機構尺度綜合

1、 機構尺度綜合 姓 名：何燚 學 號：20110967 班 級：機械六班 指導老師：何朝明機構方案 圖1-1 機構組合：剪式舉升機構2、 舉升機構尺寸設計 圖1-2 舉升機構 如上圖所示，BD=CD=a，DE=DF=b，液壓缸推動 B在固定的導軌中水平移動。設舉升前 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（a+b）有很大關系，桿越長，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，所以 D 點不能為兩桿的中點，否則將不能產生后移量。T =b(cosa1 - cosa2 )液壓缸推程與 b 成正比，要想小的液壓推程實現(xiàn)大的上升量，則 b應該設計的很小，可根據后移量 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（a+b）很小，與上升量要求桿長（a+b）大相矛盾。如果將 b 設計的很大，除了將使液壓缸推程增大，還會使 EF 的距離較小，影響了車廂工作的穩(wěn)定性，特別

3、是在車廂翻轉卸貨時，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，同時，為了使車廂在上移時能夠逐漸后移，需要將 F 點換成滑動鉸鏈，而 E 點換成固定鉸鏈。 圖1-3 舉升機構 圖1-4 位移分析 由于此時 D 為 BF、CE 的中點故在車廂上移過程中，E 與 B,F 與 C 始終在一條直線上；同時由于 B 點向后移動，故車廂上的 E 點也隨之后移，于是整個車廂就向后移動。設 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)調了。 該機構有以下優(yōu)點： 1.結構簡單，緊湊； 2.液壓缸小的推程能實現(xiàn)大的上移量； 3 機構的受力情況較好； 4 可靠性高，能滿足工作要求。 下面對該設計進行具體數(shù)據計算：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。設計要求 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,符合設計要求， =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，假設固定鉸鏈E 距 車廂前段距 離 n1 = 0.4m，則在未舉升時滑 動鉸 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 安裝機構綜上可知： 桿 CE 長度：3.0296m 桿 BF 長度：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、滑動鉸鏈 F 距車廂后端距離：0.304m 舉升后滑動鉸鏈 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機構運動 圖1-6 機構運動(1)速度分析：設油缸勻速運動，它的速度即 B 的速度為=0.005m/s，由于四邊形 BCEF 在每個位置都為矩形 ，所以 車 廂 E 點 的 水平分速 度=，所以車廂的速度即為E點的絕對速度,車廂上升的速度。當車廂剛要上升時角度最小，上升到最高位置時角度最大。根據舉升前水平夾角=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 傾斜機構尺寸設計如下圖： 圖1-8 運動前傾斜機構簡圖 圖1-9 運動后傾斜機構簡圖 結合圖4-4、 圖4-5，對該機構的尺寸進行設計分析。設 ， 在翻轉到最大角度時，最理想狀態(tài)為CDF 三點共線且垂直于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 兩點距離為3705mm。此時 (1) 在機構計算中可以看出當?shù)某叽巛^大的時候，需要的和的長度也要增大，為了受力狀態(tài)良好，D點安排在車廂的重心附近較為理想。

8、從計算結果來看，D點到E點的距離為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CD 與水平線都會有一確定角與其對應。設CF桿初始時與水平線夾角為，此時CD 與水平線夾角為，根據位置關系有： (2) (3) 當=0，及CF桿初始狀態(tài)水平時時，由方程（1）（2）(3)用軟件求解，得：因此，當CF桿水平時，CD桿與水平線夾角為此時CF桿長2430mm，CD桿長715mm。油缸尺寸計算： 圖1-10 車廂最大傾角示意圖設BF=1000，車廂傾斜到最大角度時，AB與CF垂直。如圖4-6所示，建立直角坐標系，則，B點坐標為（849,528）。AB所在直線方程為即 油缸鉸鏈點A就在AB所在直線上，設A點距F點水平距離為1300，則所以A點坐標為（1300，-187） 當車廂傾斜到最大角度時，CDF三點共線，同時AB垂直于CF，此時油缸的伸長長度綜上可得：CF=2430mmCD=715mmDE=1956mmBF=1000mm油缸起始長度353.5mm，身長長度518.5mm。以F為坐標原點，水