機(jī)構(gòu)尺度綜合

1、 機(jī)構(gòu)尺度綜合 姓 名：何燚 學(xué) 號(hào)：20110967 班 級(jí)：機(jī)械六班 指導(dǎo)老師：何朝明機(jī)構(gòu)方案 圖1-1 機(jī)構(gòu)組合：剪式舉升機(jī)構(gòu)2、 舉升機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 圖1-2 舉升機(jī)構(gòu) 如上圖所示，BD=CD=a，DE=DF=b，液壓缸推動(dòng) B在固定的導(dǎo)軌中水平移動(dòng)。設(shè)舉升前 BF與水平方向夾角為，舉升后為a，鉛垂位移為 S，水平位移為 X，液壓缸的推程為 T。S =(a+b)sina，S2 =(a+b)sina2 得出：S = (a + b)(sina2- sina1) 可以看出上升量 S 與桿長(zhǎng)（a+b）有很大關(guān)系，桿越長(zhǎng)，上升量 S 越大。 X = 2bcosa1 - (a + b) cos a1

2、 - 2bcos a2 - (a + b) cos a2 =(b - a)(cosa1 - cosa2 )后移量 X 與 a、b 的差值有關(guān)，所以 D 點(diǎn)不能為兩桿的中點(diǎn)，否則將不能產(chǎn)生后移量。T =b(cosa1 - cosa2 )液壓缸推程與 b 成正比，要想小的液壓推程實(shí)現(xiàn)大的上升量，則 b應(yīng)該設(shè)計(jì)的很小，可根據(jù)后移量 X=(b - a)(cosa1 - cosa2 )大于 0，可知 b 大于 a。如果 b 很小，則 a 更小，于是桿長(zhǎng)（a+b）很小，與上升量要求桿長(zhǎng)（a+b）大相矛盾。如果將 b 設(shè)計(jì)的很大，除了將使液壓缸推程增大，還會(huì)使 EF 的距離較小，影響了車廂工作的穩(wěn)定性，特別

3、是在車廂翻轉(zhuǎn)卸貨時(shí)，這種影響尤為顯著。 為了消除這種影響，可將 D 取為兩桿的中點(diǎn)，同時(shí)，為了使車廂在上移時(shí)能夠逐漸后移，需要將 F 點(diǎn)換成滑動(dòng)鉸鏈，而 E 點(diǎn)換成固定鉸鏈。 圖1-3 舉升機(jī)構(gòu) 圖1-4 位移分析 由于此時(shí) D 為 BF、CE 的中點(diǎn)故在車廂上移過(guò)程中，E 與 B,F 與 C 始終在一條直線上；同時(shí)由于 B 點(diǎn)向后移動(dòng)，故車廂上的 E 點(diǎn)也隨之后移，于是整個(gè)車廂就向后移動(dòng)。設(shè) BF=CE=l，舉升前 C、D 與水平的夾角為，舉升后為 ，上移量 S，后移量 D，則有：上移量： S = l(sina2 - sina1) ; 后移量： D = l(cosa1 - cosa2 ) 這

4、樣車廂上移量和后移量就很好的協(xié)調(diào)了。 該機(jī)構(gòu)有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊； 2.液壓缸小的推程能實(shí)現(xiàn)大的上移量； 3 機(jī)構(gòu)的受力情況較好； 4 可靠性高，能滿足工作要求。 下面對(duì)該設(shè)計(jì)進(jìn)行具體數(shù)據(jù)計(jì)算：車廂尺 寸（LWH）mmSmaxmmammWkgLtmmHdmm3700180062020002804000250450如圖4-3所示， B1 , E1 為未舉升 BE 的位置，舉升后為 B2,E2。由l = 得：X=可知 a 越大，x 越小。設(shè)計(jì)要求 a1.2a =0.336m在上式子中取 a=0.336m,S=1m， Hd=0.45m，代入式子，得 x=2.66m 滿足 x+a=2.99

5、6L=3.7,符合設(shè)計(jì)要求， =l=3.029m液壓缸的行程 T=0.336m 。舉升前的水平的夾角=arctan(Hd)/(x+a)=arctan0.45/2.996=8.054，舉升后的水平夾角=arctan(S+Hd）/x=28.60，假設(shè)固定鉸鏈E 距 車廂前段距 離 n1 = 0.4m，則在未舉升時(shí)滑 動(dòng)鉸 鏈F距車廂后端距離：n2=L-n1-(x+a)=0.304m,舉起后n2=n2+a=0.64m。 安裝圖如下： 圖1-5 安裝機(jī)構(gòu)綜上可知： 桿 CE 長(zhǎng)度：3.0296m 桿 BF 長(zhǎng)度：3.0296m EF 初始狀態(tài)的距離為：2.996m 鉸鏈 E 距車廂前段距離：0.4m

6、滑動(dòng)鉸鏈 F 距車廂后端距離：0.304m 舉升后滑動(dòng)鉸鏈 F 距車廂后端距離：0.64m 液壓缸的行程 0.336m 舉升前水平夾角=8.5 4舉升后水平夾角=28.60機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng) 圖1-6 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)(1)速度分析：設(shè)油缸勻速運(yùn)動(dòng)，它的速度即 B 的速度為=0.005m/s，由于四邊形 BCEF 在每個(gè)位置都為矩形 ，所以 車 廂 E 點(diǎn) 的 水平分速 度=，所以車廂的速度即為E點(diǎn)的絕對(duì)速度,車廂上升的速度。當(dāng)車廂剛要上升時(shí)角度最小，上升到最高位置時(shí)角度最大。根據(jù)舉升前水平夾角=8.54；舉升后水平夾角=28.60得：車廂初速度：=0.337m/s,車廂上升初速度=0.333m/s車廂末速度：

7、=0.104m/s,車廂上升末速度=0.092m/s 圖1-7 速度分析(2)加速度分析：E的加速度由切向加速度和法相加速度合成，=,=。4.1.2 傾斜機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)如下圖： 圖1-8 運(yùn)動(dòng)前傾斜機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖1-9 運(yùn)動(dòng)后傾斜機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 結(jié)合圖4-4、 圖4-5，對(duì)該機(jī)構(gòu)的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。設(shè) ， 在翻轉(zhuǎn)到最大角度時(shí)，最理想狀態(tài)為CDF 三點(diǎn)共線且垂直于DE。為了減小安裝空間，現(xiàn)令EF 高度差為200mm，EF 水平距離為3700mm，故EF 兩點(diǎn)距離為3705mm。此時(shí) (1) 在機(jī)構(gòu)計(jì)算中可以看出當(dāng)?shù)某叽巛^大的時(shí)候，需要的和的長(zhǎng)度也要增大，為了受力狀態(tài)良好，D點(diǎn)安排在車廂的重心附近較為理想。

8、從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，D點(diǎn)到E點(diǎn)的距離為1956mm，與理想狀態(tài)較接近。 在初始狀態(tài)，車廂水平，CF與水平線有任意夾角時(shí)CD 與水平線都會(huì)有一確定角與其對(duì)應(yīng)。設(shè)CF桿初始時(shí)與水平線夾角為，此時(shí)CD 與水平線夾角為，根據(jù)位置關(guān)系有： (2) (3) 當(dāng)=0，及CF桿初始狀態(tài)水平時(shí)時(shí)，由方程（1）（2）(3)用軟件求解，得：因此，當(dāng)CF桿水平時(shí)，CD桿與水平線夾角為此時(shí)CF桿長(zhǎng)2430mm，CD桿長(zhǎng)715mm。油缸尺寸計(jì)算： 圖1-10 車廂最大傾角示意圖設(shè)BF=1000，車廂傾斜到最大角度時(shí)，AB與CF垂直。如圖4-6所示，建立直角坐標(biāo)系，則，B點(diǎn)坐標(biāo)為（849,528）。AB所在直線方程為即 油缸鉸鏈點(diǎn)A就在AB所在直線上，設(shè)A點(diǎn)距F點(diǎn)水平距離為1300，則所以A點(diǎn)坐標(biāo)為（1300，-187） 當(dāng)車廂傾斜到最大角度時(shí)，CDF三點(diǎn)共線，同時(shí)AB垂直于CF，此時(shí)油缸的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度綜上可得：CF=2430mmCD=715mmDE=1956mmBF=1000mm油缸起始長(zhǎng)度353.5mm，身長(zhǎng)長(zhǎng)度518.5mm。以F為坐標(biāo)原點(diǎn)，水