【文章內(nèi)容簡介】 （3）截面寬度z的計算 （39) （310） (311)連立式子（39）、（310）、（311）根據(jù)上述計算結(jié)果在Pro/E中建立節(jié)臂3的三維模型如圖34： 圖34 節(jié)臂3的三維模型圖3 臂架鉸接處各部件的選擇及其計算 （1）液壓缸的選擇臂2與臂3的鉸接簡圖如圖35所示：圖35 臂2與臂3的鉸接簡圖根據(jù)上文的分析知在臂架處于圖36的狀態(tài)是臂架3產(chǎn)生的彎矩是最大的，m 根據(jù)文獻(xiàn)[14,155]表437HSG系列工程液壓缸的結(jié)構(gòu)、型號說明和技術(shù)規(guī)格查得選用HSG63/45AEEZ1行程為800mm的工程液壓缸。選擇該液的主要數(shù)據(jù)依據(jù)如下：式中 F——液壓缸的最大推力 ，L長短合理可以增加臂架的穩(wěn)定性。因此選擇HSG63/45AEEZ1液壓缸。 （2） 節(jié)臂3鉸接處銷釘直徑及其桿2截面尺寸的計算 為了保證臂架驅(qū)動液壓缸的安全，銷釘及其連桿的計算力矩及其力的來源全部采用臂架自身因各種因素產(chǎn)生的力和彎矩來計算。這樣可以使在液壓缸受到破壞前銷釘或支撐桿先出現(xiàn)問題。銷釘直徑dd2的計算： 用于支撐節(jié)臂3的桿2的力偶L4可通Pro/E過找出臂架承受最大彎矩時桿2與臂架的連接簡圖去測量出來，桿2與臂架的連接簡圖如圖36所示圖36 桿2與臂架的連接簡圖銷釘采用45鋼，它的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度計算銷釘?shù)闹睆剑? 由剪切強(qiáng)度條件得： 根據(jù)力的相互作用原理可知，在節(jié)臂2與節(jié)臂3連接處的銷釘在材料相同時它的直徑d2=d1。節(jié)臂3桿2截面的尺寸的計算 ；其立體圖見圖38圖37 桿2形狀圖由許用壓應(yīng)力強(qiáng)度條件：得 根據(jù)材料力學(xué)分析可知要校核壓桿的穩(wěn)定性，通過分析可用下式計算該支撐桿的直徑。 （312） （313） （314） （315）式中 Fcr——壓桿的臨界力 nst——安全因數(shù)， E——45彈性模量， I——慣性矩 μ——壓桿長度系數(shù)， 聯(lián)立（312）、（313）、（314）、（315）式子并帶入數(shù)據(jù)可得綜合上述計算取根據(jù)計算結(jié)果可畫出桿2的具體圖形如圖38所示：圖38 支撐桿2的具體圖形銷釘直徑ddd5的計算 節(jié)臂3鉸接處連接桿1的銷釘?shù)氖茏畲罄r的受力簡圖如圖39所示：圖39 節(jié)臂3鉸接處連接桿1的銷釘?shù)氖茏畲罄r的受力簡圖銷釘采用45鋼，它的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度計算銷釘?shù)闹睆? 由剪切強(qiáng)度條件得 根據(jù)力的相互作用原理可知，在桿1與桿2連接處的銷釘承受的剪切力大小相等方向相反，又由圖39知F明顯小于F1，因此有d5=d4=d3= 。桿1截面尺寸的計算 桿1受到最大拉力時，它的最小截面形狀如圖310；其立體圖見圖311。圖中材料為45，.根據(jù)受力分析可得下列式子：桿1受的最大拉力 通過上述式子可求得：，取又因?yàn)闂U1承受的壓力遠(yuǎn)小于拉力故不用做考慮，綜上可畫出桿1的立體圖如圖311：圖311 桿1立體圖 節(jié)臂2尺寸及其鉸接零件尺寸的計算 1 臂架截面高度y的計算第2節(jié) 節(jié)架垂臂架承受的垂直方向的載荷主要有：節(jié)臂2自重、節(jié)臂臂架管及其臂架管內(nèi)混凝土的重力。圖312中 式中 G12——節(jié)臂2的臂架管及其管內(nèi)混凝土的重量G1——節(jié)臂3的臂架管及其管內(nèi)混凝土的重量，G2——軟管及其管內(nèi)混凝土和人工牽引力等效作用力，G3——節(jié)臂3的重量 G4——節(jié)臂2與節(jié)臂3鉸接處液壓缸和支撐桿的重量，L12——節(jié)臂2的臂架管及其管內(nèi)混凝土重心相對節(jié)臂2與節(jié)臂1鉸接處的距離 L22——節(jié)臂2的臂架管支撐點(diǎn)到節(jié)臂2與節(jié)臂1鉸接處的距離 Kd——動載荷系數(shù)，其中節(jié)臂2上的載荷分布簡圖如圖312：圖312 節(jié)臂2上的載荷分布簡圖 。在以節(jié)臂1與節(jié)臂2鉸接處為笛卡爾坐標(biāo)原點(diǎn)時。根據(jù)材料力學(xué)分析在考慮臂架自身重量時，臂架承受的彎有兩部分組成：1臂架自身重力產(chǎn)生的彎矩MB、2節(jié)臂2及其臂架管及其管內(nèi)混凝土重力對節(jié)臂2的彎矩與整個節(jié)臂3節(jié)臂2彎矩之和MA。根據(jù)受力分析得在X坐標(biāo)軸處坐標(biāo)為X的右側(cè) （315） （316） （317） （318） (319)式中 ρ——Q550鋼板的密度， h——Q550鋼板的厚度， Kd——動載荷系數(shù)， [σ]——Q550的許用應(yīng)力， σs——Q550的屈服強(qiáng)度， σb——Q550的抗拉強(qiáng)度， Mb3——節(jié)臂3與節(jié)臂2鉸接的處的彎矩，其中 聯(lián)立式子（315）、（316）、（317）、（318）、（319）并帶入相應(yīng)的數(shù)據(jù)可得出式子： （320） 該方程在Pro/E中求曲線的編程較復(fù)雜，本次設(shè)計采取取樣的方式：(m)取一個點(diǎn)，y(m)只取正值。y隨x依式（320）變化得表（35）：表35 y隨x依式（320）變化表x04y在Pro/E中畫出擬合出該曲線如圖313 圖313 節(jié)臂2截面高度變化曲線圖 2 節(jié)臂橫截面寬度的計算 、178。 、178。 ， （1）節(jié)臂2的風(fēng)載荷的計算風(fēng)力大小的計算 根據(jù)文獻(xiàn)[13,23]表3Pg23表3表37知 節(jié)臂2風(fēng)載荷： 式中c——風(fēng)載體型系數(shù)值，Kh——高度修正系數(shù)， q——標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓值，（N/m178。） Ffb2——節(jié)臂2本身的風(fēng)載荷，NFfg2——節(jié)臂2的臂架管的風(fēng)載荷，N風(fēng)力產(chǎn)生的水平彎矩的計算式中 L42——節(jié)臂2型心與節(jié)臂2鉸接處的距離 Mf2——由風(fēng)力引起節(jié)臂2鉸接處的水平彎矩 （2）節(jié)臂2制動載荷的計算 分析可知臂架一字展開水平澆注時的制動力是最大的，這種狀態(tài)下節(jié)臂3端點(diǎn)的切向速度為30m/min，切向加速度為。制動力的計算 臂架部分因制動產(chǎn)生的慣性力 式中 Fzb2——節(jié)臂2臂架部分因制動產(chǎn)生的慣性力 ab2——節(jié)臂2質(zhì)心的加速度 m——節(jié)臂2的質(zhì)量其中 臂架管因制動產(chǎn)生的慣性力式中 Fzg2——臂架管因制動產(chǎn)生的慣性力 ag2——節(jié)臂2的臂架管的質(zhì)心加速度 m——節(jié)臂2的臂架管的質(zhì)量其中 制動力產(chǎn)的水平彎矩Mz2的計算 （3） 截面寬度z的計算： （321) （322） (323) 聯(lián)立式子（321）、（322）、（323）并代入數(shù)據(jù)可求得節(jié)臂2在水平方向承受的最大彎矩處的節(jié)臂寬度：。根據(jù)上述計算結(jié)果在Pro/E中建立節(jié)臂2的三維模型如圖314： 圖314 節(jié)臂2的三維模型圖3 臂架鉸接處各部件的選擇及其計算 （1） 液壓缸的選擇 節(jié)臂1與節(jié)臂2的鉸接簡圖如圖315所示：圖315 臂1與臂2的鉸接簡圖根據(jù)上文的分析知在臂架處于圖315的狀態(tài)是臂架3產(chǎn)生的彎矩是最大的，m 根據(jù)文獻(xiàn)[14,144]表437HSG系列工程液壓缸的結(jié)構(gòu)、型號說明和技術(shù)規(guī)格查得選用HSG125/90AEEZ1行程為800mm的工程液壓缸。選擇該液的主要數(shù)據(jù)依據(jù)如下：式中 F——液壓缸的最大推力由上算出，L長度合適，可以增加臂架的穩(wěn)定性。因此選擇HSG125/90AEEZ1液壓缸 （1） 節(jié)臂2鉸接處銷釘直徑d及其桿2截面尺寸的計算銷釘直徑dd2的計算 用于支撐臂架2的桿2的力偶長度L4可通過Pro/E軟件測出來如圖316： 圖316 臂架2支撐桿簡圖通過Pro/E可分析出 式中Fs——銷釘1承受的剪切力銷釘采用45鋼，它的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度計算銷釘1的直徑d1：由剪切強(qiáng)度條件：得： 根據(jù)力的相互作用原理可知，在節(jié)臂1與節(jié)臂2鉸接處銷釘2承的剪切力與銷釘1承受剪切力大小相等方向相反。因此有桿2截面的尺寸的計算： ，其立體圖如圖318所示 圖317 節(jié)臂2支撐桿桿2簡圖圖中 、sd1未知、由許用壓應(yīng)力強(qiáng)度條件：得 ：由壓桿的穩(wěn)定可知： （324） （325） （326）式中Fcr——壓桿的臨界力 nst ——安全因數(shù)，E——45彈性模量， I——慣性矩 μ——壓桿長度系數(shù)， 聯(lián)立（324）、（325）、（326）式子并帶入數(shù)據(jù)可得：綜上可知取sd1的大值，根據(jù)計算結(jié)果可畫出桿2的具體圖形如圖318所示圖318 支撐桿2立體圖 銷釘5直徑ddd5的計算 節(jié)臂2鉸接處連接桿1銷釘?shù)氖茏畲罄r的受力簡圖如圖319所示圖319 節(jié)臂2鉸接處連接桿1銷釘?shù)氖茏畲罄r的受力簡圖采用45鋼，它的抗拉強(qiáng)度σs≧600MPa、屈服強(qiáng)度σb≧355MPa[σ]=(+)/n=（600﹢355）/=265Mpa[τ]=[σs]/3189。=/3189。355=245MPa計算銷釘3的直徑d3 由剪切強(qiáng)度條件： As≧Fs/[τ]得： 根據(jù)力的相互作用可知，銷釘3與銷釘4承受大小相等方向相反的剪切力。，故取d5=d4=d3=桿1截面尺寸的計算 桿1受到最大拉力時，它的截面形狀如圖320：圖320 桿1受到最大拉力時的截面形狀圖圖中材料為45，H=A1=2sd1[σ]=265 MPa式中——桿1受的最大拉力，F(xiàn)1=通過上述式子可求得 Sd1≧，因?yàn)闂U1主要承受拉應(yīng)力因此它的壓應(yīng)力和壓桿穩(wěn)定性就不行計算和校核。根據(jù)計算結(jié)果可畫出桿1如圖321圖321 桿1立體圖 節(jié)臂1尺寸及其鉸接零件尺寸的計算 1 臂架截面高度y的計算 第1節(jié)臂架垂臂架承受的垂直方向的載荷主要有：臂架1自重、臂架臂架臂架管及其臂架管內(nèi)混凝土的重力。圖222中： F=F1+F2= F1=G12L12/L22Kd= F2=（G1+G2+G3+G4+G5+G6）Kd=式中 G12——節(jié)臂1的臂架管及其管內(nèi)混凝土的重量 G1——節(jié)臂2及節(jié)臂3的臂架管及其管內(nèi)混凝土的重量 G2——節(jié)臂3的軟管及其管內(nèi)混凝土和人工牽引力等效作用力 G3——節(jié)臂3的重量 G4——節(jié)臂2與節(jié)臂3鉸接處液壓缸和支撐桿的重量 G5——節(jié)臂2的重量 G6——節(jié)臂1與節(jié)臂2鉸接處驅(qū)動液壓缸及其支撐桿的重量 L11——節(jié)臂1的臂架管及其管內(nèi)混凝土重心相對節(jié)臂1與基座鉸接處的距離 L21——節(jié)臂1的臂架管支撐點(diǎn)到節(jié)臂1與基座鉸接處的距離 Kd——動載荷系數(shù)，一般取Kd=其中 G12=（3+2++）52kg/m G1=(7+++）52kg/m G3=109kg G2= G4=392N G5=3087N G6=1019N L12=L21/2= L21=節(jié)臂1上的載荷分布簡圖如圖322：圖322 節(jié)臂2上的載荷分布簡圖 與節(jié)臂2相同節(jié)臂1采用的也是h=。在以基座與節(jié)臂1鉸接處為笛卡爾坐標(biāo)原點(diǎn)時，XYZ軸的分布如圖31所示。根據(jù)材料力學(xué)分析在考慮臂架自身重量時