【文章內(nèi)容簡介】 部分，并以左段為研究對象。由于原來的梁處于平衡狀態(tài)，所以梁的左段仍應(yīng)處于平衡狀態(tài)。 。作用于左段上的力，除了 F6 和 F7 外，在截面還有右段對它作用的內(nèi)力。把這些力投影于 Y 軸， ，其總和應(yīng)等于零。這樣就求出那個與橫截面相切得內(nèi)力，即剪力 FS。它是與橫截面相切得分布內(nèi)力系的合力。若把左段上的所有外力和內(nèi)力對截面得形心取矩，其力矩總和應(yīng)等于零。這樣就得到以各內(nèi)力偶矩 M，即為橫截面得彎矩。 ，進(jìn)而求得此梁的強度和剛度，然后再和材料所能承受的最大剛度和強度進(jìn)行校核，從而得到活動梁的校核全過程。 安陽工學(xué)院學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 10 頁 活動梁受力分布圖圖 受力剪力彎矩圖 安陽工學(xué)院學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁 活動梁各處剪力、彎矩計算由已知可得到各段的數(shù)據(jù)L1=750mm。 L2=1900mm。 L3=600mm。 L4=2500mm。 L5=2500mm； L6=225mm； L7=2275mm； L8=1115mm由已知可得到各處的壓力F1 =G 卷 +G 車 =281000g+21000g =3105NF2=F3=F4=F5=281000g=105N根據(jù)上頁剪力圖，由靜力平衡方程ΣMB=0 。 ΣMA=0求得支反力為 5 (631056810)????? ??F6 =F1+F2+F3+F4+F5F7 =4105 +3105 =105N如剪力圖所示，根據(jù)各卷重量和支撐力可求得各點剪力FS1=3105N Fs2=F6F1=1053105=105NFs3=F6F1F2=1053105 =1105 NFs4=F3Fs3=1051105=105NFs5=F7F5=105=105NFs6=105N根據(jù)剪力和各點距離，求得各點的彎矩M1=F1L2 =31051900 安陽工學(xué)院學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 12 頁 =108NmmM2=F6L3F1(L2+L3) =1056003105(1900+600) =108NmmM3=F1(L2+L3+L4)F2L4+F6(L3+L4) =3105(1900+600+2500)1052500+105(600+2500) =108NmmM4=F6(L3+L4+L5)F1(L2+L3+L4+L5)F2(L4+L5)F3L5 =105(600+2500+2500)3105(1900+600+2500+2500)105(2500+2500)1052500=108NmmM5=F5L7 =1052275 =108Nmm 活動梁的強度校核計算梁的橫截面示意圖如下 圖 梁得橫截面示意圖利用下面公式 2ZIydA?? 安陽工學(xué)院學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13 頁1ZSAyd???339340(6)02[ ]????262().81ZS????56axmax ???????由材料力學(xué)書 154 頁公式 可知max[]10MPa??所以此梁滿足應(yīng)力強度條件，經(jīng)校核合格。由橫截面求得面積A=40080+72060=32022+43200=75200mm2V=AL=A(L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+L8) =75200(750+1900+600+2500+2500+225+2275+1115) ≈892022000=108 mm3=q=ρV=7850=181。= =????由上可知梁的總質(zhì)量為 　　 液壓缸工作壓力的確定液壓缸工作壓力主要是根據(jù)載荷大小和液壓設(shè)備的類型而定，對于不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件的不同，通常采用的壓力范圍也不同。參照下表步進(jìn)梁屬于中型機械，故選取工作壓力 P1 為 16MPa下表為液壓設(shè)備常用的工作壓力： 安陽工學(xué)院學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁表 液壓設(shè)備常用的工作壓力機 床機械類型磨床組合機床龍門刨床拉床中小型工程機械建筑機械液壓機大中型挖掘機重型機械工作壓力 MPa ～ 3～5 2～88～1010～1820～32由機械手冊執(zhí)行元件背壓力表查得回油路較復(fù)雜的工程機械的背壓力為～3，本系統(tǒng)選取液壓缸回油腔壓力 P2=2MPa。 步進(jìn)梁橫移液壓缸主要技術(shù)參數(shù)的確定 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿 d 的確定步進(jìn)梁橫移液壓缸示意圖如圖所示圖 橫移液壓缸的簡易圖液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 按工作壓力的關(guān)系 安陽工學(xué)院學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁表 工作壓力表工作壓力 MPa ≤ ～ ≥d/D ～ ～ 由表可以看出系統(tǒng)的工作壓力為 16MPa7MPa，所以選取 d/D=。利用下公式求：　　　　　　　　　　 )]1([42?????pFDcm式中　　　 F—工作循環(huán)中最大的外載荷；　　　　　 cm?—液壓缸的機械效率，一般取 ～；　　　　　248。—桿徑比，248。＝d/D。 液壓缸流量的計算 液壓缸的流量與缸徑和活塞運動有關(guān)。當(dāng)液壓缸供油量 Q 不變時，除去在行程開始時有個一個加速區(qū)和在行程結(jié)束錢有一個減速區(qū)外，活塞在行程的中間大多保持恒定運動速度 vm。 液壓缸的流量 為：Q cvmAQ?? 式中 cv?—液壓缸的容積效率。 受活塞和活塞桿密封圈以及行程末端緩沖機構(gòu)所能承受的動能限制，活塞運度不宜過大。 橫移液壓缸參數(shù)的計算 由上面所選，工作壓力為 16MPa，故選擇桿徑比 248。=，背壓為 2MPa。橫移液壓缸在拖動帶卷橫移時角度近乎水平且同時水平拖動 5 個帶卷，還有梁的重量 105N，故負(fù)載 F=181。N=(3105+1054+105) =105N 安陽工學(xué)院學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 16 頁 式中 181?！Σ烈驍?shù)，由電子版《機械設(shè)計手冊》常用材料的摩擦因數(shù)查得有潤滑的鋼鋼的摩擦因數(shù)為 所以液壓缸內(nèi)徑為： =[(.7)]D???? 活塞桿 d==141= 查電子版機械設(shè)計手冊液壓缸的主要參數(shù)，將所求值圓整可得D=160mm,d=125mm。橫移液壓缸流量的計算： ????? 步進(jìn)梁升降液壓缸主要技術(shù)參數(shù)的確定 升降液壓缸液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定圖 升降液壓缸的簡易圖由步進(jìn)梁概述及裝配圖可知活動梁升降運動采用液壓缸驅(qū)動曲柄連桿機構(gòu)來實現(xiàn)，曲柄連桿機構(gòu)簡圖如下 安陽工學(xué)院學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 17 頁　　　　　圖 曲柄連桿簡圖　　　對曲柄連桿機構(gòu)進(jìn)行受力分析，示意圖如 圖 受力分析示意圖由簡圖可知， ????10,8,120AmOPA由以上條件可得 4222??????故可推出 安陽工學(xué)院學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18 頁???????????由理論力學(xué)平面力系分析的相關(guān)知識可知若要求力 F，需將此機構(gòu)上的所有力對 P 點取矩，該機構(gòu)作用活塞桿驅(qū)動力 F，和 G，又因為活動梁由兩部分連桿機構(gòu)支撐，故 6555 ??????G對 P 點取矩可得下式： ???? GFOBF可求得F=105N已知升降液壓缸的工作壓力 P1=16MPa,?????可求得：D==233mm查電子版機械設(shè)計手冊液壓缸的主要參數(shù)，將所求值圓整可得D=250mm,d=180mm。 升降液壓缸流量的計算 ????? 選擇液壓缸 使用工況及安裝條件 1）工作中由劇烈沖擊時，液壓缸的缸筒、端蓋不能用脆性材料，故選用無縫鋼管。 2）排氣閥需裝在液壓缸液空腔的最高點，以便排除空氣。 3）采用長行程液壓缸時，需綜合考慮選用足夠剛度的活塞桿和安裝中隔 安陽工學(xué)院學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19 頁圈。 4）當(dāng)工作環(huán)境污染嚴(yán)重，有較多的灰塵、砂、水分等雜質(zhì)時，需采用活塞桿防護(hù) 套。 5）安裝方式與負(fù)載導(dǎo)向。安裝方式與負(fù)載導(dǎo)向直接影響活塞桿的彎曲穩(wěn)定性。 （a）耳環(huán)安裝 作用力處在一平面內(nèi)。 （b）耳軸安裝 作用力處在一平面內(nèi)。通常較多采用的是前端耳軸和中間耳軸。后端耳軸只用于小型短行程液壓缸上，因它的支撐長度較大，影響活塞彎曲穩(wěn)定性。 （c）法蘭安裝 作用力支承中心處在同一軸線上。法蘭與支承座的連接應(yīng)使法蘭面承受作用力，而不應(yīng)使固定螺釘承受拉力。 （d）底座安裝 前端底座需用定位螺釘或定位銷，后端底座則用較松螺孔，以允許液壓缸受熱時，缸筒能伸縮。 （e）負(fù)載安裝 液壓缸活塞不應(yīng)承受側(cè)面負(fù)載力，否則，必然使活塞桿直徑過大，導(dǎo)向套長度過長。因此通常對負(fù)載加裝導(dǎo)向裝置。 步進(jìn)梁橫移液壓缸的選擇見下表表 液壓缸型號型號 活塞桿直徑/mm 推力/N 拉力/N 最大行程/mmHSG F140/100E48211250 125 608210 286510 2640 液壓泵及電機的選擇 確定液壓泵的最大工作壓力 PpPp????1式中 P1——液壓缸最高壓力 MPa； ——從液壓泵出口到液壓缸入口之間總的管路損失。 P??可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取：管路簡單、流速不大，取 P??=（～1）MPa 。管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)速閥的系統(tǒng)取 安陽工學(xué)院學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 20 頁P??=（1～ 2）MPa. 本系統(tǒng)初選 P??=2MPa。得 Map1826??? 確定液壓泵的流量 Qp 多個液壓執(zhí)行元件同時動作的系統(tǒng)，其液壓泵的最大流量要大于同時動作的執(zhí)行元件所需的最大流量，并考慮系統(tǒng)的泄漏，即 maxKp?? 式中 K——系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，一般?。ā?） 大流量取小值，小流量取大值，本系統(tǒng) K=。 maxQ?——同時動作的液壓執(zhí)行元件的最大流量。對于工作過程節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還須加上溢流閥的最小溢流量，一般取 104m3/s,本系統(tǒng)三個缸不是同時動作，選取流量最大的橫移液壓缸估算液壓泵的流量，即 max=得 min/ LQKp ????本液壓系統(tǒng)選用二個液壓泵，一臺工作，一臺備用。在一臺出現(xiàn)故障時，可以啟動備用泵，以保證系統(tǒng)正常工作，從而避免較大的損失。又由以上計算出的泵的流量選取柱塞泵，該泵具有精度高、密封性好、工作壓力高等特點。技術(shù)參數(shù)如下表 泵的參數(shù)表型號 排量（mL/r） 額定壓力(MPa) 額定轉(zhuǎn)速（r/min） 驅(qū)動功率/KW160MCY141B 160 32 1000 選擇電機 電機驅(qū)動液壓泵工作，根據(jù)液壓泵的驅(qū)動功率進(jìn)行選擇。選擇 Y3 系列三相異步電機，Y3 系列是在 Y 系列、Y2 系列基礎(chǔ)上采用新材料，新工藝設(shè)計的。 安陽工學(xué)院學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 21 頁該系列電動機采用優(yōu)質(zhì)的冷軋硅鋼片作為導(dǎo)磁材料，具有設(shè)計新穎、造型美觀、噪聲低、轉(zhuǎn)矩高、起動性能好、結(jié)構(gòu)緊湊、使用維護(hù)方便等特點。具體選擇型號見下表Y3 型電機的主要技術(shù)參數(shù)表 電機參數(shù)表型號 額定功率/KW滿載時電壓/v 轉(zhuǎn)數(shù) r/min 電流/A 效率（%）Y3315S2 110 380 2975 安陽工學(xué)院學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）