小汽车举升机的设计【说明书+CAD+SOLIDWORKS】
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小汽车举升机的设计【说明书+CAD+SOLIDWORKS】
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黑龙江工程学院本科生毕业设计附录B Hydraulic System Design In recent years, Chinas booming auto industry, especially the car trip Industry. For many years into the average family car has become a dream now Real. Vehicle maintenance industry also received a strong development of the various repair The rapid expansion of demand for equipment. Vehicle repair workshop is required lift The most important maintenance machinery. Car lift would be required of the role i s the level of maintenance of vehicles To a suitable height, so that the maintenance workers in the automotive chassis Carry out maintenance on the car below. Car lift columnwillgenerally be divided into And two kinds of shear-type 1. No matter what kind of demand from its two Side of the vehicle lifting the level of synchronization can not occur cornering. And the car at the end of Bottom plate must be empty, so as to facilitatemaintenance operations workers. This Car lift required on both sides of the lifting device must be isolated , And that increase or decrease on both sides and must be fully synchronized. By The weight of the vehicle are generally larger, together with its own lifting device Weight lifting force larger demands and requirements of the landing and taking off a very flat Stability, it is generally used auto lift hydraulic drive system Action.Is on the authors developed a hydraulic system into the car lift Line introduced. auto lift hydraulic system design requirements Automotive lift hydraulic system, in addition to the requirements in certain areas Insiders on both sides of the vehicle from the car lift and llsimultaneously, but also For their car can stop at any height and to maintain the fixed faTo Workers have different height, different locations in the maintenance can be arbitrary Adjust the height, the most convenient way to carry out repairs. Therefore, the hydraulic system will Required to maintain the functional position. In addition, due to the weight of larger vehicles, Once the hydraulic system fails, gravity lift in the car The role will rapidly decline, may be the next car maintenance workers Pose a threat to safety of life, lift the car above have been The risk of break. Therefore, in order to prevent this from happening, give Or machine must have a mechanical locking device. Mechanical locks were installed by .In lifting the fuel tank and the piston rod at the top of the lateral arm associated with the lifting of sales Axis composed of two serrated rack. Installed outside the fuel tank Fixed rack, and installed in the pin on the rack with the Pistons Poles moved around the pin and to a certain point of the swing to do in order to To achieve separation and the two mesh rack. When the lifting arm at a location Status or failure of the hydraulic system, oil pressure falls below a certain value, the Rack will move in its own gravity and the role of the spring force with static gear Article mating, mechanical lock locked, so that lift arm will not drop, so that To ensure that the repair works and the car will not be dangerous.附录D 汽车举升机液压系统设计近年来，我国汽车业蓬勃发展,尤其是轿车行业。多年来轿车进入普通家庭的梦想已经成为现实。汽车维修行业也随之得到大力发展,各种维设备的需求迅速扩大. 汽车举升机是维修厂必备的,也是最重要的维修机械.汽车举升机的作用是将需要维修的汽车水平提升到合适的高度,以便于维修工人在汽车底盘方对汽车进行维修. 汽车举升机一般分为立柱式和剪式2种。盘下方必须为空的,以方便工人进行维修作业. 这就要求汽车举升机两侧的举升装置必须是分离的,且两侧的上升或下降又必须是完全同步的. 由于汽车的重量一般都较大,再加上举升装置自身的重量,要求举升力较大,而且升降时要求非常平稳,所以汽车举升机一般都采用液压系统进行驱动. 现就作者开发的一种汽车举升机液压系统进行介绍.汽车举升机液压系统,除要求能在一定的范围内从汽车两侧将汽车同步举升和下降外，还要求其能使汽车在任意高度停止并保持不动。 以便不同身高的工人，在维修不同置时可以任意调整高度,最方便地进行维修。因此,液压系统必须具有定位保持功能。另外，因汽车的重量较大，一旦液压系统出现故障，举升机举臂在汽车重力的作用下会迅速下滑，可能会对车下维修工人的生命安全造成威胁，举升机上面的汽车也有被摔坏的危险。所以,为了防止这样的情况发生,举升机必须具有机械锁定装置。机械锁由分别安装在举升油缸外侧和活塞杆顶部与举升臂相联的销轴上的两根锯齿形齿条组成. 安装在油缸外侧的齿条固定不动,而安装在销轴上的齿条则随活塞杆上下移动,并且能绕销轴做一定角度的摆动,以实现两根齿条的分离和啮合. 当举升臂处于定位状态或液压系统出现故障、油压低于一定数值的时候,动齿条就会在自身重力和弹簧力的作用下与静齿条啮合,机械锁锁死,使举升臂不会下滑,这样就确保维修工人和汽车不会出现危险。4毕业设计（论文）任务书机制专业1101班学生：向巍巍毕业设计（论文）题目：小型产品的三维设计(举升机的三维设计)毕业设计（论文）内容： 结构的选择和尺寸确定，连接结构设计，重量计算，支撑臂的力学分析，各部件的强度校核，举升机运动分析，三维建模。 毕业设计（论文）专题部分： 举升机的机构设计，举升机的力学性能分析，举升机的运动分析，三维模型建立，参考文献。起止时间： 3月2日6月1日指导教师： 签字 年 月 日 沈阳化工大学科亚学院 本科毕业论文题 目： 小型产品的三维设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 1101 学生姓名： 向巍巍 指导教师： 邱国俊 论文提交日期： 2015 年 6 月 1 日论文答辩日期： 2015 年 6 月 5 日沈阳化工大学科亚学院毕业论文文献综述举升机文献综述姓名：向巍巍 班级：机制1101 指导老师：邱国俊摘要从上个世纪90年代开始，我国举升机逐渐发展。举升机大到企业小到家居，随处可见。举升机应用极其广泛，为人们生产，生活都提供了很大帮助。伴随着我国汽车数量的增加，举升机作为汽车维修的重要工具，需求量也大大增加，现在举升机市场已经拥有近百个中外品牌，系列成百上千，各种举升机优势特点也各不相同。随着近几年国内举升机行业的发展，无论在产品设计，技术开发还是售后服务方面，都进行了很多改进，达到了一定的水平。本文主要介绍汽车举升机，包括他的分类和特点等。正文汽车举升机简介： 汽车举升机是用于汽车维修过程中举升汽车的设备，汽车开到举升机工位，通过人工操作可使汽车举升一定的高度，便于汽车维修。举升机在汽车维修养护中发挥着非常重要的作用，现在的维修厂都配备了举升机，举升机是汽车维修厂的必备设备。立柱结构一、单柱式举升机单柱式举升机是将停放在地面上的轿车等交通工具举升到一定的高度进行维修的专用设备,是一种典型的用于汽车及工程车辆的局部举升，以便更换车轮轮胎或对车辆底盘进行各种维修作业的机具。单柱举升机操作容易、美观、不占用空间便能将重物方便省力的举起。具有省时省力的效果,不用时完全放置于地面，方便汽车倒车和放置物品,是汽车修理不可缺少的机具。 单柱车辆举升机分可移动式的和固定式的两种型号。单柱移动式举升机适用于室内外场地，单柱固定式举升机适用于室内面积较为紧凑的场所。二、双柱式举升机 双柱式汽车举升机是一种汽车修理和保养单位常用的专用机械举升设备，广泛应用于轿车等小型车的维修和保养。双柱式汽车举升机将汽车举升在空中的同时可以节省大量的地面空间，方便地面作业。但是双柱式汽车举升机为了最大的节省材料，一般都去掉了底板。由于没有底板，使得立柱的扭力需要靠地面来抵消，所以对地基要求很高，若是有横梁（龙门举升机）就靠横梁抵消。双柱式举升机有对称式和非对称式两种。对称式举升机四根臂的臂长大致相等，这样使得汽车中心（或质心）处于立柱的中间位置，对于皮卡和箱式货车等类型的汽车的日常维修来说这种对称式举升机可能是最佳的选择。但是对于一些柱间宽度不够大的对称式双柱式举升机来说，汽车举升后不能打开车门是一个很大的缺点。非对称式举升机的立柱向后旋转了一个角度（大约30），并且前臂比后臂稍微短一些。当把汽车停放到这种非对称式的举升机适当位置时，车的位置就向后移动了一些，因此，我们就很容易地从车门进出。而且，这种非对称式举升机转动的立柱，可以确保车辆的重心安全地定位在立柱之间。三、四柱式举升机四柱式汽车举升机是一种大吨位汽车或货车修理和保养单位常用的专用机械举升设备，四柱式汽车举升机也很适合于四轮定位用，因为一般四柱式汽车举升机都有一四轮定位档位，可以调整，可以确保水平。四柱举升机按其结构又分为上油缸式以及下油缸式两种。上油缸式四柱举升机其油缸置于立柱顶部（带横梁），下油缸式的油缸置于平板下面。上油缸式四柱举升机主要依靠四根链条拉起四个角，拉力油缸置于顶部，这种结构简单，但自重增加。多数上油缸式四柱举升机二次举升为手动或气动，修理工需要跑到底下操作，这对于经常使用二次举升的用户不方便和不安全。保险装置为气动装置，若没有气源则比较麻烦。下油缸四柱举升机主要依靠四根粗钢索拉起四角，拉力油缸置于平板下面，通过六个圆盘将力传达四面。这种结构比较紧凑，自重降低。二次举升一般为电动液压，和主泵连接在一起，只要转动转换阀即可，升降速度快，保险装置为楔块式，四个楔块利用拉杆联动，扳动拉杆就可打开保险装置，方便耐用。四、剪式举升机剪式举升机执行部分采用剪式叠杆形式,电力驱动机械传动结构，目前广泛用于大型车辆维修。剪式举升机的举升速度适中且不占用车坑位置，对于一些车型相对固定，工作强度大（如在公共汽车）的修理领域无疑是最好的选择。而且由于结构简单，同步性好，一般常用作四轮定位仪的平台。剪式举升机分为大剪（子母式），小剪（单剪）举升机，超薄系列剪式举升机等几种类型。 小剪举升机主要用于汽车维修保养，安全性高，操作方便。挖槽后与地面相平。 大剪举升机涌出比较多，是配合四轮定位仪德最佳设备，并可以做为汽车维修，轮胎，底盘检修用。可以挖槽，也可以直接安装在地面上。 超薄系列剪式举升机无需挖槽，适用于任何修理厂，有一些楼板上不适合安装二柱举升机以及普通四柱举升机，而本机器与楼板接触面广，这样可以安装在任何可以开车的楼板上面，解决客户场地问题。这类机器是今后的主流产品，国外大规模使用本类产品。五、地沟式举升机地沟式举升机是大型客车维修的理想设备，对空间较低的厂房更为实用,且物美价廉。地沟式汽车举升机，安装于地沟上面两沿边轨道上，一般采用电动驱动方式，蜗杆、蜗轮减速，从而带动丝杆、举升大梁升降。这种设计方式使得地沟式举升机移动更灵活，举升力更大，升降平稳，操作安装极为方便，是各种针对大客车、货车进行维修的维修企业最为理想的举升设备。地沟跑道式四轮定位举升机前轮转角盘(选购件)位置可调，加长后轮滑板，适合各种车型定位测量。驱动类型从举升机的驱动类型来分类，目前主要分为气动、液压、机械式三大类。其中尤以液动居多，机械式次之，气动最少，下面简单介绍下液压类和机械类的举升机优劣。1一、机械式举升机机械式举升机主要有单电机驱动的螺纹传动举升机和双电机驱动的螺纹传动举升机。机械式举升机流行于1992-1998年间，主要由宝得宝,衡臣,中大,申侠生产，该类举升机特点是同步性好，由于一般多为电机驱动，螺杆传动，它不存在漏油污染问题，且自锁保护简单易行。但由于机械磨损维护成本高（经常需要更换铜锣母以及轴承），每年一台举升机的维修更换需要1000元左右，客户最终会将该产品更换为维护成本小的液压举升机。二、液压式举升机液压式举升机的特点是平稳、噪音小、力量大，缺点是用久之后易漏油，污染工作环境。但是液压式举升机维护成本低，油缸使用510年没问题，而且就举升机的发展趋势而言，一定是朝着安全、简便、使用寿命长、噪音小、价格低廉的方向发展，因此液压式举升机必将是今后举升机市场发展的主流。液压举升机分为两种一种是单缸举升机，一种是双缸举升机。单缸液压举升机的优点是：同步性好，不存在颠簸现象，带厚底板，举升机得扭力靠底板抵消，容易调平，整机安全性好，适用于地基较差的地方。双缸举升机又分为两种：龙门式举升机和薄地板举升机，由于是双缸，同步问题难以解决，往往靠两根钢丝绳来平衡，油缸以及钢丝绳要调整得松紧一致，举升机才可以同步。举升机的分类依据不同的标准还有许多方法，但立柱的构造是任何一种举升机最明显的特征，而它的驱动升降系统也是不同用户群体选购举升机最重要的考虑因素。总结 举升机确实给我们生活带来很多益处，尤其是汽车举升机在汽车维修方面的用处，使工作更加方便快捷。我国举升机发展较晚，与国际上的一些举升机存在差距，举升机的加工精度，使用寿命等。但是在我国大量的人力物力下，快速发展，相信不久就会赶上国际水平。参考文献1 郭武,黄泽星,吴上生. 汽车举升机的发展趋势分析J.广州：华南理工大学学报2 孙江宏.计算机辅助设计M.北京：高等教育出版社，20103 单辉祖.材料力学M.北京：高等教育出版社，20094 范钦珊，刘燕，王琪.理论力学M.北京：清华大学出版社，20045 杨可桢,程光蕴, 李仲生. 机械设计基础M.北京：高等教育出版社,20056 陈于萍,周兆元. 互换性与测量技术M.北京：机械工业出版社7 王文奎.机械原理M.北京：电子工业出版社8 卢圣春. 汽车机械维修培训教程M.北京：化学工业出版社9 大连理工大学工程图学教研室. 机械制图M. 北京：高等教育出版社10 席伟光,杨光,李波.机械设计课程设计M.北京：高等教育出版社11 成大先. 机械设计手册M.北京：化学工业出版社12 曹岩，白瑀. 常用滚动轴承手册与三维图库（SolidWorks版）M.化学工业出版社13 邢启恩.SolidWorks三维设计一点通M.化学工业出版社5摘 要小汽车举升机的三维设计是在认真思考了现有的各种起重设备和实际工作条件的情况下，从而进行的举升机的剪式结构的设计。在设计中完全考虑到安全和使用要求，结合计算机技术来优化举升机设计，以实现不同客户需求，不同小汽车型号的需求。经过初期的结构设计，参数设置以及力学分析给出整体的合理型式，再通过SolidWorks建立各零部件的三维建模，并结合虚拟装配，最后举升机工作过程的仿真是通过SolidWorks的运动仿真功能来实现，以检验整套装置的合理性和灵活性。关键词： 三维设计; 剪式; 汽车举升机; SolidWorksAbstract Three-dimensional design of the car lift is seriously considering lifting equipment under actual working conditions and the existing design of the scissor lift structure thus conducted. Fully taken into account in the design of the safety and use requirements, combined with computer technology to optimize the lift design to fulfill customer needs, different needs of different car models.By the preliminary structural design, parameter setting and the mechanical analysis gives a whole reasonable type. Then use SolidWorks establish various parts of the three-dimensional modeling, and realize the Virtual Assembly. Finally, though the motion simulation function of SolidWorks realize the working process simulation of Lifter, to test the rationality, flexibility of the entire device.Key words: Three-dimensional design; Scissor structure; car repair Lifter; Solid Works;目 录 第一章绪论 11.1选题的背景 1 1.1.1 举升机的发展 1 1.1.2 计算机辅助设计的发展 21.2选题目的及其意义 3第二章举升机的结构设计 52.1设计任务 52.2结构的选择 52.3 结构尺寸的确定 7 2.3.1 平台结构 7 2.3.2 支撑臂长度的确定 82.4连接结构设计 8 2.4.1 连接方式的选择 8 2.4.2 材料选择 92.5 重量计算 9第三章举升机的力学性能分析 113.1 支撑臂的力学分析 133.2 各部件的强度校核 17 3.2.1 上滑轮轴的校核 18 3.2.2 支撑臂的强度校核 19第四章举升机的运动分析 26第五章模型的建立 285.1 支架部分建模 285.2 液压系统 30总 结 33参考文献 34致谢 35沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章绪论第一章绪论1.1选题的背景1.1.1举升机的发展状况 汽车举升机被用于设备，车辆维修作业，它的主要作用是提供发动机的保养和维修，以及底盘，传输等维修方便。汽车举升机用于改善员工的工作条件，提高工作效率。最初的汽车底盘维修需要维修工人员钻进汽车下面进行作业，这种方法导致操作空间小，光线照不进来，不利于维修人员很长时间的工作，从而导致工作效率低下。汽车举升机的发明改变了现状和提升机出现在上世纪二十年代，发展到今天的近100的时间，随着科学技术的进步，提升机的设计一直在进步，有越来越多的。从柱结构分主要在单柱式举升机，双柱举升机，四柱举升机，剪式举升机，地沟式举升机等。单柱式举升机 单柱式升降机单柱式举升机是一个早期的起重设备，该设备是停在汽车和其他车辆地面上升到一定高度，维护专用设备，汽车及工程车辆的部分解除方面是典型的，它是更换各种修理作业的车轮轮胎或车辆底盘的工具。具有节省人力物力资源的效果，不用时完全放在地面上，方便汽车倒车和放置物品，是汽车修理不可或缺的工具，但因为缸体较大，而且不易进行密封,如此严重和不稳定的，因为弹跳压缩空气驱动。双柱式举升机 双柱式汽车举升机在汽车维修工作过程中是可以节省大量的地面空间的，那样也很方便地面工人人员工作，主要是因为它将汽车举升到空中。双柱式汽车举升机一般情况下都去掉了底板，所以最大的为他节省了材料。正因为这种没有底板的结构，所以立柱的扭力需要靠地面来抵消，这样一来对地基要求很高，所以在投资行业是相对较高的。四柱式举升机 四柱式举升机专用机械起重设备，最好的，四柱举升机大吨位的卡车或货车修理和保养单位四轮定位已经做得也很不错，因为一般呀四柱式汽车举升机都有一个四轮定位档位，他是可以调整，水平也可以保证，但是这种设备呢占地面积大，所以并不合适用于私家车的修理保养。 剪式举升机 剪式举升机分为单剪式，子母式和超薄型。由于安全性高, 操作方便，单剪式举升机主要用于小型汽车维修保养, 挖槽后与地面相平。大剪举升机广泛应用于行业, 是四轮定位仪的黄金搭档, 不仅可以用于汽车维修, 还可以用于轮胎更换与底盘检修。沟槽形式都可以使用，它可以直接在地面安装。 Slim系列剪式举升机没有挖沟，适用于任何维修店，即使由于缺乏空间的厂房也可以使用这种类型的举升机。这种类型的举升机和地板广泛接触面，可以安装在任何汽车底板上面，为客户解决问题的场地空间。该机型是未来的主流产品, 国外已大量使用该类产品。地沟式举升机 对空间较低的厂房较为实用，而且物美价廉。地沟式汽车举升机，安装于地沟上面两沿边轨道上，一般采用电动驱动方式，蜗杆、蜗轮减速，从而带动丝杆、举升大梁升降。这种举升机适用于对大巴士、大卡车进行维修的维修企业。1 中国举升机械行业发展较晚，直到上世纪80年代末，我国才渐渐有举升机制造企业，基本上引用国外技术，我国的举升机制造业在很长时间内发展状态混乱，没有标准可用，盲目追求经济利益高，且大部分是山寨国外的技术进行生产制造。随着我国的经济实力的增强，科技水平的提高，于是有了一些比较正规的制造企业。今天，我国计算机技术的普及、应用与提高，制造业的计算机技术也在不断提高，计算机在模具创新设计，模型的建立和图纸的绘制方面提供了巨大方便，创造了巨大的经济效益。1.1.2计算机辅助设计的发展计算机辅助设计，就是CAD，在计算机刚开始出现的时候，人们说他是计算机辅助设计，即利用计算机来进行大量繁琐的计算。当AutoCAD出现并普遍使用以后，人们对CAD的认识才开始走上了正确的道路。随着科学技术不断发展进步，特别是交互式图形处理技术的出现推动了计算机辅助设计的进步，现在CAD技术已经包含了二维绘图和三维绘图，并且能够进行工程分析、几何造型、模拟仿真、设计文档等工作。其发展主要有以下几个阶段：1960年前后，CAD发展的起步时期；70年代前后，CAD技术进入广泛应用时期；上世纪80年代，CAD技术进入突飞猛进时期；上世纪90年代，CAD技术的发展越来越成熟。CAD技术涉及面广，技术每天都变化，新的理论、技术和方法不断地出现在人们的视野。近年来，先进制造技术的快速发展带动了先进技术的发展。现在，计算机辅助设计朝着一体化、智能化的方向发展、标准化和网络化2。Solid Works集CAD/CAE/CAM三大技能于一身，得到三维设计软件行业的认可和推广，Solid Works不断的创新设计为制造业带来了巨大的经济效益。Solid works操作软件是达索公司下的子公司Solid Works公司开发的CAD/CAM一体化的三维软件,其以功能强大、易学易用和技术创新著称，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。Solid Works采用了模块方式可以分别进行草图绘制、装配设计零件、钣金的设计、制造，加工处理等，确保用户可以按照自己的需求随心所欲地选择使用。1.2选题的目的及意义 现今世界，汽车制造行业不断向前发展，各国汽车的数量不断上升，中国作为一个汽车大国，其汽车的产量及消费数量也在大幅上升。据机械工业联合会统计，中国自2001年加入WTO来，汽车工业发展迅速，汽车产量从2000年的2200000万辆增加至2010年的20000000万辆，进入了汽车制造工业大国行列。同时，伴随着生活水平的提高，社会基础设施的完善，我国的汽车保有量也大幅上升，据国家统计局的国民经济和社会发展统计公报，我国汽车2007年， 2008年，2009年的保有量分别是5698万辆，6466万辆和7623万辆，到了2010年，我国的汽车保有量已经突破7200万辆。汽车制造业的发展以及汽车保有量的上升，推动了作为为汽车提供各种服务的维修行业的发展， 现代汽车维修项目也越来越繁多，越来越复杂，汽车举升机为这巨大的工作量提供了方便，其适用无论对于维修企业还是轿车拥有者来说都是一种便利。因此，在举升机汽车维修行业有着广泛的应用。正因为如此，在举升机结构的合理设计是非常重要的。正如曾表示，目前大多数的设计趋向于剪式举升机机设计。我们的任务是通过全面的结构分析和设计计算，设计出适用广泛，高效率的剪式举升机。现在的结构分析和设计计算为以后举升机的改进提供理论基础。对整套装置完整的设计可以加深对所学知识的理解，并且可以学到新的知识，提高自己三维软件的应用能力。1.3研究方法 本课题采用计算机软件进行三维建模与理论计算相结合的方法，通过理论计算和力学分析，得出合理的结构尺寸，通过三维软件SolidWorks将已有的尺寸转化为实际模型。实际模型建立对整体装置有直观的认识，以便于分析其结构是否合理，运动是否能实现。3沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章举升机的结构设计第二章举升机的结构设计2.1 设计任务某汽车维修4s店进行汽车维修养护时，需要将小型汽车举升起来，维护汽车底盘及轮胎等部分。本设计就是要设计一台汽车举升机，举升重量大约为30004000kg，要求运用solid works软件进行三维建模和模拟仿真。 有关本课题的工艺参数： 设计一台小剪式汽车举升机，参数如下： 最大举升高度： 1800mm；额定举升重量： 4000 kg； 底盘距离地面距离： 110mm；整个过程上升时间： 50S；整个过程下降时间： 40S； 要求具有可靠的锁止装置；2.2 结构的选择 由前言部分可知道，现在的举升机主要有如下几种：单柱和双柱式，四柱型，剪式和地沟式，而剪式举升机是现在的应用主流，故本设计采用剪式举升机的结构。根据设计方案，举升机是专为满足汽车修理厂维修车辆底盘和轮胎，以满足要求，结构设计举升机必须是合理的。所述剪式举升机属于该类举升机，一些支撑臂结构的基本支持平台，以确保整套装置的运动，各处的连接采用铰接。 如图2.1所示结构，上面为平台，用于放置汽车，举升平台一端采用固定铰支，一端采用活动铰支，活动铰支为滚动轴承。 表21 主要技术参数额定举升重量最大举升高度底盘距离地面距离整个过程上升时间整个过程下降时间4000kg1800mm110mm50s40s 图2.1 结构草图 固定铰支与活动铰支之间在最高时应有合适的距离，这样才能保证装置中的稳定性，采用图2.1的结构，可以估计，要达到1800mm的举升高度，需要很长的支撑臂，这样装置收缩后，长度较长，占地面积大，因此，改进方法就是将上述结构的支撑臂拆解，变为图2.2的结构。关于图2.2结构的说明,上端为平台，需维修汽车直接放于平台上，下部为底座，用于安放支撑臂，液压装置等；每台举升机共有8根支撑臂，铰与铰为活动铰支，用轴承代替；铰与铰为固定铰支；其他各处采用螺栓连接；为液压支撑系统，整套装置由于液压系统提供动力，通过活塞杆行程的改变实现装置的上升，与下降。为了保证整套装置的安全稳定工作，各连接处采用橡胶垫，并定期加润滑脂。举升机安装于事先设置好的地基上，为方便维修人员工作，两平台之间距离为900mm。 图2.2 确定的结构图2.3 结构尺寸的确定2.3.1平台结构 查找资料，综合各类家用轿车的结构参数，特别是汽车的轴距、轮胎规格为，取平台长度为1450毫米,宽度为550毫米。平台下部支撑结构采用一端采用固定铰支，固定铰支距离平台端50毫米，另一端采用滑动铰支（用轴承代替），为了方便滑轮滑动，在平台下设置滑轮槽，长度为600mm，宽度为19mm,厚度为10mm，底板厚度取20mm。底座与平台结构大致相同。2.3.2 支撑臂长度的确定设举升机收缩后的总高为,则两滑轮之间的距离 （21） 由材料力学的知识可知，举升机上升到最大高度的过程中，固定铰支与滑动铰支之间应有合适距离，取上升到最高时，则铰距平台端为400mm. 当举升机上升到1800mm时，两滚动轴承中心之间的距离 （22） 则举升臂长度（长度） （23） 举升臂的宽度取。2.4连接结构设计2.4.1 连接方式的选择 举升机的举升需要各部件的相互作用，在举升机的工作过程中，有一个上升过程和下降过过程，通过液压系统提供动力，推动举升臂，支撑臂相对轴转动，从而实现平台的上升和下降，要保证各处的相对转动，支撑臂之间，支撑臂与其他结构之间必须有合理的连接方式。图2.2所示：b，n处采用的是固定铰支，采用双头螺柱联接，综合考虑，查机械设计手册取等长双头螺柱，螺柱,螺纹长度为54mm,与之配套的螺母取C型六角头螺母，螺母。为活动铰支，采用横轴连接，轴长530mm,设置轴肩，以便定位轴承，轴上两支撑臂之间用轴套定位，并紧定螺钉锁紧。c、d、e、f采用滑动轴承连接，此处轴为螺栓，螺栓规格为螺栓 M24x95,螺纹长度为38mm。g处为油缸推力作用点采用滑动轴承连接，轴两端用弹性挡圈定位。2.4.2 材料选择 螺栓、平台下螺柱、平台和底板选45号钢，支撑臂选40Cr，液压系统上支点横轴以及下安装点螺柱取40Cr。各种材料的力学性能，物理性能查文献15得，如表22 表22 各种材料力学性能，物理性能名称强度极限（）屈服极限()密度（）40Cr10009007.850456003557.8502.5 重量计算按每台计算（1）举升臂的重量，由于举升臂还要加工孔等，先按实体计算，暂取厚度为20mm；横截面积： （24）质量： (25) =80.021.3507850 =170kg（2）平台与底座按相同结构计算，横截面积： （26） 图2.3 平台横截面平台质量： (27) （3）其他部件，如螺栓、轴、加强筋等的总质量取。即在没有安装液压系统的条件下，单台举升机的重量为 （28）取支撑装置的重量取。 表23 数据汇总名称长度/mm宽度/mm轴径/mm标记材料平台145055045支撑臂13507040Cr轴53025/2945轴3803040Cr螺栓45双头螺柱45螺母45角接触球轴承10沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章举升机的力学性能分析第三章举升机的力学性能分析举升机的力学性能分析，就是对举升机的各部件的受力分析，包括支撑臂、横轴，螺栓等的受力分析，并进行强度校核，目的是为了保证结构有足够的强度来进行工作，每个臂的符号及受力点标记如图3.2： 由任务书显示，额定举升重量为4000公斤,一套举升装置，包含有两个举升机，分别同步升降汽车的两梁，则每台举升机承受的重量为2000公斤 (31)由于平台重量小于汽车，不考虑力学分析。如图3.1对平台的力学分析,设受力均匀，平台有四根支撑臂支撑，则单侧举升臂的承重为： 图3.1 举升臂受力分析 （32） （33） 由公式（32），（33）得。 图3.2 臂的符号及受力点标记3.1 支撑臂的力学分析 （1）对臂2的受力分析臂2在水平方向上只有摩擦力没有其他载荷，而摩擦力的相对于系统的其他载荷较小，在本机构分析中忽略不计，因此，对于臂2只考虑竖直方向上的力就可以了。如图3.3，对臂2受力分析图如图3.3令 则在垂直于臂的方向上有： 图3.3 对臂2的受力分析图即 （34）又； (35)联立式（34），（35）得。由受力分析可知，臂2的最大弯矩发生在处，即 （36） 由上式可知，当最小时，有最大值，即当举升机开始对汽车进行举升时臂2有最大弯矩，此时时有 轴力分析：CE段受拉 ；图3.4 轴力分析图AC段受压 即在举升的最高处有最大轴力。对于臂3，器受力情况与臂2相同，无需再单独做受力分析。 （2）对臂1的受力分析，由于臂1要在DC段加装液压系统的上支点G，所以受力比较复杂，同时还要确定上支点的位置，先假定支点G距D为，找出比较合适的安装位置。对臂1的受力分析图： 图3.5 对臂1的受力分析图对D点取矩，即 （37）得出 （38） 对其进行弯矩分析 图3.6 弯矩分析 则弯矩图如下： 图3.7 弯矩图同样有轴力图： 图3.8 轴力图由以上的弯矩图，轴力图可知，最大弯矩发生在G截面，最大轴力在DG段，弯矩与轴力都随角度的改变而改变，且在举升机开始举升汽车时有最大弯矩；达到最大高度时，有最大轴力。对于液压系统的上安装点，由弯矩图可知，当越大时，最大弯矩越小，但过大，将使得孔G与孔C的距离较近，这样会产生应力集中，削弱臂的强度，因此综合考虑，取。 由计算可知，当有最大弯矩，如图3.1计算当举升高度达到110mm时，GN杆与水平夹角的大小。 由得： 由余弦定理可得： 得，则。 ；同理，可用余弦定理得；则。由以上的推导过程可知，在弯矩最大时，液压系统在此时同样有最大的外载荷，故用此种状态求最大推力，如图3.5对D点取矩： （39）代入数据，得，即液压系统提供的最大推力为。 在对某机构进行受力分析时，通常选择最复杂的部件进行分析，在本结构中，臂2 的受力情况比臂4的受力情况复杂得多，因此，对于臂4不再单独做受力分析，当臂2的强度条件满足时，臂4肯定能满足强度条件。3.2 各部件的强度校核 强度校核是通过材料力学的方法，在各零部件所选材料及结构尺寸的条件，能否满足强度条件，强度校核是机构设计过程中不可缺少的环节，是保证机构能否安全，长久工作的重要过程。3.2.1 上滑轮轴的校核作用于横轴上的力作如下简化，如图3.9: (310) 图3.9 轴的受力简图弯矩图： 图3.10 弯矩图由弯矩图可知，最大弯矩发生在支撑臂作用的截面，许用应力的确定，横轴的材料选用45号钢，取安全系数，则 抗弯截面系数 强度校核 弯曲正应力 剪切应力 有以上校核可知，滑轮横轴的强度要求满足。3.2.2 支撑臂的强度校核 在所有支撑臂中，臂1的受力情况最为复杂，故选此臂进行强度校核，惹满足，则其他臂也满足要求，就不必进行校核。由前面对支撑臂的力学分析可知，当越小，弯矩越大，而越大时轴力越大，故对举升机在不同状态时支撑臂的情况进行分析。 （1）举升机开始对汽车进行举升时，对支撑臂的校核由图3.7知 （311） 最大弯矩发生在G截面，即液压系统的上支撑点。此时的轴力为： （312） 许用应力的确定，取安全系数n=2,则 则最大弯曲正应力为 （313） 其中h=70mm,计算得。 （2）举升高度达到1800mm时，对支撑臂的校核。为了求出此时的弯矩和轴力，需要知道的值，用对支撑臂1的受力分析中的方法可得 ，此时的最大弯矩 此时液压系统提供的推力为 代入数据得： 最大轴力 与开始对汽车进行举升时的数据相比较，可以看出弯矩、轴力、推力都小，因此选用最低状态时的参数进行设计更合理。 综上所诉，取支撑臂的厚度，就可满足强度要求。校核弯曲切应力： 许用切应力 对于矩形截面 故通过以上以上的校核过程，可知支撑臂的结构合理，满足要求。支撑臂的数据汇总表31 支撑臂数据汇总长度（L/mm）宽度(h/mm)厚度（b/mm）孔径（r/mm）13507025253.3联接螺栓的校核c、d、e、f采用相同的螺栓连接，但无预紧力，故对螺栓的校核转化为对轴的校核,对其的受力分析如图3.11 图3.11 轴的受力分析图剪力图 图3.12 剪力图弯矩图 图3.13 弯矩图许用应力的确定 校核正应力与切应力 螺栓连接部分出了受剪与弯曲外，还会发生挤压，因此还要校核其挤压应力，由于螺栓材料的强度比支撑臂材料的强度低，故对螺栓进行校核。对于塑性材料其许用挤压应力为 最大挤压应力 则由校核过程可知，螺栓的强度满足要求。3.4 g处横轴的校核 由于g处横轴联接液压系统的上支点，其强度是否满足，对整个装置来说至关重要。横轴的材料为40Cr，对横轴的受力分析如图3.14 图3.14 对横轴的受力分析图 可得剪力图 图3.15 剪力图弯矩图 图3.16 弯矩图材料许用应力 取安全系数，则 抗弯截面系数 强度校核 挤压强度校核，许用挤压应力 最大挤压应力为 故杆的强度满足。 通过以上的校核过程可知，举升机个部件能够满足强度要，能够安全稳定的工作。23沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章举升机的运动分析第四章举升机的运动分析 举升机在对汽车进行举升的过程中应保持比较平稳的上状态，一平台为研究对象，设计如下运动方程：平台前5秒按正弦规律运动，5秒到45秒匀速上升，45秒到50秒按余弦规律运动 速度运动曲线如图4.1图4.1 速度运动曲线通过求导与积分可以得到加速度与位移方程。加速度方程 位移方程 25沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章模型的建立第五章模型的建立 本设计三维模型的建立通过Solid Works软件，模型建立完成后，再通过其实
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