摩托车专用升降平台设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 摩托车专用升降平台设计 学生姓名： 王浩 班级： 0781053 指导老师： 袁宁 摘要 : 升降台的种类很多，按照升降结构的不同，可分为剪叉式升降台、升缩式升降台、套筒式升降台、升缩臂式升降台及折臂式升降台等。液压升降台采用液压驱动，整机由主机、液压系统、控制系统组成。 本文所介绍的摩托车专用升降台最大载重量是 500有两部分组成：剪叉机构和液压系统。剪叉机构的操作控制是由脚踏式液压泵和液压缸来完成的。这样的液压升降台的设计通常根据设计参数要求，粗略估算剪叉尺寸，然后求出液压缸推力，从而进行 液压缸选型。由于液压缸的尺寸及摆放的位置不同，设计当中可能会产生干涉。解决的办法是通过对机构中三种液压缸布置方式的分析和比较，确立一种方案，并根据需要，设计最优的剪叉机构，及对连接零件、滑动装置的选型等。在满足机构设计的基础上，对受力较大的机构进行强度和刚度的校核，检验是否满足设计要求。作为控制系统，液压系统的设计很重要，这包括回路保压设计，液压泵的选取及其他元件的选型等。最终完成摩托车专用升降台的设计。本设计借鉴了相关的资料，采用了相关的标准，充分的吸收了前人的宝贵的经验。 关键词： 升降台，液压系统，剪叉 机构，脚踏式液压泵，液压缸 指导老师签名： 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 F 781053 of to of be or or so is in of of by 00 it of is of in of is by of be As of it in is to a in to we of so In of to to As s is of s s so In by s of is 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 目 录 1 绪论 降台的发展现状 . （ 1） 降台的发展前景 . （ 1） 托车升降台的设计特点 . （ 2） 托车升降台的安全要求 . （ 2） 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 . （ 2） . （ 3） 2 摩托车升降台的总体设计 计参数及要求 . （ 4） 托车升降台机构设计时应注意的问题 . （ 4） 托车升降台的两种结构形式 . （ 4） 托车升降台机构中三种液压缸布置方式的分析比较 . （ 5） . （ 5） . （ 5） 体方案确定及总体设计 . （ 7） 3 摩托车专用升降台的受力分析计算 例分析 . （ 8） . （ 8） . （ 8） 例计算 . （ 12） . （ 12） . （ 14） . （ 15） 4 各参数及结构设计 降台主要零部件材料的选择 . （ 17） . （ 17） 压缸缸体尾部横梁的材料选择 . （ 17） . （ 17） . （ 17） 外剪叉臂与底架连接的销轴结构设计 . （ 18） 套的结构设计 . （ 18） 轮的结构设计 . （ 18） 轮的选型 . （ 19） 5 液压 系统的分析与设计 载分析 . （ 20） 压系统方案设计 . （ 20） 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 6 液压系统的参数计算与元件选择 压泵的选择 . （ 21） . （ 21） . （ 21） 压缸作用时间的计算 . （ 21） 管的选择 . （ 22） 7 强度校核 叉臂的强度校核 . （ 23） 压缸底架固定横梁的强度校核 . （ 25） 的强度校核 . （ 28） . （ 28） . （ 28） . （ 29） 8 校核 量核算 . （ 30） 本核算 . （ 30） . （ 30） . （ 31） . （ 31） 9 结论 .（ 33） 参考文献 . （ 34） 致谢 . （ 35） 买文档送全套图纸 扣扣 414951605 1 绪论 降台的发展现状 升降台是一种当前应用广泛，发展良好的将人或货物升降到某一高度的设备。我国目前正处于建设的发展阶段，升降台的研制，开发虽然在一定的程度上得到发展成熟，但是有些地方还需要完善和改进，还需要进一步的研究。升降台种类丰富，类型繁多，总的来讲，按照升降结构的不同，可分为剪叉式升降台、升缩式升降台、套筒需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 式升降台 、升缩臂式升降台及折臂式升降台等。按移动的方法不同分：固定式升降台、拖拉式升降台、车载式升降台、可驾驶式升降台等。根据液压升降台的工作原理可分为：剪式举升台（非叉式）、移动式液压举升台、剪叉式固定液压升降台以及直桶式液压升降台等。剪叉式升降台又可以分为电动剪叉式和液压剪叉式。根据其传动系统的不同又可分为：液压传动、链条传动、蜗轮蜗杆传动、齿轮齿条驱动、大螺旋驱动等。车载式升降台是为了提高升降台的机动性，将升降台固定在电瓶搬运车或货车上，它接取汽车引擎动力，实现车载式升降台的升降功能，以适应厂区内外的高空作业 。车载式升降台适用范围广泛应用宾馆，大厦，机场，车站，车间，仓库等场所的高空作业等，也可作为临时性的高空照明，广告宣传等。 液压传动是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来随着机电一体化技术的发展，与微电子、计算机技术相结合，液压与气压传动进入了一个新的发展阶段。现今，采用液压传动的程度也成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。如发达国家的生产的 95%的工程机械、 90%的数控加工中心、 95%以上的自动线都采用了液压传动。 目前使用比较成熟，效果较好的液压缸斜置驱动的剪叉式升降台， 具有机构紧凑、运行平稳、 噪声小、频响快、传递功率大、易于操作等优点。 但在实际使用中也存在一些不足， 比如负载不能太大、起重动力矩与负载的比偏大，起始高度较高，有时液压升降平台还会因为长时间的负载而引起漏油，有些升降台体积较大，占用空间等。 降台的发展前景 升降台是现代机械行业不可缺少的基本设备，为了满足不同的升降高度，升降台分为单级，双级以及多级；为了满足不同的功能要求，台面有滚道式，旋转式和翻转式等。 随着科技的发展，为了更好的控制升降台的升降速度，引入计算机控制系统代替开关液压阀的形式控制液压系统，运用计算机的智能处理 能力，根据需要同时控制升降台的位置和速度，既能保证速度均匀稳定，又能更准确的定位。液压升降台正朝着人体化，智能化、集成型和环保节能的方向发展，逐渐运用在各个领域。 托车升降台的设计特点 随着摩托车使用量的迅速增加，社会对摩托车维修工具和设备的工作效率也越来越高。由此原因，设计一种维修设备，它可根据摩托车维修部位的不同而随时调整摩托车的高度位置，方便维修，减轻维修人员的劳动负荷从而提高工作效率，就成为必然需要。具有结构紧凑，占地面积小，安装和拆卸操作方便，故障率低，常见故障易处理，维护方便等 优点的摩托车升降平台，就可以满足摩托车维修对提高工作效率的需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 要求。总体来说，摩托车升降台的设计特点就是安全、可靠、经济、方便。 托车升降台的安全要求 由于摩托车升降台容易产生的危险如下： a)机械危险； b)电气危险； c)在设计时由于忽略了人类工效学产生的危险； d)由于能源失效、机械零件损坏或其他功能故障产生的危险； e)由于安全措施错误或不正确的定位产生的危险。 因此，在设计和制造摩托车升降台及其他方面应 满足一定的安全要求 。 设计时，金 属结构的布置应便于检查、维修，且金属结构应达到国家标准要求的安全系数。 在确定安全系数时，设计应力必须是当升降台置放在水平面上，工作台均匀承受最大载重量，按使用说明书使用时构件中产生的最大应力。安全系数 n 按式 (算： 2121 )( .（ 式中： 塑性材料的屈服极限脆性材料的强 度极限（ 1 结构自重引起的应力（ 2 承受最大载重量时结构构件内增加的应力（ 1f 应力集中系数； 2f 动载荷系数。 注： 1f 和 2f 的值可以在样机上通过试验分析得出。如果不采用试验结构 1f 和 2f 的值分别不得小于 a)升降台承载构件 (不包括脆性材料 )按式 (得的安 全系数 ； b)脆性材料 (如铸铁等 )制成的升降台承载构件其材料按式 (得的安全系数 ； 升降台的稳定系数为： 21.(需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 式中： 1M 总抗倾覆力矩； 2M 总倾覆力矩， M 。 升降台的工作台若伸出 ,必须使工作台伸至极限位置 ,在伸出部分均布 130%该部承受的最大载重量 ,在最大起升高度处应稳定。 在承受偏载荷时，升降台置于水平面上，支腿伸出且使底盘保持水平，将最大载重量以集中载荷放置在距工作台周边为工作台的长或宽的 1/3处的任 一位置，在最大起升高度处应稳定。 升降台在升降过程中自然偏摆量不得大于 最大起升高度。 升降台要设有防止支腿回缩装置，在工作台承受最大载重量停留 15，支腿的回缩量不得大于 3 a)在动力、油路等出现故障时，要有能防止工作台失控下降的安全装置（允许有控下降）； b)若工作台能水平延伸超过升降台底架且在工作台下方有障碍物，则在油路等出现故障时，要有防止工作台下降的装置； c)工作台上升 至最大起升高度时（升降机构中采用一活塞式油缸的升降台除外） ,上升极限位置限制器必须自动切断工作台上升动力源。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 2 摩托车升降台的总体设计 计参数及要求 基本参数：额定载荷为 500重 200降台的最大高度为 700降台最小高度为 200右，平台尺寸为 2200700 要求升降台 通过脚踏式液压泵提起货物，且后轮固定，设置过载安全阀，确保操作者安全，刹车可靠，可在升程内任意位置停止升降。 托车升降台机构设计时应注意的问题 摩托车升降台机构设计时应注意以下几个的问题： a)摩托车的质心最好接近升降台的支撑中心； b)当有适当偏载时，机构运动仍能运行顺畅； c)升降台的安装平面平行于固定点在轨迹圆上上下极限位置所确定的弦； d)运动干涉检查（可用 e)验证机构内部是否利于液压系统的安装。 托车升降台的两种机构形式 图 2构 一 图 2构二 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 摩托车升降台的两种机构形式如图 2们只是两侧相同机构的一侧。由以上两图可看出，机构一（图 2全部为固定铰支座的两平行杆同步运动的结构，机构二（图 2两固定铰支座和两个滑动铰支座的剪叉式结构。这两种机构都可以实现上板台面升降的运动，但相比较之下，机构一有三点不足： a) 机构一在升降过程中上板不仅有竖直方向的位移变化，而且还有水平方向的位移变化，而机构二的上板在升降过程中只有竖直方向的位移变化。这样，在总体尺寸一样的情况下，机构二升降时所需的空间较小。 b) 机构 一在升降的过程中， 摩托车的质心相对升降台的支撑中心的变化很大，这样就要求更大的动力，即要求推力更大的液压缸。结果会增加安装尺寸和生产成本。 c) 机构一的稳定性没有机构二的对角双三角的结构稳定性好。 综上所述，机构二较机构一更合理。所以，在结构上选择机构二。 托车升降台机构中三种液压缸布置方式的分析比较 题的提出 液压缸的布置方式主要包括液压缸对机构的作用力（动力）点位置及液压缸的起始安装角度等。 在机构确定的情况下，动力的作用点是关系所需动力大小的关键。而摩托车升降台的动力 由液压缸提供，因此，作用点的位置直接关系液压缸的选择。此外，液压缸的安装起始角度也对所需动力大小有较大影响。 总之，液压缸的布置方式是设计的一个重要环节，是设计成功与否的关键之一。那么液压缸究竟选择怎样的布置方式？ 种方案的分析和比较 以下是液压缸的三种布置方式，如图 2 2 2示，基于剪叉式机构的优点，它们都是采用剪叉式机构，可以看做三种方案： 方案一（图 2液压缸的一端在底座的固定铰支座上，另一端支撑在支架 1上靠近滚动铰支座的位置。当两支架几乎处于水平位置时，液 压缸与底座的夹角 1 很小，这时要把台面升起就需要液压缸提供很大的推力，甚至不能把台面升起。此外，液压缸的布置需要在底座长度比支架还更长的基础上额外地加长底座，这样就需要跟多的底座材料。 方案二（图 2液压缸的一端在底座的固定铰支座上，另一端支撑在支架 1与支架 2 的铰支轴上。当两支架几乎处于水平位置时，液压缸与底座的夹角 2 也很需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 小，这时要把台面升起 也需要液压缸提供很大的推力。虽然液压缸推动支架的力臂会随着台面的升起而迅速增大，从而使所需的液压缸的推力迅速减小。然而，同时也使液压缸的行程增加迅速增加，最终就需要大行程的液压缸，而液压缸的布置需要更大的长度空间，可能在液压缸完全收缩时支架仍不能完全收回，造成台面的高度过高。 方案三（图 2液压缸的一端在底座的固定铰支座上，另一端支撑在与支架 2成一定角度且同固定铰支座的杆上。这样，当两支架处于水平位置时，液压缸与底座仍有一定夹角3，且3 2 1 ，这时要把台面升起所需要液压缸提供的推力就会比前两种布置的推力小很多。虽然液压缸推动支架的力臂随着台面的升起而增大幅度没有方案二的快，即使所需的液压缸的推力减小更平缓。然而，同时液压缸的行程增加也比较平缓，最终所需要的液压缸行程也不会很大，布 置液压缸的空间也是足够的。因此，在稍微增加了液压缸推力的同时获得了更多的优点。 图 2案一 图 2案二 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 2案三 综上所述，方案三是摩托车专用升降台设计的最佳方案（如图 2示）。 体方案确定及总体设计 由 托车专用升降台的最佳总体方案为：机构二形式和液压缸布置三的方式相结合。 总体结构示意图如图 2图 2总体机构示意图 1 2 3 4 5 6 7 8杆 9 10 11 12 13 14需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 3 摩托车专用升降台的受力分析计算 例分析 托车专用升降台的结构简化 升降台的简化结构如图 3图 3液压升降台的简化结构 升降台 b、 d 点为固定铰支座， a、 c 两点分别可沿升降台底架轨道及工作台下方轨道水平移动， a、 c 两点采用同样的支撑结构时，其摩擦阻力系数皆为 f 。 ，且设为无重杆件， e 铰接点位于上述两杆件的中点。 液压缸推力的作用线，其一端与底架铰接于 f 点，另一端与 铰接于 g 点。 水平面得夹角为 ， 与水平面得夹角为 ，且 。升降台面与所载工件重量合为 G ，其作用线距 b 点为 P ，显然，现在升降台升降过程中 P 值不变。 降台受力分析 图 3图 3整体受力分析图 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 将 2/G 分解到 a、 b 两端，则有 c .(c o sc o .(c o G P .(c o G P .(.(式中： a 点所受水平方向上的力； a 点所受竖直方向上的力； b 点所受水平方向上的力； b 点所受竖直方向上的力； c 点所受水平方向上的力； c 点所受竖直方向上的力。 为研究对象，如图 3图 3 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 3 列平衡方程式，有 当 d 点力矩平衡，即 0 0c o ss i nc o i n2)s i n (c o s2)c o s (s i 1.(当 b 点力矩平衡，即 0 0co ss .(又 的水平与竖直方向受力平衡，即有 0 X 和 0Y ， 当 0 X 时，有 0c o .(0 .(当 0Y 时，有 0c o .(0.(整理解得： )s c in(s .(需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 【静态时：)s c )c o ss c o s.()c o ss c o s.()co ss in(co ss .()co ss i n(co ss i i n 2.(c o .(s .(式中： T 液压缸的推力； d 点所受水平方向上的力； d 点所受竖直方向上的力； e 点所受水平方向上的力； e 点所受竖直方向上的力。 角与 角的函数关系 角与 角的几何关系见图 3c )s in(ta ll l即)co s ()s ar c t a ll l.(（ 1）各铰点处的受力（包括油缸推力）与载荷 G 成正比； （ 2） 值的增大而增大，在 l 值确定时，这些力又与 P 值成正比 ;而 值的增大而减小，在 l 值确定时，它们随 P 值得减小而增大； 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 （ 3）在计算油缸推力 T 时，动态值比静态值增大了)s )co ss s P f； （ 4）油缸的推力 T 与 1l 值成反比； （ 5）力 值的增大而增大。 例计算 叉臂长度及液压缸安装位置的确 定 升降台的运动原理如图 3图 3升降台的运动原理图 为了使工作台面下降至最低位置时滚轮不至于脱离滑道，剪叉臂的长度 L 应该比底座的长度 b 小一些，一般可取 .(由设计参数可知： 200 ， 50 ， 000 。初选底座长度500 ，系数为 根据式 (得剪叉臂的长度 200 。 由图 3 .(则 m in 所以， 5 66 6 0 08 50s in m a xm a x 而 0 初选 20 ， 001 ， 402 , 500 , 00 ， 01.0f 。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 而液压升降台的有效垂直升降高度 h 为 )s s i nm a xm i nm a x .(根据 ，液压缸上下交接点 g、 f 的距离 S（即液压缸的瞬时长度）为 )c o s (2212221 .(可知，行程 的变量函数，代入数值则有如图 3图 3关系曲线 液压 缸两交接点之间的最大距离和最小距离分别为 )c 2m a a x c o s (2m ，为了使液压缸两铰接点之间的距离为最小值时，柱塞不抵到液压缸缸底，并考虑液压缸结构尺寸 1K 和 2K （如图 3一般应取 21m .(同样，为了使液压缸两铰接点之间的距离为最大值时，柱塞不会脱离液压缸中的导向套，一般应取 221m a x.(式（ 式（ 的 1K 和 2K 根据液压缸的具体结构决定。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 3液压缸结构尺寸 液压缸铰接点 y 和 x ，如图 3则有 .() .(由式 ( ( ( )s s .(由式 (看出， y 是关于 的变量函数，代入数值则有如图 3示曲线 图 3y - 关系曲线 压缸推力的计算及选型 将数值带入式 (，得出 T 随 值变化的曲线 ,如图 3需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 3T 随 值变化的曲线 可看出当 0 时，液压缸的推力最大。但由图 3时 y 为负值，故 0不可取。同时我们可看出当 6 时， 0y 。 那么，就取 6 ，此时，由式 ( 1585m 而 ，则 8203 若取安全系数为 3 7 a 参照参考文献 5,选用缸径为 63 的杆端外螺纹杆头耳环式液压缸，其最小安装连接尺寸 295，最大行程 800 当 6 时，由式 ( 95301m 又由式 (当 时，即工作台升至最高点，液压缸的安装尺寸达到最大，计算得 0 7m a x ，故液压缸的行程和安装尺寸都符合要求。 综上所述，选择缸径为 63 的杆端外螺纹杆头耳环式液压缸。 因此从最低到最高位置上升时，液压缸在此过程中所需要补充的油量为 3 64634 3221 它力的计算 应用 格计算，并能得出力 的关系曲线如图 3需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 3力 的关系曲线 力 的关系曲线如图 3图 3力 的关系曲线 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 4 各参数及结构设计 降台主要零部件材料的选择 架材料的选择 底架主要用于支撑作用，也作为滚道使用，参照参考文献 1，底架梁选用热扎普通槽钢，型号为 本尺寸为 4063 底架两头横梁选用热轧不等边角钢，型号为 ，基本尺寸为 7801 2 5 底架结构如图 4示。 图 4底架 三维实体图 压缸缸体尾部横梁的材料选择 液压缸缸体尾部横梁由于受到的力比较大，要求要有较高的刚度，参照参考文献1，选择热轧方钢，型号为 60。 板材料的选择 因为搭板是由骨架和钢板焊接而成的，对于搭板的骨架，参照参考文献 1，选取热扎普通槽钢，基本尺寸为 搭板面则用扁豆形花纹钢板，基本厚度为 3 作台材料的选择 工作台包括两根 支撑梁，角钢横梁及台面。支撑梁主要用于支撑作用，也作为滚道使用，参照参考文献 1，选用热扎普通槽钢，型号为 本尺寸为 4063 参照参考文献 1，角钢横梁选用热轧不等边角钢，型号为 ，基本尺寸为7801 2 5 支撑梁的结构如图 4示 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 4底架梁三维实体图 外剪叉臂与底架连接的销轴结构设计 设计销轴时，除了满足连接功能外，还应该考虑到润滑等，销轴的结构如图 4 4销轴的结构图 套的结构设计 设计轴套时，也考虑到润滑及加工工艺等，其结构如图 4 4轴套结构图 轮的结构设计 考虑到滚轮轴垂直导轨面的径向负载较大，而轴的轴向受力会较小，则采用两个深沟球轴承的宽滚轮，滚轮、导轨和剪叉臂在一起的结 构如图 4示 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 4滚轮结构图 轮的选型 根据设计要求，本 摩托车专用升降台 的额定载重为 500括 升降台 本身的重量，总共 4个脚轮，每轮最少负重 175升降台的脚轮轮面的材料选择为聚氨酯，其中万向转向轮和固定轮各两个 ,万向轮刹车方式为单轮刹擎 1，万向轮选择型号为42定轮选择的型号为 42子直径为 100宽为50装高度为 143个轮的载重为 250向轮的旋转半径为 90板尺寸为 11090装孔距为 8471径 d=11轮结构及主要尺寸如图 4 图 4脚轮结构尺寸示意图 1单轮刹擎：安装在轮子轴套或轮胎表面，用手或脚操纵的刹擎装置。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 13041