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塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
目 錄
1緒論 1
1.1課題研究的目的及意義 1
1.2國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì) 1
1.3本課題研究?jī)?nèi)容 1
2果園水果采摘升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)的總機(jī)設(shè)計(jì) 1
2.1總體方案的分析比較和確定 1
2.2液壓升降平臺(tái)車的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)原理 2
3升降臺(tái)尺寸初步分析計(jì)算 3
3.1升降臺(tái)高度的計(jì)算 3
3.2相關(guān)角度的計(jì)算 3
4升降臺(tái)受力及力矩分析 3
4.1整體受力分析圖 3
4.2外鉸架受力分析圖 4
4.3內(nèi)鉸架受力分析圖 4
4.4力和力矩的分析計(jì)算 5
4.5液壓缸受力分析 5
5液壓系統(tǒng)的分析 7
5.1 受載分析 7
5.2 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 7
6液壓缸﹑液壓泵具體選型 8
6.1液壓缸的選擇 8
6.2液壓泵設(shè)計(jì)計(jì)算及選型 8
6.3油量的校核 8
7各構(gòu)件參數(shù)設(shè)計(jì) 8
7.1內(nèi)、外鉸架材料及設(shè)計(jì)尺寸選擇 8
7.2滾道材料及設(shè)計(jì)尺寸選擇 8
7.3升降工作臺(tái)材料及設(shè)計(jì)尺寸選擇 8
7.4底座材料及設(shè)計(jì)尺寸選擇 8
8應(yīng)力計(jì)算及強(qiáng)度校核 8
8.1 內(nèi)、外鉸架力的分解 8
8.2 外鉸架軸力圖、剪力圖和彎矩圖分析 9
8.3內(nèi)鉸架軸力圖、剪力圖和彎矩圖分析 10
8.4 鉸架應(yīng)力強(qiáng)度校核 11
致 謝 13
參考文獻(xiàn) 14
1緒論
1.1課題研究的目的及意義
1.1.1果園水果采摘液壓升降平臺(tái)設(shè)計(jì)的目的
1、理論目的:綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)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(shí)和生產(chǎn)實(shí)際,進(jìn)行液壓升降臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)踐,使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合起來(lái),并得到進(jìn)一步的鞏固和提高。
2、實(shí)踐目的:在設(shè)計(jì)實(shí)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(jì)技能,提高分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力,為今后的設(shè)計(jì)制造工作打好的基礎(chǔ)。
1.1.2果園水果采摘升降平臺(tái)車設(shè)計(jì)的意義
隨著當(dāng)代農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化的不斷發(fā)展,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)生產(chǎn)率的要求也越來(lái)越高,因此,在農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展中,具有結(jié)構(gòu)緊湊,操作方便,升降平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)的果園水果液壓升降機(jī)起著極其重要的作用。果園水果采摘液壓升降平臺(tái)是一種新型的液壓升降機(jī),主要由機(jī)械元件和液壓泵等組成,我們有必要對(duì)它進(jìn)行深入研究。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目來(lái)源于水果采摘第一道工序,所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品具有實(shí)用價(jià)值,針對(duì)已有成熟產(chǎn)品的廣泛使用,分析其存在的優(yōu)缺點(diǎn)并對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品做出的改進(jìn)設(shè)計(jì),使產(chǎn)品機(jī)構(gòu)更合理、更實(shí)用、更可靠。
1.2國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)
1.2.1研究現(xiàn)狀
目前,我國(guó)水果采摘大部分單憑人工爬樹(shù)或使用梯子采摘,移動(dòng)較為困難并存在安全問(wèn)題,大大降低了采收效率。因水果的成熟期較短,采收效率低直接影響水果的品質(zhì)及貯藏。然而,在工廠用很多先進(jìn)的升降平臺(tái),如固定式液壓裝卸平臺(tái),折臂式升降平臺(tái),移動(dòng)式升降平臺(tái)等,對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單改裝,使其適應(yīng)果園環(huán)境,有利于實(shí)現(xiàn)采收的方便性,安全性及及時(shí)性。升降平臺(tái)的核心部件在于液壓提升設(shè)備。因此,國(guó)內(nèi)外對(duì)液壓提升設(shè)備主要進(jìn)行動(dòng)力分析和運(yùn)動(dòng)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(shí)間,內(nèi)徑,液壓升降機(jī)行程及活塞桿直徑等。
1.2.2發(fā)展趨勢(shì)
隨著全球科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,世界液壓升降臺(tái)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(dòng)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(kāi)發(fā)或發(fā)展的,這些新技術(shù)包括降低熱耗、提高自動(dòng)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(kāi)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(cāng)庫(kù)等面積小又急需節(jié)省人力資源,提高勞動(dòng)效率高,減少噪音和污染的場(chǎng)所,液壓升降平臺(tái)車應(yīng)運(yùn)而生。國(guó)內(nèi)外研究人員正針對(duì)這些場(chǎng)所,根據(jù)人們的不同需要在不斷的完善升降平臺(tái)車的結(jié)構(gòu)性能,改變體積的大??!研發(fā)出能夠更加實(shí)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(duì)承載物重量的改變做出反應(yīng)的液壓升降平臺(tái)車。
1.3本課題研究?jī)?nèi)容
首先對(duì)液壓升降技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分析研究,結(jié)合具體實(shí)例,對(duì)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(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算最終確定液壓執(zhí)行元件-液壓缸,通過(guò)對(duì)叉桿的各項(xiàng)受力分析確定臺(tái)板與叉桿的載荷要求,最終完成液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)要求。
2果園水果采摘升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)的總機(jī)設(shè)計(jì)
2.1總體方案的分析比較和確定
經(jīng)過(guò)多方面考慮,對(duì)液壓升降平臺(tái)車的設(shè)計(jì)初擬定兩種方案
方案一分析:如圖2-1所示,液壓升降臺(tái)采用的液壓缸兩端都可在一定空間內(nèi)自由活動(dòng),這樣一來(lái)對(duì)液壓缸易受到徑向剪切力和較大彎矩,從而對(duì)其壓桿穩(wěn)定性要求很高。從外形結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō),尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算和力的計(jì)算都很復(fù)雜,而且要滿足升降臺(tái)升降時(shí)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(diǎn)相連接的肋板部分作用在連接鉸架的軸上,則軸對(duì)該處鉸架截面作用力將很大,則該截面可能成為危險(xiǎn)截面。且當(dāng)液壓缸活塞到底部時(shí),升降臺(tái)還可能將有較大高度,不能滿足升降臺(tái)的設(shè)計(jì)要求。
圖2-1 液壓升降平臺(tái)方案一
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(guò)軸固定在底座上,另一端通過(guò)肋板固定在鉸架上,這樣液壓缸的一端繞另一端在某個(gè)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(shí)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(diǎn)較低,那么的液壓缸的行程只需變化很小,便載物臺(tái)就可以實(shí)現(xiàn)較大幅度的升降,易于滿足設(shè)計(jì)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(guò)以上的方案分析,果園水果采摘液壓升降平臺(tái)采用方案二設(shè)計(jì)。
圖2-2 液壓升降平臺(tái)方案一
2.2液壓升降平臺(tái)車的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)原理
液壓升降平臺(tái)主要由動(dòng)力源和機(jī)架兩部分組成,動(dòng)力源部分主要由液壓泵和單作用液壓缸組成,機(jī)架部分由工作平臺(tái),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)。
圖2-3 液壓升降平臺(tái)車結(jié)構(gòu)
1鏈輪鋼架,2滑輪,3液壓升縮機(jī)構(gòu),4內(nèi)腳架,5載物平臺(tái),
6鉸接軸7外鉸架,8液壓缸轉(zhuǎn)軸,9肋板,10導(dǎo)軌,11底座
果園水果采摘液壓升降平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)原理如下所述:
首先,升降平臺(tái)的升降是通過(guò)液壓缸的伸縮運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)地的。液壓缸一端通過(guò)軸和兩肋板與外鉸架相連。另一端通過(guò)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(guò)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(guò)鉸支連接固定在上下導(dǎo)軌槽左部;液壓泵經(jīng)過(guò)油管與液壓缸相連,則當(dāng)手拉液壓泵滑輪時(shí),油壓將頂起液壓缸使柱塞伸出,當(dāng)卸荷時(shí),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7右側(cè),內(nèi)鉸架4右側(cè)相連接的滾輪將左右滾動(dòng),從而工作平臺(tái)將上升或下降,起到升降貨物的作用。
3 升降臺(tái)尺寸初步分析計(jì)算
3.1升降臺(tái)高度的計(jì)算
(1)、設(shè)計(jì)升降臺(tái)最大高度為950至1050mm之間,可取=1000mm左右,而升降臺(tái)最小高度設(shè)計(jì)為=435mm;
(2)、選用滾輪時(shí),因滾輪為標(biāo)準(zhǔn)件,可選取其直徑為250mm,則輪子底部至升降臺(tái)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=300mm;
(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,則未考慮平臺(tái)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(tái)處于最大高度時(shí),=-(t++)=1000-(200++)=645mm
b升降臺(tái)處于最小高度時(shí),=-(t++)=435-(200++)=80mm
3.2相關(guān)角度的計(jì)算
若設(shè)液壓缸作用點(diǎn)中心與平臺(tái)底部距離為=10mm,則底座固定鉸支中心至液壓缸作用點(diǎn)中心的垂直距離為:g=--=180-10-=145mm。
由升降平臺(tái)尺寸為1010520mm,則可設(shè)升降臺(tái)處于最低高度時(shí),底座固定鉸支中心與活動(dòng)鉸支中心兩點(diǎn)距離為d=850mm。
則tan===0.2117 =
則2L==869mm,從而sin===0.8575 =
以上2L-- 鉸架長(zhǎng)度;
-- 升降臺(tái)最低高度時(shí)鉸架中心線與底座導(dǎo)軌中心線夾角;
-- 升降臺(tái)最大高度時(shí)鉸架中心線與底座導(dǎo)軌中心線夾角;
此時(shí)升降臺(tái)處于最大高度時(shí)有,底座固定鉸支中心與活動(dòng)鉸支中心兩點(diǎn)距離為e===448mm=435mm。這說(shuō)明當(dāng)升降臺(tái)處于最大高度時(shí),所承受重物作用中心仍介于平臺(tái)固定鉸支中心與活動(dòng)鉸支中心之間,使得平臺(tái)傾覆的可能性極小,滿足穩(wěn)定性要求。
4 升降臺(tái)受力及力矩分析
4.1整體受力分析圖
升降臺(tái)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: , ;
, ;
4.3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; , ;
;
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(jì)算
4.4.1鉸架上端鉸支受力
先忽略平臺(tái)自重,則由上圖
因?yàn)椋?
所以
而
(令,且有,為軸承滾輪與平臺(tái)導(dǎo)軌槽間的摩擦系數(shù)) ,則至此能計(jì)算出 、 、 、
4.4.2整體受力分析計(jì)算
對(duì)平臺(tái),重物及兩鉸架組成的整體進(jìn)行受力分析:(4.1)
=0 =0 ?。?)
=0 (2)
4.4.3內(nèi)、外鉸架單獨(dú)受力分析
對(duì)L1單獨(dú)進(jìn)行受力平衡分析:
=0 =0 (3)
=0 =0 (4)
由(3)、(4)得 ?。?)
由(2)、(4)得 (6) .
對(duì)L2單獨(dú)進(jìn)行受力平衡分析:
=0 =0 (7)
=0 =0 (8)
4.4.4力矩平衡分析
若規(guī)定逆時(shí)針為正,順時(shí)針為負(fù),則對(duì)L1的c點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩平衡得:
=0 =0 (a)
對(duì)L2有:
(1),d點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩平衡得:
=0 =0 (b)
(2),o點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩平衡得:
=0 =0 (c)
=0 (d)
又因?yàn)?
—軸承滾輪與底座導(dǎo)軌槽間的摩擦系數(shù)
4.5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:
則至此能算出
由上(5) 、(6)式分別可得:
(e)
=- (f)
將以上(e)、(f)式代入至(a)式得:
F=
= (g)
至此可算出力F,由于這些力是按對(duì)稱鉸架的一邊來(lái)考慮的,所以F為鉸架與底座成時(shí)液壓缸所承受的一半力的大小。
則T=2F=
其中:T-液壓缸受力大小
4.5.2液壓缸最大受力時(shí)數(shù)值及角度計(jì)算
分析液壓缸產(chǎn)生最大力時(shí),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(shí),對(duì)應(yīng)各鉸支點(diǎn)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 關(guān)鍵數(shù)據(jù)計(jì)算
12o
18o??
24o
30o
36o
42o
48o
54o
59o
-24.5
-24.4
-24.4
-24.4
-24.3
-24.3
-24.2
-24.2
-24.1
2447.7
2375.2
2268.9
2122.0
1923.6
1657.1
1295.8
794.4
212.3
12.2
12.6
13.1
13.8
14.8
16.1
17.9
20.4
23.2
1223.6
1258.4
1310.1
1382.0
1479.4
1610.5
1788.7
2036.2
2322.8
64.8
87.6
106.8
122.9
136.3
147.1
155.3
161.0
163.8
305.0
270.0
239.8
212.9
187.6
163.3
139.8
116.9
98.4
28.35
29.40
29.95
30.07
29.84
29.32
28.55
27.57
26.62
435
435
435
435
435
435
435
435
435
(N)
20635
19394
18310
17284
16253
15170
13997
12705
11517
此外經(jīng)過(guò)更精確的計(jì)算得,液壓缸受力曲線圖如下圖4-4,
圖4-4 液壓缸受力曲線圖
由上圖得,當(dāng)升降臺(tái)處于最低位置,即 =時(shí),液壓缸受力最大,此時(shí)有有 T = 20635 N,考慮到工作平臺(tái),工作平臺(tái)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
= T= 20635 1.3 =26825.5 26826N
5 液壓系統(tǒng)的分析
5.1 受載分析
該液壓升降臺(tái)的工作循環(huán)過(guò)程是:當(dāng)工作平臺(tái)處于最低位置時(shí),手拉液壓升降機(jī)構(gòu),升降臺(tái)升起,當(dāng)?shù)竭_(dá)最大高度時(shí),升降臺(tái)停止上升,液壓系統(tǒng)進(jìn)入保壓階段;在升降臺(tái)上升的過(guò)程中,升降臺(tái)的傾角不斷地發(fā)生變化;升降臺(tái)開(kāi)始下降,下降到最低點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng),至此升降臺(tái)一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。在升降臺(tái)的整個(gè)工作循環(huán)過(guò)程中,在最低位置時(shí)液壓缸推力最大。隨著上平臺(tái)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(jì)
5.2.1設(shè)計(jì)要求
結(jié)合設(shè)計(jì)要求,液壓升降平臺(tái)車的動(dòng)力元件為手動(dòng)式液壓泵,執(zhí)行元件為單作用液壓缸,其中手動(dòng)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(tái)上升時(shí),換向閥7左位接通,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(tái)上升。2,當(dāng)要使工作平臺(tái)下降時(shí),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(tái)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,如圖5-1所示,
圖5-1 液壓系統(tǒng)原理圖
1油箱 ,2單向閥 ,3手動(dòng)液壓泵 ,4單向閥 ,
5溢流閥 ,6液壓缸,7手動(dòng)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﹑液壓泵具體選型
6.1液壓缸的選擇
由以上計(jì)算得出:液壓升降平臺(tái)車平臺(tái)處于最低高度,即 =時(shí),液壓缸受力最大,,此時(shí)液壓缸所受的力是= 26826 N。選擇缸徑為的液壓缸,其所能提供的最大推力為= 31420 N。其輸出壓力位=700kgf/cm2,儲(chǔ)油量為1升,重量為12kg;此外液壓泵配有1m高壓油管/接頭。
6.2液壓泵設(shè)計(jì)計(jì)算及選型
由于液壓缸承受的最大壓力為26826 N, 所以腳液壓泵至少要提供26826 N的力,根據(jù)以上要求選擇油壓泵F-1000型,其外形尺寸為L(zhǎng)×b×h=530×160×200mm。
6.3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(tái)達(dá)最高位置時(shí)液壓缸內(nèi)儲(chǔ)油儲(chǔ)油=180×10 ̄ 2 × = 0.353 L。
此外,此時(shí)油管中也儲(chǔ)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(chǔ)油量為=10 = 0.314 L。
則液壓缸所需出油量至少應(yīng)為= + =0.353+0.314 = 0.667L ,小于液壓缸而儲(chǔ)油量1L,故液壓缸儲(chǔ)油量足夠,滿足要求。
7 各構(gòu)件參數(shù)設(shè)計(jì)
7.1內(nèi)、外鉸架材料及設(shè)計(jì)尺寸選擇
內(nèi)外鉸架主要用于支撐升降臺(tái)面,是該液壓升降臺(tái)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(hào)為Q235的普通碳素鋼,初選實(shí)心處截面基本尺寸為30×60mm,長(zhǎng)度已確定約為870mm。
7.2滾道材料及設(shè)計(jì)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(hào)為5。
7.3升降工作臺(tái)材料及設(shè)計(jì)尺寸選擇
工作臺(tái)的,對(duì)于翻轉(zhuǎn)工作臺(tái)骨架,基本尺寸為L(zhǎng)×B=1010×520,翻轉(zhuǎn)平臺(tái)面則用熱軋普通鋼板,公稱厚度為5mm。
7.4底座材料及設(shè)計(jì)尺寸選擇
底座主要用于支撐作用,選用熱軋不等邊角鋼
8 應(yīng)力計(jì)算及強(qiáng)度校核
8.1 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
在上述分解合成力的過(guò)程中,由于豎直均很小,故這些力在1、2方向上的分解力可忽略不計(jì)。
8.2 外鉸架軸力圖、剪力圖和彎矩圖分析
圖8-1 外鉸架L1受力分析
圖8-2 外鉸架L1軸力圖
圖8-3 外鉸架L1縱向剪力圖
圖8-4 外鉸架L1縱向彎矩圖
由上述圖有:
其中,
則外鉸架L1所受最大拉應(yīng)力為
或
;
其中=
外鉸架L1所受最大壓應(yīng)力為
上式中、產(chǎn)生于液壓缸作用點(diǎn)截面處,產(chǎn)生于o點(diǎn)截面處。分別記為L(zhǎng)1:拉、L1:壓、L1:拉。
8.3內(nèi)鉸架軸力圖、剪力圖和彎矩圖分析
圖8-5 內(nèi)鉸架L2受力分析
圖8-6 內(nèi)鉸架L2軸力圖
圖8-7 內(nèi)鉸架L2縱向剪力圖
圖8-8 內(nèi)鉸架L2縱向彎矩圖
由上述圖有:
;其中
則內(nèi)鉸架L2所受最大拉應(yīng)力為
; 其中
內(nèi)鉸架L2所受最大壓應(yīng)力為
; 其中
上式中產(chǎn)生于o點(diǎn)處上半部分界面,產(chǎn)生于o點(diǎn)處下半部分界面。分別記為L(zhǎng)2:拉、L2:壓。
8.4 鉸架應(yīng)力強(qiáng)度校核
8.4.1鉸架截面尺寸的確定
經(jīng)過(guò)精確計(jì)算和篩選,已選取內(nèi)外鉸架實(shí)心截面為3060mm,經(jīng)更詳細(xì)的計(jì)算發(fā)現(xiàn),所選截面寬度太長(zhǎng),考慮到材料的節(jié)省和強(qiáng)度要求,現(xiàn)可將截面尺寸暫定為=2060mm。
此外,在內(nèi)外鉸架相連接處,鉸架截面處應(yīng)加工有一孔,其直徑經(jīng)過(guò)計(jì)算可選取為=30mm。
8.4.2鉸架截面應(yīng)力分析校核
結(jié)合8.3中內(nèi)容,可能產(chǎn)生的最大拉應(yīng)力為 ①L1:拉,②L1:拉,③L2:拉??赡墚a(chǎn)生的最大壓應(yīng)力為①L1:壓,②L2:壓。此外,在鉸架與水平線所成角度不同的時(shí)候,這些力又相應(yīng)地發(fā)生變化,結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)得,其變化曲線如以下各圖所示,
圖8-11 外鉸架L1中產(chǎn)生的可能最大拉應(yīng)力變化曲線
圖8-12 外鉸架L1中產(chǎn)生的可能最大拉應(yīng)力變化曲線
圖8-13 外鉸架L1中產(chǎn)生的可能最大壓應(yīng)力變化曲線
圖8-14 內(nèi)鉸架L2中產(chǎn)生的可能最大拉應(yīng)力變化曲線
圖8-15 內(nèi)鉸架L2中產(chǎn)生的可能最大壓應(yīng)力變化曲線
鉸架所選材料為Q235普通碳素鋼,其屈服極限=216235Mpa,若選取安全因數(shù)=2,則鉸架許用應(yīng)力==108117.5Mpa。
以上數(shù)據(jù)比較有<,且<,則校核得內(nèi)外鉸架所受應(yīng)力小于許用應(yīng)力,因此滿足內(nèi)、外鉸架支撐起貨物的強(qiáng)度要求而不至于鉸架斷裂,故所選用鉸架滿足設(shè)計(jì)要求。
致 謝
經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力,最終還是順利地完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。值此畢業(yè)設(shè)計(jì)論文完成之際,當(dāng)我再次回首這幾個(gè)月的經(jīng)歷時(shí),真是頗有感慨,當(dāng)然最多的還是成就感。
通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì),我從中受益匪淺,不僅學(xué)會(huì)應(yīng)用大學(xué)里所學(xué)到的一些基礎(chǔ)知識(shí)去解決設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題,而且比較全面系統(tǒng)的理解了機(jī)械設(shè)計(jì)的一些設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟,同時(shí)還認(rèn)識(shí)到作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員必須具備的一些素質(zhì)。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中也會(huì)遇到一些自己解決不了的問(wèn)題,通過(guò)查閱相關(guān)資料文獻(xiàn)以及在王旭峰老師的悉心的指導(dǎo)和幫助下,問(wèn)題都迎刃而解。
至此,我衷心地感謝我的指導(dǎo)老師王旭峰老師,在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中他都給予了我悉心的指導(dǎo)和一次又一次的幫助。此外還要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)們,他們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)中給予了我很大的幫助和支持。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,我也得到了許多同學(xué)的寶貴建議和不斷的啟發(fā),和幾位課題相近的同學(xué)學(xué)習(xí)探討畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí),我學(xué)到了不少的設(shè)計(jì)知識(shí)和創(chuàng)作方法,正是因?yàn)橛辛四銈兊膸椭?,才讓我不僅學(xué)到了本次課題所涉及的新知識(shí),更讓我感覺(jué)到了知識(shí)以外的東西。同時(shí)我還要感謝我的學(xué)校,在我們即將離校的最后一段時(shí)間里,能夠更多地讓我們學(xué)會(huì)一些實(shí)踐應(yīng)用知識(shí),增加我們實(shí)踐操作和動(dòng)手能力。再一次對(duì)我的母校表示感謝!
最后,向在百忙中抽出時(shí)間對(duì)本論文進(jìn)行評(píng)審的各位老師表示衷心地感謝!謝謝你們的評(píng)審和教誨。四年的大學(xué)生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)圓滿的句號(hào),我將帶著你們的期盼和對(duì)自己的承諾再次起航。
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