【文章內(nèi)容簡介】 (27) NFGxDxCx 28543?? (28) M的最大值為： ? ?NWWFM 2870084cos300084cos90cos ??????? ? (29) 昆明學院畢業(yè)設(shè)計 小型剪叉 式液壓升降機 11 (a)升降機第四層總體受力情況 (b)升降機第四層結(jié)構(gòu)工作平臺、 AD 及 BC 桿受 力分析 圖 22 剪叉式升降機第四層總體受力分析 第三層剪叉臂受力分析 第三層剪叉臂的總體受力情況如圖 23a所示，對其中的剪叉臂 DE 及 CF進行單獨受力分析，如圖 23b 所示。根據(jù)平衡原理計算剪叉臂各鉸點處的受力大小，其計算式如下： M FM 昆明學院畢業(yè)設(shè)計 小型剪叉 式液壓升降機 12 FFFFF DCyFEy ???? yy (210) (a)升降機第三層總體受力情況 (b)升降機第三層結(jié)構(gòu) CF 及 DE 桿受力分析 圖 23 剪叉式升降機第三層總體受力分析 第二層剪叉臂受力分析 第二層剪叉 臂的總體受力情況如圖 24a所示，對其中的剪叉臂 EH 及 FG進行單獨受力分析，如圖 24b 所示。根據(jù)平衡原理計算剪叉臂各鉸點處的受力大小，其計算式如下： FFFFF FEyHGy ???? yy (211) 昆明學院畢業(yè)設(shè)計 小型剪叉 式液壓升降機 13 FN的最大值為： ? ?NWWN FM 2870084cos300084cos90cos ???????? ? (212) (a)升降機第二層總體受力情況 (b)升降機第二層結(jié)構(gòu) FG 及 EH 桿受力分析 圖 24 剪叉式升降機第二層總體受力分析 第一層剪叉臂受力分析 第一層剪叉臂的總體受力情況如圖 25a所示，對其中的剪叉臂 GO 及 HI進行單獨受力分析，如圖 25b 所示。根據(jù)平衡原理計算剪叉臂各鉸點處的受力大小，其計算式如下： FFFFF DCyFEy ???? yy (213) 昆明學院畢業(yè)設(shè)計 小型剪叉 式液壓升降機 14 (a)升降機第一層總體受力情況 (b)升降機第一層結(jié)構(gòu)底座、 GO 及 HI 桿受力分析 圖 25 剪叉式升降機第一層總體受力分析 昆明學院畢業(yè)設(shè)計 小型剪叉 式液壓升降機 15 第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計 材料的選用 選用材料的性能系數(shù) 本設(shè)計的突出重點在于自 重輕，因此，選用的材料為鋁合金。鋁合金的外觀好、質(zhì)輕、可機加工、物理和力學性能好，且抗腐蝕性能好。 本設(shè)計選用的鋁合金材料是 5A06。本設(shè)計的升降機要經(jīng)常在露天或潮濕的環(huán)境中使用，要具有抗腐蝕性強、強度高、易焊接等特點，而 5A06 鋁合金可以滿足這些條件。 表 31 5A06 的性能系數(shù) 抗剪強度?/MPa? ?b ? %? 165 314 147 15 鋁方棒理論重量（每米長） G/1 (5A06 方鋁 ) G=2310aK ?? K= 式中 a為方鋁邊長，單位為 mm。 強 度校核計算 剪叉臂的抗彎強度校核計算 在本設(shè)計中，選用 30mm 50mm 的鋁棒，機加工成如圖31 的橫截面，長度為 1200mm。每根剪叉臂的重量約為 kgG 3?? ????? ? 圖 31 選用的鋁棒的橫截面 昆明學院畢業(yè)設(shè)計 小型剪叉 式液壓升降機 16 我們把材料破壞時的應(yīng)力稱為極限應(yīng)力，用?u表示。脆性材料斷裂時的應(yīng)力是強度極限?b，因此，對于脆性材料b作為極限應(yīng)力；塑性材料屈服時出現(xiàn)明顯的塑性變形，此時的應(yīng)力是屈服點，故此，對于塑性材料取屈服點? ??或 為其極限應(yīng)力。 許用應(yīng)力： ? ?（脆性材料）塑性材料nnbbss???? )({nu ?? (31) 式中，大于 1 的因素?s或nb稱為安全因數(shù)。 為了保證構(gòu)件安全可靠地正常工作，必須使構(gòu)件內(nèi)最大工作應(yīng)力不超過材料的許用應(yīng)力，即 ????max (32) 稱為強度條件。對于軸向拉壓等直桿， (25)可簡寫為 ? ??? ?? AFN m ax,m ax (33) 強度條件是判斷構(gòu)件是否滿足 強度要求的準則。 設(shè)計截面 ： 若已知構(gòu)件所受的載荷及材料的許用應(yīng)力，則可由強度條件式，得 ? ??FNA max,? (34) 由此確定出構(gòu)件所需要的橫截面面積。 本設(shè)計的承重為 150KG,自重為 150KG,底座部分重約 80 KG,支撐和工作平臺約為，起重重量為KGG1501? KGN ??，跨度為 =1200mm,許用應(yīng)力???314MPa，由第二章得剪叉臂所受的最大力為KNNFF M ??。計算簡圖如圖 32a。 解： 由 F作用而引起的Mz圖 （圖 32b） ,其最大彎矩 昆明學院畢業(yè)設(shè)計 小型剪叉 式液壓升降機 17 mKNFlMZF ????? ,=?m （ 35） 只考慮此彎矩的強度條件為 ? ??? ?? WMZZF ma x,ma x (36) 所以 ? ??MW ZFZ max,?=3435363 mmm ?????? ? (37) 圖 32 設(shè)計的長度為 =1200mm, 所以，24 mmLVA ???? （ 38） 但是 2mm的方鋁尺寸太小，因此這里選用最小截面為mmmm5020?的方鋁。 昆明學院畢業(yè)設(shè)計 小型剪叉 式液壓升降機 18 AFN?? ???? （ 39） 所以 ? ??NA? （ 310） 又知，KNFN ?= ?? （ 311） ? ? 2252 31 4 mmmA F N ?????? ??? （ 312） 在設(shè)計時選用槽型方鋁的尺寸為210005020 mm??， 210005020 mm?? ?，所以設(shè)計的強度符合要求。 連接螺栓的抗剪強度計算 在升降機工作過程中，兩塊連接桿要用螺栓連接起來，才能構(gòu)成剪叉式，因此，連接桿受到剪 切力的作用。在本設(shè)計中選用直徑為 20mm 的螺栓。內(nèi)六角螺栓的長度為 540mm,外六角螺栓的長度為 100mm。在計算中，承重為 150kg,剪叉臂、液壓缸和工作平臺的重量約為 70kg。校核計算如下： 螺栓受力如圖 32 所示。 AFs??得 （ 313） ?SA? （ 314） 由表 31 得?165MPa, KNKGKGKGF ????, （ 315） ?A165102. 3?=2 （ 316） 22 41 Rr ?? ? （ 317） ?Ar= ??? （ 318） R=D=13mm,根據(jù) GB/T 1932021 得， 沒有 D=13mm 的公稱直徑， 所以，選用 D=20mm 的螺栓符合強度要求。 昆明學院畢業(yè)設(shè)計 小型剪叉 式液壓升降機 19 工作平臺的設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè) 計 工作平臺是為了給工作人員提供一個作業(yè)平臺，并擺放一定質(zhì)量的工具和材料，最重要的作用是保證操作人員的安全。在設(shè)計時為了保證平臺的重心，每根連桿與水平面的夾角最大值為 45176。所以，工作吊籃的長寬高分別為 1200mm、640mm、 1200mm。為了保證升降機能進入狹小空間，工作平臺護欄部分設(shè)計成可折疊式，分為兩部分，每部分高為 440mm。實際結(jié)構(gòu)如圖 33所示。 圖 33 工作吊籃結(jié)構(gòu)圖 強度校核設(shè)計 工作吊籃最重要的部分是底部，既要保證輕量化又要保證承重力夠，因此，采用鏤空式設(shè)計?？?架采用空心方鋁，底板用鏤空鋁板，側(cè)面護欄采用空心鋁管。 （ 1）空心方鋁的強度校核計算： 根據(jù)圓棒、方棒和六角棒鋁材的尺寸和重量（ GB/T31911988）取 a=25mm。 吊籃承重和自重總重約為 170kg,小于 220kg,因此， A=7mm2 就滿足條件。 aaA 212?? （ 319） 因此 21 aAa ?? （ 320） 無解，所以 取 20mm，就滿足條件。結(jié)構(gòu) 簡圖如圖 34。 a=25mm，1=20mm，L=80mm。 昆明學院畢業(yè)設(shè)計 小型剪叉 式液壓升降機 20 圖 34 空心方鋁 （ 2） 空心鋁管的強度校核計算： 空心鋁管作為護欄，強度不用太大，外徑 D取 20mm,內(nèi)徑 d取 16mm。 底座是整個升降機的支撐部分和動力行走部分，底座的底部裝有四個輪子，四個輪子都可以轉(zhuǎn)向，這樣大大減小了轉(zhuǎn)彎半徑。底座上還有四個支撐架，支撐架的作用是擴大支撐面積，使升降機在工作時更加穩(wěn)固。支撐架可以伸縮，又內(nèi)外兩個部分組成。 底座的框架設(shè)計 底座的作用是在其底部安裝輪子，在其內(nèi)部安放液壓泵、液壓油箱、蓄電池和控制電器，在其上方安裝升降部件。底座的尺寸為：長 1200mm，寬 600mm，高300mm。結(jié)構(gòu)如圖 35。 圖 35 底部結(jié)構(gòu)圖 昆明學院畢業(yè)設(shè)計 小型剪叉 式液壓升降機 21 輪子的設(shè)計 輪子選用上海家晴悅五金機電有限公司的優(yōu)質(zhì)高彈天然橡膠萬向輪如圖36,37。 圖 36