濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第一章 緒論1.1汽車(chē)舉升機(jī)使用背景分析如今汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展和人民收入水平的日益提升，各種汽車(chē)的普及率逐年升高，這將導(dǎo)致汽車(chē)維修行業(yè)將飛速發(fā)展。在汽車(chē)維修過(guò)程中，維修人員經(jīng)常需要在汽車(chē)底盤(pán)下面進(jìn)行工作。這將給維修人員帶來(lái)不便，足夠的操作空間才能讓維修人員更好的工作。因此，汽車(chē)舉升機(jī)變得尤為重要。目前一些汽車(chē)維修站常用的方法是在汽修場(chǎng)地修建維修溝，該種方法有諸多弊端，如：占地的面積很大，可操作的空間很小，工作光線陰暗，不利于人們長(zhǎng)時(shí)間工作，并且使維修的效率和精度降低。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，人們進(jìn)行了有益探索，設(shè)計(jì)了汽車(chē)舉升機(jī)。汽車(chē)舉升機(jī)將汽車(chē)抬至合適的高度，方便維修人員在汽車(chē)底部進(jìn)行工作。目前因維修企業(yè)的財(cái)力、維修項(xiàng)目、維修車(chē)間空間大小的不同，現(xiàn)已有不同類(lèi)型的的汽車(chē)舉升機(jī)，其中最常用舉升機(jī)的形式為門(mén)式、雙柱式、剪式、四柱式。最廣泛的是兩柱舉升機(jī)。該舉升機(jī)方便安裝，噪音小，升降平穩(wěn)，可選擇不同的支撐部位,適用于中小型汽車(chē)維修和裝配。四柱式適用于大多數(shù)車(chē)型，但不利于員工工作給維修帶來(lái)不便，優(yōu)點(diǎn)是能快速起降。大多數(shù)4S店使用四柱舉升機(jī)。剪式操作方便，所占空間小，但價(jià)格較高，制造工藝嚴(yán)格。隨著汽車(chē)使用量的增多，私人購(gòu)車(chē)成為主流，售后服務(wù)將得到快速發(fā)展，汽車(chē)舉升機(jī)需求量將不斷增加，將來(lái)汽車(chē)舉升機(jī)需求量將持續(xù)增長(zhǎng)。當(dāng)今市場(chǎng)上舉升機(jī)大多是使用的液壓缸。這種舉升承載重量不大，舉升高度低，適用于小型汽車(chē)的舉升。對(duì)于舉升專(zhuān)用汽車(chē)，無(wú)法滿(mǎn)足要求，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，小型客車(chē)，大型吉普，SUV等中大車(chē)型將進(jìn)入家庭市場(chǎng)。這些車(chē)型的汽修市場(chǎng)將會(huì)很廣闊，但如今我國(guó)汽修設(shè)施相對(duì)滯后，給小客車(chē)等中大車(chē)型的維修帶來(lái)了不便。為了解決上屬的所有問(wèn)題，為汽修業(yè)發(fā)展帶來(lái)方便。本次設(shè)計(jì)合適的汽車(chē)升舉機(jī)可方便小型客車(chē)，大型吉普，SUV等的維修。1.2論文主要內(nèi)容本文介紹了汽車(chē)舉升機(jī)的類(lèi)型，根據(jù)所要設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的方案，針對(duì)舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。對(duì)舉升機(jī)主立柱的截面分析，對(duì)立柱強(qiáng)度剛度和托臂強(qiáng)度進(jìn)行校核。并對(duì)舉升機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中所涉及到的工藝性問(wèn)題進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。 對(duì)普通式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)主立柱的截面進(jìn)行分析，對(duì)立柱的強(qiáng)度剛度和托臂的強(qiáng)度進(jìn)行了校核驗(yàn)算。并對(duì)液壓缸活塞桿的強(qiáng)度、穩(wěn)定性進(jìn)行校核，以保證設(shè)計(jì)的舉升機(jī)能夠滿(mǎn)足實(shí)際使用要求。結(jié)合主要內(nèi)容，本文分為五章分別進(jìn)行闡述：1濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第一章：緒論，介紹舉升機(jī)的使用背景和課題簡(jiǎn)介。第二章：汽車(chē)舉升機(jī)結(jié)構(gòu)分析及其工作原理。第四章：汽車(chē)舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第五章：汽車(chē)舉升機(jī)部分結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算。最后對(duì)本論文進(jìn)行總結(jié)。2濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第二章 舉升機(jī)的組成和工作原理2.1 汽車(chē)舉升機(jī)簡(jiǎn)介2.1.1定義汽車(chē)舉升機(jī)是支承汽車(chē)底盤(pán)從而使汽車(chē)升降的設(shè)備。2.1.2 舉升機(jī)的基本構(gòu)成汽車(chē)舉升機(jī)主要組成部分：升降臺(tái)、機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、機(jī)架、安全保護(hù)裝置、輔助裝置。2.1.3 舉升機(jī)的類(lèi)別按結(jié)構(gòu)類(lèi)型分汽車(chē)舉升機(jī)可分為柱式汽車(chē)舉升機(jī)和無(wú)柱式汽車(chē)舉升機(jī)舉升機(jī)。柱式舉升機(jī)主要分為雙柱式汽車(chē)舉升機(jī) （如圖2.1）、龍門(mén)式汽車(chē)舉升機(jī)（如圖2.2）、四柱式汽車(chē)舉升機(jī)（如圖 2.3）、汽車(chē)升降平臺(tái)（如圖 2.4）四種。圖2.1雙柱式汽車(chē)舉升機(jī) 圖2.2龍門(mén)式汽車(chē)舉升機(jī)圖2.3四柱式汽車(chē)舉升機(jī) 圖2.4汽車(chē)升降平臺(tái)3濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(二)根據(jù)傳動(dòng)方式分類(lèi)汽車(chē)舉升機(jī)有機(jī)械傳動(dòng)式和液壓傳動(dòng)式兩種。機(jī)械傳動(dòng)式的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：用工作螺母與螺紋絲杠傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。缺點(diǎn)是所需的經(jīng)常維護(hù)工作，較易滑扣，使絲杠卡死或舉升汽車(chē)跌落等故障。因此，該傳動(dòng)方式逐漸被淘汰。液壓傳動(dòng)汽車(chē)舉升機(jī)特點(diǎn)液壓汽車(chē)舉升機(jī)占據(jù)主要的市場(chǎng)，該類(lèi)舉升機(jī)安全性能好、傳動(dòng)平穩(wěn)、方便維護(hù)、工作效率高等特點(diǎn)。液壓汽車(chē)舉升機(jī)目前市場(chǎng)上有全液壓型和半液壓型兩種。2.1.4 目前市場(chǎng)上各類(lèi)汽車(chē)舉升機(jī)的使用情況目前市場(chǎng)上使用最多的汽車(chē)舉升機(jī)是雙立柱式的，再者是四立柱式，還有一些為剪式。2.1.5汽車(chē)舉升機(jī)的主要參數(shù)雙立柱式主要參數(shù)如表2-2普通雙立柱式汽車(chē)舉升機(jī)主要參數(shù)，表2-3龍門(mén)雙立柱式汽車(chē)舉升機(jī)，表2-4四立柱式汽車(chē)舉升機(jī)所示。表2.2普通雙立柱式汽車(chē)舉升機(jī)主要參數(shù)舉升高度 舉升質(zhì)量 上升全程時(shí)間 底盤(pán)與地距離 下降全程時(shí)間1700-1800mm 2.5-3.5T 50-70S 110-180m 20-60S表2-3龍門(mén)雙立柱式汽車(chē)舉升機(jī)主要參數(shù)舉升高度 舉升質(zhì)量 上升全程時(shí)間 底盤(pán)與地距離 下降全程時(shí)間1700-1800mm 2.5-3.5T 50-70S 110-180m 20-60S表2-4四立柱式汽車(chē)舉升機(jī)主要參數(shù)舉升高度 舉升質(zhì)量 底盤(pán)與地距離 上升全程時(shí)間 下降全程時(shí)間2.5-3.5T 1700-1800mm 110-180mm 50-70S 20-60S2.2 液壓式汽車(chē)舉升機(jī)的組成液壓泵舉升機(jī)的動(dòng)力提供機(jī)構(gòu)。4濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)液壓控制系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)主要包括各種液壓閥，根據(jù)工作要求，實(shí)現(xiàn)油路控制。執(zhí)行元件液壓缸為該系統(tǒng)的執(zhí)行元件，把液壓能轉(zhuǎn)換機(jī)械能。輔助系統(tǒng)包括油路管道、液壓表、蓄能器、油箱等。2.3 液壓汽車(chē)舉升機(jī)的工作原理液壓汽車(chē)舉升機(jī)由滑動(dòng)部分、轎箱、液壓缸、舉升架、液壓動(dòng)力五部分組成。在汽車(chē)舉升機(jī)上，汽車(chē)的舉升和下降主要靠液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。在立柱內(nèi)安置兩個(gè)液壓缸，液壓缸活塞桿與滑輪鉸連接。繩輪上鋼絲繩一端固定在繩輪上另一端與滑車(chē)相連。液壓缸活塞受力上升時(shí)，轎箱上升。轎廂上升的高度是液壓桿上升高度的兩倍，轎廂中的汽車(chē)也隨之升降。2.4 液壓舉升機(jī)的工作過(guò)程分析舉升機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖如圖 2.8所示，包括兩個(gè)階段：1．上升階段開(kāi)關(guān)閉合，電磁鐵 1DT動(dòng)作，換向閥 1換到左位，壓力油流經(jīng)溢流閥 3經(jīng)單向閥流到液壓缸，使液壓缸活塞上升，從而使鋼繩上升，帶動(dòng)轎廂上升。2．下降階段按下下降按鈕，電磁閥 2DT、3DT、4DT得電，在自重下，壓力油經(jīng)換向閥右位單向閥，液壓缸中的液壓油排出。3．空載運(yùn)行打開(kāi)總開(kāi)關(guān)，泵用電機(jī)啟動(dòng)，液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓油回到油箱，空載運(yùn)行。停止運(yùn)行按下電機(jī)停止運(yùn)行按鈕，電機(jī)停止，再關(guān)閉總開(kāi)關(guān)。5濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)圖2.8舉升機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖6濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第三章 擬定舉升機(jī)的方案3.1汽車(chē)舉升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)與要求3.1.1汽車(chē)舉升機(jī)主要結(jié)構(gòu)舉升機(jī)主要結(jié)構(gòu)：立柱，提升裝置，平衡裝置，保險(xiǎn)裝置，托盤(pán)結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)裝置。3.1.2汽車(chē)舉升機(jī)的性能要求和技術(shù)改進(jìn)（1）舉升機(jī)要設(shè)有限位裝置。要求該裝置動(dòng)作靈敏、安全可靠。（2）液壓系統(tǒng)要工作平穩(wěn)、振動(dòng)小、沒(méi)有爬行現(xiàn)象。（3）液壓系統(tǒng)擁有自鎖和機(jī)械鎖止裝置。（4）要求機(jī)械式舉升機(jī)在工作過(guò)程中隨時(shí)自鎖。（5）正常運(yùn)行時(shí)噪音不得超過(guò) 80分貝。（6）連續(xù)承受2分鐘150%的額定使用壓力時(shí)，設(shè)備不能有永久變形和漏油異常現(xiàn)象。（7）在無(wú)故障工作的前提下，要求機(jī)械式舉升機(jī)能連續(xù)進(jìn)行3000次舉升，液壓舉升機(jī)能夠持續(xù)工作9000次。（8）要求為全自動(dòng)式，有足夠的剛度，鎖帶有多個(gè)鎖孔，舉升機(jī)可停鎖住在任何位置，能實(shí)現(xiàn)全程、全自動(dòng)化“上鎖”“解鎖”。具有較高的可靠性、較高的使用壽命。汽車(chē)舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)如下表 3-1所示：表3.1汽車(chē)舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)結(jié) 構(gòu) 形 式 主 要 特 點(diǎn)普通雙柱 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本、方便操作，地基要求較高龍門(mén)雙柱 強(qiáng)度高、成本高四立柱 能作四輪定位用。移動(dòng)式 能立柱聯(lián)動(dòng)，用于各種車(chē)型。3.1.3舉升機(jī)的驅(qū)動(dòng)、舉升及同步方式舉升機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式有：電機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)。液壓驅(qū)動(dòng)根據(jù)液壓缸的個(gè)數(shù)，分為單缸驅(qū)動(dòng)和多缸驅(qū)動(dòng)方式。單缸驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是：具有良好的同步性，振動(dòng)小現(xiàn)象，且7濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)有底板，可抵消舉升進(jìn)的扭力，具有較好的安全性。雙缸的缺點(diǎn)是很難解決兩缸的同步性。需要使連接兩缸的鋼絲繩保持一致的松緊度，舉升機(jī)才可以同步運(yùn)作。雙缸驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：該結(jié)構(gòu)不用底板，節(jié)省材料，借助立柱來(lái)抵消扭力，因此對(duì)地基的強(qiáng)度要求較高。如果驅(qū)動(dòng)方式選擇單液壓缸，升降運(yùn)動(dòng)則用機(jī)械方式同步。若采用多個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)方式，則升降運(yùn)動(dòng)可用機(jī)械同步，也可用同步液壓缸升降。常用的舉升方式有絲杠螺母方式、鋼絲繩方式和液壓缸直接舉升方式。當(dāng)前常用的舉升方式是機(jī)械式舉升方式。具體而言絲杠螺母舉升方式傳動(dòng)具有良好的自鎖性，較高的安全性，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，方便維護(hù)及保養(yǎng)，制造工藝性差。液壓驅(qū)動(dòng)工作平穩(wěn)，方便制造，容產(chǎn)生故障，需要經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng)。相比較而言液壓缸舉升機(jī)的生產(chǎn)成本較低且易于生產(chǎn)且使用壽命長(zhǎng)。所以本次設(shè)計(jì)選用液壓舉升方式。3.2汽車(chē)舉升機(jī)總體結(jié)構(gòu)本課題設(shè)計(jì)的是液壓驅(qū)動(dòng)雙柱式汽車(chē)舉升機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：性能穩(wěn)定，節(jié)能，方便操作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全性高，托腳位置低適用各種車(chē)輛。液壓式舉升裝置使用壽命長(zhǎng)，成本低。考慮到國(guó)內(nèi)的使用情況，從實(shí)用角度出發(fā)，確定以下方案：一、維修在室內(nèi)進(jìn)行，應(yīng)采用兩立柱式升舉，盡量在滿(mǎn)足升舉條件下，占較少空間。二、選用液壓動(dòng)力舉升裝置可以減少噪音并且升降的平穩(wěn)。三、同步液壓缸的設(shè)計(jì)很難完全一樣，將導(dǎo)致舉升不同步，使車(chē)會(huì)發(fā)生傾斜。設(shè)計(jì)采用鋼絲繩平穩(wěn)系統(tǒng)消除該影響。四、結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，便于操作，方便拆卸，要做到標(biāo)準(zhǔn)化，系列化。本次設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式為普通式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)。如圖 2.3所示圖3.2舉升機(jī)示意結(jié)構(gòu)8濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第四章 雙柱式汽車(chē)舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)汽車(chē)舉升機(jī)舉升裝置包括電箱和液壓系統(tǒng)。啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制液壓油進(jìn)出液壓缸，鏈條連接液壓缸與滑臺(tái)完成舉升動(dòng)作，如圖4.1所示：圖4.1舉升機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置示意圖如圖4.2所示雙柱汽車(chē)舉升機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及舉升裝置的兩個(gè)舉升裝置通過(guò)軟管連接，舉升過(guò)程中存在一個(gè)時(shí)間差，兩邊舉升會(huì)不平衡。為彌補(bǔ)這一缺陷可設(shè)置鋼絲繩同步裝置。如圖4.2所示圖4.2鋼絲繩同步裝置4.2 立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)普通式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)有兩個(gè)立柱。其左邊立柱的俯視圖如圖 4.3所示。立柱支撐舉升機(jī)的重量，要有一定的強(qiáng)度和剛度。立柱部分有較高的公差要求，立柱臂和立柱壁之間需保持一定的平行度和直線度，并且立柱表面還要保證一定的粗糙度。圖4.3左立柱的俯視圖 圖4.4舉升機(jī)支持機(jī)構(gòu)4.3 支撐機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)托臂屬于舉升機(jī)的重要支撐機(jī)構(gòu)。通過(guò)改變其角度和方向就能改變托臂的工作范圍。本次設(shè)計(jì)的支撐機(jī)構(gòu)為對(duì)稱(chēng)式可伸縮托臂，該設(shè)計(jì)可增加了托臂的寬度，從而增加了托臂的工作范圍。如圖4.4：4.4 平衡機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為保證升降過(guò)程中汽車(chē)水平位置一致， 本設(shè)計(jì)采用了鋼絲繩作為舉升機(jī)的平衡機(jī)構(gòu)來(lái)解決這一問(wèn)題。在其中一個(gè)立柱內(nèi)安裝兩副左右對(duì)稱(chēng)的鋼絲繩，但鋼絲繩走向是相反的，通過(guò)控制鋼絲繩使兩邊的滑臺(tái)保持平衡。務(wù)必使兩邊的鋼絲繩張力一致，這才能平衡。4.5 保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)汽車(chē)舉升機(jī)對(duì)安全性能要求較高。設(shè)有保險(xiǎn)裝置和保護(hù)措施：機(jī)械鎖止保險(xiǎn)裝置、液壓回路保壓設(shè)施、機(jī)械自鎖裝置、過(guò)載保護(hù)裝置、沖頂保護(hù)裝置、防滑裝置等。如圖4.5所示。10濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)上滑輪滑臺(tái)鋼絲繩 下滑輪2件圖4.5鋼絲繩的走向示意圖當(dāng)前國(guó)內(nèi)檢修車(chē)輛時(shí)用的各種汽車(chē)舉升機(jī)均為地上安裝式， 其中大部分配置的安全鎖為機(jī)械半自動(dòng)式。有一部分配置機(jī)械電磁自動(dòng)鎖，利用驅(qū)動(dòng)彈簧但自動(dòng)“上鎖” ，但剛度較小，電磁鐵的功率也較小，可靠性較差。本設(shè)計(jì)克服了上述技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、全自動(dòng)化，安全性高，使用壽命長(zhǎng)的機(jī)械電磁安全鎖。安全鎖具有鎖帶、鎖體。鎖帶上有鎖孔，鎖體的上端與電磁鐵相連，鎖體中部通過(guò)鎖舌轉(zhuǎn)軸連接鎖舌， 鎖體的下端連接彈簧。鎖孔均勻分布在鎖帶上，鎖帶用高強(qiáng)度合金鋼板制成，所述的彈簧為圓柱螺旋壓縮彈簧。本設(shè)計(jì)與已有技術(shù)相比，本設(shè)計(jì)為全自動(dòng)式，擁有足夠的剛度和足夠的安裝預(yù)壓量的圓柱螺旋壓縮彈簧和大功率的電磁鐵，鎖帶均布多個(gè)鎖孔，保證舉升機(jī)可停留在任何位置均能鎖住，可實(shí)現(xiàn)升降過(guò)程的全程、全自動(dòng)化“上鎖”和“解鎖” ，其安全可靠性高、使用壽命長(zhǎng)。如圖 4.6本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖：圖4.6電磁鎖機(jī)構(gòu)示意圖1、鎖帶 2、電磁鐵 3、鎖體 4、鎖舌轉(zhuǎn)軸 5、鎖舌 6、彈簧 7、鎖孔具體工作方式：工作過(guò)程中鎖帶的上、下兩端固定在機(jī)體框架的上部和下部。鎖體11濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的上端連有電磁鐵,鎖體的中部經(jīng)鎖舌轉(zhuǎn)軸連接鎖舌,鎖體的下端與彈簧相連，“解鎖”動(dòng)力由電磁鐵提供。工作時(shí)，鎖體與舉升柱剛性聯(lián)接，只要鎖體被“鎖”住，則舉升柱即被“鎖”住，確保裝置安全。鎖舌在電磁鐵的彈簧的作用下繞鎖舌轉(zhuǎn)軸做逆時(shí)針或順時(shí)針擺動(dòng)，完成“解鎖”或“上鎖”動(dòng)作。壓縮彈簧使舉升柱停住不動(dòng)，讓鎖舌進(jìn)入鎖孔，電磁鐵一直得電，動(dòng)鐵芯向下運(yùn)行推動(dòng)鎖舌運(yùn)動(dòng)，使鎖舌脫離鎖孔;工作的過(guò)程中在任何位置停住時(shí)，電磁鐵失電，彈簧反彈，鎖舌進(jìn)入鎖孔。當(dāng)非正常下落時(shí)，鎖舌與鎖孔相接觸，鎖帶阻止舉升柱的繼續(xù)下行。4.6 舉升機(jī)三維效果圖本圖采用solidworks三維設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)出了三維圖，如圖 4.7所示：圖4.7舉升機(jī)三維效果圖第五章 雙柱式汽車(chē)舉升機(jī)的強(qiáng)度剛度分析校核12濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)5.1立柱的結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算主要參數(shù)為：電動(dòng)機(jī)功率2.2KW；舉升重量4T；滿(mǎn)載時(shí)，行駛?cè)趟钑r(shí)間50S；當(dāng)載荷重為2.5噸時(shí)行駛?cè)趟钑r(shí)間小于50S；舉升臂距離地面最低位置高度120mm，距離地面最高位置為 2000mm，其工作行程為1730mm。5.1.1 主立柱的截面特性分析與計(jì)算主立柱體為主要受力承重部件。立柱在工作時(shí)受到保險(xiǎn)鎖處因承重的壓力和升降滑臺(tái)在立柱上的彎矩。立柱殼體是壓制成形，內(nèi)部焊有支承板，在鎖定狀態(tài)時(shí)用來(lái)受力和承重。在一個(gè)立柱體上按裝了液壓泵站和電氣控制箱。主立柱為該裝置的主要承重部件， 以下對(duì)立柱截面進(jìn)行分析，確定其截面的慣性矩和形心位置。一、形心和中性軸的確定把立柱截面劃分為A1、A2、A3三個(gè)小部分。如圖5.1所示，Z軸作為參考軸，三個(gè)組合截面的中性軸為Z1、Z2、Z3，則三個(gè)小截面面積和形心到Z＇軸的距離為：y1A221A2Z222CC31Z3A11A32A32e2Y2Y3CZC1Z1YcY1′=e1Z′圖5.1立柱截面圖A11946194627063948(mm2)A2(576)62＝612(mm2)A3(356)62＝34(8mm2)∴重心C到相應(yīng)邊的距離e：Y1'e1'aH2bd2121942＋27062＝58.429(mm)2(aHbd)（＋270）2121946e2'He1'19458.429135.571(mm)Y2'1943191(mm)13濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)Y3'194614.5173.5(mm)式(4.3)截面形心C在Y上的位置則為：YC'AiYiA1Y1'A2Y2'A3Y3'394858.429612191＋348173.583.119(mm)AA1A2A33948612348二、確定慣性矩C1、C2、C3為A1、A2、A3的形心，Z1、Z2、Z3他們的形心軸。C1、C2、C3距Z軸的距離分別為：a1CC183.11958.42924.69(mm)a2CC2192.584.34710.815(7mm)a3CC3174.584.347108.153(mm)根據(jù)平行移軸公式得，A1、A2、A3對(duì)Z軸的慣性矩分別為：IZ1IZ'1a12A1Be13bh3ae2324.6923948＝1815.36(cm4)3IZ2'a251632107.8812612＝712.448(cm4)IZ22A212IZ3IZ'3a32A36293290.3812348＝286.711(cm4)12IZ'1、IZ'2、IZ'3是C1、C2、C3對(duì)Z1、Z2、Z3的慣性矩。立柱整個(gè)截面對(duì)中性軸Z的慣性矩為：IZ IZ1 IZ2 IZ3 1815.36 712.448 286.711 2814.519(cm4)三、計(jì)算立柱靜矩 S：（1）立柱截面上半部分的靜矩 S1：SA126（194－83.119)19483.11973767.577(mm3)式(4.4)2SA2251（－）＝36110.881366023.172(mm)SA32296（110.881614.5)31452.588(mm3)其中SA1、SA2、SA3分別為三截面的靜矩，立柱整個(gè)截面上半部分的靜矩S為：SSA1SA2SA3171243.337(mm3)14濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（2）立柱下半部分的靜矩S2：S'2683.11983.119241452.609(mm3)S"2706（83.1193）＝129792.78(mm3)S2S'S"171245.389(mm3)5.1.2 主立柱的強(qiáng)度分析與驗(yàn)算工作過(guò)程中，托臂舉升到一定高度后鎖定，主要載荷集中在端部，受力分析如圖所示?；_(tái)上的的滑輪的形狀多樣，常采用大圓柱滾輪。F1F2 CFBX BFBY2066.37kg圖5.2滑臺(tái)部件受力圖一、滑臺(tái)部件的受力情況如圖5.2滑臺(tái)部件自身重量：滑臺(tái)的尺寸：材料為160×160方鋼。厚度8mm，高度800mm，滑臺(tái)的體積：VHT1616－＝38014.414.4803891.2(cm)搖臂座尺寸：材料為100×100方鋼，壁厚8mm，長(zhǎng)度440mm，搖臂座的體積：VYBZ10－＝310448.48.4441295.36(cm)托臂尺寸：材料為 160×160方鋼，壁厚8mm，長(zhǎng)度1110mm。33 3 3鋼材比重選?。?.85t/m(kg/dm,g/cm)GHT 3891.2 7.85 30.55kg15濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)GYBZ 1295.36 7.85 10.17kgGTB 3267.84 7.85 25.65kg滑臺(tái)、搖臂座和托臂的總量GHT GYBZ GTB 30.55 10.17 25.65 66.37(kg)如圖4.2，工作時(shí)單側(cè)托臂最大載荷為2t，加上自重，端部的受力2066.37kg,保險(xiǎn)支承板施加的支承力為FBX和FBY，滾輪給予的反作用力為F1和F2，B處為支承點(diǎn)，假設(shè)自重全部集中在負(fù)載處，則：MB0F1685－F2160＝2066.371330式(4.5)MC0F1525FBX160＝2066.371330式(4.6)X0F1F2FBX式(4.7)Y0FBY2066.37kg由式4.7得，F(xiàn)BXF1F2，代入式4.6F1525＋160（F1F2)2066.371330F15234.804kg假定F1F2,F0.804kgF2BX5234則由式4.5得：FBY2066.37kg滑臺(tái)、搖臂座和托臂的自重，估計(jì)為66.37kg。如果自重全部集中在負(fù)載處，單側(cè)托臂最大載荷為2000kg則托臂受力大小為2066.37kg，F(xiàn)1和F2為反作用力，F(xiàn)1=F2，F(xiàn)BX和FBY為支承力，B處是支承點(diǎn)，則：F1F25234.804kg,FBX0,FBY2066.37kg。二、立柱受力情況滾輪作用在立柱上的力F1和F2，支承力為FBX和FBY，底部支座反力為MH、RHX、RHY計(jì)算得：MH0,MHF21890F1(1890525)FBY(83.11912)0Y0,FBYRHY0RHX=0RHY=FBY=2066.37kgMHF1525FBY71.1192601313.9(kgmm)三、立柱強(qiáng)度校核：立柱體相當(dāng)于一個(gè)懸臂梁，立柱的彎矩圖和剪力圖如圖 5.3-5.4 所示：16濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)a= b=A BF1(+)M2(+)Q2圖5.3立柱的彎矩圖和剪力圖由F1所引起的彎矩和剪力：l=2600mm b=2415mm a=185mmMmax P(l a) 5234.804 (2600 185) 12642051.66(kgmm)Qmax P 5234.804kgF2=5234.804kgA B(-)M1(-)Q1圖5.4立柱的彎矩圖和剪力圖由F2引起的彎矩和剪力：l=2600mmb=1890mma=710mmMmaxP(la)5234.804(2600710)9893779.56(kgmm)QmaxP5234.804kg由FBY產(chǎn)生的彎矩：MFBY83.119166026.6kgMmaxMFBY(884.34714)149495.670(kgmm)17濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)立柱受所受彎矩和剪力：MP(a1a2)5234.804525＝2748272.1(kgmm)MD2748272.1149495.6702598776.4(kgmm)截面C處，QC=5234.804kg彎矩MC=2748272.1kg，C處是危面計(jì)算得到IZ2814.519cm4，抗彎截面模數(shù)為：IZ2814.519104＝3W19684.347111.653cme2式(4-8)截面上半部分的靜矩 S＝202.60cm3，IZ2814.519S16.436mm202.60以下進(jìn)行強(qiáng)度校核：（1）正應(yīng)力強(qiáng)度：MmaxMC2748272.11012maxW253.831082.72(kg/cm)W許用應(yīng)力：541100＝1102.04kg/cm29.85max [ ]，滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。（2）校核剪應(yīng)力強(qiáng)度：QmaxSQC5234.804kg＝2maxIZbIZb/S16.43628.2cm11.294(kg/cm)235MPa，而許用應(yīng)力235100479.59(kg/cm2)選S9.85max []，滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。

式(4-9)式(4-10)式(4.11)式(4-12)式(4-13)四、折算應(yīng)力強(qiáng)度校核：最大正應(yīng)力處為立柱橫截面上離中性軸最遠(yuǎn)的邊緣處，最大剪應(yīng)力在中性軸上，經(jīng)校核，這兩處的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求，但截面C處，M和Q為最大值，正應(yīng)力和剪應(yīng)力較大，須根據(jù)強(qiáng)度理論進(jìn)行校核，取邊緣處K點(diǎn)計(jì)算：My274827210111.0881＝（2x）2814.5191082.71kg/cm式(4-14)I18濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)QS5234.804171.25＝（2）x2814.51911.29kg/cmIb28.2y x由第四強(qiáng)度理論計(jì)算，j232j1082.712311.2921082.71kg/cm2[]1104.082kg/cm2j∴滿(mǎn)足許用強(qiáng)度要求。5.1.3主立柱的剛度計(jì)算迭加法：（1）x,a7100.273;b18900.727ll2600l2600（往外彎）用公式fAPb2l(3)6EIE：彈性模量的選擇，碳鋼： 196－206Gpa取201Gpa=20.1×106N/cm2fA1=Pb2l(3)5234.80418922609.82.273＝3.2(cm)6EI=620.11062814.519fA2Pb2l(3)5234.804241.522609.82.0714.7(cm)6EI620.11062814.519fWMl214695.8226029.82EI220.11060.086(cm)（3）2814.519實(shí)際往內(nèi)彎的繞度f(wàn)AfA1fA24.73.21.5(cm)5.2 托臂部分的強(qiáng)度校核5.2.1 托臂部分截面特性托臂截面屬于變截面（1）小臂截面的尺寸：材料為 70×70方鋼，壁厚為8mm，a=70,b=54

式(4-15)式(4.16)式(4-17)式(4-18)式(4-19)式(4-20)19濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)Ia4b4704544129.225cm41212Wxa4b470454436.92cm36a670靜矩的計(jì)算：S283517.554827423.192cm3（2）大臂截面的尺寸:材料用92×92方鋼壁厚為8mm，a=92,b=76,慣性矩：Ia4b4924764318.976cm41212Wxa4b492476469.342cm36a6925.2.2 托臂的部分強(qiáng)度核算

式(4-21)式(4-22)圖5.5托臂部件圖圖中的E、F分別對(duì)應(yīng)著示意圖中的 E、F兩個(gè)截面，如圖5.6、5.7所示。按照E、F兩個(gè)典型截面進(jìn)行分析，各個(gè)截面的截面圖如下：20濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)圖5.6E截面示意圖 圖5.7F截面示意圖（1）E截面：70*70方鋼慣性矩：I=129.225cm4；Wx=36.92cm3ME2066.373164057.47kgcmmaxEMA64057.471735.03kg/cm2Wx36.925401001836.73kg/cm29.83可滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。（2）F截面：92*92方鋼A1=80 ×15=1200mm2 yA1=92+15/2=99.5mmA2=92 ×92-76×76=8464-5776=2688mm2 yA2=92/2=46mmYC=(1200 ×99.5+2688×46)/(1200+2688)=243048/3888=62.51mmIA1=80 ×153/2+(99.5-62.51)2 ×1200=1664412.12mm4IA2=(924-764)/12+(62.51-46)2×2688=392.46cm4所以IFIA1IA2392.46166.44558.9cm4MF2066.3761126048.57kgcmmaxFMB126048.571409.78kg/cm2Wx89.415401001574.34kg/cm29.83.5可滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。5.2.3 從托臂處考慮撓度情況托臂類(lèi)似于懸臂梁，托臂部件由大臂和小臂組成，端部受到力的作用力 2066.37kg21濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)小臂端部處的撓度：Pl小32066.374139.8f1320.11060.1799(cm)3EI129.225大臂端部的處撓度：大臂端部受力P＝2066.37kg和彎矩M＝2066.37×70＝144645.9kgcm；Pl大32066.377039.8fP320.11060.361(cm)3EI318.976Ml大22066.37707029.80.542()式（4-24）f220.1106318.976cm2EI因載荷引起的撓度為：f載荷f1f2f30.1790.3610.5421.082(cm)大小臂之間有1mm的間隙產(chǎn)生的撓度為：f間隙1.864(mm)彎曲繞度使滑臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)使托臂下沉：f轉(zhuǎn)動(dòng)26.325(mm)托臂端部總下沉量為：f總f載荷f間隙f轉(zhuǎn)動(dòng)2.6331.8641.0825.575.6(cm〈)6(cm)該值可滿(mǎn)足汽車(chē)舉升機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。5.3 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.3.1 液壓系統(tǒng)的類(lèi)型液壓式汽車(chē)舉升機(jī)為開(kāi)式液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。泵出口安裝溢流閥，起保護(hù)作用。5.3.2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成液壓系統(tǒng)包括油管、油箱、液壓缸、液壓泵、油路控制閥、濾油器及控制元器件等。5.3.3 液壓原理圖擬定兩個(gè)液壓缸使轎廂實(shí)現(xiàn)升降動(dòng)作。有上升、下降及停止三個(gè)工況。在液壓原理圖中使用雙液壓缸同步運(yùn)行，確保轎廂水平上下運(yùn)動(dòng)。1．液壓缸不同步的原因雙柱承受的負(fù)載不同。液壓缸運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力的大小不同。液壓缸制造精度不同。兩個(gè)液壓缸液阻不同。22濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)2．解決液壓缸不同步的途徑導(dǎo)向機(jī)構(gòu)選用齒條機(jī)構(gòu)。用變量泵，通過(guò)調(diào)節(jié)排量實(shí)現(xiàn)同步。用相同作用面積雙活塞桿串聯(lián)，如圖5.8所示。采用同步器，如圖5.9所示。5.8液壓缸串聯(lián)示意圖圖 5.9同步器示意圖圖5.4 液壓泵的選擇液壓泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為流體壓力。分為定量泵和變量泵兩種。定量泵價(jià)格低廉、抗沖擊能力強(qiáng)、安全寶性能好、可以靠自重完成下降過(guò)程、流量變化范圍不大。而變量泵適用于復(fù)雜的工況，流量很大，造價(jià)較高。因此選擇定量泵。5.4.1液壓泵主要參數(shù)計(jì)算及型號(hào)選擇液壓泵的工作壓力 P：液壓泵的工作壓力為液壓泵出口處壓力，取決于負(fù)載。P工=P+ P1其中：P工--液壓泵工作壓力。P-- 執(zhí)行元件工作壓力 9.115MPa。P1--進(jìn)入管路壓力損失簡(jiǎn)單系統(tǒng)：0.2-0.5MPa。復(fù)雜系統(tǒng)：0.5-1.5MPa。根據(jù)式上式：P工=P+ P1 9.115 0.5 9.615MPa所以泵的出口壓力為 9.615MPa。23濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)2．液壓泵的流量 Qb計(jì)算：液壓泵單位時(shí)間內(nèi)輸出流液體積稱(chēng)為液壓泵流量。為執(zhí)行元件最大流量與油液損失之和。Qb K( P1)maxK-- 泄漏系數(shù)為1.1-1.3，取K=1.15。( P1)max--執(zhí)行元件所需流量之和的最大值，可取 29.0L/min。Qb K( P1)max

1.15 29.0 33.353．液壓泵型號(hào)的確定：按主機(jī)的工況、最大功率和性能的要求的不同，確定液壓泵的類(lèi)型，依據(jù)系統(tǒng)所需的壓力、流量確定泵的規(guī)格。主要考慮以下幾個(gè)方面：液壓泵類(lèi)型選擇液壓泵工作壓力液壓泵流量液壓泵選用YB--E25--F1型?；緟?shù)：排量為 25mL/r，轉(zhuǎn)速1440rpm，工作壓力16MPa，流量Q 25 1440 0.9 1000 32.4(L/rain)液壓泵額定壓力值高于計(jì)算值的 65％，符合要求。4．泵用電機(jī)的選擇與計(jì)算根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率確定電機(jī)。要使額定轉(zhuǎn)速與液壓泵額定轉(zhuǎn)速相同。電動(dòng)機(jī)功率N (PoQo)max/ 總(PQ)o o max是液壓泵最大輸出功率。液壓葉片泵的功率:N(PoQo)max/總=9.115*106*33.35*10-3=6.7KW60*0.75因此可選擇Y132M--4型，功率7.5KW，轉(zhuǎn)速1440rpm的異步電動(dòng)機(jī)與葉片泵相連。24濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)論本文對(duì)舉升機(jī)進(jìn)行了闡述，介紹了其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，初步認(rèn)識(shí)了汽車(chē)舉升機(jī)。根據(jù)不同使用要求，結(jié)合各種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，自己設(shè)計(jì)滿(mǎn)足要求的汽車(chē)舉升機(jī)。本設(shè)計(jì)為采用液壓驅(qū)動(dòng)方式。用鋼絲繩為同步裝置的雙柱汽車(chē)舉升機(jī)。本次設(shè)計(jì)，歸納為以下幾點(diǎn)：⑴通過(guò)調(diào)查，了解汽車(chē)舉升機(jī)種類(lèi)，各類(lèi)汽車(chē)舉升機(jī)的外形、使用要求和功能特點(diǎn)等。通過(guò)舉升機(jī)裝配結(jié)構(gòu)對(duì)比，確定本設(shè)計(jì)為普通