小型汽车维修用液压升举装置设计【7张CAD图纸+毕业论文】【答辩通过】
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A2-液压系统.dwg
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小型汽车维修用液压升举装置的设计
摘 要
汽车举升机在汽修行业中的地位非常高，是最被重视的工具之一，它的作用是将汽车抬高到到一定的高度以便于修理与维护。维修用液压升举机器设备的安全性与稳定性不仅仅关系着汽车维修效率的问题，更是关系到汽车维修人员的切身安全。其重要性不亚于汽车的任何部件。两柱式液压举升机的性能相对优越，在应对高承载力范围的维修工况、环境复杂的维修条件的时候可以表现出稳定的支撑效果，为汽车维修人员提供一个安全，高效的维修环境。它可以适应不同类型的车辆维修。本次设计的专用于维修的也有升举装置可以实现举升高度5米，起升速度0.5米每秒，最大承重量5吨的作业效果，本次设计主要从机械设计方案与液压设计方案两部分来实现机构的总体设计，期望能为相关的汽车维修和安全检查作业的保修设备提供借鉴。
关键词：升举机； 机械系统； 液压系统； 稳定性；设计
stract
Car lift is one of the most important, the most basic tool in the automotive repair industry, it can be auto lift to the height of the corresponding repair and maintenance for automobile. Repair for hydraulic lift safety and stability for the machine equipment is not only related to the efficiency of automobile repair problems, especially in relation to the auto repair personnel personal safety. Any member which is no less important than the car. Performance of the two column hydraulic lifting machine relative superiority, in dealing with the high bearing capacity range of the repair conditions, the complicated environment of the repair conditions can show support stable effect, provide a safe car repair personnel, efficient repair environment. It can adapt to different types of vehicle repair. The design of dedicated to repair also has a lifting device can realize the lifting height of 5 meters, the lifting speed is 0.5 meters per second, the maximum loading capacity of 5 tons of homework effect, mainly from the design of mechanical design scheme and the design scheme of hydraulic two parts to achieve the overall design of mechanism, hopes that it can provide reference for maintenance equipment auto repair and safety inspection work related.
Keyword: Lift machine; mechanical system; hydraulic system; stability; design
目 录
1绪论1
1.1升举机的概述1
1.2国内外汽车举升机研究状况1
1.3汽车举升机设计的目的和意义1
1.4主要设计内容2
2汽车举升机的组成及原理2
2.1汽车举升机的基本组成2
2.2举升机的总体结构2
2.3举升机液压系统的组成3
2.4举升机液压系统的主要参数6
2.5举升机液压系统的工作原理6
2.6举升机液压系统的工作过程分析7
3液压系统总体方案设计7
3.1设计依据7
3.2 液压系统液压回路设计7
3.3本章小结9
4液压执行元件9
4.1 液压缸的基本参数9
4.2 液压缸性能参数的计算9
4.3 液压缸主要零件的结构、材料及技术要求10
4.4 液压缸结构参数的计算10
4.5 液压缸的连接计算12
4.5.1缸盖连接计算12
4.5.2缸体与缸盖用螺栓连接的计算12
4.6 活塞杆稳定性校13
4.7 立柱的校核14
5液压辅助元件及液压泵站14
5.1管件14
5.2 液压软管接头15
5.3油箱及其附件15
5.4UP液压动力包15
6滑轮与起重链条的选择和计算16
6.1滑轮结构和材料16
6.2滑轮的主要尺寸16
6.3滑轮直径与钢丝绳直径匹配关系17
6.4滑轮形式17
6.5滑轮技术条件17
6.7起重链条和槽轮18
7结论18
致 谢21
- 内容简介：
-
中国地质大学长城学院 本 科 毕 业 设 计 题目 小型汽车维修用液压升举装置的设计 系 别 工程技术系 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 陈同 学 号 05211603 指导教师 杨义勇 职 称 教授 2015 年 04 月 18 日 nts 小型汽车维修用液压升举装置的设计 摘 要 汽车举升机在汽修行业中的地位非常高，是最被重视的工具之一，它的作用是将汽车抬高到到一定的高度以便于修理与维护 。维修用液压升举机器设备的安全性与稳定性不仅仅关系着汽车维修效率的问题，更是关系到汽车维修人员的切身安全。其重要 性不亚于汽车的任何部件。两柱式液压举升机的性能相对优越，在应对高承载力范围的维修工况、环境复杂的维修条件的时候可以表现出稳定的支撑效果，为汽车维修人员提供一个安全，高效的维修环境。它可以适应不同类型的车辆维修。本次设计的专用于维修的也有升举装置可以实现 举升高度 5米，起升速度 0.5米每秒，最大承重量 5吨的作业效果 ，本次设计主要从机械设计方案与液压设计方案两部分来实现机构的总体设计，期望能为相关的汽车维修和安全检查作业的保修设备提供借鉴。 关键词： 升举机 ； 机械系统 ； 液压系统 ； 稳定性 ； 设计 nts Abstract Car lift is one of the most important, the most basic tool in the automotive repair industry, it can be auto lift to the height of the corresponding repair and maintenance for automobile. Repair for hydraulic lift safety and stability for the machine equipment is not only related to the efficiency of automobile repair problems, especially in relation to the auto repair personnel personal safety. Any member which is no less important than the car. Performance of the two column hydraulic lifting machine relative superiority, in dealing with the high bearing capacity range of the repair conditions, the complicated environment of the repair conditions can show support stable effect, provide a safe car repair personnel, efficient repair environment. It can adapt to different types of vehicle repair. The design of dedicated to repair also has a lifting device can realize the lifting height of 5 meters, the lifting speed is 0.5 meters per second, the maximum loading capacity of 5 tons of homework effect, mainly from the design of mechanical design scheme and the design scheme of hydraulic two parts to achieve the overall design of mechanism, hopes that it can provide reference for maintenance equipment auto repair and safety inspection work related. Keyword: Lift machine; mechanical system; hydraulic system; stability; designnts 目 录 1 绪论 .1 1.1 升举机的概述 .1 1.2 国内外汽车举升机研究状况 .1 1.3 汽车举升机设计的目的和意义 .1 1.4 主要设计内容 .2 2 汽车举升机的组成及原理 .2 2.1 汽车举升机的基本组成 .2 2.2 举升机的总体结构 .2 2.3 举升机液压系统的组成 .3 2.4 举升机液压系统的主要参数 .6 2.5 举升机液压系统的工作原理 .6 2.6 举升机液压系统的工作过程分析 .7 3 液压系统总体方案设计 .7 3.1 设计依据 .7 3.2 液压系统液压回路设计 .7 3.3 本章小结 .9 4 液压执行元件 .9 4.1 液压缸的基本参数 .9 4.2 液 压缸性能参数的计算 .9 4.3 液压缸主要零件的结构、材料及技术要求 . 10 4.4 液压缸结构参数的计算 . 10 4.5 液压缸的连接计算 . 12 4.5.1 缸盖连接计算 . 12 4.5.2 缸体与缸盖用螺栓连接的计算 . 12 4.6 活塞杆稳定性校 . 13 4.7 立柱的校核 . 14 5 液压辅助元件及液压泵站 . 14 5.1 管件 . 14 5.2 液压软管接头 . 15 5.3 油箱及其附件 . 15 5.4UP 液压动力包 . 15 6 滑轮与起重链条的选择和计算 . 16 6.1 滑轮结构和材料 . 16 6.2 滑轮的主要尺寸 . 16 6.3 滑 轮直径与钢丝绳直径匹配关系 . 17 6.4 滑轮形式 . 17 6.5 滑轮技术条件 . 17 6.7 起重链条和槽轮 . 18 7 结论 . 18 致 谢 . 21 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 1 1 绪论 1.1 升举机的概述 小汽车维修用双柱液压升举装置 ,采用双液压缸同步设计的方式，使用双液压缸来进行驱动；不仅动力强劲，而且运行平稳；利用钢丝绳辅助平衡；同时拥有液压、机械多重保险装置；具有安全可靠，美观整洁，操作简便等优点，采用 220V-380V 电源；顶车重量最大： 5000KG 托举高度： 5 米。 双柱式举升机在汽车的维修和保养方面是最常 用的一种举升装置 ,在轿车等小型车的维修和保养上运用广泛。它是将所维修车辆的重量总和不大于 5 吨的各种小轿车、面包车、工具车等升举到适应高度内对进行汽车的各部分进行故障检查和修理。过去汽车维修，大多采用底下排够维修作业，工作起来非常不方便。 如今，我国汽车运输生产发展迅速 ,对汽车的需求量逐渐增多、对汽车维修、保养方面的需求也越来越多。因此 ,根据生产的实际需要 ,设计并应用双柱型汽车保修液压多级同步定位举升机在汽车保修、保养工作中可迈出重要一步。通过分析液压传动系统的液压传动在双柱型举升机上的使用 ,传递动力的方式主 要是通过利用密闭工作容积内液压能的变化来传递的。 1.2 国内外汽车举升机研究状况 最近几年，我国的汽车行业发展越来越壮大，各种各样的维修企业应运而生，然而不同的修理企业根据财力、修理项目、场地大小的差别，对于举升机需求类型也是不一样的。根据调研，液压剪式举升机与两柱举升机是现代维修领域比较常用的举升机类型，是经销商销量最大的举升机类型。 双 柱举升机国产品牌与进口品牌价格相差不大，但是国外品牌技术相对成熟价格低廉，在中国市场很有竞争力。而且对于轿车的普及，国内一线城市，二线城市的轿车需求量倍增，国内外轿车的 4S 店如雨后春笋一般拔地而起，在抢夺汽车行业维修市场的是份额的激烈争夺战的时候，很明显 4S 店占有绝对的优势。对于汽车维修的市场份额的竞争也是如火如荼，在这个大环境下液压举升设备的需求就成了关键问题。 1.3 汽车举升机设计的目的和意义 随着人民生活水平的进步，私家轿车的普及越来越广泛，对于如此巨大的汽车需求量来说，汽车维修行业的竞争将会成为促进汽车维修的蓬勃发展，汽车举升机在汽车维修行业是最重要、最基本的工具之一，是将汽车从一个高度提升至另一高度进行nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 2 维修的设备，具有至关重要和不可替代的作用。它是否能够正常运行将 会直接影响到修理人员以及修理车辆的安全，甚至可能会直接影响到整个汽车修理方面的发展。举升机不仅要安全可靠、而且还要维护简便，不然在一定程度上将会影响修理工作的效率。而传统的机械式举升机安全性能比较低，在维护上也比较麻烦，传统升举机被液压式举升机取代将是大势所趋。因为液压式举升机具有安全性高、维护周期长和工作效率高等等长处。 1.4 主要设计内容 根据要求，本文主要进行了对以下几个方面研究工作： 1.分析液压举升机的组成、工作原理及工作过程。 2.液压系统设计原则和策略。 3.液压系统总体设计。液压传动系统及 液压原理图。 4.液压泵、液压阀、辅助元件设计。 5.系统压力损失计算。 2 汽车举升机的组成及原理 2.1 汽车举升机的基本组成 汽车举升机的基本组成：升降台、机械系统、电气系统电子控制装置、机架、安全保护装置、辅助装置。 升降台：活动架、托臂、升降台面、升降横梁。 机械系统：动力箱、液压装置、钢丝绳系统与滑轮组系统等。 电气系统电子控制装置：电子人机交互式操作装置、电气信号接受装置和线路分布调节装置等。 机架：立柱、各式机架、固定支架、底架等。 辅助装置：防护罩、支承垫、橡胶缓冲垫、加高支承等。 2.2 举 升机的总体结构 根据汽车举升机在现代汽车维修领域的作用，在解决了结构不稳定，效果差 造价高等一系列的不足之外，采用液压系统为基础的举升式结构，如图 2.1 所示。 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 3 图 2.1 液压举升机外形结构图 2.3 举升机液压系统的组成 1.液压系统的类型和特点 液压系统的类型和特点 如 表 2.1 所示。 表 2.1 液压系统的类型和特点 液压系统的类型 特点 按主要液压传动系统 以传递动力为主 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 4 用途分 液压控制系统 传递信息 ， 使能够 达到液压执行元件 的 运动参数（ 比如 位移量和位置、行程 的 速度 、 转 动 速 度 或转角） 的准确控制 按控制方法分 开关控制系统 系统的 开关式液压元件 都采用标准的液压元件 组成，执行元件 的 运动参数 的 控制精度 比 较低 私服控制系统 控制方面 或 者传动方面 采用 的是 液压 私 服机构系统， 使 执行元件的运动参数 达到 精确 的 控制 比例控制系统 控制方面或者传动方面 采用 的是 电液比例元件的系统。 通过 控制功能 上来 看，它介于 开关 控制 与四幅 控制系统之间。但 是 从 性能特点以及 结构组成 上看，它更 多的 接近于伺服控制系统 数字控制系统 控制 方面 采用 的是 电液数字 的 控制阀系统。数字控制阀与伺服阀 及 比例阀相比，具有结构简单、抗污染 性 强、价 格低 廉 、 重复性稳定性好、功耗 较 小等特点 。 2.液压系统的组成 液压系统 一般是 由三个功能 方面与 辅助装置 来构 成 的 ， 如 表 2.2 所示。 表 2.2 液压系统的组成 动力部分 控制部分 执行部分 辅助装置 液压泵 用以将机械能转化成液体压力能 偶尔 也将蓄能器作为紧急与 辅助 的 动力源 各种流量 、 压力 、方向 的 控制阀 用 来控制 执行元件的运动速度、作用力 、 方向，也用 来 实现 对 程序的 控制 和 过载保护等 液压马达 以及液压缸 体 等 用来 将液压能转换 为 机械能 蓄能器、过滤器、油箱、管道、冷却器、压力表、流量计等 3.液压缸的 组成 (1)缸筒和缸盖 通常，缸筒和缸盖的结构形式与其使用的材料相关。工作在压力 p 100 105Pants中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 5 时使用的是铸铁，在 p 200 105Pa 时使用的是无缝钢管，在 p 200 105Pa 时则使用的是铸钢或锻钢。 (2)活塞和活塞杆 活塞与活塞杆结构较多，常见的有一体式、锥销式及半环式连接等多种形式。 螺纹式连接拆装方便，结构简便，但是在高压大负载的情况下必须要有螺母放松装置。半环式连接虽然结构较复杂，拆装也不方便，但是工作可靠。 除此之外，活塞与活塞杆还有制成整体式结构的，但是它只能用于尺寸较小的方面。活塞通常使用耐磨的铸铁制造，活塞杆则大多用钢料制造。 (3)密封装置 就活塞杆外伸方面来说，因为它很容易把脏东西带到液压缸，污染油液使密封件受到磨损，所以常需要在活塞杆的密封处增加一个防尘圈，并且放在向着活 塞杆外伸处的一段。 (4)缓冲装置 液压缸中的缓冲装置工作原理是通过活塞和缸筒在它行进到行程终端时在活塞和缸筒之间封住一些油液，迫使其从小孔或者细缝中挤出来，并且产生很大阻力，使工作的部件受到制动，渐渐减慢运动的速度，达到避免活塞与缸盖撞击的作用。 4. 齿轮泵 外啮合齿轮泵的优点是，尺寸较小，质量较轻，制造简便，价格便宜，工作牢靠，容易维护。它的缺点则是一些机件受到不平衡的径向力，磨损很严重，泄漏较大，使工作压力的增加会受到限制。此外，它的流量脉动大，因而压力脉动和噪声都较大。 内啮合摆线齿轮泵的好处是结 构比较紧凑，零件数较少，工作容积比较大，转速高，而且运动平稳，噪声很低。由于齿数少，其流量脉动会比较大，啮合处的间隙泄漏也比较大，因此工作压力通常为 2.5 7MPa，一般用作润滑、补油等辅助泵使用。 5.单向阀 单向阀是用来阻止液流回流的元件。按控制方式不同来区分，单向阀分为普通单向阀与液控单向阀两种。 普通单向阀又称为止回阀，它的作用是使液体只能向一个方向流动，反向流动的话就会截止。液控单向阀又叫单向闭锁阀，它的作用是使液流有控制的单方向流动。液控单向阀又分为普通型与卸荷型两类。 6.溢流阀 溢流阀是节流 阀和溢流阀并联构成的组合阀，其能补偿由负载的变化而引起的流量的变化。使用溢流阀的系统效率比较高。因为采用了溢流阀的系统，泵的供油压力会随负载的增大而增加，能量损失会比较小，系统也发热少。 7.滤油器 在液压系统内，由于系统中的形成和系统外的侵入，因此，必须要对液压油中的杂质与污染物的颗粒进行清除。当前，控制液压油清洁度最有效的方法是使用过滤器，控制油的洁净度。 8.节流阀 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 6 流量控制阀是通过改变节流口的面积大小，改变通过阀的流量的阀。在液压系统中，流量阀的作用是对液压执行元件的运动速度来进行控制。常用的流量控 制阀有调速阀、节流阀、溢流阀等。 溢流阀则是结构最简单的流量阀，通常与其它形式的流量控制阀相结合，形成单向节流阀或者行程节流阀。 9.油箱 油箱的主要作用就是储存油液，于此同时箱体还有散热、沉淀赃物、析出油中渗入的空气和作为安装平台等作用。 油箱属于非标准件，在实际的情况中常常根据需要自行设计。在对油箱进行设计时主要考虑油箱的容量、结构、散热等等问题。 对汽车举升机液压系统设计的好与坏，将会直接影响到举升的效率和性能。 此次设计主要注重于机械机构的设计和分析，而其液压系统所采用的油泵、油缸、液压阀等液压系统 元件都是具有高度标准化、系列化和通用化且由专业的液压件厂集中生产提供的。所以在此设计中只需要进行液压元件计算和选择。主要内容包括油缸的直径与行程、油泵工作压力、功率、流量以及各种相关的控制阀的选择等。 2.4 举升机液压系统的主要参数 液压 升举 机 的 主要工作 内容就 是把汽车举升到一定的高度，举升位置 能够 自动控制，可以多地控制，开启时 升举 动作位置自动控制。 通过实验验证与调查研究等方法 ，得到升举 机主要 的 技术参数： 1.举升高度： 5m 2.上升时速度： 0.5m/s 3.下降时速度： 0.5m/s 4.最大举升质量： 5t 2.5 举升机液压 系统的工作原理 如图 2.1 所示，液压举升机主要是由滑动部分、液压缸体、摆放汽车的轿箱、举升机架、液压动力等部分组成。 专用汽车举升机的升举与下降动作主要通过液压缸去完成。门字形机架的立柱是内空的。两个液压缸置于立柱里面，液压缸活塞杆铰接着滑轮，绳轮上钢丝绳的一端固定死的，另一端与滑车相连，当液压缸活塞上升时，带动着轿箱上升，根据滑轮原理，轿箱会上升两倍的液压杆上升的高度，放置在轿箱中的汽车也会随之上升或下降。 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 7 2.6 举升机液压系统的工作过程分析 举升机液压系统原理图的分析，它的工作过程： 上升过程 按下举升 按钮，电磁铁通电，换向阀换向到左位，油泵中压力油通过集流阀再经两路单向阀分别进入到两个液压缸中，使液压缸活塞上升同时带动钢丝绳上升，并带动着轿箱一同上升。 下降过程 下降过程中，开启下降按钮，此时主换向阀的电磁阀通电，靠整个装置的自身重量，主回路压力油通过主换向阀右位液控单向阀打开，液压缸中的油会排除出。 空载运行 在升举动作之前，开启总开关，启动泵用电动机，电动机会使液压泵运转，液压油通过换向阀回油到换向阀回到油箱，空载运行。 停止运动 停止时，使轿箱落地，先按下电动机停止运转按钮，让电动机停止运转，再关 闭总开关。频繁使用时，不必关闭泵用电机，直接下降或上升即可。 3 液压系统总体方案设计 3.1 设计依据 确定系统工作压力要考虑以下因素： (1)液压元件的安装体积大小。 (2)液压系统重量大小。 (3)液压系统的可靠和安全性能。 (4)液压元件的性能价格比。 (5)液压系统中选用元件的市场供应情况。 3.2 液压系统液压回路设计 举升机的液压回路如图 3.1 所示， 由 升降回路和补油回路 两个部分组成。 升降回路是由右升降液压缸 4、左升降液压缸 17、三位四通换向阀 9 以及单向阀15、节流阀 14 组成的。其中，液压缸 4 和 17分别驱动举升机构的右提升架升降和左提升架升降，两缸是串联，液压缸 17 的上腔和液压缸 4 的下腔是直接相连的。在没有泄漏的情况下，活塞上升过程中，左升降缸 17上腔流出的液压油将会全部流入右升降nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 8 缸 4 的下腔。而在下降时，右升降缸 4 下腔流出的液压油将会全部流入左升降缸 17的上腔。通过这样，两个液压缸的活塞就会同时升降。假如两油缸的内径和活塞杆直径设计合理准确，两个液压缸的活塞将会完全同步地上升或下降，举升机的两个提升架也就会始终处于一样的高度上。 图 3.1 汽车举升机液压控制回路 1.左行 程开关 2.右行程开关 3.右下位开关 4.右升降缸 5.液控单向阀 6. 节流阀 7.两位三通电磁阀 8.溢流阀 9.三位四通电磁阀 10.溢流阀 11.液压泵 12.滤油器 13.油箱 14.单向阀 15.节流阀 16.两位三通电磁阀 17.左升降缸 18.左下位开关 液压缸 17 与 4的升降通过三位四通换向阀 9控制，当电磁铁 YA1 通电时，换向阀9 处于左位，液压油通过单向阀 15 驱动油缸 17 和 4 的活塞同时上升，提升架通过载车板将汽车升起。当电磁铁 YA2 通电时，换向阀 9处于右位，液压油驱动油缸 17 和 4的活塞同时下降，油 缸 17 下腔中排出的液压油通过节流阀 14流回油箱，举升臂将汽车放下。此处，单向阀 15 和节流阀 14的作用是：当提升架提升汽车上升的过程中，液压油通过单向阀 15 大流量流入油缸 17的下腔，通过较快的速度推动活塞上升；而需要将汽车放下时，油缸 17 的下腔流出的液压油需要经过节流阀 14流回到油箱，形成了节流阀出口调速回路，节流阀的节流与背压的作用可以阻止举升机构在汽车重力、nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 9 提升架和载车板自身重量的作用下下降过快 ,避免出现事故。当 YA1和 YA2都不通电时，换向阀 9处于中位，这时，油缸 17和 4 的活塞位置会被锁定，不能移动。相 对应的两个提升架也就停止。 在大量的实际使用中表明，这种汽车举升机液压系统不仅回路简单，制造方便，价格低廉，而且运行也平稳。因为增加了补油回路，所以彻底的解决了液压油泄漏导致的同步举升误差逐渐累积的问题，并且还降低了对液压缸制造精度高的要求，降低了生产的成本。 3.3 本章小结 本章对液压系统 整体 方案进行 了 设计，确定了汽车举升机液压系统设计 的具体 要求，确定了系统 需要 的工作压力。同时 还 对液压系统 的 升降回路、补油回路进行了设计。 4 液压执行元件 4.1 液压缸的基本参数 （ 1）根据计算选择 D=100mm, d=50mm. （ 2）液压缸行程 1000l mm=.r/min （ 3）活塞杆杆端花键型式 , 键长 60mm. 4.2 液压缸性能参数的计算 （ 1）液压缸的输出力 推力 F1=P1A1103=21.98kN 拉力 F2=P2A2103=2.83kN （ 2）液压缸的输入、输出速度 260 vqAu =入=5.08m/min 160 vqAu =出=3.6m/min nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 10 （ 3）液压缸的储油量 V As=7.8510-3m3 （ 4）液压缸的输出功率 NFu=1.32kW 4.3 液压缸主要零件的结构、材料及技术要求 液压缸缸体的常用材料为 20、 35、 45 号无缝钢管。用 20 号钢的力学性能略低 ,且不能调质 ,应用较少 ;当缸筒与缸底、缸头、管接头或耳轴等件需焊接时 ,则应采用焊接性能较好的 35号缸 ,粗加工后调质 ;一般情况下 ,均采用 45 钢 ,并调 质到 241285HB。 4.4 液压缸结构参数的计算 液压缸的结构参数主要包括缸筒壁的厚度、油口的直径、缸底的厚度、缸头的厚度等。 （ 1）缸筒壁厚的计算 根据标准查取标准液压缸外直径为： D1=121mm；从而得出缸筒壁厚为： =D1-D=10.5mm （ 2）液压缸油口直径的计算 液压缸油口直径应该依据活塞最高运动速度 u和油口最高液流速度 0u而定 d0=0.13D 0uud0=0.13D 0uu=0.0259m 式中 d0 液压缸油口直径（ m）； d0=0.0259m D 液压缸内径（ m）； D=0.01m u 液压缸最大输出速度（ m/min）； u=4m/min=0.067m/s 0 油口液流速度（ m/s）。 0u=0.017m/s （ 3）缸底厚度计算 0 . 4 3 3 yhDps= 0 . 4 3 3 yhDps=0.035m 式中 h 缸底厚度（ m）； D 液压缸内径（ m）； yp 试验压力 ( MPa)； nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 11 s 缸底材料的许用应力 ( MPa)。 对于：钢管 s=100110MPa 锻钢 s=100120MPa 铸钢 s=100110MPa 铸铁 s=60MPa (4) 缸头厚度计算 因为在液压缸的 缸头上有活塞杆导向孔，因此缸头厚度的计算方法与缸底不同。 ( ) 03 cpcpFh dDdps-=( ) 03 cpcpFh dDdps-=0.028m 式中 h 法兰厚度（ m）； h=0.028m F 法兰受力总和 (N) ( )2 2 244 Hp qd d dpp= + -d 密封环内径 (m); d=0.09m Hd 密封环外径 (m); Hd=0.095m p 系统工作压力 (Pa)； p=2.8106Pa q 附加密 封力 (Pa)，若采用金属材料密封时， q值取其屈服点； q=35106Pa 0D 螺纹孔分布圆直径 (m)； 0D=0.144m cpd 密封环平均直径 (m)； cpd=0.092m s 法兰材料的许用应力 (Pa)。 s=105106Pa nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 12 4.5 液压缸的连接计算 4.5.1 缸盖连接计算 缸体与缸盖采用螺栓连接的计算 螺纹处的拉应力为： 214KFZds p=螺纹处的切应力为： 1 0310 .2KFZdK dt =4.5.2 缸体与 缸盖用螺栓连接的计算 式中 Z 螺栓数； s 螺纹处的拉应力 (Pa); K 螺纹拧紧的系数， 动载时，一般取 K=2.54； 静载时，一般取 K=1.251.5； K1 螺纹内摩擦的系数，一般应取 K1=0.12； 0d 螺纹外径（ m）； 1d 螺纹内径（ m）；当采用普通螺纹时： 101.0825tdd=-t 螺纹螺距（ m）； D 液压缸内径（ m）； t 螺纹处的切应力（ Pa）； s 螺纹材料的许用应力 (Pa) sns s=60MPa ss 螺纹材料的屈服点 (Pa)； ss=320MPa n 安全系数，通常取 n=1.52.5； ns 合成应力 (Pa)； F 缸体螺丝处所受的拉力 (N)。 按照 GB-81 粗牙普通螺纹标准可查：公称直径 d=20mm，螺距 P=2.5mm，小直 径 1d=17.294mm才能满足强度的要求，所以应该选用 M20 的螺栓。 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 13 4.6 活塞杆稳定性校 核 当活塞杆受轴向压缩负载时 会出现 压杆稳定性 的 问题，即压缩力 F 超过某一 个临界 kF值 ， 活塞杆就会失去 其 稳定性。活塞杆稳定性 可 按下式进行校核 当活塞杆的细长比为l mnk ，用欧拉公式计算临界载荷 kP，此时 22kn EJPlp= 式中 kP 活塞杆纵向弯曲时 破坏的临界载荷 (N); n 末端条件系数；查手册得： n=14； E 活塞杆所用材料的弹性模量，对钢，取 E=2.11011Pa； J 活塞杆截面的转动惯量（ m4）， J=464dp=3.0610-7 m4 d 活塞杆直径（ m）， 0.05dm=； l 活塞杆计算的长度，为活塞杆最大伸出时，活塞杆的端支点与液压缸安装点间的距离（ m）， 1.114l=m； K 活塞杆断面回转的半径（ m），其为实心活塞 杆 K=JA= 4d=0.0125 A 活塞杆截面积（2m）， 实心活塞杆 A=24dp=1.9610-32mm 柔性系数，活塞 杆为实心杆时，而且用钢铁材料制造时，上式可简化为 421 .0 2kndPl=1011 4 1111.02 41.1140.05 10kP创=?=143065.5(N) nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 14 4.7 立柱的校核 如图， F 为链条拉力，假设链条与立柱之间的夹角 s，则拉力在立柱上的分力就为 cosq， F的最大力为小汽车的重量与手臂的重量之和， max18326.1F =N. 凸台与立柱的接触表面积为： A=891mm2 AF axms =20.57MPa800mm)一般用型钢和钢板的焊接结构。 受力不太大的滑轮直接装于心轴；受力较大的滑轮装在滑动轴承 (轴套的材料应采用青铜或是粉末冶金材料 )或者滚动轴承上，在转速较高，载荷的情况下一般采用后者。轮毂长与轴套的直径比一般为 1.51.8。 . 由于受载荷不大 ，所以选用实体滑轮。使用 Q235-A或铸铁 ( 如 HT150)。 6.2 滑轮的主要尺寸 绳槽半径 R的确定：依据钢丝绳直径 d 的最大允许偏差（ +7%）确定的。 钢丝绳饶进或饶出滑轮槽时偏斜的最大角度 (即钢丝绳中心线与滑轮轴垂直的平面之间的角度 )应不大于 4。 绳槽表面的精度分为两级： 1 级 :Ra6.5; 2 级 : Ra12.5. nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 17 6.3 滑轮直径与钢丝绳直径匹配关系 (查手册：机械工业出版社，机械设计手册新版第 2 本 ,第八篇，表 8.1-64 ). 6.4 滑轮形式 按 JB/T9005.3 1999 标准，滑轮共分 A、 B、 C、 D、 E、 F 六种形式。结构比较好而密封严密的为 A 型和 B 型。 6.5 滑轮技术条件 1 材料 滑轮的有关零件用材料应符合下表的规定。 表 6.5 材料特性表 零件名称 材 料 滑轮 铸钢应不低于 GB/T11352 中的 ZG270-500 铸钢 铸铁应不能低于 GB/T9439 中的 HT200 灰铸铁 球墨铸铁应不低于 GB/T1348 中的 QT400-18 球铁 内轴套 结构钢应不低于 GB/T699 中的 45 钢 隔环 结构钢应不低于 GB/T700 中的 Q235A 钢 铸铁不应 低于 GB/T9439 中的 HT250 灰铸铁 挡盖 铸铁不应低于 GB/T9439 中的 HT150 灰铸铁 结构钢应不低于 GB/T700 中的 Q215A 钢 隔套 结构钢应不低于 GB/T700 中的 Q235B 钢 ; 铸铁应不低于GB/T9439 中的 HT150 灰铸铁 涨圈 结构钢应不低于 GB/T699 中的 45 钢 村套 铜合金应不低于 GB/T1176 中的 ZcuAl10Fe3 铝青铜 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 18 2 外观 滑轮的表面应该光滑平整，需去除尖棱和冒口，滑轮不可以有影响使用性能和有损外观的缺陷（比如 裂纹、气孔、铸疤、疏松等）。 3 热处理 滑轮应进行退火处理，以消除铸造或焊接应力。 4 其他 滑轮加工部位 (如内孔和绳槽表面等 )与隔环外露的部位需涂抹抗腐蚀的防锈油；不加工部位需涂防锈漆。 5 滑轮强度计算 小型铸造滑轮的强度，是由铸造工艺的条件决定的。一般情况下可以不进行强度计算。而对于大尺寸的焊接滑轮，就必须要进行强度计算。 6.7 起重链条和槽轮 1 板式链条和槽轮的选择 依据最大的工作载荷及安全系数计算链条的破坏载荷 Fp, 并以 Fp 来选择链条 Fp FmaxS 式中 pF 破断载荷 (N); maxF 链条最大工作载荷 (N); S 安全系数。 参照手册，选取标准。 2 板式链及端接头 板式链结构如图 4.1 所示 .,其尺寸分两个系列 : 重型系列（代号为 LH） , 其尺寸可以通过查机械设计手册；轻型系列（代号为 LL）；其尺寸可以通过查机械设计手册。查手册选取重型板式链。 7 结论 本课题设计与研究了 小汽车维修用液压升举机的总体结构、液压传动装置、钢丝绳平稳系统、保险装置和机电匹配系统。于整个毕业设计的过程中，我综合运用了大学期间所学的全部基础和专业知识，使我掌握了一个比较完整的课题设计步骤。通过过实习期间的参观学习，后来详细的分析和仔细认真的计算，以及在指导老师的指导和帮助下，与同一组的同学通力合作，完成了分配的各项设计任务，也达到了本次设计的要求。本次设计主要完成了以下内容： 对升举装置的
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