普通式雙柱汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【雙柱汽車舉升機(jī)設(shè)計(jì)】

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購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 開題報(bào)告 題 目： 普通式雙柱汽車舉升機(jī)設(shè)計(jì) 1 課題分析 用汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)類型 目前，全國生產(chǎn)汽車舉升機(jī)的廠家較多，生產(chǎn)的型式也較繁多。有雙柱式、四柱式、剪式、組合移動(dòng)汽車式等。 其中各類舉升機(jī)從不同的方面又可分成好幾類： 單從舉升機(jī)的外型來分類的基本形式有：普通雙柱、龍門雙柱、四立柱、剪式、移動(dòng)式和單立柱式等（分別如下列各圖所示 圖 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 圖 門雙柱式汽車舉升機(jī) 圖 立柱式汽車舉升機(jī) 圖 式汽車舉升機(jī) 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 圖 合移動(dòng)式汽車舉升機(jī) 圖 各種形式各有千秋，適用于不同的場合。最常用的形式是前四種，即：普通雙柱式、龍門雙柱式、四立柱式和剪式。 剪式舉升機(jī)分為大剪（子母式） 、 小剪（單剪 式 ）舉升機(jī) 。 雙柱式舉 升機(jī)分又分為機(jī)械式和液壓式舉升機(jī)。機(jī)械式舉升機(jī)曾流行于 1992間，該舉升機(jī)特點(diǎn)是同步性好，但由于機(jī)械磨損維護(hù)成本高（經(jīng)常需要更換銅鑼母以及軸承），每年一臺(tái)舉升機(jī)的維修更換需要1000 元左右，因此目前不 生 產(chǎn) 此 舉升機(jī)， 使用者們 最終會(huì)將該產(chǎn)品更換為維護(hù)成本小的液壓舉升機(jī) 。 類汽車舉升機(jī)的使用情況 從調(diào)研的情況來看，雙立柱結(jié)構(gòu)形式的汽車舉升機(jī)為最多，其次是四立柱式，同時(shí)還有少些的剪式舉升機(jī)。 汽車舉升機(jī)生產(chǎn)廠的市場占有率如表 圖 中永紅和寶得購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 寶生產(chǎn)的舉升機(jī)市場占有率最高，分別為 國產(chǎn)和進(jìn)口的百分比分別為： 。進(jìn)口的舉升機(jī)大部分是比較早期的產(chǎn)品。另外，未被統(tǒng)計(jì)的大部分小廠都是擁有國產(chǎn)的舉升機(jī)。 表 總臺(tái)數(shù) 編號(hào) 生產(chǎn)廠 臺(tái)數(shù) 百分比 1 寶得寶 61 2 永紅 73 舉升機(jī)總數(shù) 214 3 中大 8 4 序達(dá) 9 5 其他 41 6 進(jìn)口 49 2 8 . 5 0 %3 4 . 1 1 %3 . 7 4 %4 . 2 1 %1 9 . 1 6 %2 2 . 9 0 %123456系列1圖 車舉升機(jī)的主要參數(shù) 普通雙立柱式、龍門雙立柱式、和四立柱式這三種目前市場上 主要的汽車舉升機(jī)主要技術(shù)參數(shù)統(tǒng)計(jì)如表 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 表 額定舉升質(zhì)量 最大舉升高度 盤距地高度 全程上升時(shí)間 全程下降時(shí)間 17001050 20 額定舉升質(zhì)量 最大舉升高度 盤距地高度 全程上升時(shí)間 全程下降時(shí)間 1700110 50 20 額定舉升質(zhì)量 最大舉升高度 盤距地高度 全程上升時(shí)間 全程下降時(shí)間 1700 110 50 20 舉升機(jī)的方案擬定 要結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)形式 舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式主要有：（ 1）整體結(jié)構(gòu)形式；（ 2）舉升方式；（ 3）驅(qū)動(dòng)方式；（ 4）平衡方式；（ 5）保險(xiǎn)與保護(hù)方式；（ 6）托盤結(jié)構(gòu)。 常用的幾種舉升機(jī)整體結(jié)構(gòu)形式包括有普通式、龍門式、四柱式、剪式、移動(dòng)式和單立柱式六種。 目前市場上最常見的是普通式和龍門式。普通式舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式比較簡單，制作成本相對于龍門式稍低。但從整個(gè)機(jī)器的強(qiáng)剛度的角度去考慮，龍 門式就占優(yōu)勢了，簡單地說就等于是在普通式的基礎(chǔ)上再多加了橫梁，于是便形成了龍門式，但也因此增加了它的制作成本。 四柱式的定位非常穩(wěn)固，但一般用于比小轎車稍大的車型的維修和保購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 養(yǎng)，制作成本不低。 剪式舉升機(jī) 又 分為大剪（子母式） 和 小剪（單剪）舉升機(jī) 。 但由于不是批量，所以價(jià)格偏高。 對于體積可以說是龐大的大型客車來說，使用以上幾種舉升機(jī)就比較困難。因此，又有了組合移動(dòng)式舉升機(jī)。既可以是雙柱式的，也可以是四柱式。這樣的組合方便地適用于各種車型，但一般僅在給大型車進(jìn)行維修或保養(yǎng)的時(shí)候才使用。 單立柱式舉升機(jī)占地面積小， 適用于小型汽車使用。由于是單柱，較大型車就無法使用，就降低了它的使用價(jià)值。 常用的幾種舉升機(jī)整體結(jié)構(gòu)形式的主要特點(diǎn)如下表 表 結(jié)構(gòu)形式 主 要 特 點(diǎn) 普通雙柱 結(jié)構(gòu)簡單成本低、使用方便，但對地基要求較高。 龍門雙柱 強(qiáng)度比普通雙柱的高、但成本也有所提高。 四立柱 能作四輪定位用。 剪式 能隱藏與地面水平，不占空間，對地基要求低。 移動(dòng)式 能雙柱、四柱或多柱聯(lián)動(dòng)，方便地適應(yīng)于各種車型。 單立柱式 占地小，適用于小型汽車。 動(dòng)、舉升及同步方式 舉升機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式主要有：電機(jī)驅(qū)動(dòng)和液 壓驅(qū)動(dòng)。 液壓驅(qū)動(dòng)方式通常有鏈條傳動(dòng)舉升和液壓缸直接舉升方式。 液壓式舉升機(jī)維護(hù)成本低，油缸的油封為進(jìn)口的話一般使用 5 10年沒問題 。其中電機(jī)驅(qū)動(dòng)又分單電機(jī)和多電機(jī)，液壓驅(qū)動(dòng)又分單液壓缸和多液壓缸等多種驅(qū)動(dòng)方式。單缸舉升購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 機(jī)也分為兩種，一直被業(yè)內(nèi)人士稱作老單缸和新單缸。 單缸 的 優(yōu)點(diǎn)是：同步性好，不存在顛簸現(xiàn)象，有底板，舉升機(jī)得扭力靠底板抵消，安全性好，是目前最理想得舉升機(jī) 。 雙缸舉升機(jī)也分有兩種：龍門式舉升機(jī)和無地板舉升機(jī)。 但由于是雙缸，所以同步性問題難以解決，往往要靠兩根鋼絲繩來平衡。油缸以及鋼絲繩只要調(diào)整得松緊 一致，舉升機(jī)就可以同步運(yùn)作。雙 缸 的 優(yōu)點(diǎn) 是：沒有底板，為了最大得節(jié)省材料，去掉底板，使得立柱得扭力靠地面來抵消，所以對地基要求很高。 如果驅(qū)動(dòng)是單液壓缸，則升降運(yùn)動(dòng)采用機(jī)械方式同步。如果采用多個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)，則升降運(yùn)動(dòng)既可以采用機(jī)械同步（如，鋼絲繩同步），也可以采用同步液壓缸或副缸隨同主缸同步升降。 常用的舉升方式有：絲杠螺母方式舉升、鋼絲繩或鏈條傳動(dòng)舉升方式和液壓缸直接舉升等方式。 從液壓和機(jī)械兩種舉升方式來看，機(jī)械方式和液壓方式各占一半，但機(jī)械的略多有些，如圖 圖 式百分比圖 1 液壓； 2 機(jī)械 絲杠螺母傳動(dòng)的舉升方式一般采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。如用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，則各143%257%購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 柱的升降運(yùn)動(dòng)，一般應(yīng)用機(jī)械同步方式；若用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，則采用機(jī)械同步或采用電氣方式同步進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)。在電氣方式同步時(shí)，副柱上的升降是隨同主柱的升降運(yùn)動(dòng)同步進(jìn)行的。 鋼絲繩或鏈條傳動(dòng)舉升方式可采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)或液壓缸驅(qū)動(dòng)，一般采用鋼絲繩平衡同步舉升。 上述各種方式各有特點(diǎn)：絲杠螺母方式傳動(dòng)的自鎖性好，安全性也較好。而且采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，維護(hù)保養(yǎng)均較方便，傳遞比較清潔，沒有液壓油，但制造工藝性差。而液壓驅(qū)動(dòng)舉升方式則工作平 穩(wěn)，加工制造方便，但是需要液壓系統(tǒng)。與機(jī)械系統(tǒng)相比，液壓回路容易產(chǎn)生故障，維護(hù)保養(yǎng)工作較多。 相比液壓缸舉升機(jī)產(chǎn)生成本比絲杠螺母舉升形式的要低。液壓缸的產(chǎn)生遠(yuǎn)比絲杠螺母機(jī)構(gòu)簡單，容易組織產(chǎn)生。且使用壽命比絲杠螺母要長。所以 本次設(shè)計(jì)所采用的是液壓舉升方式。 升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 此次將舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)為普通式雙柱汽車舉升機(jī)。普通式汽車舉升機(jī)的總體結(jié)構(gòu)如圖 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 圖 柱汽車舉升機(jī)的總體結(jié)構(gòu) （ 1）舉升機(jī)構(gòu) 舉升機(jī)構(gòu)是由液壓系統(tǒng)以及電器系統(tǒng)組成 的。通過電器系統(tǒng)來控制液壓單元，油液通過進(jìn)出液壓缸并通過滑臺(tái)鏈條來帶動(dòng)整個(gè)設(shè)備的舉升動(dòng)作，如圖 示： 圖 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 （ 2）立柱與支撐機(jī)構(gòu) 舉升機(jī)的立柱包括左、右兩個(gè)主立柱，中間放置滑臺(tái)和液壓系統(tǒng)。舉升機(jī)的支撐機(jī)構(gòu)是托臂。當(dāng)汽車進(jìn)入到舉升機(jī)的范圍里時(shí)，就是通過改變搖臂的角度或方向來改變托臂的整個(gè)工作范圍的寬度。 （ 3）平衡機(jī)構(gòu) 由于舉升機(jī)在上升或下降時(shí)必須有強(qiáng)制性平衡裝置以確保汽車整體的水平位置，所以本次設(shè)計(jì) 采用了左右對稱的鋼絲繩走向，可以通過改變鋼絲 繩的張力來使左右兩邊的滑臺(tái)在抬升的過程中保持平衡。 （ 4）保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)與保護(hù) 汽車舉升機(jī)是一種安全性能要求特別高設(shè)備。通常設(shè)有多種保險(xiǎn)裝置和保護(hù)措施：液壓回路的保壓、機(jī)械鎖止保險(xiǎn)裝置、機(jī)械自鎖裝置、舉升過載保護(hù)、沖頂保護(hù)、防滑等等。 本次設(shè)計(jì)中電磁鐵安全鎖機(jī)構(gòu)的組成是：兩個(gè)滑臺(tái)上均有安裝安全卡位條，在汽車升起后，卡位條與電磁鐵連接的支撐板構(gòu)成機(jī)械自鎖機(jī)構(gòu)。 3 普通式雙柱汽車舉升機(jī)方案的確定 通過對舉升機(jī)的了解，確定了本次設(shè)計(jì)采用的方案。本次設(shè)計(jì)所采用的是液壓驅(qū)動(dòng)的普通式雙柱汽車舉升機(jī)。此舉升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)是 由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)和控制的，由兩邊兩個(gè)立柱里安裝的液壓油缸來推動(dòng)連接立柱與滑臺(tái)的鏈條，使滑臺(tái)上安裝的大滾輪沿立柱滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)的上下移動(dòng)。用鋼絲繩作為同步裝置來保持整個(gè)舉升機(jī)的同步性。托臂與立柱內(nèi)的滑臺(tái)相連，當(dāng)滑臺(tái)上下移動(dòng)時(shí)就帶動(dòng)托臂一起移動(dòng)。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 參考文獻(xiàn) 1 孔紅梅，等 J2000,(1):202 劉敏杰 ,等 J1999,(2):233 王惠 J1996,(4)： 254 胡均安 ,等 J001,(4):565 陳耀華 J1994年 03 期 . 6 王國彪 ,楊占敏 J1995 年 04期 . 7 林晨 J1995年 02期 . 8 文嘉性 ,馮克良 ,章武烈 2型汽車舉升機(jī)的設(shè)計(jì)與制造 J1995年03期 . 9 王惠 J1996年 04期 . 10 王琪 J1999年 06期 . 11 張子健 J1999年 08期 . 12 雷翔 J1999年 06期 . 13 鄭國慶 型雙柱汽車舉升機(jī)雙安全系統(tǒng)設(shè)計(jì) J995,(3):2014 高鳳林 . 車舉升機(jī)及其使用與維護(hù) J車保修設(shè)備，1999,(5):2015 鐘裕榮 ,莊清溪 ,張弋于 ,黎保新 . 動(dòng)式氣液舉升機(jī)的研制 J2004 年 08期 . 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 任務(wù)書 題 目： 普通式雙柱汽車舉升機(jī)設(shè)計(jì) 任務(wù)規(guī)定 進(jìn)行日期 自 20* 年 * 月 * 日起，至 20* 年 * 月 * 日止 一、題目來源、目的、意義 本課題來源于科技股份有限公司與本校合作項(xiàng)目 汽車舉升機(jī) 設(shè)計(jì)科研項(xiàng)目。盡管國內(nèi)有不少舉升機(jī)生產(chǎn)單位，其產(chǎn)品占有了國內(nèi)一定的市 場份額，但總體質(zhì)量有待提高。經(jīng)市場調(diào)研 、分析，本設(shè)備預(yù)計(jì)有一定的國外 市場需求，有較好的國內(nèi)外應(yīng)用前景，價(jià)格適中，適合在國內(nèi)外推廣應(yīng)用。雙 柱式舉升機(jī)是一種廣泛用于轎車等小型車維修用的舉升設(shè)備。隨著轎車工業(yè)的 發(fā)展和轎車等小型車的使用日趨普及，此種型式的舉升機(jī)需求量也會(huì)日益增大。 課題緊貼當(dāng)前的制造業(yè)領(lǐng)域，為學(xué)生提供了一種專業(yè)訓(xùn)練的形式。 二、主要工作內(nèi)容 課題的主要工作內(nèi)容以機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主，使學(xué)生在接觸實(shí)際科研項(xiàng)目中， 學(xué)會(huì)如何解決實(shí)際問題，如何綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)，設(shè)計(jì)出規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn) 化的圖紙用于加工生產(chǎn)。 主要內(nèi)容 ： 在參考國內(nèi)外各種舉升機(jī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，考慮到 由于 型（含 升機(jī)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、操作簡便等特點(diǎn)，適用于各 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 種汽車修理和保養(yǎng)單位，故 針對 型普通雙柱式舉升機(jī)，分 析其結(jié)構(gòu)的合理性，并進(jìn)行校核驗(yàn)算。通過對 普通式雙柱汽車舉升機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 與計(jì)算， 保證所設(shè)計(jì)的舉升機(jī)滿足工作使用要求。 三、主要技術(shù)指標(biāo)（或主要論點(diǎn)） 雙柱式舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)型式有多種， 升機(jī)系指液 壓驅(qū)動(dòng)的雙柱式舉升機(jī)。舉升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)和控 制，由兩立 柱內(nèi)安裝的液壓油缸實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)連接立柱與滑臺(tái)的鏈條，使滑臺(tái)上安 裝的大滾輪沿立柱滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)的上下移動(dòng)。 本機(jī)主要技術(shù)性能指標(biāo)為：額定舉升載荷 4噸；電動(dòng)機(jī)功率 升臂在最低位置時(shí)的舉升高度為 120大舉升高度為 1850作行程為 1730高為 2630寬為 3254 四、進(jìn)度計(jì)劃 第 1周 第 3周：查閱資料，翻譯要求字?jǐn)?shù)的英文資料，調(diào)研市場上幾種主要 的舉升機(jī)，并進(jìn)行方案論證，寫出開題報(bào)告。 第 4周 第 6周：參考一些樣機(jī)結(jié)構(gòu)， 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算。 第 7周 第 9周：結(jié)構(gòu)分析與驗(yàn)算，滿足技術(shù)性能指標(biāo)和使用要求。 第 10周 第 14周：計(jì)算機(jī)繪制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙，包括裝配圖和零件圖。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 第 15周 第 16周：編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。 第 17周 第 18周：評審、答辯。 五、主要參考資料（外文資料至少一篇） 1 孔紅梅，等 J 2000,(1):2023. 2 劉敏杰 ,等 J999,(2):2325. 3 王惠 J1996,(4)： 2527. 4 鄭國慶 型雙柱汽車舉升機(jī)雙安全系統(tǒng)設(shè)計(jì) J995,(3):2023. 5 胡均安 ,等 J. 湖北工學(xué)院學(xué)報(bào)， 2001,(4):5658. 6 高鳳林 . J. 中國汽車保修設(shè)備，1999,(5):2023. 7 2D on a of 999, (2)： 93購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 六、系審批意見 系主任（簽名） : 七、院領(lǐng)導(dǎo)審核意見 院領(lǐng)導(dǎo)（簽名） : 八、學(xué)生實(shí)際完成日期 九、同組設(shè)計(jì)（論文）者 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 目 錄 摘要 1 1 舉升機(jī)的方案擬定 1 1 1 舉升機(jī)的基本情況 1 1 1 1 常用汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)類型 1 1 1 2 汽車舉升機(jī)的主要參數(shù) 1 1 2 汽車舉升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)與要求 2 1 2 1 舉升裝置的要求 2 1 3 普通式雙柱汽車舉升 機(jī)結(jié)構(gòu)方案的確定 2 2 普通式雙柱汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 2 1 舉升裝置 3 2 2 立柱 4 2 3 支撐機(jī)構(gòu) 5 2 4 平衡機(jī)構(gòu) 6 2 5 保險(xiǎn)機(jī)構(gòu) 6 3 普通式雙柱汽車舉升機(jī)的強(qiáng)剛度分 析與驗(yàn)算 7 3 1 普通式雙柱舉升機(jī)立柱的結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算 7 3 1 1 主立柱的截面特性分析與計(jì)算 7 3 1 2 主立柱的強(qiáng)度分析與驗(yàn)算 9 3 1 3 主立柱的剛度計(jì)算 15 臂的強(qiáng)度校核 15 3 2 1 托臂的截面特性 15 3 2 2 托臂的強(qiáng)度核算 16 3 2 3 從托臂處考慮撓度情況 18 4 液壓系統(tǒng) 19 4 1 液壓系統(tǒng)工作原理 19 4 2 液壓缸活塞桿受壓校核 20 4 2 1 液壓缸活塞桿強(qiáng)度驗(yàn)算 20 4 2 2 液壓缸活塞桿受壓穩(wěn)定性校核 20 5 結(jié)論 21 參考文獻(xiàn) 21 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 摘 要 ： 雙柱式汽車舉升機(jī)是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設(shè)備，廣泛應(yīng)用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。目前，全國生產(chǎn)汽車舉升機(jī)的廠家較多，生產(chǎn)的舉升機(jī)的形式也比較繁多，有雙柱式舉升機(jī)、四柱式舉升機(jī)、剪式舉升機(jī)、組合移動(dòng)汽車式舉升機(jī)等。本文較全面地介紹了舉升機(jī)的分類，在確定了所要設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的方案之后，即針對舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)要求進(jìn)行了設(shè)計(jì)與說明，同時(shí)對舉升機(jī)設(shè)計(jì)過程中所涉及到的工藝性問題進(jìn)行補(bǔ)充說明。然后分析了普通式 雙柱汽車舉升機(jī)主立柱的截面特性，并對主立柱的強(qiáng)剛度和托臂的強(qiáng)度進(jìn)行了校核驗(yàn)算。對液壓缸活塞桿強(qiáng)度以及受壓桿的穩(wěn)定性也進(jìn)行了驗(yàn)算，以保證所設(shè)計(jì)的舉升機(jī)滿足使用要求。 本課題所設(shè)計(jì)的是液壓驅(qū)動(dòng)的普通式雙柱汽車舉升機(jī)。它的特點(diǎn)是：性能可靠，低能耗，操作方便；無橫梁，結(jié)構(gòu)簡單；非對稱托臂可伸縮，保證了安全性；托腳的最低位置低，使得車輛的底盤可以比較低，對各種車輛的適應(yīng)性擴(kuò)大了；與螺桿式的舉升機(jī)相比，使用壽命較長；價(jià)格低廉，擁有的市場份額較大。 關(guān)鍵詞 ： 普通式 ， 雙柱舉升機(jī) ， 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ， 非對稱式 ， 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) ， 液壓驅(qū)動(dòng) ， 截面特性 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 1 舉升機(jī)的方案擬定 升機(jī)的基本情況 用汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)類型 目前，全國生產(chǎn)汽車舉升機(jī)的廠家較多，生產(chǎn)的舉升機(jī)的形式也比較繁多，有雙柱式舉升機(jī)、四柱式、剪式、組合移動(dòng)汽車式等。 僅從舉升機(jī)的外型來分類的基本形式就有：普通雙柱式、龍門雙柱式、四立柱式、剪式、移動(dòng)式和單立柱式等汽車舉升機(jī) 按照舉升機(jī)的舉升裝置的形式分類也有很多種，包括絲杠螺母舉升式、鏈條傳動(dòng)舉升式、液壓缸舉升式、齒輪齒條舉升式等舉升機(jī)。 從舉升機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式分 ，主要有：電機(jī)驅(qū)動(dòng)式舉升機(jī)和液壓驅(qū)動(dòng)式舉 升機(jī)。 車舉升機(jī)的主要參數(shù) 普通式雙柱舉升機(jī)、龍門式雙柱舉升機(jī)和四立柱式舉升機(jī)這三種目前市場上主要的汽車舉升機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)統(tǒng)計(jì)如表 表 車舉升機(jī)的主要參數(shù) 額定舉升質(zhì)量 最大舉升高度 盤距地高度 全程上升時(shí)間 全程下降時(shí)間 普通式 雙柱 1700110 50 20買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 龍門式雙柱 1700110 50 20立柱式 1700110 50 20車舉升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)與要求 舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式主要有：（ 1）整體結(jié)構(gòu)形式；（ 2）舉升方式；（ 3）驅(qū)動(dòng)方式；（ 4）平衡方式；（ 5）保險(xiǎn)與保護(hù)方式；（ 6）托盤結(jié)構(gòu)。 升裝置的要求 在我國的規(guī)定中講到舉升機(jī)的設(shè)備安裝電器系統(tǒng)的絕緣、耐壓和保護(hù)電路的連續(xù)性都要符 合 有關(guān)規(guī)定。而在歐美地區(qū)同樣也有其相應(yīng)的明文規(guī)定。 舉升機(jī)的設(shè)計(jì)中液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是至關(guān)重要的。在歐洲地區(qū)液壓缸、氣缸、管路及接頭受調(diào)壓閥設(shè)定的最大壓力的限制。他們至少應(yīng)承受該壓力的 2 倍（采用液壓驅(qū)動(dòng)時(shí)）或是該壓力的 3 倍（采用氣壓驅(qū)動(dòng)時(shí)）并且要沒有永久變形。軟管、氣袋、膜盒的尺寸在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使之承受至少3 倍的調(diào)壓閥設(shè)定的最大壓力值的爆破壓力。 我國對舉升機(jī)的性能要求也比較繁多，例如： （ 1）舉升機(jī)應(yīng)設(shè)有限制行程限位裝置，如有需要?jiǎng)t該裝置應(yīng)動(dòng)作靈敏、安全可靠。 （ 2）液壓系統(tǒng)工作應(yīng)平穩(wěn)、無振動(dòng)、無 爬行現(xiàn)象。 （ 3）液壓式舉升機(jī)除液壓系統(tǒng)能自鎖外還應(yīng)沒有機(jī)械鎖止裝置。 （ 4）機(jī)械式舉升機(jī)任意時(shí)刻都能安全自鎖。 （ 5）舉升機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的噪音不得超過 80 （ 6）舉升機(jī)工作環(huán)境溫度為 0 40，全行程連續(xù)舉升額定質(zhì)量 20次，油溫不得高于 60。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 （ 7）在試驗(yàn)臺(tái)上對液壓系統(tǒng)施高 150%的額定使用壓力，維持 2允許有永久變形、漏油及其他異?，F(xiàn)象。 （ 8）在無故障工作基礎(chǔ)上，機(jī)械式舉升機(jī)的使用繼續(xù)進(jìn)行到 3000次，則液壓舉升機(jī)可以繼續(xù)進(jìn)行到 9000 次，以安全可靠為前提，檢查零部件損壞程度，允許更換損 壞件，允許添加潤滑劑。 通式雙柱汽車舉升機(jī)結(jié)構(gòu)方案的確定 通過對汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和了解，確定了本次設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的總體方案。如下圖 示： 圖 通式雙柱舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖 本次設(shè)計(jì)的是由液壓驅(qū)動(dòng)的 普通式雙柱汽車舉升機(jī)。它的結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)部分：舉升裝置、同步驅(qū)動(dòng)裝置、立柱和托臂。普通式雙柱汽車舉升機(jī)的舉升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)是由液壓系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)和控制的，由兩邊兩個(gè)立柱里安裝的液壓油缸來推動(dòng)連接立柱與滑 臺(tái)的鏈條，使滑臺(tái)上安裝的大滾輪沿立柱滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)的上下移動(dòng)。用鋼絲繩作為同步裝置來保持整個(gè)舉升機(jī)的同步性。托臂與立柱內(nèi)的滑臺(tái)購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 相連，當(dāng)滑臺(tái)上下移動(dòng)時(shí)就帶動(dòng)托臂一起移動(dòng)。 2 普通式雙柱汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 升裝置 本次設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的舉升裝置是由液壓系統(tǒng)以及電箱組成的。通過電箱的開關(guān)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)來控制液壓單元，液壓油進(jìn)出液壓缸，并通過鏈條連接液壓缸和滑臺(tái)來帶動(dòng)整個(gè)設(shè)備的舉升動(dòng)作，如圖 圖 動(dòng)舉升裝置示意圖 圖 本次設(shè)計(jì)的普通式雙柱汽車舉 升機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置及舉升裝置的示意圖，從圖中可以看到左右兩邊立柱內(nèi)的兩個(gè)舉升裝置是通過液壓軟管來連接的，它的一個(gè)不足的地方就是左右兩個(gè)液壓缸在開始舉升時(shí)有一個(gè)時(shí)間差，這會(huì)導(dǎo)致因左右兩邊的舉升速度不一樣而舉升不平衡。因此，我們在液壓舉升的基礎(chǔ)上增加了鋼絲繩的同步裝置，用這樣的同步裝置來彌補(bǔ)液壓缸帶來的缺點(diǎn)。圖 普通式雙柱汽車舉升機(jī)的舉升裝置的結(jié)構(gòu)圖： 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 圖 通式雙柱汽車舉升機(jī)的舉升裝置結(jié)構(gòu)圖 從圖中可以看到，普通式雙柱汽車舉升機(jī)的舉升裝置 是將鏈條鑲嵌在滑輪槽內(nèi)來帶動(dòng)液壓桿達(dá)到舉升的目的。 柱 普通式雙柱汽車舉升機(jī) 的立柱有兩個(gè)，分別是左、右兩邊各一個(gè)立柱。圖 左邊立柱的俯視圖。整個(gè)舉升機(jī)的重量幾乎都是由立柱來支撐的，因此它必須要有一定的強(qiáng)度和剛度。（強(qiáng)剛度的設(shè)計(jì)計(jì)算在第四章）。立柱中間的空間是用來放置舉升裝置以及滑臺(tái)部件的。整個(gè)立柱部分的行位公差要求也比較高，如圖水平方向的立柱臂和垂直方向的立柱壁要求要保持一定的直線度和平行度，立柱內(nèi)外表面還要有一定的粗糙度等。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 圖 立柱的俯視圖 撐機(jī)構(gòu) 托臂部分是屬于舉升機(jī)的支撐機(jī)構(gòu)。當(dāng)汽車進(jìn)入到舉升機(jī)的范圍里時(shí)，整個(gè)支撐機(jī)構(gòu)就通過改變搖臂的角度或方向來改變托臂的整個(gè)工作范圍的寬度。本次設(shè)計(jì)的支撐機(jī)構(gòu)是非對稱式的托臂，這樣設(shè)計(jì)增加了托臂的寬度，實(shí)質(zhì)就等于增加了托臂的工作范圍，而且左右兩側(cè)的托臂的臂長都是有一定的伸縮性的。如圖 圖 對稱式托臂的工作范圍示意圖 1 托臂原始工作位置， 2 托臂伸長后的工作位置 其中，圖中方格陰影部分就是托臂的工作范圍。托臂未伸 長前的工作范圍按照軌跡 1 來運(yùn)動(dòng)；托臂伸長后的工作范圍按照軌跡 2來運(yùn)動(dòng)；而且，圖中的軌跡 1 和 2是托臂的兩個(gè)極限位置，在 1和 2 的范圍內(nèi)，托臂的長度是可以伸縮的。但是由于托臂屬于支撐機(jī)構(gòu)，它是要承受一定的重量的，所以本次設(shè)計(jì)采用非對稱式的結(jié)構(gòu)就更能保證托臂的強(qiáng)剛度了。非對稱式托臂的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下圖 ： 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 圖 對稱式托臂的結(jié)構(gòu)圖 衡機(jī)構(gòu) 由于舉升機(jī)在上升或下降時(shí)必須要采用強(qiáng)制性的平衡裝置來確保汽車整體的水平位置保持一致，所以本次 設(shè)計(jì) 采用了鋼絲繩來作為整個(gè)舉升機(jī)的平衡機(jī)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)所采用的是在單個(gè)立柱內(nèi)安裝兩副左右對稱的鋼絲繩，但是在這個(gè)單個(gè)立柱里面的鋼絲繩的走向確是兩個(gè)相反的方向，用戶可以通過改變鋼絲繩的張力來使左右兩邊的滑臺(tái)在抬升的過程中保持平衡。要注意的是兩邊確定的鋼絲繩的張力必須一致，這樣才能真正的平 衡。單個(gè)立柱里的鋼絲繩的走向如圖 示 ： 鋼絲繩 下滑輪2件上滑輪滑臺(tái)圖 個(gè)立柱內(nèi)鋼絲繩的走向示意圖 險(xiǎn)機(jī)構(gòu) 汽車舉升機(jī)是一種對安全性能要求特別高的舉升設(shè)備。通常設(shè)有多 種保險(xiǎn)裝置和保護(hù)措施：液壓回路的保壓、機(jī)械鎖止保險(xiǎn)裝置、機(jī)械自鎖裝置、舉升過載保護(hù)、沖頂保護(hù)、防滑等等。機(jī)械自鎖是指失去驅(qū)動(dòng)力后，購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 利用機(jī)械機(jī)構(gòu)的重力（被驅(qū)動(dòng)物體的阻力）來自動(dòng)阻礙其運(yùn)動(dòng)的保護(hù) 10。 本次設(shè)計(jì)中電磁鐵安全鎖機(jī)構(gòu)的組成是：在兩個(gè)滑臺(tái)上均有安裝安全卡位條，當(dāng)汽車升起后，卡位條與電磁鐵連接的支撐板構(gòu)成機(jī)械自鎖機(jī)構(gòu)，由于兩個(gè)立柱上均裝有電磁鐵安全鎖，如圖 并且這兩個(gè)安全鎖所裝的位置不在同一直線上而是互相錯(cuò)開在對角線上，起到雙保險(xiǎn)的作用 7。 1 23圖 1 電磁鐵， 2 保險(xiǎn)孔板， 3 保險(xiǎn)孔支撐座 作為保險(xiǎn)裝置的電磁鐵安全鎖是由好幾個(gè)零件組成的。其中主要的幾個(gè)零件包括：保險(xiǎn)孔板、保險(xiǎn)孔支撐座和電磁鐵。當(dāng)電磁鐵得電將保險(xiǎn)孔支撐座吸住時(shí)，它和鎖緊板之間沒有接觸，此時(shí)的舉升機(jī)處于保險(xiǎn)打開狀態(tài)，整個(gè)滑臺(tái)可以自由地上下移動(dòng)。當(dāng)電磁鐵失電時(shí)，保險(xiǎn)孔支撐座處于圖示狀態(tài)，此時(shí)的保險(xiǎn)孔支撐座將與滑臺(tái)上的鎖緊板互相頂住，使滑臺(tái)固定在一個(gè)位置而不能上下移動(dòng)，起到保險(xiǎn)的作用。 3 普通式雙柱汽車舉升機(jī)的強(qiáng)剛度分析與驗(yàn)算 雙柱式汽車舉升機(jī)的 結(jié)構(gòu)形式有多種， 類舉升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)和控制的，通過兩立柱內(nèi)安裝的液壓油缸實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)連接立柱與滑臺(tái)的鏈條，使滑臺(tái)上安裝的大滾輪沿立柱滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)的上下移動(dòng)。舉升設(shè)備的主要部分有：舉升機(jī)構(gòu)、支承機(jī)構(gòu)、平衡機(jī)構(gòu)和電磁鐵安全鎖機(jī)構(gòu)。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 本次設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的主要性能參數(shù)為：額定舉升載荷 4噸；在載重 4噸情況下，由最低位置舉升到最高位置需 50 秒；當(dāng)拉下操縱桿使溢流閥接通， 4 噸轎車由最高位置降到最低位置所需時(shí)間不小于 50 秒；電動(dòng)機(jī)功率 升臂在最低位置時(shí)的舉升高度為 120大舉升高度為 1850作行程為 1730 通式雙柱舉升機(jī)立柱的結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算 立柱的截面特性分析與計(jì)算 5 主立柱體是舉升機(jī)主要的受力承重部件。舉升機(jī)立柱在工作時(shí)受來自于保險(xiǎn)鎖機(jī)構(gòu)處因承重的壓力和升降滑臺(tái)滾輪作用在立柱上的彎矩。因此，立柱在這兩種力的作用下，有向內(nèi)彎的變形趨勢，底部焊口在拉壓應(yīng)力的作用下有開裂的傾向，故立柱底部與底座處焊有加強(qiáng)筋。 立柱殼體用鋼板整體壓制成形，其內(nèi)部相應(yīng)位置焊有保險(xiǎn)裝置支承板，用于鎖定狀態(tài)時(shí)受力 和承重，下部與底座焊接。其中一個(gè)立柱體上還裝有液壓泵站和電氣控制箱。主立柱作為主要的承重部件，先對其截面特征進(jìn)行分析，主要是確定立柱截面形心的位置和截面的慣性矩。 定立柱截面形心和中性軸的位置 將整個(gè)截面分為 個(gè)部分，取與截面底邊互相重合的 Z軸為參考軸（見圖 升機(jī)主立柱橫截面示意圖）， 三個(gè)截面的面積及其形心至 Z軸的距離分別為： 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 32 cY 2A 12升機(jī)主立柱橫截面 示意圖 )(3 9 4 862 7 061 9 461 9 4 21 )(6 1 226)657( 22 )(3 4 826)635( 23 重心 e： )(27019412)(2 222211 ）（ 19 ()(2 )(1 9131 942 )( 整個(gè)截面形心 上的位置則為： )(83948321332211 (定慣性矩 設(shè)三截面的形心分別為 形心軸為 它們距 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 )( )( )( 由平行移軸公式，三截面對中性軸 )( 1 53 9 4 232331121 11 Z ()(4 4 26 1 28 8 7212 651 423222 22 Z )(7 1 63 4 83 8 96 423323 33 Z 1、 2 3三截面對各自心軸 三截面對中性軸 Z 的慣性矩相加，可得立柱整個(gè)截面對中性軸 Z 的慣性矩 )(5 1 1 47 1 64 4 1 5 4321 柱靜矩 S 的計(jì)算： （ 1）立柱整個(gè)截面上半部分的靜矩 )(1 （ ()( 0 2 2 ）（ )( 4 5 2)3 （ 其中 1 2 3別為三截面各自的靜矩，所以立柱整個(gè)截面上半部分的靜矩 S 為： )(3 3 1 2 4 3 3321 （ 2）立柱整個(gè)截面下半部分的靜矩 )(6 0 4 5 221 1 )( 9 7 9 231 1 0 3 （ 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 )(3 8 1 2 4 5 32 立柱的強(qiáng)度分析與驗(yàn)算 舉升機(jī)工作時(shí)，其托臂將汽車舉升至一定高度后鎖定，舉升機(jī)直接承載處位于托臂端部，故應(yīng)先對滑臺(tái)部件進(jìn)行受力分析（見圖 在分析之前，對滑臺(tái)部件進(jìn)行了調(diào)查。其中本次設(shè)計(jì)的滑臺(tái)部件的組成之一是大滑輪，滑輪的種類形狀有很多，有“兩個(gè)大圓柱滾輪型”、“四個(gè)頂角處是采用四個(gè)小滾輪型”、還有最原始的“四個(gè)角用四個(gè)橡膠滑塊”或是“用兩個(gè)滑塊代替兩個(gè)大圓柱滾輪”，但是用的較多的是“采用兩個(gè)大圓柱滾輪”的形式，如果采用其他類型的滾 輪例如用滑塊來代替滾輪，那么整個(gè)滑臺(tái)就不容易鎖定，容易滑動(dòng)；除此之外就是同步性的問題也不容易解決。 圖 臺(tái)部件受力情況示意圖 臺(tái)部件受力情況分析 滑臺(tái)部件自身重量近似估算如下： 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 滑臺(tái)組合件尺寸：采用 160 160 方鋼，壁厚 8 800臺(tái)體積： )( 9 T 搖臂座尺寸：采用 100 100方鋼，壁厚 8 440臂座體積： )( 9 B Z 托臂近似尺寸：采用 100 100方鋼，壁厚 8 （ 800 310） 1110臂體積： )( 6 B 鋼材比重選取： )/,/(/33 所以，滑臺(tái)部件、搖臂座和托臂的重量為 T B Z B 將滑臺(tái)、搖臂座和托臂一起考慮 )( 圖 ，單側(cè)托臂受到的最大 載荷為 2 噸，加上自重，托臂端部受力為 1和 定自重全部集中在負(fù)載處，有： 0 1 (0 1 3 3 6 61605251 ( 0X 21 ( 0Y Y 由式 21 ，代入式 買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 60525 211 假定 0,21 則由式 ： 綜上所述，考慮滑臺(tái)部件中滑臺(tái)、搖臂座和托臂的總自重，假定自重全部集中在負(fù)載處，近似估算值為 側(cè)托臂受到的最大載荷為 2000上滑臺(tái)部件的自重，托臂端部受力大小為 1和 2， B 處是支承點(diǎn)位置，則： 6 6,0, 3 421 。 升機(jī)主立柱受力情況分析 主立柱受力情況（見圖 通式雙柱舉升機(jī)主立柱受力情況示意圖）， 2是滑臺(tái)通過滾輪作用在立柱上的力（圖示為最高位置），力）， 對立柱受力情況，經(jīng)計(jì)算得： F 2R 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 圖 通式雙柱舉升機(jī)主立柱受力情況示意圖 0)5251 8 9 0(1 8 9 0,0 12 0,0 )(k gm 通式雙柱舉升機(jī)主立柱強(qiáng)度校核計(jì)算 從圖 個(gè)立柱體相當(dāng)于一個(gè)懸臂梁，可畫出立柱的彎矩圖和剪力圖。 由 a=(+)2Q(+) M 2b=圖 柱上 用力及其彎矩圖和剪力圖 l=2600 b=2415 a=185( 6 4 2 0 5 1)1 8 52 6 0 0(8 0 3 4)(m a x k g m 0 3 4m a x 由 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 A )1(-) Q= 5 2 3 4 . 8 0 4 k 圖 柱上 用力及其彎矩圖和剪力圖 l=2600 b=1890 a=710( 9 3 7 7 9)7 1 02 6 0 0(8 0 3 4)(m a x k g m a x 由 引起的彎矩圖見圖 (-) 圖 柱 上 Y 6 9 5 81 1 )(1 6 6 9 5 8)121 1 m a x k g m Y 綜上所述，立柱受力的合成彎矩圖和合成剪力圖如圖 示。 合成彎矩圖)A(+) 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 圖 柱受力的合成彎矩圖和合成剪力圖 從圖中可以得出 )( 21 k gm )( 0 1 3 1 6 9 5 4 8 2 7 2 k gm 在截面 力最大（ 彎矩最大（ ,所以此處是 危險(xiǎn)截面。前面計(jì)算已經(jīng)得到 ，抗彎截面模數(shù)為： (截面上半部分靜矩 S 4 3 1 5 1 1 4 (以下進(jìn)行強(qiáng)度校核： （ 1）校核正應(yīng)力強(qiáng)度 ： )/( 8 3 4 8 2 7 2 21m a xm a x ( 許用應(yīng)力選： 2/00541 ( ，滿足強(qiáng)度條件。 （ 2）校核剪應(yīng)力強(qiáng)度： )/(2 9 0 3 4/ 2m a xm a x (選 35，而許用應(yīng)力 )/( 002 35 2購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 ( ，滿足強(qiáng)度條件。 （ 3）折算應(yīng)力強(qiáng)度校核： 主立柱橫截面上的最大正應(yīng)力 產(chǎn)生在離中性軸最遠(yuǎn)的邊緣處，而最大剪應(yīng)力 則產(chǎn)生在中性軸上，雖然通過上面的校核說明在這兩處的強(qiáng)度都是滿足要求的，但是因?yàn)樵诮孛?C 處， M 和 Q 都具有最大值，正應(yīng)力和剪應(yīng)力都比較大，因此這里的主應(yīng)力就比較大，有必要根據(jù)適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度理論進(jìn)行折算應(yīng)力校核，取該截面邊緣處某點(diǎn) K 進(jìn)行計(jì)算： ）（ 21 / 8 25 1 1 4 0 8 8 4 8 2 7 2 (）（ 2/ ( 由 于點(diǎn) K 處在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，立柱體材料采用的 30 鋼是塑性材料，可以采用第四強(qiáng)度理論 20，將 ,的數(shù)值代入，用統(tǒng)計(jì)平均剪應(yīng)力理論對此應(yīng)力狀態(tài)建立的強(qiáng)度條件為： 22 3j (所以 2222 / 即 j(