滾輪式腳踏式液壓升降平臺車設(shè)計(jì)

1、1 緒論1.1課題研究的目的及意義1.1.1滾輪式腳踏式液壓升降平臺車設(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)課程的理論知識和生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)行液壓升降臺設(shè)計(jì)實(shí)踐，使理論知識和生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合起來，從而使已有知識學(xué)有所用，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)際問題的能力，為今后的設(shè)計(jì)制造工作打好的基礎(chǔ)。3、通過液壓升降平臺車設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)在計(jì)算、繪圖、運(yùn)用程序軟件和熟悉設(shè)計(jì)資料（包括設(shè)計(jì)手冊、產(chǎn)品樣本、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范）以及進(jìn)行評估方面得到實(shí)際訓(xùn)練，

2、增強(qiáng)自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。1.1.2滾輪式腳踏式液壓升降平臺車設(shè)計(jì)的意義 隨著當(dāng)代機(jī)械制造業(yè)與液壓技術(shù)的不斷發(fā)展，社會生產(chǎn)對生產(chǎn)率的要求也越來越高，因此，在人類社會工農(nóng)業(yè)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)的液壓升降機(jī)起著極其重要的作用。滾輪式腳踏式液壓升降機(jī)是一種新型的液壓升降機(jī)，主要由機(jī)械元件和液壓系統(tǒng)等組成。滾輪式腳踏式液壓升降機(jī)適合于車間、倉庫、車站、碼頭等場所，且由于只需要簡單動力，不會產(chǎn)生火花和電磁場，故特別適合搬運(yùn)易燃、易爆物品，這種升降機(jī)對提高搬運(yùn)效率、減輕勞動強(qiáng)度等都具有重要意義。此外，滾輪式腳踏式液壓升降臺根據(jù)使用要求，可配置其它附加裝置，并可任意多項(xiàng)或組合，能達(dá)到更

3、好的使用效果。因此我們有必要對它進(jìn)行深入研究。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目來源于生產(chǎn)第一線，所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品具有實(shí)用價(jià)值，已經(jīng)有成熟產(chǎn)品生產(chǎn)。我們可以參考現(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國內(nèi)外液壓技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.2.1研究現(xiàn)狀 液壓升降機(jī)的核心部件在于液壓提升設(shè)備,因此國內(nèi)外對液壓提升設(shè)備主要進(jìn)行動力分析和運(yùn)動分析，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。為避免液壓缸體積大且沉重、不便拆裝、用途單一、價(jià)格高、長時(shí)間暴露在外面易老化腐蝕，造成無謂的損害，久后會使連接處漏水等缺點(diǎn)。它通常采用35、34號或無縫

4、鋼管做成實(shí)心桿或空心桿，為了提高耐磨性的防銹蝕，目前國內(nèi)傳統(tǒng)工藝是表面鍍硬鉻（鍍層厚度0.020.05mm）并拋光，其表面粗糙度ra為1.60.4m。由于鍍鉻對人、環(huán)境污染嚴(yán)重，屬國家環(huán)保線值項(xiàng)目，且鍍層不均勻，液壓提升設(shè)備的工作液壓提升設(shè)備其實(shí)也就是個(gè)最簡單的油缸了.通過手動增壓稈(液壓手動泵)使液壓油經(jīng)過一液壓提升設(shè)備是液壓缸的重要部件。1.2.2發(fā)展趨勢 隨著全球科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，世界液壓升降臺工業(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)?/p>

5、液壓產(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)上開發(fā)或發(fā)展的，這些新技術(shù)包括降低熱耗、提高自動化程度、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、倉庫等面積小又急需節(jié)省人力資源，提高勞動效率高，減少噪音和污染的場所，腳踏式液壓升降平臺車應(yīng)運(yùn)而生。國內(nèi)外研究人員正針對這些場所，根據(jù)人們的不同需要在不斷的完善升降平臺車的結(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、

6、占用空間小、安全可靠并能迅速地對承載物重量的改變做出反應(yīng)的腳踏式液壓升降平臺車。1.3本課題研究內(nèi)容本設(shè)計(jì)課題主要研究內(nèi)容包括滾輪式腳踏式液壓升降平臺車的總體方案論證選擇、液壓系統(tǒng)回路的設(shè)計(jì)、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件的計(jì)算選型、零部件設(shè)計(jì)、材料選擇首先對液壓升降技術(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)要求對液壓傳動系統(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，通過對鉸架的各項(xiàng)受力分析確定臺板與鉸架的載荷要求，設(shè)計(jì)出一種高效節(jié)能無污染，且運(yùn)用廣泛的滾輪式腳踏式液壓升降平臺車。2 滾輪式腳踏式液壓升降平臺車的總機(jī)設(shè)計(jì)2.1總體方案的分析比較和確定根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)技術(shù)要求，

7、滾輪式腳踏式液壓升降平臺車的設(shè)計(jì)需達(dá)到以下要求：額定載重量500kg，升降臺最大升高高度在950毫米到1050毫米之間，通過腳踩腳踏式液壓泵提起貨物，要求后輪固定，設(shè)置過載安全閥，確保操作者安全，剎車安全可靠。可在升程內(nèi)任意位置停止升降。經(jīng)過多方面考慮，對滾輪式腳踏式液壓升降平臺車的設(shè)計(jì)初擬定兩種方案， 圖2-1（方案一圖） 圖2-2（方案二圖） 方案一分析：如圖2-1所示，液壓升降臺采用的液壓缸兩端都可在一定空間內(nèi)自由活動，這樣一來對液壓缸易受到徑向剪切力和較大彎矩，從而對其壓桿穩(wěn)定性要求很高。從外形結(jié)構(gòu)上來說，尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算和力的計(jì)算都很復(fù)雜 ，而且要滿足升降臺升降時(shí)的最大最小高度，需要較大

8、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)，升降臺還可能將有較大高度 ，不能滿足升降臺最低高度的設(shè)計(jì)要求。 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，液壓缸一端通過軸固定在底座上，另一端通過肋板固定在鉸架上，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，便載物臺就可以實(shí)現(xiàn)較大幅度的升降，易于滿

9、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。 通過以上的方案分析，本滾輪式腳踏式液壓升降平臺車采用方案二設(shè)計(jì)。2.2液壓升降平臺車的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動原理 滾輪式腳踏式液壓升降平臺車主要由動力源和機(jī)架兩部分組成，動力源部分主要由腳踏式液壓泵和單作用液壓缸組成，機(jī)架部分由工作平臺，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)。滾輪式腳踏式液壓升降平臺車的運(yùn)動原理如下所述：首先，升降平臺的升降是通過液壓缸的伸縮運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)地的。液壓缸一端通過軸和兩肋板與外鉸架相連。另一端通過軸固定在底座導(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：圖示鉸架右端通過安裝了軸承的

10、滾輪與上下導(dǎo)軌槽相連接，圖示鉸架左端通過鉸支連接固定在上下導(dǎo)軌槽左部；腳踏式液壓泵經(jīng)過油管與液壓缸相連，則當(dāng)腳踩液壓泵腳踏板時(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5右側(cè)，內(nèi)鉸架3右側(cè)相連接的滾輪將左右滾動，從而工作平臺將上升或下降，起到升降貨物的作用。此外，萬向腳輪10上安裝有剎車，方便在搬運(yùn)貨物的時(shí)候升降臺不會移動。圖2-3 液壓升降平臺車結(jié)構(gòu) 1單向腳輪，2液壓缸，3內(nèi)鉸架，4平臺導(dǎo)軌槽，5外鉸架，6工作平臺7手推扶桿，8液壓泵，9底座支撐板，10萬向腳輪，11底座導(dǎo)軌槽3 升降臺尺寸初步分析計(jì)算3.1升降臺高度的

11、計(jì)算（1） 、設(shè)計(jì)升降臺最大高度為950至1050mm之間，可取=1000mm左右，而升降臺最小高度設(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150mm，則輪子底部至升降臺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=200mm；（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升降臺處于最大高度時(shí)，=-（t+）=1000-(200+)=745mmb升降臺處于最小高度時(shí)，=-（t+）=435-(200+)=180mm3.2相關(guān)角度的計(jì)算 若設(shè)液壓缸作用點(diǎn)中心與平

12、臺底部距離為=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。 由升降平臺尺寸為1010520mm,則可設(shè)升降臺處于最低高度時(shí)，底座固定鉸支中心與活動鉸支中心兩點(diǎn)距離為d=850mm。則tan=0.2117 =則2l=869mm從而sin=0.8575 =以上2l- 鉸架長度； - 升降臺最低高度時(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)升降臺處于最大高度時(shí)有，底座固定鉸支中心與活動鉸支中心兩點(diǎn)距離為e=448mm=435mm。這說明當(dāng)升降臺處于最大高度時(shí)，所承受重物作用中心仍介于平臺固定鉸支中心

13、與活動鉸支中心之間，使得平臺傾覆的可能性極小，滿足穩(wěn)定性要求。3.3液壓缸作用結(jié)構(gòu)圖分析 如下兩圖3-1、3-2中:圖3-1 升降臺結(jié)構(gòu)分析 圖3-2 液壓缸作用簡化圖若令=m ，=p ，則=n由確定； 設(shè)計(jì)當(dāng)升降臺達(dá)最大高度時(shí)，液壓缸作用點(diǎn)中心與底座固定鉸支中心連線ce處于垂直位置，即與水平成，則 當(dāng)=時(shí)，sin（+）=g=145mm； 當(dāng)=時(shí)，+= = 由上得p=213mm現(xiàn)將液壓泵的支撐點(diǎn)作用于底座中心d點(diǎn)，則 m=425mm 現(xiàn)計(jì)算液壓缸中心線（線ed）到c點(diǎn)的距離n的大小 對于ced，由面積關(guān)系可有： ，從而得： 將p=213mm，m=425mm，=代入上式得： 4 升降臺受力及力矩

14、分析4.1整體受力分析圖 升降臺在整體受力如圖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自重，則由上圖因?yàn)椋?所以 而 （令，且有，為軸承滾輪與平臺導(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)

15、算 對平臺，重物及兩鉸架組成的整體進(jìn)行受力分析：（4.1） =0 =0 . =0 . 4.4.3內(nèi)、外鉸架單獨(dú)受力分析 對l1單獨(dú)進(jìn)行受力平衡分析： =0 =0 . =0 =0 .由、得 . 由、得 . 對l2單獨(dú)進(jìn)行受力平衡分析： =0 =0 . =0 =0 . 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l1的c點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩平衡得： =0 =0 （a） 對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 =0 .（c）又因?yàn)?.（d）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），（

16、d）兩式得： 則至此能算出由上 、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，由于這些力是按對稱鉸架的一邊來考慮的，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4-1-24.5-24.4-24.4-24.4-24.3-24.3-24.2-24.2

17、-24.12447.72375.22268.92122.01923.61657.11295.8794.4212.312.212.613.113.814.816.117.920.423.21223.61258.41310.11382.01479.41610.51788.72036.22322.864.887.6106.8122.9136.3147.1155.3161.0163.8305.0270.0239.8212.9187.6163.3139.8116.998.428.3529.4029.9530.0729.8429.3228.5527.5726.62435435435435435435435

18、435435(n)206351939418310172841625315170139971270511517 此外經(jīng)過更精確的計(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，工作平臺導(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 該腳踏式液壓升降臺的工作循環(huán)過程是：當(dāng)工作平臺處于最低位置時(shí)，腳踩腳踏板，升降臺升起，當(dāng)?shù)竭_(dá)最大高度時(shí)，升降臺停止上

19、升，液壓系統(tǒng)進(jìn)入保壓階段；在升降臺上升的過程中，升降臺的傾角不斷地發(fā)生變化；升降臺開始下降，下降到最低點(diǎn)停止運(yùn)動，至此升降臺一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。在升降臺的整個(gè)工作循環(huán)過程中，在最低位置時(shí)液壓缸推力最大。隨著上平臺高度的增加，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，滾輪式腳踏式液壓升降平臺車的動力元件為腳踏式液壓泵，執(zhí)行元件為單作用液壓缸，其中腳踏式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)要使工作平臺上升時(shí)，換向閥7左位接通，腳踩液壓泵3，1中油液進(jìn)入液壓缸下端，從而將液壓缸活塞頂出，平臺上升。 2，當(dāng)要使工作平臺下降時(shí)，換向閥

20、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，其液壓系統(tǒng)原理圖如圖5-1所示， 圖5-11-油箱 ，2單向閥 ，3手動液壓泵 ，4單向閥 ，5溢流閥 ，6液壓缸，7手動換向閥 ，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、液壓泵的選型6.1液壓缸基本尺寸計(jì)算 從圖3-4中根據(jù)幾何關(guān)系可得液壓缸的瞬時(shí)尺寸（即鉸接點(diǎn)dc之間的距離）為液壓缸兩鉸接點(diǎn)之間的最大距離和最小距離分別為根據(jù)實(shí)際

21、設(shè)計(jì)情況，并結(jié)合圖3-2及相關(guān)數(shù)據(jù)，有 smin= = smax= = 即液壓缸的最大安裝尺寸為 smax=475mm 最小安裝尺寸為 smin=306mm設(shè)液壓缸的有效行程為s，為了使液壓缸兩鉸接點(diǎn)之間的距離為最小值時(shí)，柱塞不抵到液壓缸缸底，并考慮液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸k1和k2(圖3)，一般應(yīng)取sminkl+k2+s 同樣，為了使液壓缸兩鉸接點(diǎn)之間的距離為最大值時(shí)，柱塞不會脫離液壓缸中的導(dǎo)向套，一般應(yīng)取smaxkl+k2+2s 式中的k1和k2根據(jù)液壓缸的具體結(jié)構(gòu)決定，圖6-1 液壓缸相關(guān)尺寸圖6.2液壓缸具體選型 由以上計(jì)算得出：滾輪式腳踏式液壓升降平臺車平臺處于最低高度，即 =時(shí)，液壓缸受力最

22、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，由于已計(jì)算出液壓缸的最大安裝尺寸為 smax=475mm，最小安裝尺寸為 smin=306mm，則其行程為s=smax-smin=169mm，則可選擇液壓缸的行程s=180mm。6.3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, 所以腳踏式液壓泵至少要提供26826 n的力，根據(jù)以上要求初步選擇腳踏油壓泵f-1000型，其外形尺寸為lbh=530160200mm。其輸出壓力位700kgf/cm2，儲油量為1升，重量為12kg;此外液壓泵配有1m高壓油管/接頭。以下對該種型

23、號的液壓泵進(jìn)行校核：根據(jù)前述內(nèi)容，已選用缸徑為的液壓缸，且液壓缸承受最大壓力為= 26826 n，則液壓缸內(nèi)部活塞所受最大壓強(qiáng)為 = = = = 13.662 mpa而1kgf/cm2 = 98 kpa ，則= 13.662 mpa = = 139.41 kgf/cm2很明顯有即液壓泵所能產(chǎn)生的壓強(qiáng)大于液壓缸能承受的最大壓強(qiáng)，故f-1000型號的腳踏油壓泵滿足設(shè)計(jì)要求。此外液壓泵具有如下的性能要求：1，操作該液壓泵是一種解放雙手且省力的腳踏工作；2，外置控制閥易于控制卸載時(shí)，能使升降臺安全緩慢下降；3，適用于沒有電源和壓縮空氣的現(xiàn)場作業(yè)。6.4油量的校核 由上得液壓缸需滿足的行程為180mm，

24、而液壓缸直徑為50mm，則當(dāng)升降臺達(dá)最高位置時(shí)液壓缸內(nèi)儲油儲油=18010 = 0.353 l。 此外，此時(shí)油管中也儲存有一定的油量，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 ，小于液壓缸而儲油量1l，故液壓缸儲油量足夠，滿足要求。 7 腳輪 滾輪的選用 7.1選用要求 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，本滾輪式腳踏式液壓升降平臺車的額定載重為500kg，此外已規(guī)定升降平臺車本身的重量應(yīng)130kg，又由于腳踩腳踏式液壓泵的力很小，幾乎可忽略不計(jì)，故地面所受重力最大可估計(jì)為630kg，即每滾輪

25、最少負(fù)重157.5kg，又因?yàn)楸旧蹬_在工廠、超市等場所使用，因此對噪音有一定的要求，為此本升降臺的腳輪選擇材料為超級橡膠的腳輪，其中兩個(gè)為萬向輪，兩個(gè)為定向輪。7.2腳輪實(shí)際選型 如下圖7-1所示，本升降臺選擇型號為sm-b重型輪組，其輪徑為d=150mm，輪寬為w=50mm，安裝高度為=193mm，每個(gè)輪的載重為250kg，自重為2.06kg； 底板尺寸為114102mm，安裝孔距為8471mm，孔徑=11mm。另外，萬向腳輪上附帶有剎車，可使升降臺能夠在與水平面成一定角度的斜坡上工作而不至于滑動。圖7-17.3 滾輪的選用 滾輪的結(jié)構(gòu)如圖7-2所示圖7-28 各構(gòu)件參數(shù)設(shè)計(jì)8.1內(nèi)、外鉸

26、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面，是該液壓升降臺的重要組成構(gòu)件，因此其使用材料的性能至關(guān)重要，選擇型號為q235的普通碳素鋼，初選實(shí)心處截面基本尺寸為3060mm，長度已確定約為870mm。8.2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，型號為5，基本尺寸為h =50mm、b =37mm、d =4.5mm、t =7.0mm、r =7.0mm、r1 =3.5mm，如下圖8-1所示。圖8-1圖中：h 高度 b 腿寬 d 腰厚 t 平均腿厚 r 內(nèi)圓弧半徑 r1 腿端圓弧半徑8.3升降工作臺材料及設(shè)計(jì)尺寸選擇 工作臺的，對于翻轉(zhuǎn)工作臺骨架，基

27、本尺寸為lb=1010520，翻轉(zhuǎn)平臺面則用熱軋普通鋼板，公稱厚度為5mm。8.4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，型號為12.5/8，其基本尺寸為b =125mm、b =80mm、d =7mm、r =11mm，如下圖8-2所示。 圖8-2圖中：b 長邊寬度 b 短邊寬度 d 邊厚 r1 邊端內(nèi)弧半徑 r 內(nèi)圓弧半徑9 應(yīng)力計(jì)算及強(qiáng)度校核9.1 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)。9.2外鉸架

28、軸力圖、剪力圖和彎矩圖分析 圖9-1 外鉸架l1受力分析 圖9-2 外鉸架l1軸力圖圖9-3 外鉸架l1縱向剪力圖圖9-4 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l1：拉、l1：壓、l1：拉。9.3內(nèi)鉸架軸力圖、剪力圖和彎矩圖分析 圖9-5 內(nèi)鉸架l2受力分析圖9-6 內(nèi)鉸架l2軸力圖圖9-7 內(nèi)鉸架l2縱向剪力圖圖9-8 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

29、部分界面，產(chǎn)生于o點(diǎn)處下半部分界面。分別記為l2：拉、l2：壓。9.4 鉸架應(yīng)力強(qiáng)度校核9.4.1鉸架截面尺寸的確定 經(jīng)過精確計(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，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。其實(shí)心截面如下圖9-9 所示， 圖9-9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)過計(jì)算可選取為=30mm，該處截面如下圖9-10 所示， 圖9-109.4.2鉸架截面應(yīng)力分析校核 結(jié)合9.3中內(nèi)容，可能產(chǎn)生的最大拉應(yīng)力為 l1：拉，l1：拉 l2：拉。可能產(chǎn)生的最大壓應(yīng)力為l1：壓，l2：壓。此外，在鉸

30、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9-11 外鉸架l1中產(chǎn)生的可能最大拉應(yīng)力變化曲線圖9-12 外鉸架l1中產(chǎn)生的可能最大拉應(yīng)力變化曲線圖9-13 外鉸架l1中產(chǎn)生的可能最大壓應(yīng)力變化曲線圖9-14 內(nèi)鉸架l2中產(chǎn)生的可能最大拉應(yīng)力變化曲線圖9-15 內(nèi)鉸架l2中產(chǎn)生的可能最大壓應(yīng)力變化曲線 經(jīng)過更精確的計(jì)算綜上得出：鉸架截面處受最大應(yīng)力都出現(xiàn)在外鉸架，最大拉應(yīng)力約為=90mpa，此時(shí)；受最大壓應(yīng)力為=96.6mpa，此時(shí)，兩最大應(yīng)力都出現(xiàn)在液壓缸作用點(diǎn)截面處。 鉸架所選材料為q235普通碳素鋼，其屈服極限=216235mpa，若

31、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。9.5肋板連接軸強(qiáng)度校核9.5.1肋板連接軸受力和彎矩圖 圖9-16 肋板連接軸縱向剪力圖 圖9-17 肋板連接軸縱向彎矩圖上述圖中：液壓缸所受最大壓力 肋板連接軸所受最大彎矩9.5.2肋板連接軸強(qiáng)度校核 根據(jù)上圖9-16、圖9-17，又由于 = 26826 n, = 386mm= 0.386m， = 55mm = 55m，則肋板連接軸所受最大彎矩= = = = 2588.709 nm肋板連接軸抗

32、彎截面系數(shù)w = = =16.334則該連接軸截面所受最大拉、壓應(yīng)力為= = = 158.49mpa由于肋板連接軸所選材料為45號普通碳素鋼，為塑性材料。其屈服極限約為=353mpa，若選取安全因數(shù)=2，則鉸架許用應(yīng)力=176.5mpa。 比較得，則校核得內(nèi)外鉸架所受應(yīng)力小于許用應(yīng)力，因此在承受液壓缸產(chǎn)生的最大頂力時(shí)，肋板連接軸不會因?yàn)閺澗剡^大而斷裂，故所選用肋板連接軸滿足設(shè)計(jì)要求。 10 升降平臺車重量核算10.1升降臺總重計(jì)算核對 在畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書中要求本手動液壓堆高車的總重量不大于130kg，因此要對對高車的重量進(jìn)行核算，參考4和裝配圖，經(jīng)計(jì)算，現(xiàn)將升降平臺車各部件的重量列入表10-1中

33、，序號名 稱數(shù) 量重 量單 件總 計(jì)1萬向腳輪2122定向腳輪2123腳踏式液壓泵112124油 管10.50.55開口銷100.020.26液壓缸1447螺 母200.010.28彈簧墊片400.0050.29螺 栓200.05110滾輪外套40.050.211軸 承40.10.412手扶推桿11.81.813工作平臺1111114內(nèi)鉸架251015外鉸架251016底 座291817導(dǎo)軌槽47.53018肋 板 22.52.519肋板連接軸13320鉸架中心連接軸13.53.521內(nèi)鉸架穩(wěn)定軸13.53.522腳踏泵定位底板22.55表10-1 經(jīng)計(jì)算得本液壓升降平臺車的總重=121kg1

34、30kg，因此升降臺自重方面滿足設(shè)計(jì)要求。11 升降臺成本核算11.1成本核算概念 把一定時(shí)期內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中所發(fā)生的費(fèi)用，按其性質(zhì)和發(fā)生地點(diǎn)，分類歸集、匯總、核算，計(jì)算出該時(shí)期內(nèi)生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)用發(fā)生總額和分別計(jì)算出每種產(chǎn)品的實(shí)際成本和單位成本的管理活動。其基本任務(wù)是正確、及時(shí)地核算產(chǎn)品實(shí)際總成本和單位成本，提供正確的成本數(shù)據(jù)，為企業(yè)經(jīng)營決策提供科學(xué)依據(jù)，并借以考核成本計(jì)劃執(zhí)行情況，綜合反映企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營管理水平。11.2產(chǎn)品生產(chǎn)成本項(xiàng)目 為了具體地反映計(jì)入產(chǎn)品生產(chǎn)成本的生產(chǎn)費(fèi)用的各種用途，還應(yīng)進(jìn)一步劃分若干個(gè)項(xiàng)目，即產(chǎn)品生產(chǎn)成本項(xiàng)目，簡稱產(chǎn)品成本項(xiàng)目、成本項(xiàng)目。也指從生產(chǎn)費(fèi)用的具體用途出發(fā)，

35、將直接生產(chǎn)費(fèi)用和間接生產(chǎn)費(fèi)用劃分為若干項(xiàng)目即成本項(xiàng)目，如直接材料，直接人工，制造費(fèi)用等。并根據(jù)生產(chǎn)特點(diǎn)和管理要求，企業(yè)一般設(shè)立以下3個(gè)成本項(xiàng)目：（1） 直接材料 直接材料是指企業(yè)在生產(chǎn)產(chǎn)品和提供勞務(wù)過程中所耗費(fèi)的直接用于產(chǎn)品生產(chǎn)并購成產(chǎn)品實(shí)體店原料、主要材料、外購半成品成品以及有助于產(chǎn)品形成的輔助材料等。（2） 直接人工 直接人工是指企業(yè)在生產(chǎn)產(chǎn)品和提供勞務(wù)過程中，直接參加產(chǎn)品生產(chǎn)的工人工資以及其他各種形式的職工薪酬。（3） 制造費(fèi)用 制造費(fèi)用是指企業(yè)為生產(chǎn)產(chǎn)品和提供勞務(wù)而發(fā)生的各項(xiàng)間接費(fèi)用，包括生產(chǎn)車間管理人員的工資等職工薪酬、折舊費(fèi)、機(jī)物料消耗、勞動保護(hù)費(fèi)等費(fèi)用。11.3生產(chǎn)成本的核算11

36、.3.1直接材料成本的核算本液壓升降臺要用到的材料有45號鋼、q235鋼板、角鋼、槽鋼、矩形鋼、管圓形鋼管以及一些標(biāo)準(zhǔn)件，在裝配過程中還要用到焊條，經(jīng)咨詢得各種材料及標(biāo)準(zhǔn)件的價(jià)格如下：45號鋼：3650元/噸；q235：3180元/噸；槽鋼：3450元/噸；角鋼：3480元/噸；矩形鋼管：3890元/噸；軸承：3元/個(gè) ；螺母：1元/個(gè)；螺栓：1元/個(gè)；彈簧墊片：0.5元/個(gè)；六角頭螺栓：1元/個(gè)；腳輪:30元/只；腳踏式液壓泵：700元/臺；油管：20元/米；液壓缸：200元/臺； 因考慮到材料因加工而造成的損耗，各種自制件的材料的價(jià)格都乘上一個(gè)系數(shù)，經(jīng)咨詢相關(guān)專業(yè)人士得此系數(shù)為1.11.4

37、左右，本文取1.2，根據(jù)表12-7中各種材料的重量和標(biāo)準(zhǔn)件的個(gè)數(shù)以及裝配圖中標(biāo)注的材料得：標(biāo)準(zhǔn)件所需費(fèi)用為304+700+20+200+34+120+0.540+120=1120直接材料成本=1.2（3.6522.2+3.4530+3.1835+3.4818）+1120=1550.11.3.2直接人工成本的核算 經(jīng)咨詢得機(jī)械行業(yè)工人的工資在大約在20002500元左右，本文中取2400元，該廠有100位工人，堆高車月產(chǎn)量為1000臺，則此處每臺液壓升降車需直接人工成本費(fèi)約240元；經(jīng)咨詢相關(guān)行業(yè)人士知工人的福利（五險(xiǎn)一金等)250-300元左右，本文取260元。則又應(yīng)向每臺堆高車攤派26元.所

38、以直接人工成本費(fèi)為266元/臺。11.3.3制造成本的核算 經(jīng)咨詢的機(jī)械行業(yè)管理人的工資在大約在25003000元左右，本文中取2800元，堆高車月產(chǎn)量為1000臺，設(shè)該廠有10位管理人員，所以每臺攤派28元；攤派折舊費(fèi)按每臺100元攤派；機(jī)物料費(fèi)按每臺10攤派；水電費(fèi)按每臺10元攤派。所以直接人工成本為148元/臺。11.4總計(jì)生產(chǎn)成本 由以上可知生產(chǎn)成本直接材料成本+直接人工成本+制造成本1550+266+1481964元。參考文獻(xiàn)1. t. morita, y. sakawa, modeling and control of power shovel, transactions of sice 22 1 1986 6975.2.濮良貴等.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，20063.孫恒等.機(jī)械原理.北京：高等教育出版社，20064.左鍵民.液壓與