1、設計及說明結果一、25噸汽車起重機伸縮臂架的設計箱型吊臂連接尺寸的確定包含下列的內容：1）吊臂根部鉸點位置的確定；2）吊臂各節尺寸的確定；3）變幅油缸鉸點的確定。1、吊臂根部鉸點位置的確定基本臂工作長度l0和吊臂最大工作長度lmax的確定：由圖2.1可知，設lw為工作長度，則有圖2.1 三鉸點有關尺寸圖lw=H+b-h-(e0-e1)cossin式中：H基本臂的起升高度，H=10.2m。b吊鉤滑輪組最短距離，取b=1.5m。 e0、e1根部鉸點和頭部滑輪軸心離吊臂基本截面中心線的距離，并帶有符號。由于(e0-e1)cos此項數值較小，所以計算時可以忽略不計。吊臂仰角，取=60°。h根

2、部鉸接點離地距離，取h=2.4m。吊臂根部離鉸點的距離ee=l0cos-Rmin-(e0-e1)sin Rmin最小工作幅度，取Rmin=3m。吊臂根部鉸點離回轉平面的高度h0h0=h-h2-h1 h2回轉支承裝置的高度，h2=0.16m h1起重機汽車底盤的高度，h1=1.4m主吊臂最大長度lmaxlmax=H1+b-h-(e0-e1)cossin H1最長主臂起升高度，H1=38m a，r，b，h同上。2、吊臂各節尺寸的確定主吊臂的最長長度lmax是由基本臂結構長度和外伸長度lt所組成。lmax=l10+l2+l3+l4=l10+l2'+a2+l3'+a3+l4'+

3、a4 l2'、l3'、l4'各節臂的伸縮長度，在設計中伸縮長度往往取同一數值，即l'。外伸長度l=l'+a。 a2、a3、a4為二、三、四節臂縮回后外漏部分的長度，在計算時取同一數值（a=0.25m）若假設a0為臂頭滑輪中心離基本臂端面的距離，則基本臂結構長度加上a0即為基本臂的工作長度。l0=l10+a0=l1+a0a0=a2+a3+a4=(k-1)a所以有lmax=l0-k-1a+k-1l=l10+k-1l'+k-1a=l0+(k-1)l'從中可以求出l'l'=lmax-l0(k-1)k吊臂的節數。lmax 主臂最大長

4、度，初取35m。l0 主臂最小長度，初取11m。通常搭接長度應該短些，以減輕吊臂重量。但是，太短將搭接部分反力增大了，引起搭接部分吊臂的蓋板或側板局部失穩，同時，也使吊臂的間隙變形增大。因此搭接部分要根據實際經驗和優化設計而定，一般為伸縮臂外伸長度的1/41/5（吊臂較長者取后者，較短者取前者，同步伸縮者可取后者）。從而搭接長度li''為li''=(0.20.25)li在第i節臂退回后，除外露部分長度a外，在前節（i-1）節臂中的長度li'加上伸出后仍在前節臂中的那部分搭接長度li''。第i節臂插在前節臂內的長度為（li'+li&

5、#39;'），設第i節臂的結構長度為li0，則li0=li'+li''+a=li+li''各節伸縮臂插入前一節都留有一段距離c，這是結構的需要，在此距離內要設置伸縮油缸的鉸支座和其他的結構構件，其大小視情況而定，在此次設計中選擇c=0.35m。因此前后兩節臂有這樣的關系，li0=li+10+c-ali0=li'+li''+ali+10=li+1'+li+1''+a從而得到 li'+li''+a=li+1'+li+1''+c已知，li'=li+1

6、'=l'，li=li+1=l，從上式可知，后一節的搭接長度比前一節的搭接長度小一些，因為一般情況下結構空間c比外露空間a大一些，得出li''=li+1''+(c-a)。此次設計共有4節臂，其最后一節的搭接長度為l5''使其等于1/5的外伸長度，現在lmax和l0已經得出，則吊臂的各節搭接長度和結構長度分別為，l4''=0.2l l40=1.2ll3''=0.2l+(c-a) l30=1.2l+(c-a)l2''=0.2l+2(c-a) l20=1.2l+2(c-a)l10=1.2l+

7、3(c-a) 各節臂長度尺寸的驗算計算的基本臂工作長度l0必須滿足下面的式子，所計算的各節臂的長度值才能滿足需要，l0=l10+ak-11.2l+(k-1)c不等式左邊為10.95m，右邊為10.95m，長度滿足要求。 最終求得l0=10.95m，lmax=34.95m。以上所用尺寸如下圖所示圖2.2 結構尺寸圖3、變幅液壓缸鉸點的確定 變幅液壓缸的鉸點如圖3.1所示。 變幅液壓缸根部鉸點（O1）的位置，一般使其落在回轉支撐裝置的滾道上，從而改變了平臺的受力情況。采用雙作用液壓缸，其鉸點離回轉中心的距離f取決于雙缸間的距離B，可通過下式算得： 圖3.1 主臂鉸點位置圖f=(D2)2-(B2)2

8、 D起重機底盤直徑，D=2m。B吊臂寬度，由于回轉支撐裝置D和吊臂寬度B都與起重能力有關，一般取D=(2.12.4)B，這里取D=2.3B。鉸點O在求得h0和e時已經確定即 h0=0.84m，e=2.35m，所以認定鉸點O已經確定。因為鉸點離滾道面的距離是構造所定，一般取h=0.18m。在圖3.1中可以看出，只有在基本臂上固定的鉸點B1尚未確定。鉸點B1的確定要滿足下述條件，在變幅缸縮回時，吊臂位在行駛狀態，液壓缸長度為最短長度；而當全伸時吊臂位在最大仰角狀態，液壓缸長度達到最大長度。在OAB1中B1OA=max+，在OAB中OAB=+。而角是OB和水平線的夾角，它可由下式求得：=tg-1(h

9、0-he+f) 式中：h0=0.84m，e=2.35m，h=0.18m，f=0.9m。在O和A確定后，用三角公式求得O2的位置，AB12=OB12+OA2-2OAOB1cosB1OAAB2=OB2+OA2-2OAOBcosBOA已知，OB=OB1，AB1=(1.61.7)AB，并帶入上述兩式并消去AB1、AB，可得OB1的二次方程式：OB12-3.06OAcos+-0.35cosmax+×OB1+OA2=0 式中：OA=(h0-h)2+(e+f)2 ，max=80° 的值是根據實際情況而定，在設計中，大體是所設計的鉸點應位于基本臂工作長度l0的中點處，有利于起重機的受力分布

10、，使支點能夠達到最大的作用效果。根據上幾式得出：=0時，OB1=8.78或1.25， =50時，OB1=5.69或1.93， =40時，OB1=7.13或1.54，在=50時，比較接近中點值，所以鉸點位置確定為：=50時，OB1=5.69或1.93，在OB1=5.69時，根部鉸點的位置落在前方軌道上，OB1=1.93時，根部鉸點落在后方軌道上。根據上述計算，汽車起重機的鉸點位置已經確定。4、吊臂截面的選擇及截面尺寸確定 吊臂截面上半部分采用矩形，下半部分采用外凸折板形最好。參見徐工25噸汽車起重機主臂設計尺寸，確定基本尺寸為780×650。其余各節臂尺寸，如下圖所示。 圖4.1 各節

11、臂截面尺寸的確定l0=10.7me=2.35mh0=0.84mlmax=42.8ma=0.25ml'=8.0mc=0.35ml4''=1.65ml40=9.9ml3''=1.75ml30=10.0ml2''=1.85ml20=10.10ml10=10.20ml0=10.95mlmax=34.95mf=0.9mh0=0.84me=2.35mh=0.18m=11.479°OA=3.316m二、變幅機構液壓回路設計采用液壓缸驅動剛性變幅機構，其液壓回路和受力簡圖如下兩圖所示。對臂轉動鉸點A取矩，MA=0，則變幅液壓缸推力Fp為 Fps

12、inl2cos-Fpcosl2sin=QLcos+Gl1cos+Wbl1sin+WQLsin-ShFp=QLcos+Gl1cos+Wbl1sin+WQLsin-Shl2sin(-) L工作臂的長度；取L=10.7m l1鉸點A到臂重心的距離；取l1=5.4m l2鉸點A到活塞桿和臂鉸點的距離；取l2=5.69m h起升鋼絲繩到鉸點A的垂線距離；取h=1.5m 工作臂和水平線夾角（幅角）；=50° 變幅缸的軸線和水平線夾角；=60° Q工作負載，包括吊具重量(N)；Q=25t×9.8 G臂架自重，包括伸縮機構的重量；G=0.45t×9.8 WQ、Wb分別作用在負載上和臂架上的風負載；均設為零。 S起升鋼絲繩拉力；S=32.343KN假設當相關數據如上取值時得到變幅缸所需最大推力Fp，并以此