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机械类毕业-含CAD图纸
升降机
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升降机机构设计【机械类毕业-含CAD图纸】,机械类毕业-含CAD图纸,升降机,机构,设计,机械类,毕业,cad,图纸
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目 录摘要IIAbstractIII第一章 绪 论1第二章 升降机的设计方案22.1升降机设计原则与要求22.1.1升降机的设计原则与要求22.1.2设计要求：22.2升降机构类型的选择22.3升降机总体方案42.3.1升降机构方案42.3.2控制系统方案5第三章 升降机机械系统63.1升降机构设计63.2升降机构参数计算73.2.1位置参数计算73.2.2运动参数计算：83.2.3动力参数计算93.2.4升降机构参数确定93.3升降机构强度校核103.3.1支撑叉杆的受力分析103.3.2横轴的选取14第五章 结论15参考文献16致 谢17升降机机构设计摘 要升降机一般是在一定的范围用来运输货物，人员等。机器安全，稳定是非常重要的。升降机的运用范围非常广泛，各个领域对于升降机的需求也是很大的。本文要设计一个平台高度为2m的升降机。首先要建立一个方案，这需要查阅资料去了解升降机的结构还有一些升降机的技术特点，这样才能建立一个模型。第一步是要确定升降机机构的相关参数，然后去分析，包括一些主要零件的受力分析。建立一个设计升降机的理论，为实际制造做准备。升降机的种类很多，首先是剪叉式机构，应用范围非常广泛，然后还有丝杆机构，通过旋转运动来实现的升降机构，另外齿轮齿条机构是通过驱动齿轮传动实现的，最后是柱塞式机构液压传动，但精度不高。升降机的用途很广，比如现在大多高楼里都存在的电梯，还有超市里用来搬运货物。这次设计的升降机必须包含的特点是：1.可以平稳地移动2.能够承受3000kg的质量3.结构稳定并且安全4.系统结构紧凑但是不过于复杂。双铰接剪叉式升降机包含了这些优点，所以我决定研究此种升降机。关键字：升降机；剪叉式；结构设计；受力分析I The elevator mechanism designAbstractElevator is generally in a certain range is used to transport goods, personnel, etc. Machine safety, stability is very important. Elevator use range is very broad, all fields demand for elevator is very big.In this paper to design a platform lift height is 2 m. First of all to establish a scheme, which need to consult the data to understand the structure of the elevator and some technical characteristics of the elevator, in this way can we build a model.The first step is to determine the related parameters of elevator mechanism, then go to analysis, including some of the major components of the stress analysis. Create a design theory of elevator, in preparation for the actual manufacturing.There are several kinds of elevator first fork scissors mechanism, and then screw mechanism, gear and rack, plunger, etc. The purpose of the elevator is very wide, such as most of the buildings are now existing in the elevator, and used to transport goods in the supermarket.The purpose of this paper is to build an elevator has the following characteristics：1.This machine can move smoothly2.It is able to withstand 3000 kg3.Structural is stable and security4.System structure is compact but not too complicated.Two hinged shear fork lifter contains these advantages, so I decided to study this kind of elevator. Key words：Elevator；Shear fork；The structure design；Stress analysis第一章 绪 论本文根据要求设计一台升降机，其平台长3000mm宽2000mm，行程2000mm，承载3000kg；使用安全、可靠、灵活；能在任意位置停止。主要内容有：(1)查阅资料，然后总结课题的要求和研究的方法，并且比较各类升降机的优缺点。最终选定一个合适的升降机。(2)制定升降机结构各个部分的参数并计算。建立升降机的结构模型，做出应有的受力分析(3)升降机包含几个零件，需要设计出来。0第二章 升降机的设计方案2.1升降机设计原则与要求本文的目的是设计一台安全并且实用的升降机，然后这台升降机的要求如下：2.1.1升降机的设计原则与要求设计原则：(1)可以平稳地运行，并且可以在任意位置停止。(2)尺寸要满足要求。(3)结构紧凑，并且能够承载足够的重量。(4)安全，稳定。2.1.2设计要求：(1)平台长3000mm宽2000mm；(2)行程2000mm；(3)承载3000kg；(4)使用安全、可靠、灵活；能在任意位置停止2.2升降机构类型的选择升降机的分类多，种类也多，各式升降机也都有各自的优势与劣势：1、平面连杆机构剪叉式机构2、丝杆丝杆3、齿轮齿条机构齿轮齿条机构4、柱塞式机构柱塞式升降机构剪叉式升降机的运动原理是是实现剪叉臂的上下折叠，然后再伸展，这样就实现了上下的升降，而且它的结构也非常紧凑，另外，还具有下述优点：(1)比较安全。(2)有较容易的操作，可以很快掌握(3)可以承载很大的重量。(4)结构比较紧凑，所以行动比较灵活。由于以上的这些优点，我最终选择了剪叉式升降机。2.3升降机总体方案2.3.1升降机构方案剪叉式升降机构有3种。3种结构简图直立固定剪叉式结构，因体积太大被排除水平固定剪叉式机构，因寿命较短被排除。双铰接剪叉式结构没有上面所提到的不足，而且在生活中也经常使用，各项要求也符合设计的原则。所以本文使用此结构。2.3.2控制系统方案控制系统要达到可以简易，安全控制升降机，并且具有基本的功能，开始自检有无问题NY升降命令报警提示升降机构运动命令到达目标位置停止运动急停命令YN升降机 控制图的行程是2m，控制系统需要让它在这个范围内停止在其中的所有位置。 从上图我们可以看出升降机是如何工作的，(1)首先检查升降机是不是可以工作；(2另外，假如遇到了危险的紧急情况，急停开关可以迅速关闭，以防事故发生；(3)当平台发生故障或者倾斜时，也会给出一个报警提示。第三章 升降机机械系统3.1升降机构设计之前通过比较之后，我确定选择双铰接剪叉式的升降机构，并且装备了升降机机构需要的基本装置，组成了下图所表达的升降机图3-1 升降机构设计 结构如上图所示，升降机通过液压系统来提供驱动力，通过改变1和水平面其中的角度，平台就可以达到升降的效果，夹角改变是由于活塞杆的伸缩。3.2升降机构参数计算3.2.1位置参数计算图3-2 位置参数示意图由上图中的几何关系可知: (3.1) (3.2) (3.3)上式中： H升降平台的实时高度； CA到G的实时距离； G液压铰接点 剪叉臂长度； a铰接点E到铰接点G的距离； TA到B的距离； A固定铰接点； B滑动铰接点； 液压缸轴线与水平线的夹角; 剪叉臂与水平线的夹角。以下相同。将（3.2）式代入（3.1）式并化简得 （3.4）3.2.2运动参数计算：图3-3 运动参数示意图上图中，是E点的绝对速度；是G点相对于E点的相对速度；是AE的速度，AE是剪叉臂，剪叉式机构原因，所以剪叉臂的v大小相同，方向均垂直于它们所对应的剪叉臂。是液压缸活塞平均速度；是升降平台升降速度。由上图可知：由上面三个式子可得 （3.5）在（3.5）式中，液压缸活塞平均速度；升降平台升降速度；液压缸轴线与水平线的夹角;剪叉臂与水平线的夹角。3.2.3动力参数计算图3-4 动力参数示意图图中可以看出，机构中，P是一个由液压缸推动活塞杆上的力，升降机的平台里，W是它承受的重力载荷，b实际上是W的作用线到C的距离，而C是升降机平台的左铰支点，另外，a为E到G的距离，E和G都是铰接点，机构中大多为滚动摩擦，摩擦力非常小，暂忽略不计，计算（过程省略）得出： （3.6）式中，P液压缸推动活塞杆的力；W升降平台承受的重力载荷。3.2.4升降机构参数确定从（3.5）和（3.6）我们可以看出：当、增大时，由于比增加的更快，所以可知值和P/W值均随之减小；当、减小时，反之亦然。从（3.1）我们可以看出，如果、增大，而且升降平台行程不变，则液压缸行程减小；反之，则液压缸行程增大。一句话总结就是：当升降平台的升降行程还有载荷固定时，随着、增大，液压缸推活塞杆的力会减小，另一方面，液压缸行程也减小。所以，液压缸行程，还有受力分析很重要。前提达到要求后，选取一个较高的、初始值。升降机所有装置里受力最多的是剪叉杆CE，而且它还承受的弯矩最大，因此对它校核强度是很重要的。第一步，液压缸何时的工作压力最大，它当时的位置要确定，由上面的研究发现当液压缸所在的平面和地面夹角是最小的值，也就是支撑杆和地面的夹角达到最小的值，这时，液压缸承受最大的压力。满足设计要求，平台长300cm，宽200cm，从而确定轴距为260cm，另外支撑杆选230cm。直到液压缸的高度达到最低时（这时我们假定支撑杆和地面的夹角）然而，等于，由于（3.3）我们得出 (3.7)值作为未知量，它的值得大小必须在之内，由（3.6）可以看出，与P是成反比的，因此只要在范围内，的值越大越好，但是因为活塞杆和支撑杆的铰接点G离两支撑杆的铰接点E的距离需要大一点，以防导致两处的铰接点会造成太大的应力，从而会疲劳强度会减小。因此，选。把代入公式（3.6）、（3.7）得，在升降机平台的高度在最小时，液压缸荷重P会达到最大，P达到7.4W。从设计任务书上得到，这台升降机的载荷是3t，通过带入公式的计算得出液压缸推动活塞杆需要的力升降机平台的高度为最低时，这时的活塞杆一般呈完全收缩,液压缸的长达到最小值，=157.7cm。平台的高度。接下来要计算一下升降机平台的高度达到最大时，液压缸此时的长度，由设计任务书得出，此升降机的行程是200cm，因此升降机平台的最大高度H3267mm，可以看出如果升降机平台需要满足这个要求，当它的高度达到最大时的，这时就取。3.3升降机构强度校核我们选择45号钢作为零件的材料。3.3.1支撑叉杆的受力分析首先定义每根杆的名称编号，如图3-5： 由上图可以看出杆3和杆4在水平方向上只有摩擦力，因此暂忽略，所以只对竖直向上的力做分析。分析后发现杆3的受力情况如下：下面计算它的最大弯矩和它的轴向力：通过简单的力学分析后，在升降台的高度在最低的位置时，时，它所受的弯矩最大，如图所示。在升降机平台的高度在最高时，时，此时的轴向力达到最大，（正值为拉力，负值为压力）。杆4受力情况同杆3。杆1的受力分析，对D点做力矩分析：，可得 =63.5N。弯矩的计算可以由上图转化到下图由上述画弯矩图，如下图所示：上图我们可以看出，杆1的最大弯矩在C点。时，达到最大值，也就是拥有最大弯矩，此时轴向力也最大。首先将，W为14700N，P为7.4W（由上述公式求得）求得值：则。轴向力的确定，杆1的受力分析的图再转成轴向力图的分析，：CD段承受最大的轴向压缩力，。因为杆3和杆4的最大弯矩和轴向力都1的值，这里n取2。根据经验初选h=0.1m。根据此式得出了弯矩对工作应力的影响比轴向力要明显，因此主要计算最大弯矩。杆1所承受的最大工作应力。把h等于0.1m代入上式：最大工作应力。这里取，即叉杆的横截面为10035。3.3.2横轴的选取确定横轴，此横轴是用来套链在活塞杆端部，横轴长大概为22cm，以适应结构，内径CD等于50mm，外径也是,因为需要滑动，所以外径d取48mm。单耳环的宽度值EW=60mm。4-6为横轴应力分析图4-6横轴所受应力图当时，P=108780N，可求得。作用于横轴上的力P是均匀分布的，分布距离为60mm，故集度为：，O上的最大弯矩为，C和D上的剪力。其弯曲应力为剪应力第五章 结论本文根据任务书的要求设计一台可行的升降机构，该省将机构能够将长3000mm宽2000mm的平台升高2000mm。该升降机构设计需要承载3000kg；使用安全、可靠、灵活；并且能在任意位置停止。拿到任务书之后，我首先在图书馆查阅书籍，以及向老师询问，确定了基本的思路之后，开始细分研究步骤，然后先确定具体的结构，再针对此结构进行了参考文献1 梁崇高.机构设计学M.湖南大学出版
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