【正文】 (370) (371)垂直面： (372) (373) (374)滿足要求。②軸的剛度校核根據(jù)上面計(jì)算得： 壓力角α=20186。 螺旋角β=22186。徑向力： (375) (376) (377)軸向力： (378) (379)(380)軸的全撓度： (381)因此根據(jù)上面計(jì)算可得：第二軸的剛度和強(qiáng)度都滿足要求。中間軸的校核：（1）倒擋處，如圖312所示。 a=180F230b=50AB圖312 中間軸倒擋位置的受力圖①倒檔的強(qiáng)度校核已知：T= b= m30186。=0 (382) 30186。=167131 (383) (384) (385) (386)（2）一擋處如圖313所示。FAF 圖313 中間軸一擋位置的受力圖軸的強(qiáng)度校核：根據(jù)： 螺旋角30186。 一檔的螺旋角22186。 F=2T30186。/ = (387) (388) (389) (390) 30186。= (391) (392)滿足一檔處軸的強(qiáng)度要求，因此根據(jù)上述計(jì)算可知中間軸的強(qiáng)度滿足要求。工作原理：液壓油由葉片泵形成一定的壓力，經(jīng)濾油器、隔爆型電磁換向閥、節(jié)流閥、液控單向閥、平衡閥進(jìn)入液缸下端，使液缸的活塞向上運(yùn)動(dòng)，液缸上端回油經(jīng)隔爆型電磁換向閥回到油箱，其額定壓力通過溢流閥進(jìn)行調(diào)整，通過壓力表觀察壓力表讀數(shù)值。液缸的活塞向下運(yùn)動(dòng)（即電動(dòng)飛行器下降）。液壓油經(jīng)防爆型電磁換向閥進(jìn)入液缸上端，液缸下端回油經(jīng)平衡閥、液控單向閥、節(jié)流閥、隔爆型電磁換向閥回到油箱。為使重物下降平穩(wěn)，制動(dòng)安全可靠，在回油路上設(shè)置平衡閥，平衡回路、保持壓力，使下降速度不受機(jī)身自重而變化，由節(jié)流閥調(diào)節(jié)流量，控制升降速度。液壓升降控制機(jī)構(gòu)定義為：在垂直上下航道上載運(yùn)人或貨物升降的平臺(tái)或半封閉平臺(tái)的提升機(jī)械設(shè)備或裝置。是由平臺(tái)以及操縱它們用的設(shè)備、電纜和其它輔助設(shè)備構(gòu)成的一個(gè)整體。是水平尾翼中可操縱的翼面部分，其作用是對(duì)電動(dòng)飛行器進(jìn)行俯仰操控。 按照液壓升降控制機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的不同分：剪叉式液壓升降控制機(jī)構(gòu)（固定剪叉式液壓升降控制機(jī)構(gòu)、移動(dòng)式液壓升降控制機(jī)構(gòu)）、套缸式液壓升降控制機(jī)構(gòu)、鋁合金（立柱）式液壓升降控制機(jī)構(gòu)、曲臂式液壓升降控制機(jī)構(gòu)（折臂式的更新?lián)Q代）、油缸直頂式升降裝置、導(dǎo)軌鏈條式液壓升降控制機(jī)構(gòu)（電梯、貨梯）、鋼索式液壓提升裝置。該本設(shè)計(jì)所采用的液壓升降控制機(jī)構(gòu)構(gòu)主要有兩部分組成：機(jī)械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。機(jī)械機(jī)構(gòu)主要起傳遞和支撐作用，液壓系統(tǒng)主要提供動(dòng)力，他們兩者共同作用實(shí)現(xiàn)液壓升降控制機(jī)構(gòu)的功能。（1）機(jī)械結(jié)構(gòu)形式根據(jù)液壓升降控制機(jī)構(gòu)的平臺(tái)尺寸，參考國內(nèi)外同類產(chǎn)品的工藝參數(shù)可知，該液壓升降控制機(jī)構(gòu)宜采用單雙叉機(jī)構(gòu)形式：即有兩個(gè)單叉機(jī)構(gòu)升降臺(tái)合并而成，有四個(gè)同步液壓缸做同步運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到液壓升降控制機(jī)構(gòu)升降的目的。其具體結(jié)構(gòu)形式如圖314所示。圖314 液壓升降控制機(jī)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu)形式圖圖314所示即為該液壓升降控制機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)形式，其中支架主要起支撐作用和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化形式的作用，一方面支撐上頂板的載荷，一方面通過其鉸接將液壓缸的繩縮運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為平臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)，上頂板與載荷直接接觸，將載荷轉(zhuǎn)化為均布載荷，從而增強(qiáng)局部承載能力。下底架主要起支撐和載荷傳遞作用，它不僅承擔(dān)著整個(gè)液壓升降控制機(jī)構(gòu)的重量，而且能將作用力傳遞到地基上。通過這些機(jī)構(gòu)的相互配合，實(shí)現(xiàn)液壓升降控制機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。（2）液壓升降控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)機(jī)理液壓升降控制機(jī)構(gòu)的基本運(yùn)動(dòng)機(jī)理如圖315所示。兩支架在o 點(diǎn)鉸接，支架1上下端分別固定在上、下板面上，通過活塞桿的伸縮和鉸接點(diǎn)o 的作用實(shí)現(xiàn)貨物的舉升。根據(jù)以上分析，液壓升降控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程可以敘述如下：支架3為液壓升降控制機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)中的固定支架，他們與底板的鉸接點(diǎn)做不完整的圓周運(yùn)動(dòng)，支架4為活動(dòng)支架，他們?cè)谝簤焊椎淖饔孟掠勺畛醯膸缀跛綘顟B(tài)逐漸向后來的傾斜位置運(yùn)動(dòng)，在通過支架之間的絞合點(diǎn)帶動(dòng)3也不斷向傾斜位置運(yùn)動(dòng)，以使液壓升降控制機(jī)構(gòu)升降。 圖315 液壓升降控制機(jī)構(gòu)的基本運(yùn)動(dòng)機(jī)理 初態(tài)時(shí)，上寫底板處于合閉狀態(tài)，支架4可近似看作為水平狀態(tài)，隨著液壓油不斷的輸入到液壓缸中，活塞桿外伸，將支架2頂起，支架2 上升時(shí)，由于絞合點(diǎn)o的作用使支架1 運(yùn)動(dòng)，1與液壓缸相連，從而液壓缸也開始運(yùn)動(dòng)，通過一系列的相互運(yùn)動(dòng)和作用，使上頂板上升，當(dāng)上升到指定高度時(shí)，液壓缸停止運(yùn)動(dòng)，載荷便達(dá)到指定高度。 液壓升降控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及零件的設(shè)計(jì)(1)液壓升降控制機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇根據(jù)升降臺(tái)的工藝參數(shù)和他的基本運(yùn)動(dòng)機(jī)理來確定支架4的長(zhǎng)度和截面形狀。之間的距離和液壓缸的工作行程。設(shè)()，則4支架的長(zhǎng)度可以確定為,即支架和地板垂直時(shí)的高度應(yīng)大于,這樣才能保證其最大升降高度達(dá)到，其運(yùn)動(dòng)過程中任意兩個(gè)位置的示意圖表示如圖316所示。圖316任意兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)示意圖設(shè)支架2和4都在其中點(diǎn)處絞合，液壓缸頂端與支架絞合點(diǎn)距離中點(diǎn)為t ,根據(jù)其水平位置的幾何位置關(guān)系可得： 。(2)液壓升降控制機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定下面根據(jù)幾何關(guān)系求解上述最佳組合值：初步分析：值范圍為 取值偏小，則上頂板點(diǎn)承力過大，還會(huì)使支架的長(zhǎng)度過長(zhǎng)，造成受力情況不均勻。X值偏小，則會(huì)使液壓缸的行程偏大，并且會(huì)造成整個(gè)機(jī)構(gòu)受力情況不均勻。在該設(shè)計(jì)中，可以選擇幾個(gè)特殊值：=, =, =，分別根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系計(jì)算出h和t。然后分析上下頂板的受力情況。選取最佳組合值便可以滿足設(shè)計(jì)要求。①=支架長(zhǎng)度為h=2x/2==h/2=液壓缸的行程設(shè)為l,升降臺(tái)上下頂板合并時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系可得到：l+t= 升降臺(tái)完全升起時(shí)，有幾何關(guān)系可得到：= 聯(lián)合上述方程求得： t= l=即液壓缸活塞桿與2 桿絞合點(diǎn)與2 。②=支架長(zhǎng)度為=2x/2==h/2=液壓缸的行程設(shè)為l,升降臺(tái)上下頂板合并時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系可得到：l+t= 升降臺(tái)完全升起時(shí)，有幾何關(guān)系可得到：=聯(lián)合上述方程求得： t= l=即液壓缸活塞桿與2 桿絞合點(diǎn)與2 。③=支架長(zhǎng)度為=2x/2==h/2=液壓缸的行程設(shè)為l,升降臺(tái)上下頂板合并時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系可得到：l+t= 升降臺(tái)完全升起時(shí)，有幾何關(guān)系可得到：=聯(lián)合上述方程求得： t= l=即液壓缸活塞桿與2 桿絞合點(diǎn)與2 。現(xiàn)在對(duì)上述情況分別進(jìn)行受力分析。④x= ,受力圖如圖317所示。圖317 x=⑤x= ,受力圖如圖318所示。圖318 x=⑥x= ,受力圖如圖319所示。圖319 x= 時(shí)受力圖比較上述三種情況下的載荷分布狀況，x去小值，則升到頂端時(shí)，兩相互絞合的支架間的間距越大，而此時(shí)升降臺(tái)的載荷為均布載荷，有材料力學(xué)理論可知，此時(shí)兩支架中點(diǎn)出所受到的彎曲應(yīng)力為最大，可能會(huì)發(fā)生彎曲破壞。根據(jù)材料力學(xué)中提高梁的彎曲強(qiáng)度的措施 （393）可知合理安排梁的受力情況，可以降低值，從而改善提高其承載能力。分析上述x==,x=，可以選擇第二種情況，即x=，由此便可以確定其他相關(guān)參數(shù)如下：t=. l=, h=（1）上頂板結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度校核上頂板和載荷直接接觸，其結(jié)構(gòu)采用由若干根相互交叉垂直的熱軋槽剛通過焊接形式焊接而成，然后在槽鋼的四個(gè)側(cè)面和上頂面上鋪裝4000x2000x3mm的汽車板，其結(jié)構(gòu)形式大致如圖320所示。圖320 結(jié)構(gòu)形式圖沿平臺(tái)的上頂面長(zhǎng)度方向布置4根16號(hào)熱軋槽剛，沿寬度方向布置6根10號(hào)熱軋槽剛，組成上圖所示的上頂板結(jié)構(gòu)。在最外緣延長(zhǎng)度方向加工出安裝上下支架的滑槽。以便上下支架的安裝?；鄣木唧w尺寸根據(jù)上下支架的具體尺寸和結(jié)構(gòu)而定。 組成上圖所示的上頂板結(jié)構(gòu)沿長(zhǎng)度方向的4根16號(hào)熱軋槽剛的結(jié)構(gòu)參數(shù)為=,截面面積為，理論重量為，抗彎截面系數(shù)為。沿寬度方向的6根10號(hào)熱軋槽剛的結(jié)構(gòu)參數(shù)為=,截面面積為：，理論重量為，抗彎截面系數(shù)為。（2） 強(qiáng)度校核升降臺(tái)上頂板的載荷是作用在一平臺(tái)上的，可以認(rèn)為是一均布載荷，由于該平板上鋪裝汽車鋼板，其所受到的載荷為額定載荷和均布載荷之和，其載荷密度為： （394）F汽車鋼板和額定載荷重力之和。 Nl 載荷的作用長(zhǎng)度。m,沿長(zhǎng)度方向?yàn)?6m,寬度方向?yàn)?2m.其中帶入數(shù)據(jù)得：F=29604N沿長(zhǎng)度方向有： （395）帶入數(shù)據(jù)有：分析液壓升降控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程，可以發(fā)現(xiàn)在液壓升降控制機(jī)構(gòu)剛要起升時(shí)和液壓升降控制機(jī)構(gòu)達(dá)到最大高度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)梁受彎矩最大的情況 ，故強(qiáng)度校核只需要分析該狀態(tài)時(shí)的受力情況即可，校核如圖321所示。其受力簡(jiǎn)圖為：圖321 升降狀態(tài)受力簡(jiǎn)圖該升降臺(tái)有8個(gè)支架，共有8個(gè)支點(diǎn)，假設(shè)每個(gè)支點(diǎn)所受力為N，則平很方程可列為： 即 將N帶入上式中：根據(jù)受力圖，其彎矩圖如圖322所示。 AB段： =1850925 （） BC段： =3700x3145925 （） CD段與AB段對(duì)稱。圖322 彎矩圖由彎矩圖可知該過程中的最大彎矩為 ：根據(jù)彎曲強(qiáng)度理論： 即梁的最大彎曲應(yīng)力應(yīng)小于其許用彎曲應(yīng)力。 式中： W 抗彎截面系數(shù) 沿長(zhǎng)度方向?yàn)?6號(hào)熱軋槽鋼 鋼的屈服極限 n 安全系數(shù) n=3代入數(shù)據(jù)： =由此可知，強(qiáng)度符合要求。升降臺(tái)升到最高位置時(shí)，分析過程如下：與前述相同：彎矩如下： FA段： () =925 AB段： () =　BC段： () 　　　　　　　　=CD段與AB段對(duì)稱，AF段和DE段對(duì)稱如圖323所示。圖323高點(diǎn)彎矩圖 可知該過程中的最大彎矩為 ： 根據(jù)彎曲強(qiáng)度理論： (396)即梁的最大彎曲應(yīng)力應(yīng)小于其許用彎曲應(yīng)力。式中： W 抗彎截面系數(shù)沿長(zhǎng)度方向?yàn)?6號(hào)熱軋槽鋼。第4章 結(jié)論本次論文是電動(dòng)飛行器操控裝置機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)論文，操控裝置是電動(dòng)飛行器中不可缺少的部分。本論文通過電動(dòng)飛行器操控裝置方案的確定，分析轉(zhuǎn)向機(jī)和轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、離合變速器零部件結(jié)構(gòu)。選擇轉(zhuǎn)向機(jī)和轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、離合器及變速器的主要參數(shù)，如中心距、外形尺寸和齒輪參數(shù)等，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向機(jī)和轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、離合器及變速器的、軸等主要零件，結(jié)合元件使用壽命的影響,正確校核相應(yīng)的元件，根據(jù)齒輪作用力的不同選擇合適的軸承，對(duì)軸承壽命進(jìn)行正確的校核來完成轉(zhuǎn)向機(jī)和轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、離合器及變速器的設(shè)計(jì)。對(duì)于電動(dòng)飛行器操控裝置機(jī)構(gòu)來說，主要是對(duì)轉(zhuǎn)向機(jī)和轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、離合器及變速器的齒輪及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及正確的校核，需要計(jì)算的地方很多，所以要注意每項(xiàng)結(jié)果的準(zhǔn)確性。認(rèn)真核對(duì)每一個(gè)已經(jīng)計(jì)算出的結(jié)果。未來電動(dòng)飛行器將成為主流，這就對(duì)操控裝置的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，碳化硅和氮化硅陶瓷等新型耐蝕性、耐磨性材料和電控多傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向機(jī)和轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、離合器及變速器在電動(dòng)飛行器的應(yīng)用將是未來發(fā)展的方向。參考文獻(xiàn)[1]余旭東，徐超，鄭曉亞．飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版，2010．[2]馬恩春．飛機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)[M]．北京：高等教育出版社，1999．[3]桂長(zhǎng)清．實(shí)用蓄電池手冊(cè)（第一版）[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011．[4]張呈林，郭才根．直升機(jī)總體設(shè)計(jì)[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2006：40－49．[5]唐新蓬．汽車總體設(shè)計(jì)[M]．北京：高等教育出版社，2010．[6]王保國．空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2009．[7]林秉華．最新汽車設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M]．黑龍江：黑龍江人民出版社，2005．[8]王志瑾，姚衛(wèi)星．飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2007． 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