【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 及底座的固定鉸支座位置， 3F 與 5F 作用點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)平臺(tái)和起升機(jī)構(gòu)上滑靴鉸接點(diǎn)以及底座的滑靴鉸支座位置。根據(jù)圖 （ 32） 所示，定義剪叉桿兩端銷孔中心連線長(zhǎng)度為 l ，其與水平線夾角為 ? ，定義 f 和 s 分別為液壓缸上、下安裝點(diǎn)與剪叉桿中心銷孔距離 (平行于剪叉桿 )， 1h 和 2h 分別為液壓缸上、下安裝點(diǎn)高于相應(yīng)剪叉桿平面的距離， 初步設(shè)定取 f ： 638mm， s ： 506mm， 1h ： 43mm， 2h ： 34 mm則液壓缸軸線與水平線夾角 ? 與 ? 有以下函數(shù)關(guān)系 : 1212( ) c o s ( 2 ) s inta n ( ) s in ( ) c o sh h l f sh h f s??? ? ? ? ?? ? ? ? （ 33） 將數(shù)據(jù) 代入 （ 33）式 得 tan? = ? =? 6 fSh 2aθh 1LF 3F 3W3F4F5F6F4 圖 32 剪叉機(jī)構(gòu)受力簡(jiǎn)圖 剪叉式升降平臺(tái)起升機(jī)構(gòu)的力學(xué)模型 剪叉式升降平臺(tái)的起升機(jī)構(gòu)是有一些直桿件組成，其接點(diǎn)為鉸結(jié)點(diǎn)，各桿件承受彎矩、軸向力或剪力的作用，此結(jié)構(gòu)為鉸接形式。當(dāng)機(jī)構(gòu)在工作時(shí)，為保證能夠承受外載荷和油缸的舉升力的作用，必須首先計(jì)算各桿件的內(nèi)力，選擇合適的的材料，因此 下面建立剪叉結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型并進(jìn)行求解。 剪叉式升降平臺(tái)起升機(jī)構(gòu)是由高強(qiáng)度矩形管通過(guò)軸銷連接而成的桿架連接機(jī)構(gòu)，各個(gè)連桿通過(guò)銷軸相互作用，在液壓缸推力的作用下，完成升降作業(yè)。根據(jù)圖 (32)所示的剪叉起升機(jī)構(gòu)及平臺(tái)受力分析，然后再結(jié)合剪叉式起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受載狀況，分別對(duì)平臺(tái)和剪叉機(jī)構(gòu)建立力學(xué)模型。圖 (32)的平臺(tái)受力分析也即為平臺(tái)簡(jiǎn)化模型，假定 1W 作用于平臺(tái)中心位置，則當(dāng)平臺(tái)起升，剪叉機(jī)構(gòu)變幅帶動(dòng)滑靴移動(dòng)時(shí)，則 1W 、 3F 、 4F 和 ? 有如下關(guān)系 : 7 314111c o s 0 FWF W Bl ? ? ? ? ??? ?? ? ? ??? ???? ? ? ? ? （ 34） K 1K 2F 4K 6K 4K 5K 1 0K 9K 7K 8K 5K 2 0K 1 9K 1 3K 1 4K 1 2K 1 1F 5K 1 7K 1 8K 1 6K 1 5K 1K 2K 6K 5K 4K 1 0K 9K 2 0K 1 9K 1 8K 1 7K 1 5K 1 6K 1 4K 1 3K 8K 7K 3 PPF 6K 1 1K 1 2F 3 圖 33 剪叉桿受力簡(jiǎn)圖 剪叉機(jī)構(gòu)外載狀況如圖 2所示， 3W 為剪叉機(jī)構(gòu)自重載荷， cyW 為油缸自重載荷。為了計(jì)算剪叉起升機(jī)構(gòu)內(nèi)每個(gè)支架鉸接點(diǎn)的內(nèi)力和油缸推力，應(yīng)研究該機(jī)構(gòu)各桿內(nèi)力、油缸推力與 ? 角之間的關(guān)系，并找出其最惡劣工況。把機(jī)構(gòu)拆分為六個(gè)獨(dú)立的隔離體，分別對(duì)該機(jī)構(gòu)從上到下的各段剪叉桿進(jìn)行受力分析，如圖 (33)所示剪叉桿力學(xué)模型圖 : 圖 (33)使用的符號(hào)說(shuō)明如下 : xk — 剪叉機(jī)構(gòu)各鉸接點(diǎn)內(nèi)力， x=1,2 … 20。其中奇數(shù)為該鉸接點(diǎn) Y方向受力，偶數(shù)為對(duì)應(yīng)鉸接點(diǎn) X方向受力 。 xF — 作用在剪叉機(jī)構(gòu)上的外力 。 P— 液壓缸的推力。 根據(jù)各剪叉桿的力學(xué)分析，在不考慮摩擦的情況下，由牛頓運(yùn)動(dòng)定理，力學(xué)平衡方程式如下： 8 2431 3 44 3 42635 1 35 6 31 0 8 639 7 51 0 94 8 1 233 7 1 14 3 1 1 1 2 10180280380c os 04 si n8S C CC S CS C C SS C C SKKWK K FL K L K L FKKWK K FL K L K L FK K KWK K KL K L K L KK K K PWK K k PL K L K L K L K Pf h???????? ? ????????????? ? ???? ? ???? ? ????? ? ???? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?桿桿桿桿2 0 1 4 1 231 9 1 3 1 12 0 1 2 1 9 1 11 0 1 4 1 639 1 3 1 59 1 6 1 5 1 08 1 631 7 1 5 51 5 1 62 0 1 819005800680078c os 08S S C CC S C SC S C SK K KWK K KL K L K L K L KKKKWK K KL K L K L K L KKKWK K FL K L K L FK K PK??????????????? ? ???? ? ? ???? ? ????? ? ? ???? ? ? ????????? ? ???? ? ???? ? ??桿桿桿桿31 7 62 0 1 9 2 6si n8cyS C CWK P F WL K L K P sh L F????? ? ? ???? ? ? ? ??? （ 35） 式（ 35）中 11si n( ) c os( )fh f h? ? ? ?? ? ? ? ? 22si n( ) c os( )sh s h? ? ? ?? ? ? ? ? cos( ) 2cll ??? sin( ) 2sll ??? 9 式 (35)給出了外載、剪叉起升機(jī)構(gòu)幾何參數(shù)與油缸推力及各剪叉桿受力的相互關(guān)系。剪叉起升機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)已經(jīng) 在 分析中得出了具體的值， 傳統(tǒng)方法將數(shù)值代入式 (35)中，對(duì)式 (35)進(jìn)行求解，計(jì)算結(jié)果為剪叉起升機(jī)構(gòu)各桿件之間的相互作用力和油缸的推力。根據(jù)油缸最大推力與關(guān)鍵參數(shù)及 ? 的相互關(guān)系，可以找到危險(xiǎn)點(diǎn)，計(jì)算出此點(diǎn)時(shí)各桿件的內(nèi)力和油缸的最大推力，并且計(jì)算校核其剛度、強(qiáng)度，進(jìn)一步確定桿件的材質(zhì)和尺寸。 MATLAB模型的求解 上面的力學(xué)模型所列出的方程 比較 煩瑣，用一般的方法是不能夠解決的。MATLAB是一種數(shù)值計(jì)算、符號(hào)運(yùn)算、可視化建模、仿真和圖形處理等多種功能于一體的非常優(yōu)秀的圖形化語(yǔ)言 .它的應(yīng)用范圍很廣，在方程求解、多項(xiàng)式的運(yùn)算、數(shù)學(xué)的極值計(jì)算、金融、工業(yè)系統(tǒng)仿真和統(tǒng)計(jì)等諸多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。以下是運(yùn)用 MATLAB的強(qiáng)大的矩陣方程計(jì)算求解功能，來(lái)對(duì)方程(35)進(jìn)行求解。 前面己經(jīng)計(jì)算出液壓缸的最大推力應(yīng)該是在液壓缸傾斜角度最小的時(shí)候，即剛起升時(shí)刻，因此我們可以計(jì)算在這個(gè)時(shí)刻的各桿內(nèi)力和液壓缸的最大推力。 下面我們可以根據(jù)已知的條件，可運(yùn)用 MATLAB編程計(jì)算，計(jì)算出剪叉機(jī)構(gòu)各桿的內(nèi)力和油缸的最大推力 . 所編制的 MATLAB運(yùn)算程序如下 (在 MATLAB程序中 q代替 ? ，以下程序中出現(xiàn)的 q與之相同 )： MATLAB 程序： a19=[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]。 a20=[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 ]。 a21=[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ]。 A=[a1。a2。a3。a4。a5。a6。a7。a8。a9。a10。a11。a12。a13。a14。a15。a16。a17。a18。a19。a20。a21] F3=1225。F4=1225。F6=。F5=。W3=。lc=。Wcy=392。 B=[F4+W3/8。F4*lc。F3+W3/8。F3*lc。0。W3/8。0。0。W3/8。0。0。W3/8。0。0。W3/8。0。0。W3/8F5。F5*lc。W3/8+F6Wcy。F6*lc]。 10 K=A\B 運(yùn)算結(jié)果為 : A = Columns 1 through 12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0