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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書
學(xué)院
機(jī)械電氣化工程學(xué)院
班級(jí)
農(nóng)機(jī)12-2班
學(xué)生姓名
學(xué)號(hào)
課題名稱
果園水果采摘升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)
起止時(shí)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(tái)的設(shè)計(jì)，首先對果園水果采摘升降平臺(tái)總體進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要對現(xiàn)有升降平臺(tái)改進(jìn)，進(jìn)而用CAD軟件進(jìn)行實(shí)體繪制，并對實(shí)體圖進(jìn)行分析計(jì)算，達(dá)到實(shí)體工作狀態(tài)的目的。
擬定工作進(jìn)度（以周為單位）
第1-2周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開題報(bào)告。
第3-4周 走訪周邊團(tuán)場專家、進(jìn)行調(diào)查，比較分析，決定最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。
第5-6周 根據(jù)工作要求，查閱相關(guān)手冊，對機(jī)器總體設(shè)計(jì)、布局。
第7-10周 運(yùn)用AutoCAD軟件，設(shè)計(jì)零件圖，裝配圖，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
第11-12周 對實(shí)體圖進(jìn)行仿真。
第13-14周 完成設(shè)計(jì)說明書。
主要參考文獻(xiàn)
[1].仆炎主編. 機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊上冊[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 1999。
[2].濮良貴等.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2006。
[3].孫恒等.機(jī)械原理.北京：高等教育出版社，2006。
[4].左鍵民.液壓與氣壓傳動(dòng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008。
[5].章宏甲.液壓傳動(dòng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002。
[6].楊黎明.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊.北京：國防工業(yè)出版社，1996。
[7].徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995。
[8].劉新德.袖珍液壓氣動(dòng)手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004。
[9].葉玉駒等.機(jī)械制圖手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008。
[10].成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊單行本液壓傳動(dòng).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004。
[11].李壯云.中國機(jī)械設(shè)計(jì)大典5.南昌:江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002。
[12].王昆等.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊.北京：高等教育出版社，2004。
[13].周元康等.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).重慶：重慶大學(xué)出版社，2001。
任務(wù)下達(dá)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(dá)人為指導(dǎo)教師。
2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)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(jì)
果園水果采摘升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)說明書
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級(jí) 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(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
題目 果園水果采摘升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級(jí)
指導(dǎo)教師
日 期 2012.4
果園水果采摘升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)開題報(bào)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(shí)耗力的一個(gè)環(huán)節(jié),其成本高、季節(jié)性強(qiáng)、需要大量勞動(dòng)力高強(qiáng)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(dòng)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(dòng)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(dāng)代機(jī)械制造業(yè)與液壓技術(shù)的不斷發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)對生產(chǎn)率的要求也越來越高，因此，在農(nóng)業(yè)機(jī)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(diǎn)的果園水果液壓升降機(jī)起著極其重要的作用。果園水果采摘液壓升降平臺(tái)是一種新型的液壓升降機(jī)，主要由機(jī)械元件和液壓泵等組成。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)的題目來源于水果采摘第一道工序，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。
畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的全部課程，并進(jìn)行了專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)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(shí)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(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的知識(shí)，分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題，進(jìn)一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)的知識(shí)。通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，逐步樹立正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和競爭意識(shí)，熟悉掌握機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)計(jì)算、繪圖以及運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊等有關(guān)資料，進(jìn)行全面的機(jī)械設(shè)計(jì)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(dòng)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(jìn)的升降平臺(tái)，如固定式液壓裝卸平臺(tái)，折臂式升降平臺(tái)，移動(dòng)式升降平臺(tái)等，對其進(jìn)行簡單改裝，使其適應(yīng)果園環(huán)境，有利于實(shí)現(xiàn)采收的方便性，安全性及及時(shí)性。液壓升降平臺(tái)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(dòng)力分析和運(yùn)動(dòng)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。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(huì)使連接處漏水。它通常采用35、34號(hào)或無縫鋼管做成實(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0.02~0.05mm）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(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(dòng)增壓稈(液壓手動(dòng)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(yán)重，屬國家環(huán)保線值項(xiàng)目，且鍍層不均勻，孔隙率高，容易起皮，鍍鉻費(fèi)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(tái)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(dòng)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)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(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(dòng)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(dòng)效率高，減少噪音和污染的場所，腳踏式液壓升降平臺(tái)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(tái)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、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(tái)車。
三、研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案：
1、研究內(nèi)容:
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(dòng)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，通過對叉桿的各項(xiàng)受力分析確定臺(tái)板與叉桿的載荷要求，最終完成液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)要求。
四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
1、目 標(biāo)：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(shí)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)CAD軟件等繪圖手段設(shè)計(jì)一款經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安全可靠的液壓升降臺(tái)。
2、工作進(jìn)度：
(1)第1-2周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開題報(bào)告。
(2)第3-4周 總體方案設(shè)計(jì)
(3)第5 8周 根據(jù)工作要求，查閱相關(guān)手冊，對各部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算，畫草圖。
(4)第9-10周成本核算，從工藝性能，經(jīng)濟(jì)性能，實(shí)用性能等方面對產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，校核，修正。
(5)第11-12周 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文說明書
五、參考文獻(xiàn)
[1] 機(jī)械設(shè)計(jì)，濮良貴，紀(jì)名剛主編。第八版。北京：高等教育出版社，2006。
[2] 機(jī)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(dòng)，左鍵民主編。第4版。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008。
[4] 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊，楊黎明主編。北京：國防工業(yè)出版社，1996。
[5] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，徐灝主編。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.12。
[6] 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊，王昆等主編。北京：高等教育出版社，2004。
[7] 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，周元康、林昌華、張海兵主編。重慶：重慶大學(xué)出版社，2001。
[8] 機(jī)械制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例，何慶主編。。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.
[9] 機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)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(dòng)，章宏甲主編。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002
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(jì)的液壓升降臺(tái)，是農(nóng)業(yè)機(jī)械化、自動(dòng)化的必然產(chǎn)物。液壓升降平臺(tái)由優(yōu)質(zhì)鋼材、液壓泵、液壓缸、油管、軌道輪等有機(jī)組合而成，可以較為安全方便的進(jìn)行果園水果的修剪、采收等作業(yè)，改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和自動(dòng)化水平。
本文所介紹的液壓升降臺(tái)最大載重量是500kg，該升降臺(tái)由兩部分組成：機(jī)構(gòu)本體和液壓系統(tǒng)。升降臺(tái)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(biāo)準(zhǔn)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(xì)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(biāo)準(zhǔn)件的選用及型號(hào)，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(chǔ)油量進(jìn)行核算。此外在強(qiáng)度校核方面，主要通過材料力學(xué)知識(shí)對鉸架以及液壓缸作用兩端的軸進(jìn)行強(qiáng)度校核，最后對本升降臺(tái)進(jìn)行重量和成本核算。本畢業(yè)設(shè)計(jì)借鑒了大量的資料，采用了許多國家標(biāo)準(zhǔn)，充分的吸收了各行業(yè)的寶貴經(jīng)驗(yàn)。
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
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(tái)的設(shè)計(jì)的總機(jī)設(shè)計(jì) 1
2.1總體方案的分析比較和確定 1
2.2液壓升降平臺(tái)車的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)原理 2
3升降臺(tái)尺寸初步分析計(jì)算 3
3.1升降臺(tái)高度的計(jì)算 3
3.2相關(guān)角度的計(jì)算 3
4升降臺(tái)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(jì)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(jì) 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(jì)計(jì)算及選型 8
6.3油量的校核 8
7各構(gòu)件參數(shù)設(shè)計(jì) 8
7.1內(nèi)、外鉸架材料及設(shè)計(jì)尺寸選擇 8
7.2滾道材料及設(shè)計(jì)尺寸選擇 8
7.3升降工作臺(tái)材料及設(shè)計(jì)尺寸選擇 8
7.4底座材料及設(shè)計(jì)尺寸選擇 8
8應(yīng)力計(jì)算及強(qiáng)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(qiáng)度校核 11
致 謝 13
參考文獻(xiàn) 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(tái)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(shí)和生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)行液壓升降臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)踐，使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合起來，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)。
1.1.2果園水果采摘升降平臺(tái)車設(shè)計(jì)的意義
隨著當(dāng)代農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)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(jī)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(diǎn)的果園水果液壓升降機(jī)起著極其重要的作用。果園水果采摘液壓升降平臺(tái)是一種新型的液壓升降機(jī)，主要由機(jī)械元件和液壓泵等組成,我們有必要對它進(jìn)行深入研究。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目來源于水果采摘第一道工序，所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品具有實(shí)用價(jià)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(diǎn)并對現(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(dòng)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(jìn)的升降平臺(tái)，如固定式液壓裝卸平臺(tái)，折臂式升降平臺(tái)，移動(dòng)式升降平臺(tái)等，對其進(jìn)行簡單改裝，使其適應(yīng)果園環(huán)境，有利于實(shí)現(xiàn)采收的方便性，安全性及及時(shí)性。升降平臺(tái)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(dòng)力分析和運(yùn)動(dòng)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。
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(tái)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(dòng)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)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(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(dòng)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(dòng)效率高，減少噪音和污染的場所，液壓升降平臺(tái)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(tái)車的結(jié)構(gòu)性能，改變體積的大小！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、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(tái)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(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(dòng)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，通過對叉桿的各項(xiàng)受力分析確定臺(tái)板與叉桿的載荷要求，最終完成液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)要求。
2果園水果采摘升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)的總機(jī)設(shè)計(jì)
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(tái)車的設(shè)計(jì)初擬定兩種方案
方案一分析：如圖2-1所示，液壓升降臺(tái)采用的液壓缸兩端都可在一定空間內(nèi)自由活動(dòng)，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(tái)升降時(shí)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(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(tái)還可能將有較大高度，不能滿足升降臺(tái)的設(shè)計(jì)要求。
圖2-1 液壓升降平臺(tái)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(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(tái)就可以實(shí)現(xiàn)較大幅度的升降，易于滿足設(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，果園水果采摘液壓升降平臺(tái)采用方案二設(shè)計(jì)。
圖2-2 液壓升降平臺(tái)方案一
2.2液壓升降平臺(tái)車的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)原理
液壓升降平臺(tái)主要由動(dòng)力源和機(jī)架兩部分組成，動(dòng)力源部分主要由液壓泵和單作用液壓缸組成，機(jī)架部分由工作平臺(tái)，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(tái)車結(jié)構(gòu)
1鏈輪鋼架，2滑輪，3液壓升縮機(jī)構(gòu)，4內(nèi)腳架，5載物平臺(tái)，
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(tái)的運(yùn)動(dòng)原理如下所述：
首先，升降平臺(tái)的升降是通過液壓缸的伸縮運(yùn)動(dòng)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(dāng)手拉液壓泵滑輪時(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7右側(cè)，內(nèi)鉸架4右側(cè)相連接的滾輪將左右滾動(dòng)，從而工作平臺(tái)將上升或下降，起到升降貨物的作用。
3 升降臺(tái)尺寸初步分析計(jì)算
3.1升降臺(tái)高度的計(jì)算
（1）、設(shè)計(jì)升降臺(tái)最大高度為950至1050mm之間，可取=1000mm左右，而升降臺(tái)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250mm，則輪子底部至升降臺(tái)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=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(tái)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(tái)處于最大高度時(shí)，=-（t++）=1000-(200++)=645mm
b升降臺(tái)處于最小高度時(shí)，=-（t++）=435-(200++)=80mm
3.2相關(guān)角度的計(jì)算
若設(shè)液壓缸作用點(diǎn)中心與平臺(tái)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(tái)尺寸為1010520mm,則可設(shè)升降臺(tái)處于最低高度時(shí)，底座固定鉸支中心與活動(dòng)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(tái)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(tái)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(tái)處于最大高度時(shí)有，底座固定鉸支中心與活動(dòng)鉸支中心兩點(diǎn)距離為e===448mm=435mm。這說明當(dāng)升降臺(tái)處于最大高度時(shí)，所承受重物作用中心仍介于平臺(tái)固定鉸支中心與活動(dòng)鉸支中心之間，使得平臺(tái)傾覆的可能性極小，滿足穩(wěn)定性要求。
4 升降臺(tái)受力及力矩分析
4.1整體受力分析圖
升降臺(tái)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(tái)自重，則由上圖
因?yàn)椋?
所以
而
（令，且有，為軸承滾輪與平臺(tái)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)算
對平臺(tái)，重物及兩鉸架組成的整體進(jìn)行受力分析：（4.1）
=0 =0 ?。?）
=0 （2）
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 （3）
=0 =0 （4）
由（３）、（４）得 ?。?）
由（２）、（４）得 （6） .
對L2單獨(dú)進(jìn)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(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 (c)
=0 (d)
又因?yàn)?
—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(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 關(guān)鍵數(shù)據(jù)計(jì)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(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(tái)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(tái)，工作平臺(tái)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(tái)的工作循環(huán)過程是：當(dāng)工作平臺(tái)處于最低位置時(shí)，手拉液壓升降機(jī)構(gòu)，升降臺(tái)升起，當(dāng)?shù)竭_(dá)最大高度時(shí)，升降臺(tái)停止上升，液壓系統(tǒng)進(jìn)入保壓階段；在升降臺(tái)上升的過程中，升降臺(tái)的傾角不斷地發(fā)生變化；升降臺(tái)開始下降，下降到最低點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)，至此升降臺(tái)一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。在升降臺(tái)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(tái)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，液壓升降平臺(tái)車的動(dòng)力元件為手動(dòng)式液壓泵，執(zhí)行元件為單作用液壓缸，其中手動(dòng)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(tái)上升時(shí)，換向閥7左位接通，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(tái)上升。2，當(dāng)要使工作平臺(tái)下降時(shí)，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(tái)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，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(dòng)液壓泵 ，4單向閥 ，
5溢流閥 ，6液壓缸，7手動(dòng)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(jì)算得出：液壓升降平臺(tái)車平臺(tái)處于最低高度，即 =時(shí)，液壓缸受力最大，，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。其輸出壓力位＝700kgf/cm2，儲(chǔ)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(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(dāng)升降臺(tái)達(dá)最高位置時(shí)液壓缸內(nèi)儲(chǔ)油儲(chǔ)油=180×10￣ 2 × = 0.353 L。
此外，此時(shí)油管中也儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)油量1L，故液壓缸儲(chǔ)油量足夠，滿足要求。
7 各構(gòu)件參數(shù)設(shè)計(jì)
7.1內(nèi)、外鉸架材料及設(shè)計(jì)尺寸選擇
內(nèi)外鉸架主要用于支撐升降臺(tái)面，是該液壓升降臺(tái)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(hào)為Q235的普通碳素鋼，初選實(shí)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(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(hào)為5。
7.3升降工作臺(tái)材料及設(shè)計(jì)尺寸選擇
工作臺(tái)的，對于翻轉(zhuǎn)工作臺(tái)骨架，基本尺寸為L×B=1010×520，翻轉(zhuǎn)平臺(tái)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(jì)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(jì)算及強(qiáng)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(jì)。
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(diǎn)截面處，產(chǎn)生于o點(diǎn)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(diǎn)處上半部分界面，產(chǎn)生于o點(diǎn)處下半部分界面。分別記為L2：拉、L2：壓。
8.4 鉸架應(yīng)力強(qiáng)度校核
8.4.1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。
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。
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?？赡墚a(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(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(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。
致 謝
經(jīng)過幾個(gè)月的努力，最終還是順利地完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。值此畢業(yè)設(shè)計(jì)論文完成之際，當(dāng)我再次回首這幾個(gè)月的經(jīng)歷時(shí)，真是頗有感慨，當(dāng)然最多的還是成就感。
通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從中受益匪淺，不僅學(xué)會(huì)應(yīng)用大學(xué)里所學(xué)到的一些基礎(chǔ)知識(shí)去解決設(shè)計(jì)中遇到的問題，而且比較全面系統(tǒng)的理解了機(jī)械設(shè)計(jì)的一些設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟，同時(shí)還認(rèn)識(shí)到作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員必須具備的一些素質(zhì)。
在設(shè)計(jì)過程中也會(huì)遇到一些自己解決不了的問題，通過查閱相關(guān)資料文獻(xiàn)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(gè)設(shè)計(jì)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(jì)的同學(xué)們，他們在本次設(shè)計(jì)中給予了我很大的幫助和支持。在設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)，我學(xué)到了不少的設(shè)計(jì)知識(shí)和創(chuàng)作方法，正是因?yàn)橛辛四銈兊膸椭?，才讓我不僅學(xué)到了本次課題所涉及的新知識(shí)，更讓我感覺到了知識(shí)以外的東西。同時(shí)我還要感謝我的學(xué)校，在我們即將離校的最后一段時(shí)間里，能夠更多地讓我們學(xué)會(huì)一些實(shí)踐應(yīng)用知識(shí)，增加我們實(shí)踐操作和動(dòng)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(shí)間對本論文進(jìn)行評(píng)審的各位老師表示衷心地感謝！謝謝你們的評(píng)審和教誨。四年的大學(xué)生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，我將帶著你們的期盼和對自己的承諾再次起航。
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