【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (27) NFGxDxCx 28543?? (28) M的最大值為： ? ?NWWFM 2870084cos300084cos90cos ??????? ? (29) 昆明學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型剪叉 式液壓升降機(jī) 11 (a)升降機(jī)第四層總體受力情況 (b)升降機(jī)第四層結(jié)構(gòu)工作平臺(tái)、 AD 及 BC 桿受 力分析 圖 22 剪叉式升降機(jī)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(duì)其中的剪叉臂 DE 及 CF進(jìn)行單獨(dú)受力分析，如圖 23b 所示。根據(jù)平衡原理計(jì)算剪叉臂各鉸點(diǎn)處的受力大小，其計(jì)算式如下： M FM 昆明學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型剪叉 式液壓升降機(jī) 12 FFFFF DCyFEy ???? yy (210) (a)升降機(jī)第三層總體受力情況 (b)升降機(jī)第三層結(jié)構(gòu) CF 及 DE 桿受力分析 圖 23 剪叉式升降機(jī)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(duì)其中的剪叉臂 EH 及 FG進(jìn)行單獨(dú)受力分析，如圖 24b 所示。根據(jù)平衡原理計(jì)算剪叉臂各鉸點(diǎn)處的受力大小，其計(jì)算式如下： FFFFF FEyHGy ???? yy (211) 昆明學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型剪叉 式液壓升降機(jī) 13 FN的最大值為： ? ?NWWN FM 2870084cos300084cos90cos ???????? ? (212) (a)升降機(jī)第二層總體受力情況 (b)升降機(jī)第二層結(jié)構(gòu) FG 及 EH 桿受力分析 圖 24 剪叉式升降機(jī)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(duì)其中的剪叉臂 GO 及 HI進(jìn)行單獨(dú)受力分析，如圖 25b 所示。根據(jù)平衡原理計(jì)算剪叉臂各鉸點(diǎn)處的受力大小，其計(jì)算式如下： FFFFF DCyFEy ???? yy (213) 昆明學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型剪叉 式液壓升降機(jī) 14 (a)升降機(jī)第一層總體受力情況 (b)升降機(jī)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(jī)第一層總體受力分析 昆明學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型剪叉 式液壓升降機(jī) 15 第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 材料的選用 選用材料的性能系數(shù) 本設(shè)計(jì)的突出重點(diǎn)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(jī)加工、物理和力學(xué)性能好，且抗腐蝕性能好。 本設(shè)計(jì)選用的鋁合金材料是 5A06。本設(shè)計(jì)的升降機(jī)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(qiáng)、強(qiáng)度高、易焊接等特點(diǎn)，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(qiáng)度?/MPa? ?b ? %? 165 314 147 15 鋁方棒理論重量（每米長(zhǎng)） G/1 (5A06 方鋁 ) G=2310aK ?? K= 式中 a為方鋁邊長(zhǎng)，單位為 mm。 強(qiáng) 度校核計(jì)算 剪叉臂的抗彎強(qiáng)度校核計(jì)算 在本設(shè)計(jì)中，選用 30mm 50mm 的鋁棒，機(jī)加工成如圖31 的橫截面，長(zhǎng)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(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型剪叉 式液壓升降機(jī) 16 我們把材料破壞時(shí)的應(yīng)力稱為極限應(yīng)力，用?u表示。脆性材料斷裂時(shí)的應(yīng)力是強(qiáng)度極限?b，因此，對(duì)于脆性材料b作為極限應(yīng)力；塑性材料屈服時(shí)出現(xiàn)明顯的塑性變形，此時(shí)的應(yīng)力是屈服點(diǎn)，故此，對(duì)于塑性材料取屈服點(diǎn)? ??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(qiáng)度條件。對(duì)于軸向拉壓等直桿， (25)可簡(jiǎn)寫為 ? ??? ?? AFN m ax,m ax (33) 強(qiáng)度條件是判斷構(gòu)件是否滿足 強(qiáng)度要求的準(zhǔn)則。 設(shè)計(jì)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(qiáng)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(jì)的承重為 150KG,自重為 150KG,底座部分重約 80 KG,支撐和工作平臺(tái)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(jì)算簡(jiǎn)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(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型剪叉 式液壓升降機(jī) 17 mKNFlMZF ????? ,=?m （ 35） 只考慮此彎矩的強(qiáng)度條件為 ? ??? ?? WMZZF ma x,ma x (36) 所以 ? ??MW ZFZ max,?=3435363 mmm ?????? ? (37) 圖 32 設(shè)計(jì)的長(zhǎng)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(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型剪叉 式液壓升降機(jī) 18 AFN?? ???? （ 39） 所以 ? ??NA? （ 310） 又知，KNFN ?= ?? （ 311） ? ? 2252 31 4 mmmA F N ?????? ??? （ 312） 在設(shè)計(jì)時(shí)選用槽型方鋁的尺寸為210005020 mm??， 210005020 mm?? ?，所以設(shè)計(jì)的強(qiáng)度符合要求。 連接螺栓的抗剪強(qiáng)度計(jì)算 在升降機(jī)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(jì)中選用直徑為 20mm 的螺栓。內(nèi)六角螺栓的長(zhǎng)度為 540mm,外六角螺栓的長(zhǎng)度為 100mm。在計(jì)算中，承重為 150kg,剪叉臂、液壓缸和工作平臺(tái)的重量約為 70kg。校核計(jì)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(qiáng)度要求。 昆明學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型剪叉 式液壓升降機(jī) 19 工作平臺(tái)的設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 工作平臺(tái)是為了給工作人員提供一個(gè)作業(yè)平臺(tái)，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(jì)時(shí)為了保證平臺(tái)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(zhǎng)寬高分別為 1200mm、640mm、 1200mm。為了保證升降機(jī)能進(jìn)入狹小空間，工作平臺(tái)護(hù)欄部分設(shè)計(jì)成可折疊式，分為兩部分，每部分高為 440mm。實(shí)際結(jié)構(gòu)如圖 33所示。 圖 33 工作吊籃結(jié)構(gòu)圖 強(qiáng)度校核設(shè)計(jì) 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(jì)?？?架采用空心方鋁，底板用鏤空鋁板，側(cè)面護(hù)欄采用空心鋁管。 （ 1）空心方鋁的強(qiáng)度校核計(jì)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(jiǎn)圖如圖 34。 a=25mm，1=20mm，L=80mm。 昆明學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型剪叉 式液壓升降機(jī) 20 圖 34 空心方鋁 （ 2） 空心鋁管的強(qiáng)度校核計(jì)算： 空心鋁管作為護(hù)欄，強(qiáng)度不用太大，外徑 D取 20mm,內(nèi)徑 d取 16mm。 底座是整個(gè)升降機(jī)的支撐部分和動(dòng)力行走部分，底座的底部裝有四個(gè)輪子，四個(gè)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(gè)支撐架，支撐架的作用是擴(kuò)大支撐面積，使升降機(jī)在工作時(shí)更加穩(wěn)固。支撐架可以伸縮，又內(nèi)外兩個(gè)部分組成。 底座的框架設(shè)計(jì) 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(zhǎng) 1200mm，寬 600mm，高300mm。結(jié)構(gòu)如圖 35。 圖 35 底部結(jié)構(gòu)圖 昆明學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型剪叉 式液壓升降機(jī) 21 輪子的設(shè)計(jì) 輪子選用上海家晴悅五金機(jī)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