悬臂梁载物平台结构优化设计【原创含3D三维及6张CAD图】
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悬臂梁
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悬臂梁载物平台结构优化设计【含3D三维及6张CAD图】
【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】图纸预览详情如下：
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请充值后下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-1459919609- 1 -悬臂梁载物平台结构优化设计摘要本毕业设计是一个悬臂梁载物平台结构与优化综合的设计。首先，悬臂梁载物平台结构与优化综合设计作了简单的概述；接着分析和悬臂梁载物平台结构与优化综合设计计算方法的选择原则；然后根据这些设计准则与计算基础的设计；然后检查平台装置的主要部件的选择。普通型悬臂梁载物平台结构与优化综合设计由 5 个主要部件组成：目前，悬臂梁载物平台结构与优化综合设计向长距离方向发展，近年来，悬臂梁载物平台结构设计的研制与应用，目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距，在过程中的国内设计和悬臂梁载物平台结构与优化综合设计的制造中存在着许多问题。悬臂梁载物平台结构与优化综合设计设计代表了设计的一般过程，对今后的设计工作的选择有一定的参考价值。 关键词：悬臂梁,载物平台,优化, 请充值后下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-1459919609- 2 -AbstractThis graduation project is a cantilever beam loading platform structure and optimization synthesis design. First, a simple overview of the cantilever beam platform structure and optimization design is made. Then, the selection principle of the cantilever beam platform structure and the optimization design method of the integrated design is followed. Then, the design of the design criteria and the calculation basis is followed; and then the selection of the main components of the platform device is checked. The structure and optimization design of the ordinary cantilever beam platform are composed of 5 main components: at present, the structure of the cantilever beam platform and the optimization design are developing to the long distance. In recent years, the development and application of the structure design of the cantilever beam platform are still far from the advanced level in China. There are many problems in the process of domestic design and the design and optimization of cantilever platform.The structure and optimization design of cantilever platform represents the general process of design, and has some reference value for the future design work.Key words: cantilever beam, carrier platform, optimization,请充值后下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-1459919609- 3 -目 录摘要 .2一、 绪论 .51. 国外研究现状 .52. 国内研究现状 .53. 研究内容 .64 研究方案 .6二、 悬臂梁载物平台材料介绍及选择 .7三、悬臂梁载物平台主要零部件设计计算 .91、悬臂梁载物平台支架断面设计方式 .92、整体机架强度的计算 .103、支架变形度计算 .12四，底座的设计方法： .141 底座固定装置 .142 底座的设计 .153、底座中央断面设计 .15五，立柱的升降倾斜机构的设计： .171 立柱的升降倾斜机构 .172、最大歪斜侧向力 .173，底座中央断面合成应力： .18六、悬臂梁载物平台装配图 .19八、悬臂梁载物平台的组装要求及操作方式 .191、悬臂梁载物平台的安装注意事项 .192，悬臂梁载物平台的试验要求 .19致谢 .20参考文献 .21附录 .22请充值后下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-1459919609- 4 -一、 绪论悬臂梁载物平台是工厂企业普遍应用的移动设备，用作载物、移动、存储之用。载物设备技术水平的高低和质量的优劣，关系到工艺效果的好坏、生产效率的高低和能源节省的程度，从而直接影响企业的经济效益。而悬臂梁载物平台以它结构简单、处理能力大、工作可靠等优点在所有载物设备中占有绝对优势，其占有量约为 95。最近几年，各国对悬臂梁载物平台分技术的研究很重视，如强化移动参数，设备大型化，零部件的化，自同步技术的推广应用，新载物机的出现等都是围绕着悬臂梁载物平台发展起来的。下面就悬臂梁载物平台发展概况、品种规格、结构强度作一下阐述。1. 国外研究现状国外从 17 世纪开始移动设备的研究与生产，在 18 世纪欧洲工业革命时期，移动设备得到迅速发展，到本世纪，移动设备发展到一个较高水平。较全，技术水平较高，RD 公司生产 200 多种载物设备，通用化程度较高，MJ 公司和海因勒曼公司都研制了双倾角的载物设备。美国 DE 公司新研制 FF 型双频率载物，采用了不同速度的移动器。CT 公司研制成三路分配器给料，一台高速电机驱动。日本东海株式会社和 XX 公司等合作研制了垂直料流载物，把固定运动和旋回运动结合起来，对细料一次移动特别有效。前苏联研制了一种多用途兼有共支架和直线悬臂梁载物平台优点的自同步直线悬臂梁载物平台。2. 国内研究现状由于工业发展缓慢，基础比较薄弱，理论研究和技术水平落后，我国移动设备的发展是本世纪近 50 年的事情，大体上可分为三个阶段。(1) 仿制阶段：这期间，仿制了前苏联的 I 系列悬臂梁载物平台、D 型摇动载物；波兰的 GD悬臂梁载物平台、CE 型摇动载物和 GH 型吊式直线悬臂梁载物平台。这些载物机仿制成功，为我国移动设备的发展奠定了坚实的基础，并培养了一批技术人员。请充值后下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-1459919609- 5 -3. 研究内容借鉴国内外经验，确定设计方案，对设计方案中所涉及到的零件进行优化设计并计算并进行强度校核。本次设计悬臂梁载物平台依现有工厂平台做参考进行结构优化，以下为优化重点：1，优化底座方式，为防止变形，底座四周做加强筋处理。2，优化支架方式，采用三角式承载重物。3，平台四周做转栏及挡板，保证工作人员安全。4 研究方案1 总体方案悬臂梁载物平台主要由底座、立柱、挡板装置和支架五部分组成。其总体设计方案如图 4-1 所示。 请充值后下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-1459919609- 6 -图 4.1 悬臂梁载物平台设计方案图二、 悬臂梁载物平台材料介绍及选择按品质分类(1) 普通钢（P0.045%，S0.050%）(2) 优质钢（P、S 均0.035%） (3) 高级优质钢（P0.035%，S0.030%）按化学成份分类(1) 碳素钢：a.低碳钢（C0.25%）；b.中碳钢（0.25C0.60%）；c.高碳钢（C0.60%）。(2)合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量5%）b.中合金钢（合金元素总含量510%）c.高合金钢（合金元素总含量10%）。(3)灼烧可使钢中的碳变为二氧化碳挥发掉，灼烧后钢样品质量会减轻。但灼烧后质量会增多，原因：钢中的铁与氧结合生成四氧化三铁，且含炭少于铁按成形方法分类(1) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。按金相组织分类(1) 退火状态的 a.亚共析钢（铁素体+珠光体）b.共析钢（珠光体）c.过共析钢（珠光体+渗碳体）d.莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。(2) 正火状态的：a.珠光体钢；b.贝氏体钢；c.马氏体钢；d.奥氏体钢。(3) 无相变或部分发生相变的请充值后下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-1459919609- 7 -按用途分类(1) 建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。(2) 结构钢 a.机械制造用钢：(a)调质结构钢；(b)表面硬化结构钢：包括渗碳钢、氨钢、表面淬火用钢；(c)易切结构钢；(d)冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢。b.弹簧钢 c.轴承钢(3) 工具钢：a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。(4) 特殊性能钢：a.不锈耐酸钢 b.耐热钢包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢 c.电热合金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工用钢(5) 专业用钢如悬臂梁载物平台用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。综合分类(1)普通钢 a.碳素结构钢：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。b.低合金结构钢 c.特定用途的普通结构钢(2)优质钢（包括高级优质钢）a.结构钢：(a)优质碳素结构钢；(b)合金结构钢；(c)弹簧钢；(d)易切钢；(e)轴承钢；(f)特定用途优质结构钢。.工具钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(c)高速工具钢。c.特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢；(b)耐热钢；(c)电热合金钢；(d)电工用钢；(e)高锰耐磨钢。按冶炼方法分类(1) 按炉种分 a.平炉钢:(a)酸性平炉钢；(b)碱性平炉钢。.转炉钢：(a)酸性转炉钢；(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢；(b)侧吹转炉钢；(c)顶吹转炉钢。c.电炉钢:(a)电弧炉钢；(b)电渣炉钢；(c)感应炉钢；(d)真空自耗炉钢；(e)电子束炉钢。(2)按脱氧程度和浇注制度分 a.沸腾钢；b.半镇静钢；镇静钢；d.特殊镇静钢。本次设计由于的本身安全性，采用结构钢来设计悬臂梁载物平台。请充值后下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-1459919609- 8 -三、悬臂梁载物平台主要零部件设计计算1、悬臂梁载物平台支架断面设计方式悬臂梁载物平台整体跨中断面图悬臂梁载物平台支架断面面积F=0.5（l1-21）+21h1+22l2+F1+l3=0.5（25+25+35）+48.541+25= 117cm2悬臂梁载物平台支架断面水平形心轴 x-x 位置y1= 1xFy式中：F1悬臂梁载物平台支架面的面积（cm2）.F1 y1x-各部分面积对 x-x 轴的静矩之和（cm 3） y1x-各部分面积形心至 x-x 轴的距离(cm)则：y1=0.5（35-20.5）请充值后下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-1459919609- 9 -55.25+20.52543+20.525.530+48.5413+110.50.5117=30cmy2 =56-30=26cm结果得：F=117cm2y1=30cm y2 =26cm悬臂梁载物平台断面惯性矩 Jx=Jxi+Fi y1 2(Jxi 为对自身惯性矩）=(340.5 3) 12+340.525.75 2+ 20.525 312+20.52517.75 2+20.5（cos4725.5） 3 12cos47+20.525.58.25 2+48.5417.75 2+(10.51 2) 12+10.5129.5 2=32336 4cmJy=Jyi+Fi y1 2(Jyi 为对自身惯性矩）=(0.534 3) 12+2250.5312+20.52517.252 +20.5（sin4725.5）312sin47+20.525.58.52+110.5312=11734 4cm结果：Jx=32336 Jy=11734 4cm2、整体机架强度的计算根据悬臂梁载物平台的结构和特性，可不考虑平台的扭转力的惯性和悬臂梁载物平台的水平面荷载水平是可以忽略不计。 竖向荷载的弯曲应力引起的下法兰（由于负荷不大，用一般的条件，在地上能达到所要求的）：根据 P543 26-99 计算：x= 单位：公斤/厘米 221xykG(+)48PLqL操式中：P=Q+G 车=20001.2+2211.1请充值后下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-1459919609- 10 -=2643.1其中： F-悬臂梁载物平台断面面积 F=0.0126 m2-材料比重，对钢板 =7.85tm2q-材料横加筋板的重量所产生的均布载荷 q=7.5 tm悬臂梁载物平台铸钢下翼局部弯曲计算a、计算平台压作用点位置 i 及系数 i=a+c-e式中：i-平台压作用点与平台表面的距离（cm）c-平台缘同铸钢翼缘边缘之间的间隙，取 c=0.4 cma= =(11.6-0.54) 2=5.53cmb-d2e=0.174R（cm）对普型铸钢，翼缘表面斜度为 .16R-为悬臂梁载物平台曲率半径，由机械手册 31.84 查得 R=17.4 cm则： e=0.17417.4=2.36 cm所以：i=5.530.4-2.36=3.57= =3.575.53 =0.65ia结果：i=3.57 =0 .65b、铸钢下翼缘局部曲应力计算：横向（在 xy 平面内） ，局部弯曲应力 1 由下式计算：x= 12akP轮0t式中：a1-翼缘结构形成系数，贴板补强时取：a1=0.9P 平台- 悬臂梁载物平台走平台最大平台压（Kg）P 平台 = 葫GQ12起升载荷动载系数（ 2=1.2）额定机械重量 - 1 -悬臂梁载物平台结构优化设计摘要本毕业设计是一个悬臂梁载物平台结构与优化综合的设计。首先，悬臂梁载物平台结构与优化综合设计作了简单的概述；接着分析和悬臂梁载物平台结构与优化综合设计计算方法的选择原则；然后根据这些设计准则与计算基础的设计；然后检查平台装置的主要部件的选择。普通型悬臂梁载物平台结构与优化综合设计由 5 个主要部件组成：目前，悬臂梁载物平台结构与优化综合设计向长距离方向发展，近年来，悬臂梁载物平台结构设计的研制与应用，目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距，在过程中的国内设计和悬臂梁载物平台结构与优化综合设计的制造中存在着许多问题。悬臂梁载物平台结构与优化综合设计设计代表了设计的一般过程，对今后的设计工作的选择有一定的参考价值。 关键词：悬臂梁,载物平台,优化, - 2 -AbstractThis graduation project is a cantilever beam loading platform structure and optimization synthesis design. First, a simple overview of the cantilever beam platform structure and optimization design is made. Then, the selection principle of the cantilever beam platform structure and the optimization design method of the integrated design is followed. Then, the design of the design criteria and the calculation basis is followed; and then the selection of the main components of the platform device is checked. The structure and optimization design of the ordinary cantilever beam platform are composed of 5 main components: at present, the structure of the cantilever beam platform and the optimization design are developing to the long distance. In recent years, the development and application of the structure design of the cantilever beam platform are still far from the advanced level in China. There are many problems in the process of domestic design and the design and optimization of cantilever platform.The structure and optimization design of cantilever platform represents the general process of design, and has some reference value for the future design work.Key words: cantilever beam, carrier platform, optimization,- 3 -目 录摘要 .2一、 绪论 .51. 国外研究现状 .52. 国内研究现状 .53. 研究内容 .64 研究方案 .6二、 悬臂梁载物平台材料介绍及选择 .7三、悬臂梁载物平台主要零部件设计计算 .91、悬臂梁载物平台支架断面设计方式 .92、整体机架强度的计算 .103、支架变形度计算 .12四，底座的设计方法： .141 底座固定装置 .142 底座的设计 .153、底座中央断面设计 .15五，立柱的升降倾斜机构的设计： .171 立柱的升降倾斜机构 .172、最大歪斜侧向力 .173，底座中央断面合成应力： .18六、悬臂梁载物平台装配图 .19八、悬臂梁载物平台的组装要求及操作方式 .191、悬臂梁载物平台的安装注意事项 .192，悬臂梁载物平台的试验要求 .19致谢 .20参考文献 .21附录 .22- 4 -一、 绪论悬臂梁载物平台是工厂企业普遍应用的移动设备，用作载物、移动、存储之用。载物设备技术水平的高低和质量的优劣，关系到工艺效果的好坏、生产效率的高低和能源节省的程度，从而直接影响企业的经济效益。而悬臂梁载物平台以它结构简单、处理能力大、工作可靠等优点在所有载物设备中占有绝对优势，其占有量约为 95。最近几年，各国对悬臂梁载物平台分技术的研究很重视，如强化移动参数，设备大型化，零部件的化，自同步技术的推广应用，新载物机的出现等都是围绕着悬臂梁载物平台发展起来的。下面就悬臂梁载物平台发展概况、品种规格、结构强度作一下阐述。1. 国外研究现状国外从 17 世纪开始移动设备的研究与生产，在 18 世纪欧洲工业革命时期，移动设备得到迅速发展，到本世纪，移动设备发展到一个较高水平。较全，技术水平较高，RD 公司生产 200 多种载物设备，通用化程度较高，MJ 公司和海因勒曼公司都研制了双倾角的载物设备。美国 DE 公司新研制 FF 型双频率载物，采用了不同速度的移动器。CT 公司研制成三路分配器给料，一台高速电机驱动。日本东海株式会社和 XX 公司等合作研制了垂直料流载物，把固定运动和旋回运动结合起来，对细料一次移动特别有效。前苏联研制了一种多用途兼有共支架和直线悬臂梁载物平台优点的自同步直线悬臂梁载物平台。2. 国内研究现状由于工业发展缓慢，基础比较薄弱，理论研究和技术水平落后，我国移动设备的发展是本世纪近 50 年的事情，大体上可分为三个阶段。(1) 仿制阶段：这期间，仿制了前苏联的 I 系列悬臂梁载物平台、D 型摇动载物；波兰的 GD悬臂梁载物平台、CE 型摇动载物和 GH 型吊式直线悬臂梁载物平台。这些载物机仿制成功，为我国移动设备的发展奠定了坚实的基础，并培养了一批技术人员。- 5 -3. 研究内容借鉴国内外经验，确定设计方案，对设计方案中所涉及到的零件进行优化设计并计算并进行强度校核。本次设计悬臂梁载物平台依现有工厂平台做参考进行结构优化，以下为优化重点：1，优化底座方式，为防止变形，底座四周做加强筋处理。2，优化支架方式，采用三角式承载重物。3，平台四周做转栏及挡板，保证工作人员安全。4 研究方案1 总体方案悬臂梁载物平台主要由底座、立柱、挡板装置和支架五部分组成。其总体设计方案如图 4-1 所示。 - 6 -图 4.1 悬臂梁载物平台设计方案图二、 悬臂梁载物平台材料介绍及选择按品质分类(1) 普通钢（P0.045%，S0.050%）(2) 优质钢（P、S 均0.035%） (3) 高级优质钢（P0.035%，S0.030%）按化学成份分类(1) 碳素钢：a.低碳钢（C0.25%）；b.中碳钢（0.25C0.60%）；c.高碳钢（C0.60%）。(2)合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量5%）b.中合金钢（合金元素总含量510%）c.高合金钢（合金元素总含量10%）。(3)灼烧可使钢中的碳变为二氧化碳挥发掉，灼烧后钢样品质量会减轻。但灼烧后质量会增多，原因：钢中的铁与氧结合生成四氧化三铁，且含炭少于铁按成形方法分类(1) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。按金相组织分类(1) 退火状态的 a.亚共析钢（铁素体+珠光体）b.共析钢（珠光体）c.过共析钢（珠光体+渗碳体）d.莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。(2) 正火状态的：a.珠光体钢；b.贝氏体钢；c.马氏体钢；d.奥氏体钢。(3) 无相变或部分发生相变的- 7 -按用途分类(1) 建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。(2) 结构钢 a.机械制造用钢：(a)调质结构钢；(b)表面硬化结构钢：包括渗碳钢、氨钢、表面淬火用钢；(c)易切结构钢；(d)冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢。b.弹簧钢 c.轴承钢(3) 工具钢：a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。(4) 特殊性能钢：a.不锈耐酸钢 b.耐热钢包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢 c.电热合金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工用钢(5) 专业用钢如悬臂梁载物平台用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。综合分类(1)普通钢 a.碳素结构钢：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。b.低合金结构钢 c.特定用途的普通结构钢(2)优质钢（包括高级优质钢）a.结构钢：(a)优质碳素结构钢；(b)合金结构钢；(c)弹簧钢；(d)易切钢；(e)轴承钢；(f)特定用途优质结构钢。.工具钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(c)高速工具钢。c.特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢；(b)耐热钢；(c)电热合金钢；(d)电工用钢；(e)高锰耐磨钢。按冶炼方法分类(1) 按炉种分 a.平炉钢:(a)酸性平炉钢；(b)碱性平炉钢。.转炉钢：(a)酸性转炉钢；(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢；(b)侧吹转炉钢；(c)顶吹转炉钢。c.电炉钢:(a)电弧炉钢；(b)电渣炉钢；(c)感应炉钢；(d)真空自耗炉钢；(e)电子束炉钢。(2)按脱氧程度和浇注制度分 a.沸腾钢；b.半镇静钢；镇静钢；d.特殊镇静钢。本次设计由于的本身安全性，采用结构钢来设计悬臂梁载物平台。- 8 -三、悬臂梁载物平台主要零部件设计计算1、悬臂梁载物平台支架断面设计方式悬臂梁载物平台整体跨中断面图悬臂梁载物平台支架断面面积F=0.5（l1-21）+21h1+22l2+F1+l3=0.5（25+25+35）+48.541+25= 117cm2悬臂梁载物平台支架断面水平形心轴 x-x 位置y1= 1xFy式中：F1悬臂梁载物平台支架面的面积（cm2）.F1 y1x-各部分面积对 x-x 轴的静矩之和（cm 3） y1x-
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