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1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書一、題目及專題：一、題目及專題：1、題目可四輪定位四柱式汽車舉升機(jī)設(shè)計(jì) 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù)二、課題來源及選題依據(jù) 本課題來源于深圳元征公司。 隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車維修工業(yè)也迅速壯大。作為汽車維修用的必備之一的汽車舉升機(jī)的制造業(yè)也雨后春筍的涌現(xiàn)。但符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的不多，中高檔層次的舉升機(jī)沒有，深圳元征公司要求設(shè)計(jì)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的舉升機(jī)，以進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。對(duì)于汽車維修企業(yè)來說，汽車舉升機(jī)可能是除廠房外的最重要的投資，因?yàn)樗哂兄陵P(guān)重要和不可替代的作用，甚至直接影響到汽車維修業(yè)務(wù)的興衰。汽車舉升機(jī)是汽車維修設(shè)備行業(yè)的支柱設(shè)備之一，讓我們生產(chǎn)出更多、更好

2、、更受歡迎的汽車舉升機(jī)為汽車維修企業(yè)服務(wù)。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 舉升機(jī)臺(tái)板降到下位時(shí)，與地面應(yīng)盡可能在同一平面上； 選取液壓傳動(dòng)方式，了解液壓傳動(dòng)的原理和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)； 要提高汽車舉升機(jī)的去安全性能，設(shè)計(jì)安全裝置以保證系統(tǒng)的安 全性； 四、接受任務(wù)學(xué)生：四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 92 班班 姓名姓名 潘新偉 五、開始及完成日期：五、開始及完成日期：自自 2012 年年 11 月月 7 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師簽名簽名 簽名簽名 簽名簽名

3、教教研研室室主主任任學(xué)科組組長(zhǎng)研究所學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng)所長(zhǎng)簽名簽名 系主任系主任 簽名簽名年年 月月 日日摘摘 要要隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展,汽車維修工業(yè)也迅速壯大。特別是改革開放以來,我國(guó)的汽車維修行業(yè)有了很大的發(fā)展，為之服務(wù)的汽車維修設(shè)備行業(yè)已成為我國(guó)的新興行業(yè)并不斷發(fā)展壯大。作為汽車維修用必備之一的各種汽車舉升機(jī)設(shè)備如雨后春筍般的涌現(xiàn)。但符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的不多,中高檔層次的舉升機(jī)沒有。本設(shè)計(jì)結(jié)合汽車技術(shù)的發(fā)展要求及汽車維修作業(yè)的實(shí)際需要,設(shè)計(jì)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的、液壓驅(qū)動(dòng)及可四輪定位的四柱式汽車舉升機(jī)。四柱式舉升機(jī)有四根立柱、兩根橫梁、用于支撐汽車的兩個(gè)臺(tái)板。本設(shè)計(jì)只采用一個(gè)液壓缸,其他立柱通過鋼

4、絲繩連接以實(shí)現(xiàn)同步舉升。舉升前,汽車很容易正確無誤的駛上四柱舉升機(jī)的臺(tái)板。其具有承載穩(wěn)定、支承載荷受力簡(jiǎn)單、應(yīng)力較低等優(yōu)點(diǎn),具有較高的使用價(jià)值。對(duì)于汽車維修企業(yè)來說，汽車舉升機(jī)可能是除廠房外的最重要的投資,因?yàn)樗哂兄陵P(guān)重要和不可替代的作用，甚至直接影響到汽車維修業(yè)務(wù)的興衰。汽車舉升機(jī)是汽車維修設(shè)備行業(yè)的支柱設(shè)備之一,讓我們生產(chǎn)出更多、更好、更受用戶歡迎的汽車舉升機(jī),為汽車維修企業(yè)服務(wù)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞: : 四輪定位;四柱式;液壓驅(qū)動(dòng);同步舉升ABSTRACTAlong with automobile industry rapid development, the automobile serv

5、ice industry also rapidly expands. Since the special reform and open policy, our countrys automobile service industry has had a great development, the vehicle maintenance equipment industry has become an emerging industry in China and will continue to grow and develop. As one of the essential mainte

6、nance equipment, each kind of automobile lift likes the emergence of the mushrooming. But little of them can conform to the international standard.This design combine with automobile technology development request and automobile service work actual needs, designed in line with international standard

7、s, four-wheel hydraulic drive, and the positioning of the frame of vehicle lift. Four-post lift has four posts, two beams and two plates. This design only consists of a hydraulic cylinder, other columns realize synchronization through the cable. Before lifting, the automobile is very easy to be corr

8、ectly driven onto the plate of the lift. It has the load bearing stably, the supporting load stress simple, the stress is lower and so on the merit, which has the higher use value.For the vehicle maintenance enterprises, the vehicle lift is the most important investment in addition to plants outside

9、, because it has the function which very important and cannot be substituted, even directly affects prosperity and decline of the automobile service. The automobile lift is one of important equipment in automobile maintenance, Let us produce more, better and more popular with users of the automobile

10、 lifts for vehicle maintenance service. Key words: four-wheel positioning，four-post，hydraulic actuate，synchronous raise目目 錄錄摘 要.IIIABSTRACT.IV目錄 .V1 緒論.11.1 國(guó)外的情況和發(fā)展趨勢(shì).11.2 國(guó)內(nèi)的情況和發(fā)展趨勢(shì).41.3 設(shè)計(jì)的依據(jù)及意義.41.4 轎車舉升機(jī)的分類.52 課題分析.72.1 設(shè)計(jì)技術(shù)要求.72.2 設(shè)計(jì)特點(diǎn).72.2.1 舉升機(jī)臺(tái)板降到下位時(shí)，與地面應(yīng)盡可能在同一平面上.72.2.2 正確選擇傳動(dòng)方式.72.2.3 鋼絲繩

11、的選擇.72.2.4 汽車舉升機(jī)的安全保證措施.73 方案論證.83.1 純機(jī)械結(jié)構(gòu).83.2 液壓結(jié)構(gòu).84 機(jī)械部件設(shè)計(jì)計(jì)算.104.1 舉升機(jī)運(yùn)動(dòng)過程原理.104.2 立柱設(shè)計(jì)計(jì)算.114.3 梁設(shè)計(jì)計(jì)算.144.3.1 強(qiáng)度校核.164.3.2 剛度校核.184.4 橋身設(shè)計(jì)計(jì)算.184.4.1 強(qiáng)度校核.194.4.2 剛度校核.214.5 鋼絲繩的選取.214.6 鋼絲繩與吊環(huán)的聯(lián)結(jié)方法.214.7 滑輪軸承的選用及校核.225 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算.245.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算.245.2 液壓系統(tǒng)工作原理.256 電氣控制原理.267 安全裝置.278 結(jié)論.289 致謝.29參考

12、文獻(xiàn).311 緒論緒論1.1 國(guó)外的情況和發(fā)展趨勢(shì)國(guó)外的情況和發(fā)展趨勢(shì)汽車舉升機(jī)在世界上已經(jīng)有了 80 多年歷史。1925 年美國(guó)生產(chǎn)了第一臺(tái)汽車舉升機(jī),它是由氣動(dòng)控制的,如圖 1.1 所示。由于采用的氣壓比較低,所以缸體較大,同時(shí)采用皮革用來密封,所以壓縮空氣驅(qū)動(dòng)時(shí)的彈跳較嚴(yán)重且不穩(wěn)定。等到 10 年后,即 1935 年這種單柱舉升機(jī)才在美國(guó)以外的其它地方開始被采用。 圖 1.1 單柱舉升機(jī)1937 年美國(guó)另一家公司生產(chǎn)了第一臺(tái)四柱舉升機(jī),隨后在美國(guó)一家公司也生產(chǎn)出類似的舉升機(jī),如圖 1.2 所示。這兩種舉升機(jī)均由螺旋驅(qū)動(dòng), 圖 1.2 四柱舉升機(jī)其方案是:每一根立柱內(nèi)都有一顆螺母及螺桿,由

13、裝在地面上的鏈條連起來實(shí)現(xiàn)同步驅(qū)動(dòng),此四柱舉升機(jī)在市場(chǎng)上并沒有獲得成功,而單柱舉升機(jī)卻繼續(xù)得到普遍的應(yīng)用。1948 年 Joseph Bardbury & Sohs 生產(chǎn)出該公司的第一舉升機(jī),其方案是:在四柱舉升機(jī)的一個(gè)主柱內(nèi)裝有一套螺旋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),舉升臺(tái)板的其它三個(gè)角落通過鋼絲繩與動(dòng)力主柱相連。1950 年 Bardbury 將機(jī)械式螺旋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)改成液壓機(jī)構(gòu),只裝有一個(gè)液壓缸,其他立柱通過鋼絲繩連接從而實(shí)現(xiàn)同步舉升,由于當(dāng)時(shí)的液壓壓力尚未超過3540Kg/cm因而第一臺(tái)液壓舉升機(jī)體積比較大。五十年代初單柱舉升機(jī)在歐洲市場(chǎng)上的銷量驟減,而四柱舉升機(jī)卻居于主導(dǎo)地位;但是在美國(guó)單柱舉升機(jī)卻繼續(xù)受到人

14、們的青睞。1956 年 Borg Warner 和 Plessey 生產(chǎn)液壓壓力能達(dá)到 140175Kg/cm的液壓齒輪泵;由此, Bardbury 又生產(chǎn)出雙功能舉升機(jī),這在舉升機(jī)的設(shè)計(jì)上是一個(gè)突破性跨越。此舉升機(jī)可以用兩種方式支撐汽車:車輪支撐型;車輪自由型。此發(fā)明在市場(chǎng)上很受歡迎。到 1960 年在英國(guó)的市場(chǎng)上使用率竟達(dá) 75%。1961 年 Bardbury 生產(chǎn)出四柱舉升機(jī)改進(jìn)后的車輪自由系統(tǒng),而且在全世界 17 個(gè)國(guó)家獲得了專利。但在南美洲仍然流行單柱舉升機(jī),只是已將其改為液壓傳動(dòng)。1966 年,一家德國(guó)公司生產(chǎn)出第一臺(tái)雙柱舉升機(jī),如圖 1.3 所示。這是圖 1.3 雙柱舉升機(jī)舉升

15、機(jī)設(shè)計(jì)上的又有了一個(gè)重要進(jìn)展,但是直到 1977 年這種舉升機(jī)才在德國(guó)以外的其它國(guó)家出現(xiàn)?，F(xiàn)在雙柱舉升機(jī)在市場(chǎng)上已占據(jù)穩(wěn)定的地位,其銷量還在繼續(xù)上升。它和四柱舉升機(jī)相比,既有優(yōu)點(diǎn),也有缺點(diǎn),以下將作簡(jiǎn)要說明。我們所見到的絕大多數(shù)舉升機(jī)都采用固定安裝的方式,在舉升前汽車必須駛上舉升臺(tái)。在移動(dòng)式舉升機(jī)方面也有幾項(xiàng)成功突破,如簡(jiǎn)式舉升機(jī)、菱架式舉升機(jī)等。但這類舉升機(jī)還存在兩個(gè)重要問題:接近汽車下部難,在車間移動(dòng)舉升機(jī)時(shí)難逾越地面上的障礙物。當(dāng)然,可移動(dòng)性是這類舉升機(jī)的重要優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在固定安裝的單柱、雙柱、四柱舉升機(jī)已在維修現(xiàn)場(chǎng)廣泛采用,而移動(dòng)式舉升機(jī)卻相對(duì)要少得多。最初設(shè)計(jì)單柱舉升機(jī),車輛體積都較大,

16、其底盤能明顯分辨,因而汽車檢修區(qū)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于舉升器件?，F(xiàn)在絕大多數(shù)汽車均為“緊湊型”或“半緊湊型”,導(dǎo)致汽車檢修區(qū)域接近主要舉升機(jī)器件不便。但在南美洲卻有例外,那里仍然采用較大的車輛,這可能是單柱舉升機(jī)在該地區(qū)的市場(chǎng)上仍然繼續(xù)受到歡迎的重要原因。單柱舉升機(jī)有兩大優(yōu)點(diǎn):當(dāng)其下降后,不會(huì)成為維修車間的障礙物;汽車可在舉升機(jī)上自由的轉(zhuǎn)。但美國(guó)卻遇到了困難,主要是舉升機(jī)的旋轉(zhuǎn)會(huì)帶來撞擊操作人員的危險(xiǎn)。單柱舉升機(jī)的主要缺點(diǎn)是:第一,它需要在車間的地面挖掘一個(gè)相當(dāng)大的洞后才能安裝;其次,它只能提供車輪支撐方式;第三,使用時(shí)難接近汽車下部的一些檢修區(qū)域。舉升機(jī)用的主油缸潛藏在地下也給維修帶來兩大問題:第一是檢修

17、這些零部件較為困難;其次是油缸所處的環(huán)境條件差,容易生銹,特別是地下水位較高時(shí)。雙柱舉升機(jī)(包括液壓式和機(jī)械式),都有以下的優(yōu)點(diǎn):第一,檢修汽車下部具有很高的可接近性(幾乎達(dá)到 100%);而且,采用車輪自由型的方式支撐車輛,所以拆卸車輪時(shí)不需要其它輔助性的舉升方法;第三,結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小。雙柱舉升機(jī)的缺點(diǎn)是:第一,為確保安全,安置舉升機(jī)時(shí)的要求非常嚴(yán)格,否則在舉升過程中容易搖晃或顛覆;第二,由于此舉升機(jī)常采用車輪自由型的方式支撐汽車,如果需采取車輪支撐型的方式維修汽車則會(huì)產(chǎn)生不便,如檢查懸掛系統(tǒng)、檢查轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)間隙或進(jìn)行車輪定位檢驗(yàn)等;第三,由于舉升臂和立柱承受懸臂或載荷所產(chǎn)生的巨大應(yīng)力,

18、其承力件容易受到磨損。因而雙柱舉升機(jī)沒有四柱舉升機(jī)的使用壽命長(zhǎng)。如圖 1.2 所示,四柱舉升機(jī)有四根立柱、兩根橫梁、用于支撐汽車的兩個(gè)平臺(tái)。舉升前,汽車很容易準(zhǔn)確駛上四柱舉升機(jī)的臺(tái)板。由于臺(tái)板內(nèi)側(cè)設(shè)備有凸緣,當(dāng)汽車駛上臺(tái)板時(shí)也不致于底下,車輪支承型四柱舉升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是:第一,舉升機(jī)裝載汽車時(shí)不需要較高的操作,操作又很簡(jiǎn)單;第二,承載時(shí)比較穩(wěn)定;第三，支承載荷受力簡(jiǎn)單,應(yīng)力較低,從而延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命;第四,由于具有較高的使用價(jià)值,從經(jīng)濟(jì)上來看也是合算的;第五,易于維修;第六,在車間現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝也較方便，只要地面平坦,其混凝土厚度能夠牢固立柱的地腳螺栓就行。四柱舉升機(jī)的缺點(diǎn)是:和雙柱舉升機(jī)相比,

19、占地面積較大,對(duì)汽車檢修區(qū)域的可接近性差。1.2 國(guó)內(nèi)的情況和發(fā)展趨勢(shì)國(guó)內(nèi)的情況和發(fā)展趨勢(shì)由于我國(guó)汽車維修檢測(cè)設(shè)備行業(yè)起步晚、起點(diǎn)低，整體上還是比較落后的。舉升機(jī)制造企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小、經(jīng)濟(jì)技術(shù)力量不足、各食其力、缺乏專業(yè)分工和廣泛合作；技術(shù)吸收、運(yùn)用、開發(fā)、創(chuàng)新能力不夠；抄襲、偽造現(xiàn)象和短期行為嚴(yán)重；市場(chǎng)營(yíng)銷及服務(wù)水平低等問題還普遍存在，從而導(dǎo)致全行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理,質(zhì)量不高。對(duì)于汽車維修企業(yè)來說，汽車舉升機(jī)可能是除廠房外的最重要的投資,因?yàn)樗哂蟹浅Ｖ匾淖饔?，甚至直接影響到汽車維修業(yè)務(wù)的興敗。汽車舉升機(jī)是汽車維修設(shè)備行業(yè)的支柱設(shè)備之一,讓我們生產(chǎn)出更多、更好、更受用戶歡迎的汽車舉升機(jī),為汽車

20、維修企業(yè)服務(wù)。1.3 設(shè)計(jì)的依據(jù)及意義設(shè)計(jì)的依據(jù)及意義進(jìn)入21世紀(jì)，轎車舉升機(jī)作為轎車保養(yǎng)設(shè)備的一種，隨著近幾年我國(guó)的轎車行業(yè)發(fā)展，在轎車維修行業(yè)較廣泛的應(yīng)用，維修業(yè)也發(fā)展到室內(nèi)和室外維修，舉升機(jī)在汽車的維護(hù)行業(yè)有著非常巨大的作用，無論保養(yǎng)小修還是整車大修，都需要它。在各種規(guī)模的維修保養(yǎng)企業(yè)公司中，無論是維修多種車型的綜合型修理廠，還是經(jīng)營(yíng)范圍單一的汽車店，基本都擁有舉升機(jī)。舉升機(jī)的重要性和遍及性，決定了它是一種備受汽車行業(yè)人員重視的設(shè)備。而隨著我國(guó)轎車數(shù)量的增加，作為維修保養(yǎng)的須具備的一種工具，舉升機(jī)有廣泛的市場(chǎng)和應(yīng)用前景。私人購買成為購車的主要來源，售后市場(chǎng)也將得到蓬勃的發(fā)展，舉升機(jī)在未來

21、的需求量也將不斷增加，據(jù)業(yè)內(nèi)專家估測(cè)，在未來三年內(nèi)，舉升機(jī)市場(chǎng)將保持在812的增長(zhǎng)率。因此，設(shè)計(jì)出一款簡(jiǎn)單實(shí)用的舉升機(jī)有很大前景，也能增加轎車維修行業(yè)的工具，減少轎車維修工人體力勞動(dòng)，增加維修的效率。 1.4 轎車舉升機(jī)的分類轎車舉升機(jī)的分類轎車舉升機(jī)產(chǎn)品種類較多，動(dòng)力形式一般有液壓和機(jī)械兩種形式，有的二次舉升采用的是氣動(dòng)。結(jié)構(gòu)類型有:單柱式，雙柱式，四柱式和剪式等結(jié)構(gòu)（如圖1.1-1.4） ，雙柱式有的采用門式結(jié)構(gòu)，有的四柱式舉升機(jī)作為四輪定位設(shè)備配套使用，剪式舉升機(jī)一般為移動(dòng)式的。而選擇單柱、雙柱還是四柱的舉升機(jī)，或是選擇立式、剪式、平板式還是子母式，或是幾種類型相結(jié)合的舉升機(jī)，車間結(jié)構(gòu)布

22、局和維修中的具體需要來確定采用哪種舉升機(jī)，比如舉升機(jī)在車間的占地面積和高度，舉升機(jī)在維修和養(yǎng)護(hù)中的具體用途，以及是否要與四輪定位儀配套使用等。而轎車舉升機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)也將朝著自動(dòng)化，智能化發(fā)展。機(jī)械式舉升機(jī)被液壓式舉升機(jī)取代。對(duì)轎車保養(yǎng)行業(yè)而言，舉升機(jī)一定要安全可靠、維護(hù)簡(jiǎn)單，否則在一定程度上會(huì)影響工作效率。而傳統(tǒng)的機(jī)械式舉升機(jī)安全性較差，所需的維護(hù)工作較多，被液壓式舉升機(jī)取代也是大勢(shì)所趨。據(jù)有人調(diào)查，訪談舉升機(jī)生產(chǎn)廠商，全部轉(zhuǎn)向了當(dāng)前主流產(chǎn)品即液壓式舉升機(jī)，它具有安全性能好、維護(hù)周期長(zhǎng)以及工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。產(chǎn)品質(zhì)量智能將不斷提高。隨著技術(shù)開發(fā)的提高，舉升機(jī)在設(shè)計(jì)方面越來越智能化和人性化，將會(huì)向

23、遙控、電腦控制方向發(fā)展。同時(shí)隨著技術(shù)的不斷成熟，其標(biāo)準(zhǔn)也將慢慢統(tǒng)一化。技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品將主導(dǎo)市場(chǎng)。圖 1.4 四柱上油缸式舉升機(jī)圖 1.5 四柱下油缸式舉升機(jī)圖 1.6 剪式舉升機(jī)2 課題分析課題分析2.1 設(shè)計(jì)技術(shù)要求設(shè)計(jì)技術(shù)要求最大舉升質(zhì)量 4000 公斤；最大舉升高度 1700 毫米；可用于四輪定位的四柱式舉升機(jī)；符合汽車舉升機(jī)行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)。2.2 設(shè)計(jì)特點(diǎn)設(shè)計(jì)特點(diǎn)2.2.1 舉升機(jī)臺(tái)板降到下位時(shí)舉升機(jī)臺(tái)板降到下位時(shí), ,與地面應(yīng)盡可能在同一平面上與地面應(yīng)盡可能在同一平面上為達(dá)到此目的,雖然可在地面上挖掘坑洞,但還增加投資費(fèi)用,也破壞了車間地面的水平性。為此,在保證強(qiáng)度和剛度的基

24、礎(chǔ)下,應(yīng)盡可能降低舉升機(jī)臺(tái)板和橫梁的高度;這樣既便于汽車駛上舉升機(jī),又使駛上臺(tái)板的斜面長(zhǎng)度盡可能短,節(jié)約車間的占地。在條件許可時(shí)舉升機(jī)臺(tái)板(或橫梁)應(yīng)選擇專用型鋼或用鋼板折彎成形。2.2.2 正確選擇傳動(dòng)方式正確選擇傳動(dòng)方式采用機(jī)械傳動(dòng)(螺母、螺絲)或液壓傳動(dòng)(油缸),都采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。機(jī)械傳動(dòng)的成本較高,耗能較多，但安全性較好?，F(xiàn)實(shí)證明:機(jī)械傳動(dòng)的耗能為液壓傳動(dòng)所需耗能的兩倍(在舉升載荷、舉升時(shí)間均相同的條件下)。機(jī)械示舉升機(jī)的螺母、螺栓磨損較快,而液壓示舉升機(jī)的維修量卻相對(duì)要小些。雖然液壓示舉升機(jī)的技術(shù)難度較大,但多數(shù)的零部件(液壓泵、液壓缸、閥門、密封元件等)均可從外面購買,當(dāng)然一定要選

25、用優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。2.2.3 汽車舉升機(jī)的安全保證措施汽車舉升機(jī)的安全保證措施如今全世界都對(duì)在危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境下工作的人員的安全投以極大的關(guān)注。汽車舉升機(jī)具有潛在的危險(xiǎn),因?yàn)槿藗円谄湎旅婀ぷ?，?dāng)其升降時(shí)如不小心,也會(huì)碰傷手足。近年來不少國(guó)家還制定了專門性法規(guī),以防止或至少使安全事故的可能性降低到最低限度。汽車舉升機(jī)的安全保證措施主要應(yīng)從兩方面著手:一方面應(yīng)從設(shè)計(jì)制造方面采取措施,好提高汽車舉升機(jī)的安全技術(shù)特性;另一方面則應(yīng)在使用維修過程中遵循嚴(yán)格的操作程序,保證汽車舉升機(jī)能在好的技術(shù)狀態(tài)下正確的運(yùn)行。3 方案論證方案論證3.1 純機(jī)械結(jié)構(gòu)純機(jī)械結(jié)構(gòu)由齒輪齒條結(jié)構(gòu)做主動(dòng)力結(jié)構(gòu)，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒

26、輪與固結(jié)在升降板上的齒條嚙合，帶動(dòng)齒條上下運(yùn)動(dòng) 從而達(dá)到舉升的目的。簡(jiǎn)單示意圖如圖3.1，具體過程如圖 3.2 所示。圖 3.1 結(jié)構(gòu)示意圖圖 3.2 系統(tǒng)框圖此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易操作，傳動(dòng)精度高，響應(yīng)快等，但也存在著十分巨大的問題：第一，由于是四柱舉升，按照上面結(jié)構(gòu)，勢(shì)必要在每個(gè)柱上都設(shè)計(jì)此結(jié)構(gòu)，并需配置 4 個(gè)電動(dòng)機(jī)，不僅增加額外重量，而且經(jīng)濟(jì)性也不好，同時(shí)對(duì)同步舉升存在缺陷。第二，由于是齒輪齒條嚙合的舉升，所以汽車的重量都由輪齒間的嚙合力平衡，對(duì)齒輪齒條的剛度要求很高，而且長(zhǎng)期負(fù)載，容易產(chǎn)生疲勞失效。3.2 液壓結(jié)構(gòu)液壓結(jié)構(gòu)由液壓結(jié)構(gòu)帶動(dòng)剛索來回運(yùn)動(dòng)，剛索的另一端經(jīng)過滑輪連接在立柱

27、上，液壓缸安裝在平板上，由于剛索的伸縮，產(chǎn)生反作用力，舉升汽車。具體過程如圖 3.3 所示。電動(dòng)機(jī)齒條升降板限位開關(guān)齒輪汽車 圖 3.3 系統(tǒng)框圖優(yōu)點(diǎn)：1) 液壓傳動(dòng)可以輸出大的推力或大轉(zhuǎn)矩，可實(shí)現(xiàn)低速大噸位運(yùn)動(dòng) 2) 液壓傳動(dòng)能很方便地實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍大，且可在系統(tǒng)運(yùn)行過程中調(diào)速。 3) 在相同功率條件下，液壓傳動(dòng)裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。液壓元件之間可采用管道連接、或采用集成式連接，其布局、安裝有很大的靈活性，可以構(gòu)成用其它傳動(dòng)方式難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。 4) 液壓傳動(dòng)能使執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)十分穩(wěn)定，可使運(yùn)動(dòng)部件換向時(shí)無換向沖擊。而且由于其反應(yīng)速度快，故可實(shí)現(xiàn)頻繁換向。 5) 操作簡(jiǎn)單

28、，調(diào)整控制方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。特別是和機(jī)、電聯(lián)合使用時(shí)，能方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。 6) 液壓系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，使用安全、可靠。由于各液壓元件中的運(yùn)動(dòng)件均在油液中工作，能自行潤(rùn)滑，故元件的使用壽命長(zhǎng)。 7) 液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造、維修和推廣使用。主要缺點(diǎn)： （1）由于液體流動(dòng)的阻力損失和泄漏比較大,所以效率比較低。如果處理不適當(dāng),泄漏不僅會(huì)污染場(chǎng)地,而且還可能引起火災(zāi)和爆炸事故。 （2）工作性能易受溫度變化的影響,因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作通過綜合考慮和對(duì)比，利用液壓結(jié)構(gòu)在汽車舉升機(jī)構(gòu)中具有明顯優(yōu)勢(shì)。液壓結(jié)構(gòu)升降板剛索下限位開關(guān)上限位開關(guān)

29、下降上升PLC 程序4 機(jī)械部件設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)械部件設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 舉升機(jī)運(yùn)動(dòng)過程原理舉升機(jī)運(yùn)動(dòng)過程原理四柱舉升機(jī)由液壓驅(qū)動(dòng)，通過滑輪與鋼絲繩傳遞應(yīng)力，具體運(yùn)動(dòng)流程見圖 4.1： 電動(dòng)機(jī)液壓缸鋼絲繩平 板圖 4.1 簡(jiǎn)單示意流程圖在上述流程中，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓缸排液，與鋼絲繩連接的液壓桿縮回，通過滑輪的變向，使平板受到向上的的舉升力，平板被向上舉升。同樣的，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓缸注液，液壓桿伸出，此時(shí)平板仍然受向上的力，只是鋼絲繩在伸長(zhǎng)，平板受重力作用自動(dòng)下降。簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)示意圖見下圖 4.2：圖 4.2 簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)示意圖由以上結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖可得：（1）因?yàn)槠桨宓呐e升、下降是由液壓桿的來回運(yùn)動(dòng)控制，所以平板的

30、最大舉升高度主要受液壓桿初始長(zhǎng)度的影響，安裝的時(shí)候液壓桿初始長(zhǎng)度 1 米的話，最大舉升高度也為 1 米。（2） 立柱內(nèi)固定點(diǎn)實(shí)則為立柱蓋上與鋼絲繩連接的結(jié)構(gòu)，在安裝時(shí)可以調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，（示意圖上為上移或下移固定點(diǎn)）使得被四個(gè)立柱支撐的平板在同一水平面內(nèi)。4.2 立柱設(shè)計(jì)計(jì)算立柱設(shè)計(jì)計(jì)算整個(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 F1引起的彎矩圖和剪力圖見（圖 4.3）：b=a=B2MA(+)F1Q2(+)圖 4.3 立柱上 F1 作用力及其彎矩圖和剪力圖l=2600mm b=2415mm a=185mm )(5 .6376807)1852600(5 .2640)(M maxkgmm

31、alP（4.1） kgp5 .2640Qmax由 F2引起的彎矩圖和剪力圖見（圖 4.4）：Q(-)1A(-)M1B2F =2640.5kg圖 4.4 立柱上 F2 作用力及其彎矩圖和剪力圖 l=2600mm b=1890mm a=710mm （4.2） kgmm6880545)7102600(5 .2640)(MmaxalP kgP5 .2640Qmax由 FBY產(chǎn)生的 M 引起的彎矩圖見（圖 4.5）：AMBM3(-)圖 4.5 立柱上 M 作用力及其彎矩圖 kgFBY2 .75839119.71M kgmmFMBY2 .75839)12119.83(Mmax（4.3）綜上所述，立柱受力彎

32、矩圖和合成剪力圖如（圖 4.6）所示。合成彎矩圖ACD(+)A(+)C合成剪力圖BB圖 4.6 立柱受力的合成彎矩圖和合成剪力圖從圖中可以得出 kgmmaaP5 .13862625255 .2640)(M21kgmmD3 .13104232 .758395 .1386262M在截面 C 處，剪力為最大（QC=2640.5kg） ，彎矩為最大（MC=1386262.5kg）,所以此處為危險(xiǎn)截面。前面計(jì)算已得，抗彎截面模數(shù)為：4519.2814cmIZ (4.4)383.253881.11010519.2814WcmeIzz截面上半部分靜矩 S171.24cm3， (4.5)mmSIZ436.16

33、24.171519.2814以下進(jìn)行強(qiáng)度校核：（1）校核正應(yīng)力強(qiáng)度： (4.6)/(14.54683.253105 .138626221maxmaxcmkgWMWMC許用應(yīng)力選： (4.7) 2/kg11020458 . 9100541cm，滿足強(qiáng)度條件。max（2）校核剪應(yīng)力強(qiáng)度： (4.8)/(69. 52 .28436.165 .2640/2maxmaxcmkgcmkgSbIQbISQZCZ選，而許用應(yīng)力MPa235s (4.9) )/(59.47958 . 91002352cmkg，滿足強(qiáng)度條件。 max（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)的端處，而最大

34、剪應(yīng)力max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，max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 來進(jìn)行計(jì)算： (4.10)）（21/6 .540519.28140881.11105 .1386262cmkgIMyx (4.11) ）（2/69. 52 .28519.281425.1715 .2640cmkgIbQSx xy（4.12）由于點(diǎn) K 處在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，立柱的材料采用的 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

35、入，用統(tǒng)計(jì)平均剪應(yīng)力理論對(duì)此應(yīng)力狀態(tài)建立的xx,強(qiáng)度條件為： (4.13) 223j所以 2222/082.1104/4 .51269. 536 .540cmkgcmkgj即 (4.14) j按第四強(qiáng)度理論所算得的折算應(yīng)力也滿足許用強(qiáng)度要求。4.3 梁設(shè)計(jì)計(jì)算梁設(shè)計(jì)計(jì)算梁力學(xué)上可簡(jiǎn)化為下圖 4.7：圖 4.7 梁受力圖圖中：L梁的有效長(zhǎng)度，mmG梁的自重，Na梁的支架到承受橋上重力一端的距離，mmc架在梁上，橋與梁接觸的有效寬度，mm由設(shè)計(jì)過程，可得：a = 250mmc = 500mmL = 3000mmq = 20N/mmG = 842.4N 由計(jì)算來看，自重相對(duì)于梁上所受外力很少，為簡(jiǎn)化

36、后面計(jì)算，忽略自重，對(duì)最終計(jì)算結(jié)果基本無影響。現(xiàn)計(jì)算過程如下：由梁的平衡條件可得：10abFFKN由梁的受力情況繪出梁上的剪力及彎矩圖，如圖 4.8 圖 4.8 彎矩圖由圖得：N10000QmaxmmN 7500000Mmax梁上最大剪力maxQ梁上最大彎矩maxM4.3.1 強(qiáng)度校核強(qiáng)度校核梁的截面尺寸如圖 4.9：圖 4.9 梁截面圖由設(shè)計(jì)過程可得：=150mm1L=50mm2L10amm10bmm80cmm所以：2111500ALamm222500AL bmm 122212/2/53.75cyA LaA LAAmm（4.15）所以截面對(duì)形心軸的慣性矩 2341112/12/214843.

37、75zcILaA Laymm（4.16） 2342222/62/21034895.83zCIbLA YLmm（4.17） 64121.05 10ZZZIIImm（4.18） maxmaxmaxmax/44.64zzMYMWMPI（4.19）由于 45# 353sMPmaxs所以此梁滿足強(qiáng)度要求。4.3.2 剛度校核剛度校核在 q 的作用下，梁產(chǎn)生的最大擾度為于中點(diǎn)，則 222max(/4/3/12)/2Zyqcb LbcEI（4.20）其中：E=210Mpa 材料的彈性模量 b = a+c/2所以 max0.056ymmy符合剛度要求。4.4 橋身設(shè)計(jì)計(jì)算橋身設(shè)計(jì)計(jì)算橋身可簡(jiǎn)化為下圖 4.10

38、：圖 4.10 橋身受力圖其中 C ，D 兩點(diǎn)看作車輪與橋身的接觸點(diǎn)橋身與梁的接觸面簡(jiǎn)化為 A ，B 兩點(diǎn)由設(shè)計(jì)過程得：L1=2500mmL2=1025mmL=4550mmG=10000N 單個(gè)車輪上的車重由平衡條件可得梁對(duì)橋升的反力： 10000abFFN由橋身的受力情況繪出橋身上的剪力及彎矩圖，如圖 4.11：圖 4.11 彎矩圖由圖得：max10000QNmax10250000MN mm梁上最大剪力maxQ梁上最大彎矩maxM4.4.1 強(qiáng)度校核強(qiáng)度校核橋身的截面尺寸如圖 4.12：圖 4.12 橋身截面圖由設(shè)計(jì)過程可得：1500Lmm250Lmm10amm20bmm360cmm所以：2

39、115000ALamm2221000AL bmm 122212/2/54.16cyA LaA LAAmm（4.21）所以截面對(duì)形心軸的慣性矩 2341112/12/245194.67zcILaA Laymm（4.22） 2342222/62/22117277.87zCIbLA YLmm（4.23） 64122.16 10ZZZIIImm（4.24） maxmaxmaxmax/277zazMYMWMPI（4.25）由于 45# 353sMPmaxs所以此梁滿足強(qiáng)度要求。4.4.2 剛度校核剛度校核在 q 的作用下，梁產(chǎn)生的最大擾度位于中點(diǎn)，則由 222max(/4/3/12)/2Zyqcb Lb

40、cEI（4.26）其中：E=210Mpa 材料的彈性模量 b = a+c/2所以 max0.47ymmy符合剛度要求。4.54.5 鋼絲繩的選取鋼絲繩的選取根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)，按 GB/T8706-1988 選擇圓鋼絲繩求鋼絲繩的直徑：根據(jù)舉升機(jī)的使用條件分析得到機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別 M4，查表 c=0.095所以 d=cF=0.095*84.69=8.04mm,取直徑為 8mm繩的類型為 6*7（6 個(gè)圓股每股外層絲可到 7 根），經(jīng)計(jì)算查表得，選擇纖維芯鋼絲繩表4-1 鋼絲繩選擇系數(shù) C 值鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度 b/MPa機(jī)構(gòu)工作級(jí)別155017001850最小安全系數(shù) nM1M30.0930.08

41、90.0854M40.0990.0950.0914.5M50.1040.1000.0965M60.1140.1090.1066M70.1230.1180.1137M80.1400.1340.1289 4.6 鋼絲繩與吊環(huán)的聯(lián)結(jié)方法鋼絲繩與吊環(huán)的聯(lián)結(jié)方法采用繩卡固定法，原理就是采用套換與騎馬螺栓固定，如下圖：圖 4.13 鋼絲繩根據(jù)鋼絲繩 8mm 的直徑能承受 2869.12kg 的重量，這已可以舉升 2000kg 的轎車加其他重量。4.7 滑輪軸承的選用及校核滑輪軸承的選用及校核下表 4.2 是截取的一段深溝球軸承的尺寸參數(shù)在本設(shè)計(jì)中，舉升機(jī)的舉升重量為 5T，共有四個(gè)立柱內(nèi)滑輪分別承受 1.

42、25T 的重量。所以在選用軸承時(shí)擬選用 6406 這一型號(hào)。6406 具體參數(shù)如下：名稱深溝球軸承標(biāo)準(zhǔn)=GB/T276-1994軸承代號(hào)=6406基本尺寸d(mm)=30基本尺寸D(mm)=90基本尺寸B(mm)=23安裝尺寸damin(mm)=39安裝尺寸Damax(mm)=81安裝尺寸rasmax(mm)=1.5基本額定載荷Cr(kN)=47.5基本額定載荷Cor(kN)=24.5極限轉(zhuǎn)速脂(r/min)=8000極限轉(zhuǎn)速油(r/min)=10000重量(kg)=0.71軸承額定載荷：47.5rCkN每個(gè)軸承實(shí)際載荷：12.5CkN 安全系數(shù)為： 8 . 3nCCr（4.27）符合要求。5

43、 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)5.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)要求：額定舉升重量：G1=4000 kg液壓缸有效工作行程：L2=1500 mm全行程上升時(shí)間： t1=20s液壓缸參數(shù)：選用“HCS-80-拉”型液壓缸，主要尺寸：缸體外徑 D=95 mm活塞直徑 d1=80 mm活塞桿直徑 d2=30mm活塞最大行程 Lm=1750 mm液壓缸工作壓力計(jì)算： 22112(/2)/()/44.63PGddMPa（5.1）液壓泵流量選擇：9 /minpqL升降速度：上升速度 22112/()/434.725/pVqddmm s（5.2）下降速度 由限流閥調(diào)節(jié)2V升降時(shí)間： 上升時(shí)間 121/43.1

44、8tLVs（5.3） 下降時(shí)間 由限流閥調(diào)節(jié)2t液壓缸動(dòng)力單元功率計(jì)算： (5.4)/612ppPqp其中 為液壓泵的總效率 本設(shè)計(jì)中取 0.7p所以 P=0.973KW所以選定電動(dòng)機(jī)功率為=1.1KW 可選用型號(hào) Y802-2wP活塞缸強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)活塞桿只受拉力作用的工作情況，演算公式為： (5.5) 1/235.7(/)dF /bn（5.6）其中：=530MPa 材料抗拉強(qiáng)度bn = 5 安全系數(shù)所以， 1/235.7(/)21.72dFmm活塞實(shí)際直徑 滿足強(qiáng)度要求。2dd5.2 液壓系統(tǒng)工作原理液壓系統(tǒng)工作原理如圖所示為升舉機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖，葉片泵 3 由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從油箱 1

45、經(jīng)過濾器 2 吸油，葉片泵排出的壓力油經(jīng)過溢流閥 4，液壓泵的工作壓力由溢流閥限定，油表 5 顯示工作壓力，壓力油經(jīng)單向閥 6 到電磁換向閥，當(dāng)處于圖中所示位置時(shí)，壓力油經(jīng)過節(jié)流閥 8 到液壓缸 9 右側(cè)，液壓缸左側(cè)油由于壓力作用流進(jìn)油箱由此活塞桿向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止工作時(shí)，,活塞桿也停止工作，保持不動(dòng)。當(dāng)電磁換向閥 7 由于電磁作用向右移動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)工作，壓力油進(jìn)入液壓缸左側(cè)，液壓缸右側(cè)油經(jīng)單向閥 8 流回油箱，由此活塞向右運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。1.油箱 2.過濾器 3.葉片泵 4 溢流閥 5 壓力表 6 單向閥 7 電磁換向閥8.節(jié)流閥 9.液壓缸圖 5.1 液壓原理圖6 電氣

46、控制原理電氣控制原理 舉升機(jī)是通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，這必然要涉及電氣控制。本設(shè)計(jì)采用繼電器控制原理，通過繼電器盒幾個(gè)開關(guān)元件達(dá)到簡(jiǎn)單控制的目的。 下圖 6.1 紀(jì)委所設(shè)計(jì)的控制原理圖，其原理:閉合 SB2 時(shí),KM1 線圈得電,KM1 開關(guān)閉和形成回路,形成自鎖從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。圖 6.1 電氣原理圖7 安全裝置安全裝置安全控制機(jī)構(gòu)的控制原理是基于如下圖 7.1 結(jié)構(gòu)的：圖 7.1 安全裝置電磁鐵繼電器結(jié)構(gòu)上就安裝在 1 處。初始電磁鐵不得電，結(jié)構(gòu)處于圖示狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)閉合，繼電器得電，電磁鐵吸引活動(dòng)擋板向左移動(dòng)，彈簧推動(dòng)安全板也向左移動(dòng)，與凸臺(tái)接觸或者擱置于凸臺(tái)上，安全機(jī)構(gòu)起作用。當(dāng)開關(guān)斷開

47、，電磁鐵失去吸引力，活動(dòng)擋板向左移動(dòng)，回到初始位置，安全斑與凸臺(tái)分離，安全機(jī)構(gòu)失去作用，舉升機(jī)可下降。8 結(jié)論結(jié)論（1）計(jì)算結(jié)果表明預(yù)定方案基本可行。（2）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求。（3）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理、尺寸緊湊、容易制造、生產(chǎn)成本低、容易組織生產(chǎn)。（4）所選液壓缸的行程、強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求，且整個(gè)行程上升時(shí)間小于 60s。（5）電氣控制設(shè)計(jì)使舉升機(jī)簡(jiǎn)單易操作。（6）預(yù)定的技術(shù)路線是成功的，設(shè)計(jì)步驟是合理的。9 致謝致謝 在指導(dǎo)老師林承德的多次指導(dǎo)下完稿,感激之情,溢于言表。在寫說明書的過程中，得到了許多同學(xué)的幫助和指導(dǎo)，林老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的專業(yè)知識(shí)和無私的奉獻(xiàn)精神令我很感動(dòng)，

48、在這我要對(duì)指導(dǎo)老師表達(dá)衷心的敬意和謝意。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅提高了我自己的認(rèn)知能力，豐富了閱歷，更鍛煉了我的觀察能力，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我四年來所學(xué)到的課本知識(shí)得到了升華。 對(duì)于設(shè)計(jì)中存在的各種不足，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指教。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 成青園.汽車舉升機(jī)的技術(shù)發(fā)展概況 J.中國(guó)汽車保修設(shè)備,1995(108):16-19.2 馬國(guó)林.汽車舉升機(jī)發(fā)展策略J.航空企業(yè)管理，2002(1):12-13.3 趙英勛.汽車檢測(cè)與診斷技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2003.4 李柱國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)與理論M.北京:科學(xué)出版社，2003.5 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.6 孫國(guó)均.

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