普通式雙柱汽車舉升機設計

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　汽車舉升機使用以支撐汽車底盤或車身的某一部分，是汽車升降的設備。汽車舉升機在維修保養(yǎng)中發(fā)揮至關重要的作用，無論是整車大修還是小修保養(yǎng)。都離不開他。液壓式汽車舉升機作為汽車舉升機家族中的一員，他有著其他舉升機無法比擬的優(yōu)勢：如它采用的結構工作范圍廣，可維修高頂棚車輛，工作空間空曠等，本文較全面的介紹了舉升機的分類，在確定了所要設計

2、的方案之后，即針對了舉升機的結構及特點要求進行了設計與所明。同時對舉升機設計過程中所涉及到的工藝問題進行補充說明，然后對汽車舉升機立柱，橫梁的截面特性，并對主立柱，橫梁的強剛度和托臂的強度進行了校核驗算。設計并對液壓缸活塞桿強度以及受壓桿的穩(wěn)定性也進行了驗算，以及對鏈條和鋼絲繩等選擇計算等，以保證設計的舉升機滿足使用要求。本課題所設計的是液壓式雙柱汽車舉升機。</p><p>　　關鍵字：液壓式 汽車舉升機

3、 液壓驅動 穩(wěn)定性 截面特性</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Automobile lift is an equipment that is intended to bearing one region of automobile chassis or unit construction ,and leading auto

4、mobile rise and fall .It entire car overhaul just the same turnaround service,both can not get away it to automobile life at automobile service curing suffer exert vital action ,soever .As lift familial one key menber ,b

5、ibcock type automobile lift has any other lift cannot analogical advantage :Such as,it adopt large bibcock struture ,scope of work expand, can repair</p><p>　　KEY WORDS: Bibcock type, Autumobile lift , Hydra

6、ulic drive , Stability , Section characteristic</p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　雙柱式汽車舉升機是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設備，廣泛應用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。目前，全國生產汽車舉升機的廠家較多，生產的舉升機的形式也比較繁多，有雙柱式舉升機、四柱式舉升機、剪式舉升機、組合移動汽

7、車式舉升機等。本文較全面地介紹了舉升機的分類，在確定了所要設計的舉升機的方案之后，即針對舉升機的結構及其特點要求進行了設計與說明，同時對舉升機設計過程中所涉及到的工藝性問題進行補充說明。然后分析了普通式雙柱汽車舉升機主立柱的截面特性，并對主立柱的強剛度和托臂的強度進行了校核驗算。對液壓缸活塞桿強度以及受壓桿的穩(wěn)定性也進行了驗算，以保證所設計的舉升機滿足使用要求。</p><p>　　本課題所設計的是液壓驅動的普通

8、式雙柱汽車舉升機。它的特點是：①性能可靠，低能耗，操作方便；②無橫梁，結構簡單；③非對稱托臂可伸縮，保證了安全性；④托腳的最低位置低，使得車輛的底盤可以比較低，對各種車輛的適應性擴大了；⑤與螺桿式的舉升機相比，使用壽命較長；⑥價格低廉，擁有的市場份額較大。</p><p>　　經過調研了解到國內市場對于維修用舉升機的需求量比較大，考慮到國內的特點，從實用角度出發(fā)，確定如下方案：</p><p&

9、gt;　　一、考慮到大多數(shù)維修是屋內作業(yè)，野外作業(yè)有，但是少，故采用兩立柱升舉，盡量在滿足升舉條件的情況下，節(jié)省空間。</p><p>　　二、為了減少噪音及其達到升降的平穩(wěn)性采用液壓動力升舉裝置。</p><p>　　三、由于升舉的同時，兩個同步液壓缸的設計不可能完全一樣，將導致升舉的同時車會發(fā)生傾斜，故采用鋼絲繩平穩(wěn)系統(tǒng)，以消除該影響。</p><p>　　四、

10、在滿足上述要求的同時，盡量結構簡單，操作方便，適用于整體或解體搬運盡量做到標準化，通用化，系列化。</p><p>　　設計的目的和意義：隨著中國經濟的蓬勃發(fā)展，小客車將逐步進入中國的家庭市場。鑒于中國市場的廣闊性，及其中國基礎設施的滯后性，給小客車的維修帶來了不便，特別是轎車底部的維修，給維修師傅帶來很多不便，浪費人力物力，還有占地面積，為了解決上屬的所有問題，為未來社會的發(fā)展帶來方便。小客車維修用升舉裝置主要

11、應用于家庭和出租車類。應用十分的廣泛，主要用途是通過升舉實現(xiàn)維修的方便和安全。</p><p>　　汽車舉升機是用以支撐汽車底盤或車身的某一部位，是汽車升降的設備。汽車舉升機作為使用方便.可靠，經濟的汽車升移設備在汽車維修，保養(yǎng)和存放等行業(yè)被廣泛高效的使用。隨之汽車數(shù)量的日益增加。汽車的維修。保養(yǎng)和存放依賴與汽車舉升機的程度也越來越大。目前。稍有規(guī)模的汽車維修，保養(yǎng)和存放企業(yè)都配備有汽車舉升機，是汽車舉升機的數(shù)量

12、增加的迅猛，并已成為汽車維修保養(yǎng)設備的重要組成部分。但是，汽車舉升機在使用，管理。維修安全等方面等暴露的問題也日益嚴重，復雜和頻繁，這些問題直接影響到汽車維修，保養(yǎng)和存放企業(yè)的效益和聲譽。因此，國家有關主管部門加強了對汽車舉升機的監(jiān)督管理工作，把汽車舉升機作為機電類特種設備的一種，按特種設備相關管理規(guī)定進行規(guī)范管理。</p><p>　　第二章 舉升機的方案擬定</p><p>　　

13、67;2.1 舉升機的基本情況</p><p>　　目前，全國生產汽車舉升機的廠家較多，生產的舉升機的形式也比較繁多，有雙柱式舉升機、四柱式、剪式、組合移動汽車式等。僅從舉升機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、移動式和單立柱式等汽車舉升機按照舉升機的舉升裝置的形式分類也有很多種，包括絲杠螺母舉升式、鏈條傳動舉升式、液壓缸舉升式、齒輪齒條舉升式等舉升機。從舉升機的驅動方式分，主要有

14、：電機驅動式舉升機和液壓驅動式舉升機。</p><p>　　§2.2 汽車舉升機的主要結構與要求</p><p>　　舉升機的結構形式主要有：（1）整體結構形式；（2）舉升方式；（3）驅動方式；（4）平衡方式；（5）保險與保護方式；（6）托盤結構。</p><p>　　在我國的規(guī)定中講到舉升機的設備安裝電器系統(tǒng)的絕緣、耐壓和保護電路的連續(xù)性都要符合GB52

15、26的有關規(guī)定。而在歐美地區(qū)同樣也有其相應的明文規(guī)定。</p><p>　　舉升機的設計中液壓系統(tǒng)的設計也是至關重要的。在歐洲地區(qū)液壓缸、氣缸、管路及接頭受調壓閥設定的最大壓力的限制。他們至少應承受該壓力的2倍（采用液壓驅動時）或是該壓力的3倍（采用氣壓驅動時）并且要沒有永久變形。軟管、氣袋、膜盒的尺寸在設計時應使之承受至少3倍的調壓閥設定的最大壓力值的爆破壓力。</p><p>　　我國

16、對舉升機的性能要求也比較繁多，例如：</p><p>　　（1）舉升機應設有限制行程限位裝置，如有需要則該裝置應動作靈敏、安全可靠。</p><p>　　（2）液壓系統(tǒng)工作應平穩(wěn)、無振動、無爬行現(xiàn)象。</p><p>　?。?）液壓式舉升機除液壓系統(tǒng)能自鎖外還應沒有機械鎖止裝置。</p><p>　?。?）機械式舉升機任意時刻都能安全自鎖。&

17、lt;/p><p>　?。?）舉升機正常運行時的噪音不得超過80dB。</p><p>　?。?）舉升機工作環(huán)境溫度為0—40℃，全行程連續(xù)舉升額定質量20次，油溫不得高于60℃。</p><p>　　(7）在試驗臺上對液壓系統(tǒng)施高150%的額定使用壓力，維持2min，不允許有永久變形、漏油及其他異?，F(xiàn)象。</p><p>　?。?）在無故障工作

18、基礎上，機械式舉升機的使用繼續(xù)進行到3000次，則液壓舉升機可以繼續(xù)進行到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。</p><p>　　§2.3 普通式雙柱汽車舉升機結構方案的確定</p><p>　　通過對汽車舉升機的結構的認識和了解，確定了本次設計的舉升機的總體方案。</p><p>　　本次設計的是由液壓驅動

19、的QJY04-02B型普通式雙柱汽車舉升機。它的結構主要包括以下幾個部分：舉升裝置、同步驅動裝置、立柱和托臂。QJY04-02B型普通式雙柱汽車舉升機的舉升機構的傳動系統(tǒng)是由液壓系統(tǒng)來驅動和控制的，由兩邊兩個立柱里安裝的液壓油缸來推動連接立柱與滑臺的鏈條，使滑臺上安裝的大滾輪沿立柱滾動，實現(xiàn)滑臺的上下移動。用鋼絲繩作為同步裝置來保持整個舉升機的同步性。托臂與立柱內的滑臺相連，當滑臺上下移動時就帶動托臂一起移動。</p>&

20、lt;p>　　第三章 普通式雙柱汽車舉升機的結構設計</p><p><b>　　§3.1 舉升裝置</b></p><p>　　本次設計的舉升機的舉升裝置是由液壓系統(tǒng)以及電箱組成的。通過電箱的開關啟動電動機來控制液壓單元，液壓油進出液壓缸，并通過鏈條連接液壓缸和滑臺來帶動整個設備的舉升動作，如圖3.1所示：</p><p>　

21、　圖3.1驅動舉升裝置示意圖</p><p>　　圖3.1是本次設計的普通式雙柱汽車舉升機的驅動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的兩個舉升裝置是通過液壓軟管來連接的，它的一個不足的地方就是左右兩個液壓缸在開始舉升時有一個時間差，這會導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上增加了鋼絲繩的同步裝置，用這樣的同步裝置來彌補液壓缸帶來的缺點。圖3.2是普通式雙柱汽車舉升

22、機的舉升裝置的結構圖：</p><p>　　圖3.2普通式雙柱汽車舉升機的舉升裝置結構圖</p><p>　　普通式雙柱汽車舉升機的舉升裝置是將鏈條鑲嵌在滑輪槽內來帶動液壓桿達到舉升的目的。</p><p><b>　　§3.2 立柱</b></p><p>　　普通式雙柱汽車舉升機的立柱有兩個，分別是左、右兩

23、邊各有一個立柱。整個汽車舉升機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度和剛度。立柱中間的空間是用來放置舉升裝置以及滑臺部件的。整個立柱部分的行位公差要求也是比較高，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，立柱內外表面還要有一定的粗糙度等。</p><p><b>　　§3.3 支撐機構</b></p><p>　　托臂

24、部分是屬于舉升機的支撐機構。當汽車進入到舉升機的范圍里時，整個支撐機構就通過改變搖臂的角度或方向來改變托臂的整個工作范圍的寬度。本次設計的支撐機構是非對稱式的托臂，這樣設計增加了托臂的寬度，實質就等于增加了托臂的工作范圍，而且左右兩側的托臂的臂長都是有一定的伸縮性的。如圖3.3所示：</p><p>　　圖3.3非對稱式托臂的工作范圍示意圖</p><p>　　1—托臂原始工作位置，2—托

25、臂伸長后的工作位置</p><p>　　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來運動；托臂伸長后的工作范圍按照軌跡2來運動；而且，圖中的軌跡1和2是托臂的兩個極限位置，在1和2的范圍內，托臂的長度是可以伸縮的。但是由于托臂屬于支撐機構，它是要承受一定的重量的，所以本次設計采用非對稱式的結構就更能保證托臂的強剛度了。</p><p><b>　　

26、§3.4 平衡機構</b></p><p>　　由于舉升機在上升或下降時必須要采用強制性的平衡裝置來確保汽車整體的水平位置保持一致，所以本次設計采用了鋼絲繩來作為整個舉升機的平衡機構。本次設計所采用的是在單個立柱內安裝兩副左右對稱的鋼絲繩，但是在這個單個立柱里面的鋼絲繩的走向確是兩個相反的方向，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

27、張力必須一致，這樣才能真正的平衡。單個立柱里的鋼絲繩的走向如圖3.4所示：</p><p>　　圖3.4單個立柱內鋼絲繩的走向示意圖</p><p><b>　　§3.5 保險機構</b></p><p>　　汽車舉升機是一種對安全性能要求特別高的舉升設備。通常設有多種保險裝置和保護措施：液壓回路的保壓、機械鎖止保險裝置、機械自鎖裝置

28、、舉升過載保護、沖頂保護、防滑等等。機械自鎖是指失去驅動力后，利用機械機構的重力（被驅動物體的阻力）來自動阻礙其運動的保護。</p><p>　　本次設計中電磁鐵安全鎖機構的組成是：在兩個滑臺上均有安裝安全卡位條，當汽車升起后，卡位條與電磁鐵連接的支撐板構成機械自鎖機構，由于兩個立柱上均裝有電磁鐵安全鎖，如圖3.5所示，并且這兩個安全鎖所裝的位置不在同一直線上而是互相錯開在對角線上，起到雙保險的作用。</p

29、><p>　　圖3.5電磁鐵安全鎖</p><p>　　1—電磁鐵，2—保險孔板，3—保險孔支撐座</p><p>　　作為保險裝置的電磁鐵安全鎖是由好幾個零件組成的。其中主要的幾個零件包括：保險孔板、保險孔支撐座和電磁鐵。當電磁鐵得電將保險孔支撐座吸住時，它和鎖緊板之間沒有接觸，此時的舉升機處于保險打開狀態(tài)，整個滑臺可以自由地上下移動。當電磁鐵失電時，保險孔支撐座處于

30、圖示狀態(tài)，此時的保險孔支撐座將與滑臺上的鎖緊板互相頂住，使滑臺固定在一個位置而不能上下移動，起到保險的作用。</p><p>　　第四章 普通式雙柱汽車舉升機的強剛度分析與驗算</p><p>　　§4.1 普通式雙柱舉升機立柱的結構分析和驗算</p><p>　　雙柱式汽車舉升機的結構形式有多種，QJY04-02B型舉升機系是指液壓驅動的雙柱舉升機。此類

31、汽車雙柱舉升機構的傳動系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)驅動和控制的，通過兩個立柱內安裝的液壓油缸實現(xiàn)上下運動，推動連接立柱與滑臺的鏈條，使滑臺上安裝的大滾輪沿著立柱滾動，實現(xiàn)滑臺的上下移動。舉升機的舉升設備的主要部分有：舉升機構、支承機構、平衡機構和電磁鐵安全鎖機構等。</p><p>　　本次設計的舉升機的主要性能參數(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；當拉下操縱桿使溢流閥接通，2.5噸轎車

32、由最高位置降到最低位置所需時間不小于50秒；電動機功率2.2 KW；舉升臂在最低位置時的舉升高度為120mm，最大舉升高度為2000mm，工作行程為1730mm。</p><p>　　§4.1.1 主立柱的截面特性分析與計算</p><p>　　主立柱體是舉升機主要的受力承重部件。舉升機立柱在工作時受來自于保險鎖機構處因承重的壓力和升降滑臺滾輪作用在立柱上的彎矩。因此，立柱在這

33、兩種力的作用下，有向內彎的變形趨勢，底部焊口在拉壓應力的作用下有開裂的傾向，故立柱底部與底座處焊有加強筋。</p><p>　　立柱殼體用鋼板整體壓制成形，其內部相應位置焊有保險裝置支承板，用于鎖定狀態(tài)時受力和承重，下部與底座焊接。其中一個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，先對其截面特征進行分析，主要是確定立柱截面形心的位置和截面的慣性矩。</p><p>　　

34、一、確定立柱截面形心和中性軸的位置</p><p>　　將立柱整個截面分可以為A1、A2、A3三個部分，取與截面底邊互相重合的Z軸為參考軸（見圖4.1舉升機主立柱橫截面示意圖），Z1、Z2、Z3分別為三個組合截面的中性軸，則三個截面的面積及其形心至Z＇軸的距離分別</p><p><b>　　為： </b></p><p>　　圖4.1舉升機主

35、立柱橫截面示意圖</p><p>　　∴重心C到相應邊的距離e：</p><p><b>　　(4.1) </b></p><p>　　(4.2) (4.3) 整個截面形心C在對稱軸Y上的位置則為：</p><p><b>　　二、 確定慣性矩

36、</b></p><p>　　設三截面的形心分別為C1、C2、C3，其形心軸為Z1、Z2、Z3它們距Z軸的距離分別為：</p><p>　　由平行移軸公式，三截面對中性軸Z的慣性矩分別為： </p><p>　　、、為三截面對各自心軸Z1、Z2、Z3的慣性矩，將三截面對中性軸Z的慣性矩相加，可得立柱整個截面對中性軸Z的慣性矩：<

37、/p><p>　　三、 立柱靜矩S的計算：</p><p>　?。?）立柱整個截面上半部分的靜矩S1：</p><p><b>　　(4.4)</b></p><p>　　其中、、分別為三截面各自的靜矩，所以立柱整個截面上半部分的靜矩S為：</p><p>　　（2）立柱整個截面下半部分的靜矩S2：&

38、lt;/p><p>　　§4.1.2 主立柱的強度分析與驗算</p><p>　　舉升機工作時，其托臂將汽車舉升至一定高度后鎖定，舉升機直接承載處位于托臂端部，故應先對滑臺部件進行受力分析：在分析之前，對滑臺部件進行了調查。其中本次設計的滑臺部件的組成之一是大滑輪，滑輪的種類形狀有很多，有“兩個大圓柱滾輪型”、“四個頂角處是采用四個小滾輪型”、還有最原始的“四個角用四個橡膠滑塊”或是

39、“用兩個滑塊代替兩個大圓柱滾輪”，但是用的較多的是“采用兩個大圓柱滾輪”的形式，如果采用其他類型的滾輪例如用滑塊來代替滾輪，那么整個滑臺就不容易鎖定，容易滑動；除此之外就是同步性的問題也不容易解決。</p><p>　　一、 滑臺部件受力情況分析（如圖4.2）</p><p>　　滑臺部件自身重量近似估算如下：</p><p>　　滑臺組合件尺寸：采用160

40、5;160方鋼，壁厚8 mm，高800mm</p><p>　　滑臺體積： </p><p>　　搖臂座尺寸：采用100×100方鋼，壁厚8 mm，長440mm</p><p>　　搖臂座體積： </p><p>　　托臂近似尺寸：采用100×100方鋼，壁厚8 mm，長（800

41、＋310）＝1110mm</p><p><b>　　托臂體積：</b></p><p><b>　　鋼材比重選取：</b></p><p>　　所以，滑臺部件、搖臂座和托臂的重量為</p><p>　　將滑臺、搖臂座和托臂一起考慮</p><p>　　圖4.2中，單側托臂受

42、到的最大載荷為2噸，加上自重，托臂端部受力為2066.37kg,F1和F2是立柱通過滾輪給予的反力，F(xiàn)BX和FBY為保險支承板給予的支承力，B處為支承點，假定自重全部集中在負載處，有：</p><p>　　(4.5) (4.6) （4.7） </p><p>　　

43、由式4.7得，，代入式4.6</p><p><b>　　假定 </b></p><p><b>　　則由式4.5得：</b></p><p>　　綜上所述，考慮滑臺部件中滑臺、搖臂座和托臂的總自重，假定自重全部集中在負載處，近似估算值為66.37kg。單側托臂受到的最大載荷為2000kg，加上滑臺部件的自重，托臂端部受力

44、大小為2066.37kg，F(xiàn)1和F2是立柱通過滾輪給予的反力，F(xiàn)1=F2，F(xiàn)BX和FBY為保險支承板給予的支承力，B處是支承點位置，則：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　二、 舉升機主立柱受力情況分析</p><p>　　主立柱受力情況，F(xiàn)1和F2是滑臺通過滾輪作用在立柱上的力，F(xiàn)BX和FBY為滑臺作用在立柱上的支承

45、力（壓力），RHX、RHY和MH為底部支座反力。針對立柱受力情況，經計算得：</p><p>　　RHX=0 RHY=FBY=2066.37kg </p><p>　　三、 普通式雙柱舉升機主立柱強度校核計算</p><p>　　整個立柱體相當于一個懸臂梁，可畫出立柱的彎矩圖和 </p><p>　　圖4.3立柱上F1作用力及其彎

46、矩圖和剪力圖</p><p>　　由F1引起的彎矩和剪力：</p><p>　　l=2600mm b=2415mm a=185mm</p><p>　　圖4.4 立柱上F2作用力及其彎矩圖和剪力圖</p><p>　　由F2引起的彎矩和剪力：</p><p>　　l=2600mm b=18

47、90mm a=710mm</p><p>　　由FBY產生的M引起的彎矩：</p><p>　　綜上所述，立柱受力的合成彎矩和合成剪力可以得出： </p><p>　　在截面C處，剪力最大（QC=5234.804kg），彎矩最大（MC=2748272.1kg）,所以此處是危險截面。前面計算已經得到，抗彎截面模數(shù)為：

48、(4.8)截面上半部分靜矩S＝171.24cm3， (4.9)以下進行強度校核：</p><p>　?。?）校核正應力強度：</p><p>　　(4.10)許用應力選：</p><p>　　(4.11) ，滿足強度條件。</p><p>　?。?）校核剪應力強度：</p><p>　　(4.12)選，而許用

49、應力 (4.13) ，滿足強度條件。</p><p>　　四、折算應力強度校核：</p><p>　　主立柱橫截面上的最大正應力產生在離中性軸最遠的邊緣處，而最大剪應力則產生在中性軸上，雖然通過上面的校核說明在這兩處的強度都是滿足要求的，但是因為在截面C處，M和Q都具有最大值，正應力和剪應力都比較大，因此這里的主應力就比較大，有必要根據(jù)適當?shù)膹姸壤碚撨M行折算應力校核，取該截面

50、邊緣處某點K進行計算：</p><p>　　(4.14) (4.15) </p><p>　　由于點K處在復雜應力狀態(tài)，立柱體材料采用的30鋼是塑性材料，可以采用第四強度理論[20]，將 的數(shù)值代入，用統(tǒng)計平均剪應力理論對此應力狀態(tài)建立的強度條件為： (4.16)所以 </p><p>　　即

51、 (4.17)∴按第四強度理論所算得的折算應力也滿足許用強度要求。</p><p>　　§4.1.3 主立柱的剛度計算 </p><p><b>　　用迭加法：</b></p><p><b>　?。?） </b></p>

52、<p>　?。ㄍ鈴潱┯檬?(4.18)</p><p>　　E：彈性模量的選擇：碳鋼?。?96－206Gpa </p><p>　　取201Gpa=20.1×106N/cm2</p><p>　　= = （4.19)</p><p>　?。?） （3）

53、 (4.20)</p><p><b>　　實際往內彎的繞度 </b></p><p>　　§4.2 托臂部分的強度校核</p><p>　　§4.2.1 托臂部分截面特性</p><p>　　托臂部分截面屬于變截面，以下先計算截面特性數(shù)據(jù)：</p><p>　?。?）小臂

54、截面尺寸：70×70方鋼，壁厚8mm，a=70,b=54</p><p>　　慣性矩： (4.21)</p><p><b>　　(4.22)</b></p><p><b>　　靜矩計算：</b></p><p>　　（2）大臂截面尺寸：92×92方鋼

55、，壁厚8mm，a=92,b=76</p><p><b>　　慣性矩：</b></p><p>　　§4.2.2 托臂部分強度核算</p><p>　　圖4.5左后托臂部件圖</p><p>　　圖中的A、B、C、D分別對應著托臂示意圖中的A、B、C、D四個截面，</p><p>　　按

56、照A,B,C,D幾個典型截面進行分析，各個截面的截面圖如下：</p><p>　　(a) A-A截面 (b) B-B截面（同D-D截面） (c) C-C截面</p><p>　　圖4.6典型截面示意圖</p><p><b>　?。?）A截面：</b></p><p>　　慣性矩：I=129.

57、225cm4 ；Wx=36.92cm3 </p><p>　　保險系數(shù)較小可滿足強度要求。</p><p>　?。?）B截面：92*92方鋼</p><p>　　A1=80×15=1200mm2 yA1=92+15/2=99.5mm </p><p>　　A2=92×92-76×76=8464-5776=26

58、88mm2 yA2=92/2=46mm </p><p>　　YC=(1200×99.5+2688×46)/(1200+2688)=243048/3888=62.51mm </p><p>　　IA1=80×153/2+(99.5-62.51)2×1200=1664412.12mm4 </p><p>　　IA2=(924

59、-764)/12+(62.51-46)2×2688=392.46cm4 </p><p><b>　　所以cm4 </b></p><p>　　保險系數(shù)較小可滿足強度要求。</p><p>　?。?）C截面：A1=12cm2 yA1=92+15/2+60=15.95cm </p><p>　　

60、A2=26.88cm2 yA2=4.6cm </p><p>　　A3=60×10=6cm2 yA3=92+60/2=12.2cm </p><p>　　yC=(12×15.95+26.88×4.6+6×12.2)/(12+26.88+6)=8.56cm </p><p>　　IA1=50×15

61、3/2+(15.95-8.56)2×12=641.73cm4 </p><p>　　IA2=(924-764)/12+(8.56-4.6)2×16.88=759.875cm4 </p><p>　　IA3=1*63/12+(12.2-8.56)2×6=183.615cm4 </p><p>　　所以IA總=IA1+IA2+IA3=15

62、85.22cm4 MC=2066.37×94=194238.78kgcm </p><p><b>　　滿足強度要求。</b></p><p><b>　?。?）D截面：</b></p><p>　　慣性矩：I=318.976cm4 ； W=69.342cm3</p><p>　　MD

63、=2066.37×53=109517.61kgcm </p><p>　　,保險系數(shù)較小可滿足強度要求。</p><p>　　§4.2.3 從托臂處考慮撓度情況</p><p>　　托臂亦相當于一個懸臂梁，端部受力P＝2066.37kg，托臂部件由大臂和小臂組成，將從大臂和小臂處分別考慮：</p><p>　　小臂端部處撓

64、度： </p><p>　　大臂端部處撓度：經受力分析，大臂端部受一個力P＝2066.37kg和一個彎矩 M＝2066.37×70＝144645.9kgcm； </p><p><b>　　（4.24）</b></p><p>　　因載荷引起的撓度為：</p><p>

65、　　因托臂的大小臂之間有1mm間隙，由此產生撓度： </p><p>　　主立柱的彎曲繞度使滑臺產生轉動，滑臺的轉動又使托臂有一定的下沉量，經計算，。 </p><p>　　故托臂端部總下沉量為：</p><p>　　在舉升機行業(yè)標準中，此值滿足距立柱最遠點的托臂支承面下沉量要求。</p><p><b>　　第五章 液

66、壓系統(tǒng)</b></p><p>　　§5.1 液壓系統(tǒng)工作原理</p><p>　　啟動電動機按鈕后電機起動并帶動油泵從油箱中吸入壓力油送到舉升缸中使活塞桿移動，此時安全溢流閥關閉。此閥的壓力在出廠前已經調好，以保證起重的額定載荷的要求。當系統(tǒng)中壓力超過極限時，自動溢流卸油閥松開，起動按鈕停止供油，提升結束，開始作業(yè)工作。如果拉動滑臺上兩個機械安全鎖后再按手動式下降閥

67、便開始卸油下降，其工作原理圖5.1</p><p>　　圖5.1液壓系統(tǒng)工作原理圖</p><p>　　1. 左機械鎖液壓缸 2. 右機械鎖液壓缸 3. 兩位三通電磁閥 4. 液壓泵 5. 7. 溢流閥 6. 三位四通電磁閥 8. 節(jié)流閥 9. 單向閥 10. 11.兩位三通電磁閥 12. 液控單向閥 13. 左升降缸 14. 右升降缸 15.左行程開關

68、 16. 右行程開關</p><p>　　§5.2 汽車舉升機液壓系統(tǒng)設計要求</p><p>　　汽車舉升機液壓系統(tǒng) ,除要求能在一定的范圍內從汽車兩側將汽車同步舉升和下降外 ,還要求其能使汽車在任意高度停止并保持不動。以便不同身高的工人 ,在維修不同位置時可以任意調整高度，最方便地進行維修。因此，液壓系統(tǒng)必須具有定位保持功能。另外，因汽車重量較大一旦液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障 ,舉升機

69、舉臂在汽車重力的作用下會迅速下滑 ,可能會對車下維修工人的生命造成威脅，舉升機上面的汽車也有破壞的危險。所以，為了防止這樣的情況發(fā)生，舉升機必須具有機械鎖定裝置. 機械鎖由分別安裝在舉升油缸外側的活塞桿頂部與舉升臂相連的銷軸上的兩根鋸齒形齒條組成. 安裝在油缸外側的齒條固定不動 ,而安裝在銷軸上的齒條則隨活塞上下移動，并且能繞銷軸做一定角度的擺動，以實現(xiàn)兩根齒條的分離和嚙合. 當舉升臂處于定位動齒條就會在自身重力和彈簧力的作用下與靜齒狀

70、態(tài)或液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障、油壓低于一定數(shù)值時條嚙合，機械鎖鎖死，使舉升臂不會下滑這樣就確保維修工人和汽車不會出現(xiàn)危險。</p><p>　　§5.3 液壓系統(tǒng)的設計</p><p>　　§5. 3. 1　機械鎖回路</p><p>　　機械鎖回路由油缸1、油缸2和兩位三通閥3組成. 油缸1控制左舉升臂機械鎖的開合 ,油缸2控制右舉升臂機械鎖的開合.

71、 當兩位三通3 處于圖示右位工作時 ,兩油缸下腔與油箱直接相通 ,腔內油壓為0. 油缸活塞在缸內彈簧和機械鎖動齒條自重的作用下收回 ,機械鎖閉合 ,舉升機的舉升臂被鎖住 ,不能移動. 此時 ,工人可以進行各種維修工作. 當電磁鐵 YA1 得電 ,兩位三通閥3 左位工作 ,壓力油進入液壓缸 1、2的下腔 ,驅動活塞向上移動 ,將機械鎖打開. 此時舉升臂可以自由的上升或下降。</p><p>　　§5.3.

72、2 升降回路</p><p>　　升降回路由左升降液壓缸13、右升降液壓缸14、三位四通換向閥6 以及節(jié)流閥 8、單向閥9 組成. 其中 ,液壓缸13和14分別驅動舉升機的左右兩個舉升臂升降 ,兩缸串聯(lián) ,缸13 的上腔與缸14的下腔直接相連. 在無泄漏的情況下 , 活塞上升時 , 左缸13 上腔流出的液壓油全部流入右缸14的下腔 ,而在下降時 ,缸14 下腔流出的液壓油全部流入缸13 的上腔. 這樣 ,兩缸的

73、活塞就會同時升降. 如果兩油缸的內徑及活塞桿直徑設計合理 ,就會使兩缸活塞完全同步地上升或下降 ,舉升機的兩個舉升臂也就始終處于相同的高度.液壓缸13、14活塞的升降由三位四通換向閥6控制 , 當電磁鐵 YA2 得電時 , 換向閥6 處于左位 ,液壓油經過單向閥9 驅動油缸13 和14 的活塞同步上升 , 舉升臂將汽車舉起. 當電磁鐵 YA3得電時 ,換向閥6 處于右位 ,液壓油驅動油缸13和14 的活塞同步下降 ,缸13 下腔排出的液

74、壓油經節(jié)流閥8 流回油箱 ,舉升臂將汽車放下. 此處 ,單向閥9和節(jié)流閥8 的作用是: 當舉升臂推動汽車上升時 ,液壓油經單向閥9大流量流入缸13 的下腔 , 以較快的速度推動活塞</p><p>　　§5. 3. 3　補油回路</p><p>　　假如液壓油無泄漏 ,而油缸的設計和制造精度又達到要求的話 ,以上回路足以保證兩舉升臂的同步上升和下降. 但由于泄漏不可避免 ,油缸和

75、活塞之間、兩油缸之間的管路聯(lián)結等處 ,都會產生一定的泄漏. 壓力越大、使用的時間越長 ,泄漏就會越厲害. 由于液壓油的泄漏 ,兩活塞的移動必將產生誤差. 隨著時間的推移 ,誤差不斷累計. 當累計達到一定程度 ,就會超出兩舉升臂允許的高度誤差. 為了使兩舉升臂能夠長時間的同步運行 ,必須消除這種同步誤差. 由于誤差主要是由液壓油泄漏引起的 ,所以我們設計了補油回路.補油回路由兩個二位三通電磁閥10 和11、液控單向閥12、溢流閥7 及行程

76、開關15 和16 組成. 行程開關15 和16 安裝在舉升機兩側舉升臂行程的最上端. 當換向閥6 左位工作 ,油缸13 14的活塞在液壓油的驅動下同時上升 ,假若兩活塞完全同步 ,同時到達最高點 ,兩行程開關同時接通 ,補油回路不工作. 若液壓缸13 的活塞首先到達最高點 ,行程開關15被接通 ,但缸14卻未到達頂點 ,開關 16仍處于斷開狀態(tài) ,則電磁鐵 YA4 得電 ,二位三通電磁閥 10 右位工作 ,液壓油通過電磁閥 </p

77、><p>　　§5.4 液壓缸活塞桿受壓校核</p><p>　　§5.4.1 液壓缸活塞桿強度驗算</p><p>　　根據(jù)活塞桿只受壓力的工作情況，強度驗算公式為：</p><p>　　d≥35.7（F/[σ]）1/2mm (5.1) 式中：F—載

78、荷力KN</p><p>　　這里F=1/2G=(4000/2)×g=2000Kgf=19.62KN (5.2) [σ]—活塞桿材料應用應力 [σ]=σs/n (5.3)其中：σs—材料屈服極限，n=安全系數(shù)。取σs =315MPa，n=3，[σ]=105MPa。 則 d≥35.7（19.62/105）1/2 =15.

79、432 mm </p><p>　　實際采用之活塞桿直徑d=38mm＞＞15.432mm，所以符合受壓強度要求。</p><p>　　§5.4.2 液壓缸活塞桿受壓穩(wěn)定性校核</p><p>　　液壓缸壓桿安裝形式如下圖示：</p><p>　　已知：缸體長度: L=1078mm 工作行程: l=914mm</p>

80、<p>　　活塞桿直徑: d=38mm 計算長度: l′=L+l=1992mm</p><p>　　活塞桿截面積: A=（π/4）×d2 活塞桿轉動慣量: J=（π/64）×d4</p><p>　　活塞桿回轉半徑: K=（J/A）1/2=d/4 柔性系數(shù): m=85</p><p>　　末端條件系數(shù): n=

81、2</p><p>　　則 l′/K=4×l′/d=4×1992/38=209.684 </p><p>　　m×n1/2=85×21/2=120.21 </p><p>　　由于 l′/K＞ m×n1/2，則可按下列公式計算臨界載荷</p><p>　　PK=π2nEJ/L′2

82、 (5.4)式中：E—材料彈性模量取E=2.1×105 MPa，J—mm4，l′—mm</p><p>　　PK=[3.14162×2×2.1×1011×（3.1416/64）×0.0384]/19922=106924.616N</p><p>　　取安全系數(shù)nK=

83、3, 臨界穩(wěn)定載荷PK/ nK=106924.616/3=35641.539N </p><p>　　實際工作載荷F=1/2G=2000Kgf=19620N </p><p>　　F=1/2G=2000Kgf=19620N＜PK/ nK，所以滿足壓桿穩(wěn)定條件。</p><p><b>　　第六章 開關的選擇</b></p><

84、;p>　　§6.1 HZ5B-1型組合開關</p><p>　　根據(jù)本次設計的升舉機的設計要求及其所要達到的目標和運行特點選取HZ5B-1型組合開關，控制電動機的正反轉。</p><p>　　HZ5B-1型組合開關，適用于交流50Hz、電壓至380v的電路中，作為電源的引入開關、電動機的不頻繁起動、停止變速和正反向轉換、控制線路的換接之用。</p><p

85、>　　HZ5B-1型組合開關采用組合式結構，可以組裝成1 ~10層。選用時，選用時應指出特征代號。</p><p>　　§6.2 LXJ6系列接近開關</p><p>　　LXJ6系列接近開關為交流二線式，用于交流50~60H、電壓100~250v線路中做設備和自動生產線的定位或檢測信號之用，當運動的金屬體接近開關的感應面達到作用距離之內時，無接觸、無壓力的發(fā)出檢測信號，用

86、以驅動小容量的接觸器或中間繼電器。開關體積小、重量輕、精度高、壽命長。接近開關本體用環(huán)氧樹脂封固，耐震，防潮。</p><p>　　第七章 經濟效益分析</p><p>　　§7.1 經濟效益分析</p><p>　　汽車維修行業(yè)規(guī)模不斷擴大 ,結構不斷優(yōu)化 十年來 ,我國的維修行業(yè)整體規(guī)模有了較大的發(fā)展和提高。目前 ,我國已從根本上解決了 長期存在的“修

87、車難”問題,取而代之的是一些不成形的小企業(yè) ,由于維修設備不完善、人員技術能力差而無法在競爭的環(huán)境下生存。國內維修企業(yè)已從傳統(tǒng)的單一車輛維修發(fā)展為車輛維修、車輛檢驗、配件 銷售三位一體的綜合體系。近年來 ,配件市場有了 較大的發(fā)展 ,配件銷售規(guī)模越來越大。車輛檢測也 從無到有 ,建成了汽車綜合檢測站 ,擁有了完整先進的檢測設備。車輛維修也從過去只能修中型車、國產車、汽油車發(fā)展到能維修重型車、小型車、柴油車 和進口車。維修企業(yè)小而全、全能

88、的經營方式已向 專業(yè)化分工方向發(fā)展。十年來 ,各類專業(yè)維修中心近 60 家 ,產業(yè)結構優(yōu)化布局更趨合理 ,高檔車維修可就地完成，維修網(wǎng)絡系統(tǒng)完善 ,為汽車使用單位提 供了便利條件。</p><p>　　目前國內汽車維修技術水平、管理能力、經營方式、生產規(guī)模、從業(yè)人員的綜合素質和服務意識, 與發(fā)達國家相比還存在較大差距, 如在實現(xiàn)汽修業(yè)的配件送貨及全方位的零庫存等。我國汽車維修的經營方式將逐步與國際接軌, 多種經營

89、方式已全面展開, 如特約維修、代理維修、現(xiàn)場維修、專項總成維修, 也將實 現(xiàn)連鎖經營維修、定點維修、會員制方式維修及俱樂部方式的維修等。充分體現(xiàn)低成本, 以專一保證質量和服務的優(yōu)越性。</p><p>　　現(xiàn)在汽車維修，大多采用地溝作業(yè)，工作空間狹小，積油積水后排出困難，溝內陰暗，需人工采光，通風不良，工作起來極其不便。有了此類升舉裝置，將會給維修帶來效率，還能減輕工人師傅的勞動強度。</p>&l

90、t;p>　　故此，小較車維修用升舉機具有很大的市場前景。</p><p><b>　　結論</b></p><p>　　本文首先對所有的汽車舉升機的情況進行了簡單的闡述，并介紹了各類汽車舉升機的結構特點，對汽車舉升機有了初步了認識。然后再根據(jù)各類汽車舉升機的各種使用要求，結合前人設計的舉升機的各種結構，按照自己所要設計的舉升機的要求對汽車舉升機進行了結構方面的設

91、計。</p><p>　　本次所設計的舉升機是采用以液壓驅動、液壓缸為舉升裝置以及鋼絲繩為同步裝置的普通式雙柱汽車舉升機。液壓驅動是由液壓系統(tǒng)以及電箱組成的。整個舉升機的外形是雙柱式的，同時它的支撐機構是非對稱式的托臂。通過電磁鐵安全鎖將立柱內的滑臺固定住，起到保護的作用。</p><p>　　總結這次普通式雙柱汽車舉升機的設計，大體可以歸納為以下幾點：</p><p&

92、gt;　　一、通過市場調查，首先了解了汽車舉升機種類，并熟悉了各類汽車舉升機的外形以及它們的功能特點、使用要求等。在對汽車舉升機有了一定的了解后，將各類汽車舉升機的裝配結構作了對比，最終確定了本次設計的普通式雙柱汽車舉升機的設計方案。</p><p>　　二、在確定了設計方案之后，就對普通式雙柱汽車舉升機的結構進行了設計。在設計過程中通過參考其它形式的舉升機的結構特點，再結合了自己的設計思想，最終把此次普通式雙柱

93、汽車舉升機的結構設計成由舉升裝置、支撐機構、平衡機構和保險機構部分組成。</p><p>　　三、由于汽車舉升機是一種將汽車抬升到一定高度后用于汽車維修或保養(yǎng)的舉升設備。因此，在工作的情況下它必須要承受一定的載荷。所以，在設計了汽車舉升機的結構之后，還對它的強度、剛度進行驗算，以保證舉升機有足夠的承載能力來安全有效地工作。</p><p>　　四、除了對普通式雙柱汽車舉升機的機械結構進行設

94、計、驗算外，還進行了液壓部分的驗算。因為本次設計的普通式雙柱汽車舉升機的驅動系統(tǒng)采用的是液壓驅動，而且它的舉升裝置采用了液壓缸舉升。而液壓缸受壓的活塞桿是屬于細長桿，所以設計時必須要考慮到細長桿的穩(wěn)定性，所設計的方案必須要通得過驗算。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 孔紅梅，等.液壓舉升機同步系統(tǒng)[J].液壓氣動與密封，200

95、0,(1):20--23.</p><p>　　[2] 劉敏杰,等.幾種舉升機構的結構與性能分析[J].專業(yè)汽車，1999,(2):23--25.</p><p>　　[3] 王惠.舉升機液壓系統(tǒng)的設計[J].機械設計，1996,(4)：25--27.</p><p>　　[4] 胡均安,等.汽車舉升機立柱結構的神經網(wǎng)絡模型建立[J].湖北工學院學報，2001,(4

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97、:22.</p><p>　　[8] 文嘉性,馮克良,章武烈.QJ-2型汽車舉升機的設計與制造[J].陜西汽車,1995,(3):17-25.</p><p>　　[9] 鐘建琳. Pro/Engineer典型機械設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002年(2):1-10.</p><p><b>　　致 謝</b></p>&

98、lt;p>　　伴隨著工作的開始,我們在學校的畢業(yè)設計也結束了,雖然很累,但是我們都很高興,兩年的大學生活留給我們的是回憶,在大學的生活里,無論是老師還是同學都在我們的生活中給了我很大的幫助,作大學生活和學習中的最后一次作業(yè),它考察的不僅僅是我們所學的知識,更體現(xiàn)出了我們把所學的理論知識應用于實踐中的能力.</p><p>　　從定畢業(yè)論文題目到論文的結束,我們都不是一個人完成的,我們的背后有我們關愛的父母，

99、親愛的同學,有我們敬愛的老師,他們在默默的付出著,從來沒有什么怨言,每次在設計遇到困難的時候,想起的是我的父母，他們用自己勤勞的汗水掙來的錢供養(yǎng)我上大學，為了回報父母，面對困難我不會輕易退縮；想起了我的畢業(yè)論文指導老師范曉彬，范老師曾細心的給我們講解論文的格式和論文的思路，和她的交談中我們感受到的是一份份濃濃的感情和責任感,我很高興因為我有這么好的老師.在這里我發(fā)自肺腑的說一句“范老師謝謝你”。同時也感謝在這兩年中給予我們知識的所有老師