汽车改装式升降台设计【汽车类】【带CATIA三维+ADAMS+ANSYS文件】【8张CAD图纸】

汽车改装式升降台设计

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目    录

摘  要I

AbstractII

第1章 绪论1

1.1 选题背景，研究目的及意义1

1.2 设计主要内容4

1.2.1设计的基本内容4

1.3 研究采用的技术流程图5

第2章汽车改装式升降台举升机构设计6

2.1汽车改装式升降台车体选择6

2.2升降台整体结构形式及基本组成6

2.3举升机各零部件之间的连接关系7

2.4确定剪刀式举升机的各结构尺寸8

2.4.1剪刀式举升机已知的主要技术参数8

2.5举升机各部分尺寸8

2.5.1支撑平台尺寸8

2.5.2举升臂尺寸8

2.5.3举升机升高到6000mm时尺寸变化9

2.6举升机在车板上安装尺寸10

2.6 确定汽车改转式升降台各结构尺寸及材料10

2.7汽车改装式升降台各部件重量10

2.7.1平台的质量10

2.7.2滚道质量10

2.7.3举升臂的质量10

2.8初定电机功率11

2.9 本章小结12

第3章汽车改装式升降台机构建模13

3.1汽车改装式升降台机构力学模型13

3.1.1 汽车改装式升降台力学模型建立与分析13

3.2汽车改装式升降台处于最低位置时的受力分析14

3.2.1对举升臂进行受力分析15

3.2.2对举升臂（II）进行校核16

3.2.3对臂（I）进行校核17

3.2.4活塞杆顶端支承轴的强度校核19

3.2.5连接举升臂销轴的强度校核20

3.3 本章小结20

第4章 液压系统的选择与计算21

4.1明确设计要求21

4.1.1主机的动作要求21

4.1.2主机的性能要求21

4.1.3液压系统的工作环境21

4.1.4其他要求21

4.1.5液压系统的选型21

4.2 液压系统方案的确定22

4.2.1 举升处液压缸行程的计算22

4.2.2 举升处液压系统工作压力的计算22

4.3 液压系统的计算23

4.3.1 举升处液压缸行程的计算23

4.3.2 举升处液压系统工作压力的计算23

4.3.3 支腿处液压缸行程的选择24

4.3.4 支腿处液压系统工作压力的计算24

4.4 液压动力元件的选择24

4.4.1 液压泵的选择24

4.4.2 计算液压泵的最大流量25

4.4.3 液压泵规格的选择25

4.4.4计算液压泵的驱动功率并选择电动机25

4.5液压执行元件的选择26

4.5.1液压缸的选择26

4.5.2液压马达的选择26

4.6液压控制阀的选择26

4.7液压辅助元件的选择26

4.7.1油箱的选择26

4.7.2油管和油管接头的选择27

4.7.3蓄能器的选择28

4.7.4液压工作介质、过滤器和压力表的选择28

4.8本章小结29

第5章 CATIA三维建模与整机装配30

5.1 CATIA软件简介30

5.2 利用CATIA进行三维建模31

5.2.1车体建模31

5.2.2与车板固定的大工字钢设计32

5.2.3支脚钢建模33

5.2.4其他零部件的建模34

5.3 整机装配34

5.4 本章小结35

第6章 主要零部件有限元分析36

6.1 ANSYS有限元分析软件介绍36

6.2 ANSYS与CATIA接口的建立36

6.3利用ANSYS对主要零部件进行分析38

6.3.1滑轮处连接销有限元受力分析38

6.3.2加强杆的有限元受力分析42

6.3.3液压支撑杆有限元分析46

6.3.4剪差杆有限元分析49

6.4本章小结53

第7章 运动仿真及干涉校核55

7.1将Pro/E装配模型导入ADAMS中55

7.2 设置模型属性及加约束56

7.2.1给模型设置重力的大小和方向56

7.2.2给模型加载运动副约束56

7.2.3给模型加载平移驱动57

7.3仿真结果分析57

7.3.1对横支腿液压缸的运动进行分析58

7.3.2对竖支腿液压缸的运动进行分析59

7.3.3对上车板运动进行分析61

7.4本章小结63

参考文献64

致谢66

摘　　要

汽车改装式升降台是一种应用前景很广的机械设备，它是以液压元件为动力部件，以支撑杆为主要承载部件，通过在二类底盘上改装的高空作业及运输的专用设备。汽车改装式升降台可用于工厂、自动仓库、停车场、市政、码头、建筑、装修、物流、电力、交通，石油、化工、酒店、体育馆、工矿、企业等的高空作业及维修。升降平台升降系统，是靠液压驱动，也被称作液压升降平台所以发展前景很好。

本设计应用CATIA软件对其进行三维建模，在将各零部件通过CATIA与ANSYS建立的接口导入ANSYS软件中进行受力分析，最后再将整体装配图导入到ADMAS软件中进行运动仿真及干涉校核。利用上述三种软件进行汽车改装式升降台虚拟设计及仿真分析，可以发现并更正设计缺陷，完善设计方案，缩短开发周期，提高设计质量和效率，为生产实际提供理论支持。各种软件的应用能够大大缩短设计周期，也一定是以后机械行业发展的方向。

关键词：升降台；液压；承载部件；二类底盘；专用设备；受力分析；干涉分析

ABSTRACT

Modified car lift station is a very broad application prospects of machinery and equipment, which is based on hydraulic components for the power unit to the main rod bearing parts, chassis modified by second-class high-altitude operations and transport of special equipment. Car modification can be used for factory-style lifts, automatic warehouses, car parks, municipal, port, construction, decoration, logistics, power, transportation, petroleum, chemical industry, hotels, stadiums, industrial and mining enterprises and other high-altitude operations and maintenance. Lifting platform lifting system is driven by hydraulic pressure, also known as hydraulic lift platform, so the development of good prospects.

The CATIA software application designed its three-dimensional modeling, in the various components through the establishment of CATIA and ANSYS interface into ANSYS software for mechanical analysis, the final and then the overall assembly drawing into ADMAS software simulation and the intervention school exercise nucleus. Using the three software modified car lift virtual design and simulation, you can find and correct design flaws and improve the design and shorten the development cycle, improve design quality and efficiency, provide theoretical support for the actual production. A variety of software applications can greatly shorten the design cycle, it must be the future direction of development of machinery industry.

Keywords: Lift; Hydraulic; Bearing parts; II Chassis; Special Equipment; Stress analysis; Interference analysis

利用上述三种软件进行汽车改装式升降台虚拟设计及仿真分析，可以发现并更正设计缺陷，完善设计方案，缩短开发周期，提高设计质量和效率，为生产实际提供理论支持。

1.2设计主要内容

选取某品牌汽车改装后的升降台设计，要求升降台接取汽车引擎动力，实现升降台的升降功能，平台还需具有360°旋转功能。最大举升高度为6000mm，最低高度为950mm，外形尺寸根据选配汽车尺寸自定，上升时间50s，额定载荷300kg，整机重量1450kg，电压24V，电机功率1.5KW。利用AutoCAD、CATIA软件完成升降台二维及三维设计、利用ANSYS软件对关键零部件进行强度、刚度及稳定性校核，利用ADMAS软件对整机进行动态仿真研究。

1.2.1 设计的基本内容

（1）升降台总体方案设计；

（2）利用AutoCAD软件完成升降台二维总体结构设计及零部件设计；

（3）校核计算；

（4）利用CATIA完成升降台三维建模及虚拟装配；

（5）利用ANSYS完成关键零件的有限元分析；

（6）利用ADAMS软件完成整机动态仿真及分析。2.1 汽车改装式升降台车体选择

汽车改装式升降台车体底盘按总体性能可分为通用汽车底盘、专用汽车底盘二种。通用汽车底盘指通用汽车的二类底盘。由于原汽车车架的强度和刚度满足不了作业时的要求，故需要在原汽车底盘上增设副车架以实现对上车的支撑，所以整个高空作业车的重心较高，重量也较大，从而导致整机性能下降。但由于通用底盘的价格较低，在中小型的高空作业车上比较常用。

专用的汽车底盘是按高空作业车要求专门设计制造的。专用底盘轴距较长，车架刚性好，其驾驶室的布置有三种形式，一是正置驾驶室 (与通用汽车一样)，二是侧置的偏头式驾驶室，三是前悬下沉式驾驶室。

据设计要求——最大举升高度为6000mm，最低高度为950mm，上升时间50s，额定载荷300kg，整机重量1450kg，电压24V，电机功率1.5KW。外形尺寸根据选配汽车尺寸自定，由已知的参数可知，待改装式汽车可在3.5到12t之间选择，属于类，即属于中型的载货机动车，即选用二类底盘（通用汽车底盘）。选用二类底盘不但可以缩短开发周期，而且也降低了制造的成本，再根据已知条件中给的整车整备质量、轴数、轴距、外型尺寸等，在查取的二类底盘中选用了金杯SY1036SAS3的货车底盘。经调研，该金杯牌卡车，发动机型号：CA498，最大设计总质量3600kg，发动机额定功率62.5kw整车整备质量1825kg，车厢厂3300mm,车厢宽1800mm，满足使用要求。

2.2升降台整体结构形式及基本组成

此次课题设计的内容为剪刀式举升机，剪刀式举升机的发展较迅速，种类也很齐全。按照剪刀的大小分为大剪式举升机（又叫子母式），还有小剪（单剪）举升机 ；按照驱动形式又可分为机械式、液压式、气液驱动式。整体结构形式如图2.1所示。

处用销链接，销通过锁止螺钉锁止；底座通过地脚螺栓固定于地面上；这样举升机才能正常工作。

2.4确定剪刀式举升机的各结构尺寸

2.4.1剪刀式举升机已知的主要技术参数如表2.2所示

表2.1 主要技术参数

技术数据数值单位

举升重量300kg

举升高度6000mm

提升时间50S

要求举升机的提升速度是经50mm时间内举升机能升高到6m ,并且举升机在各高度工作时，都能自锁。

2.5 举升机各部分尺寸

2.5.1支撑平台尺寸

因升降台是放于金杯汽车的车厢上，所以要保证升降台的长和宽不能超过汽车车厢的长和宽。根据车厢长为3300mm、宽1800mm，升降台平台前后两端与车厢前后边缘要有一定距离，且满足举升到最高处时的高度是6000mm,实际高度是6840mm，则平台外型长为2100mm。平台宽一般为1740mm。根据要求，工作时上部平台可以进行360度旋转，重量作用在整个平台上，力并不集中，所以平台不宜过厚，设计为20mm，平台下部设计环形滚槽，滚槽厚为20mm，平台尺寸如图2.2所示。

图2.2  平台尺寸

2.5.2 举升臂尺寸

因平台长2100mm，固定铰支座和滑动滚轮分别放于平台下，降低到最低点时举升臂不能超出平台边缘，所以固定铰支座和滑动滚轮要与平台有一定的距离。固定铰支座与滑动滚轮之间距离1950mm。

举升机压缩到最低位置时，举升机高为880mm,(底座到平台面的距离)。 如图2.3所示底座厚为15mm，滚轮直径D=50mm ，滚轮处轴径Dz=24mm ，为了避免滚轮直接磨损底座，设计时，加工滚轮滑道，滑道厚为10mm，滑道宽35mm，

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