學(xué)模型及受力分析 升降平臺(tái)處于最高位置時(shí)：a=1950mm，a+b=3295mm，α=33.73，β=84.75 1、總體受力 總體受力模型如圖3.25所示。 圖3.25 總體受力模型 從圖中可以得出力學(xué)公式為： （3—10） 將各數(shù)據(jù)代入公式（3—10），得: 解得: 2、上平臺(tái)的力學(xué)模型及受力分析 上平臺(tái)受力模型如圖3.26所示。 圖3.26 上平臺(tái)受力模型 從圖中可以得出力學(xué)公式為： （3—11） 將各數(shù)據(jù)代入公式（3—11），得: 解得： 3、剪叉BD的力學(xué)模型及受力分析 剪叉BD受力模型如圖3.27所示。 圖3.27 剪叉BD的受力模型 從圖中可以得到力學(xué)公式為： （3—12） 將各數(shù)據(jù)代入公式（3—12），得 注： 為 的反作用力，故 解得： 將各力按照平行于剪叉方向和垂直于剪叉方向分解，只有垂直于剪叉方向的力對(duì)剪叉的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此可以得到簡(jiǎn)力圖，如圖3.28所示。 圖3.28 剪叉BD的簡(jiǎn)力圖 其中 在BO段內(nèi)，剪力方程和彎矩方程分別為： 在OD段內(nèi)，剪力方程為： 由此可以得到剪叉BD的剪力圖和彎矩圖，如圖3.29所示。 圖3.29 剪叉BD的剪力圖和彎矩圖 4、剪叉AC的力學(xué)模型及受力分析 剪叉AC的受力模型如圖3.30所示。 圖3.30 剪叉AC的受力模型 其各力大小分別為： =1319.472N 注：為的反作用力，為的反作用力，為的反作用力。 將各力按照平行于剪叉方向和垂直于剪叉方向分解，只有垂直于剪叉方向的力對(duì)剪叉的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此可以得到簡(jiǎn)力圖，如圖3.31所示。 圖3.31 剪叉AC的簡(jiǎn)力圖 其中 在CE段內(nèi)，剪力方程和彎矩方程分別為： 在EO段內(nèi)，剪力方程和彎矩方程分別為： 在AO段內(nèi)，剪力方程為： 由此可以得到剪叉AC的剪力圖和彎矩圖，如圖3.32所示。 圖3.32 剪叉AC的剪力圖和彎矩圖 3.4重物偏載于升降平臺(tái)滾輪處（即C端）時(shí)的受力分析 3.4.1升降平臺(tái)處于最低位置時(shí)的力學(xué)模型及受力分析 升降平臺(tái)處于最低位置時(shí)：a=1950mm，a+b=3900mm，α=10.18，β=28.61。 1、總體受力 總體受力模型如圖3.33所示。 圖3.33 總體受力模型 從圖中可以得出力學(xué)公式為： （3—13） 將各數(shù)據(jù)代入公式（3—13），得 解得： 2、上平臺(tái)的力學(xué)模型及受力分析 上平臺(tái)受力模型如圖3.34所示。 圖3.34 上平臺(tái)受力模型 從圖中可以得出力學(xué)公式為： （3—14） 將各數(shù)據(jù)代入公式（3—14），得 解得： 3、剪叉BD的力學(xué)模型及受力分析 剪叉BD受力模型如圖3.35所示。 圖3.35 剪叉BD的受力模型 從圖中可以得到力學(xué)公式為： （3—15） 將各數(shù)據(jù)代入公式（3—15），得 注： 為 的反作用力，故 解得： 將各力按照平行于剪叉方向和垂直于剪叉方向分解，只有垂直于剪叉方向的力對(duì)剪叉的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此可以得到簡(jiǎn)力圖，如圖3.36所示。 圖3.36 剪叉BD的簡(jiǎn)力圖 其中 在BO段內(nèi)，剪力方程和彎矩方程分別為： 在DO段內(nèi)，剪力方程為： 由此可以得到剪叉BD的剪力圖和彎矩圖，如圖3.37所示。 圖3.37 剪叉BD的剪力圖和彎矩圖 4、剪叉AC的力學(xué)模型及受力分析 剪叉AC的受力模型如圖3.38所示。 圖3.38 剪叉AC的受力模型 其各力大小分別為： =1319.472N 注：為的反作用力,為的反作用力,為的反作用力。 將各力按照平行于剪叉方向和垂直于剪叉方向分解，只有垂直于剪叉方向的力對(duì)剪叉的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此可以得到簡(jiǎn)力圖，如圖3.39所示。 圖3.39 剪叉AC的簡(jiǎn)力圖 其中 在CE段內(nèi)，剪力方程和彎矩方程分別為： 在EO段內(nèi)，剪力方程和彎矩方程分別為： 在OA段內(nèi)，剪力方程為： 由此可以得到剪叉AC的剪力圖和彎矩圖，如圖3.40所示。 圖3.40 剪叉AC的剪力圖和彎矩圖 3.4.2升降平臺(tái)處于最高位置時(shí)的力學(xué)模型及受力分析 升降平臺(tái)處于最高位置時(shí)：a=1950mm，a+b=3295mm，α=33.73，β=84.75 1、總體受力 總體受力模型如圖3.41所示。 圖3.41 總體受力模型 從圖中可以得出力學(xué)公式為： （3—16） 將各數(shù)據(jù)代入公式（3—16），得: 解得： 2、上平臺(tái)的力學(xué)模型及受力分析 上平臺(tái)受力模型如圖3.42所示。 圖3.42 上平臺(tái)受力模型 從圖中可以得出力學(xué)公式為： （3—17） 將各數(shù)據(jù)代入公式（3—17），得: 解得： 3、剪叉BD的力學(xué)模型及受力分析 剪叉BD受力模型如圖3.43所示。 圖3.43 剪叉BD的受力模型 從圖中可以得到力學(xué)公式為： （3—18） 將各數(shù)據(jù)代入公式（3—18），得 注： 為的反作用力，故 解得： 將各力按照平行于剪叉方向和垂直于剪叉方向分解，只有垂直于剪叉方向的力對(duì)剪叉的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此可以得到簡(jiǎn)力圖，如圖3.44所示。 圖3.44 剪叉BD的簡(jiǎn)力圖 其中 在BO段內(nèi)，剪力方程和彎矩方程分別為： 在OD段內(nèi)，剪力方程為： 由此可以得到剪叉BD的剪力圖和彎矩圖，如圖3.45所示。 圖3.45 剪叉BD的剪力圖和彎矩圖 4、剪叉AC的力學(xué)模型及受力分析 剪叉AC的受力模型如圖3.46所示。 圖3.46 剪叉AC的受力模型 其各力大小分別為： =1319.472N 注：為的反作用力，為的反作用力，為的反作用力。 將各力按照平行于剪叉方向和垂直于剪叉方向分解，只有垂直于剪叉方向的力對(duì)剪叉的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，因此可以得到簡(jiǎn)力圖，如圖3.47所示。 圖3.47 剪叉AC的簡(jiǎn)力圖 其中 在CE段內(nèi)，剪力方程和彎矩方程分別為： 在EO段內(nèi)，剪力方程和彎矩方程分別為： 在AO段內(nèi)，剪力方程為： 由此可以得到剪叉AC的剪力圖和彎矩圖，如圖3.48所示。 圖3..48 剪叉AC的剪力圖和彎矩圖 3.5剪叉的校核 3.5.1剪叉BD的強(qiáng)度校核 剪叉的材料為Q235A，選用的是200mm100mm8mm空心矩形型鋼，因此，機(jī)械手冊(cè)可以得到：I=2263.188cm4 ,W=214.844cm 3,通過(guò)上述的彎矩計(jì)算，可以得到最大彎矩發(fā)生在當(dāng)重物偏載于滾輪處且位于最低位置時(shí)，通過(guò)上述計(jì)算分析比較可以得到 Mmax=37422248.89Nm=37.422KNmm 因此，===174MPa<[]=235MPa 剪叉BD的強(qiáng)度滿足條件要求。 3.5.2剪叉AC的強(qiáng)度校核 剪叉的材料為Q235A，選用的是200mm100mm8mm空心矩形型鋼，因此，機(jī)械手冊(cè)可以得到：I=2263.188cm4 ,W=214.844cm 3,通過(guò)上述的彎矩計(jì)算，可以得到最大彎矩發(fā)生在當(dāng)重物偏載于滾輪處且位于最低位置時(shí)，通過(guò)上述計(jì)算分析比較可以得到 Mmax=40515674.67Nm=40.516KNmm 因此，===189MPa<[]=235MPa 剪叉AC的強(qiáng)度滿足條件要求。 總 結(jié) 通過(guò)幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我主要完成了以下工作： 1. 通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料，了解了剪叉式升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)，掌握了剪叉式液壓升降平臺(tái)的基本原理與方法； 2. 進(jìn)行了剪叉式升降平臺(tái)總體布局方案和主要性能參數(shù)確定； 3. 主要控制方案設(shè)計(jì)； 4. 進(jìn)一步熟悉了力學(xué)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，并且完成上、下臺(tái)架機(jī)構(gòu)、剪叉機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算； 5. 完成了剪叉式液壓升降平臺(tái)裝配圖和零件圖的繪制。 通過(guò)對(duì)剪叉式液壓升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)，讓我學(xué)會(huì)了如何檢閱資料，如何在在大量文獻(xiàn)中提煉出經(jīng)典，提煉出設(shè)計(jì)所需的資料，以及設(shè)計(jì)的具體步驟。通過(guò)本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我深深的體會(huì)到一句話的真理，“書到用時(shí)方恨少” ，讓我認(rèn)識(shí)到還有很多的東西需要我去學(xué)習(xí)。 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅培養(yǎng)了我嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，也使我學(xué)習(xí)到了科學(xué)與實(shí)踐要親密結(jié)合的必要性和重要性。在以后的工作和學(xué)習(xí)過(guò)程中，我會(huì)更加努力。我相信有了這次寶貴的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在以后的設(shè)計(jì)工作中我會(huì)更加出色的完成自己的任務(wù)。 謝 辭 本文是在尊敬的導(dǎo)師王曉偉老師的精心指導(dǎo)下完成的。 在本文的方案提出、修改，系統(tǒng)設(shè)計(jì)及校核的整個(gè)過(guò)程中，自始至終都得到了王曉偉老師的精心指導(dǎo)。王老師對(duì)我的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行定期檢查與指導(dǎo)，對(duì)我設(shè)計(jì)過(guò)程中所出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行及時(shí)的糾正與精心的講解，讓我少走了很多的彎路，也讓我學(xué)習(xí)到了整個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程及在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該優(yōu)先考慮什么及應(yīng)該注意什么。 王老師多次為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。王老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)、高度的責(zé)任感給我留下了深深的印象，并將使我們銘記終生。在論文結(jié)束之際，謹(jǐn)向王老師致以衷心的感謝！ 在設(shè)計(jì)過(guò)程中我也得到了部分同學(xué)的鼓勵(lì)、幫助與支持，在此，也向所有關(guān)心、支持、幫助過(guò)我的同學(xué)表示衷心的感謝！ 四年的大學(xué)生活里，山東建筑大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院的老師們給予了我無(wú)私的教導(dǎo)與精心的指導(dǎo)，在此一并向大學(xué)期間所有關(guān)心、支持、幫助我的老師表示衷心的感謝！ 參考文獻(xiàn) [1][日]吉國(guó)宏編,自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)-堆垛機(jī)設(shè)計(jì)，人民鐵道出版社。 [2]裘為章編,物料搬運(yùn)自動(dòng)化，機(jī)械工業(yè)出版社，1985。 [3]起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè),中國(guó)鐵道出版社 [4]工程起重機(jī), 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998年12月第二版 [5][德] M.舍費(fèi)爾,起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第六版），機(jī)械工業(yè)出版社，1988 [6]成大先主編,機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002年1月第四版 [7]俞啟顴,國(guó)產(chǎn)施工升降機(jī)的技術(shù)狀況和發(fā)展方向.建筑機(jī)械，1996 [8]張穎,蝸輪絲桿直頂式升平臺(tái).有色設(shè)備，1998 [9]歸正,X型剪叉升降平臺(tái)機(jī)構(gòu)的分析.建筑機(jī)械，1997 [10]瓜景云,鉸接式升降平臺(tái).起重運(yùn)輸機(jī)械，1994 [11]丁智平,氣液動(dòng)剪叉式升降平臺(tái)運(yùn)動(dòng)受力分析及其應(yīng)用,株洲工學(xué)院學(xué)報(bào)，1999 [12]張平格，趙喜敬，張偉杰，姚貴英編.液壓傳動(dòng)與控制.北京:冶金工業(yè)出版社，2004 [13]賈培起編液壓傳動(dòng),天津科學(xué)技術(shù)出版社，2003. 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