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小型
吊装
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目 录摘要 11 前言 22 小型吊装机执行机构设计 22.1 设计参数22.2 设计原理22.3 功能分析32.4 零件设计32.4.1 设计分析32.4.2 抱紧机构零件建模32.4.3 抱紧机构上液压缸设计计算102.4.4 起重机构建模12（一）零件建模12（二）起重机构分析17（三）起重机构上液压缸行程及压力计算192.5 零件校核223 液压缸设计和计算303.1 液压缸整体设计303.2 强度校核 31总结与体会33致谢词34参考文献351摘 要本设计是受日常生活启发而设计，在日常生活中，砍伐的树木在装车时几乎全是靠人力将树木一根一根的抬上车去。费时又费力，而且效率非常低。因此，想设计一种简单的吊装机执行机构来实现这一过程，以机械力替代人力，从而减小人的劳动强度，同时也可以节约更多的成本。该小型吊装机同时可运用在其抱合，起重范围之内的整体物件的起吊安装。设计该小型吊装机综合运用了机械原理，机械设计，理论力学，材料力学等学科知识。其执行起吊机构是这次设计的主题，总体要求执行机构有足够的刚度和强度，实用范围尽量广。 【关键词】执行机构、设计、刚度、强度AbstractThis design is designed by the daily life inspired。In daily life，the trees which be hewed in loading is almost entirely by men carried them onto the truck， Slow and arduous, and efficiency is very low Accordingly, want to design a simple hoisting machine actuators to achieve this process，To replace mechanical force of human, thus reduce labor intensity，Also can save more cost。This small hoisting machine also can be used in its embrace range，Lifting the whole thing within the hookon installation。Design the small hoisting machine comprehensive use of the mechanical theory，Mechanical design，Theoretical mechanics，The mechanics of materials, and other disciplines knowledge。The theme execution of this design agency is crane-vehicle，General requirements actuators have enough stiffness and strength, practical scope。【Key words】Actuators； Design；Stiffness；Strength21 前言随着经济的发展，科技的进步，传统的人力劳动正渐渐的被机械劳动替代。但在远离城市的乡村，基本都是人力劳动为主，最实在的例子就是在将砍伐的树木装车车时几乎全是靠人力抬。实在没人力劳动时所用的吊机也是以绳子为主，但是绳子需要人为装卸，效率比较低。因此想设计一种吊机的执行机构，这种吊机只需要一个操作人员操作，简单方便，能大大的提高工作效率。2 小型吊装机执行机构设计2.1 设计参数本设计根据实际需要，初步预设计起吊物件最大质量 M=500Kg，最大起吊高度 H=3m，起吊物件最大直径 D=500mm,起吊物件最长 L=4m2.2 设计原理该设计原理主要是运用机械原理知识，其机构设计原理图如图 1图 1 执行机构原理图如图所示：由液压缸 1 带动连杆 3 上下做直线运动，连杆 1、2 和连杆 3 由转动副连接，连杆 1、2 和连杆 4 也是由转动副连接。因此当连杆 3 上下运动时。便能带动连杆 4 张合运动，其中，当连杆 3 向上运动时，连杆 4 张开运动，反之，当连杆 3 向下运动时，连杆 4 合拢运动，因此可以抱紧所要提升的物件。连杆 5左端与液压缸 1 固定件用转动副连接，连杆 5 右端与液压缸 3 连接。连杆 5 同时又与连杆 6 通过转动副连接。因此，当液压缸 3 伸缩时候便可带动连杆 3 转动，左端固定件则可以上下移动。液压缸 2 也通过转动副连接，主要作用是保持左端固定件保持垂直。连杆右端与固定架通过转动副连接，液压缸 4 与连杆 6 及固定架通过转动副连接，因此在液压缸 4 在伸缩运动时便可带动连杆 6 旋转，最终达到左端固定件升的更高的要求。32.3 功能分析该起吊机构在起吊一些类似树木，钢材的圆形物件时，相比较传统的绳索起吊机构有较大优势。首先，在传统的绳索起吊机构中，需要人为的将物件装上起吊机构，在放下物件时候也需要人为的去卸载，而且传统的绳索起吊机构在起吊物件时候不能限制物件转动，左右移动，同时在卸下物件时候也需要人为参与，容易导致安全事故的发生。其次，传统的以绳索起吊机构多以电机实现对物件的起吊运动，如果遇到超载现象容易导致电机烧坏。而该执行机构相比传统的绳索吊装机构有明显的优势。首先，在人力上只需要一个人便能完成，而且安全系数更高。其次，该机构采用液压系统做起吊的输出力，这样可以使整个机构在起吊运动过程中更加平稳。其次，该机构限制物件在起吊时的转动和左右移动的自由度，从而可以保证机构运动时更加平稳。再次，采用液压系统来驱动机构运动可以有效的保证电机等元件的安全，在超载的情况下可以在液压系统中通过安全阀来控制。2.4 零件设计2.4.1 设计分析设计参数中要求起吊物件最大质量 M=500Kg，最大起吊高度 H=3m，起吊物件直径 D=500mm，最长 L=4m根据设计原理图，机构所用材料除液压缸部分外全部采用 20 钢。20 钢性能如下： 牌 号 ： 20 钢标 准 ： GB/T699-1988力 学 性 能 ：抗 拉 强 度 )42(0)(MPab屈 服 强 度 5s伸 长 率 %5）（断 面 收 缩 率 ）（硬 度 ： 未 热 处 理 ， HB156密 度 ： 7.85 3/kg0m2.4.2 抱 紧 机 构 零 件 建 模 根据设计原理图，采用三维软件 UG 建立抱紧机构的模型（1） 建立模型 1 如图 34图 3 模型 1（2） 建立模型 2 如图 4图 4 模型 2（3） 建立模型如图 55图 5 模型 3（4） 建立模型 4 如图 6图 6 模型 4（5） 建立模型 5 如图 76图 7 模型 5（6） 建立模型 6 如图 8图 8 模型 6（7） 建立模型 7 如图 97图 9 模型 7（8） 建立模型 8 如图 10图 10 模型 8（9） 建立模型 9 如图 118图 11 模型 9（10）建立模型 10 如图 12图 12 模型 10抱紧机构各个零件建模完成后，将各个零件进行装配，其装配模型如图 139图 13 抱紧机构装配模型接下来对抱紧机构进行运动分析，其分析如下：（1） 抱紧机构中的抱杆套接 在挂杆上，两两抱杆中间通过套筒隔开，这样可以保证两两抱杆之间有一定的间距。在起吊物件时也能更能在一定程度上保证起吊物件的平衡性。（2） 由液压缸上下运动带动滑槽内的圆柱销上下移动，而两侧的连杆套接在圆柱销上，圆柱销在滑槽内上下移动时可以带动两侧的连杆转动，进而实现 抱杆的张合运动，其中抱杆的张合程度大小与圆柱销在滑槽内的行程和两侧连杆的长度有关。其关系有两种：1、当两侧的连杆长度一定时，通过改变滑槽的行程，可以改变抱杆的张合程度，而滑槽长度一定，而通过改变滑槽的 最高点和最低点的位置时也可以改变抱杆的张合程度。当连杆长度和滑槽行程一定时，滑槽最高点位置越高则抱杆张开距离越大，同时抱杆合拢距离也将增大。但一般情况下要求抱杆的最小 抱合距离应该尽量的小，这样更能 抱紧物件，使物件在起吊过程中更加平稳，更加安全。因此在连杆长度一定的时候，应使滑槽的最低点尽量靠近主悬臂梁。2、当滑槽
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