大学本科毕业论文机械工程设计与自动化专业室内粉墙升降平台结构设计及运动分析报告.docx

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1、摘要室内粉墙升降平台结构设计及运动分析是一种方便快捷的升降运输设备，其结构方式和液压系统的布置方式、控制方式以及转向机构和驱动系统直接影响到液压剪叉式升降平台的工作功能和运用寿命。本文采用传统力学计算方法和有限元分析方法，按照实践空间的需求设计出了却构简单，维修、操作方便的自行式液压剪叉式自动控制升降平台。结合实践安装的空间，液压缸选定合适的布置方式。利用传统的力学分析，对其起升机构建立力学模型，分析计算各剪叉杆的内力。按照强度理论进行计算设计和校核剪叉杆、横梁、平台台面，并选择合适的材料。根据液压缸驱动剪叉机构进行的运动学及动力学分析，确定了液压缸活塞的运动速度与台面升降速度的关系，分析研讨

2、平台升降的波动性.并根据实践空间和实践要求，运用传统力学方法对驱动进行参数化设计，确保整个平台可以完成波动地自动行走功能。关键词:剪叉臂，运动学，mat1ab,驱动AbstractSe1f-scissors-sty1ehigh-a1titudep1atformisaconvenientandquickmovementsoftransportequipment,itsformandstructureofthehydrau1icsystem1ayout,formandcontro1agenciesandtodirect1yaffectthedrivesystemofhydrau1icscissor

3、s-typemovementsandperformanceoftheworkp1atform1ife.Inthispaper,usingthetraditiona1mechanica1ca1cu1ationmethodsandfinitee1ementana1ysis,accordingtotheactua1spaceneeds,designedtheSe1rSCiSSorS-Contro1hydrau1ic1iftingp1atformwhichhasthecharacteristicofasimp1estructure,maintenance,easytooperate.According

4、totheactua1insta11ationspace,thehydrau1iccy1inderswasse1ectedasuitab1earrangement.Usingoftraditiona1mechanica1ana1ysismethod,setupitsagenciesthemechanica1mode1,theca1cu1ationofscissorsattheinterna1forces.Ca1cu1atedinaccordancewiththestrengthofthedesignandcheck-scissors,beams,f1atsurface,andse1ectsui

5、tab1emateria1.Accordingtohydrau1iccy1indersdrivenscissorsbodiesofkinematicsanddynamicsana1ysistodeterminethemovementofthehydrau1iccy1inderpistonspeedandthespeedofthestagemovements,ana1ysisofthetake-offand1andingp1atformstabi1ity.Andinaccordancewiththeactua1spaceandpractica1requirements,usingtraditio

6、na1mechanicsmethodstoparameter1ydesign.Bythesemethods,itmakessurethattheentirep1atformcanmeettherequirementofStabi1iti1yandautomatic1ymoving.KeyWords:scissors,kinematics,mat1ab,drive1弓I言42剪叉式高空作业平台的基本理论知识23设计的次要内容33.1 自行剪叉式高空作业平台起升机构的设计43.1.1 初步确定升降平台起升机构各构件的材料及有关尺寸43.1.2 固定液压剪叉式升降平台关键参数的确定43.1.3 剪叉

7、式升降平台起升机构的力学模型53.1 .4起升机构各构件的材料确定123.2 .5销轴的设计123.2 上平台和剪叉臂的设计143. 2.1上平台主梁的选择与校核144. 2.2平台台面的设计确定145. 2.3剪叉臂的选择与校核156. 2.4校核支座的抗压性177. 2.5剪叉臂尾部拉断条件178. 2.6液压缸支撑臂的校核183.3 液压缸驱动剪叉式机构运动学分析183.4 驱动系统设计213.4.1电动机的选择213.4.2确定电机的转速223.4.4总传动比计算223.5V带的选取223.5.1确定计算功率223.5.2选取普通V带类型233.5.3确定带轮基准直径233.5.4确定

8、V带的基准长度和传动中心距233.5.5验算自动轮上的包角233.5.6计算普通A型V带的根数Z233.5.7计算预紧力233.5.8计算作用在轴上的压轴力243.6链轮及传动链的设计243.6.1选择链轮齿数243.6.2计算功率243.6.3确定链条链节数243.6.4确定链条的节距243.6.5确定链长1及中心距253.6.6验算链速V253.6.7验算小链轮毂孔253.6.8作用在轴上的压轴力253.6.9低速链传动的静力强度计算253.7转向系统的初步设计253.8确定液压系统的次要参数263. 8.1制定基本方案和绘制液压系统图264. 8.2液压泵的选择285. 8.3液压阀的选

9、择284结果分析与讨论29总结30参考文献：31致谢32随着经济的发展，科学技术的进步，在市场经济的竞争大潮中，房地产商门在室内粉墙装修时所普遍运用的脚手架，不可以完成装修工人的连动性效率低下，对连动性的完成这其中之一就是人们如今经常会用到的升降平台。升降平台的种类比较繁多，根据不同的用途，升降平台的结构，动力传递方式以及规格会有不同的选择和设计。液压传动方式的特点是结构紧凑、工作较颠簸、磨损小、规划灵敏、易于控制。但液压件加工精度要求较高，密封走漏难以控制，工作介质顺应温度受限。液压传动是后来才发展起来的，以它为动力源来带动的升降平台又可分为以下几种:链轮承重链条机构的升降平台该机构是由一个

10、动滑轮和若干定滑轮以及承重链条组成的，根据动滑轮的特点，利用较短的液压行程来获得大的平台升降高度，该平台根据环境条件可以用在地下车库等有较大的提降低度以及宽敞空间的场合。本课题所设计的自行剪叉式高空作业平台它是一种轻型的升降平台，广泛用于高空作业公用设备，可以移动。它的剪叉式机械结构，使升降台起升后有较高的波动性，宽大的作业平台和较高的承载才能，使高空作业范围更大，并合适多人同时作业。它使高空作业效率更高，更安全。液压剪叉式升降平台的设计，从以下四个方面进行设计:一是升降平台剪叉起升机构的关键参数设计;二是剪叉式起升机构各构件材料的确定;三是对起升机构进行运动学分析:四是升降平台的液压系统设计

11、;五是是剪叉式起升机构的驱动和转向设计。升降平台的剪叉起升机构是整个平台的骨架，承受和传递整个平台所负担的载分量及其本身的分量2剪叉式高空作业平台的基本理论知识目前，我国的升降平台的种类比较多，按动力传递方式，次要可以按电动机机械传动和液压传动两种方式来划分，它们都有各自的优点和不足之处.电动机机械传动方式的特点是零件加工绝对要求不高、结构较简单、加工容易、维修方便、顺应环境才能强、抗冲击功能好、可完成精确到位，并有自锁功能、不净化环境，不足之处在于它的机械间的磨损很难克服，振动较大n1。其中以电机为动力源来提升平台又可分为以下几种：钢丝绳式和齿轮齿条式两者都是目前运用最广的施工升降机，是垂直

12、运送人员及物料的提升机械。随着我国建筑行业的蓬勃发展，各种大型建筑物不断增多，施工升降机的运用市场也在不断地扩大。特别是90年代以来，施工升降机的发展最为迅猛。施工升降机不但可以用在这些场合，它还可以运用在大型化工厂冷却塔、发电厂的烟囱、电视广播塔、大型桥式起重机及煤矿等地位。施工升降机己成为各行业建设中一种必不可少的建筑机械。蜗轮丝杠直顶式升降平台作为基础起重部件，它具有结构紧凑、体积小、分量轻、无乐音、安装方便、能自锁、可靠性高的特点。对于大面积平台，采用多点提升，即每个顶点都安装一组蜗轮丝杠。其好处在于：(1)可以减少台板主梁断面尺寸及应力，减小其挠度,添加平台本身刚度,进步运转颠簸性。

13、(2)可以减少每个支点的受力，从而减小蜗轮丝杠的提升力，加强压杆波动性，并能减轻设备分量。3设计的次要内容3.1 自行剪叉式高空作业平台起升机构的设计选用双剪叉式结构。起升机构结构如图37所示：图3-1起升机构根据设计要求以及用途，所设计的升降平台要满足以下的要求:上平台宽IOOOmm,长1800mm,上平台的最低停留高度600mm,最高停留高度5800mm,下工作台下台面高56Omnb剪叉架收缩后高度800mm,剪叉臂初步设定为80605.Omm矩形钢管，上平台主梁：10#工字钢，销轴：45#调质钢，额定承载量:300Kgo液压剪叉式升降平台的设计，从以下四个方面进行设计:一是升降平台剪叉起

14、升机构的关键参数设计;二是剪叉式起升机构各构件材料的确定;三是对起升机构进行运动学分析：四是升降平台的液压系统设计。升降平台的剪叉起升机构是整个平台的骨架，承受和传递整个平台所负担的载分量及其本身的分量。1.1. 1初步确定升降平台起升机构各构件的材料及有关尺寸液压剪叉式升降平台的最高工作高度为H=5800mm,假设梁与平台的总厚度为12Omnb如图(3-2)所示升降平台是在剪刀叉变幅工作下得到举升，当内外剪叉臂的轴线垂直，剪叉臂轴线与程度线夹角为时，剪叉臂之间的有效作用力最大，此时达到最高点，平台的波动性比较好。设剪叉臂两端的销孔之间的距离为，如图(3-2)所示，根据几何关系可得，(3-1)

15、上平台最低停留高度是h=60OmIn,根据几何关系可以得出剪叉臂轴线与程度线的夹角为：(3-2)代入数据，分别计算式分T)、(3-2),得二1726mm,=剪叉臂的材料初步设定为80mm60mm5.Omm矩型钢管，上平台主梁用10#工字下端经过销与箱体固定。销轴用调质处理的45钢制造。在两个内剪叉臂之间地位安装油缸，其油缸与剪刀叉臂的连接是经过固定臂及销轴相连接的。1.2. 2固定液压剪叉式升降平台关键参数的确定剪叉式起升机构作为升降平台钢结构的关键组成部分，其力学特性会对平台功能产生直接影响。计算、分析剪叉式起升机构的传统方法通常为手工试算。固定液压剪叉式升降平台起升机构的结构特点剪叉式升降平台的结构型式多种多样，次要有平台、剪叉式起升机构和底座三个部分组成.从低起升到高起升，组成剪叉杆的数目多，油缸的布置方式多，移动方式有牵引式、自行式、助力式等。剪叉式起升机构的剪叉臂杆数目和油缸的布置方式由起降低度而定。绝对起降低度为5800mm的剪叉式升降平台，此剪叉机构有4组剪叉臂杆组成。如图（3-2）所示，剪叉式起升机构和平台的受力简图，该机构包括4组剪叉杆和1个起升油缸。起升机构最高一组剪叉杆的一端与平台以固定较支座相连接，另一端则与滑轮较接，平台起升/下降时，滑轮可以在工字形钢上完成剪叉机构变幅。起升机构与底座采用异样的方式