【正文】
。34 / 75在上述操作中，基本臂臂箍的主要部件的建模已經(jīng)結(jié)束，以基本臂中箍為基準(zhǔn)，進(jìn)行裝下滑塊式臂箍下端對二節(jié)臂的主要支撐點(diǎn)，并且起著導(dǎo)向的作用，建模過程式通過拉伸切除、旋轉(zhuǎn)凸臺、拉伸凸臺等功能進(jìn)行零部件建模，先將側(cè)支板、底板、加強(qiáng)筋、套、下滑塊座、軸支撐板進(jìn)行裝配，形成裝配體下滑塊座，在以下滑塊座作為框架，將調(diào)整墊板、下滑塊、軸銷圖中： 1左上滑塊蓋、 2側(cè)擋板 3上滑塊固定塊、 4調(diào)整墊 5上滑塊固定塊、6左上移動板、 7側(cè)擋板 8下?lián)醢濉?9調(diào)整墊圖 左上滑塊爆炸視圖圖中： 1下滑塊、 2調(diào)整墊板、 3銷軸、 4軸支撐板 5側(cè)支撐板 6加強(qiáng)筋 7側(cè)支撐板 8底板、 9軸支撐板 10套、 11加強(qiáng)筋圖 下滑塊爆炸視圖35 / 75裝配在下滑塊座上，形成裝配體下滑塊。首先將側(cè)擋板、下?lián)醢?、后擋板裝配在一起構(gòu)成上滑塊座，再依次將調(diào)整墊、上滑塊、上滑塊固定塊、左上移動板、左上滑塊蓋通過配合關(guān)系裝配在一起，生成左上滑塊的三維模型。下圖 炸圖。 基本臂臂箍的建模 基本臂臂箍在基本臂中的作用是，支撐第 2節(jié)臂，并且對第 2節(jié)臂起導(dǎo)向的作用，主要由基本臂中箍、左上滑塊、右上滑塊、下滑塊組成。下面對建模過程中主要部件的建模過程及方法給予介紹，由于每節(jié)臂的建模過程由很多相似之處，所以以基本臂的建模為例，再附加其它主要部件的建模。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)參照徐工的 50噸汽車起重機(jī)相關(guān)資料，及前面所計(jì)算出來的數(shù)據(jù)，進(jìn)行建模。（ 5） 通過一個鏈接重組來合并裝配體零部件。（ 3） 只能在組裝零部件后添加生成切除或孔特征，因?yàn)檫@些裝配體特征只存在于關(guān)聯(lián)裝配體中。當(dāng)在零部件之間建立參考關(guān)系時，模型將完全相關(guān)聯(lián)，對參考零部件所做的改變會使其它零部件相應(yīng)更新。因此可以將布局草圖作為設(shè)計(jì)的開端，定義固定的零件位置，基準(zhǔn)面等，然后參考這些定義來設(shè)計(jì)相關(guān)零件。設(shè)計(jì)人員可以使用一個零件的幾何體來幫助定義另一個零件，或生成組裝零件后，才添加加工特征。（ 3） 當(dāng)不需要相對于其它零件建立控制零件大小和尺寸的參考關(guān)系時，則此方法較為適用。自下而上設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：（ 1） 由于零部件式獨(dú)立設(shè)計(jì)的，它們的相互關(guān)系及重建行為更為簡單。這兩種方法可分別使用，也可以結(jié)合起來使用?；喗M的滑輪配置簡圖如下圖 。 滑輪組的倍率和滑輪組的效率在前面已經(jīng)選取即參照參見文獻(xiàn) 〔1〕 可知。按照構(gòu)造特點(diǎn)分為單聯(lián)滑輪組和多聯(lián)滑輪組，汽車起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)的 滑輪組為單聯(lián)滑輪組與多層繞卷筒配合使用。0D主臂伸縮用滑輪計(jì)算即選用主臂伸縮用滑輪的設(shè)計(jì)與起升用滑輪一致，故按式（ ）及式（ ）確定，滑輪由于受空間的制約在此選擇 e=12，滑輪軸徑 =20主臂伸縮用滑輪的規(guī)格為：0d=156， B=26，繩槽斷面為 。（ 3） 滑輪繩槽尺寸由于選用滑輪為鑄造滑輪，參見文獻(xiàn) 〔1〕 可選用，滑輪繩槽半徑為 ，表面粗糙度為 2級的繩槽斷面，標(biāo)記為繩槽斷面 。0d表 輪繩直徑比系數(shù) 機(jī)構(gòu)工作級別 e～1M81641852062530 / 758M28 注： ① 采用不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩時， e值應(yīng)該比機(jī)構(gòu)工作級別高一級的值選取。0D?（ 2） 輪轂寬度 B 一般情況下， B=（ ～ ） （ ）0d式中： 滑輪軸徑，此處設(shè)計(jì)為 30mm。參見下表 ，由于機(jī)e構(gòu)工作級別為 M4，于是選得輪繩直徑比系數(shù)為 18。 d—鋼絲繩直徑。 起升用滑輪尺寸的確定及選用 滑輪的主要尺寸是滑輪直徑 D,輪轂寬度 B和繩槽尺寸，滑輪結(jié)構(gòu)尺寸可按鋼絲繩直徑進(jìn)行選定。） ，繩槽側(cè)壁將受到很大橫向力的作用，容易使槽口損壞，使鋼絲繩脫槽，為了減小鋼絲繩的磨損，在滑輪繩槽中可用鋁或聚酰胺作為墊襯材料，這使滑輪構(gòu)造復(fù)雜，只有當(dāng)鋼絲繩很長，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上要求較高時，才推薦使用。 滑輪大多裝在滾動軸承上，用尼龍和其它材料做成的滑動軸承，也開始在起重機(jī)的滑輪上使用。大型滑輪（直徑29 / 75D≥800mm ）由輪緣及帶筋板的輪輻和輪轂焊接而成，單件生產(chǎn)時也易選擇焊接滑輪。 構(gòu)造和材料的選用 承受負(fù)載不大的滑輪，結(jié)構(gòu)尺寸較?。ㄖ睆?D≤350mm ） ，通常做成實(shí)體結(jié)構(gòu)，用強(qiáng)度不低于鑄鐵 HT200的材料制造。即型號為： 6X（ 37） 131700I光 右交 GB110274。作用在缸的軸向力為： F= = N,F由 8根50sin6F???鋼絲繩來承擔(dān)（其中 4根拉第 4節(jié)臂，其中 4根拉第 5節(jié)臂） ，每根鋼絲繩繩承受的拉力為N。 參見文獻(xiàn) 〔1〕 可知，可選用鋼絲繩型號為 6T(25)—23—1850— —光 —右交 GB1102—74。?? 將上述值代入式（ S= (N)。410? m—滑輪組倍率，由文獻(xiàn) 〔1〕 可知， m=10。b? b?2m將上述值帶入式（ ）可得 C=。通常選取為ww?全 部 鋼 絲 斷 面 積 總 和鋼 絲 繩 斷 面 毛 面 積=。選擇系數(shù) C的確定與機(jī)構(gòu)的工作級別由關(guān)，可通過下式確定。 起升用鋼絲繩直徑的計(jì)算鋼絲繩的直徑 d可通過下式計(jì)算即 ()dCS?式中： C—選擇系數(shù)。 鋼絲繩結(jié)構(gòu)形式的選用繞經(jīng)滑輪和卷筒的工作機(jī)構(gòu)鋼絲繩應(yīng)選用線接觸鋼絲繩；在腐蝕環(huán)境中采用鍍鋅鋼絲繩。127 / 75通過計(jì)算得出液壓缸的基本參數(shù)為：缸筒內(nèi)徑： 160mm 活塞桿直徑： 140mm 缸筒外徑： 180mm 根據(jù)上述數(shù)值，參見徐工液壓件廠的伸縮缸技術(shù)參數(shù)選擇液壓缸的參數(shù)如下： 缸徑： 160，桿徑： 140，工作壓力： 20Mpa，實(shí)驗(yàn)壓力： 25Mpa，行程： 7500。?即所得缸筒壁厚為 10mm。?此時 ，不滿足式 ，所以所求液壓缸不是薄壁缸筒，為厚壁缸筒。b? D—缸筒內(nèi)徑 D=160mm。當(dāng) P＞ 16MPa時，x x=， P為液壓缸工作壓力為 30MPa。 缸筒壁厚及外徑計(jì)算液壓缸壁厚 和外徑 由強(qiáng)度條件確定?1D（ 1） 缸筒壁厚的確定 缸筒分為 2種，當(dāng)缸筒內(nèi)徑 D和壁厚 的比值 時，稱為薄壁缸筒，反之稱為厚?:10?壁缸筒。所得 = N。tF26 / 75參見表 ，重新選擇活塞桿直徑 d=140mm。? 壓桿穩(wěn)定公式為： （ ）tn? 式中： 安全系數(shù)，一般取 =。 長度折算系數(shù)，由文獻(xiàn) 〔1〕 可知， =1。? J—活塞桿截面慣性矩， = 。計(jì)算時吧液壓缸整體看成一個和活塞桿截面相等的桿件，采用歐拉公式計(jì)算出臨界壓縮載荷，再帶入壓桿穩(wěn)定公式進(jìn)行計(jì)算。 將上述值代入， 式（ ）成立，所以強(qiáng)度滿足要求。? F—液壓缸負(fù)載力。?? 可得出： d=113mm；參見表 ，選擇 d=125mm。時，工作幅度圖 50噸汽車起重機(jī)伸縮機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)24 / 75為 3米時，主臂吊最大載荷 Q=50T,此時伸縮缸承受最大壓力T （ ）?? 伸縮缸在工作時能夠達(dá)到的工作壓力按 30MPa計(jì)算，根據(jù)公式如下 ()4DP?式中 :D—液壓缸的內(nèi)徑 F—最大載荷 P—工作壓力可得出， D=159mm,參見表 ，取 D=160mm?？s回的過程是通過，回繩滑輪 7，鋼絲繩 9的帶動實(shí)現(xiàn)的，其過程與吊臂伸繩的過程完全相同。液壓缸 2在伸出的過程中，直接帶動三節(jié)臂向前運(yùn)動，這時由于鋼絲繩 13的長度是不變的，導(dǎo)致鋼絲繩 13一端變長，另一端也得隨之運(yùn)動，顧通過滑輪 17帶動四節(jié)臂向前運(yùn)動；四節(jié)臂在向前運(yùn)動的時候，由于鋼絲繩 18的長度是不變的，導(dǎo)致三節(jié)臂也五節(jié)臂之間的距離增大，顧通過伸繩滑輪20，鋼絲繩帶動五節(jié)臂向前運(yùn)動。圖 50噸汽車起重機(jī)主臂設(shè)計(jì)的兩個液壓缸和兩套鋼絲繩系統(tǒng)組成的同步伸縮機(jī)構(gòu)，圖中液壓缸 3的活塞桿與基本臂由銷軸 1相接，液壓缸 3的缸體與二節(jié)臂通過銷軸 2相接，液23 / 75壓缸伸出時，直接帶動二節(jié)臂及其余的臂同時伸出，這個時候完成第一次的伸出動作。本次設(shè)計(jì)的五節(jié)臂伸縮，采用后種方法過于落后，顧采用第一種方法。在三節(jié)伸縮臂時，基本上采用一個液壓缸加一個滑輪組的同步伸縮機(jī)構(gòu)。顯然，獨(dú)立伸縮機(jī)構(gòu)，同樣也可以完成順序伸縮或同步伸縮的動作。（ 2）同步伸縮：指吊臂在伸縮過程中，各節(jié)伸縮臂同時以相同的形成比例進(jìn)行伸縮。 對于擁有三節(jié)或三節(jié)以上的吊臂來講，各節(jié)臂的伸縮方式可以由不同的選擇，但是，大致可以分為三類。在某些情況下可以取消伸縮機(jī)構(gòu)，代之采用人力驅(qū)動，或采用推桿和繩索的器件，而輔之以人工安裝插銷等方法伸縮吊臂，這就形成了人力驅(qū)動。按驅(qū)動形式的不同，可分為液壓、液壓 —機(jī)械和人力三種。參見徐工 50噸汽車起重機(jī)主臂設(shè)計(jì)尺寸，確定基本臂尺寸為 780650。槽形截面避免了滑塊支撐在蓋板上或側(cè)板正下方時，將產(chǎn)生附加局部彎曲或局部壓縮，對板的穩(wěn)定不利。在經(jīng)過研究計(jì)算結(jié)果和實(shí)際生產(chǎn)表明，吊臂截面上半部分采用矩形，下半部分采用外凸折板形（即槽形）最好。因?yàn)楦邚?qiáng)度鋼板的抗局部失穩(wěn)的能力并不比普通鋼板的能力號，所以，改變局部失穩(wěn)在此顯得更為重要。梯形截面的橫向抗彎剛度和抗扭剛度比矩形好，正梯形側(cè)板的上半部拉應(yīng)力較大，提高了側(cè)板的穩(wěn)定系數(shù)：倒梯形的下底板載，可以避免下地板的局部失穩(wěn)。整個箱形吊臂也可做成頭稍細(xì)，根稍粗的棱錐體狀，但大多采用貼加強(qiáng)板的方法來改變截面的面積特性，在局部高應(yīng)力處采用局部加強(qiáng)板局部加強(qiáng)。有的為了減輕重量也可在側(cè)板上開大孔，并卷邊加強(qiáng)。 吊臂截面的選擇及截面尺寸確定伸縮吊臂的截面形狀由很多種，主要包括：矩形、正梯形、倒梯形、六邊形、槽形、角鋼組合式等。將上述值帶入式 ()得出： =0時， = ，?2O =50時， = ， =40時， = ，2 在 =40時，比較接近中點(diǎn)值，所以鉸點(diǎn)位置確定為： =40時， = ，在? ?2O=，根部鉸點(diǎn) 的位置落在前方軌道上， =，根部鉸點(diǎn)落在后方軌道上。 =176。 1239。112121 已知， ， =（ ～ ） ，并帶入上述 2式并消去 、 ，39。 39。12?2239。0hf從而可以得出： =176。2O.面角 是 與水平線的夾角，它可由下式求得：39。在 中 ，在 中，2O12?39。鉸點(diǎn) 的取得要滿足下22述條件，在變幅缸縮回時， 吊臂位在行駛狀態(tài)，變幅液壓缸長度為最短長度；而當(dāng)全伸時吊臂位在最大仰角狀態(tài)，液壓缸長度達(dá)到最大長度。因?yàn)殂qO0he0hO點(diǎn)離滾道面的距離式構(gòu)造所定，一般取 =。從而可以得出鉸點(diǎn) 已經(jīng)確定。采用雙作用液壓缸，其鉸點(diǎn)離回轉(zhuǎn)中心的距離f取決于雙缸間的距離 B,可通過下式算得： （ ）22DBf????????由于回轉(zhuǎn)支撐裝置 D和吊臂寬度 B都與起重能力有關(guān)，一般取 D=(～ )B。上述為所計(jì)算出的各節(jié)臂的長度尺寸，參考徐州重型 50噸汽車起重機(jī)設(shè)計(jì)各節(jié)臂尺寸的確定，最終確定長度為 : =（ m） 、 =（ m） 、 =（ m） 、 =（ m） 、 01l02l03l 04l=（ m） 。la式中： =+（ 51） =（ m）0l （ + ） +（ K1） c=（ +） +（ 51） =（ m）39。li1?l些，因?yàn)橐话闱闆r下結(jié)構(gòu)空間 c臂外露空間 a大一些，得出 = +（ ca） 39。il39。39。+ +a= + +c39。i = + +a1i?39。 因此前后兩節(jié)臂由這樣的關(guān)系， = +ca （ ）0il1?從式 36可知， = + +a0il39。因此，搭接部分要根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)而定，一般為伸縮臂外伸長度的 1/4—1/5。 搭接長度應(yīng)該短些，以減輕吊臂重量。l39。il39。il前節(jié)臂中的那部分搭接長度 ，第 i節(jié)臂插在前節(jié)臂內(nèi)的長度為（ + ） ，假設(shè)第 i節(jié)臂的結(jié)構(gòu)39。39。l式中： K為吊臂的節(jié)數(shù)。l從中可以得出 =（ m） 。l039。若假設(shè) 為臂頭滑輪中心離基本臂端面的距離，則基本臂結(jié)構(gòu)長度加上 即為基本臂的工0a 0a作長度。l 39。即 。339。max1234512345()()()()l lalal?????? 式中 ﹑ ﹑﹑ ﹑ 為各節(jié)伸縮臂的伸縮長度，在設(shè)計(jì)當(dāng)中，伸縮長度往往取同一數(shù)值，39。 39。maxl il即 （ ）0039。a， 5， b， h 同上。1 1h17 / 75將最大起升高度 H1帶入公式得出主吊臂最大長度 。吊臂根部鉸點(diǎn)離回轉(zhuǎn)平面的高度 為0h==?式中： ——為回轉(zhuǎn)支承裝置的高度， = 。0min01cos()()elRm??????得出吊臂根部離鉸點(diǎn)的距離 e=。吊