1751_滾輪式腳踏式液壓升降平臺設(shè)計

1751_滾輪式腳踏式液壓升降平臺設(shè)計,輪式,腳踏,液壓,升降,平臺,設(shè)計 滾輪式腳踏式液壓升降平臺車設(shè)計學(xué)生姓名:王小明 班級:078105327指導(dǎo)老師:袁 寧摘 要: 本課題是為工廠車間等場所搬運(yùn)貨物而設(shè)計的腳踏液壓升降臺，是工業(yè)生產(chǎn)的必然產(chǎn)物。滾輪式腳踏式液壓升降平臺車由優(yōu)質(zhì)鋼材、液壓泵、液壓缸、油管、腳輪等有機(jī)組合而成，它可以代替人手的繁重勞動，顯著減輕工人的勞動強(qiáng)度，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率和自動化水平。本文所介紹的液壓升降臺最大載重量是500kg，該升降臺由兩部分組成：機(jī)構(gòu)本體和液壓系統(tǒng)。升降臺升降的操作控制是由一套液壓系統(tǒng)和液壓缸來完成的，而組合而成的液壓系統(tǒng)全部放在液壓油泵中。液壓泵和液壓缸都采用標(biāo)準(zhǔn)件，其中液壓缸為單作用液壓缸，液壓泵為腳踏式，本文首先通過支撐鉸架的受力分析詳細(xì)闡述了要提升起貨物，液壓缸所需承受的最大壓力。接著以之作為根據(jù)說明液壓泵、液壓缸等標(biāo)準(zhǔn)件的選用及型號，并介紹液壓泵內(nèi)部相關(guān)液壓系統(tǒng)原理以及對液壓泵儲油量進(jìn)行核算。此外在強(qiáng)度校核方面，主要通過材料力學(xué)知識對鉸架以及液壓缸作用兩端的軸進(jìn)行強(qiáng)度校核，最后對本升降臺進(jìn)行重量和成本核算。本畢業(yè)設(shè)計借鑒了大量的資料，采用了許多國家標(biāo)準(zhǔn)，充分的吸收了各行業(yè)有關(guān)專家的寶貴經(jīng)驗。關(guān)鍵詞：腳踏式升降臺 液壓缸 液壓泵 液壓系統(tǒng) 標(biāo)準(zhǔn)件 成本核算指導(dǎo)老師簽名:Roller-type hydraulic lifting platformpedal car designStudent name:Wang Xiao Ming Class:078105327Supervisor:Yuan NingAbstract ：This issue is roller-type hydraulic lifting platform pedal car design for places such as factory and machine shop for cargo handling , it is a inevitable product in industrial production.This machine is posed by high-quality steel ,hydraulic cylinder ，hydraulic pump，pipeline, casters and so on.It can replace the heavy manual labor，significantly reduce labor intensity and improve working conditions and raise the level of labor productivity and automation.The biggest load of this snorkel described in this article is 500kg and the platform consists of two parts: body and the hydraulic system lift .The operation and control of the snorkel are completed by a set of hydraulic systems and hydraulic cylinders，also the combination of all of the hydraulic system are stored in the hydraulic pump .Both hydraulic pumps and hydraulic cylinders are standard, the former is a single hydraulic cylinder and the later is Pedal type。firstly，This article expound the required maximum pressure the hydraulic cylinder bear that need to up the goods through the support of the hinge force analysis .according to this， the standard and model choice of the hydraulic pump, hydraulic cylinde are determined，And it describes relevant hydraulic system principles and account oil volume of the hydraulic pump.In addition, this paper check the strength of the hinge frame and the axes at both ends of the Hydraulic cylinder by mainly using the mechanics of materials knowledge ，F(xiàn)inally, check the weight and cost of this lifting platform .This Graduation Project have refer from a large amount of information and national standards, it fully absorbed the valuable experience of experts in all walks of life.Key word:Pedal-style platform hydraulic pump hydraulic cylinder hydraulic system standard parts cost accountingSignature of Supervisor:　目 錄1 緒論1.1 課題研究的目的及意義 .........................................................................................................11.1.1滾輪式腳踏式液壓升降平臺車設(shè)計的目的 ....................................................................11.1.2滾輪式腳踏式液壓升降平臺車設(shè)計的意義 ....................................................................11.2 國內(nèi)外液壓技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢..............................................................................11.2.1研究現(xiàn)狀 ....................................................................................................................................11.2.2發(fā)展趨勢 ....................................................................................................................................21.3 本課題研究內(nèi)容 .......................................................................................................................22 滾輪式腳踏式液壓升降平臺車的總計機(jī)設(shè)2.1 總體方案的分析比較和確定 ................................................................................................32.2 液壓升降平臺車的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動原理 ..................................................................................43 升降臺尺寸初步分析計算3.1 升降臺高度的計算 ..................................................................................................................73.2 相關(guān)角度的計算........................................................................................................73.3 液壓缸作用結(jié)構(gòu)圖分析 .........................................................................................................84 升降臺受力及力矩分析4.1 整體受力分析圖 .....................................................................................................................104.2 外鉸架受力分析圖 ................................................................................................................104.3 內(nèi)鉸架受力分析圖 ................................................................................................................104.4 力和力矩的分析計算............................................................................................................114.4.1鉸架上端鉸支受力 ................................................................................................................114.4.2整體受力分析計算 ..............................................................................................................124.4.3內(nèi)、外鉸架單獨受力分析 ..................................................................................................124.4.4力矩平衡分析 .........................................................................................................................124.5 液壓缸受力分析 .....................................................................................................................134.5.1液壓缸受力公式的導(dǎo)出 .......................................................................................................134.5.2液壓缸最大受力時數(shù)值及角度計算 ................................................................................145 液壓系統(tǒng)的分析5.1 受載分析 ..................................................................................................................................165.2 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計 ................................................................................................................165.2.1設(shè)計要求 ..................................................................................................................................165.2.2液壓系統(tǒng)原理圖 .....................................................................................................................176 液壓缸、液壓泵的選型6.1 液壓缸基本尺寸計算............................................................................................................186.2 液壓缸具體選型 .....................................................................................................................196.3 液壓泵設(shè)計計算及選型 .......................................................................................................196.4 油量的校核 ..............................................................................................................................207 腳輪 滾輪的選用7.1 選用要求 .................................................................................................................................217.2 腳輪實際選型 ........................................................................................................................217.3 滾輪的選用 ...............................................................................................................................228 各構(gòu)件參數(shù)設(shè)計8.1 內(nèi)、外鉸架材料及設(shè)計尺寸選擇 .....................................................................................228.2 滾道材料及設(shè)計尺寸選擇 ..................................................................................................228.3 升降工作臺材料及設(shè)計尺寸選擇 .....................................................................................238.4 底座材料及設(shè)計尺寸選擇 ..................................................................................................239 應(yīng)力計算及強(qiáng)度校核9.1 內(nèi)、外鉸架力的分解............................................................................................................239.2 外鉸架軸力圖、剪力圖和彎矩 .........................................................................................249.3 內(nèi)鉸架軸力圖、剪力圖和彎矩圖分析............................................................................269.4 鉸架應(yīng)力強(qiáng)度校核 ................................................................................................................279.4.1鉸架截面尺寸的確定............................................................................................................289.4.2鉸架截面應(yīng)力分析校核 .......................................................................................................289.5 肋板連接軸強(qiáng)度校核............................................................................................................319.5.1肋板連接軸受力和彎矩圖 ..................................................................................................319.5.2肋板連接軸強(qiáng)度校核............................................................................................................3210 升降平臺車重量核算10.1升降臺總重計算核對 ..............................................................................................................3311 升降臺成本核算11.1 成本核算概念 ........................................................................................................................3411.2 產(chǎn)品生產(chǎn)成本項目 ...............................................................................................................3411.3 生產(chǎn)成本的核算....................................................................................................................3511.3.1直接材料成本的核算 ........................................................................................................3511.3.2直接人工成本的核算 ........................................................................................................3511.3.3制造成本的核算 .................................................................................................................3511.4總計生產(chǎn)成本 ..........................................................................................................................35參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................................36致 謝 .................................................................................................................................................371 緒論1.1 課題研究的目的及意義1.1.1 滾輪式腳踏式液壓升降平臺車設(shè)計的目的1、理論目的：綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計課程、液壓技術(shù)，材料力學(xué)及其他與相關(guān)課程的理論知識和生產(chǎn)實際，進(jìn)行液壓升降臺設(shè)計實踐，使理論知識和生產(chǎn)實踐緊密結(jié)合起來，從而使已有知識學(xué)有所用，并得到進(jìn)一步的鞏固和提高。2、實踐目的：在設(shè)計實踐中學(xué)習(xí)和掌握通用液壓元件，尤其是各類標(biāo)準(zhǔn)元件的選用原則和回路的組合方法，培養(yǎng)設(shè)計技能，提高分析和解決生產(chǎn)實際問題的能力，為今后的設(shè)計制造工作打好的基礎(chǔ)。3、通過液壓升降平臺車設(shè)計，學(xué)生應(yīng)在計算、繪圖、運(yùn)用程序軟件和熟悉設(shè)計資料（包括設(shè)計手冊、產(chǎn)品樣本、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范）以及進(jìn)行評估方面得到實際訓(xùn)練，增強(qiáng)自主創(chuàng)新設(shè)計能力。1.1.2 滾輪式腳踏式液壓升降平臺車設(shè)計的意義隨著當(dāng)代機(jī)械制造業(yè)與液壓技術(shù)的不斷發(fā)展，社會生產(chǎn)對生產(chǎn)率的要求也越來越高，因此，在人類社會工農(nóng)業(yè)發(fā)展中，具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，升降平穩(wěn)等優(yōu)點的液壓升降機(jī)起著極其重要的作用。滾輪式腳踏式液壓升降機(jī)是一種新型的液壓升降機(jī)，主要由機(jī)械元件和液壓系統(tǒng)等組成。滾輪式腳踏式液壓升降機(jī)適合于車間、倉庫、車站、碼頭等場所，且由于只需要簡單動力，不會產(chǎn)生火花和電磁場，故特別適合搬運(yùn)易燃、易爆物品，這種升降機(jī)對提高搬運(yùn)效率、減輕勞動強(qiáng)度等都具有重要意義。此外，滾輪式腳踏式液壓升降臺根據(jù)使用要求，可配置其它附加裝置，并可任意多項或組合，能達(dá)到更好的使用效果。因此我們有必要對它進(jìn)行深入研究。本次畢業(yè)設(shè)計的題目來源于生產(chǎn)第一線，所設(shè)計的產(chǎn)品具有實用價值，已經(jīng)有成熟產(chǎn)品生產(chǎn)。我們可以參考現(xiàn)有產(chǎn)品做出的改進(jìn)設(shè)計，使產(chǎn)品機(jī)構(gòu)更合理、更實用、更可靠。1.2 國內(nèi)外液壓技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.2.1 研究現(xiàn)狀液壓升降機(jī)的核心部件在于液壓提升設(shè)備,因此國內(nèi)外對液壓提升設(shè)備主要進(jìn)行動力分析和運(yùn)動分析，確定液壓缸的主要性能參數(shù)和主要尺寸。如液壓缸的推力速度，作用時間，內(nèi)徑，液壓升降機(jī)行程及活塞桿直徑等。為避免液壓缸體積大且沉重、不便拆裝、用途單一、價格高、長時間暴露在外面易老化腐蝕，造成無謂的損害，久后會使連接處漏水等缺點。它通常采用35、34號或無縫鋼管做成實心桿或空心桿，為了提高耐磨性的防銹蝕，目前國內(nèi)傳統(tǒng)工藝是表面鍍硬鉻（鍍層厚度0.02～0.05mm）并拋光，其表面粗糙度Ra為1.6～0.4μm。由于鍍鉻對人、環(huán)境污染嚴(yán)重，屬國家環(huán)保線值項目，且鍍層不均勻，液壓提升設(shè)備的工作液壓提升設(shè)備其實也就是個最簡單的油缸了.通過手動增壓稈(液壓手動泵)使液壓油經(jīng)過一液壓提升設(shè)備是液壓缸的重要部件。1.2.2 發(fā)展趨勢隨著全球科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，世界液壓升降臺工業(yè)相繼發(fā)生了一系列重大的技術(shù)革命，極大地提高了勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大了生產(chǎn)規(guī)模，降低了產(chǎn)品熱耗、能耗，有效控制了煙塵、粉塵、有害氣體的排放，由此引發(fā)了世界液壓技術(shù)工業(yè)快速發(fā)展，解決了全球?qū)σ簤寒a(chǎn)品的巨大需求。在最近 20 年，世界液壓工業(yè)新技術(shù)絕大部分是在上世紀(jì)幾大創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)或發(fā)展的，這些新技術(shù)包括降低熱耗、提高自動化程度、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模、利用廢物、環(huán)境保護(hù)、產(chǎn)品深加工等方面。其中玻璃鋼/復(fù)合材料的技術(shù)有著良好的發(fā)展前景，就是要大力開拓玻璃鋼/復(fù)合材料的應(yīng)用范圍，不斷提高先進(jìn)性能。此外，隨著人們生活水平的提高，建筑面積不段增加，像車間、倉庫等面積小又急需節(jié)省人力資源，提高勞動效率高，減少噪音和污染的場所，腳踏式液壓升降平臺車應(yīng)運(yùn)而生。國內(nèi)外研究人員正針對這些場所，根據(jù)人們的不同需要在不斷的完善升降平臺車的結(jié)構(gòu)性能，改變體積的大??！研發(fā)出能夠更加實現(xiàn)重物的平穩(wěn)升降、節(jié)省人力、占用空間小、安全可靠并能迅速地對承載物重量的改變做出反應(yīng)的腳踏式液壓升降平臺車。1.3 本課題研究內(nèi)容本設(shè)計課題主要研究內(nèi)容包括滾輪式腳踏式液壓升降平臺車的總體方案論證選擇、液壓系統(tǒng)回路的設(shè)計、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件的計算選型、零部件設(shè)計、材料選擇首先對液壓升降技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分析研究，結(jié)合具體實例，對機(jī)構(gòu)中兩種液壓缸布置方式分析比較，并根據(jù)要求對液壓傳動系統(tǒng)個部分進(jìn)行設(shè)計計算最終確定液壓執(zhí)行元件-液壓缸，通過對鉸架的各項受力分析確定臺板與鉸架的載荷要求，設(shè)計出一種高效節(jié)能無污染，且運(yùn)用廣泛的滾輪式腳踏式液壓升降平臺車。2 滾輪式腳踏式液壓升降平臺車的總機(jī)設(shè)計2.1 總體方案的分析比較和確定根據(jù)設(shè)計任務(wù)技術(shù)要求，滾輪式腳踏式液壓升降平臺車的設(shè)計需達(dá)到以下要求：額定載重量 500kg，升降臺最大升高高度在 950 毫米到 1050 毫米之間，通過腳踩腳踏式液壓泵提起貨物，要求后輪固定，設(shè)置過載安全閥，確保操作者安全，剎車安全可靠?？稍谏虄?nèi)任意位置停止升降。經(jīng)過多方面考慮，對滾輪式腳踏式液壓升降平臺車的設(shè)計初擬定兩種方案，圖 2-1（方案一圖） 圖 2-2（方案二圖）方案一分析：如圖 2-1 所示，液壓升降臺采用的液壓缸兩端都可在一定空間內(nèi)自由活動，這樣一來對液壓缸易受到徑向剪切力和較大彎矩，從而對其壓桿穩(wěn)定性要求很高。從外形結(jié)構(gòu)上來說，尺寸設(shè)計計算和力的計算都很復(fù)雜 ，而且要滿足升降臺升降時的最大最小高度，需要較大的液壓缸行程。此外從安全方面考慮，與液壓缸上端作用點相連接的肋板部分作用在連接鉸架的軸上，則軸對該處鉸架截面作用力將很大，則該截面可能成為危險截面。且當(dāng)液壓缸活塞到底部時，升降臺還可能將有較大高度 ，不能滿足升降臺最低高度的設(shè)計要求。方案二分析：如圖 2-2 所示，該方案和方案一不同之處之一在于，液壓缸一端通過軸固定在底座上，另一端通過肋板固定在鉸架上，這樣液壓缸的一端繞另一端在某個較小角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)，能保證液壓缸具有較好的壓桿穩(wěn)定性，而且液壓缸作用在鉸架的實心截面處，使鉸架受力分配較均勻。另外，在此方案中，液壓缸的作用點較低，那么的液壓缸的行程只需變化很小，便載物臺就可以實現(xiàn)較大幅度的升降，易于滿足設(shè)計要求，因此它能節(jié)省工作人員的體力，提高工作人員的工作效率。通過以上的方案分析，本滾輪式腳踏式液壓升降平臺車采用方案二設(shè)計。2.2 液壓升降平臺車的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動原理滾輪式腳踏式液壓升降平臺車主要由動力源和機(jī)架兩部分組成，動力源部分主要由腳踏式液壓泵和單作用液壓缸組成，機(jī)架部分由工作平臺，內(nèi)外剪式鉸架板和底座導(dǎo)軌槽，支撐板等構(gòu)件組成(如圖2-3所示)。滾輪式腳踏式液壓升降平臺車的運(yùn)動原理如下所述：首先，升降平臺的升降是通過液壓缸的伸縮運(yùn)動來實現(xiàn)地的。液壓缸一端通過軸和兩肋板與外鉸架相連。另一端通過軸固定在底座導(dǎo)軌槽的中部位置；其次，內(nèi)、外鉸架與導(dǎo)軌槽連接的方式為：圖示鉸架右端通過安裝了軸承的滾輪與上下導(dǎo)軌槽相連接，圖示鉸架左端通過鉸支連接固定在上下導(dǎo)軌槽左部；腳踏式液壓泵經(jīng)過油管與液壓缸相連，則當(dāng)腳踩液壓泵腳踏板時，油壓將頂起液壓缸使柱塞伸出，當(dāng)卸荷時，重物的重力將使肋板壓縮柱塞，使柱塞回縮進(jìn)去。由前述的連接方式得，與外鉸架5右側(cè)，內(nèi)鉸架3右側(cè)相連接的滾輪將左右滾動，從而工作平臺將上升或下降，起到升降貨物的作用。此外，萬向腳輪10上安裝有剎車，方便在搬運(yùn)貨物的時候升降臺不會移動。圖 2-3 液壓升降平臺車結(jié)構(gòu) 1—單向腳輪，2—液壓缸，3—內(nèi)鉸架，4—平臺導(dǎo)軌槽，5—外鉸架，6—工作平臺7—手推扶桿，8—液壓泵，9—底座支撐板，10—萬向腳輪，11—底座導(dǎo)軌槽3 升降臺尺寸初步分析計算3.1 升降臺高度的計算（1） 、設(shè)計升降臺最大高度為 950 至 1050mm 之間，可取 =1000mm 左右，而maxh升降臺最小高度設(shè)計為 =435mm； minh（2） 、選用滾輪時，因滾輪為標(biāo)準(zhǔn)件，可選取其直徑為 150mm，則輪子底部至升降臺底座支撐板底部的距離，即滾輪機(jī)構(gòu)總體高度可選為 t=200mm；（3)、試選上端導(dǎo)軌槽整體高度 =50mm,底座導(dǎo)軌槽整體厚度 =60mm,則未考1t 2t慮平臺厚度的情況下，上端導(dǎo)軌槽固定鉸支中心與底座固定鉸支中心的距離為：a 升降臺處于最大高度時， = -（t+ + ）=1000-(200+ + )ahmx21t 2506=745mmb 升降臺處于最小高度時， = -（t+ + ）=435-(200+ + )bin1t=180mm3.2 相關(guān)角度的計算 若設(shè)液壓缸作用點中心與平臺底部距離為 =10mm,則底座固定鉸支中心至液4t壓缸作用點中心的垂直距離為：g= - - =180-10- =145mm。bh2150由升降平臺尺寸為 1010?520mm,則可設(shè)升降臺處于最低高度時，底座固定鉸支中心與活動鉸支中心兩點距離為 d=850mm。則 tan 1?= dhb=850=0.2117 ? 1?= ?2則 2L= 2b?=869mm從而 sin 2= Lha= 86974=0.8575 2= ?59以上 2L-- 鉸架長度；1?-- 升降臺最低高度時鉸架中心線與底座導(dǎo)軌中心線夾角；2-- 升降臺最大高度時鉸架中心線與底座導(dǎo)軌中心線夾角；此時升降臺處于最大高度時有，底座固定鉸支中心與活動鉸支中心兩點距離為e= 2tan?h= ?59t74=448mm?2d=435mm。這說明當(dāng)升降臺處于最大高度時，所承受重物作用中心仍介于平臺固定鉸支中心與活動鉸支中心之間，使得平臺傾覆的可能性極小，滿足穩(wěn)定性要求。3.3 液壓缸作用結(jié)構(gòu)圖分析 如下兩圖 3-1、3-2 中:圖 3-1 升降臺結(jié)構(gòu)分析 圖 3-2 液壓缸作用簡化圖若令 =m ， =p ，則 =n 由 確定；cdecf?設(shè)計當(dāng)升降臺達(dá)最大高度時，液壓缸作用點中心與底座固定鉸支中心連線ce 處于垂直位置，即與水平成 ，則?90當(dāng) = 1?= ?2時， sin（ + ）=g=145mm；ce??1?當(dāng) = = ?59時， + 2= =???3由上得 p= = = =213mmce??1sin???g)2si(45?現(xiàn)將液壓泵的支撐點作用于底座中心 d 點，則M= = =425mmd2現(xiàn)計算液壓缸中心線（線 ed）到 c 點的距離 n 的大小對于 ced，由面積關(guān)系可有：?，從而得：cedcfefS???）（ ????????? sinpm21sin21sinp21?）（）（ ???sinmipn????）（將 p=213mm，m=425mm， = 代入上式得：?31?sin425sin21345?????）（i87.）（?4 升降臺受力及力矩分析4.1 整體受力分析圖升降臺在整體受力如圖 4-1，圖 4-1 整體受力分析圖4.2 外鉸架受力分析圖外鉸架 L1 受力分析如圖 4-2，圖 4-2 外鉸架受力分析圖圖中： , ;?cos1nd????cos2nld??, ;ihih4.3 內(nèi)鉸架受力分析圖內(nèi)鉸架 L2 受力分析如圖 4-3，圖 4-3 內(nèi)鉸架受力分析圖圖中; , ;?coslx??sinly?;tany以上了圖中所示力的方向皆為事先假設(shè)力的方向，其中規(guī)定水平方向（x方向）向上為正，向下為負(fù)；豎直方向（y方向）向右為正，向左為負(fù)。4.4力和力矩的分析計算4.4.1鉸架上端鉸支受力先忽略平臺自重，則由上圖因為 ， ?cos2lRw??所以?cos4lGFyb?而 xwffybx11?（令 ，且有 ， 為軸承滾輪與平a ?cosl?xRw2??1f臺導(dǎo)軌槽間的摩擦系數(shù)） ，則至此能計算出 、 、 、xaFyxbyF4.4.2整體受力分析計算?cos42lGRlya ?? 對平臺，重物及兩鉸架組成的整體進(jìn)行受力分析：（4.1）=0 =0 ......① ?x?xdcF??1os??=0 ......② y 02in??GFy?4.4.3 內(nèi)、外鉸架單獨受力分析對 L1 單獨進(jìn)行受力平衡分析：=0 =0 ......③xxboxcF??1os?=0 =0 ......④y yyF?in由③、④得 ......⑤ xboxd??由②、④得 ......⑥ yyG??2?對 L2 單獨進(jìn)行受力平衡分析：=0 =0 ......⑦ ?x?xoaxdF?=0 =0 ......⑧ y yadyo??4.4.4 力矩平衡分析若規(guī)定逆時針為正，順時針為負(fù)，則對 L1 的 c 點的轉(zhuǎn)矩平衡得：=0 =0 cM xFyxFhFbbyo2sincs11 ??????（a） 對 L2 有：（1） ，d 點的轉(zhuǎn)矩平衡得：=0 =0 ??xyxyooaxa?2......（b） （2） ，o 點的轉(zhuǎn)矩平衡得：=0 =0MyFxFyxdydaxa ?????=0 ??tantnxyx......（c）又因為 ......（d）2fFydx??—軸承滾輪與底座導(dǎo)軌槽間的摩擦系數(shù)2f4.5 液壓缸受力分析 4.5.1 液壓缸受力公式的導(dǎo)出由（c） ， （d）兩式得：?tan12fFFyxy???ta)(222fff yxydxd?則至此能算出 ydxF,由上⑤ 、⑥式分別可得：xbdxo????cos4tan1)(122lGwffy?? ......（e）ybdyoFG??2= ?tan12fx?- cos4lGw ......（f） 將以上（e） 、 （f）式代入至（a）式得：F= ??11sico2tt?dhFFxybxby? = 11intatas??l ybxbyox.....（g）至此可算出力 F，由于這些力是按對稱鉸架的一邊來考慮的，所以 F 為鉸架與底座成 ?時液壓缸所承受的一半力的大小。則 T=2F= ??11sinco2tatas2???dhFl ybxbyx?其中：T-液壓缸受力大小4.5.2 液壓缸最大受力時數(shù)值及角度計算分析液壓缸產(chǎn)生最大力時，鉸架與底座所成角度 大小 ?根據(jù)上面一系列的式子有，當(dāng) 為不同大小時，對應(yīng)各鉸支點受力大小不?同，從而液壓缸受力大小相應(yīng)不同?，F(xiàn)根據(jù)以上所列式子將部分關(guān)鍵數(shù)據(jù)輸入如下表 4-1,表 4-1??12?8?24?30?6?42?8?54?9xoF-24.5 -24.4 -24.4 -24.4 -24.3 -24.3 -24.2 -24.2 -24.1y2447.7 2375.2 2268.9 2122.0 1923.6 1657.1 1295.8 794.4 212.3xb12.2 12.6 13.1 13.8 14.8 16.1 17.9 20.4 23.2yF1223.6 1258.4 1310.1 1382.0 1479.4 1610.5 1788.7 2036.2 2322.81h64.8 87.6 106.8 122.9 136.3 147.1 155.3 161.0 163.8d305.0 270.0 239.8 212.9 187.6 163.3 139.8 116.9 98.41?28.35 29.40 29.95 30.07 29.84 29.32 28.55 27.57 26.62l435 435 435 435 435 435 435 435 435(N)T20635 19394 18310 17284 16253 15170 13997 12705 11517此外經(jīng)過更精確的計算得，液壓缸受力曲線圖如下圖 4-4，05000100001500020000250000 10 20 30 40 50 60 70Tθ圖 4-4 液壓缸受力曲線圖由上圖得，當(dāng)升降臺處于最低位置，即 = 時，液壓缸受力最大，此時有有 ??12T = 20635 N，考慮到工作平臺，工作平臺導(dǎo)軌槽，內(nèi)、外鉸架等的重量，經(jīng)咨詢，可取一系數(shù) =1.3，則液壓缸所受最大壓力為 sK= T= 20635 1.3 =26825.5 26826N maxTs??5 液壓系統(tǒng)的分析5.1 受載分析該腳踏式液壓升降臺的工作循環(huán)過程是：當(dāng)工作平臺處于最低位置時，腳踩腳踏板，升降臺升起，當(dāng)?shù)竭_(dá)最大高度時，升降臺停止上升，液壓系統(tǒng)進(jìn)入保壓階段；在升降臺上升的過程中，升降臺的傾角不斷地發(fā)生變化；升降臺開始下降，下降到最低點停止運(yùn)動，至此升降臺一個工作循環(huán)結(jié)束。在升降臺的整個工作循環(huán)過程中，在最低位置時液壓缸推力最大。隨著上平臺高度的增加，液壓缸的推力將逐漸減小。5.2 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計5.2.1 設(shè)計要求結(jié)合設(shè)計要求，滾輪式腳踏式液壓升降平臺車的動力元件為腳踏式液壓泵，執(zhí)行元件為單作用液壓缸，其中腳踏式液壓泵自帶油箱和卸荷閥，其內(nèi)部已有一部分液壓回路，原理如下：1，當(dāng)要使工作平臺上升時，換向閥 7 左位接通，腳踩液壓泵 3，1 中油液進(jìn)入液壓缸下端，從而將液壓缸活塞頂出，平臺上升。2，當(dāng)要使工作平臺下降時，換向閥 7 右位接通，液壓缸 6 中的油液因重物產(chǎn)生的壓力而被壓出，經(jīng)由換向閥和節(jié)流閥流回油箱，節(jié)流閥 8 則控制油液的流速，從而使升降臺能緩慢卸載。5.2.2 液壓系統(tǒng)原理圖綜上所述，只需用油管將液壓泵出油口連接至液壓缸的進(jìn)油口即可組一完整的液壓回路，其液壓系統(tǒng)原理圖如圖 5-1 所示，圖 5-11-油箱 ，2—單向閥 ，3—手動液壓泵 ，4—單向閥 ，5—溢流閥 ，6—液壓缸，7—手動換向閥 ，8—節(jié)流閥 其中 1、2、3、4、5、7、8 都集中在液壓泵中6 液壓缸、液壓泵的選型6.1 液壓缸基本尺寸計算從圖 3-4 中根據(jù)幾何關(guān)系可得液壓缸的瞬時尺寸（即鉸接點 DC 之間的距離）為 22()()cos2SrLRr????液壓缸兩鉸接點之間的最大距離和最小距離分別為 max22max inin cos)()(Lrr???根據(jù)實際設(shè)計情況，并結(jié)合圖 3-2 及相關(guān)數(shù)據(jù)，有Smin= )cos(212????p= 306)12cs(23451345?????Smax= )cs(2m= m475)9cos(1??即液壓缸的最大安裝尺寸為 Smax=475mm最小安裝尺寸為 Smin=306mm設(shè)液壓缸的有效行程為△s，為了使液壓缸兩鉸接點之間的距離為最小值時，柱塞不抵到液壓缸缸底，并考慮液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸K 1和K 2(圖3)，一般應(yīng)取Smin≥Kl+K2+△S 同樣，為了使液壓缸兩鉸接點之間的距離為最大值時，柱塞不會脫離液壓缸中的導(dǎo)向套，一般應(yīng)取Smax≤Kl+K2+2△S 式中的 K1和 K2 根據(jù)液壓缸的具體結(jié)構(gòu)決定，圖 6-1 液壓缸相關(guān)尺寸圖6.2 液壓缸具體選型由以上計算得出：滾輪式腳踏式液壓升降平臺車平臺處于最低高度，即= 時，液壓缸受力最大， ，此時液壓缸所受的力是 = 26826 N。選擇缸??12 maxT徑為 的液壓缸，其所能提供的最大推力為 = 31420 N，由于已計算出液m50? g壓缸的最大安裝尺寸為 Smax=475mm，最小安裝尺寸為 Smin=306mm，則其行程為S=Smax-Smin=169mm，則可選擇液壓缸的行程S=180mm。6.3 液壓泵設(shè)計計算及選型由于液壓缸承受的最大壓力為 26826 N, 所以腳踏式液壓泵至少要提供26826 N 的力，根據(jù)以上要求初步選擇腳踏油壓泵 F-1000 型，其外形尺寸為L×b×h=530×160×200mm。其輸出壓力位 ＝700kgf/cm 2，儲油量為 1 升，重量為 12kg;此外液壓泵配P有 1m 高壓油管/接頭。以下對該種型號的液壓泵進(jìn)行校核：根據(jù)前述內(nèi)容，已選用缸徑為 的液壓缸，且液壓缸承受最大壓mdg50?力為 = 26826 N，則液壓缸內(nèi)部活塞所受最大壓強(qiáng)為maxT= = = = 13.662 MpaaxP而 1kgf/cm2 = 98 Kpa ，則= 13.662 Mpa = = 139.41 kgf/cm2　maxP很明顯有　 ＞ 　即液壓泵所能產(chǎn)生的壓強(qiáng)大于液壓缸能承受的最大maxP壓強(qiáng)，故 F-1000 型號的腳踏油壓泵滿足設(shè)計要求。此外液壓泵具有如下的性能要求：4/maxgdT???2310568??981062.33gaS1，操作該液壓泵是一種解放雙手且省力的腳踏工作；2，外置控制閥易于控制卸載時，能使升降臺安全緩慢下降；3，適用于沒有電源和壓縮空氣的現(xiàn)場作業(yè)。6.4 油量的校核由上得液壓缸需滿足的行程為180mm，而液壓缸直徑為50mm，則當(dāng)升降臺達(dá)最高位置時液壓缸內(nèi)儲油儲油 =180×10￣ 2 × = 0.353 L。1V此外，此時油管中也儲存有一定的油量，而液壓缸所配油管為 1m，內(nèi)徑為20mm，則油管儲油量為 =10 = 0.314 L。2?則液壓缸所需出油量至少應(yīng)為 = + =0.353+0.314 = 0.667L ，小于12液壓缸而儲油量 1L，故液壓缸儲油量足夠，滿足要求。 )0(4??2)105(4???7 腳輪 滾輪的選用 7.1 選用要求根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，本滾輪式腳踏式液壓升降平臺車的額定載重為500kg，此外已規(guī)定升降平臺車本身的重量應(yīng) 130kg，又由于腳踩腳踏式液壓?泵的力很小，幾乎可忽略不計，故地面所受重力最大可估計為 630kg，即每滾輪最少負(fù)重 157.5kg，又因為本升降臺在工廠、超市等場所使用，因此對噪音有一定的要求，為此本升降臺的腳輪選擇材料為超級橡膠的腳輪，其中兩個為萬向輪，兩個為定向輪。7.2 腳輪實際選型如下圖 7-1 所示，本升降臺選擇型號為 SM-B 重型輪組， ，其輪徑為D=150mm，輪寬為 W=50mm，安裝高度為 =193mm，每個輪的載重為 250kg，自1H重為 2.06kg； 底板尺寸為 114×102mm，安裝孔距為 84×71mm，孔徑 =11mm。另外，萬向腳zd輪上附帶有剎車，可使升降臺能夠在與水平面成一定角度的斜坡上工作而不至于滑動。圖 7-17.3 滾輪的選用 滾輪的結(jié)構(gòu)如圖 7-2 所示圖 7-28 各構(gòu)件參數(shù)設(shè)計8.1 內(nèi)、外鉸架材料及設(shè)計尺寸選擇內(nèi)外鉸架主要用于支撐升降臺面，是該液壓升降臺的重要組成構(gòu)件，因此其使用材料的性能至關(guān)重要，選擇型號為 Q235 的普通碳素鋼，初選實心處截面基本尺寸為 30×60mm，長度已確定約為 870mm。??1hb8.2 滾道材料及設(shè)計尺寸選擇根據(jù)滾道的工作情況，并且考慮到滾輪的直徑，選擇熱軋普通槽鋼，型號為 5，基本尺寸為 h =50mm、b =37mm、d =4.5mm、t =7.0mm、r =7.0mm、r1 =3.5mm，如下圖 8-1 所示。圖 8-1圖中：h — 高度 b — 腿寬 d — 腰厚t — 平均腿厚 r — 內(nèi)圓弧半徑 r1— 腿端圓弧半徑8.3 升降工作臺材料及設(shè)計尺寸選擇 工作臺的，對于翻轉(zhuǎn)工作臺骨架，基本尺寸為 L×B=1010×520，翻轉(zhuǎn)平臺面則用熱軋普通鋼板，公稱厚度為 5mm。8.4 底座材料及設(shè)計尺寸選擇底座主要用于支撐作用，選用熱軋不等邊角鋼，型號為 12.5/8，其基本尺寸為 B =125mm、b =80mm 、d =7mm、r =11mm，如下圖 8-2 所示。圖 8-2圖中：B — 長邊寬度 b — 短邊寬度 d — 邊厚 r1 — 邊端內(nèi)弧半徑 r — 內(nèi)圓弧半徑9 應(yīng)力計算及強(qiáng)度校核9.1 內(nèi)、外鉸架力的分解首先外鉸架 L1 和內(nèi)較架 L2 受的力分解成沿鉸架方向（稱方向 1）的力和垂直于該方向的方向（稱方向 2）上的力?sinFcoFx1yc??i2）（ 11??）（2sin?sinFy