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液压式双柱汽车举升机的设计【优秀含8张CAD图纸+液压举升机全套课程毕业设计】

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液压式 汽车 举升机 机械设计 毕业设计 液压式双柱汽车举升机的设计 液压举升机全套课程毕业设计
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液压式双柱汽车举升机的整体结构设计及分析

双柱汽车举升机的设计

液压式双柱汽车举升机的设计【优秀含8张CAD图纸+液压举升机全套课程毕业设计】

【带任务书+开题报告+中期检查表+文献综述+外文翻译】【35页@正文10100字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

中国地质大学长城学院毕业设计文献综述.doc

中期检查表.doc

举升器总装配图-A0.dwg

举升臂-A1.dwg

双柱汽车举升机设计.doc

双柱汽车举升机设计任务书.doc

外文翻译=通过键合图对剪刀举升原理做动态分析=4500字符.doc

开题报告.doc

查重报告.pdf

液压原理图A2.dwg

液压缸装配图-A1.dwg

缸底-A2.dwg

缸盖-A2.dwg

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任务书

毕业设计(论文)题目双柱汽车举升机的设计

毕业设计(论文)主要内容和要求:

额定举升载荷3吨;

最大举升高度为2000 mm

总高为2800mm,总宽为3000mm

毕业设计(论文)主要参考资料:

《液压与气压传动》 许福玲等主编

《液压系统设计简明手册》 杨培元等主编

《机械设计》、《机械原理》、《机械设计手册》、《工程材料》、《材料力学》、 《机械制图》、《机械设计课程设计》《轻工机械》

毕业设计(论文)应完成的主要工作:

1.进行结构计算、强度计算

2.进行液压系统设计

3.绘制结构图

4. 绘制液压原理图

5.绘制主要部件图

6.设计说明书一份,不少于6000字。

毕业设计(论文)进度安排:

序号毕业设计(论文)各阶段内容时间安排备注

1查阅、收集资料,熟悉有关的资料,学习相关的知识。2014.12

2结合毕业设计课题进行外文资料阅读并翻译外文资料。2014.12

3开始编写毕业设计工作计划。 2015.1

4熟悉设计任务,提出初步的设计方案,并征求指导教师的意见。 205.2

5拟定总体方案,绘出系统图,定出相关参数,并绘出总体草图。 2015.3

6对草图进行修改,并完成开题报告。205.3

7整理资料,编写设计说明书。2015.4.

8准备答辩。2 013年4月开始

摘  要

随着我国汽车数量的日益增长,汽修行业也随之发展起来。在汽修行业中,双柱托举接触车架式举升机是不可缺少的汽修平台。通过市场调查,在最近几年中,大部分汽修厂都引进了这种托举形式的举升机,极大地解决了汽修的难度。此次设计的双柱举升机采用双液压缸驱动的方式。该举升机最大举升重量为3吨,最大举升高度2000毫米,安全性能良好,符合国家要求。通过正确的零件结构设计图纸及工艺要求,能够方便的投入到生产。结构紧凑、外形美观,是一种高效率的汽修设备。

关键字:汽修行业; 双柱举升机; 液压。

Abstract

With the growing number of cars, the automotive industry has grown with it. In the automotive industry, contact-post car lifts are indispensable shelf aftermarket lift platform. Through market research, in recent years, most garages have introduced this form of lift lifts greatly solve the difficulty aftermarket. The design of ground-post lift with single hydraulic cylinder driven approach, using rope to achieve synchronization of two columns. The maximum lifting weight lift 3 tons, maximum lifting height 2000 mm, in line with national safety standards. With the right parts design drawings and process requirements, can easily put into production. Compact structure, beautiful appearance, is a highly efficient aftermarket equipment.

Key words: the automobile repair industry;  Automobile lift;  Hydraulic.

目  录

1绪论1

1.1前言1

1.2举升机的概述1

2举升机的方案拟定2

2.1举升机的基本情况2

2.2汽车举升机的主要结构2

2.2.1 举升装置的要求2

2.3液压式双柱汽车举升机结构方案的确定2

2.4举升机主要部件参数确定3

3液压式双柱汽车举升机的整体结构设计及分析4

3.1支架结构4

3.1.1立柱5

3.1.2托臂5

3.1.3滑台5

3.2驱动系统的分析6

3.3传动系统的分析6

3.4 平衡系统的分析7

4举升机的强度分析与验算8

4.1 举升机立柱的结构分析和验算8

4.1.1 主立柱的截面特性分析与计算8

4.1.2 主立柱的强度分析与验算10

4.1.3 主立柱的刚度计算(迭加法)16

4.2 托臂部分的强度校核16

4.2.1 托臂部分截面特性16

4.2.2 托臂部分强度核算17

4.2.3 从托臂处考虑挠度情况19

5液压系统21

5.1液压系统设计要求21

5.2液压系统工作原理21

5.3液压系统参数设计22

5.3.1液压马达的选择22

5.3.2液压泵的选择23

5.3.3泵电机的选择23

5.3.4油箱容量的计算23

5.3.5液压管道计算23

5.3.6管接头24

5.3.7液压控制阀和液压辅助元件的选择24

5.3.8液压油的选用24

6钢丝绳的选择计算25

6.1钢丝绳的计算25

6.2钢丝绳的选择25

7滑轮的选择和计算26

7.1滑轮结构和材料26

7.2滑轮的主要尺寸26

7.3滑轮直径与钢丝绳直径匹配关系26

7.4滑轮形式26

7.5滑轮技术条件26

7.5.1材料26

7.5.2外观27

7.5.3热处理27

7.5.4其他27

7.6滑轮强度计算27

结  论28

参考文献29

致  谢30

1绪论

1.1前言

根据一些数据显示,我国汽车数量已经达到16000万辆,汽车数量呈现猛增趋势。近几年来,汽车维修业热潮也随之来袭。举升机在汽车维修中起到了很大的作用,然而目前在国内市场上,举升机处于供不应求的阶段,一些厂家对举升机在维修过程中的重要性认知还很欠缺,初具规模的汽车举升机生产厂家少之又少,因此对汽车举升机的设计有着非常重要的意义。

汽车举升机在维修过程中非常重要,不管是大修,还是小修保养都需使用。双柱托举接触车架式汽车举升机在市场上被广泛的采纳,近几年来,大部分汽修厂都引进了这种类型的举升机。这种举升机便于安装,不需要大范围的开挖,也不需要对维修厂的布局进行变动。最重要的是,一台举升机可以对各种类型的汽车进行维修作业。这种举升机底部的布局比较合理,视野比较开阔,使得维修师傅能够很轻松地进入汽车的整个底部,进行车底的维修操作。大大地缩短了维修时间,提高了维修的效率。

1.2举升机的概述

近几年,举升机生产厂家日益增长,作为汽车维修的重要工具,举升机的需求量也大大增加。现在举升机市场日益壮大,大批国外品牌流入中国市场,产品种类各式各样。国外品牌产品质量好、性能稳定、设备操作简单,在中国市场非常受欢迎。随着近几年国内举升机行业的发展,无论在技术开发、产品设计还是售后服务方面,都进行了很多的改进,销量也有了很大的提高。

2举升机的方案拟定

2.1举升机的基本情况

汽车举升机产品种类较多:

按提升动力来分:有液压和机械两种形式。

按结构类型来分:有单柱式、双柱式、四柱式和剪式。

本次设计采用双柱式结构,双柱式举升机便于安装,不需要大范围的开挖,也不需要对维修厂的布局进行变动。

参考文献

[1]  许福玲等主编.液压与气压传动.第3版.北京:机械工业出版社,2007.

[2]  杨培元等主编. 液压系统设计简明手册.北京:机械工业出版社,1994.

[3]  邱宣怀主编.机械设计.第4版.北京:高等教育出版社,1997.

[4]  孙桓.机械原理.第7版.北京:高等教育出版社,2006.

[5]  刘鸿文主编.材料力学.第4版.北京:高等教育出版社,2004.

[6]  刘朝儒.机械制图.第4版.北京:高等教育出版社,2001.

[7]  周生国.机械工程测试技术基础.北京:国防工业出版社,2006.

[8]  机械设计手册.第五版.机械工业出版社,2010.

[9]  冯华伟.汽车举升机液压系统设计.烟台大学.1004-8820(2007)04-0309-04.

[10]  上官红喜.一种双柱汽车举升机的设计.临汾职业技术学院.1000-4858(2013) 12-0106-04.

[11]  孙继富. 液压举升机设计、制造工艺的研究与应用. 辽宁省核工业地质局机械研究所.

[12]  邵松明主编 汽车维护与修理[M] 人民交通出版社 2003.

[13]  周士昌主编 液压系统设计图集[M] 机械工业出版社 2003.

[14]  张树生主编 机械制造工程学[M] 东北大学出版社 2000.

[15]  林晨 新型液压汽车举升机[J] 林产化工通讯 1995.

[16]  濮良贵等主编 机械制造技术[M] 高等教育出版社 2001.

[17]  孙恒等主编 机械原理[M] 高等教育出版社 2000.

[18]  房丰洲主编 机械工程控制基础[M] 黑龙江科学技术出版社 1989.

[19]  王龙太主编 先进制造技术[M] 机械工业出版社 2003.


内容简介:
附表 2: 长城学院本科毕业设计(论文)中期检查表 系: 工程技术系 专业: 机械设计制造及其自动化 检查日期: 2014.4.1 学生姓名 殷玉磊 论文题目 双柱汽车举升机设计 任务书 已完成( ),进行中( ) 参考文献 15 篇:其中外文文献 5 篇 外文翻译 已完成( ),进行中( );完成字数约: 2000 字(翻译成的汉字字数) 开题报告 已完成( ),进行中( );完成字数约: 2000 字 正文 已完成( ),进行中( );完成比比例: 90 % 已完成的 任务 任务书,外文翻译,开题报告 待完成的 任务 液压系统的设计计算 ,以及柱子的强度校核 存在的 问题 液压系统的设计以及参数的计算 采取的 办法 查阅资料,和指导老师沟通 指导教师 意见 指导教师签名: 注:按表中的要求填写,选项打钩( ); nts 中国地质大学长城学院 本 科 毕 业 论 文 题 目 双柱汽车举升机设计 系 别 工程技术系 学生姓名 殷玉磊 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 05211521 指导教师 于建波 职 称 高级 工程师 2015 年 4 月 25 日 nts 摘 要 随 着我国汽车 数量的日益增长 , 汽修行业也随之发展起来 。在汽修行业 中 ,双柱托举接触车架式举升机是 不可缺少的汽修平台 。 通过市场调查, 在最近几年 中,大部分汽修厂都引进了这种托举形式的 举升机 ,极大地解决 了 汽修的难度。 此 次设计 的 双柱举升机采用双 液压缸驱动 的方式 。 该举升机 最大举升重量 为 3 吨,最大举升高度 2000 毫米, 安全性能良好, 符合国家 要求 。通过正确的零件结构设计图纸及工艺要 求,能够方便的投入到生产。结构紧凑、外形美观,是一种高效率的汽修设备。 关键字: 汽修行业; 双柱举升机; 液压。 nts Abstract With the growing number of cars, the automotive industry has grown with it. In the automotive industry, contact-post car lifts are indispensable shelf aftermarket lift platform. Through market research, in recent years, most garages have introduced this form of lift lifts greatly solve the difficulty aftermarket. The design of ground-post lift with single hydraulic cylinder driven approach, using rope to achieve synchronization of two columns. The maximum lifting weight lift 3 tons, maximum lifting height 2000 mm, in line with national safety standards. With the right parts design drawings and process requirements, can easily put into production. Compact structure, beautiful appearance, is a highly efficient aftermarket equipment. Key words: the automobile repair industry; Automobile lift; Hydraulic. nts 目 录 1绪论 . 1 1.1前言 . 1 1.2举升机的概述 . 1 2举升机的方案拟定 . 2 2.1举升机的基本情况 . 2 2.2汽车举升机的主要结构 . 2 2.2.1 举升装置的要求 . 2 2.3液压式双柱汽车举升机结构方案的确定 . 2 2.4举升机主要部件参数确定 . 3 3液压式双柱汽车举升机的整体结构设计及分析 . 4 3.1支架结构 . 4 3.1.1立柱 . 5 3.1.2托臂 . 5 3.1.3滑台 . 5 3.2驱动系统的分析 . 6 3.3传动系统的分析 . 6 3.4 平衡系统的分析 . 7 4举升机的 强度分析与验算 . 8 4.1 举升机立柱的结构分析和验算 . 8 4.1.1 主立柱的截面特性分析与计算 . 8 4.1.2 主立柱的强度 分析与验算 . 10 4.1.3 主立柱的刚度计算(迭加法) . 16 4.2 托臂部分的强度校核 . 16 4.2.1 托臂部分截面特性 . 16 4.2.2 托臂部分强度核算 . 17 4.2.3 从托臂处考虑挠度情况 . 19 5液压系统 . 21 5.1液压系统设计要求 . 21 5.2液压系统工作原理 . 21 5.3液压系统参数设计 . 22 5.3.1液压马达的选择 . 22 5.3.2液压泵的选择 . 22 5.3.3泵电机的选择 . 23 5.3.4油箱容量的计算 . 23 5.3.5液压管道计算 . 23 5.3.6管接头 . 24 5.3.7液压控 制阀和液压辅助元件的选择 . 24 5.3.8液压油的选用 . 24 6钢丝绳的选择计算 . 25 6.1钢丝绳的计算 . 25 6.2钢丝绳的选择 . 25 7滑轮的选择和计算 . 26 nts 7.1滑轮结构和材料 . 26 7.2滑轮的主要尺寸 . 26 7.3滑轮直径与钢丝绳直径匹配关系 . 26 7.4滑轮形式 . 26 7.5滑轮技术条件 . 26 7.5.1材料 . 26 7.5.2外观 . 27 7.5.3热处理 . 27 7.5.4其他 . 27 7.6滑轮强度计算 . 27 结 论 . 28 参考文献 . 29 致 谢 . 30 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 1 1 绪论 1.1 前言 根据一些数据显示 , 我国汽车数量已经达到 16000万辆,汽车数量呈现猛增趋势。近几年来, 汽车维修业 热潮也随之来袭 。 举升机在汽车维修中起 到 了很大的作用,然而 目前 在国内市场上 ,举升 机处于供不应求的阶段, 一些厂家 对举升机 在维修过程中的 重要性认知 还很欠缺, 初具规模的汽车举升机生产厂家少之又少, 因此对汽车举升机的设计有 着非常重要 的意义。 汽车 举升机在 维修过程中非常重要,不管是大修,还是小修保养都需使用。 双柱托举接触车架式 汽车 举升机 在市场上被广泛的 采纳 , 近几年来,大部分汽修厂都引进了这种类型的举升机 。 这种举升机 便于 安装,不需要大范围的开挖,也不需要对维修厂的布局进行变动。 最重要的是 ,一台举升机可以 对各种类型的汽车进行 维修作业。这种举升机 底部的布局比较合理 , 视野比较开阔, 使得维修 师傅 能够很 轻松 地进入汽车的整个底部,进行车底的维修操作。 大大地缩短了维修时间,提高了维修的效率。 1.2 举升机的概述 近几年 ,举升机 生产厂家日益增 长 ,作为汽车维修的重要工具, 举升机的 需求量也大大增加。现在举升机市场 日益壮大 , 大批国外品牌流入中国市场, 产品 种类各式各样。 国外品牌产品质量好、性能稳定、设备操作简单,在 中国市场非常受欢迎 。随着近几年国内举升机行业的发展,无论在 技术开发、 产品设计还是售后服务方面,都进行了很多的改进,销量也 有了很大的 提高。 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 2 2 举升机的方案拟定 2.1 举升机的基本情况 汽车举升机产 品种类较多: 按提升动力来分:有液压和机械两种形式。 按结构类型来分:有单柱式、双柱式、四柱式和剪式。 本次设计采用双柱式结构,双柱式举升机 便于安装,不需 要大范围的开挖,也不需要对维修厂的布局进行变动。 2.2 汽车举升机的主要结构 举升机的结构形式主要有:( 1)整体结构形式;( 2)举升方式;( 3)驱动方式;( 4)平衡方式;( 5)保险与保护方式;( 6)托盘结构。 2.2.1 举升装置的要求 在 举升机的设计中 , 液压系统的设计 是非常 重要的。举升机的性能 必须符合国家的 要求,例如: ( 1)举升机应设有限制行程限位装 置, 方便控制举升的高度。 ( 2)液压系统工作应平稳、无振动、无爬行现象。 ( 3)液压系统能 够 自锁 , 而且要安装 机械锁装置。 ( 4)机械式举升机任意时刻都能安全自锁。 ( 5)举升机正常运行时的噪音不得超过 80d。 ( 6)举升机的润滑要有保障, 要及时检查各部件的磨损程度,确保使用寿命。 2.3 液压式双柱汽车举升机结构方案的确定 通过 举升机的市场调研 ,确定了本次设计的总体方案。如下图 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 液压式双柱举升机的结构示意图 本次设计参考的是液压驱动的 QJY04-02B 型 液压式双柱汽车举升机。 它的结构主要包括以下几个部分: 支架结构 、 驱动 系统、 传动 系统 、 平衡系统 。普通双柱液压举升机构的动力系统是由液压系统来驱动和控制的, 液压油缸安装固定在两侧立柱内, 液压油缸推动滑轮 , 此时 缠绕在滑轮上的钢丝绳实现 上下移动 从而带动滑台移动 。 钢丝绳与滑台 相连接 ,托臂 通过螺栓与 立柱内的滑台 相 接。 2.4 举升机主要部件参数 确定 普通式双柱举升机、龙门式双柱举升机和四立柱式举升机这三种目前市场上主要的汽车举升机的主要技术参数统计如表 2.1所示。 表 2.1 汽车举升机的主要参数 额定举升质量 最大举升高度 盘距地高度 全程上升时间 全程下降时间 普通式双柱 2.5-4 T 1700-1800mm 110-180mm 50-70S 20-60S 龙门式双柱 2.5-4 T 1700-1800mm 110-180mm 50-70S 20-60S 四立柱式 2.5-4.5 T 1700-1800mm 110-180mm 50-70S 20-60S 通过 市场调查 以及 查阅 相关 资料 ,了解了目前国内市场普通汽车的 主要参数:长:4500mm;宽 1750mm;高 :1450mm;轴距: 2500mm;前后轮距: 1500mm;综合这些数据估算出 此次双柱汽车举升机设计主要参数 如 下: 立柱 总高为 2800mm;总宽为 3000mm; 滑台组合件尺寸:采用 300 300方钢,壁厚 8 mm,高 800mm 托臂 近似 尺寸:采用 100 100方钢,壁厚 8 mm, 最大伸缩 长 度 1110mm nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 4 3 液压式双柱汽车举升机的 整体结构 设计 及分析 3.1 支架结构 举升机的整体结构 由升降架 、 两侧 的立柱 和 四对可调 节 支撑脚组成。 由于 车的重心不在 整车的中心位置,对两侧的立柱会产生一定的扭曲变形,因此 我们在设计 立柱 时 要考虑其弯曲变形对整体结构产生的影响。 升降架是由 托臂和 滑台 组成 ,滑台 连接两侧 的 立柱 ,滑台在钢丝绳的牵引下实现上下移动。 立柱 内侧 的 宽度 可以 根据 汽车的 宽度 来确 定 ,如果有特殊情况,可以适当的加宽两柱之间的距离。 立柱的高度 决定了升降架的升降高度 ,通过设计立柱的高度 可以 将车整 个汽车 举 升到 2000mm 左右 ,使人可以在车下自由工作方便维修 , 立柱 的 总体 高度 设计为2800mm。 同时 安装在 支撑脚 上的四个调节螺钉能够 上下旋动 ,可以自由的对立柱进行调节,提高支架的使用范围 。 升降架的整体结构如 图 3.1所示。 图 3.1 举升装置示意 图 如上 图所示为 液压式双柱汽车举升机的驱动装置及举升装置的示意图,从图中可以看出升降架左右两立柱中分别有一个液压缸,为升降架提供动力 。 液压缸工作时 , 在钢丝绳的牵引下升降架将进行升降运动。通过对此结构的分析,此机构的 最大的问题是左右两个液压缸在进行工作时有一个时间差,导致左右两侧升降架的升降速度不同,将会 使 车体失去 平衡。因此, 我们在液压举升的基础上增加了钢丝绳的同步装置,用这样的同步装置来弥补液压缸带来的缺点。 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 5 3.1.1 立柱 通过查阅资料以及对各 种 类型立柱参数的对比,本次设计采用凹形立柱,该立柱抗弯强度高, 稳定性好 , 不易变形。 图 3.2为 立柱的俯视图。整个举升机的重量都是由立柱来支撑的,因此它必须要有一定的强度和刚度。立柱中间的空间用来放置举升装置以及滑台部件 。 图 3.2 立柱的俯视图 3.1.2 托臂 托臂部分是举升机的支撑机构。当汽车进入到举升机的范围里时,整个支撑机构就通过改变摇臂的角度或方向来改变托臂的整个工作范围的宽度。本次设计的支撑机构是对称式的托臂,而且左右两 侧的托臂 具有 一定的伸缩性的。如图 3.3所示: 图 3.3 托臂的结构 示意 图 3.1.3 滑台 托臂与立柱内的滑台连接,滑台在钢丝绳的牵引下 实现 上下移动时,同时托臂也上下移动,滑台起到了连接的作用。 如图 3.4所示: nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 6 图 3.4 滑台示意图 3.2 驱动系统的分析 由 液压泵 、 驱动电机 、 升降液压缸及辅助装置等 组成。 液压泵是举升机的动力源,因此液压泵的选择要根据机体中所需最大工作压力及工作速度进行选择,驱动电机将电能转化为 机械 能同时带动液压泵进行工作, 选择电动机时应满足液压泵的工作要求 。 升降液压缸是传动 系统中的主要原件,液压缸的选择将直接影响到机体是否能够正常工作,因此驱动系统的设计要根据实际工况及升降机的整体机构进行合理选择。 3.3 传动 系统 的分析 举 升 机 是 用液压缸进行驱动,在牵引 钢丝绳 的作用下来驱动升降架进行工作,为防止钢丝绳在牵引过程中产生断裂 , 在选用 钢丝绳 时要对钢丝绳进行 严格的拉伸 试验 ,保证钢丝绳在使用时足够安全 。 预计钢丝绳的提供的牵引力 在 25000N 以上 才能够 保证升降机正常工作 。 如图 3.5所示为钢丝绳的工作示意图 。 图 3.5 钢丝绳的 工作 示意图 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 7 3.4 平衡 系统的分析 由于举升机在上升或下降时 存在时间差,因此 本次设计采用钢丝绳来作为整个举升机的平衡机构。本次设计在单个立柱内安装两副左右对称的钢丝绳,但是在这个单个立柱里面的钢丝绳的走向确是两个相反的方向,通过改变钢丝绳的张力来使左右两边的滑台在抬升的过程中保持平衡。要注意的是两边确定的钢丝绳的张力必须一致,这样才能真正的平衡。单个立柱里的钢丝绳的走向如图 3.6所示: 钢丝绳 下滑轮2件上滑轮滑台图 3.6 单个立柱内钢丝绳的走向示意图 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 8 4 举 升机的强度分析与验算 双柱式汽车举升机的结构形式 多种多 样, 所参考的 QJY04-02B型举升机 是 由液压系统驱动和控制的,通过两立柱内安装的液压油缸实现上下运动,推动 安装在缸筒顶部的滑轮滚动同时实现绳子的上下移动 , 从 带动 现滑台的上下移动。 本次设计的举升机的主要性能参数为:额定举升载荷 3吨;在载重 3吨情况下,由最低位置举升到最高位置需 50秒;当 三位四通换向阀右位工作时 , 3吨轿车由最高位置降到最低位置所需时间不小于 50秒;举升臂在最低位置时的举升高度为 120mm,最大举升高度为 2000mm,工作行程为 1880mm。 4.1 举升机立柱的结构分析和验算 4.1.1 主 立柱的截面特性分析与计算 将整个截面分为 A1、 A2、 A3三个部分,取与截面底边互相重合的 Z轴为参考轴(见图 4.1举升机主立柱横截面示意图), Z1、 Z2、 Z3分别为三个组合截面的中性轴,则三个截面的面积及其形心至 Z轴的距离分别为: yZ 23ZZ1ZZ12A2A212213A32A1C3YY cY 2A 12ee11Y=CCC231图 4.1 举升机主立柱横截面示意图 21 3 9 4 862 7 061 9 461 9 4 mmA 22 6 1 226)657( mmA 23 3 4 826)635( mmA 所以,重心 C到相应边的距离 e: mmbdaH bdaHeY 429.586270194122 627019412)(2 222211 )( (4.1) mmeHe 5 7 1.1 3 54 2 9.581 9 412 mmY 19131942 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 9 mmY 5.1 7 35.1461 9 43 整个截面形心 C在对称轴 Y上的位置则为: mmAAA YAYAYAA YAY iiC 119.833486123948 5.173348191612429.583948321332211 ( 4.2) 4.1.1.1 确定惯性矩 设三截面的形心分别为 C1、 C2、 C3,其形心轴为 Z1、 Z2、 Z3(图 4.1),它们距 Z轴的距离分别为: mmCCa 69.24429.58119.8311 mmCCa 881.107119.8319122 mmCCa 3 8 1.901 1 9.835.1 7 333 由平行移轴公式,三截面对中性轴 Z的惯性矩分别为: 4232331121 11 36.1 8 1 53 9 4 869.243 cmaebhBeAaII ZZ (4.3) 423222 22 4 4 8.7 1 26 1 28 8 1.1 0 7212 651 cmAaII ZZ 423323 33 7 1 1.2 8 63 4 83 8 1.90212 296 cmAaII ZZ 1ZI 、 2ZI 、 3ZI 为三截面对各自心轴 Z1、 Z2、 Z3的惯性矩,将三截面对中性轴 Z的惯性矩相加,可得立柱整个截面对中性轴 Z 的惯性矩 ZI : 4321 5 1 9.2 8 1 47 1 1.2 8 64 4 8.7 1 236.1 8 1 5 cmIIII ZZZZ 4.1.1.2 立柱静矩 S 的计算: ( 1)立柱整个截面上半部分的静矩 S1: 31 577.7 3 76 72 119.83194)119.8319462 mmS A ( (4.4) 32 172.6 6 0 2 33881.1106512 mmS A )( 33 58.3 1 4 5 2)5.146881.1106292 mmS A ( 其中 1AS 、 2AS 、3AS分别为三截面各自的静矩,所以立柱整个截面上半部分的静矩 S 为: 3321 3 3 7.1 7 1 2 4 3 mmSSSS AAA 2)立柱整个截面下半部分的静矩 S2: 3 6 0 9.4 1 4 5 221 1 9.831 1 9.8362 mmS 3 78.1 2 9 7 9 23119.836270 mmS )( 32 3 8 9.1 7 1 2 4 5 mmSSS nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 10 4.1.2 主立柱的强度分析与验算 举升机工作时,其托臂将汽车举升至一定高度后锁定,举升机直接承载处位于托臂端部,故应先对滑台部件进行受力分析 见 图 4.2 所示 : 图 4.2 滑台部件受力情况示意图 4.1.2.1 滑台部件受力情况分析 滑台部件自身重量近似估算如下: 滑台组合件尺寸:采用 300 300方钢,壁厚 8 mm,高 800mm 滑台体积: 33 0 3 0 8 0 1 4 . 4 1 4 . 4 8 0 3 8 9 1 . 2HTV c m 摇臂座尺寸:采用 100 100方钢,壁厚 8 mm,长 420mm 摇臂座体积: 31 0 1 0 4 2 8 . 4 8 . 4 4 2 1 2 9 5 . 3 6Y B ZV c m 托臂近似尺寸:采用 100 100方钢,壁厚 8 mm,长 1110mm 托臂体积: 384.32671114.84.81111010 cmV TB 钢材比重选取: 3/85.7 mt 所以,滑台部件、摇臂座和托臂的重量为: kgG HT 55.3085.72.3 8 9 1 kgG Y B Z 17.1085.736.1 2 9 5 kgG TB 65.2585.784.3 2 6 7 将滑台、摇臂座和托臂一起考虑 : nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 11 kgGGG TBY B ZHT 37.6665.2517.1055.30 图 4.2中,单侧托臂受到的最大载荷为 1.5 吨,加上自重,托臂端部受力为 1566.37kg, 和 是立柱通过滚轮给予的反力, BXF 和 BYF 为保险支承板给予的支承力, B处为支承点,假定自重全部集中在负载处,有: 0 BM 126 8 5 3 0 0 1 5 6 6 3 . 7 1 3 3 0FF ( 4.5) 0 CM 1 5 2 5 3 0 0 1 5 6 6 3 . 7 1 3 3BXFF ( 4.6) 0X BXFFF 21 ( 4.7) 0Y 1 5 6 6 3 . 7BYFN 由式 (4.7)得, 21 FFFBX ,代入式( 4.6) 1 1 25 2 5 3 0 0 ) 1 5 6 6 3 . 7 1 3 3 0F F F (假定 0,21 BXFFF 则由式( 4.5)得: 123 8 6 9 1 .43 8 6 9 1 .41 5 6 6 3 .7BYFNFN综上所述,考虑滑台部件中滑台、摇臂座和托臂的总自重,假定自重全部集中在负载处,近似估算值为 66.37kg。单侧托臂受到的最大载荷为 1500kg,加上滑台部件的自重,托臂端部受力大小为 1566.37kg, F1 和 F2 是立柱通过滚轮给予的反力, F1= F2, Fbx 和FBY 为保险支承板给予的支承力, B处是支承点位置,则: 12 3 8 6 9 1 . 4 0 1 5 6 6 3 . 7B X B YF F N F F N , ,4.1.2.2 举升机主立柱受力情况分析 主立柱受力情况(见图 4.3普通式双柱举升机主立柱受力情况示意图), F1和 F2是滑台通过滚轮作用在立柱上的力(图示为最高位置), FBX和 FBY为滑台作用在立柱上的支承力(压力), RHX、 RHY 和 MH为底部支座反力。针对立柱受力情况,经计算得: nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 12 BXFBYFF 1F2RHXR HYHM图 4.3 普通式双柱举升机主立柱受力情况示意图 0)12119.83()5251890(1890,0 12 BYHH FFFMM 0,0 HYBY RFY Rhx=0 RYH=FBY=15663.7N 1 5 2 5 7 1 . 1 1 9 1 9 1 9 8 9 9 8 . 3H B YM F F N m m 4.1.2.3 普通式双柱举升机主立柱强度校核计算 从图 4.3看出,整个立柱体相当于一个悬臂梁,可画出立柱的弯矩图和剪力图。由 F1引起的弯矩图和剪力图见图 4.4: nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 13 图 4.4 立柱上 F1 作用力及其弯矩图和剪力图 l=2600mm b=2415mm a=185mm m a x 1 ( ) 3 8 6 9 . 1 4 ( 2 6 0 0 1 8 5 ) 9 3 4 3 9 7 3 1M F l a N m m m a x 1 3 8 6 9 1 . 4 4Q F N由 F2 引起的弯矩图和剪力图见图 4.5: 图 4.5 立柱上 F2 作用力及其弯矩图和剪力图 l=2600mm b=1890mm a=710mm m a x 1 ( ) 3 8 6 9 . 1 4 ( 2 6 0 0 7 1 0 ) 7 3 1 2 6 7 4 6M F l a N m m m a x 1 3 8 6 9 1 . 4Q F N 由 FBY产生的 M 引起的弯矩图见图 4.6: nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 14 图 4.6 立柱上 M 作用力及其弯矩图 7 1 . 1 1 9 1 1 1 3 9 8 6 . 6 8BYM F N m m m a x ( 8 3 . 1 1 9 1 2 ) 1 1 1 3 9 8 6 . 6 8BYM M F N m m 综上所述,立柱受力的合成弯矩图和合成剪力图如图 4.7 所示。 图 4.7 立柱受力的合成弯矩图和 合成剪力图 从图中可以得出 : 1 1 2( ) 3 8 6 9 . 1 4 5 2 5 2 0 3 1 2 9 8 5M F a a N m m 2031298. 5 111398. 668 191989983DM N m m 在截面 C 处,剪力最大,弯矩最大 , 所以此是危险截面。抗弯截面模数为: 34283.253881.110 10519.2814 cmeIW Z 截面上半部分静矩 S 171.24cm3, mmSI Z 43 6.1624.17 1 51 9.28 14 以下进行强度校核: ( 1)校核正应力强度 : nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 15 21m a xm a x /72.1 0 8 283.2 5 3 101.2 7 4 8 2 7 2 cmkgWMWM C 许用应力选: 2/04.1 10 258.9 1 005 41 cmkg max ,满足强度条件。 ( 2)校核剪应力强度: 2m a xm a x /3 8 4.82.284 3 6.16 14.3 8 6 9/ cmkgcmkgSbI QbI SQZCZ选 MPaS 235 ,而许用应力 cmkg /59.4 7958.9 1 002 35 max ,满足强度条件。 ( 3)折算应力强度校核: 主立柱横截面上的最大正应力 max 产生在离中性轴最远的边缘处,而最大剪应力max 则产生在中性轴上,虽然通过上面的校核说明在这两处的强度都是满足要求的,但是因为在截面 C 处, M 和 Q 都 具有最大值,正应力和剪应力都比较大,因此这里的主应力就比较大,有必要根据适当的强度理论进行折算应力校核,取该截面边缘处某点 K 进行计算: 21 /71.1 0 8 25 1 9.2 8 1 4 0 8 8 1.11102 7 4 8 2 7 2 cmkgIMyx 2/29.112.28519.2814 25.171804.5234 cmkgIbQSx xy 由于点 K 处在复杂应力状态,立柱体材料采用的 30 钢是塑性材料,可以采用第四强度理论,将 xx , 的数值代入,用统计平均剪应力理论对此应力状态建立的强度条件为: 22 3j ( 4.8) 所以 2222 /082.1104/71.108229.11371.1082 cmkgcmkgj 即 j( 4.9) 所以按第四强度理论所算得的折算应力也满足许用强度要求。 nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 16 4.1.3 主立柱的刚度计算(迭加法 ) ( 1) 727.026001890;273.02600710, lblalx 由 F2引起的 挠 度: )3(6 2 EI lPbf A E:弹性模量的选择: 碳钢取: 196 206Gpa 取 201Gpa=20.1 106N/cm2 cmEI lPbf A 85.35 1 9.2 8 1 4101.206 2 7 3.28.92 6 05.2 4 114.3 8 6 9)3(6 6221 ( 2) 929.026002415,273.02600710, lblalx 由 F1引起的绕度: cmEI lPbf A 5.35 1 9.2 8 1 4101.206 0 7 1.28.92 6 05.2 4 114.3 8 6 9)3(6 6222 ( 3)由 M 引起的绕度: cmEIMlf W 65.0519.2 8 1 4101.202 8.9260668.1 1 1 3 9 82 6 22 ( 4.10) 实际往 外 弯的绕度 cmffffWAAA 3.085.365.05.321 4.2 托臂部分的强度校核 4.2.1 托臂部分截面特性 托臂部分截面属于变截面,以下先计算截面特性数据: ( 1)小臂截面尺寸: 70 70方钢,壁厚 8mm, a=70,b=54 惯性矩: 44444 2 2 5.1 2 912 547012 cmbaI ( 4.11) 34444 92.36706 54706 cma baW x ( 4.12) 静力矩计算: 3192.234278545.173582 cmS ( 2)大臂截面尺寸: 92 92方钢,壁厚 8mm, a=92,b=76 惯性矩: 44444 976.31812 769212 cmbaI nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 17 34444 342.69926 76926 cma baW x 4.2.2 托臂部分强度核算 图示为左后托臂部件图: 图 4.8 托臂部件图 图中的 A、 B、 C、 D分别对应 着托臂示意图中的 A、 B、 C、 D四个截面: 下图是托臂示意图: 图 4.9 托臂示意图 按照 A,B,C,D几个典型截面进行分析,各个截面的截面图如下: A2XA1(a) A-A 截面 (b) B-B 截面(同 D-D 截面) (c) C-C 截面 图 4.10 典型截面示意图 ( 1) A截面 : 惯性矩: I=129.225 ; Wx=36.92 cmkg 47.4 8 5 5 73137.1 5 6 6M A A1A2A3nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 18 2m a x /21.1 3 1 592.36 47.4 8 5 5 7 cmkgWMxAA 2/73.183638.9 100540 cmkg 保险系数较小可满足强度要求。 ( 2) B截面: 92 92方钢 21A 8 0 1 5 1 2 0 0 m m A1 Y 9 2 1 5 / 2 9 9 . 5 m m 2A 9 2 9 2 7 6 7 6 8 4 6 4 5 7 7 6 2 6 8 8 A2 Y 9 2 / 2 4 6 m m C Y 1 2 0 0 9 9 . 5 2 6 8 8 4 6 / 1 2 0 0 2 6 8 8 2 4 3 0 4 8 / 3 8 8 8 6 2 . 5 1 m m 234A1 I 8 0 1 5 / 2 9 9 . 5 6 2 . 5 1 1 2 0 0 1 7 7 . 6 9 c m 24 4 4A2 I 9 2 7 6 / 2 6 2 . 5 1 4 6 2 6 8 8 3 9 2 . 2 5 c m 所以 4AAA cm94.6951 7 7 . 6 93 9 2 . 2 5III 21 总 3X W 9 1. 1 9 c mcmkg 4 8 . 5 7559616 6 . 3 751M B 2m a x /98.1 0 4 919.91 57.9 5 5 4 8 cmkgWMxBB 2/34.1 57 45.38.9 1 005 40 cmkg 保险系数较小可满足强度要求。 ( 3) C截面: A1=1200mm2 YA1=92+15/2+60=159.5mm A2=2688mm2 YA2=46mm A3=6010=600mm2 YA3=92+60/2=122mm YC=(1200159.5+268846+600122)/(1200+2688+600)=85.6mm 1AI=50315 /2+ )6.855.159( 2 1200=663.78 4cm 2AI=( 44 7692 )/12+ 2)466.85( 1688=583.68 4cm 3AI= 12/6010 3 + 2)6.85122( 600=97.50 4cm nts中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 19 所以总AI=1AI+2AI+3AI=1344.96 4cm W=总AI/8.65=1344.96/8.65=155.49 3cm cM=1566.3794=147238.78 cmkg 2m a x /93.94649.155 78.1 4 7 3 8 cmkgWMxCC 2/34.15745.38.9 100540 cmkg 满足强度要求。 ( 4) D截面: 惯性 矩: I=318.976 4cm ; W=69.342 3cm MD=1566.3753=83017.61 cmkg 2m a x /22.1 1 9 73 4 2.69 61.8 3 0 1 7 cmkgWMxDD 2/64.16204.38.9 100540 cmkg 保险系数较小可满足强度要求。 4.2.3 从托臂处考虑挠度情况 托臂亦相当于一个悬臂梁,端部受力 P 1566.37kg,托臂部件由大臂和小臂组成,将从大臂和小臂处
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本文标题:液压式双柱汽车举升机的设计【优秀含8张CAD图纸+液压举升机全套课程毕业设计】
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