【正文】 ????????（ 4） 在（ 4）式中， —— 升降平臺的初始高度； —— 液壓缸初始長度。 以下相同。在確定整體結(jié)構(gòu)值隨之減??；當 ? 、 ? 減小時， P/Q 值隨之增大，在液壓缸行程不變的情況下，升降平臺升降行程會減??；反之，則會使液壓缸行程受力增大。 液壓缸可采用單作用缸也可以采用雙作用缸，不過要看具體情況。 針對性比較小實例： 如某自動生產(chǎn)線上， 需設計一種升降平臺，要求升降平臺最大升降行程應大于620mm，升降平臺面最低高度應小于 300mm，最大承重載荷 0050kg 根據(jù)實際使用要求，我們選取了單作用柱塞缸式液壓缸。支撐桿長度 L=1 . 按照上述尺寸，結(jié)合以上公式分別對雙鉸接剪叉式和水平固定剪叉式兩種結(jié)構(gòu)形式進行了計算。 其中， S—— 液壓缸的實際行程， T—— 機架長度（ A 點到 G 點的距離）。 湖北 理工學院畢業(yè)設計（論文） 16 圖 35 兩種結(jié)構(gòu)計算結(jié)果對比 升降平臺機構(gòu)中兩種液壓缸布置方式的比較 剛剛我們已經(jīng)簡單的分析并討論了雙鉸接剪叉式液壓升降平臺機構(gòu)與其他兩種機構(gòu)的區(qū) 別以及在實際應用中所存在的利和弊，但是在考慮各方面條件如單作用柱塞式液壓缸、雙鉸連接、雙支撐桿、相同的升降平臺等都不改變的基礎之上，能否將設計進行進一步的優(yōu)化呢？ 為證明這一點，我們可以從該機構(gòu)的布置方式考慮，將結(jié)構(gòu)略改動一下。根據(jù)升降臺剪叉機構(gòu)的工程實例做了幾何、運動和動力參數(shù)的對比計算和液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理選擇。這種布置方式的優(yōu)點是液壓缸的有效行程比較短，這在臺面升程范圍比較大的場合較為適用。 如圖： 圖 38 液壓缸布置在右側(cè) 這里仍用瞬時速度中心法來求解活塞運動速度。 實例計算 根據(jù)以上分析結(jié)果，結(jié)合實例進行對比計算，實例結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示，其中左右兩側(cè)分別為兩種布置情況。如果載荷量不是很大的話（即載荷量 W），這時可以考慮采用左側(cè)的布置方案，因為這樣可以縮短液壓缸的伸長長度。為了彌補在速度方面的不足，以及減小舉升及整體的體積，可以考慮采用雙級支撐桿共同舉升平臺以達到提升速度的目的。為了使舉升機使用范圍廣泛，載荷更具有代表性，本設計首先建立了一個轎車模型，它的有關參數(shù)是：車自重 , 寬 ,高 ,軸距 。為此，可以選擇采用雙升降臺同步舉升并采用共同底板的方式以滿足要求，此布置方案需要兩個液壓缸， 16 根支撐桿舉升。汽車能夠在升降臺上平穩(wěn)的停放就是臺板起了關鍵的作用。 根據(jù) 上面汽車尺寸參數(shù)，確定臺板的長度為 2600mm，寬度 450mm，材料采用熱軋鋼板。對其設計的成功與否關系到整個設計工作的成敗，選材 45 號鋼，熱軋鋼板。 2 2 2 2562 78m ax W l lc os W c osM l . N ml? ?? ? ? 當升降臺處于 最高位置， 30?? 時，軸向力最大，如圖 12254D 39。 下面再分析一下桿 1,對桿 1 作受力分析，如圖 湖北 理工學院畢業(yè)設計（論文） 26 對 D 點做力矩分析： 4 2 2 2 3Ax PW W l lF l s in l c o s c o s s in ( )? ? ? ? ?? ? ? ?，可得 AxF = 。 計算軸向力，同樣將桿 1 的受力分析圖再轉(zhuǎn)化為軸向力圖分析，如圖： 經(jīng)分析計算， CD 段受到的軸向壓縮力最大， 54929CDTN? 。 由此式可 以看出彎矩對工作應力 ? 的影響較軸向力要顯著的多，所以在計算時應以最大彎矩為主要計算對象。將 h= 代入上式： 最大工作應力 36165 1 7 0 2 1 . 30 . 0 1 M P a b m mb? ? ? ? ?。將叉桿要聯(lián)接到橫軸處的孔進行加長處理，使兩者接觸面積適當?shù)脑龃笠詼p小彎曲應力及及剪應力。 湖北 理工學院畢業(yè)設計（論文） 30 第五章 液壓式剪叉升降機構(gòu)的仿真 對剪叉式液壓升降機構(gòu)進行裝配，裝配結(jié)果如下圖。 剪叉式液壓升降臺仿真結(jié)束。 經(jīng)過四個月的畢業(yè)設計，使我們真正懂得了理論聯(lián)系實際的重要性。 通過這次設計，我們對機械設計的理論，自動控制原理及應用有了進一步認識，對升降機構(gòu)系統(tǒng)有了一定了解。衷心的感謝各位老師在這次設計過程中的精心指導，尤其是肖新華老師，他在每一個階段都認真的教導和耐心的講解，使我們能順利的走到現(xiàn)在。它好比一個燈塔，為我們指明了遠行的航向；好比一顆啟明星，為我們指明了前進的道路。這次設計正是將它們有機的結(jié)合起來，給我們一次在面對工作前最好的鍛煉機會。本人的設計步驟基本上按照傳統(tǒng)的機構(gòu)分析理論進行，但同時具有很多自己的新異，主要是對凸輪機構(gòu)的靜態(tài)和動態(tài)分析，進行不同角度的分析研究。 單擊 回放圖標，界面如下 回放界面 點擊 出現(xiàn)窗口 湖北 理工學院畢業(yè)設計（論文） 36 動畫控制界面 點播放鍵，機構(gòu)開始運動。作用于橫軸上的力P 是均勻分布的，分布距離為 60mm，故集度為： 6113680 1 .8 9 1 0 /0 .0 6q N m? ? ?，截面 O 上的最大彎矩為 0 .0 30 .8 0 .0 3 5 4 0 2 .42AM R q N m? ? ? ? ? ?，截面 C 和 D 上的剪力 56840AQ R N?? （這里沒有考慮剪力與彎矩的正負）。 橫軸的選取 選取套聯(lián)在活塞桿端部的橫軸，根據(jù)總體結(jié)構(gòu)布局確定橫軸長度需要220mm，由于是單耳環(huán)聯(lián)接，其內(nèi)徑 CD=50，橫軸的外徑也應為 50mm,但考慮到二者需要相對滑動，應使橫軸的外徑略小于 50mm,這里取 d=48mm。桿 1 的 C 截面擁有最大彎矩，即可以認為 C 截面擁有最大的工作應力。計算桿 1 該狀態(tài)下的工作應力，設叉桿橫截面積 A=bh,如圖： 則 該 狀 態(tài) 下 的 工 作 應 力 為 m a x 226 5 1 1 2 6 5 4 9 2 9 [ ] , [ ]CsN hM b h A b h n?? ? ???? ? ? ? ? 其中， ? —— 叉桿實際工作應力 , []? —— 材料許用應力， 湖北 理工學院畢業(yè)設計（論文） 28 s? —— 材料的極限應力，對于 45 號鋼，為 340Mpa n—— 安全系數(shù) ,一般為大于 1 的值，這里取 n=2。經(jīng)計算當 5?? 時， cR 有最大值，即擁有最大彎矩，同樣此時也擁有最大的軸向力。NN?? （正值為拉力，負值為壓力）。 確定叉桿的結(jié)構(gòu)材料及尺寸 對支撐叉桿進行受力分析 首先定義每根桿的名稱編號，如圖： 對于桿 桿 4 的活動鉸聯(lián)接在水平方向上除了摩擦力沒有其它外力，所以湖北 理工學院畢業(yè)設計（論文） 25 可以忽略不計，現(xiàn)在只考慮其豎直方向上的受力就可以了。需要說明的是臺板并不是一個簡單的鋼板，而是在下面有滑道，因為升降臺叉桿臂上有滑輪，滑道的作用就是使滑輪在滑道內(nèi)來回滑動，使升降臺完成舉升和回落動作。需要說明的是臺板并不是一個簡單的鋼板，而是在下面有滑道，因為升降臺叉桿臂上有滑輪，滑道的作用就是使滑輪在滑道內(nèi)來回滑動，使升降臺完成舉升和回落動作。由于這樣平均每個液壓缸承受的臺面載荷僅為9800N，所以采用左側(cè)布置液壓缸是完全可以的。 為了工作安全起見，要求舉升機在各高度上工作時都應自鎖，完工后可原速或緩速下降，在空載時也可實現(xiàn)快速下降，這在下面的液壓系統(tǒng)回路分析中會探討到。 湖北 理工學院畢業(yè)設計（論文） 22 圖 311 參數(shù)轉(zhuǎn)化過程 那么首先我們就要計算一下這樣的設計方案所采用的液壓缸的各項參數(shù)，然后再根據(jù)已求得的各項參數(shù)來具體確定一下此方案是否合理。綜合以上考慮，可以初步設想采用液壓缸布置在左側(cè)的方案。當起始 角為最小值 0? 、 0? 時，活塞推力為最大值 湖北 理工學院畢業(yè)設計（論文） 21 0P 。可見，活塞推力的減小是以活塞速度的提高為代價換來的。在液壓缸最高工作壓力限定的情況下，這將使得所用的液壓缸的直徑增大，以致在折合后的剪叉機構(gòu)中難以布置；或采用兩個直徑較小的液壓缸取代一個大直徑的液壓缸，不過這將增加一對液壓缸的支座，同時帶來機械加工、液壓缸安裝以及 液壓系統(tǒng)的復雜性，加大了整個裝置的成本。根據(jù)文獻《甘肅大學學報》的有關液壓缸驅(qū)動剪叉機構(gòu)的運動學及動力學分析一章，得知在這種布置方式的情況下，如圖： 圖 37 液壓缸布置在左側(cè) 液壓缸活塞運動速度與臺面升降速度的關系式為 22 2 c o s 2 s in ( )2 c o s ya l a lvvl ? ? ? ??? ? ? ?? （ 1） 活塞推力與臺面荷重的關系式為 2 c o ss in ( ) s in ( )lPWal ?? ? ? ?? ? ? ? （ 2） 式中， 1 1 1s in , ta n [ ta n ] , s in ( s in 2 )2h l a al l a d? ? ? ? ?? ? ??? ? ?? 。因此，我們針對實際升降臺剪叉機構(gòu)中液壓缸常 用的布置方式存在的問題，提出了另一種相對布置方式，將液壓湖北 理工學院畢業(yè)設計（論文） 17 缸布置在與之相對稱的左側(cè)，即與剪叉機構(gòu)的固定支點在同一側(cè)，來進一步分析討論。 由于采用了雙鉸接剪叉式結(jié)構(gòu)液壓升降平臺，在設備安裝時避免了挖地坑，不僅節(jié)省了費用，還給以后了設備維護和檢修帶來方便。水平固定剪叉式結(jié)構(gòu)公式如下： 2 2