【正文】 所示 彎矩圖：計算最大彎矩在B點處：截面如圖：計算橫截面對中性軸的慣性矩： 所以此截面尺寸適合。 大臂內(nèi)套尺寸校核大臂內(nèi)套從C點開始彎矩最大點也在 C點截面如圖：計算橫截面對中性軸的慣性矩：所以此截面尺寸適合。如圖所示E點所受彎矩最大中間臂截面尺寸：所以此截面尺寸適合。如圖所示F點所受彎矩最大小臂外套截面尺寸：所以此截面尺寸適合。如圖所示G點小臂內(nèi)套所受彎矩最大小臂內(nèi)套截面尺寸：所以此截面尺寸適合已知四桿機構(gòu)在中間臂上的兩個支點之間的尺寸一定即AE=354mm 、ED=250mm，此時小臂與大臂平行。確定其它桿的尺寸，只要B點最后回轉(zhuǎn)在AE的右邊則滿足要求。假設(shè)CD=393mm、AC=610mm，當(dāng)小臂回轉(zhuǎn)180176。則ED1關(guān)于EA對稱如圖D1點，以D1點為圓心DC為半徑畫圓，以A為圓心AC為半徑畫圓，兩圓相較于C1點，在直線AE右側(cè)找一合適的點確定為B1點，測得AB1=B1C1=400mm，可算出四桿機構(gòu)的尺寸。 液壓缸的選擇和耳板及銷軸的校核因為混凝土濕噴機不是像起重機那樣的重載機構(gòu)，所以液壓缸一般的能滿足力方面的要求，只考慮尺寸方面的因素來選擇液壓缸，且工作機構(gòu)的尺寸太大采取近似計算大臂液壓缸尺寸的確定解得：x=解得：x=由于大臂端部有一彎曲部分幾乎與底座等高，所以應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)陌延嬎愕某叽缈s小一段，綜合考慮這些因素選擇液壓缸型號為HSG*01150/dE，安裝尺寸為420+1020中間臂液壓缸尺寸的確定解得x=解得：x=由于中間端部也有一彎曲部分，所以應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)陌延嬎愕某叽缈s小一段，綜合考慮這些因素選擇液壓缸型號為HSG*01110/dE，安裝尺寸為275+500大臂上安裝的小臂調(diào)整液壓缸的型號應(yīng)與中間臂液壓缸型號相同。大臂伸縮液壓缸的選擇：因為大臂要伸長和回縮，其行程特別長，故缸筒和套筒都應(yīng)有足夠的剛性，防止中間彎曲。所以根據(jù)液壓缸的伸縮長度和大臂的基本尺寸選擇液壓缸的型號為：HSG*01200/dE，安裝尺寸為513+2400小臂液壓缸選擇的原因類似，選擇型號為：HSG*01125/dE，安裝尺寸為377+2100 如圖所示，1處為大臂鉸接處受力最大，校核1處強度總體分布受力圖：ABCDEFG3920N由圖可知A處所受的力為34545N銷軸材料為45號鋼[σ]=360MPa，[τ]=125 MPa銷軸長360mm,截面尺寸為算銷軸的抗彎截面模數(shù)：軸上的受力如圖所示，彎矩中點位置最大：銷軸抗剪強度校核：Q把銷軸當(dāng)作簡支梁分析求得的最大剪力A銷軸的截面面積銷孔拉板強度校核：知P=，h=bb=64mm,δ=45mm,R=136mmP——拉板上的拉力δ——銷孔拉板厚度R——銷孔圓心到bb中點的距離K——與計算截面形狀有關(guān)的系數(shù)bb截面內(nèi)側(cè)應(yīng)力：外側(cè)應(yīng)力：aa截面內(nèi)側(cè)應(yīng)力：外側(cè)應(yīng)力：[σ]為Q235鋼的許用應(yīng)力校核3處軸和耳板:分析耳板受力最大時大臂的位置可知，當(dāng)大臂向上仰起60176。時俯仰油缸受力最大：由圖可知F1=33320N，根據(jù)角度關(guān)系求得F=F1/176。= 銷軸校核：銷軸材料為45號鋼[σ]=360，[τ]=125如圖可知銷軸上最大彎矩處在軸的中點處，d=64mm銷軸抗彎強度校核：銷軸抗剪強度校核：Q把銷軸當(dāng)作簡支梁分析求得的最大剪力A銷軸的截面面積銷孔拉板強度校核：知P=，h=bb=72mm,δ=50mm,R=85mmP——拉板上的拉力δ——銷孔拉板厚度R——銷孔圓心到bb中點的距離K——與計算截面形狀有關(guān)的系數(shù)bb截面內(nèi)側(cè)應(yīng)力：外側(cè)應(yīng)力：aa截面內(nèi)側(cè)應(yīng)力： 外側(cè)應(yīng)力：[σ]為Q235鋼的許用應(yīng)力校核4處軸和耳板:中間臂在水平方向上時端部的耳板和銷軸受力最大，受力分析為：如圖計算得：銷軸受力圖和彎矩圖為銷軸校核：銷軸材料為45號鋼[σ]=360，[τ]=125如圖可知銷軸上最大彎矩處在軸的中點處，d=60mm銷軸抗彎強度校核： 銷軸抗剪強度校核：Q把銷軸當(dāng)作簡支梁分析求得的最大剪力A銷軸的截面面積銷孔拉板強度校核：知P=12005N，h=bb=35mm,δ=16mm,R=47mmP——拉板上的拉力δ——銷孔拉板厚度R——銷孔圓心到bb中點的距離K——與計算截面形狀有關(guān)的系數(shù)bb截面內(nèi)側(cè)應(yīng)力：外側(cè)應(yīng)力：aa截面內(nèi)側(cè)應(yīng)力：外側(cè)應(yīng)力：[σ]為Q235鋼的許用應(yīng)力為了增加其穩(wěn)定性可在端部孔內(nèi)焊接一鋼管。校核6處軸和耳板:中間臂在水平方向上時端部的耳板和銷軸受力最大，受力分析為：由圖可知中間臂俯仰液壓缸受力最大時處于水平位置，可知液壓缸伸縮活塞頂端垂直方向受力F=29890N銷軸受力圖和彎矩圖為：銷軸校核：銷軸材料為45號鋼[σ]=360，[τ]=125如圖可知銷軸上最大彎矩處在軸的中點處，d=50mm銷軸抗彎強度校核： 銷軸抗剪強度校核：Q把銷軸當(dāng)作簡支梁分析求得的最大剪力A銷軸的截面面積銷孔拉板強度校核：知P=14945N，h=bb=26mm,δ=20mm,R=38mmP——拉板上的拉力δ——銷孔拉板厚度R——銷孔圓心到bb中點的距離K——與計算截面形狀有關(guān)的系數(shù)bb截面內(nèi)側(cè)應(yīng)力： 外側(cè)應(yīng)力：aa截面內(nèi)側(cè)應(yīng)力：外側(cè)應(yīng)力： [σ]為Q235鋼的許用應(yīng)力臂架剛度計算只考慮有效載荷的靜力（mg）,不計動力系數(shù)（φ1，φ2）。由于伸縮臂架套接處存在間隙會引起位移，各節(jié)伸縮臂是靠著導(dǎo)向元件及一定長度的含入量套裝在一起，由于導(dǎo)向元件與臂板存在一定間隙，導(dǎo)致臂架產(chǎn)生一定的初始彎曲變形。由臂架間隙引起的初始位移為變幅平面內(nèi)：回轉(zhuǎn)平面內(nèi)：、——在變幅平面和回轉(zhuǎn)平面內(nèi)相鄰各節(jié)臂之間的間隙，通常各節(jié)臂間隙大致相同，可取1~3mmK——伸縮臂的節(jié)數(shù)，因為從第二節(jié)臂開始有間隙，所以上面計算只涉及到k1節(jié)臂——各節(jié)臂伸出后第i+1節(jié)臂至臂端的長度——各節(jié)臂之間的套接長度由上可知變幅平面內(nèi)：回轉(zhuǎn)平面內(nèi)：（2）由臂端橫向力和彎矩產(chǎn)生的靜位移由于伸縮臂架是變截面構(gòu)件，利用位移相等條件折算當(dāng)量截面慣性矩計算當(dāng)量截面慣性矩 帶入公式求得=78995518變幅平面內(nèi)臂端由和產(chǎn)生靜位移，按線性理論計算臂端的位移由前面計算可知=7840N =25480Nm臂端由力產(chǎn)生位移為： =伸縮臂架在外力作用下的實際位移考慮間隙影響，臂架在外載荷靜力作用下所產(chǎn)生的臂端基本位移為：f=+=當(dāng)考慮臂架受軸向力作用時應(yīng)按非線性理論計算臂端實際位移。橫向力和扭矩在中間臂翼緣板和腹板中產(chǎn)生剪應(yīng)力。翼緣板剪應(yīng)力為：腹板剪應(yīng)力為：式中b,h——翼緣板和腹板的寬度，——翼緣板和腹板的厚度，——翼緣板和腹板的板厚中線所包圍的面積分析中間臂在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)90176。時的受力：由圖可知=0 =5880N 鋼的許用剪應(yīng)力=100MPa所以翼緣板的剪應(yīng)力為：腹板的剪應(yīng)力為：~176。/mT——中間臂上所受的扭矩s——臂厚中線的全長G——材料的切變模量———截面中線所圍的面積δ——臂厚（1）導(dǎo)向塊所受支撐力 大臂內(nèi)套與大臂外套通過滑塊進行接觸滑動，臂架套接處滑塊承受臂端傳來的彎矩和橫向里所引起的支撐力，在臂架套接處緊靠外節(jié)臂端部的一對滑塊受力最大，有前面計算可知 滑塊截面為則兩滑塊上所受的支撐力為解得F=39690Ｎ（2）翼緣板的局部彎曲應(yīng)力 由于伸縮臂導(dǎo)向滑塊，承受很大的集中力，所以在滑塊附近的翼緣板上產(chǎn)生局部彎曲應(yīng)力。伸縮臂的下翼緣板滑塊附近的局部彎曲應(yīng)力計算如下F——滑塊上所受的支撐力k——修正系數(shù)取 1/19ξ——滑塊中點的位置x——計算點的位置b——兩腹板板厚中心線間距——翼緣板板厚μ——泊松比 所以 =（3）滑塊附近翼緣板受有整體彎曲和局部彎曲應(yīng)力的聯(lián)合作用=所以 =（4）伸縮臂架的穩(wěn)定性計算一般來說，箱型伸縮臂是一個雙向壓彎構(gòu)件，由于還受扭矩作用，會降低臂架的整體穩(wěn)定性。將套接處間隙所引起的臂端初始位移和由外力產(chǎn)生的基本動位移所形成的附加彎矩加在相應(yīng)平面的彎矩中計算。因此，伸縮臂架整體穩(wěn)定性計算與強度計算并無本質(zhì)區(qū)別，只是應(yīng)取臂架根部最大的內(nèi)力計算：N——伸縮臂所受軸力，當(dāng)臂架不受軸力時，N=0，但仍需考慮彎矩值的非線性增大。 ——伸縮臂根部的最大彎矩A——伸縮臂根部的截面積 ——伸縮臂根部截面的截面模數(shù) ——伸縮臂對截面x軸和y軸的臨界力有以上數(shù)據(jù)計算可得： 整體工作機構(gòu)靜態(tài)下頭部最大撓度工作機構(gòu)整體受力為：計算各處撓度得： =轉(zhuǎn)角引起的撓度為：豎直平面內(nèi)的總撓度為:+++++230mm=第4章 運動分析機構(gòu)運動分析的任務(wù)是在已知機構(gòu)尺寸及原動件運動規(guī)律的情況下，確定機構(gòu)中其他構(gòu)件上某些點的軌跡、位移、速度及加速度和構(gòu)件的角速度、角位移、及叫加速度。機械運動分析無論是設(shè)計新的機械，還是為了了解現(xiàn)有機械的運動性能，都是十分必要的，而且它還是研究機械動力性能的必要前提。機構(gòu)運動分析的方法很多，主要有圖解法和解析法。當(dāng)需要簡捷直觀地了解機構(gòu)的某個或某幾個位置的運動特性時，采用圖解法比較方便，而且精度也能滿足實際問題的要求。而當(dāng)需要精確地知道或了解機構(gòu)在整個運動循環(huán)過程中的運動特性時，采用解析法并借助計算機，不僅可獲得很高的計算精度及一系列位置的分析結(jié)果，并能繪出機構(gòu)相應(yīng)的運動線圖，同時還可以把機構(gòu)分析和機構(gòu)綜合問題聯(lián)系起來，以便機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。 對于濕噴機工作機構(gòu)的運動分析如下：濕噴機工作機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)表（仔細(xì)校對表）桿件號關(guān)節(jié)變量190176。00012000103001040010590176。00160010注： 大臂在水平面內(nèi)的回轉(zhuǎn)角 180176。≤≤90176。 大臂在豎直面內(nèi)的俯仰角 23176。≤≤60176。為大臂的俯仰油缸的長度 中間臂與大臂之間的夾角 62176。≤≤30176。為中間臂的俯仰油缸的長度 小臂在水平面內(nèi)的回轉(zhuǎn)角 60176?！堋?80176。 大臂外套的長度4m 中間臂的長度2m 小臂外套長度的一半2m 大臂內(nèi)套的伸縮長度 0≤≤2m 小臂內(nèi)套的伸縮長度 0≤≤2m建立兩相鄰桿坐標(biāo)系的齊次變換矩陣：==解得：=[((cos(θ1)*cos(θ2)sin(θ1)*sin(θ2))*cos(θ3)+(cos(θ1)*sin(θ2)sin(θ1)*cos(θ2))*sin(θ3))*cos(θ4), ((cos(θ1)*cos(θ2)sin(θ1)*sin(θ2))*cos(θ3)+(cos(θ1)*sin(θ2)sin(θ1)*cos(θ2))*sin(θ3))*sin(θ4), (cos(θ1)*cos(θ2)sin(θ1)*sin(θ2))*sin(θ3)(cos(θ1)*sin(θ2)sin(θ1)*cos(θ2))*cos(θ3), ((cos(θ1)*cos(θ2)sin(θ1)*sin(θ2))*cos(θ3)+(cos(θ1)*sin(θ2)sin(θ1)*cos(θ2))*sin(θ3))*c