四柱舉升機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、鄭州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文四柱式舉升機(jī)設(shè)計(jì)§1設(shè)計(jì)要求§1.1 該機(jī)的用途四柱舉升機(jī)用途主要是用于汽車(chē)的維修，也可以用于汽車(chē)的停放。§1.2 該機(jī)的工作原理本機(jī)在工作時(shí)，由電動(dòng)機(jī)提供源動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓泵工作，液壓泵輸出的液壓油經(jīng)過(guò)所需要的一些液壓元件進(jìn)入液壓缸，驅(qū)動(dòng)液壓缸推動(dòng)活塞桿移動(dòng)，這時(shí)即可推動(dòng)鋼絲繩移動(dòng)，從而升降架移動(dòng)，最終可將所需維修的汽車(chē)舉升一定的高度，以便于維修，提高維修效率。§1.3 設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)及要求（1）所設(shè)計(jì)的四柱液壓舉升機(jī)應(yīng)該能夠適應(yīng)所有小汽車(chē)的舉升的重量、長(zhǎng)寬尺寸的要求；（2）舉升機(jī)的最大舉升高度為1800mm；（3）舉升機(jī)升降過(guò)程中及停留

2、在空中時(shí)，要保證升降平穩(wěn)，工作可靠，鎖定可靠； （4）進(jìn)行必要的支承結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度與剛性驗(yàn)算，保證結(jié)構(gòu)合理。（5）液壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作可靠，操縱方便，結(jié)構(gòu)緊湊。 §2 該機(jī)主要參數(shù)的確定§2.1 汽車(chē)的主要參數(shù)該機(jī)的作用是為了將所要維修的汽車(chē)舉升到所要求的高度，因此首先將汽車(chē)的主要參數(shù)調(diào)查清楚。汽車(chē)的主要參數(shù)是長(zhǎng)、寬、高、軸距、輪距、重量等，對(duì)它們的解釋如下：一，長(zhǎng)（mm）汽車(chē)長(zhǎng)是垂直于車(chē)輛縱向?qū)ΨQ(chēng)平面并分別抵靠在汽車(chē)前，后最外端突出部位的兩垂面之間的距離。簡(jiǎn)單的說(shuō),就是沿著汽車(chē)前進(jìn)的方向，最前端到最后端的距離。如（圖2.1）所示：圖2.1汽車(chē)的長(zhǎng)度示意圖 二，寬（mm）汽車(chē)寬是

3、平行于車(chē)輛縱向?qū)ΨQ(chēng)平面并分別抵靠車(chē)輛兩側(cè)固定突出部位的兩平面之間的距離。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是汽車(chē)最左端到最右端的距離。其中所說(shuō)的“兩側(cè)固定突出部位”并不包括后視鏡，側(cè)面標(biāo)志燈，示燈示位燈，轉(zhuǎn)向指，撓性擋泥板，防滑鏈以及輪胎與地面接觸部分的變形。如（圖2.2）所示：圖2.2 汽車(chē)寬度示意圖三，高（mm）汽車(chē)高是車(chē)輛支承平面與車(chē)輛最高突出部位相抵靠的水平面之間的距離。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是從地面到汽車(chē)最高點(diǎn)的距離。如（圖2.3）所示：圖2.3 汽車(chē)高度示意圖四， 軸距(mm)軸矩,是通過(guò)車(chē)輛同一側(cè)相鄰兩車(chē)輪的中點(diǎn),并垂直于車(chē)輛縱向?qū)ΨQ(chēng)平面的二垂線之間的距離.簡(jiǎn)單的說(shuō),就是汽車(chē)前軸中心到后軸中心的距離。五， 汽車(chē)輪

4、距（mm） 汽車(chē)輪距是車(chē)輪在車(chē)輛支承平面(一般就是地面)上留下的軌跡的中心線之間的距離。如果車(chē)軸的兩端是雙車(chē)輪時(shí)，輪距是雙車(chē)輪兩個(gè)中心平面之間的距離。汽車(chē)的輪距有前輪距和后輪距之分，前輪距是前面兩個(gè)輪中心平面之間的距離，后輪距是后面兩個(gè)輪中心平面之間的距離，兩者可以相同，也可以有所差別。 六，胎寬胎的寬度以毫米為單位（例如175 mm）。一般轎車(chē)輪胎的名義斷面寬度從125mm（例如125/80 R 12）到大約335mm（例如335/30 R 19）。每個(gè)寬度之間都相差10mm。新的“車(chē)輪輪胎技術(shù)”所用的特殊輪胎（例如鄧祿普的TD輪胎與米其林的TRX與TDX輪胎）有其他的寬度參數(shù)，也已毫米為單

5、位。寬度從160mm到240mm。真正的寬度會(huì)比標(biāo)出的名義寬度有所不同，因生產(chǎn)上會(huì)出現(xiàn)一些可接受的誤差，各廠家的輪胎會(huì)出現(xiàn)不同的誤差，范圍不會(huì)超過(guò)幾毫米。輪胎的寬度也要看此輪胎安裝在哪個(gè)輪轂上。大部分輪胎可安裝在不同寬度的輪轂上。一些汽車(chē)只可以安裝一定品牌的輪胎或必須與一定輪轂配套的輪胎，因?yàn)橹挥兄付ǖ钠放戚喬タ梢栽谌魏吻闆r下保證安全。§2.2 各種小型汽車(chē)的主要參數(shù)對(duì)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的各種轎車(chē)、小型越野車(chē)、小型休閑車(chē)等小型汽車(chē)的長(zhǎng)、寬、高、軸距、車(chē)重、輪距進(jìn)行調(diào)研。具體情況如（表2.1）所示：表2.1 幾種具有代表性汽車(chē)的主要參數(shù)車(chē)牌長(zhǎng)（mm）寬（mm）高（mm）軸距（mm）車(chē)重（kg）輪

6、距（mm）寶馬Z4 Coupe 3.0Si409117811268249514951473/1523新梅賽德斯奔馳E系481818221452285416901577/1570奔馳GL450越野車(chē)508819201840307523551645/1648寶馬3系 320i452018171421276013951500/1513寶馬 5523Li498118461477302815951558/1582廣州本田 飛度三廂1.3430016901495245014891455/1455廣州田  雅閣2.4 EX494518451480280015151590/1585廣州本田

7、思迪439016901495245010681455/1455一汽豐田 普拉多 4.0GX4970 18751905279020501575/1575金杯07款銳馳 2.4豐田50701690193525901700一汽豐田 花冠EX 1.6 G453017051490260016001470/1460現(xiàn)代 雅紳特1.443101695148025001130北京現(xiàn)代雅紳特.4AT GL431016981480250011601470/1460賽歐 SCX402616081448244310691387/1388別克凱越 04款 1.6451517251445260012201475

8、/1476馬自達(dá)6 2.3467017801435267514751540/1540馬自達(dá)5456517451620275015161530/1515馬自達(dá)2 1.538851695147524901470/1445海馬福美來(lái)43651705141026101470/1470海馬福美來(lái)2446617051410261011801470/1470奧迪quattro 4.248111933157527561575/1585奧迪A8 4.2519218941455307417801619/1605奧迪A6L2.0T501218551485294517301612/1618一汽大眾 新寶來(lái)1.6438

9、317421446251313101513/1494帕薩特 2.0AT478017401470280314251500/1500東風(fēng)日產(chǎn)駿逸1.8XL442016901590260012801470/1475尼桑(日產(chǎn)) 350Z 3.5 MT 431718151324265015451535/1540紅旗新明仕奧運(yùn)之星479218141422268712801476/1483紅旗HQ3496517961485285017301535/1535奇瑞開(kāi)瑞系列461016931855270013001456/1446奇瑞 旗云1.3439316821424246810501425/1419比亞迪F

10、8449017801405252015251520/1515比亞迪F6 2.0484618221465274014351511/1511§2.3 對(duì)該機(jī)主要參數(shù)的初步確定根據(jù)（表2.1）所述可總結(jié)得：汽車(chē)的最大長(zhǎng)度取為5192mm，最大寬度取為1933mm，最大高度取為1935mm；軸距的最小值為2443mm,最大值為3040mm；最大重量為2355kg；輪距的最小值取為1425mm，最大距離取為1648mm。輪胎的寬度一般在160240mm之間。通過(guò)上表所列的幾款汽車(chē)的外形參數(shù)可以初步確定：1,舉升的最大重量為3000kg;2,舉升的高度為1800mm;3,托架的長(zhǎng)度4000mm,

11、托架的寬度為400mm，使用材料為鋼板與槽鋼焊接件;4,升降架的長(zhǎng)度2600mm，使用材料為矩形空心型鋼；5,立柱高度為2500mm，使用材料為內(nèi)卷邊槽鋼。§3 方案的確定§3.1 聯(lián)動(dòng)裝置方案的確定聯(lián)動(dòng)裝置的作用是將舉升托架的升降運(yùn)動(dòng)傳遞給支撐立柱的舉升托架，保證兩舉升托架的同步運(yùn)動(dòng)。在四柱汽車(chē)舉升機(jī)的聯(lián)動(dòng)裝置有很多，例如：螺母絲杠聯(lián)動(dòng)裝置、齒輪鏈條聯(lián)動(dòng)裝置、鋼絲繩聯(lián)動(dòng)裝置等。而能夠適合以液壓為動(dòng)力的舉升機(jī)來(lái)說(shuō)，齒輪鏈條和鋼絲繩聯(lián)動(dòng)裝置比較合適。對(duì)于這兩種方案，各有優(yōu)缺點(diǎn)：齒輪鏈條聯(lián)動(dòng)裝置能夠比較精確的保證舉升同步，但是鏈條的使用壽命比較短，而且造價(jià)比較高。對(duì)于鋼絲繩聯(lián)動(dòng)

12、裝置，不但能夠保證同步舉升，而且使用壽命長(zhǎng)，成本比較低，并且比較容易調(diào)整鋼絲繩的長(zhǎng)度。通過(guò)這兩種方案的比較，對(duì)于該機(jī)械而言鋼絲繩聯(lián)動(dòng)比較合適。鋼絲繩升降聯(lián)動(dòng)裝置主要由鋼絲繩、滑輪、螺套和螺母等構(gòu)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上部的頂板上；螺母可以用來(lái)調(diào)整鋼絲繩的長(zhǎng)短，以使承重托架保證水平位置。§3.2 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案的確定驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是液壓舉升機(jī)的動(dòng)力執(zhí)行元件，它主要是驅(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)元件主要是由液壓缸組成的，它的驅(qū)動(dòng)方式主要有兩種，一是拉鋼絲繩，二是推鋼絲繩。由于舉升機(jī)的行程為1800mm，如果不采取一定

13、的特殊方式的話，那么做出的活塞桿的長(zhǎng)度就要1800mm，那么對(duì)活塞桿的剛度要求就比較高。而且運(yùn)動(dòng)起來(lái)也不穩(wěn)定。因此采用動(dòng)滑輪的原理，可以將活塞桿的長(zhǎng)度減為原來(lái)的一半。在活塞桿的端部安裝一個(gè)滑輪，使其成為一個(gè)動(dòng)滑輪，再將鋼絲繩繞過(guò)滑輪，如（圖3.1）所示：通過(guò)利用動(dòng)滑輪原理可以減少活塞桿的行程，同時(shí)提高了活塞桿的剛度和穩(wěn)定性。圖3.1 驅(qū)動(dòng)裝置的示意圖最終確定活塞在向外推的時(shí)候?yàn)樯导苌仙?，而且活塞端部采用滑輪裝置。§3.3 導(dǎo)向裝置方案的確定導(dǎo)向裝置的作用是為了防止升降架在升降時(shí)前后左右搖擺而設(shè)定的。導(dǎo)向裝置有很多，例如采用導(dǎo)向軸和套筒。在這里打算采用軸端軸承和導(dǎo)向槽來(lái)進(jìn)行導(dǎo)向，這種

14、機(jī)構(gòu)不但安裝方便，而且制造比較簡(jiǎn)單，工藝性能比較好。§3.4 安全保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)由于汽車(chē)維修工人需要在托架底下進(jìn)行工作，因此對(duì)舉升機(jī)的安全機(jī)構(gòu)要求比較嚴(yán)格。通常對(duì)于鏈條傳動(dòng)的，它的安全機(jī)構(gòu)比較好設(shè)計(jì)，可以直接利用鏈條進(jìn)行自鎖。而對(duì)于鋼絲繩傳動(dòng)而言，就要采取期的自鎖機(jī)構(gòu)。通常采用棘爪和齒條的比較多，初步也采用棘爪和齒條的鎖緊機(jī)構(gòu)。§4 重要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算下面將要對(duì)主要的零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，最終將要設(shè)計(jì)出的機(jī)械如（4.1）所示：圖4.1 四柱液壓舉升機(jī)的總裝圖1、主立柱 2、副立柱 3、動(dòng)力裝置4、托架 5、擋板 6、斜坡 7、升降架§4.1 對(duì)托架進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算由于前面已經(jīng)

15、知道托架的長(zhǎng)度為5400mm，所用的是鋼板和槽鋼焊接而成，其截面如圖所示，槽鋼型號(hào)選用16，其理論質(zhì)量為=19.752 ,截面系數(shù)為117cm3；鋼板選用花紋鋼板，圖案為圓豆型，理論質(zhì)量=12.15 為而且取最小軸距為2400mm。因此分析托架的受力情況如（圖4.2）所示： 圖4.2 托架的截面圖由于： q=×g=（2+）×9.8N/m=（2×19.752+12.15）×9.8N/m=506.209 N/m又因： FN1+FN2=F1+F2+q×l (1) FN1=FN2 (2) 聯(lián)立(1),(2)可得：（其中F1=F2=×g=

16、15;3000×9.8 N=7350 N）所以： FN1=FN2 =（F1+F2+q×l）/2 =7350 + =8362.418N所以在AB段中：（0x0.8m） Fs=FN1-q×x=(8362.418-506.209×x) N M=FN1×x-q×x2=(8362.418×x-×506.209×x2) N.m在BC段中：（0.8mx3.2m） Fs=FN1-q×x-F1=(1012.418-506.209×x) NM=FN1×x-F1(x-0.8)-q×x2=

17、(1012.418×x-×506.209×x2+5880) N.m在CD段中：（3.2mx4m） Fs=FN2-q×(l-x)=( 8362.418-506.209×(4-x) NM=FN2×(l-x)- q×(l-x)2=(8362.418×(l-x)-×506.209×(l-x)2) N.m因此其剪力圖和彎矩圖如（圖4.3）所示。圖4.3 托架的受力圖、剪力圖和彎矩圖a)為托架的受力圖；b)為托架的剪力圖；c)為托架的彎矩圖。由彎矩圖可知：E點(diǎn)所受的彎曲應(yīng)力為最大（其中x=2m）。其中 M=

18、FN1×x-F1(x-0.8)-q×x2=1012.418×x-×506.209×x2+5880=1012.418×2-×506.209×22+5880=2024.836-1012.418+5880=6892.218 N.m因此：所要承受的最大彎曲應(yīng)力為： max= = MPa =29.455MPa 由于舉升機(jī)是要汽車(chē)維修工人在托架下面進(jìn)行工作，因此盡量將安全系數(shù)取大一點(diǎn)，因此取安全系數(shù)K=10所以將要選取的材料的抗彎強(qiáng)度（lim應(yīng)該滿足以下條件）limmax×K=294.55 MPa經(jīng)過(guò)查工程材料手冊(cè)（

19、黑色金屬材料卷）可得：可以選用Q235（A）,其抗彎強(qiáng)度lim =375500 Mpa§4.2 對(duì)升降架進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算由于前面已經(jīng)知道升降架的長(zhǎng)度2600mm，使用材料為矩形空心型鋼，初選矩形空心型鋼為邊長(zhǎng)A=150mm，B=100mm，壁厚t=8mm，理論重量為=28.096kg/m，截面系數(shù)為：W=138.546 cm3。輪距的最小值取為1400mm。因此分析升降架的受力情況如（圖4.4）中a圖所示：圖4.4升降架的受力圖、剪力圖和彎矩圖a) 為升降架的受力圖；b) 為升降架的剪力圖；c) 為升降架的彎矩圖。由于： q=×g=28.096×9.8N/m=275.

20、3408N/m又因： FN1+FN2=F1+F2+q×l (1) FN1=FN2 (2) 聯(lián)立(1),(2)可得：（其中F1=F2= (+ 2×) ×g=× (3000+2×4×51.19)×9.8 N=8353.324 N） 所以： FN1=FN2 =（F1+F2+q×l）/2 =8353.324 + =8711.137N所以在AB段中：（0x0.6m） Fs=FN1-q×x=(8711.137-275.3408×x) N M=FN1×x-q×x2=(8711.137

21、15;x-×275.3408×x2) N.m在BC段中：（0.6mx2m） Fs=FN1-q×x-F1=(357.813-275.3408×x) NM=FN1×x-F1(x-0.6)-q×x2=(357.813×x-×275.3408×x2+5011.994) N.m在CD段中：（2mx2.6m） Fs=FN2-q×(l-x)=( 8711.137-275.3408×(2.6-x) NM=FN2×(l-x)- q×(l-x)2=(8711.137×(2.6

22、-x)-×275.3408×(2.6-x)2) N.m由上述的剪力方程和彎矩方程可以畫(huà)出剪力圖和彎矩圖如（圖4.3）中b、c圖所示，由彎矩圖不難看出E點(diǎn)既為危險(xiǎn)截面（即x=1.3m在受到的彎曲應(yīng)力為最大）其中 M= FN1×x-F1(x-0.6)-q×x2=357.813×x-×275.3408×x2+5011.994=357.813×1.3-×275.3408×1.32+5011.994=465.1569-232.663+5011.994=5244.488 MPa因此：所要承受的最大彎曲應(yīng)力為

23、： max= = MPa =37.853MPa 由于舉升機(jī)是要汽車(chē)維修工人在托架下面進(jìn)行工作，因此盡量將安全系數(shù)取大一點(diǎn)。因此取安全系數(shù)K=10所以將要選取的材料的抗彎強(qiáng)度（lim應(yīng)該滿足以下條件）limmax×K=378.53MPa經(jīng)過(guò)查工程材料手冊(cè)（黑色金屬材料卷）可得：可以選用Q235（A）,其抗彎強(qiáng)度lim =375500 Mpa§4.3 對(duì)立柱進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算立柱的高度為2500mm，而且所選的材料為鋼板，其結(jié)構(gòu)如（圖4.5）所示：為利于購(gòu)買(mǎi)型材同樣初選用型材的材料為Q235（A），其彈性模量E=206 Gpa, p=200 Mpa,慣性矩：IY=527.214 cm

24、4,截面面積：A=20.40 cm2。圖4.5 立柱的截面圖所以： 1= = 100立柱所受力的情況如（圖4.6）所示： 由于立柱屬于一端固定，另一端自由，所以立柱的長(zhǎng)度因數(shù)：=2圖4.6 立柱的受力圖所以慣性半徑： = = =50.83mm所以： = = =78.69而Q235的，因此 由于： ,即該立柱屬于中等柔度壓桿。所以應(yīng)選用的公式為：= (劉鴻文主編.<<材料力學(xué)>>. .北京：高等教育出版社，2004)因此臨界應(yīng)力為： =304-1.1278.69 = 215.867 Mpa則臨界壓力為：所以工作的安全系數(shù)為： 由于關(guān)于穩(wěn)定性的安全系數(shù)一般取10以上即可，因

25、此適合。§4.4 對(duì)鋼絲繩進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算每個(gè)立柱由一根鋼絲繩來(lái)抬升，因此每根鋼絲繩所要受的力F 如果初選鋼絲繩的型號(hào)為，直徑為6mm，材料為鋼芯鋼絲繩，其鋼絲繩的近似質(zhì)量為14.60，公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度為1870 Mpa，最小破斷拉力為23.90KN。所以每一根鋼絲所要承受的拉應(yīng)力為： 安全系數(shù)K=10，則： 因此所選的鋼絲繩合適。§4.5 對(duì)滑輪的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算初選材料為45鋼，其彎曲強(qiáng)度為600；§4.5.1活塞桿端部滑輪的轉(zhuǎn)軸其長(zhǎng)度為160mm，受力分析如（圖4.7）所示：圖4.7 活塞桿端部滑輪的轉(zhuǎn)軸的受力圖、剪力圖和彎矩圖a) 為活塞桿端部滑輪的轉(zhuǎn)軸的受力圖；

26、b) 為活塞桿端部滑輪的轉(zhuǎn)軸的剪力圖；c) 為活塞桿端部滑輪的轉(zhuǎn)軸的彎矩圖。在AB段的剪力方程和彎矩方程為： 在CB段的剪力方程和彎矩方程為： 根據(jù)彎矩圖可知B點(diǎn)所受的彎矩為最大，其值為： =2787.600由公式(劉鴻文編.材料力學(xué).北京：高等教育出版社，2004.1 橫力彎曲時(shí)的正應(yīng)力 143頁(yè))所以最小的截面系數(shù)為：如果取安全系數(shù)為K=10,則： 再由截面為圓形的截面系數(shù)公式： (劉鴻文編.材料力學(xué).北京：高等教育出版社，2004.1 橫力彎曲時(shí)的正應(yīng)力 143頁(yè))得： 最終取其直徑為： §4.5.2需要繞過(guò)兩根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸：其長(zhǎng)度為160mm，受力分析如（圖4.8）所示

27、：圖4.8 需要繞過(guò)兩根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的受力分析圖所以 因此其剪力圖和彎矩圖如（圖4.9）中b)、c)圖所示：圖4.9 需要繞過(guò)兩根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的受力圖、剪力圖和彎矩圖a) 為需要繞過(guò)兩根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的受力圖；b) 為需要繞過(guò)兩根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的剪力圖；c) 為需要繞過(guò)兩根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的彎矩圖。在AB段的剪力方程和彎矩方程為： 在CB段的剪力方程和彎矩方程為： 根據(jù)彎矩圖可知B點(diǎn)所受的彎矩為最大，其值為： =985.565由公式(劉鴻文編.材料力學(xué).北京：高等教育出版社，2004.1 橫力彎曲時(shí)的正應(yīng)力 143頁(yè))所以最小的截面系數(shù)為：如果取安全系數(shù)為K=10,則：

28、再由截面為圓形的截面系數(shù)公式： (劉鴻文編.材料力學(xué).北京：高等教育出版社，2004.1 橫力彎曲時(shí)的正應(yīng)力 143頁(yè))得： 最終取其直徑為： §4.5.3有一根鋼絲繩繞過(guò)的滑輪的轉(zhuǎn)軸：其長(zhǎng)度為160mm，受力分析如（圖4.10）所示：圖4.10 只繞過(guò)一根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的受力分析圖所以 圖4.11只繞過(guò)一根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的受力圖、剪力圖和彎矩圖d) 為只繞過(guò)一根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的受力圖；a) 為只繞過(guò)一根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的剪力圖；b) 為只繞過(guò)一根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的彎矩圖。在AB段的剪力方程和彎矩方程為： 在CB段的剪力方程和彎矩方程為： 根據(jù)彎矩圖可知B點(diǎn)所受的彎矩

29、為最大，其值為： =492.783由公式(劉鴻文編.材料力學(xué).北京：高等教育出版社，2004.1 橫力彎曲時(shí)的正應(yīng)力 143頁(yè))所以最小的截面系數(shù)為：如果取安全系數(shù)為K=10,則： 再由截面為圓形的截面系數(shù)公式： (劉鴻文編.材料力學(xué).北京：高等教育出版社，2004.1 橫力彎曲時(shí)的正應(yīng)力 143頁(yè))得： 為了轉(zhuǎn)軸一至，從而形成批量生產(chǎn)，所以最終取其直徑為： §5 重要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算§5.1鎖緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在活塞桿推動(dòng)鋼絲繩移動(dòng)時(shí)，托架和升降架也跟著上升，此時(shí)鎖緊機(jī)構(gòu)能夠自動(dòng)脫開(kāi)，使舉升機(jī)順利上升，同時(shí)棘爪與齒條之間不能夠發(fā)生干涉，當(dāng)棘爪移動(dòng)到下一個(gè)齒槽時(shí)由彈簧保證棘爪和

30、齒條的可靠卡拔狀態(tài)，當(dāng)舉升托架時(shí)，棘爪可被齒條自動(dòng)推開(kāi)；停止時(shí)可自行卡止；當(dāng)需要下降時(shí)，則可利用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪，解除自鎖狀態(tài)。其工作原理如（圖5.1）所示：圖5.1 鎖緊機(jī)構(gòu)的原理圖1 棘爪；2 凸輪l為棘爪與齒條的接觸長(zhǎng)度；h1為棘爪能夠向上抬起的最大高度；h2為棘爪能夠向下擺動(dòng)的最大高度；a為棘爪的長(zhǎng)度；e為偏心距；b為棘爪軸的右端長(zhǎng)度；d1為偏心圓的直徑；d2為偏心圓軸的直徑。由圖可知： （1） （2）聯(lián)立（1）和（2）得： 其中，取， 如果取，則： 最終取。§5.2鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算鎖緊機(jī)構(gòu)的示意圖如（圖5.2）所示：圖5.2 鎖緊機(jī)構(gòu)的示意圖1為齒條；2為棘爪；3為棘爪轉(zhuǎn)軸；

31、4為彈簧；5為凸輪；6為凸輪轉(zhuǎn)軸§5.2.1棘爪的設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)其進(jìn)行受力分析，其受力圖如（圖5.3）所示：圖5.3 棘爪的受力圖其中轉(zhuǎn)軸處所受的力F的值如下：即： 在AB段，即（） 在BC段，即（） 由以上方程，作出其剪力圖和彎矩圖如（圖5.4）所示，由圖上不難看出，B點(diǎn)既為受到彎矩最大點(diǎn)（即當(dāng)X=65mm時(shí)），所以根據(jù)式： 初選棘爪的材料為Q235，其抗彎強(qiáng)度為375MP500MP，選用強(qiáng)度為的Q235，同時(shí)取安全系數(shù)為K=5。則由公式得： 如果取棘爪的截面形狀為矩形，其厚度為，再由矩形抗彎截面系數(shù)的公式（劉鴻文主編.<<材料力學(xué)>>. ，第143頁(yè)，北京：高

32、等教育出版社，2004）得：圖5.4 棘爪的剪力圖和彎矩圖a) 為棘爪的受力圖；b) 為棘爪的剪力圖；c) 為棘爪的彎矩圖。 取。§5.2.2 棘爪轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算：轉(zhuǎn)軸的受力圖如（圖5.5）所示：圖5.5 棘爪轉(zhuǎn)軸的受力示意圖由受力的示意圖可知，轉(zhuǎn)軸主要受到的是剪切力，初選轉(zhuǎn)軸的材料為45鋼，其，由最大切應(yīng)力理論得：。所以由剪應(yīng)力公式(劉鴻文主編.<<材料力學(xué)>>. ，第51頁(yè)，北京：高等教育出版社，2004)得：(其中) 如果其安全系數(shù)為 其截面形狀為圓形，所以其直徑：取§5.2.3 凸輪轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算：轉(zhuǎn)軸的受力圖如（圖5.6）所示：圖5.6 凸

33、輪轉(zhuǎn)軸的受力示意圖由受力的示意圖可知，轉(zhuǎn)軸主要受到的是剪切力，初選轉(zhuǎn)軸的材料為45鋼，其，由最大切應(yīng)力理論得：。所以由剪應(yīng)力公式(劉鴻文主編.<<材料力學(xué)>>. ，第51頁(yè)，北京：高等教育出版社，2004)得：(其中) 如果其安全系數(shù)為 其截面形狀為圓形，所以其直徑：取§6. 繪制有關(guān)零件圖和裝配圖有關(guān)零件圖和裝配圖見(jiàn)附圖§7. 設(shè)計(jì)小結(jié)設(shè)計(jì)過(guò)程是個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員必須有全局觀念，在每一個(gè)環(huán)節(jié)都必須注意它與其它環(huán)節(jié)的關(guān)系，要知道事物之間是相互聯(lián)系的哲學(xué)道理。作為系統(tǒng)的一部分，它將會(huì)影響到周?chē)南嗦?lián)系的其它部分，如果一部分出現(xiàn)

34、問(wèn)題，整個(gè)系統(tǒng)都可能崩潰。在本設(shè)計(jì)過(guò)程中，我就犯了上述錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往不能考慮到與之相關(guān)的因素，結(jié)果導(dǎo)致設(shè)計(jì)的不夠合理。我想：通過(guò)此次設(shè)計(jì)，將會(huì)使我不僅是在知識(shí)層面上有較大的提高，而且在生活方面，也教給我很多做人的道理。§8.總 結(jié)本設(shè)計(jì)是在前人研究成果的基礎(chǔ)上，總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)，參考有關(guān)的其它同類(lèi)產(chǎn)品的研究成果，再加上老師的指點(diǎn)，以及在同學(xué)的幫助下而完成的。為了縮短設(shè)計(jì)周期、降低設(shè)計(jì)成本、并能設(shè)計(jì)出具有較好的使用性能和經(jīng)濟(jì)性的四柱液壓汽車(chē)舉升機(jī)，在本設(shè)計(jì)工程之前，做了大量的調(diào)研和比較。經(jīng)過(guò)初步計(jì)算以后，從而確定了主要零部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過(guò)結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇可以初步設(shè)計(jì)零部件的結(jié)構(gòu)，然

35、后再選擇各種方案從而可以草繪裝配圖，然后開(kāi)始畫(huà)裝配圖以及零件圖，最后完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我不僅全面回顧了四年來(lái)我所學(xué)到的基礎(chǔ)課程及專(zhuān)業(yè)課程，而且還在老師的指導(dǎo)下參閱了大量的文獻(xiàn)及著作,特別是關(guān)于汽車(chē)舉升機(jī)的資料。這次設(shè)計(jì)使我對(duì)汽車(chē)舉升機(jī)的發(fā)展概況、工作原理、結(jié)構(gòu)形式等各部分的零部件的作用以及選擇的過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題等方面都有了一個(gè)非常全面的了解。同時(shí)也對(duì)汽車(chē)舉升機(jī)主要零部件件和參數(shù)有了比較清晰的認(rèn)識(shí)。當(dāng)然，也有很多不足的地方，部分零件呈現(xiàn)設(shè)計(jì)的都不太美觀，而且還費(fèi)材料。在日后工作和學(xué)習(xí)的過(guò)程中我定會(huì)努力克服這些問(wèn)題。整個(gè)過(guò)程也讓我更加深刻的體會(huì)到了團(tuán)結(jié)、協(xié)作的重要性。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我同自己所在的課題小組成員密切合作，遇到問(wèn)題大家共同討論解決。雖然我們的能力和經(jīng)驗(yàn)還十分的有限，但是我們都是抱著一種踏實(shí)、認(rèn)真的態(tài)度來(lái)對(duì)待這次設(shè)計(jì)，力爭(zhēng)使我們的設(shè)計(jì)達(dá)到盡可能的合理與完善。設(shè)計(jì)過(guò)程中我最深的收獲就是：我覺(jué)得