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1、 塔里木大学毕业设计目 录1绪论11.1课题研究的目的及意义11.2国内外研究概况及发展趋势11.3本课题研究内容12果园水果采摘升降平台的设计的总机设计12.1总体方案的分析比较和确定12.2液压升降平台车的结构及运动原理23升降台尺寸初步分析计算33.1升降台高度的计算33.2相关角度的计算34升降台受力及力矩分析34.1整体受力分析图34.2外铰架受力分析图44.3内铰架受力分析图44.4力和力矩的分析计算54.5液压缸受力分析55液压系统的分析75.1 受载分析75.2 液压系统方案设计76液压缸液压泵具体选型86.1液压缸的选择86.2液压泵设计计算及选型86.3油量的校核87各构件
2、参数设计87.1内、外铰架材料及设计尺寸选择87.2滚道材料及设计尺寸选择87.3升降工作台材料及设计尺寸选择87.4底座材料及设计尺寸选择88应力计算及强度校核88.1 内、外铰架力的分解88.2 外铰架轴力图、剪力图和弯矩图分析98.3内铰架轴力图、剪力图和弯矩图分析108.4 铰架应力强度校核11致 谢13参考文献141绪论1.1课题研究的目的及意义1.1.1果园水果采摘液压升降平台设计的目的1、理论目的：综合运用机械设计课程、液压技术，材料力学及其他与相关课程的理论知识和生产实际，进行液压升降台设计实践，使理论知识和生产实践紧密结合起来，并得到进一步的巩固和提高。全套图纸加153893
3、706 2、实践目的：在设计实践中学习和掌握通用液压元件，尤其是各类标准元件的选用原则和回路的组合方法，培养设计技能，提高分析和解决生产实际问题的能力，为今后的设计制造工作打好的基础。1.1.2果园水果采摘升降平台车设计的意义 随着当代农业机械化及其自动化的不断发展，农业生产对生产率的要求也越来越高，因此，在农业机械化的发展中，具有结构紧凑，操作方便，升降平稳等优点的果园水果液压升降机起着极其重要的作用。果园水果采摘液压升降平台是一种新型的液压升降机，主要由机械元件和液压泵等组成,我们有必要对它进行深入研究。本次毕业设计的题目来源于水果采摘第一道工序，所设计的产品具有实用价值，针对已有成熟产品
4、的广泛使用,分析其存在的优缺点并对现有产品做出的改进设计，使产品机构更合理、更实用、更可靠。1.2国内外研究概况及发展趋势1.2.1研究现状 目前，我国水果采摘大部分单凭人工爬树或使用梯子采摘，移动较为困难并存在安全问题，大大降低了采收效率。因水果的成熟期较短，采收效率低直接影响水果的品质及贮藏。然而，在工厂用很多先进的升降平台，如固定式液压装卸平台，折臂式升降平台，移动式升降平台等，对其进行简单改装，使其适应果园环境，有利于实现采收的方便性，安全性及及时性。升降平台的核心部件在于液压提升设备。因此，国内外对液压提升设备主要进行动力分析和运动分析，确定液压缸的主要性能参数和主要尺寸。如液压缸的
5、推力速度，作用时间，内径，液压升降机行程及活塞杆直径等。1.2.2发展趋势 随着全球科学技术的迅猛发展，世界液压升降台工业相继发生了一系列重大的技术革命，极大地提高了劳动生产率和产品质量，扩大了生产规模，降低了产品热耗、能耗，有效控制了烟尘、粉尘、有害气体的排放，由此引发了世界液压技术工业快速发展，解决了全球对液压产品的巨大需求。在最近20年，世界液压工业新技术绝大部分是在上世纪几大创新技术的基础上开发或发展的，这些新技术包括降低热耗、提高自动化程度、扩大生产规模、利用废物、环境保护、产品深加工等方面。其中玻璃钢复合材料的技术有着良好的发展前景，就是要大力开拓玻璃钢复合材料的应用范围，不断提高
6、先进性能。此外，随着人们生活水平的提高，建筑面积不段增加，像车间、仓库等面积小又急需节省人力资源，提高劳动效率高，减少噪音和污染的场所，液压升降平台车应运而生。国内外研究人员正针对这些场所，根据人们的不同需要在不断的完善升降平台车的结构性能，改变体积的大小！研发出能够更加实现重物的平稳升降、节省人力、占用空间小、安全可靠并能迅速地对承载物重量的改变做出反应的液压升降平台车。1.3本课题研究内容 首先对液压升降技术参数进行分析研究，结合具体实例，对机构中两种液压缸布置方式分析比较，并根据要求对液压传动系统个部分进行设计计算最终确定液压执行元件-液压缸，通过对叉杆的各项受力分析确定台板与叉杆的载荷
7、要求，最终完成液压升降台的设计要求。2果园水果采摘升降平台的设计的总机设计2.1总体方案的分析比较和确定 经过多方面考虑，对液压升降平台车的设计初拟定两种方案方案一分析：如图2-1所示，液压升降台采用的液压缸两端都可在一定空间内自由活动，这样一来对液压缸易受到径向剪切力和较大弯矩，从而对其压杆稳定性要求很高。从外形结构上来说，尺寸设计计算和力的计算都很复杂，而且要满足升降台升降时的最大最小高度，需要较大的液压缸行程。此外从安全方面考虑，与液压缸上端作用点相连接的肋板部分作用在连接铰架的轴上，则轴对该处铰架截面作用力将很大，则该截面可能成为危险截面。且当液压缸活塞到底部时，升降台还可能将有较大高
8、度，不能满足升降台的设计要求。 图2-1 液压升降平台方案一 方案二分析：如图2-2所示，该方案和方案一不同之处之一在于，液压缸一端通过轴固定在底座上，另一端通过肋板固定在铰架上，这样液压缸的一端绕另一端在某个较小角度内旋转，能保证液压缸具有较好的压杆稳定性，而且液压缸作用在铰架的实心截面处，使铰架受力分配较均匀。另外，在此方案中，液压缸的作用点较低，那么的液压缸的行程只需变化很小，便载物台就可以实现较大幅度的升降，易于满足设计要求，因此它能节省工作人员的体力，提高工作人员的工作效率。通过以上的方案分析，果园水果采摘液压升降平台采用方案二设计。图2-2 液压升降平台方案一2.2液压升降平台车的
9、结构及运动原理 液压升降平台主要由动力源和机架两部分组成，动力源部分主要由液压泵和单作用液压缸组成，机架部分由工作平台，内外剪式铰架板和底座导轨槽，支撑板等构件组成(如图2-3所示)。 图2-3 液压升降平台车结构 1链轮钢架，2滑轮，3液压升缩机构，4内脚架，5载物平台， 6铰接轴7外铰架，8液压缸转轴，9肋板，10导轨，11底座 果园水果采摘液压升降平台的运动原理如下所述： 首先，升降平台的升降是通过液压缸的伸缩运动来实现地的。液压缸一端通过轴和两肋板与外铰架相连。另一端通过轴固定在底座导轨槽的中部位置；其次，内、外铰架与导轨槽连接的方式为：图示铰架右端通过安装了轴承的滚轮与上下导轨槽相连
10、接，图示铰架左端通过铰支连接固定在上下导轨槽左部；液压泵经过油管与液压缸相连，则当手拉液压泵滑轮时，油压将顶起液压缸使柱塞伸出，当卸荷时，重物的重力将使肋板压缩柱塞，使柱塞回缩进去。由前述的连接方式得，与外铰架7右侧，内铰架4右侧相连接的滚轮将左右滚动，从而工作平台将上升或下降，起到升降货物的作用。3 升降台尺寸初步分析计算3.1升降台高度的计算 （1）、设计升降台最大高度为950至1050mm之间，可取=1000mm左右，而升降台最小高度设计为=435mm； （2）、选用滚轮时，因滚轮为标准件，可选取其直径为250mm，则轮子底部至升降台底座支撑板底部的距离，即滚轮机构总体高度可选为t=30
11、0mm； （3)、试选上端导轨槽整体高度=50mm,底座导轨槽整体厚度=60mm,则未考虑平台厚度的情况下，上端导轨槽固定铰支中心与底座固定铰支中心的距离为：a升降台处于最大高度时，=-（t+）=1000-(200+)=645mmb升降台处于最小高度时，=-（t+）=435-(200+)=80mm3.2相关角度的计算 若设液压缸作用点中心与平台底部距离为=10mm,则底座固定铰支中心至液压缸作用点中心的垂直距离为：g=-=180-10-=145mm。 由升降平台尺寸为1010520mm,则可设升降台处于最低高度时，底座固定铰支中心与活动铰支中心两点距离为d=850mm。则tan=0.2117
12、=则2L=869mm，从而sin=0.8575 =以上2L- 铰架长度；- 升降台最低高度时铰架中心线与底座导轨中心线夹角；- 升降台最大高度时铰架中心线与底座导轨中心线夹角； 此时升降台处于最大高度时有，底座固定铰支中心与活动铰支中心两点距离为e=448mm=435mm。这说明当升降台处于最大高度时，所承受重物作用中心仍介于平台固定铰支中心与活动铰支中心之间，使得平台倾覆的可能性极小，满足稳定性要求。4 升降台受力及力矩分析4.1整体受力分析图 升降台在整体受力如图4-1，图4-1 整体受力分析图4.2外铰架受力分析图外铰架L1受力分析如图4-2，图4-2 外铰架受力分析图图中： , ; ,
13、 ;4.3内铰架受力分析图 内铰架L2受力分析如图4-3，图4-3 内铰架受力分析图 图中; , ; ; 以上了图中所示力的方向皆为事先假设力的方向，其中规定水平方向（x方向）向上为正，向下为负；竖直方向（y方向）向右为正，向左为负。4.4力和力矩的分析计算4.4.1铰架上端铰支受力先忽略平台自重，则由上图因为， 所以 而 （令，且有，为轴承滚轮与平台导轨槽间的摩擦系数） ，则至此能计算出 、 、 、4.4.2整体受力分析计算 对平台，重物及两铰架组成的整体进行受力分析：（4.1） =0 =0 （1） =0 （2）4.4.3内、外铰架单独受力分析 对L1单独进行受力平衡分析： =0 =0 （3） =0 =0 （4） 由（）、（）得 （5） 由（）、（）得 （6） . 对L2单独进行受力平衡分析： =0 =0 （7） =0 =0 （8）4.4.4力矩平衡分析 若规定逆时针为正，顺时针为负，则对L1的c点的转矩平衡得： =0 =0 （a)对L2有： （1），d点的转矩平衡得： =0 =0 (b) （2），o点的转矩平衡得： =0 =0 (c) =0 (d)又因为
