立柱式升降台Word文档下载推荐.docx
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美国制造商的实力也有所增强，特雷克斯升降机公司的崛起即是例证。
特雷克斯升降机公司前身是美国科林升降机厂。
1995年以来，其通过一系列的兼并活动，已发展成为世界顶级公司之一。
日本从20世纪70年代起成为工程升降机生产大国，产品质量和数量提高很快，已出口到欧美市场，年总产量居世界第一。
自1992年以来，由于受日元升值、国内基建投资下降和亚洲金融危机影响，年产量呈下降趋势。
目前日本市场年需求量为3000台左右。
欧洲是潜力很大的市场，欧洲各工业国既是工程升降机的出口国，也是重要的进口国。
德国是最大的欧洲市场，其次为英国、法国、意大利等国。
在德国AT产品市场份额中，利勃海尔占53%，格鲁夫占16%，德马泰克占14%，多田野和特雷克斯各占10%和5%左右。
国外工程升降机行业的联合风潮
升降机制造业中的联合之风与汽车业很相似，在汽车行业中，通用汽车、福特、雷诺、宝马、梅赛德斯、大众等大公司都走上了联合之路，这两个行业的世界市场已日趋一体化。
欲在成熟的世界市场获取市场份额并保持增长，捷径是购买竞争对手，其长期目标是争夺世界市场的支配地位。
在升降机行业，某种意义上，打入世界市场即意味着进入北美、日本（亚洲）和欧洲三大市场。
世界顶级公司都对世界市场具有强大影响力，但迄今还没有一家公司在上述三大市场取得主导地位。
有4家公司已在两大市场建立了根据地：
格鲁夫和特雷克斯在北美与欧洲；
多田野在亚洲和欧洲；
住友建机在亚洲及北美。
格鲁夫、特雷克斯和多田野公司是通过收购竞争对手进入欧洲市场的。
格鲁夫先是在1984年吞并了英国柯尔斯，而后在1995年购入德国克虏伯。
特雷克斯公司于1995年兼并了法国PPM和意大利Bendini公司之后，近几年又收购了其他一些欧美公司。
多田野在1990年吞并了德国法恩公司。
住友公司在1986年收购了美国林克贝尔特公司。
利勃海尔和德马泰克公司都向美洲和亚洲出口升降机，加藤公司也将产品出售到欧洲。
但升降机生产本地化要比依赖当地代理商创造更多机会，多田野和加藤这两家公司产品相似，汽车升降机底盘也相同，但多田野海外投资多于加藤公司，因而在增加出口、改善国内市场萎缩带来的困境方面处于更有利的位置。
多数厂商在争夺上述市场的同时，还努力扩大产品系列。
格鲁夫公司的汽车升降机和RT产品具有竞争优势，购买克虏伯公司后，在AT产品方面也颇具实力，该公司还准备生产履带式升降机。
马尼突沃克公司已在履带式升降机行业居支配地位，但也希望在其他升降机产品领域取得相同影响力。
以往升降机厂商的某些合作，大多集中于营销协定或许可证贸易协定。
许可证贸易要比全面并购方式开展早，风险也小，在行业中已有先例。
但按许可证协定进行制造,往往在期满后因产权争议而告终。
特雷克斯与日本IHI公司有历史联系，至今特雷克斯还提供涂装AmericanCrane公司产品标志的IHI履带式升降机。
有人会将特雷克斯与IHI的合作看作许可证贸易行得通的例证。
但此类协定难以持久，其结果无非是特雷克斯要求加强对IHI公司的控制，或者谋求独立生产履带式升降机。
IHI目前尚未建立北美市场份额，仅起分承包商作用。
英国格鲁夫公司从1999年开始销售神钢履带式升降机和城市型升降机。
多田野和日立建机公司在1978年签订的相互提供产品、扩展双方产品系列的合作协议，收效不大。
在国内市场萎缩情况下，日立建机于1999年2月宣布，将再次考虑扩大流动式升降机生产与销售领域与多田野的合作。
而多田野公司则希望能拥有一家美国制造基地，但目前时机尚未成熟。
拥有多种类型产品可使收入多样化。
特雷克斯公司既经营采矿设备又经营起重搬运设备，起重搬运设备包括AT和RT产品、汽车升降机、履带式升降机、塔机等。
林克贝尔特公司基于其生产挖掘机的经验，成为首先将液压技术应用于桁架臂式升降机的厂商之一。
但目前住友公司已将其在日本和美国的升降机与挖掘机企业（包括林克贝尔特）分开，其依据是升降机和挖掘机属于不同行业。
利勃海尔既生产挖掘机，也生产流动式升降机和塔式升降机，还在爱尔兰生产集装箱搬运升降机，其旗下各企业均为单独实体。
研究本课题的目的及意义
在近代我们用来升降货物的是一种木质梯子，用起来很不方便，攀登时比较危险。
而由于当今的生产和生活中有很多方面都要利用到升降台。
特别是焊工的高空作业，尤其是有的反面要多人协调完成的时候，木质梯子已经远远打不到要求。
这样升降台就营运而生。
随着人类高空作业的种类日益繁多，工作条件日益繁杂，升降台所要求的条件和所能完成的工作也各不相同，现代社会升降机产品的种类繁多，也有多个不同的分类标准。
社会生产中常用的设备有一下几种类型。
按照升降机的结构可分为：
剪叉式升降机、导轨式升降平台、铝合金式升降机、套缸式升降机、折臂式高空作业车、曲臂式高空作业车。
按照升降机的移动方式又可分为：
固定式升降机、移动式升降机、自行式升降机、车载式升降机。
2立柱式焊工升降台设计方案
升降工作台升降高度为～米，升降速度为s，工作台伸缩范围为～，工作台允许最大载荷为300公斤。
因为升降台升降高范围比较小，承载能力小，小范围移动。
为了达到设计任务要求、满足使用要求方便加工制造等，所以选用立柱式升降台。
立柱式升降台具有材料来源广泛，制造加工方便，选用φ203壁厚为11mm为立柱，升降和伸缩采用齿轮齿条传动，齿轮齿条传动能够把回转运动转变为直线往复运动，齿轮齿条传动具有传动平稳，传递运动准确可靠，传递的功率范围大，传递效率范围高，结构紧凑，工作可靠，寿命长。
齿轮加工制造方便，齿轮材料来源广泛，齿轮常用材料为钢，钢材的韧性好，耐冲击，还可以通过热处理或化学热处理改善其力学性能及提高齿面的硬度。
齿轮选用45钢，45钢强度较高，塑性和韧性好，调质后具有良好的综合力学性能，齿面淬火后可获得良好的齿面硬工。
该焊工升降台为机械传动，电动机经V带传动和蜗杆减速器后，通过齿轮齿条机构带动立柱升降。
V带传动具有传动平稳，不易振动，摩擦力大，传递功率较大，结构简单，速器用蜗杆蜗轮传动，蜗杆传动具有传动比大，结构紧凑，传动平稳，噪声小，具有自锁性，可防止立柱自动下降，起到安全保护作用。
齿条用螺钉固定在立柱上，工作台用12号槽钢焊接而成，在槽钢上铺上一层钢板。
工作台利用槽钢的内槽面做导轨，内槽面在滚轮上移动实现工作台的伸缩。
用底座用12号槽钢焊接而成，用φ314壁厚为13的钢管焊在一起做导管，一口用钢板封口做封口板，在立柱的下端焊一个法兰，利用法兰和封口板做导向装置，在导管的上下各安装一个行程开关，起限位作用，保护电机。
3立柱式升降台总体结构设计
3．1立柱式焊工升降台升降机构设计
升降台采用齿轮齿条传动，齿轮固定在外立柱上，齿条固定在无缝钢管上，通过齿轮齿条的作用将选转运动转化为直线运动。
升降台的伸缩通过手摇提供动力：
则选用手轮为标准（摘自JB/T—1994）如下图3-1：
图3-1手轮
本次设计选用B型由于要带个手柄，中间安装孔尺寸为φ25
由于与头部莫氏锥度杆连接轴径40mm，此处两端轴承选用圆锥滚子轴承30308，大体尺寸为d=φ40mm，D=90mm，B=。
如图3-2
图3-2
整个升降台由电动机提供升降动力，电动机通过V带传动，带动蜗轮蜗杆减速器，蜗轮蜗杆减速器通过联轴器带动齿轮传动，从而带动立柱的上升和下降。
传动方案如图3-3所示：
图3-3升降台传动方案
1.电动机类型的选择
电动机的类型根据动力源和工作条件,选用Y系列三相异步电动机。
2.电动机功率的选择
立柱的选择：
根据传动条件，选用外径为203mm，壁厚为11mm的无缝钢管，管重为m；
槽钢选用12号普通槽钢，在槽钢上铺一层1500×
2600的密度为
铝合金板，根据要求，升降台的负载为300公斤。
由此可计算出升降台的总重约
工作机所需要的有效功率为：
为了计算电动机的所需功率
，先要确定从电动机到工作机之间的总效率
。
设
为V带传动的效率为，
为蜗杆的效率为
为滚动轴承效率为，
为联轴器的效率为，
为滑动轴承的效率为，
为齿轮齿条的传动效率为，则传动装置的总效率为:
电机所需功率为：
在机械传动中常用同步转速为910r/min，1390r/min和2830r/min的三种电动机，根据电动机所需功率和同步转速，查[3]得电动机技术数据及计算总传动比如表3－1所示。
表3-1电动机参数
方案
型号
额定功率
（kW）
转速（r/min）
额定转矩
额定电流
同步
满载
1
Y90s-6
1000
910
2
Y80M2-4
1500
1390
3
Y132M1-6
960
根据传动比：
V带i=2~5，蜗轮蜗杆i=5~80，选用型号为Y90-6电机。
1.齿轮的选用
1）根据传动方案，选用直尺圆柱齿轮传动
2）升降机为一般工作机器，速度不高，古选用7级精度（GB1009-88）
3）材料选择，由根据[3]选择齿轮材料为45刚（调制），硬度为240HBS
按齿根弯曲强度设计
弯曲强度的设计公式为
（3-1）
（1）确定公式内的各计算数值
1）由[3]查得齿轮的弯曲疲劳强度极限：
2）由[3]查得，取弯曲疲劳寿命系数：
3）计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=，得
4）计算载荷系数K
5）查取齿形系数
由[3]查得
6）应力矫正系数
7）由[3]查得，选取齿宽系数
齿宽系数
（2）设计计算
（3-2）
对此计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度做决定的承载能力，而齿面接触强度、所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算的的模数并就近圆整为标准值m=3。
故选取齿轮模数m=3，齿数Z=20。
我国规定标准直齿齿轮个参数：
分度圆直径：
齿顶高：
齿根高：
齿高：
齿距：
尺轮宽：
根据上述关系可决定齿轮的齿顶圆直径和齿根圆直径：
齿顶圆直径：
齿根圆直径：
根据升降台的速度：
v=s
齿轮转数：
（3-3）
根据电动机的满载转数
和齿轮转数
可算数传动装置总穿的传动比：
分配各级传动比：
带传动减速比：
减速器减速比：
1.各轴的转数计算：
2.各轴输入功率计算：
3.各轴输入转矩计算：
以上数据得各轴运动及运动参数见表3-2
表3-2各轴运动及动力参数
轴号
转速
n/（r/min）
功率P/kW
转矩T/
传动比
303
1.确定计算功率
计算功率
是根据传递的功率
和带的工作条件而确定的
（3-4）
根据[3]查得
2．选择V带的带型
根据计算功率
和小带轮转速
，查取选用A带型
3.确定带轮的基准直径
并验算带速
（1）初选小带轮直径
，根据V带带型，查表确定小带轮的基准直径
，应使
选取
=125mm
（2）验算带速V
（3-5）
（3）计算大带轮的基准直径
mm
查[3]，调整
为400mm
4.确定中心距a，并选择V带的基准长度
1）查[3]，初定中心距
初选
=600mm
2）计算相应带唱
带的基准长度
根据
由表选取
=2000mm
3）计算中心距a及其变动范围
传动的实际中心距近似为：
（3-6）
考虑到带轮制造误差，带长误差，带的弹性及因带的松弛而产生的补充张紧的需要，常给出中心距的变动范围
5.验算小带轮上的包角
=
6.确定带的根数Z，为了使各根V带受力均匀，带的根数不宜过多，一般少于20根。
否则应选横截面积较大的带型，以减少带数。
则，
故选取根数Z=1
7.确定初拉力
安装时，应保证初拉力
大于上述数值，但也不应过大。
为了控制实际
的大小，可以采用如图3-4所示的方法，即在V带与两带轮切点的跨度中点，施加一规定的、与带便垂直的力G，使带在没100mm上产生的绕度即可。
图3-4初拉力的测定
8.计算带传动的压轴力
为了设计带轮轴的轴承，需要计算带传动在轴上的压轴力
（3-7）
1.选择蜗杆的传动类型
根据GB/T10085—1998的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）
2.选择材料
考虑到蜗杆传动功率不大，速慢，故蜗杆用45刚；
因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45~55HRC。
蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造。
为了节约贵金属的有色金属，仅齿轮圈用青铜制造，而轮心用灰铸铁HT100制造。
3.按齿面接触疲劳强度进行设计
根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。
传动中心距
（3-8）
（1）确定作用在蜗轮上的转矩
按
，估取效率
，则
（2）确定载荷系数K
因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数
由表选取使用系数;
由于速度不高，冲击不大，可取动载系数；
则
（3）确定弹性影响系数
因选用的是铸铁锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故
（4）确定接触系数
先假设蜗杆分度圆直径
和传动中心距a比值，
（5）确定许用接触应力
根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度>
45HRC，可查表得蜗轮的基本许用应力
=268Mpa
应力循环次数
寿命系数
（6）中心距
选取中心距a=80mm，i=19，根据[3]取模数m=4，d1=40mm
立柱式焊工升降台工作台伸缩机构设计
工作台用12号槽钢连接而成，槽钢分普通槽钢和轻型槽钢。
热轧普通槽钢的规格为5-40#。
经供需双方协议供应的热轧变通槽钢规格为#。
槽钢主要用于建筑结构、车辆制造和其它工业结构，槽钢还常常和工字钢配合使用。
在工作台上铺上一层钢板，便于人员的施工，为了防止工作人员在施工时掉落，在工作台上焊高米的防护栏。
升降台的伸缩机构采用齿轮齿条传动，齿轮固定在工作台上，齿条固定在立柱平台上，工作台以槽钢作为导轨在立柱平台上伸缩，由于需要传动的动力不大，才用人工盘动的方式传递动力，结构如图3-5所示
轴材料选用45号钢，查[3]得弯曲许用应力
受力分析如图3-6所示：
图3-6受力分析
根据前面计算得出工作台总重为672kg，则
，每个轴所承受1714N力。
则弯矩
抗弯截面系数：
弯曲应力为：
所以，
，符合强度要求
立柱式焊工升降台底座结构设计
底座用12号槽钢焊接而成，广泛用于各种建筑结构、桥梁、车辆、支架、机械等。
12号槽钢如图3-7所示：
图3-7槽钢
为了方便升降台的移动在底座上分别按上2个定向轮和2个万向轮每只轮子的承载能力为273kg，万向轮如图3-8所示：
图3-8万向轮
定向轮如图3-9所示：
图3-9定向轮
结论
（1）升降台是当今社会从事生产劳动不可或缺的一个辅助设备。
（2）本升降设备的工作台升降高度为~米，在设备的抬升中主要运用了齿轮齿条传动，齿轮齿条的主要功能是将回转运动转化为直线运动，从而实现了设备的升降。
（3）工作平台的伸缩范围是~米，同样利用了齿轮齿条的作用，实现工作平台的伸缩。
（4）升降台在停止的过程中齿轮齿条本身不具备自锁功能，但通过与蜗轮蜗杆减速器的配合可以完成自锁功能。
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致谢
四年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。
四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。
伟人、名人为我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和赞美献给一位平凡的人，我的导师——郭国林。
我不是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。
您治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围。
授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，从论文题目的选定到论文写作的指导,经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。
感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。
在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚谢意！
同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。
最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，以及在设计中被我引用或参考的论着的作者。
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