普通式雙柱汽車舉升機的結構設計【雙柱汽車舉升機設計】

購買設計文檔后加 費領取圖紙 開題報告 題 目： 普通式雙柱汽車舉升機設計 1 課題分析 用汽車舉升機的結構類型 目前，全國生產(chǎn)汽車舉升機的廠家較多，生產(chǎn)的型式也較繁多。有雙柱式、四柱式、剪式、組合移動汽車式等。 其中各類舉升機從不同的方面又可分成好幾類： 單從舉升機的外型來分類的基本形式有：普通雙柱、龍門雙柱、四立柱、剪式、移動式和單立柱式等（分別如下列各圖所示 圖 購買設計文檔后加 費領取圖紙 圖 門雙柱式汽車舉升機 圖 立柱式汽車舉升機 圖 式汽車舉升機 購買設計文檔后加 費領取圖紙 圖 合移動式汽車舉升機 圖 各種形式各有千秋，適用于不同的場合。最常用的形式是前四種，即：普通雙柱式、龍門雙柱式、四立柱式和剪式。 剪式舉升機分為大剪（子母式） 、 小剪（單剪 式 ）舉升機 。 雙柱式舉 升機分又分為機械式和液壓式舉升機。機械式舉升機曾流行于 1992間，該舉升機特點是同步性好，但由于機械磨損維護成本高（經(jīng)常需要更換銅鑼母以及軸承），每年一臺舉升機的維修更換需要1000 元左右，因此目前不 生 產(chǎn) 此 舉升機， 使用者們 最終會將該產(chǎn)品更換為維護成本小的液壓舉升機 。 類汽車舉升機的使用情況 從調(diào)研的情況來看，雙立柱結構形式的汽車舉升機為最多，其次是四立柱式，同時還有少些的剪式舉升機。 汽車舉升機生產(chǎn)廠的市場占有率如表 圖 中永紅和寶得購買設計文檔后加 費領取圖紙 寶生產(chǎn)的舉升機市場占有率最高，分別為 國產(chǎn)和進口的百分比分別為： 。進口的舉升機大部分是比較早期的產(chǎn)品。另外，未被統(tǒng)計的大部分小廠都是擁有國產(chǎn)的舉升機。 表 總臺數(shù) 編號 生產(chǎn)廠 臺數(shù) 百分比 1 寶得寶 61 2 永紅 73 舉升機總數(shù) 214 3 中大 8 4 序達 9 5 其他 41 6 進口 49 2 8 . 5 0 %3 4 . 1 1 %3 . 7 4 %4 . 2 1 %1 9 . 1 6 %2 2 . 9 0 %123456系列1圖 車舉升機的主要參數(shù) 普通雙立柱式、龍門雙立柱式、和四立柱式這三種目前市場上 主要的汽車舉升機主要技術參數(shù)統(tǒng)計如表 購買設計文檔后加 費領取圖紙 表 額定舉升質(zhì)量 最大舉升高度 盤距地高度 全程上升時間 全程下降時間 17001050 20 額定舉升質(zhì)量 最大舉升高度 盤距地高度 全程上升時間 全程下降時間 1700110 50 20 額定舉升質(zhì)量 最大舉升高度 盤距地高度 全程上升時間 全程下降時間 1700 110 50 20 舉升機的方案擬定 要結構及其結構形式 舉升機的結構形式主要有：（ 1）整體結構形式；（ 2）舉升方式；（ 3）驅(qū)動方式；（ 4）平衡方式；（ 5）保險與保護方式；（ 6）托盤結構。 常用的幾種舉升機整體結構形式包括有普通式、龍門式、四柱式、剪式、移動式和單立柱式六種。 目前市場上最常見的是普通式和龍門式。普通式舉升機的結構形式比較簡單，制作成本相對于龍門式稍低。但從整個機器的強剛度的角度去考慮，龍 門式就占優(yōu)勢了，簡單地說就等于是在普通式的基礎上再多加了橫梁，于是便形成了龍門式，但也因此增加了它的制作成本。 四柱式的定位非常穩(wěn)固，但一般用于比小轎車稍大的車型的維修和保購買設計文檔后加 費領取圖紙 養(yǎng)，制作成本不低。 剪式舉升機 又 分為大剪（子母式） 和 小剪（單剪）舉升機 。 但由于不是批量，所以價格偏高。 對于體積可以說是龐大的大型客車來說，使用以上幾種舉升機就比較困難。因此，又有了組合移動式舉升機。既可以是雙柱式的，也可以是四柱式。這樣的組合方便地適用于各種車型，但一般僅在給大型車進行維修或保養(yǎng)的時候才使用。 單立柱式舉升機占地面積小， 適用于小型汽車使用。由于是單柱，較大型車就無法使用，就降低了它的使用價值。 常用的幾種舉升機整體結構形式的主要特點如下表 表 結構形式 主 要 特 點 普通雙柱 結構簡單成本低、使用方便，但對地基要求較高。 龍門雙柱 強度比普通雙柱的高、但成本也有所提高。 四立柱 能作四輪定位用。 剪式 能隱藏與地面水平，不占空間，對地基要求低。 移動式 能雙柱、四柱或多柱聯(lián)動，方便地適應于各種車型。 單立柱式 占地小，適用于小型汽車。 動、舉升及同步方式 舉升機的驅(qū)動方式主要有：電機驅(qū)動和液 壓驅(qū)動。 液壓驅(qū)動方式通常有鏈條傳動舉升和液壓缸直接舉升方式。 液壓式舉升機維護成本低，油缸的油封為進口的話一般使用 5 10年沒問題 。其中電機驅(qū)動又分單電機和多電機，液壓驅(qū)動又分單液壓缸和多液壓缸等多種驅(qū)動方式。單缸舉升購買設計文檔后加 費領取圖紙 機也分為兩種，一直被業(yè)內(nèi)人士稱作老單缸和新單缸。 單缸 的 優(yōu)點是：同步性好，不存在顛簸現(xiàn)象，有底板，舉升機得扭力靠底板抵消，安全性好，是目前最理想得舉升機 。 雙缸舉升機也分有兩種：龍門式舉升機和無地板舉升機。 但由于是雙缸，所以同步性問題難以解決，往往要靠兩根鋼絲繩來平衡。油缸以及鋼絲繩只要調(diào)整得松緊 一致，舉升機就可以同步運作。雙 缸 的 優(yōu)點 是：沒有底板，為了最大得節(jié)省材料，去掉底板，使得立柱得扭力靠地面來抵消，所以對地基要求很高。 如果驅(qū)動是單液壓缸，則升降運動采用機械方式同步。如果采用多個液壓缸驅(qū)動，則升降運動既可以采用機械同步（如，鋼絲繩同步），也可以采用同步液壓缸或副缸隨同主缸同步升降。 常用的舉升方式有：絲杠螺母方式舉升、鋼絲繩或鏈條傳動舉升方式和液壓缸直接舉升等方式。 從液壓和機械兩種舉升方式來看，機械方式和液壓方式各占一半，但機械的略多有些，如圖 圖 式百分比圖 1 液壓； 2 機械 絲杠螺母傳動的舉升方式一般采用電機驅(qū)動。如用單電機驅(qū)動，則各143%257%購買設計文檔后加 費領取圖紙 柱的升降運動，一般應用機械同步方式；若用多電機驅(qū)動，則采用機械同步或采用電氣方式同步進行升降運動。在電氣方式同步時，副柱上的升降是隨同主柱的升降運動同步進行的。 鋼絲繩或鏈條傳動舉升方式可采用電機驅(qū)動或液壓缸驅(qū)動，一般采用鋼絲繩平衡同步舉升。 上述各種方式各有特點：絲杠螺母方式傳動的自鎖性好，安全性也較好。而且采用電機驅(qū)動，維護保養(yǎng)均較方便，傳遞比較清潔，沒有液壓油，但制造工藝性差。而液壓驅(qū)動舉升方式則工作平 穩(wěn)，加工制造方便，但是需要液壓系統(tǒng)。與機械系統(tǒng)相比，液壓回路容易產(chǎn)生故障，維護保養(yǎng)工作較多。 相比液壓缸舉升機產(chǎn)生成本比絲杠螺母舉升形式的要低。液壓缸的產(chǎn)生遠比絲杠螺母機構簡單，容易組織產(chǎn)生。且使用壽命比絲杠螺母要長。所以 本次設計所采用的是液壓舉升方式。 升機的結構設計 此次將舉升機的結構形式設計為普通式雙柱汽車舉升機。普通式汽車舉升機的總體結構如圖 購買設計文檔后加 費領取圖紙 圖 柱汽車舉升機的總體結構 （ 1）舉升機構 舉升機構是由液壓系統(tǒng)以及電器系統(tǒng)組成 的。通過電器系統(tǒng)來控制液壓單元，油液通過進出液壓缸并通過滑臺鏈條來帶動整個設備的舉升動作，如圖 示： 圖 購買設計文檔后加 費領取圖紙 （ 2）立柱與支撐機構 舉升機的立柱包括左、右兩個主立柱，中間放置滑臺和液壓系統(tǒng)。舉升機的支撐機構是托臂。當汽車進入到舉升機的范圍里時，就是通過改變搖臂的角度或方向來改變托臂的整個工作范圍的寬度。 （ 3）平衡機構 由于舉升機在上升或下降時必須有強制性平衡裝置以確保汽車整體的水平位置，所以本次設計 采用了左右對稱的鋼絲繩走向，可以通過改變鋼絲 繩的張力來使左右兩邊的滑臺在抬升的過程中保持平衡。 （ 4）保險機構與保護 汽車舉升機是一種安全性能要求特別高設備。通常設有多種保險裝置和保護措施：液壓回路的保壓、機械鎖止保險裝置、機械自鎖裝置、舉升過載保護、沖頂保護、防滑等等。 本次設計中電磁鐵安全鎖機構的組成是：兩個滑臺上均有安裝安全卡位條，在汽車升起后，卡位條與電磁鐵連接的支撐板構成機械自鎖機構。 3 普通式雙柱汽車舉升機方案的確定 通過對舉升機的了解，確定了本次設計采用的方案。本次設計所采用的是液壓驅(qū)動的普通式雙柱汽車舉升機。此舉升機構的傳動系統(tǒng)是 由液壓系統(tǒng)驅(qū)動和控制的，由兩邊兩個立柱里安裝的液壓油缸來推動連接立柱與滑臺的鏈條，使滑臺上安裝的大滾輪沿立柱滾動，實現(xiàn)滑臺的上下移動。用鋼絲繩作為同步裝置來保持整個舉升機的同步性。托臂與立柱內(nèi)的滑臺相連，當滑臺上下移動時就帶動托臂一起移動。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 參考文獻 1 孔紅梅，等 J2000,(1):202 劉敏杰 ,等 J1999,(2):233 王惠 J1996,(4)： 254 胡均安 ,等 J001,(4):565 陳耀華 J1994年 03 期 . 6 王國彪 ,楊占敏 J1995 年 04期 . 7 林晨 J1995年 02期 . 8 文嘉性 ,馮克良 ,章武烈 2型汽車舉升機的設計與制造 J1995年03期 . 9 王惠 J1996年 04期 . 10 王琪 J1999年 06期 . 11 張子健 J1999年 08期 . 12 雷翔 J1999年 06期 . 13 鄭國慶 型雙柱汽車舉升機雙安全系統(tǒng)設計 J995,(3):2014 高鳳林 . 車舉升機及其使用與維護 J車保修設備，1999,(5):2015 鐘裕榮 ,莊清溪 ,張弋于 ,黎保新 . 動式氣液舉升機的研制 J2004 年 08期 . 購買設計文檔后加 費領取圖紙 任務書 題 目： 普通式雙柱汽車舉升機設計 任務規(guī)定 進行日期 自 20* 年 * 月 * 日起，至 20* 年 * 月 * 日止 一、題目來源、目的、意義 本課題來源于科技股份有限公司與本校合作項目 汽車舉升機 設計科研項目。盡管國內(nèi)有不少舉升機生產(chǎn)單位，其產(chǎn)品占有了國內(nèi)一定的市 場份額，但總體質(zhì)量有待提高。經(jīng)市場調(diào)研 、分析，本設備預計有一定的國外 市場需求，有較好的國內(nèi)外應用前景，價格適中，適合在國內(nèi)外推廣應用。雙 柱式舉升機是一種廣泛用于轎車等小型車維修用的舉升設備。隨著轎車工業(yè)的 發(fā)展和轎車等小型車的使用日趨普及，此種型式的舉升機需求量也會日益增大。 課題緊貼當前的制造業(yè)領域，為學生提供了一種專業(yè)訓練的形式。 二、主要工作內(nèi)容 課題的主要工作內(nèi)容以機械結構設計為主，使學生在接觸實際科研項目中， 學會如何解決實際問題，如何綜合運用所學的理論知識，設計出規(guī)范化、標準 化的圖紙用于加工生產(chǎn)。 主要內(nèi)容 ： 在參考國內(nèi)外各種舉升機結構的基礎上，考慮到 由于 型（含 升機，具有結構緊湊、外形美觀、操作簡便等特點，適用于各 購買設計文檔后加 費領取圖紙 種汽車修理和保養(yǎng)單位，故 針對 型普通雙柱式舉升機，分 析其結構的合理性，并進行校核驗算。通過對 普通式雙柱汽車舉升機結構設計 與計算， 保證所設計的舉升機滿足工作使用要求。 三、主要技術指標（或主要論點） 雙柱式舉升機的結構型式有多種， 升機系指液 壓驅(qū)動的雙柱式舉升機。舉升機構的傳動系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動和控 制，由兩立 柱內(nèi)安裝的液壓油缸實現(xiàn)上下運動，推動連接立柱與滑臺的鏈條，使滑臺上安 裝的大滾輪沿立柱滾動，實現(xiàn)滑臺的上下移動。 本機主要技術性能指標為：額定舉升載荷 4噸；電動機功率 升臂在最低位置時的舉升高度為 120大舉升高度為 1850作行程為 1730高為 2630寬為 3254 四、進度計劃 第 1周 第 3周：查閱資料，翻譯要求字數(shù)的英文資料，調(diào)研市場上幾種主要 的舉升機，并進行方案論證，寫出開題報告。 第 4周 第 6周：參考一些樣機結構， 進行結構設計與計算。 第 7周 第 9周：結構分析與驗算，滿足技術性能指標和使用要求。 第 10周 第 14周：計算機繪制結構設計圖紙，包括裝配圖和零件圖。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 第 15周 第 16周：編寫畢業(yè)設計說明書。 第 17周 第 18周：評審、答辯。 五、主要參考資料（外文資料至少一篇） 1 孔紅梅，等 J 2000,(1):2023. 2 劉敏杰 ,等 J999,(2):2325. 3 王惠 J1996,(4)： 2527. 4 鄭國慶 型雙柱汽車舉升機雙安全系統(tǒng)設計 J995,(3):2023. 5 胡均安 ,等 J. 湖北工學院學報， 2001,(4):5658. 6 高鳳林 . J. 中國汽車保修設備，1999,(5):2023. 7 2D on a of 999, (2)： 93購買設計文檔后加 費領取圖紙 六、系審批意見 系主任（簽名） : 七、院領導審核意見 院領導（簽名） : 八、學生實際完成日期 九、同組設計（論文）者 購買設計文檔后加 費領取圖紙 目 錄 摘要 1 1 舉升機的方案擬定 1 1 1 舉升機的基本情況 1 1 1 1 常用汽車舉升機的結構類型 1 1 1 2 汽車舉升機的主要參數(shù) 1 1 2 汽車舉升機的主要結構與要求 2 1 2 1 舉升裝置的要求 2 1 3 普通式雙柱汽車舉升 機結構方案的確定 2 2 普通式雙柱汽車舉升機的結構設計 3 2 1 舉升裝置 3 2 2 立柱 4 2 3 支撐機構 5 2 4 平衡機構 6 2 5 保險機構 6 3 普通式雙柱汽車舉升機的強剛度分 析與驗算 7 3 1 普通式雙柱舉升機立柱的結構分析和驗算 7 3 1 1 主立柱的截面特性分析與計算 7 3 1 2 主立柱的強度分析與驗算 9 3 1 3 主立柱的剛度計算 15 臂的強度校核 15 3 2 1 托臂的截面特性 15 3 2 2 托臂的強度核算 16 3 2 3 從托臂處考慮撓度情況 18 4 液壓系統(tǒng) 19 4 1 液壓系統(tǒng)工作原理 19 4 2 液壓缸活塞桿受壓校核 20 4 2 1 液壓缸活塞桿強度驗算 20 4 2 2 液壓缸活塞桿受壓穩(wěn)定性校核 20 5 結論 21 參考文獻 21 購買設計文檔后加 費領取圖紙 摘 要 ： 雙柱式汽車舉升機是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設備，廣泛應用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。目前，全國生產(chǎn)汽車舉升機的廠家較多，生產(chǎn)的舉升機的形式也比較繁多，有雙柱式舉升機、四柱式舉升機、剪式舉升機、組合移動汽車式舉升機等。本文較全面地介紹了舉升機的分類，在確定了所要設計的舉升機的方案之后，即針對舉升機的結構及其特點要求進行了設計與說明，同時對舉升機設計過程中所涉及到的工藝性問題進行補充說明。然后分析了普通式 雙柱汽車舉升機主立柱的截面特性，并對主立柱的強剛度和托臂的強度進行了校核驗算。對液壓缸活塞桿強度以及受壓桿的穩(wěn)定性也進行了驗算，以保證所設計的舉升機滿足使用要求。 本課題所設計的是液壓驅(qū)動的普通式雙柱汽車舉升機。它的特點是：性能可靠，低能耗，操作方便；無橫梁，結構簡單；非對稱托臂可伸縮，保證了安全性；托腳的最低位置低，使得車輛的底盤可以比較低，對各種車輛的適應性擴大了；與螺桿式的舉升機相比，使用壽命較長；價格低廉，擁有的市場份額較大。 關鍵詞 ： 普通式 ， 雙柱舉升機 ， 結構特點 ， 非對稱式 ， 機械結構設 計 ， 液壓驅(qū)動 ， 截面特性 購買設計文檔后加 費領取圖紙 1 舉升機的方案擬定 升機的基本情況 用汽車舉升機的結構類型 目前，全國生產(chǎn)汽車舉升機的廠家較多，生產(chǎn)的舉升機的形式也比較繁多，有雙柱式舉升機、四柱式、剪式、組合移動汽車式等。 僅從舉升機的外型來分類的基本形式就有：普通雙柱式、龍門雙柱式、四立柱式、剪式、移動式和單立柱式等汽車舉升機 按照舉升機的舉升裝置的形式分類也有很多種，包括絲杠螺母舉升式、鏈條傳動舉升式、液壓缸舉升式、齒輪齒條舉升式等舉升機。 從舉升機的驅(qū)動方式分 ，主要有：電機驅(qū)動式舉升機和液壓驅(qū)動式舉 升機。 車舉升機的主要參數(shù) 普通式雙柱舉升機、龍門式雙柱舉升機和四立柱式舉升機這三種目前市場上主要的汽車舉升機的主要技術參數(shù)統(tǒng)計如表 表 車舉升機的主要參數(shù) 額定舉升質(zhì)量 最大舉升高度 盤距地高度 全程上升時間 全程下降時間 普通式 雙柱 1700110 50 20買設計文檔后加 費領取圖紙 龍門式雙柱 1700110 50 20立柱式 1700110 50 20車舉升機的主要結構與要求 舉升機的結構形式主要有：（ 1）整體結構形式；（ 2）舉升方式；（ 3）驅(qū)動方式；（ 4）平衡方式；（ 5）保險與保護方式；（ 6）托盤結構。 升裝置的要求 在我國的規(guī)定中講到舉升機的設備安裝電器系統(tǒng)的絕緣、耐壓和保護電路的連續(xù)性都要符 合 有關規(guī)定。而在歐美地區(qū)同樣也有其相應的明文規(guī)定。 舉升機的設計中液壓系統(tǒng)的設計也是至關重要的。在歐洲地區(qū)液壓缸、氣缸、管路及接頭受調(diào)壓閥設定的最大壓力的限制。他們至少應承受該壓力的 2 倍（采用液壓驅(qū)動時）或是該壓力的 3 倍（采用氣壓驅(qū)動時）并且要沒有永久變形。軟管、氣袋、膜盒的尺寸在設計時應使之承受至少3 倍的調(diào)壓閥設定的最大壓力值的爆破壓力。 我國對舉升機的性能要求也比較繁多，例如： （ 1）舉升機應設有限制行程限位裝置，如有需要則該裝置應動作靈敏、安全可靠。 （ 2）液壓系統(tǒng)工作應平穩(wěn)、無振動、無 爬行現(xiàn)象。 （ 3）液壓式舉升機除液壓系統(tǒng)能自鎖外還應沒有機械鎖止裝置。 （ 4）機械式舉升機任意時刻都能安全自鎖。 （ 5）舉升機正常運行時的噪音不得超過 80 （ 6）舉升機工作環(huán)境溫度為 0 40，全行程連續(xù)舉升額定質(zhì)量 20次，油溫不得高于 60。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 （ 7）在試驗臺上對液壓系統(tǒng)施高 150%的額定使用壓力，維持 2允許有永久變形、漏油及其他異常現(xiàn)象。 （ 8）在無故障工作基礎上，機械式舉升機的使用繼續(xù)進行到 3000次，則液壓舉升機可以繼續(xù)進行到 9000 次，以安全可靠為前提，檢查零部件損壞程度，允許更換損 壞件，允許添加潤滑劑。 通式雙柱汽車舉升機結構方案的確定 通過對汽車舉升機的結構的認識和了解，確定了本次設計的舉升機的總體方案。如下圖 示： 圖 通式雙柱舉升機的結構示意圖 本次設計的是由液壓驅(qū)動的 普通式雙柱汽車舉升機。它的結構主要包括以下幾個部分：舉升裝置、同步驅(qū)動裝置、立柱和托臂。普通式雙柱汽車舉升機的舉升機構的傳動系統(tǒng)是由液壓系統(tǒng)來驅(qū)動和控制的，由兩邊兩個立柱里安裝的液壓油缸來推動連接立柱與滑 臺的鏈條，使滑臺上安裝的大滾輪沿立柱滾動，實現(xiàn)滑臺的上下移動。用鋼絲繩作為同步裝置來保持整個舉升機的同步性。托臂與立柱內(nèi)的滑臺購買設計文檔后加 費領取圖紙 相連，當滑臺上下移動時就帶動托臂一起移動。 2 普通式雙柱汽車舉升機的結構設計 升裝置 本次設計的舉升機的舉升裝置是由液壓系統(tǒng)以及電箱組成的。通過電箱的開關啟動電動機來控制液壓單元，液壓油進出液壓缸，并通過鏈條連接液壓缸和滑臺來帶動整個設備的舉升動作，如圖 圖 動舉升裝置示意圖 圖 本次設計的普通式雙柱汽車舉 升機的驅(qū)動裝置及舉升裝置的示意圖，從圖中可以看到左右兩邊立柱內(nèi)的兩個舉升裝置是通過液壓軟管來連接的，它的一個不足的地方就是左右兩個液壓缸在開始舉升時有一個時間差，這會導致因左右兩邊的舉升速度不一樣而舉升不平衡。因此，我們在液壓舉升的基礎上增加了鋼絲繩的同步裝置，用這樣的同步裝置來彌補液壓缸帶來的缺點。圖 普通式雙柱汽車舉升機的舉升裝置的結構圖： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 圖 通式雙柱汽車舉升機的舉升裝置結構圖 從圖中可以看到，普通式雙柱汽車舉升機的舉升裝置 是將鏈條鑲嵌在滑輪槽內(nèi)來帶動液壓桿達到舉升的目的。 柱 普通式雙柱汽車舉升機 的立柱有兩個，分別是左、右兩邊各一個立柱。圖 左邊立柱的俯視圖。整個舉升機的重量幾乎都是由立柱來支撐的，因此它必須要有一定的強度和剛度。（強剛度的設計計算在第四章）。立柱中間的空間是用來放置舉升裝置以及滑臺部件的。整個立柱部分的行位公差要求也比較高，如圖水平方向的立柱臂和垂直方向的立柱壁要求要保持一定的直線度和平行度，立柱內(nèi)外表面還要有一定的粗糙度等。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 圖 立柱的俯視圖 撐機構 托臂部分是屬于舉升機的支撐機構。當汽車進入到舉升機的范圍里時，整個支撐機構就通過改變搖臂的角度或方向來改變托臂的整個工作范圍的寬度。本次設計的支撐機構是非對稱式的托臂，這樣設計增加了托臂的寬度，實質(zhì)就等于增加了托臂的工作范圍，而且左右兩側的托臂的臂長都是有一定的伸縮性的。如圖 圖 對稱式托臂的工作范圍示意圖 1 托臂原始工作位置， 2 托臂伸長后的工作位置 其中，圖中方格陰影部分就是托臂的工作范圍。托臂未伸 長前的工作范圍按照軌跡 1 來運動；托臂伸長后的工作范圍按照軌跡 2來運動；而且，圖中的軌跡 1 和 2是托臂的兩個極限位置，在 1和 2 的范圍內(nèi)，托臂的長度是可以伸縮的。但是由于托臂屬于支撐機構，它是要承受一定的重量的，所以本次設計采用非對稱式的結構就更能保證托臂的強剛度了。非對稱式托臂的詳細結構如下圖 ： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 圖 對稱式托臂的結構圖 衡機構 由于舉升機在上升或下降時必須要采用強制性的平衡裝置來確保汽車整體的水平位置保持一致，所以本次 設計 采用了鋼絲繩來作為整個舉升機的平衡機構。本次設計所采用的是在單個立柱內(nèi)安裝兩副左右對稱的鋼絲繩，但是在這個單個立柱里面的鋼絲繩的走向確是兩個相反的方向，用戶可以通過改變鋼絲繩的張力來使左右兩邊的滑臺在抬升的過程中保持平衡。要注意的是兩邊確定的鋼絲繩的張力必須一致，這樣才能真正的平 衡。單個立柱里的鋼絲繩的走向如圖 示 ： 鋼絲繩 下滑輪2件上滑輪滑臺圖 個立柱內(nèi)鋼絲繩的走向示意圖 險機構 汽車舉升機是一種對安全性能要求特別高的舉升設備。通常設有多 種保險裝置和保護措施：液壓回路的保壓、機械鎖止保險裝置、機械自鎖裝置、舉升過載保護、沖頂保護、防滑等等。機械自鎖是指失去驅(qū)動力后，購買設計文檔后加 費領取圖紙 利用機械機構的重力（被驅(qū)動物體的阻力）來自動阻礙其運動的保護 10。 本次設計中電磁鐵安全鎖機構的組成是：在兩個滑臺上均有安裝安全卡位條，當汽車升起后，卡位條與電磁鐵連接的支撐板構成機械自鎖機構，由于兩個立柱上均裝有電磁鐵安全鎖，如圖 并且這兩個安全鎖所裝的位置不在同一直線上而是互相錯開在對角線上，起到雙保險的作用 7。 1 23圖 1 電磁鐵， 2 保險孔板， 3 保險孔支撐座 作為保險裝置的電磁鐵安全鎖是由好幾個零件組成的。其中主要的幾個零件包括：保險孔板、保險孔支撐座和電磁鐵。當電磁鐵得電將保險孔支撐座吸住時，它和鎖緊板之間沒有接觸，此時的舉升機處于保險打開狀態(tài)，整個滑臺可以自由地上下移動。當電磁鐵失電時，保險孔支撐座處于圖示狀態(tài)，此時的保險孔支撐座將與滑臺上的鎖緊板互相頂住，使滑臺固定在一個位置而不能上下移動，起到保險的作用。 3 普通式雙柱汽車舉升機的強剛度分析與驗算 雙柱式汽車舉升機的 結構形式有多種， 類舉升機構的傳動系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動和控制的，通過兩立柱內(nèi)安裝的液壓油缸實現(xiàn)上下運動，推動連接立柱與滑臺的鏈條，使滑臺上安裝的大滾輪沿立柱滾動，實現(xiàn)滑臺的上下移動。舉升設備的主要部分有：舉升機構、支承機構、平衡機構和電磁鐵安全鎖機構。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 本次設計的舉升機的主要性能參數(shù)為：額定舉升載荷 4噸；在載重 4噸情況下，由最低位置舉升到最高位置需 50 秒；當拉下操縱桿使溢流閥接通， 4 噸轎車由最高位置降到最低位置所需時間不小于 50 秒；電動機功率 升臂在最低位置時的舉升高度為 120大舉升高度為 1850作行程為 1730 通式雙柱舉升機立柱的結構分析和驗算 立柱的截面特性分析與計算 5 主立柱體是舉升機主要的受力承重部件。舉升機立柱在工作時受來自于保險鎖機構處因承重的壓力和升降滑臺滾輪作用在立柱上的彎矩。因此，立柱在這兩種力的作用下，有向內(nèi)彎的變形趨勢，底部焊口在拉壓應力的作用下有開裂的傾向，故立柱底部與底座處焊有加強筋。 立柱殼體用鋼板整體壓制成形，其內(nèi)部相應位置焊有保險裝置支承板，用于鎖定狀態(tài)時受力 和承重，下部與底座焊接。其中一個立柱體上還裝有液壓泵站和電氣控制箱。主立柱作為主要的承重部件，先對其截面特征進行分析，主要是確定立柱截面形心的位置和截面的慣性矩。 定立柱截面形心和中性軸的位置 將整個截面分為 個部分，取與截面底邊互相重合的 Z軸為參考軸（見圖 升機主立柱橫截面示意圖）， 三個截面的面積及其形心至 Z軸的距離分別為： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 32 cY 2A 12升機主立柱橫截面 示意圖 )(3 9 4 862 7 061 9 461 9 4 21 )(6 1 226)657( 22 )(3 4 826)635( 23 重心 e： )(27019412)(2 222211 ）（ 19 ()(2 )(1 9131 942 )( 整個截面形心 上的位置則為： )(83948321332211 (定慣性矩 設三截面的形心分別為 形心軸為 它們距 購買設計文檔后加 費領取圖紙 )( )( )( 由平行移軸公式，三截面對中性軸 )( 1 53 9 4 232331121 11 Z ()(4 4 26 1 28 8 7212 651 423222 22 Z )(7 1 63 4 83 8 96 423323 33 Z 1、 2 3三截面對各自心軸 三截面對中性軸 Z 的慣性矩相加，可得立柱整個截面對中性軸 Z 的慣性矩 )(5 1 1 47 1 64 4 1 5 4321 柱靜矩 S 的計算： （ 1）立柱整個截面上半部分的靜矩 )(1 （ ()( 0 2 2 ）（ )( 4 5 2)3 （ 其中 1 2 3別為三截面各自的靜矩，所以立柱整個截面上半部分的靜矩 S 為： )(3 3 1 2 4 3 3321 （ 2）立柱整個截面下半部分的靜矩 )(6 0 4 5 221 1 )( 9 7 9 231 1 0 3" （ 購買設計文檔后加 費領取圖紙 )(3 8 1 2 4 5 3"2 立柱的強度分析與驗算 舉升機工作時，其托臂將汽車舉升至一定高度后鎖定，舉升機直接承載處位于托臂端部，故應先對滑臺部件進行受力分析（見圖 在分析之前，對滑臺部件進行了調(diào)查。其中本次設計的滑臺部件的組成之一是大滑輪，滑輪的種類形狀有很多，有“兩個大圓柱滾輪型”、“四個頂角處是采用四個小滾輪型”、還有最原始的“四個角用四個橡膠滑塊”或是“用兩個滑塊代替兩個大圓柱滾輪”，但是用的較多的是“采用兩個大圓柱滾輪”的形式，如果采用其他類型的滾 輪例如用滑塊來代替滾輪，那么整個滑臺就不容易鎖定，容易滑動；除此之外就是同步性的問題也不容易解決。 圖 臺部件受力情況示意圖 臺部件受力情況分析 滑臺部件自身重量近似估算如下： 費領取圖紙 滑臺組合件尺寸：采用 160× 160 方鋼，壁厚 8 800臺體積： )( 9 T 搖臂座尺寸：采用 100× 100方鋼，壁厚 8 440臂座體積： )( 9 B Z 托臂近似尺寸：采用 100× 100方鋼，壁厚 8 （ 800 310） 1110臂體積： )( 6 B 鋼材比重選取： )/,/(/33 所以，滑臺部件、搖臂座和托臂的重量為 T B Z B 將滑臺、搖臂座和托臂一起考慮 )( 圖 ，單側托臂受到的最大 載荷為 2 噸，加上自重，托臂端部受力為 1和 定自重全部集中在負載處，有： 0 1 (0 1 3 3 6 61605251 ( 0X 21 ( 0Y Y 由式 21 ，代入式 買設計文檔后加 費領取圖紙 60525 211 假定 0,21 則由式 ： 綜上所述，考慮滑臺部件中滑臺、搖臂座和托臂的總自重，假定自重全部集中在負載處，近似估算值為 側托臂受到的最大載荷為 2000上滑臺部件的自重，托臂端部受力大小為 1和 2， B 處是支承點位置，則： 6 6,0, 3 421 。 升機主立柱受力情況分析 主立柱受力情況（見圖 通式雙柱舉升機主立柱受力情況示意圖）， 2是滑臺通過滾輪作用在立柱上的力（圖示為最高位置），力）， 對立柱受力情況，經(jīng)計算得： F 2R 費領取圖紙 圖 通式雙柱舉升機主立柱受力情況示意圖 0)5251 8 9 0(1 8 9 0,0 12 0,0 )(k gm 通式雙柱舉升機主立柱強度校核計算 從圖 個立柱體相當于一個懸臂梁，可畫出立柱的彎矩圖和剪力圖。 由 a=(+)2Q(+) M 2b=圖 柱上 用力及其彎矩圖和剪力圖 l=2600 b=2415 a=185( 6 4 2 0 5 1)1 8 52 6 0 0(8 0 3 4)(m a x k g m 0 3 4m a x 由 購買設計文檔后加 費領取圖紙 A )1(-) Q= 5 2 3 4 . 8 0 4 k 圖 柱上 用力及其彎矩圖和剪力圖 l=2600 b=1890 a=710( 9 3 7 7 9)7 1 02 6 0 0(8 0 3 4)(m a x k g m a x 由 引起的彎矩圖見圖 (-) 圖 柱 上 Y 6 9 5 81 1 )(1 6 6 9 5 8)121 1 m a x k g m Y 綜上所述，立柱受力的合成彎矩圖和合成剪力圖如圖 示。 合成彎矩圖)A(+) 費領取圖紙 圖 柱受力的合成彎矩圖和合成剪力圖 從圖中可以得出 )( 21 k gm )( 0 1 3 1 6 9 5 4 8 2 7 2 k gm 在截面 力最大（ 彎矩最大（ ,所以此處是 危險截面。前面計算已經(jīng)得到 ，抗彎截面模數(shù)為： (截面上半部分靜矩 S 4 3 1 5 1 1 4 (以下進行強度校核： （ 1）校核正應力強度 ： )/( 8 3 4 8 2 7 2 21m a xm a x ( 許用應力選： 2/00541 ( ，滿足強度條件。 （ 2）校核剪應力強度： )/(2 9 0 3 4/ 2m a xm a x (選 35，而許用應力 )/( 002 35 2購買設計文檔后加 費領取圖紙 ( ，滿足強度條件。 （ 3）折算應力強度校核： 主立柱橫截面上的最大正應力 產(chǎn)生在離中性軸最遠的邊緣處，而最大剪應力 則產(chǎn)生在中性軸上，雖然通過上面的校核說明在這兩處的強度都是滿足要求的，但是因為在截面 C 處， M 和 Q 都具有最大值，正應力和剪應力都比較大，因此這里的主應力就比較大，有必要根據(jù)適當?shù)膹姸壤碚撨M行折算應力校核，取該截面邊緣處某點 K 進行計算： ）（ 21 / 8 25 1 1 4 0 8 8 4 8 2 7 2 (）（ 2/ ( 由 于點 K 處在復雜應力狀態(tài)，立柱體材料采用的 30 鋼是塑性材料，可以采用第四強度理論 20，將 ,的數(shù)值代入，用統(tǒng)計平均剪應力理論對此應力狀態(tài)建立的強度條件為： 22 3j (所以 2222 / 即 j(