四柱液壓式汽車舉升機(jī)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)所屬學(xué)院專 業(yè)班 級(jí)指導(dǎo)老師日 期屆畢業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制前 言由于我國(guó)汽車維修檢測(cè)設(shè)備行業(yè)起步晚、起點(diǎn)低，整體上仍然相當(dāng)落后。舉升機(jī)制造企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小、經(jīng)濟(jì)技術(shù)力量薄弱、各自為政、缺乏專業(yè)分工和廣泛合作；技術(shù)吸收、運(yùn)用、開發(fā)、創(chuàng)新能力不強(qiáng)；抄襲、偽造現(xiàn)象和短期行為嚴(yán)重；四柱式液壓舉升在現(xiàn)代維修中占有越來(lái)越重要的地位，市場(chǎng)需求也大。本設(shè)計(jì)是四柱液壓汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先對(duì)題目進(jìn)行分析，再結(jié)合現(xiàn)有的汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)，加上對(duì)汽車舉升機(jī)的深入研究，然后對(duì)其中的方案進(jìn)行擬定選擇，我們采用單缸進(jìn)行拉動(dòng)鋼纜進(jìn)行上升和下降，并且對(duì)其中的重要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)校核，并且畫出裝配圖及零件圖，從而將四柱液壓汽車舉升機(jī)設(shè)計(jì)完成。關(guān)鍵詞： 汽車維修；四柱；液壓缸；舉升機(jī)目 錄1．引言 ----------------------------------------------------------------------------------------------------11.1 該機(jī)的用途 -----------------------------------------------------------------------------------11.2 該機(jī)的工作原理 -----------------------------------------------------------------------------11.3 舉升機(jī)的設(shè)計(jì)要求 --------------------------------------------------------------------------21.4 該機(jī)的要求的設(shè)計(jì)參數(shù) ---------------------------------------------------------------------22．總體方案的確定 -------------------------------------------------------------------------------------32.1.機(jī)械裝置的確定 -----------------------------------------------------------------------------32.2 聯(lián)動(dòng)裝置的確定 ------------------------------------------------------------------------------62.3.驅(qū)動(dòng)方案的確定 -----------------------------------------------------------------------------62.4 液壓傳動(dòng)方案的確定 ------------------------------------------------------------------------72.5 安全保險(xiǎn)裝置 ---------------------------------------------------------------------------------73.主要部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核 -----------------------------------------------------------------------83.1 立柱的截面的分析計(jì)算 ---------------------------------------------------------------------83.2 對(duì)底板進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 ------------------------------------------------------------------------93.3 升降架的設(shè)計(jì)計(jì)算 -------------------------------------------------------------------------113.4 傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì) ----------------------------------------------------------------------------133.5 液壓缸的設(shè)計(jì)和校核 ----------------------------------------------------------------------143.6 液壓泵的選擇 -------------------------------------------------------------------------------154.本設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)成本核算以及使用說明 ----------------------------------------------------------16總 結(jié) -----------------------------------------------------------------------------------------------------17致 謝 -----------------------------------------------------------------------------------------------------18參考文獻(xiàn) -------------------------------------------------------------------------------------------------1911．引言隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車在整個(gè)社會(huì)中占據(jù)著舉足輕重的地位，但隨著汽車的不斷增加汽車維修也是必不可少的。在現(xiàn)在的汽車維修中機(jī)械師總在考慮怎樣提升工作效率和維修的便利性，比如把汽車舉升到空中，從而可以在其下面工作，舉升機(jī)的發(fā)展史告訴我們第一臺(tái)舉升機(jī)的設(shè)計(jì)的靈感來(lái)自理發(fā)師的椅子因?yàn)樗梢钥焖偕岛托D(zhuǎn)以適應(yīng)不同的顧客。早期的單柱式液壓舉升機(jī)功能就比古老的千斤頂和臺(tái)架結(jié)構(gòu)的要好的多。隨著工業(yè)的發(fā)展，單柱舉升機(jī)設(shè)計(jì)上的局限性就很快顯露出來(lái)，這種舉升機(jī)只適用于在車輛四周進(jìn)行檢測(cè)維修，但是這種舉升機(jī)的起重臂和中央立柱會(huì)影響維修師傅的操作，針對(duì)這類舉升機(jī)的不足，設(shè)計(jì)師已經(jīng)設(shè)計(jì)了很多方案進(jìn)行了許多改進(jìn)工作，有地基式，剪式，平行四邊行式，便攜式，單柱，雙柱式，四柱式，驅(qū)動(dòng)式對(duì)稱，非對(duì)稱，小行程，大行程等等。有些舉升機(jī)可能同時(shí)具有其中幾個(gè)特點(diǎn)，同樣舉升機(jī)根據(jù)汽車被舉升部位的不同可分為車輪舉升設(shè)備，車橋舉升設(shè)備和車架舉升設(shè)備。四柱式舉升機(jī)是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設(shè)備,廣泛用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。它是一種把整車裝備重量不大于 3 噸的各種轎車、面包車、工具車等舉升到一定高度內(nèi)供汽車維修和安全檢查作業(yè)的保修設(shè)備。由于升舉的同時(shí)，兩個(gè)同步液壓缸的設(shè)計(jì)不可能完全一樣，將導(dǎo)致升舉的同時(shí)車會(huì)發(fā)生傾斜，故采用鋼絲繩平穩(wěn)系統(tǒng)，以消除該影響。在滿足上述要求的同時(shí)，盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適用于整體或解體搬運(yùn)盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，系列化。1.1 該機(jī)的用途在工作時(shí)由電動(dòng)四柱舉升機(jī)的主要用途用于汽車的維修，但也可用于汽車的停放。1.2 該機(jī)的工作原理該設(shè)備由電機(jī)提供原動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓泵工作，液壓泵輸出的液壓油經(jīng)過一些液壓閥的控制進(jìn)到2液3壓缸，驅(qū)動(dòng)液壓缸推動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)升降架的移動(dòng)，最終可將要維修的汽車舉升到一定高度，以便維修，提高效率。1.3 舉升機(jī)的設(shè)計(jì)要求在我國(guó)的規(guī)定中講到舉升機(jī)的設(shè)備安裝電器系統(tǒng)的絕緣、耐壓和保護(hù)電路的連續(xù)性都要符合有關(guān)規(guī)定。而在歐美地區(qū)同樣也有其相應(yīng)的明文規(guī)定。舉升機(jī)的設(shè)計(jì)中液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是至關(guān)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(shè)定的最大壓力的限制。他們至少應(yīng)承受該壓力的 2 倍（采用液壓驅(qū)動(dòng)時(shí)）或是該壓力的 3 倍（采用氣壓驅(qū)動(dòng)時(shí)）并且要沒有永久變形。軟管、氣袋、膜盒的尺寸在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使之承受至少 3 倍的調(diào)壓閥設(shè)定的最大壓力值的爆破壓力。我國(guó)對(duì)舉升機(jī)的性能要求也比較繁多，例如：（1）舉升機(jī)應(yīng)設(shè)有限制行程限位裝置，如有需要?jiǎng)t該裝置應(yīng)動(dòng)作靈敏、安全 ，可靠。（2）液壓系統(tǒng)工作應(yīng)平穩(wěn)、無(wú)振動(dòng)、無(wú)爬行現(xiàn)象。（3）液壓式舉升機(jī)除液壓系統(tǒng)能自鎖外還應(yīng)沒有機(jī)械鎖止裝置。（4）機(jī)械式舉升機(jī)任意時(shí)刻都能安全自鎖。（5）舉升機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的噪音不得超過 80dB。（6）舉升機(jī)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℃。（7）在試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)液壓系統(tǒng)施高 150%的額定使用壓力，維持 2min，不允許有永久變 形、漏油及其他異?，F(xiàn)象。(8) 在無(wú)故障工作基礎(chǔ)上，機(jī)械式舉升機(jī)的使用繼續(xù)進(jìn)行到 3000 次，則液壓舉升機(jī)可以繼續(xù)進(jìn)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(rùn)滑劑。1.4 該機(jī)的要求的設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)的四柱舉升機(jī)應(yīng)該能夠滿足所有小型汽車的重量，同時(shí)也適合一些稍大型的汽車。舉升機(jī)在升降過程中以及在停留時(shí)都要保證平穩(wěn)和鎖緊，重要部件和關(guān)鍵部位必須進(jìn)行相應(yīng)的校核和驗(yàn)算液壓系統(tǒng)的工作要可靠，而且要操作方便。舉升重量 4T ，長(zhǎng)度綜合各類汽車的長(zhǎng)度取立柱之間的長(zhǎng)度為 4300mm，高度取立柱高度為2500mm，柱寬取柱寬為 280mm,采用槽鋼 舉升高度 1800mm，底盤寬度 480mm 到地面的高度為 110-180mm，底盤長(zhǎng)度 4100mm 舉升行程為 1680mm，升降架長(zhǎng)度 2600mm，材料為空心型鋼上升時(shí)間 50-470s，取 50s,下降時(shí)間 20-60s 取 45s。2．總體方案的確定舉升機(jī)的機(jī)構(gòu)通常由以下幾部分組成，舉升機(jī)形式，機(jī)械裝置，驅(qū)動(dòng)部分，聯(lián)動(dòng)裝置，保險(xiǎn)裝置等部分組成。四柱舉升機(jī)有四根立柱、兩根橫梁、用于支撐汽車的兩個(gè)臺(tái)板。舉升前，汽車很容易正確無(wú)誤的駛上四柱舉升機(jī)的臺(tái)板。由于臺(tái)板內(nèi)側(cè)設(shè)備有凸緣，當(dāng)汽車駛上臺(tái)板時(shí)也不致于墜入其間的空隙中，車輪支承型四柱舉升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：第一，舉升機(jī)裝載汽車時(shí)勿需較高的技術(shù)，操作又很簡(jiǎn)單；第二，承載時(shí)非常穩(wěn)定；第三，支承載荷受力簡(jiǎn)單，應(yīng)力較低，從而延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命；第四，由于具有較高的使用價(jià)值，從經(jīng)濟(jì)上來(lái)看也是合算的；第五，易于維修；第六，在車間現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝也較方便，只要地面平坦，其混凝土厚度能夠牢固立柱的地腳螺栓即可。四柱舉升機(jī)的缺點(diǎn)是:和雙柱舉升機(jī)相比，占地面積較大，對(duì)汽車檢修區(qū)域的可接近性差。2.1.機(jī)械裝置的確定機(jī)械裝置包括純機(jī)械機(jī)構(gòu)，液壓結(jié)構(gòu)，氣壓結(jié)構(gòu)等，各類結(jié)構(gòu)由不同的結(jié)構(gòu)形式組成，同時(shí)也有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)所需形式和設(shè)計(jì)選擇要求而選擇不同的結(jié)構(gòu)形式。2.1.1 純機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)想由齒輪——齒條結(jié)構(gòu)做主動(dòng)力結(jié)構(gòu)或者絲桿驅(qū)動(dòng)等等，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪與固結(jié)在升降板上的齒條嚙合，帶動(dòng)齒條上下運(yùn)動(dòng) 從而達(dá)到舉升的目的。此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，傳動(dòng)精度高，響應(yīng)快等等，但也存在著十分巨大的問題：第一，由于是四柱舉升，按照上面結(jié)構(gòu)，勢(shì)必要在每個(gè)柱上都設(shè)計(jì)此結(jié)構(gòu)，并可能需配置 4個(gè)電動(dòng)機(jī)，不僅增加額外重量，而且經(jīng)濟(jì)性也不好，同時(shí)對(duì)同步舉升存在缺陷。第二，由于是齒5輪——齒條嚙合的舉升，所以汽車的重量都由輪齒間的嚙合力平衡，對(duì)齒輪齒條的剛度要求很高，而且長(zhǎng)期負(fù)載，容易產(chǎn)生疲勞失效還會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)下降等現(xiàn)象，在給微修人員當(dāng)中是十分危險(xiǎn)的。2.1.2 氣壓傳動(dòng)氣壓傳動(dòng)，是以壓縮空氣為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和信號(hào)傳遞的一門技術(shù)。氣壓傳動(dòng)的工作原理是利用空壓機(jī)把電動(dòng)機(jī)或其它原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為空氣的壓力能，然后在控制元件的作用下，通過執(zhí)行元件把壓力能轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)械能，從而完成各種動(dòng)作，并對(duì)外做功。一、氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)類似，也是由四部分組成的，它們是：(1)氣源裝置 是獲得壓縮空氣的裝置。其主體部分是空氣壓縮機(jī)，它將原動(dòng)機(jī)供給的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的壓力能； (2)控制元件 是用來(lái)控制壓縮空氣的壓力、流量和流動(dòng)方向的，以便使執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成預(yù)定的工作循環(huán)，它包括各種壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥等；(3)執(zhí)行元件 是將氣體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。它包括實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸和實(shí)現(xiàn)連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)的氣馬達(dá)或擺動(dòng)馬在等；(4)輔助元件 是保證壓縮空氣的凈化、元件的潤(rùn)滑、元件間的連接及消聲等所必須的，它包括過濾器、油霧器、管接頭及消聲器等。2、氣壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)氣動(dòng)技術(shù)在國(guó)外發(fā)展很快，在國(guó)內(nèi)也被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、輕工、紡織、食品、醫(yī)藥、包裝、冶金、石化、航空、交通運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)工業(yè)部門。氣動(dòng)機(jī)械手、組合機(jī)床、加工中心、生產(chǎn)自動(dòng)線、自動(dòng)檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)裝置等已大量涌現(xiàn)，它們?cè)谔岣呱a(chǎn)效率、自動(dòng)化程度、產(chǎn)品質(zhì)量、工作可靠性和實(shí)現(xiàn)特殊工藝等方面顯示出極大的優(yōu)越性。這主要是因?yàn)闅鈮簜鲃?dòng)與機(jī)械、電氣、液壓傳動(dòng)相比有以下特點(diǎn)：1、 氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)(1)工作介質(zhì)是空氣，與液壓油相比可節(jié)約能源，而且取之不盡、用之不竭。氣體不易堵塞流動(dòng)通道，用之后可將其隨時(shí)排人大氣中，不污染環(huán)境；(2)空氣的特性受溫度影響小。在高溫下能可靠地工作，不會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。且溫度變化時(shí)，對(duì)空氣的粘度影響極小，故不會(huì)影響傳動(dòng)性能；(3)空氣的粘度很小(約為液壓油的萬(wàn)分之一)，所以流動(dòng)阻力小，在管道中流動(dòng)的壓力損失較6小，所以便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送；(4)相對(duì)液壓傳動(dòng)而言，氣動(dòng)動(dòng)作迅速、反應(yīng)快，一般只需 0．02～0．3s 就可達(dá)到工作壓力和速度。液壓油在管路中流動(dòng)速度一般為 1～5m／s，而氣體的流速最小也大于 10m／s，有時(shí)甚至達(dá)到音速，排氣時(shí)還達(dá)到超音速；(5)氣體壓力具有較強(qiáng)的自保持能力，即使壓縮機(jī)停機(jī)，關(guān)閉氣閥，但裝置中仍然可以維持一個(gè)穩(wěn)定的壓力。液壓系統(tǒng)要保持壓力，一般需要能源泵繼續(xù)工作或另加蓄能器，而氣體通過自身的膨脹性來(lái)維持承載缸的壓力不變；(6)氣動(dòng)元件可靠性高、壽命長(zhǎng)。電氣元件可運(yùn)行百萬(wàn)次，而氣動(dòng)元件可運(yùn)行 2000～4000 萬(wàn)次；(7)工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別是在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射、振動(dòng)等惡劣環(huán)境中，比液壓、電子、電氣傳動(dòng)和控制優(yōu)越；(8)氣動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，維護(hù)方便，過載能自動(dòng)保護(hù)。2、氣壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)(1)由于空氣的可壓縮性較大，氣動(dòng)裝置的動(dòng)作穩(wěn)定性較差，外載變化時(shí)，對(duì)工作速度的影響較大；(2)由于工作壓力低，氣動(dòng)裝置的輸出力或力矩受到限制。在結(jié)構(gòu)尺寸相同的情況下，氣壓傳動(dòng)裝置比液壓傳動(dòng)裝置輸出的力要小得多。氣壓傳動(dòng)裝置的輸出力不宜大于 10—40kN；(3)氣動(dòng)裝置中的信號(hào)傳動(dòng)速度比光、電控制速度慢，所以不宜用于信號(hào)傳遞速度要求十分高的復(fù)雜線路中。同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的遙控也比較困難，但對(duì)一般的機(jī)械設(shè)備，氣動(dòng)信號(hào)的傳遞速度是能滿足工作要求的；(4)噪聲較大，尤其是在超音速排氣時(shí)要加消聲器。2.1.3 液壓結(jié)構(gòu)設(shè)想由液壓結(jié)構(gòu)帶動(dòng)固定在立柱上的滑輪，而鋼索又隨著滑輪進(jìn)行滾動(dòng)進(jìn)而伸縮運(yùn)動(dòng)，我們?cè)O(shè)想液壓缸固結(jié)在地板上，由于液壓缸的收縮和伸長(zhǎng)，拉動(dòng)鋼索，產(chǎn)生反作用力，舉升汽車。其優(yōu)點(diǎn)如下： （1）液壓傳動(dòng)可在運(yùn)行過程中進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速方便且調(diào)速范圍大。（2）在相同功率的情況下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。（3）液壓傳動(dòng)工作比較平穩(wěn)、反應(yīng)快、換向沖擊,能快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁換向。7（4）液壓傳動(dòng)的控制調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，操作方便、省力，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，當(dāng)其與電氣控制結(jié)合，更易實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。（5）液壓傳動(dòng)易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，液壓元件能夠自行潤(rùn)滑，故使用壽命較長(zhǎng)。（6）由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，過制造、使用和維護(hù)都比較方便。主要缺點(diǎn)：（1）由于流體流動(dòng)的阻力損失和泄漏較大,所以效率較低。如果處理不當(dāng),泄漏不僅污染場(chǎng)地,而且還可能引起火災(zāi)和爆炸事故。 （2）工作性能易受溫度變化的影響,因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作通過綜合考慮和對(duì)比，利用液壓結(jié)構(gòu)在汽車舉升機(jī)構(gòu)中具有明顯優(yōu)勢(shì)。2.2 聯(lián)動(dòng)裝置的確定聯(lián)動(dòng)裝置的作用是將舉升托架的升降運(yùn)動(dòng)傳遞給支撐立柱，保證兩舉升托架的同步運(yùn)動(dòng)。四柱舉升機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)裝置有許多，如螺母絲桿傳動(dòng)，齒輪鏈條傳動(dòng)裝置，鋼絲繩聯(lián)動(dòng)裝置。而能適合液壓傳動(dòng)的傳動(dòng)裝置有齒輪鏈條傳動(dòng)和鋼絲繩傳動(dòng)裝置，對(duì)于兩種傳動(dòng)裝置各有優(yōu)缺點(diǎn)，齒輪鏈條傳動(dòng)裝置能比較精確的保證傳動(dòng)同步，但是鏈條的使用壽命比較短，而且造價(jià)高， 對(duì)鋼絲繩傳動(dòng)不僅能夠精確的同步舉升，使用壽命也長(zhǎng)，而且造價(jià)比較低，并且能夠調(diào)整鋼絲繩的長(zhǎng)度。對(duì)兩種機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，對(duì)于該機(jī)構(gòu)而言鋼絲繩傳動(dòng)裝置比較合適，鋼絲繩聯(lián)動(dòng)裝置主要由鋼絲繩、滑輪、螺套和螺桿等組成。鋼絲繩滑輪利用滑輪軸安裝在升降架上，鋼絲繩的端部固定在螺套中，并且用螺母安裝在立柱的頂板上，螺母可以用來(lái)調(diào)節(jié)鋼絲繩的長(zhǎng)短，以使承重托架保持水平。82.3.驅(qū)動(dòng)方案的確定驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是液壓舉升機(jī)的執(zhí)行元件，他主要是驅(qū)動(dòng)鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)升降架上下運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)元件主要由液壓缸組成，驅(qū)動(dòng)方式主要有兩種，一是拉動(dòng)鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，另外是推動(dòng)鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，由于舉升機(jī)的行程很大，這就需很長(zhǎng)的活塞桿，而且對(duì)活塞桿的剛度要求也很高，所以采用在活塞桿的頂部安裝一個(gè)動(dòng)滑輪以縮短活塞桿的長(zhǎng)度和剛度要求。2.4 液壓傳動(dòng)方案的確定當(dāng)啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，液壓泵運(yùn)作吸油，從而推動(dòng)液壓缸的運(yùn)動(dòng)，繼而使升降架運(yùn)動(dòng)，液壓系統(tǒng)主要包括以下幾部分，油箱，液壓泵，液壓閥，液壓缸等。液壓系統(tǒng)的工作原理和工作示意圖：91.油箱 2.過濾器 3.葉片泵 4 溢流閥 5 壓力表 6 單向閥 7 電磁換向閥8.節(jié)流閥 9.液壓缸圖 2.2 液壓原理圖2.5 安全保險(xiǎn)裝置由于汽車維修要在托架下進(jìn)行，所以對(duì)舉升設(shè)備的安全要求很嚴(yán)格，對(duì)于鋼絲繩傳動(dòng)裝置要采用一些鎖緊裝置，以保證安全，通常采用繼電器得電把卡板彈出，然后立柱上有凸臺(tái)，卡板可以卡在立柱上的凸臺(tái)上，達(dá)到鎖緊的目的，繼電器不得電，卡板彈回，從而達(dá)到下降功能。我們繼電器得電通常由人工操作，大概圖紙如下：103.主要部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核3.1 立柱的截面的分析計(jì)算主立柱是舉升機(jī)的主要承力部件，舉升機(jī)的主立柱在工作時(shí)受來(lái)自保險(xiǎn)鎖緊機(jī)構(gòu)處的因承重的壓力和升降滑臺(tái)作用在立柱上的彎矩。因此，立柱在兩種力的作用下有向內(nèi)彎的趨勢(shì)，底部的焊口在拉力的作用下有被拉伸的跡象，故在立柱底座處加加強(qiáng)筋，厚度 30mm。對(duì)立柱采用 Q235 鋼，其彈性模量 E=206GPa [1] ??=200MPa 慣性矩y?=527.124 2cm 截面面積 A=24.48 2cm由公式 107.10*6*921 ??????pE由于立柱一端固定，所以立柱的長(zhǎng)度因素 ?所以慣性半徑 mAIiy4.68.2157??040*?il??由于 1??11故采用歐拉公式mpaEcr 17408*26*92?????KNAFcr 41.0174*6??(4).37*9./23nCR.(5)N10 所以安全穩(wěn)定系數(shù)適合3.2 對(duì)底板進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 前面參數(shù)說明底板的長(zhǎng)度為 4200mm，由鋼板和槽鋼焊接而成，截面如圖所示圖 3.3 托臂截面圖圖 3.4由 12mNgq/8.9*)2(*1???.(1)=（2*23.0+12.15）*9.8=569.87N/m又因 2/)(121qlFFN??.(2)1N?M980.*40g*421汽?NFN 6.122.387569021 ???對(duì)于 AB 段（0x0.77m) xxqNs *87.596.1*1??qM2.09?BC 段（0.77x3.17m） 980*7.56.1*1 ??xFxqFNS ).(21?在 CD 段（3.17x3.94m） )4(*87.569.0)(*2 xxlqFNS ??21.21M?其間剪力圖和彎矩圖如下所示13圖 3.5 托臂剪力圖和彎矩圖由彎矩圖上可以看出彎曲應(yīng)力最大點(diǎn)為 E 點(diǎn)（其中 x=1.969m） )7.0(*21*1???xFqxFMN=10922.6*1.969-569.87*1.969*1.969/2-9800(1.969-0.7=7547N*m因此，所要承受的彎曲應(yīng)力MPaW8.2410*5276max????考慮到維修工作時(shí)在托臂下面進(jìn)行。為保人身安全將安全系數(shù)取為 K=10 所以將要選取的才料應(yīng)滿足 paMPK48)10*8.24(maxin???查工程材料手冊(cè)得選取 Q235（A）其抗彎強(qiáng)度為 375-500mpa3.3 升降架的設(shè)計(jì)計(jì)算由前面的參數(shù)可知升降架的長(zhǎng)度為 2600mm，使用材料為空心型鋼，初選型鋼型的變長(zhǎng) A=200mm B=200mm 壁厚 t=8mm 理論重量為 mkg/096.28?? 截面系數(shù)為 W=138.56 3cm 輪距的最小值取 1400mm 因此其受力如圖所示，14升降架受力圖由于mNgq/3408.275.9*06.28???又因 lqFFN2121???其中 g*)(4121托 架汽 MF?N74.10938.9*15*?）（ 托 架汽 2/)(12qlFF?=10939.7+275.3408*2.6/2=11297.64304N所以在 AB 段（0x0.6m） xxqFNS *3408.2756.19*1???2*3408.75216.19xxM?在 BC 段（0.6x2.0m） 11*FxqFNS?)6.0(*74.1093*348.2756430.297).0(*21 21 ?????? xxxqxFN對(duì) CD 段（2.0x2.6m）15NxxlqFNS )6.2(*3408.756.129)(*2 ????? mxxMN .1).(*430.71* 22?由圖可看出危險(xiǎn)點(diǎn)為 E 點(diǎn)及 x=1.30m 處。其中 )6.0(*74.1093*348.2756.129).0( 2121 ????? xxxxFqxFN=6796.4517MPA因此所要承受的最大彎曲應(yīng)力 MPAWM05.491*38.567-max???彎矩圖和受力圖由于要在其下面進(jìn)行維修工作，故可將安全穩(wěn)定系數(shù)取大一點(diǎn)將會(huì)更安全，取 K=10所以 pa5.4901*maxin???查工程材料手冊(cè) [2]，機(jī)械工程材料 [3]得出選擇Q275 鋼 其抗彎強(qiáng)度 m61in?3.4 傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)舉升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓缸從而帶動(dòng)舉升部分的運(yùn)動(dòng)，其中起傳動(dòng)作用的是鋼絲繩，當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)液壓缸運(yùn)動(dòng)，在鋼絲繩的作用下，升降架開始運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)榭恳簤焊淄苿?dòng)活塞桿，從而絞盤開始轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)升降架和托架運(yùn)動(dòng)。163.5 液壓缸的設(shè)計(jì)和校核 3.5.1 液壓缸設(shè)計(jì)點(diǎn)的注意事項(xiàng)液壓缸的設(shè)計(jì)和使用正確與否，直接影響到它的性能和是否發(fā)生故障。在這方面，經(jīng)常碰到的是液壓缸安裝不當(dāng)?；钊装惭b不當(dāng)、活塞桿承受偏載、液壓缸或活塞下垂以及活塞桿的壓桿失穩(wěn)等問題。所以，在設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)，必須注意如下幾點(diǎn)：1 盡量使活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負(fù)載，或在受液壓狀態(tài)下具有良好的縱向穩(wěn)定性；2 考慮液壓缸行程終了處的制動(dòng)問題和液壓缸的排氣問題。缸內(nèi)如無(wú)緩沖裝置和排氣裝 置，系統(tǒng)中需有相應(yīng)的措施。3 正確確定液壓缸的安裝、固定方式。液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)推薦的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡可能做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，加工、裝配和維修方便。3.5.2 工作原理通過高壓液體對(duì)活塞有效面積的作用，把液壓能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能對(duì)外載作功。3.5.3 液壓缸主要尺寸的確定由公式 PAF*?得式子中 F 為推力，p 為工作壓力。已知：F 工=45.12234776 KN，p=4.5mpa ，則 F=F 工/0.97=46.52KN所以 236310*4.10*5.42mPFA???由 232.D??得出 D=114.77mm根據(jù) GB/T 2348 中液壓缸應(yīng)符合的缸內(nèi)直徑應(yīng)符合的值，選取 D=125mm.中、低壓液壓缸活塞桿直17徑推薦值活塞桿直徑推薦值受壓縮，工作壓力 受拉伸p≤5 5＜p≤7 p＞7活塞桿直徑 d （0.3~0.5）D (0.5~0.55)D (0.6~0.7)D 0.7D由于 p=4.5mpa,所以 d=0.55*D=68.75mm 查表 GB2348-93 活塞桿的參考值，取 d=70mm液壓缸壁厚的選取，取壁厚為 ?=10mm.液壓缸參數(shù)的設(shè)定3.6 液壓泵的選擇液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，他把驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成輸?shù)较到y(tǒng)中取的油液的壓力能，供液壓系統(tǒng)使用。液壓泵按其在單位時(shí)間內(nèi)能輸出油液體積可分為定量泵和變量泵兩類，結(jié)構(gòu)形式可分為齒輪泵、葉片泵和柱塞泵三大類。液壓泵的工作壓力是指泵實(shí)際工作時(shí)的壓力，泵的壓力是指他的輸出壓力。液壓泵的幾何排量用（V）表示，是指泵軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)由其密封容腔幾何尺寸變化所算的排液體的體積，數(shù)值上等于在無(wú)泄漏的情況下其轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所排出的液體體積，液壓泵的幾何流量 tq是指泵在單位時(shí)間內(nèi)密封容腔幾何尺寸變化計(jì)算而得出的排出液體體積，數(shù)值上等于在無(wú)泄漏情況下單位時(shí)間內(nèi)所能排出的液體體積，泵的轉(zhuǎn)速為 n 時(shí)泵的幾何流量：由參考文獻(xiàn)[6] Vnqt?由設(shè)計(jì)參數(shù)可知，舉升機(jī)上升的時(shí)間是 50s4.本設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)成本核算以及使用說明在網(wǎng)上查詢制造該機(jī)械所需的材料和零件，其價(jià)格如下表 3：18舉升機(jī)的成本核算立柱型材（Q235 槽鋼）升降架（Q275）托架（Q235 和鋼板）油箱（矩形邊長(zhǎng) 36cm）電機(jī) Y100L2-4型液壓泵 NB 內(nèi)嚙合齒輪泵850 元 600 元 1800 元 220 元 825 元 2250 元液控單向閥（s 系列）電磁換向閥 液壓缸 活塞桿 鋼絲繩6*19a16mm滑輪310*2 450+230 元 1150 元 450 元 40 元 120*元溢流閥（DB 式） 附件 合計(jì)（元）286 元 1500 元 11551該機(jī)構(gòu)的使用說明根據(jù)參考文獻(xiàn)[10]列出該機(jī)構(gòu)的使用說明該機(jī)器主要用于舉升各類質(zhì)量不大于 4000kg 的汽車，適用于汽車維修企業(yè)汽車檢修，維修等。該機(jī)器的控制箱為電氣控制部分，地基要求為混凝土 425#，干燥 7 天以上且，混凝土厚度要大于等于 150mm，混凝土強(qiáng)度不低于 21mpa,水平度應(yīng)小于 10mm,必須離墻 600mm 以外安裝,連接至控制箱柱位的電源為 380v 或 220v15A，機(jī)器的運(yùn)行環(huán)境，工作環(huán)境溫度為 5-40 攝氏度，工作環(huán)境濕度為 30-95%，當(dāng)安裝完成后當(dāng)進(jìn)行各個(gè)部分的調(diào)試，主機(jī)調(diào)試，接通電源后應(yīng)注意觸電的危險(xiǎn)，啟動(dòng)主立柱上的電源開關(guān)當(dāng)上升至 1000mm 距離的時(shí)候壓下回油閥手柄，觀察保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)是否落位和可靠。保險(xiǎn)的調(diào)節(jié)，當(dāng)升降架升到 1000mm 按下降將保險(xiǎn)保險(xiǎn)條同一層孔內(nèi)，調(diào)節(jié)完畢后緊固螺母和螺栓，鋼絲繩的水平調(diào)節(jié)，升起平臺(tái)約 1000mm 時(shí)，觀察水平線上下調(diào)節(jié)四立柱內(nèi)鋼絲繩頭螺桿螺母，調(diào)節(jié)完畢后緊固。當(dāng)調(diào)試完畢后需進(jìn)行自己的空載和負(fù)載測(cè)試。操作程序：將不超過該機(jī)器額定重量的汽車，以較小的車速開上舉升平臺(tái)，舉升時(shí)價(jià)格汽車剎車?yán)o，墊上防滑三角木等防滑裝置，啟動(dòng)電源按上升按鈕當(dāng)平臺(tái)上升至 200-300mm 時(shí)檢查平臺(tái)是否同步和其他異狀，繼續(xù)按上升安鈕，將汽車舉升至所需高度，在升降過程中隨時(shí)觀察舉升機(jī)平臺(tái)是否同步，若發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)停機(jī)并檢查和排除故障。維修作業(yè)結(jié)束按下降按鈕和壓下回油閥放下平臺(tái)，維修完畢。開走汽車。19總 結(jié)本文首先對(duì)所有的汽車舉升機(jī)的情況進(jìn)行了簡(jiǎn)單的的闡述，并介紹了各類汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)汽車舉升機(jī)有了初步的認(rèn)識(shí)。然后在根據(jù)各類汽車舉升機(jī)的各種使用要求，結(jié)合前人設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的各類結(jié)構(gòu)，按照自己所要設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的要求對(duì)汽車舉升機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，安全機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等完成本次設(shè)計(jì)。本次所設(shè)計(jì)的舉升機(jī)是采用以液壓驅(qū)動(dòng)，液壓缸為舉升裝置以及鋼絲繩為同步裝置的普通液壓四柱式汽車舉升機(jī)該設(shè)計(jì)所有材料均為型材，降低了一些不必要的加工成本，使總體降低，同時(shí)該機(jī)構(gòu)采用了液壓結(jié)構(gòu)，液壓傳動(dòng)可在運(yùn)行過程中進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速方便且調(diào)速范圍大。在相同功率的情況下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，液壓傳動(dòng)工作比較平穩(wěn)、反應(yīng)快、換向沖擊,能快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁換向?？刂普{(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，操作方便、省力，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，當(dāng)其與電氣控制結(jié)合，更易實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，液壓元件能夠自行潤(rùn)滑，故使用壽命較長(zhǎng)。 ，但整個(gè)設(shè)計(jì)也存在一定的不足，比如不能在維修時(shí)候進(jìn)行汽車的四輪定位和進(jìn)行汽車的二次舉升。再以后的設(shè)計(jì)中需不斷改善以適應(yīng)現(xiàn)代維修的要求。20致 謝通過幾個(gè)月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)也即將告一段落。本次設(shè)計(jì)能夠按期完成除了本人的努力之外，謹(jǐn)向我的學(xué)校機(jī)電工程學(xué)院、我的指導(dǎo)教師和各位同學(xué)致謝，他們的幫助使我受益良多。首先感謝學(xué)校給我們提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。良好的學(xué)習(xí)氛圍使我們始終保持探究的精神；規(guī)模龐大、種類齊全的學(xué)校藏書為我們提供了精辟的名家論述。手邊隨察的工具書是這種關(guān)懷的具體體現(xiàn)。其次我要感謝機(jī)械電氣化工程學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)、老師的細(xì)心照顧。為使設(shè)計(jì)能夠順利進(jìn)行，學(xué)院的計(jì)算機(jī)房向我們開放，為我們提供了上機(jī)場(chǎng)所，并且竭盡所能為我們上網(wǎng)查閱資料提供方便。最后我要向我的導(dǎo)師王老師致敬，老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，視野雄闊，時(shí)時(shí)關(guān)心我們必業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)程，經(jīng)常檢查設(shè)計(jì)中存在的錯(cuò)誤和提出相關(guān)的建議，為我營(yíng)造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，還樹立了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)研究態(tài)度，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法。正是他深厚的學(xué)識(shí)、長(zhǎng)輩無(wú)微不至的關(guān)懷和細(xì)心全面的解答使我在設(shè)計(jì)過程中解決了許多難題，使我在對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的了解和掌握能夠更進(jìn)一步。導(dǎo)師正確的指導(dǎo)正是本次設(shè)計(jì)能夠順利完成的關(guān)鍵。21參考文獻(xiàn)[1] 陸明炯 實(shí)用機(jī)械工程材料手冊(cè)[M] 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 2004.1[2] 吳宗澤 機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)上冊(cè)[M] 機(jī)械工業(yè)出版社 2002.1[3] 俞新陸 液壓機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M] 機(jī)械工業(yè)出版社 2007[4] 劉俊 徐四紅 馮新紅畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)與案例分析[M] 北京理工大學(xué)出版社 2009.8[5] 劉鴻文材料力學(xué) 1 第四版[M] 高等教育出版社 2005[6] 液壓傳動(dòng)第 2 版[M]機(jī)械工業(yè)出版社 2007[7] 四柱液壓舉升機(jī)（U-FS35，U-F35)安裝使用維護(hù)手冊(cè)[8] 于永泗，齊民機(jī)械工程材料第七版[M] 大連理工大學(xué)出版社 2008[9] 李育錫機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 2008[10]周靜卿，趙鳳芹，張淑娟機(jī)械制圖與計(jì)算機(jī)繪圖 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社 2007[11] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件版 2008