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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書
學(xué)院
機械電氣化工程學(xué)院
班級
農(nóng)機12-2班
學(xué)生姓名
學(xué)號
課題名稱
果園水果采摘升降平臺的設(shè)計
起止時間
2012年03月01日——2012 年 05月 28日（共 14 周）
指導(dǎo)教師
職稱
副教授
課題內(nèi)容
課題內(nèi)容主要是果園水果采摘升降平臺的設(shè)計，首先對果園水果采摘升降平臺總體進行設(shè)計，主要對現(xiàn)有升降平臺改進，進而用CAD軟件進行實體繪制，并對實體圖進行分析計算，達到實體工作狀態(tài)的目的。
擬定工作進度（以周為單位）
第1-2周 查閱相關(guān)文獻，撰寫開題報告。
第3-4周 走訪周邊團場專家、進行調(diào)查，比較分析，決定最優(yōu)設(shè)計方案。
第5-6周 根據(jù)工作要求，查閱相關(guān)手冊，對機器總體設(shè)計、布局。
第7-10周 運用AutoCAD軟件，設(shè)計零件圖，裝配圖，進行數(shù)據(jù)處理。
第11-12周 對實體圖進行仿真。
第13-14周 完成設(shè)計說明書。
主要參考文獻
[1].仆炎主編. 機械傳動裝置設(shè)計手冊上冊[M]. 北京:機械工業(yè)出版社, 1999。
[2].濮良貴等.機械設(shè)計.北京：高等教育出版社，2006。
[3].孫恒等.機械原理.北京：高等教育出版社，2006。
[4].左鍵民.液壓與氣壓傳動.北京：機械工業(yè)出版社，2008。
[5].章宏甲.液壓傳動.北京：機械工業(yè)出版社，2002。
[6].楊黎明.機械零件設(shè)計手冊.北京：國防工業(yè)出版社，1996。
[7].徐灝.機械設(shè)計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1995。
[8].劉新德.袖珍液壓氣動手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2004。
[9].葉玉駒等.機械制圖手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2008。
[10].成大先.機械設(shè)計手冊單行本液壓傳動.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004。
[11].李壯云.中國機械設(shè)計大典5.南昌:江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002。
[12].王昆等.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊.北京：高等教育出版社，2004。
[13].周元康等.機械設(shè)計課程設(shè)計.重慶：重慶大學(xué)出版社，2001。
任務(wù)下達人（簽字）
年 月 日
任務(wù)接受人意見
任務(wù)接受人簽名
年 月 日
注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達人為指導(dǎo)教師。
2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)開始前一周下達給學(xué)生本人。
3、此任務(wù)書一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。
12 屆畢業(yè)設(shè)計
果園水果采摘升降平臺的設(shè)計
設(shè)計說明書
學(xué)生姓名
學(xué) 號
所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化
班 級 12-2
指導(dǎo)教師
日 期 2012.6
塔里木大學(xué)教務(wù)處制
2012屆畢業(yè)設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
題目 果園水果采摘升降平臺的設(shè)計
學(xué)生姓名
學(xué) 號
所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化
班 級
指導(dǎo)教師
日 期 2012.4
果園水果采摘升降平臺的設(shè)計開題報告
一、 選題的依據(jù)及意義：
果園水果采摘是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)鏈中最耗時耗力的一個環(huán)節(jié),其成本高、季節(jié)性強、需要大量勞動力高強度的工作。但是由于工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展分流了大量農(nóng)業(yè)勞動力以及人口老齡化加劇等原因,使得能夠從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動力越來越少,單靠原始的采摘方式越來越不適應(yīng)大量水果的采摘，加之水果的生長不固定，果樹的分散性，使水果采摘存在采摘困難以及部分無法采摘等問題。
隨著當代機械制造業(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，在農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展中，具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，升降平穩(wěn)等優(yōu)點的果園水果液壓升降機起著極其重要的作用。果園水果采摘液壓升降平臺是一種新型的液壓升降機，主要由機械元件和液壓泵等組成。因此我們有必要對它進行深入研究。本次畢業(yè)設(shè)計的題目來源于水果采摘第一道工序，所設(shè)計的產(chǎn)品具有實用價值，已經(jīng)有成熟產(chǎn)品生產(chǎn)。我們可以參考現(xiàn)有產(chǎn)品做出的改進設(shè)計，使產(chǎn)品機構(gòu)更合理、更實用、更可靠。
畢業(yè)設(shè)計涉及的內(nèi)容比較多，它是基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課的綜合，是在學(xué)完機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的全部課程，并進行了專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進行的，是我們對所學(xué)的所有課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們的四年大學(xué)生活中占有重要的地位。
本次畢業(yè)設(shè)計使我們能綜合運用機械設(shè)計課程和其他先修課程的知識，分析和解決機械設(shè)計問題，進一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)的知識。通過設(shè)計實踐，逐步樹立正確的設(shè)計思想，增強創(chuàng)新意識和競爭意識，熟悉掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和及決問題的能力。通過設(shè)計計算、繪圖以及運用技術(shù)標準、規(guī)范、設(shè)計手冊等有關(guān)資料，進行全面的機械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練。
二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢：
1、國內(nèi)外研究概況
目前，我國水果采摘大部分單憑人工爬樹或使用梯子采摘，移動較為困難并存在安全問題，大大降低了采收效率。因水果的成熟期較短，采收效率低直接影響水果的品質(zhì)及貯藏。然而，在工廠用很多先進的升降平臺，如固定式液壓裝卸平臺，折臂式升降平臺，移動式升降平臺等，對其進行簡單改裝，使其適應(yīng)果園環(huán)境，有利于實現(xiàn)采收的方便性，安全性及及時性。液壓升降平臺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)備主要進行動力分析和運動分析，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，作用時間，內(nèi)徑，液壓升降機行程及活塞桿直徑等。體積大且沉重、不便拆裝、用途單一、價格高、長時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。它通常采用35、34號或無縫鋼管做成實心桿或空心桿，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0.02~0.05mm）并拋光，其表面粗糙度Ra為1.6~0.4μm。由于鍍鉻對人、環(huán)境污染嚴重，屬國家環(huán)保線值項目，且鍍層不均勻，液壓提升設(shè)備的工作液壓提升設(shè)備其實也就是個最簡單的油缸了.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，由于鍍鉻對人、環(huán)境污染嚴重，屬國家環(huán)保線值項目，且鍍層不均勻，孔隙率高，容易起皮，鍍鉻費用也比較高，不能滿足生產(chǎn)上的需要。
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)σ簤寒a(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、擴大生產(chǎn)規(guī)模、利用廢物、環(huán)境保護、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，改變體積的大小！研發(fā)出能夠更加實現(xiàn)重物的平穩(wěn)升降、節(jié)省人力、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)的液壓升降平臺車。
三、研究內(nèi)容及實驗方案：
1、研究內(nèi)容:
首先對液壓升降技術(shù)參數(shù)進行分析研究，結(jié)合具體實例，對機構(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)個部分進行設(shè)計計算最終確定液壓執(zhí)行元件-液壓缸，通過對叉桿的各項受力分析確定臺板與叉桿的載荷要求，最終完成液壓升降臺的設(shè)計要求。
四、目標、主要特色及工作進度
1、目 標：根據(jù)老師給定的數(shù)據(jù)和技術(shù)要求，結(jié)合自己所學(xué)知識，運用計算機CAD軟件等繪圖手段設(shè)計一款經(jīng)濟實用、安全可靠的液壓升降臺。
2、工作進度：
(1)第1-2周 查閱相關(guān)文獻，撰寫開題報告。
(2)第3-4周 總體方案設(shè)計
(3)第5 8周 根據(jù)工作要求，查閱相關(guān)手冊，對各部分機構(gòu)設(shè)計、計算，畫草圖。
(4)第9-10周成本核算，從工藝性能，經(jīng)濟性能，實用性能等方面對產(chǎn)品進行綜合評價，校核，修正。
(5)第11-12周 撰寫畢業(yè)設(shè)計論文說明書
五、參考文獻
[1] 機械設(shè)計，濮良貴，紀名剛主編。第八版。北京：高等教育出版社，2006。
[2] 機械原理，孫恒，陳作模主編。第七版。北京：高等教育出版社，2006。
[3] 液壓與氣壓傳動，左鍵民主編。第4版。北京：機械工業(yè)出版社，2008。
[4] 機械零件設(shè)計手冊，楊黎明主編。北京：國防工業(yè)出版社，1996。
[5] 機械設(shè)計手冊，徐灝主編。北京：機械工業(yè)出版社，1995.12。
[6] 機械設(shè)計課程設(shè)計手冊，王昆等主編。北京：高等教育出版社，2004。
[7] 機械設(shè)計課程設(shè)計，周元康、林昌華、張海兵主編。重慶：重慶大學(xué)出版社，2001。
[8] 機械制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)與范例，何慶主編。。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.
[9] 機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計寶典，孫波主編。西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008.
[10] 理工類學(xué)生專業(yè)論文導(dǎo)寫，歐陽周，劉道德主編。長沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社，2000
[11] 液壓傳動，章宏甲主編。北京：機械工業(yè)出版社，2002
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計
目 錄
1緒論 1
1.1課題研究的目的及意義 1
1.2國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢 1
1.3本課題研究內(nèi)容 1
2果園水果采摘升降平臺的設(shè)計的總機設(shè)計 1
2.1總體方案的分析比較和確定 1
2.2液壓升降平臺車的結(jié)構(gòu)及運動原理 2
3升降臺尺寸初步分析計算 3
3.1升降臺高度的計算 3
3.2相關(guān)角度的計算 3
4升降臺受力及力矩分析 3
4.1整體受力分析圖 3
4.2外鉸架受力分析圖 4
4.3內(nèi)鉸架受力分析圖 4
4.4力和力矩的分析計算 5
4.5液壓缸受力分析 5
5液壓系統(tǒng)的分析 7
5.1 受載分析 7
5.2 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計 7
6液壓缸﹑液壓泵具體選型 8
6.1液壓缸的選擇 8
6.2液壓泵設(shè)計計算及選型 8
6.3油量的校核 8
7各構(gòu)件參數(shù)設(shè)計 8
7.1內(nèi)、外鉸架材料及設(shè)計尺寸選擇 8
7.2滾道材料及設(shè)計尺寸選擇 8
7.3升降工作臺材料及設(shè)計尺寸選擇 8
7.4底座材料及設(shè)計尺寸選擇 8
8應(yīng)力計算及強度校核 8
8.1 內(nèi)、外鉸架力的分解 8
8.2 外鉸架軸力圖、剪力圖和彎矩圖分析 9
8.3內(nèi)鉸架軸力圖、剪力圖和彎矩圖分析 10
8.4 鉸架應(yīng)力強度校核 11
致 謝 13
參考文獻 14
1緒論
1.1課題研究的目的及意義
1.1.1果園水果采摘液壓升降平臺設(shè)計的目的
1、理論目的：綜合運用機械設(shè)計課程、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)實際，進行液壓升降臺設(shè)計實踐，使理論知識和生產(chǎn)實踐緊密結(jié)合起來，并得到進一步的鞏固和提高。
2、實踐目的：在設(shè)計實踐中學(xué)習(xí)和掌握通用液壓元件，尤其是各類標準元件的選用原則和回路的組合方法，培養(yǎng)設(shè)計技能，提高分析和解決生產(chǎn)實際問題的能力，為今后的設(shè)計制造工作打好的基礎(chǔ)。
1.1.2果園水果采摘升降平臺車設(shè)計的意義
隨著當代農(nóng)業(yè)機械化及其自動化的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對生產(chǎn)率的要求也越來越高，因此，在農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展中，具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，升降平穩(wěn)等優(yōu)點的果園水果液壓升降機起著極其重要的作用。果園水果采摘液壓升降平臺是一種新型的液壓升降機，主要由機械元件和液壓泵等組成,我們有必要對它進行深入研究。本次畢業(yè)設(shè)計的題目來源于水果采摘第一道工序，所設(shè)計的產(chǎn)品具有實用價值，針對已有成熟產(chǎn)品的廣泛使用,分析其存在的優(yōu)缺點并對現(xiàn)有產(chǎn)品做出的改進設(shè)計，使產(chǎn)品機構(gòu)更合理、更實用、更可靠。
1.2國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢
1.2.1研究現(xiàn)狀
目前，我國水果采摘大部分單憑人工爬樹或使用梯子采摘，移動較為困難并存在安全問題，大大降低了采收效率。因水果的成熟期較短，采收效率低直接影響水果的品質(zhì)及貯藏。然而，在工廠用很多先進的升降平臺，如固定式液壓裝卸平臺，折臂式升降平臺，移動式升降平臺等，對其進行簡單改裝，使其適應(yīng)果園環(huán)境，有利于實現(xiàn)采收的方便性，安全性及及時性。升降平臺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)備主要進行動力分析和運動分析，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，作用時間，內(nèi)徑，液壓升降機行程及活塞桿直徑等。
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)σ簤寒a(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、擴大生產(chǎn)規(guī)模、利用廢物、環(huán)境保護、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，液壓升降平臺車應(yīng)運而生。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)出能夠更加實現(xiàn)重物的平穩(wěn)升降、節(jié)省人力、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)的液壓升降平臺車。
1.3本課題研究內(nèi)容
首先對液壓升降技術(shù)參數(shù)進行分析研究，結(jié)合具體實例，對機構(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)個部分進行設(shè)計計算最終確定液壓執(zhí)行元件-液壓缸，通過對叉桿的各項受力分析確定臺板與叉桿的載荷要求，最終完成液壓升降臺的設(shè)計要求。
2果園水果采摘升降平臺的設(shè)計的總機設(shè)計
2.1總體方案的分析比較和確定
經(jīng)過多方面考慮，對液壓升降平臺車的設(shè)計初擬定兩種方案
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)計計算和力的計算都很復(fù)雜，而且要滿足升降臺升降時的最大最小高度，需要較大的液壓缸行程。此外從安全方面考慮，與液壓缸上端作用點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截面。且當液壓缸活塞到底部時，升降臺還可能將有較大高度，不能滿足升降臺的設(shè)計要求。
圖2-1 液壓升降平臺方案一
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，便載物臺就可以實現(xiàn)較大幅度的升降，易于滿足設(shè)計要求，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，果園水果采摘液壓升降平臺采用方案二設(shè)計。
圖2-2 液壓升降平臺方案一
2.2液壓升降平臺車的結(jié)構(gòu)及運動原理
液壓升降平臺主要由動力源和機架兩部分組成，動力源部分主要由液壓泵和單作用液壓缸組成，機架部分由工作平臺，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)。
圖2-3 液壓升降平臺車結(jié)構(gòu)
1鏈輪鋼架，2滑輪，3液壓升縮機構(gòu)，4內(nèi)腳架，5載物平臺，
6鉸接軸7外鉸架，8液壓缸轉(zhuǎn)軸，9肋板，10導(dǎo)軌，11底座
果園水果采摘液壓升降平臺的運動原理如下所述：
首先，升降平臺的升降是通過液壓缸的伸縮運動來實現(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；液壓泵經(jīng)過油管與液壓缸相連，則當手拉液壓泵滑輪時，油壓將頂起液壓缸使柱塞伸出，當卸荷時，重物的重力將使肋板壓縮柱塞，使柱塞回縮進去。由前述的連接方式得，與外鉸架7右側(cè)，內(nèi)鉸架4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。
3 升降臺尺寸初步分析計算
3.1升降臺高度的計算
（1）、設(shè)計升降臺最大高度為950至1050mm之間，可取=1000mm左右，而升降臺最小高度設(shè)計為=435mm；
（2）、選用滾輪時，因滾輪為標準件，可選取其直徑為250mm，則輪子底部至升降臺底座支撐板底部的距離，即滾輪機構(gòu)總體高度可選為t=300mm；
（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，=-（t++）=1000-(200++)=645mm
b升降臺處于最小高度時，=-（t++）=435-(200++)=80mm
3.2相關(guān)角度的計算
若設(shè)液壓缸作用點中心與平臺底部距離為=10mm,則底座固定鉸支中心至液壓缸作用點中心的垂直距離為：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，底座固定鉸支中心與活動鉸支中心兩點距離為d=850mm。
則tan===0.2117 =
則2L==869mm，從而sin===0.8575 =
以上2L-- 鉸架長度；
-- 升降臺最低高度時鉸架中心線與底座導(dǎo)軌中心線夾角；
-- 升降臺最大高度時鉸架中心線與底座導(dǎo)軌中心線夾角；
此時升降臺處于最大高度時有，底座固定鉸支中心與活動鉸支中心兩點距離為e===448mm=435mm。這說明當升降臺處于最大高度時，所承受重物作用中心仍介于平臺固定鉸支中心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。
4 升降臺受力及力矩分析
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；豎直方向（y方向）向右為正，向左為負。
4.4力和力矩的分析計算
4.4.1鉸架上端鉸支受力
先忽略平臺自重，則由上圖
因為，
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)） ，則至此能計算出 、 、 、
4.4.2整體受力分析計算
對平臺，重物及兩鉸架組成的整體進行受力分析：（4.1）
=0 =0 ?。?）
=0 （2）
4.4.3內(nèi)、外鉸架單獨受力分析
對L1單獨進行受力平衡分析：
=0 =0 （3）
=0 =0 （4）
由（３）、（４）得 ?。?）
由（２）、（４）得 （6） .
對L2單獨進行受力平衡分析：
=0 =0 （7）
=0 =0 （8）
4.4.4力矩平衡分析
若規(guī)定逆時針為正，順時針為負，則對L1的c點的轉(zhuǎn)矩平衡得：
=0 =0 （a)
對L2有：
（1），d點的轉(zhuǎn)矩平衡得：
=0 =0 (b)
（2），o點的轉(zhuǎn)矩平衡得：
=0 =0 (c)
=0 (d)
又因為
—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），（d）兩式得：
則至此能算出
由上(5) 、(6)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液壓缸最大受力時數(shù)值及角度計算
分析液壓缸產(chǎn)生最大力時，鉸架與底座所成角度大小
根據(jù)上面一系列的式子有，當為不同大小時，對應(yīng)各鉸支點受力大小不同，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 關(guān)鍵數(shù)據(jù)計算
12o
18o??
24o
30o
36o
42o
48o
54o
59o
-24.5
-24.4
-24.4
-24.4
-24.3
-24.3
-24.2
-24.2
-24.1
2447.7
2375.2
2268.9
2122.0
1923.6
1657.1
1295.8
794.4
212.3
12.2
12.6
13.1
13.8
14.8
16.1
17.9
20.4
23.2
1223.6
1258.4
1310.1
1382.0
1479.4
1610.5
1788.7
2036.2
2322.8
64.8
87.6
106.8
122.9
136.3
147.1
155.3
161.0
163.8
305.0
270.0
239.8
212.9
187.6
163.3
139.8
116.9
98.4
28.35
29.40
29.95
30.07
29.84
29.32
28.55
27.57
26.62
435
435
435
435
435
435
435
435
435
(N)
20635
19394
18310
17284
16253
15170
13997
12705
11517
此外經(jīng)過更精確的計算得，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，當升降臺處于最低位置，即 =時，液壓缸受力最大，此時有有 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
該液壓升降臺的工作循環(huán)過程是：當工作平臺處于最低位置時，手拉液壓升降機構(gòu)，升降臺升起，當?shù)竭_最大高度時，升降臺停止上升，液壓系統(tǒng)進入保壓階段；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，下降到最低點停止運動，至此升降臺一個工作循環(huán)結(jié)束。在升降臺的整個工作循環(huán)過程中，在最低位置時液壓缸推力最大。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
5.2.1設(shè)計要求
結(jié)合設(shè)計要求，液壓升降平臺車的動力元件為手動式液壓泵，執(zhí)行元件為單作用液壓缸，其中手動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， 當要使工作平臺上升時，換向閥7左位接通，液壓泵3，1中油液進入液壓缸下端，從而將液壓缸活塞頂出，平臺上升。2，當要使工作平臺下降時，換向閥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油口即可組一完整的液壓回路，如圖5-1所示，
圖5-1 液壓系統(tǒng)原理圖
1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﹑液壓泵具體選型
6.1液壓缸的選擇
由以上計算得出：液壓升降平臺車平臺處于最低高度，即 =時，液壓缸受力最大，，此時液壓缸所受的力是= 26826 N。選擇缸徑為的液壓缸，其所能提供的最大推力為= 31420 N。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。
6.2液壓泵設(shè)計計算及選型
由于液壓缸承受的最大壓力為26826 N, 所以腳液壓泵至少要提供26826 N的力，根據(jù)以上要求選擇油壓泵F-1000型，其外形尺寸為L×b×h=530×160×200mm。
6.3油量的校核
由上得液壓缸需滿足的行程為180mm，而液壓缸直徑為50mm，則當升降臺達最高位置時液壓缸內(nèi)儲油儲油=180×10￣ 2 × = 0.353 L。
此外，此時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 各構(gòu)件參數(shù)設(shè)計
7.1內(nèi)、外鉸架材料及設(shè)計尺寸選擇
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，初選實心處截面基本尺寸為30×60mm，長度已確定約為870mm。
7.2滾道材料及設(shè)計尺寸選擇
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。
7.3升降工作臺材料及設(shè)計尺寸選擇
工作臺的，對于翻轉(zhuǎn)工作臺骨架，基本尺寸為L×B=1010×520，翻轉(zhuǎn)平臺面則用熱軋普通鋼板，公稱厚度為5mm。
7.4底座材料及設(shè)計尺寸選擇
底座主要用于支撐作用，選用熱軋不等邊角鋼
8 應(yīng)力計算及強度校核
8.1 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。
8.2 外鉸架軸力圖、剪力圖和彎矩圖分析
圖8-1 外鉸架L1受力分析
圖8-2 外鉸架L1軸力圖
圖8-3 外鉸架L1縱向剪力圖
圖8-4 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)生于液壓缸作用點截面處，產(chǎn)生于o點截面處。分別記為L1：拉、L1：壓、L1：拉。
8.3內(nèi)鉸架軸力圖、剪力圖和彎矩圖分析
圖8-5 內(nèi)鉸架L2受力分析
圖8-6 內(nèi)鉸架L2軸力圖
圖8-7 內(nèi)鉸架L2縱向剪力圖
圖8-8 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點處上半部分界面，產(chǎn)生于o點處下半部分界面。分別記為L2：拉、L2：壓。
8.4 鉸架應(yīng)力強度校核
8.4.1鉸架截面尺寸的確定
經(jīng)過精確計算和篩選，已選取內(nèi)外鉸架實心截面為3060mm，經(jīng)更詳細的計算發(fā)現(xiàn)，所選截面寬度太長，考慮到材料的節(jié)省和強度要求，現(xiàn)可將截面尺寸暫定為=2060mm。
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)過計算可選取為=30mm。
8.4.2鉸架截面應(yīng)力分析校核
結(jié)合8.3中內(nèi)容，可能產(chǎn)生的最大拉應(yīng)力為 ①L1：拉，②L1：拉，③L2：拉。可能產(chǎn)生的最大壓應(yīng)力為①L1：壓，②L2：壓。此外，在鉸架與水平線所成角度不同的時候，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8-11 外鉸架L1中產(chǎn)生的可能最大拉應(yīng)力變化曲線
圖8-12 外鉸架L1中產(chǎn)生的可能最大拉應(yīng)力變化曲線
圖8-13 外鉸架L1中產(chǎn)生的可能最大壓應(yīng)力變化曲線
圖8-14 內(nèi)鉸架L2中產(chǎn)生的可能最大拉應(yīng)力變化曲線
圖8-15 內(nèi)鉸架L2中產(chǎn)生的可能最大壓應(yīng)力變化曲線
鉸架所選材料為Q235普通碳素鋼，其屈服極限=216235Mpa，若選取安全因數(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度要求而不至于鉸架斷裂，故所選用鉸架滿足設(shè)計要求。
致 謝
經(jīng)過幾個月的努力，最終還是順利地完成了此次畢業(yè)設(shè)計。值此畢業(yè)設(shè)計論文完成之際，當我再次回首這幾個月的經(jīng)歷時，真是頗有感慨，當然最多的還是成就感。
通過本次畢業(yè)設(shè)計，我從中受益匪淺，不僅學(xué)會應(yīng)用大學(xué)里所學(xué)到的一些基礎(chǔ)知識去解決設(shè)計中遇到的問題，而且比較全面系統(tǒng)的理解了機械設(shè)計的一些設(shè)計方法和設(shè)計步驟，同時還認識到作為一個設(shè)計人員必須具備的一些素質(zhì)。
在設(shè)計過程中也會遇到一些自己解決不了的問題，通過查閱相關(guān)資料文獻以及在王旭峰老師的悉心的指導(dǎo)和幫助下，問題都迎刃而解。
至此，我衷心地感謝我的指導(dǎo)老師王旭峰老師，在整個設(shè)計過程中他都給予了我悉心的指導(dǎo)和一次又一次的幫助。此外還要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)們，他們在本次設(shè)計中給予了我很大的幫助和支持。在設(shè)計的過程中，我也得到了許多同學(xué)的寶貴建議和不斷的啟發(fā)，和幾位課題相近的同學(xué)學(xué)習(xí)探討畢業(yè)設(shè)計時，我學(xué)到了不少的設(shè)計知識和創(chuàng)作方法，正是因為有了你們的幫助，才讓我不僅學(xué)到了本次課題所涉及的新知識，更讓我感覺到了知識以外的東西。同時我還要感謝我的學(xué)校，在我們即將離校的最后一段時間里，能夠更多地讓我們學(xué)會一些實踐應(yīng)用知識，增加我們實踐操作和動手能力。再一次對我的母校表示感謝！
最后，向在百忙中抽出時間對本論文進行評審的各位老師表示衷心地感謝！謝謝你們的評審和教誨。四年的大學(xué)生活在這個季節(jié)即將劃上一個圓滿的句號，我將帶著你們的期盼和對自己的承諾再次起航。
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14
2012屆畢業(yè)生
畢業(yè)論文（設(shè)計）資料
學(xué)生姓名
學(xué) 號
所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化
班 級 12-2
塔里木大學(xué)教務(wù)處制
前 言
本課題是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)果園設(shè)施農(nóng)業(yè)等場所為方便水果的采摘而設(shè)計的液壓升降臺，是農(nóng)業(yè)機械化、自動化的必然產(chǎn)物。液壓升降平臺由優(yōu)質(zhì)鋼材、液壓泵、液壓缸、油管、軌道輪等有機組合而成，可以較為安全方便的進行果園水果的修剪、采收等作業(yè)，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率和自動化水平。
本文所介紹的液壓升降臺最大載重量是500kg，該升降臺由兩部分組成：機構(gòu)本體和液壓系統(tǒng)。升降臺升降的操作控制是由一套液壓系統(tǒng)和液壓缸來完成的，而組合而成的液壓系統(tǒng)全部放在液壓油泵中。液壓泵和液壓缸都采用標準件，其中液壓缸為單作用液壓缸，本文首先通過支撐鉸架的受力分析詳細闡述了要提升起貨物，液壓缸所需承受的最大壓力。接著以之作為根據(jù)說明液壓泵、液壓缸等標準件的選用及型號，并介紹液壓泵內(nèi)部相關(guān)液壓系統(tǒng)原理以及對液壓泵儲油量進行核算。此外在強度校核方面，主要通過材料力學(xué)知識對鉸架以及液壓缸作用兩端的軸進行強度校核，最后對本升降臺進行重量和成本核算。本畢業(yè)設(shè)計借鑒了大量的資料，采用了許多國家標準，充分的吸收了各行業(yè)的寶貴經(jīng)驗。