普通雙柱式汽車(chē)舉升機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(共22頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上普通雙柱式汽車(chē)舉升機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)摘 要：雙柱式汽車(chē)舉升機(jī)是一種汽車(chē)修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設(shè)備，廣泛應(yīng)用于轎車(chē)等小型車(chē)的維修和保養(yǎng)。目前，全國(guó)生產(chǎn)汽車(chē)舉升機(jī)的廠(chǎng)家較多，生產(chǎn)的舉升機(jī)的形式也比較繁多，有雙柱式舉升機(jī)、四柱式舉升機(jī)、剪式舉升機(jī)、組合移動(dòng)汽車(chē)式舉升機(jī)等。本文較全面地介紹了舉升機(jī)的分類(lèi)，在確定了所要設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的方案之后，即針對(duì)舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)要求進(jìn)行了設(shè)計(jì)與說(shuō)明，同時(shí)對(duì)舉升機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中所涉及到的工藝性問(wèn)題進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。然后分析了普通式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)主立柱的截面特性，并對(duì)主立柱的強(qiáng)剛度和托臂的強(qiáng)度進(jìn)行了校核驗(yàn)算。對(duì)液壓缸活塞桿強(qiáng)度以及受壓桿的穩(wěn)定性也進(jìn)行了驗(yàn)

2、算，以保證所設(shè)計(jì)的舉升機(jī)滿(mǎn)足使用要求。本課題所設(shè)計(jì)的是液壓驅(qū)動(dòng)的普通式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)。它的特點(diǎn)是：性能可靠，低能耗，操作方便；無(wú)橫梁，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；非對(duì)稱(chēng)托臂可伸縮，保證了安全性；托腳的最低位置低，使得車(chē)輛的底盤(pán)可以比較低，對(duì)各種車(chē)輛的適應(yīng)性擴(kuò)大了；與螺桿式的舉升機(jī)相比，使用壽命較長(zhǎng)；價(jià)格低廉，擁有的市場(chǎng)份額較大。關(guān)鍵詞：普通式，雙柱舉升機(jī)，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，非對(duì)稱(chēng)式，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，液壓驅(qū)動(dòng)，截面特性1 舉升機(jī)的方案擬定1.1 舉升機(jī)的基本情況1.1.1 常用汽車(chē)舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型目前，全國(guó)生產(chǎn)汽車(chē)舉升機(jī)的廠(chǎng)家較多，生產(chǎn)的舉升機(jī)的形式也比較繁多，有雙柱式舉升機(jī)、四柱式、剪式、組合移動(dòng)汽車(chē)式等。僅從舉升機(jī)的外

3、型來(lái)分類(lèi)的基本形式就有：普通雙柱式、龍門(mén)雙柱式、四立柱式、剪式、移動(dòng)式和單立柱式等汽車(chē)舉升機(jī)按照舉升機(jī)的舉升裝置的形式分類(lèi)也有很多種，包括絲杠螺母舉升式、鏈條傳動(dòng)舉升式、液壓缸舉升式、齒輪齒條舉升式等舉升機(jī)。從舉升機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式分，主要有：電機(jī)驅(qū)動(dòng)式舉升機(jī)和液壓驅(qū)動(dòng)式舉升機(jī)。1.1.2 汽車(chē)舉升機(jī)的主要參數(shù)普通式雙柱舉升機(jī)、龍門(mén)式雙柱舉升機(jī)和四立柱式舉升機(jī)這三種目前市場(chǎng)上主要的汽車(chē)舉升機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)統(tǒng)計(jì)如表1.2所示。表1.2汽車(chē)舉升機(jī)的主要參數(shù) 額定舉升質(zhì)量 最大舉升高度 盤(pán)距地高度 全程上升時(shí)間 全程下降時(shí)間普通式雙柱 2.5-4 T 1700-1800mm 110-180mm 50-70

4、 Sec 20-60 Sec龍門(mén)式雙柱 2.5-4 T 1700-1800mm 110-180mm 50-70 Sec 20-60 Sec四立柱式 2.5-4.5 T 1700-1800mm 110-180mm 50-70 Sec 20-60 Sec1.2 汽車(chē)舉升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)與要求舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式主要有：（1）整體結(jié)構(gòu)形式；（2）舉升方式；（3）驅(qū)動(dòng)方式；（4）平衡方式；（5）保險(xiǎn)與保護(hù)方式；（6）托盤(pán)結(jié)構(gòu)。1.2.1 舉升裝置的要求在我國(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GB5226的有關(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

5、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(méi)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(méi)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(guò)80dB。（6）舉升機(jī)工作環(huán)境溫度

6、為040，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、漏油及其他異常現(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。1.3 普通式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)結(jié)構(gòu)方案的確定通過(guò)對(duì)汽車(chē)舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和了解，確定了本次設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的總體方案。如下圖1.10所示：圖1.10普通式雙柱舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖本次設(shè)計(jì)的是由液壓驅(qū)動(dòng)的QJY04-02B型普通式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)。它的結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)部

7、分：舉升裝置、同步驅(qū)動(dòng)裝置、立柱和托臂。QJY04-02B型普通式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)的舉升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)是由液壓系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)和控制的，由兩邊兩個(gè)立柱里安裝的液壓油缸來(lái)推動(dòng)連接立柱與滑臺(tái)的鏈條，使滑臺(tái)上安裝的大滾輪沿立柱滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)的上下移動(dòng)。用鋼絲繩作為同步裝置來(lái)保持整個(gè)舉升機(jī)的同步性。托臂與立柱內(nèi)的滑臺(tái)相連，當(dāng)滑臺(tái)上下移動(dòng)時(shí)就帶動(dòng)托臂一起移動(dòng)。2 普通式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 舉升裝置本次設(shè)計(jì)的舉升機(jī)的舉升裝置是由液壓系統(tǒng)以及電箱組成的。通過(guò)電箱的開(kāi)關(guān)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)來(lái)控制液壓?jiǎn)卧簤河瓦M(jìn)出液壓缸，并通過(guò)鏈條連接液壓缸和滑臺(tái)來(lái)帶動(dòng)整個(gè)設(shè)備的舉升動(dòng)作，如圖2.1所示：圖2.1驅(qū)動(dòng)舉升裝置示意圖

8、圖2.1是本次設(shè)計(jì)的普通式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)的驅(qū)動(dòng)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(gè)舉升裝置是通過(guò)液壓軟管來(lái)連接的，它的一個(gè)不足的地方就是左右兩個(gè)液壓缸在開(kāi)始舉升時(shí)有一個(gè)時(shí)間差，這會(huì)導(dǎo)致因左右兩邊的舉升速度不一樣而舉升不平衡。因此，我們?cè)谝簤号e升的基礎(chǔ)上增加了鋼絲繩的同步裝置，用這樣的同步裝置來(lái)彌補(bǔ)液壓缸帶來(lái)的缺點(diǎn)。圖2.2是普通式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)的舉升裝置的結(jié)構(gòu)圖：圖2.2普通式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)的舉升裝置結(jié)構(gòu)圖從圖中可以看到，普通式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)的舉升裝置是將鏈條鑲嵌在滑輪槽內(nèi)來(lái)帶動(dòng)液壓桿達(dá)到舉升的目的。2.2 立柱普通式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)的立柱有兩個(gè)，分別是左、右兩邊各一個(gè)立柱

9、。圖2.3是左邊立柱的俯視圖。整個(gè)舉升機(jī)的重量幾乎都是由立柱來(lái)支撐的，因此它必須要有一定的強(qiáng)度和剛度。（強(qiáng)剛度的設(shè)計(jì)計(jì)算在第四章）。立柱中間的空間是用來(lái)放置舉升裝置以及滑臺(tái)部件的。整個(gè)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(xiàn)度和平行度，立柱內(nèi)外表面還要有一定的粗糙度等。圖2.3左立柱的俯視圖2.3 支撐機(jī)構(gòu)托臂部分是屬于舉升機(jī)的支撐機(jī)構(gòu)。當(dāng)汽車(chē)進(jìn)入到舉升機(jī)的范圍里時(shí)，整個(gè)支撐機(jī)構(gòu)就通過(guò)改變搖臂的角度或方向來(lái)改變托臂的整個(gè)工作范圍的寬度。本次設(shè)計(jì)的支撐機(jī)構(gòu)是非對(duì)稱(chēng)式的托臂，這樣設(shè)計(jì)增加了托臂的寬度，實(shí)質(zhì)就等于增加了托臂的工作范圍，而且左右兩側(cè)的托

10、臂的臂長(zhǎng)都是有一定的伸縮性的。如圖2.4所示：圖2.4非對(duì)稱(chēng)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(zhǎng)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(zhǎng)前的工作范圍按照軌跡1來(lái)運(yùn)動(dòng)；托臂伸長(zhǎng)后的工作范圍按照軌跡2來(lái)運(yùn)動(dòng)；而且，圖中的軌跡1和2是托臂的兩個(gè)極限位置，在1和2的范圍內(nèi)，托臂的長(zhǎng)度是可以伸縮的。但是由于托臂屬于支撐機(jī)構(gòu)，它是要承受一定的重量的，所以本次設(shè)計(jì)采用非對(duì)稱(chēng)式的結(jié)構(gòu)就更能保證托臂的強(qiáng)剛度了。非對(duì)稱(chēng)式托臂的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下圖2.5所示：圖2.5非對(duì)稱(chēng)式托臂的結(jié)構(gòu)圖2.4 平衡機(jī)構(gòu)由于舉升機(jī)在上升或下降時(shí)必須要采用強(qiáng)制性的平衡裝置來(lái)確保汽車(chē)整體的水平位置保持一

11、致，所以本次設(shè)計(jì)采用了鋼絲繩來(lái)作為整個(gè)舉升機(jī)的平衡機(jī)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)所采用的是在單個(gè)立柱內(nèi)安裝兩副左右對(duì)稱(chēng)的鋼絲繩，但是在這個(gè)單個(gè)立柱里面的鋼絲繩的走向確是兩個(gè)相反的方向，用戶(hù)可以通過(guò)改變鋼絲繩的張力來(lái)使左右兩邊的滑臺(tái)在抬升的過(guò)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(gè)立柱里的鋼絲繩的走向如圖2.6所示：圖2.6單個(gè)立柱內(nèi)鋼絲繩的走向示意圖2.5 保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)汽車(chē)舉升機(jī)是一種對(duì)安全性能要求特別高的舉升設(shè)備。通常設(shè)有多種保險(xiǎn)裝置和保護(hù)措施：液壓回路的保壓、機(jī)械鎖止保險(xiǎn)裝置、機(jī)械自鎖裝置、舉升過(guò)載保護(hù)、沖頂保護(hù)、防滑等等。機(jī)械自鎖是指失去驅(qū)動(dòng)力后，利用機(jī)械機(jī)構(gòu)的重力（

12、被驅(qū)動(dòng)物體的阻力）來(lái)自動(dòng)阻礙其運(yùn)動(dòng)的保護(hù)10。本次設(shè)計(jì)中電磁鐵安全鎖機(jī)構(gòu)的組成是：在兩個(gè)滑臺(tái)上均有安裝安全卡位條，當(dāng)汽車(chē)升起后，卡位條與電磁鐵連接的支撐板構(gòu)成機(jī)械自鎖機(jī)構(gòu)，由于兩個(gè)立柱上均裝有電磁鐵安全鎖，如圖2.7所示，并且這兩個(gè)安全鎖所裝的位置不在同一直線(xiàn)上而是互相錯(cuò)開(kāi)在對(duì)角線(xiàn)上，起到雙保險(xiǎn)的作用7。圖2.7電磁鐵安全鎖1電磁鐵，2保險(xiǎn)孔板，3保險(xiǎn)孔支撐座作為保險(xiǎn)裝置的電磁鐵安全鎖是由好幾個(gè)零件組成的。其中主要的幾個(gè)零件包括：保險(xiǎn)孔板、保險(xiǎn)孔支撐座和電磁鐵。當(dāng)電磁鐵得電將保險(xiǎn)孔支撐座吸住時(shí)，它和鎖緊板之間沒(méi)有接觸，此時(shí)的舉升機(jī)處于保險(xiǎn)打開(kāi)狀態(tài)，整個(gè)滑臺(tái)可以自由地上下移動(dòng)。當(dāng)電磁鐵失電時(shí)，保

13、險(xiǎn)孔支撐座處于圖示狀態(tài)，此時(shí)的保險(xiǎn)孔支撐座將與滑臺(tái)上的鎖緊板互相頂住，使滑臺(tái)固定在一個(gè)位置而不能上下移動(dòng)，起到保險(xiǎn)的作用。3 普通式雙柱汽車(chē)舉升機(jī)的強(qiáng)剛度分析與驗(yàn)算雙柱式汽車(chē)舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有多種，QJY04-02B型舉升機(jī)系是指液壓驅(qū)動(dòng)的雙柱舉升機(jī)。此類(lèi)舉升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)和控制的，通過(guò)兩立柱內(nèi)安裝的液壓油缸實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)連接立柱與滑臺(tái)的鏈條，使滑臺(tái)上安裝的大滾輪沿立柱滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)的上下移動(dòng)。舉升設(shè)備的主要部分有：舉升機(jī)構(gòu)、支承機(jī)構(gòu)、平衡機(jī)構(gòu)和電磁鐵安全鎖機(jī)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)的舉升機(jī)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(dāng)拉下操縱

14、桿使溢流閥接通，4噸轎車(chē)由最高位置降到最低位置所需時(shí)間不小于50秒；電動(dòng)機(jī)功率2.2 KW；舉升臂在最低位置時(shí)的舉升高度為120mm，最大舉升高度為1850mm，工作行程為1730mm。3.1 普通式雙柱舉升機(jī)立柱的結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算3.1.1 主立柱的截面特性分析與計(jì)算5主立柱體是舉升機(jī)主要的受力承重部件。舉升機(jī)立柱在工作時(shí)受來(lái)自于保險(xiǎn)鎖機(jī)構(gòu)處因承重的壓力和升降滑臺(tái)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(shì)，底部焊口在拉壓應(yīng)力的作用下有開(kāi)裂的傾向，故立柱底部與底座處焊有加強(qiáng)筋。立柱殼體用鋼板整體壓制成形，其內(nèi)部相應(yīng)位置焊有保險(xiǎn)裝置支承板，用于鎖定狀態(tài)時(shí)受力和承重，下

15、部與底座焊接。其中一個(gè)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(duì)其截面特征進(jìn)行分析，主要是確定立柱截面形心的位置和截面的慣性矩。3.1.1.1 確定立柱截面形心和中性軸的位置將整個(gè)截面分為A1、A2、A3三個(gè)部分，取與截面底邊互相重合的Z軸為參考軸（見(jiàn)圖4.1舉升機(jī)主立柱橫截面示意圖），Z1、Z2、Z3分別為三個(gè)組合截面的中性軸，則三個(gè)截面的面積及其形心至Z軸的距離分別為： 圖4.1舉升機(jī)主立柱橫截面示意圖 重心C到相應(yīng)邊的距離e：19 (4.1)整個(gè)截面形心C在對(duì)稱(chēng)軸Y上的位置則為：(4.2)3.1.1.2 確定慣性矩設(shè)三截面的形心分別為C1、C2、C3，其形心軸為Z

16、1、Z2、Z3（圖4.1），它們距Z軸的距離分別為：由平行移軸公式，三截面對(duì)中性軸Z的慣性矩分別為： (4.3) 、為三截面對(duì)各自心軸Z1、Z2、Z3的慣性矩，將三截面對(duì)中性軸Z的慣性矩相加，可得立柱整個(gè)截面對(duì)中性軸Z的慣性矩： 3.1.1.3 立柱靜矩S的計(jì)算：（1）立柱整個(gè)截面上半部分的靜矩S1： (4.4) 其中、分別為三截面各自的靜矩，所以立柱整個(gè)截面上半部分的靜矩S為： （2）立柱整個(gè)截面下半部分的靜矩S2： 3.1.2 主立柱的強(qiáng)度分析與驗(yàn)算舉升機(jī)工作時(shí)，其托臂將汽車(chē)舉升至一定高度后鎖定，舉升機(jī)直接承載處位于托臂端部，故應(yīng)先對(duì)滑臺(tái)部件進(jìn)行受力分析（見(jiàn)圖4.2滑臺(tái)部件受力情況示意圖）

17、：在分析之前，對(duì)滑臺(tái)部件進(jìn)行了調(diào)查。其中本次設(shè)計(jì)的滑臺(tái)部件的組成之一是大滑輪，滑輪的種類(lèi)形狀有很多，有“兩個(gè)大圓柱滾輪型”、“四個(gè)頂角處是采用四個(gè)小滾輪型”、還有最原始的“四個(gè)角用四個(gè)橡膠滑塊”或是“用兩個(gè)滑塊代替兩個(gè)大圓柱滾輪”，但是用的較多的是“采用兩個(gè)大圓柱滾輪”的形式，如果采用其他類(lèi)型的滾輪例如用滑塊來(lái)代替滾輪，那么整個(gè)滑臺(tái)就不容易鎖定，容易滑動(dòng)；除此之外就是同步性的問(wèn)題也不容易解決。圖4.2滑臺(tái)部件受力情況示意圖3.1.2.1 滑臺(tái)部件受力情況分析滑臺(tái)部件自身重量近似估算如下：滑臺(tái)組合件尺寸：采用160×160方鋼，壁厚8 mm，高800mm滑臺(tái)體積： 搖臂座尺寸：采用10

18、0×100方鋼，壁厚8 mm，長(zhǎng)440mm搖臂座體積： 托臂近似尺寸：采用100×100方鋼，壁厚8 mm，長(zhǎng)（800310）1110mm托臂體積：鋼材比重選?。核?，滑臺(tái)部件、搖臂座和托臂的重量為將滑臺(tái)、搖臂座和托臂一起考慮圖4.2中，單側(cè)托臂受到的最大載荷為2噸，加上自重，托臂端部受力為2066.37kg,F1和F2是立柱通過(guò)滾輪給予的反力，F(xiàn)BX和FBY為保險(xiǎn)支承板給予的支承力，B處為支承點(diǎn)，假定自重全部集中在負(fù)載處，有： (4.5) (4.6) (4.7) 由式4.7得，代入式4.6 假定 則由式4.5得：綜上所述，考慮滑臺(tái)部件中滑臺(tái)、搖臂座和托臂的總自重，假定自重

19、全部集中在負(fù)載處，近似估算值為66.37kg。單側(cè)托臂受到的最大載荷為2000kg，加上滑臺(tái)部件的自重，托臂端部受力大小為2066.37kg，F(xiàn)1和F2是立柱通過(guò)滾輪給予的反力，F(xiàn)1=F2，F(xiàn)BX和FBY為保險(xiǎn)支承板給予的支承力，B處是支承點(diǎn)位置，則：。3.1.2.2 舉升機(jī)主立柱受力情況分析主立柱受力情況（見(jiàn)圖4.3普通式雙柱舉升機(jī)主立柱受力情況示意圖），F(xiàn)1和F2是滑臺(tái)通過(guò)滾輪作用在立柱上的力（圖示為最高位置），F(xiàn)BX和FBY為滑臺(tái)作用在立柱上的支承力（壓力），RHX、RHY和MH為底部支座反力。針對(duì)立柱受力情況，經(jīng)計(jì)算得：圖4.3普通式雙柱舉升機(jī)主立柱受力情況示意圖RHX=0 RHY=F

20、BY=2066.37kg 3.1.2.3 普通式雙柱舉升機(jī)主立柱強(qiáng)度校核計(jì)算從圖4.3看出，整個(gè)立柱體相當(dāng)于一個(gè)懸臂梁，可畫(huà)出立柱的彎矩圖和剪力圖。由F1引起的彎矩圖和剪力圖見(jiàn)圖4.4：圖4.4立柱上F1作用力及其彎矩圖和剪力圖l=2600mm b=2415mm a=185mm 由F2引起的彎矩圖和剪力圖見(jiàn)圖4.5：圖4.5 立柱上F2作用力及其彎矩圖和剪力圖l=2600mm b=1890mm a=710mm 由FBY產(chǎn)生的M引起的彎矩圖見(jiàn)圖4.6：圖4.6立柱上M作用力及其彎矩圖 綜上所述，立柱受力的合成彎矩圖和合成剪力圖如圖4.7所示。圖4.7立柱受力的合成彎矩圖和合成剪力圖從圖中可以得出

21、 在截面C處，剪力最大（QC=5234.804kg），彎矩最大（MC=.1kg）,所以此處是危險(xiǎn)截面。前面計(jì)算已經(jīng)得到，抗彎截面模數(shù)為： (4.8)截面上半部分靜矩S171.24cm3， (4.9)以下進(jìn)行強(qiáng)度校核：（1）校核正應(yīng)力強(qiáng)度： (4.10)許用應(yīng)力選： (4.11)，滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。（2）校核剪應(yīng)力強(qiáng)度：(4.12)選，而許用應(yīng)力(4.13)，滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。（3）折算應(yīng)力強(qiáng)度校核：主立柱橫截面上的最大正應(yīng)力產(chǎn)生在離中性軸最遠(yuǎn)的邊緣處，而最大剪應(yīng)力則產(chǎn)生在中性軸上，雖然通過(guò)上面的校核說(shuō)明在這兩處的強(qiáng)度都是滿(mǎn)足要求的，但是因?yàn)樵诮孛鍯處，M和Q都具有最大值，正應(yīng)力和剪應(yīng)力都比較大，因此這

22、里的主應(yīng)力就比較大，有必要根據(jù)適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度理論進(jìn)行折算應(yīng)力校核，取該截面邊緣處某點(diǎn)K進(jìn)行計(jì)算：(4.14)(4.15) 由于點(diǎn)K處在復(fù)雜應(yīng)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(qiáng)度理論20，將 的數(shù)值代入，用統(tǒng)計(jì)平均剪應(yīng)力理論對(duì)此應(yīng)力狀態(tài)建立的強(qiáng)度條件為： (4.16)所以 即 (4.17)按第四強(qiáng)度理論所算得的折算應(yīng)力也滿(mǎn)足許用強(qiáng)度要求。3.1.3 主立柱的剛度計(jì)算 用迭加法：（1） 由F2引起的繞度：（往外彎）用式 (4.18)E：彈性模量的選擇： 碳鋼?。?96206Gpa取201Gpa=20.1×106N/cm2= = (4.19)（2） （往內(nèi)彎）由F1引起的

23、繞度： （3）由M引起的繞度： (4.20)（往外彎）此植可忽略不計(jì)。實(shí)際往內(nèi)彎的繞度 3.2 托臂部分的強(qiáng)度校核3.2.1 托臂部分截面特性托臂部分截面屬于變截面，以下先計(jì)算截面特性數(shù)據(jù)：（1）小臂截面尺寸：70×70方鋼，壁厚8mm，a=70,b=54慣性矩： (4.21) (4.22)靜矩計(jì)算：（2）大臂截面尺寸：92×92方鋼，壁厚8mm，a=92,b=76慣性矩： 3.2.2 托臂部分強(qiáng)度核算圖示為左后托臂部件圖：圖4.9左后托臂部件圖圖中的A、B、C、D分別對(duì)應(yīng)著托臂示意圖中的A、B、C、D四個(gè)截面：下圖是托臂示意圖：圖4.10托臂示意圖按照A,B,C,D幾個(gè)典

24、型截面進(jìn)行分析，各個(gè)截面的截面圖如下： (a) A-A截面 (b) B-B截面（同D-D截面） (c) C-C截面圖4.10典型截面示意圖（1）A截面：慣性矩：I=129.225cm4 ；Wx=36.92cm3 保險(xiǎn)系數(shù)較小可滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。（2）B截面：92*92方鋼A1=80×15=1200mm2 yA1=92+15/2=99.5mm A2=92×92-76×76=8464-5776=2688mm2 yA2=92/2=46mm YC=(1200×99.5+2688×46)/(1200+2688)=/3888=62.51mm IA1=80

25、15;153/2+(99.5-62.51)2×1200=.12mm4 IA2=(924-764)/12+(62.51-46)2×2688=392.46cm4 所以cm4W=89.41cm3 保險(xiǎn)系數(shù)較小可滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。（3）C截面：A1=12cm2yA1=92+15/2+60=15.95cm A2=26.88cm2yA2=4.6cm A3=60×10=6cm2 yA3=92+60/2=12.2cm yC=(12×15.95+26.88×4.6+6×12.2)/(12+26.88+6)=8.56cm IA1=50×153/2+

26、(15.95-8.56)2×12=641.73cm4 IA2=(924-764)/12+(8.56-4.6)2×16.88=759.875cm4 IA3=1*63/12+(12.2-8.56)2×6=183.615cm4 所以IA總=IA1+IA2+IA3=1585.22cm4 W=I總/8.65=1585.22/8.65=183.26cm3 MC=2066.37×94=.78kgcm 滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。（4）D截面：慣性矩：I=318.976cm4 ； W=69.342cm3MD=2066.37×53=.61kgcm ,保險(xiǎn)系數(shù)較小可滿(mǎn)足強(qiáng)度要求

27、。3.2.3 從托臂處考慮撓度情況托臂亦相當(dāng)于一個(gè)懸臂梁，端部受力P2066.37kg，托臂部件由大臂和小臂組成，將從大臂和小臂處分別考慮：小臂端部處撓度： （4.23）大臂端部處撓度：經(jīng)受力分析，大臂端部受一個(gè)力P2066.37kg和一個(gè)彎矩 M2066.37×70.9kgcm； （4.24）因載荷引起的撓度為：因托臂的大小臂之間有1mm間隙，由此產(chǎn)生撓度： 主立柱的彎曲繞度使滑臺(tái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，滑臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)又使托臂有一定的下沉量，經(jīng)計(jì)算，。 故托臂端部總下沉量為：在舉升機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，此值滿(mǎn)足距立柱最遠(yuǎn)點(diǎn)的托臂支承面下沉量要求。4 液壓系統(tǒng)4.1 液壓系統(tǒng)工作原理啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)按鈕后電機(jī)起動(dòng)并

28、帶動(dòng)油泵從油箱中吸入壓力油送到舉升缸中使活塞桿移動(dòng)，此時(shí)安全溢流閥關(guān)閉。此閥的壓力在出廠(chǎng)前已經(jīng)調(diào)好，以保證起重的額定載荷的要求。當(dāng)系統(tǒng)中壓力超過(guò)極限時(shí)，自動(dòng)溢流卸油閥松開(kāi)，起動(dòng)按鈕停止供油，提升結(jié)束，開(kāi)始作業(yè)工作。如果拉動(dòng)滑臺(tái)上兩個(gè)機(jī)械安全鎖后再按手動(dòng)式下降閥便開(kāi)始卸油下降，其工作原理圖見(jiàn)圖5.1：圖5.1液壓系統(tǒng)工作原理圖1-齒輪泵，2-電動(dòng)機(jī)，3-濾油器，4-單向閥，5-溢流閥，6-手動(dòng)式下降閥， 7-伺服限流閥，8-軟管，9-防油管爆裂閥，10-舉升缸，11-液位計(jì)，12-空氣濾清4.2 液壓缸活塞桿受壓校核4.2.1 液壓缸活塞桿強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)活塞桿只受壓力的工作情況，強(qiáng)度驗(yàn)算公式為：d

29、35.7（F/）1/2mm (5.1) 式中：F載荷力KN。 這里 F=1/2G=(4000/2)×g=2000Kgf=19.62KN (5.2)活塞桿材料應(yīng)用應(yīng)力MPa=s/n (5.3)其中：s材料屈服極限，n=安全系數(shù)。取s =315MPa，n=3，=105MPa。則 d35.7（19.62/105）1/2 =15.432 mm 實(shí)際采用之活塞桿直徑d=38mm15.432mm，所以符合受壓強(qiáng)度要求。4.2.2 液壓缸活塞桿受壓穩(wěn)定性校核液壓缸壓桿安裝形式如下圖示：圖5.2液壓缸壓桿安裝圖已知：缸體長(zhǎng)度 L=1078mm工作行程 l=914mm活塞桿直徑 d=38mm計(jì)算長(zhǎng)度

30、l=L+l=1992mm活塞桿截面積 A=（/4）×d2活塞桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J=（/64）×d4活塞桿回轉(zhuǎn)半徑 K=（J/A）1/2=d/4柔性系數(shù) m=85末端條件系數(shù) n=2則 l/K=4×l/d=4×1992/38=209.684 m×n1/2=85×21/2=120.21 由于 l/K m×n1/2，則可按下列公式計(jì)算臨界載荷PK=2nEJ/L2(5.4)式中：E材料彈性模量，取E=2.1×105 MPa，Jmm4，lmm則：PK=3.14162×2×2.1×1011×（3.1416/64）×0.0384/19922=.616N取安全系數(shù)nK=3, 臨界穩(wěn)定載荷PK/ nK=.616/3=35641.539N 實(shí)際工作載荷F=1/2G=2000Kgf=19620N F=1/2G=2000Kgf=19620NPK/ nK，所以滿(mǎn)足壓桿穩(wěn)定條件。5 結(jié)論本文首先對(duì)所有的汽車(chē)舉升機(jī)的情況進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述，并介紹了各類(lèi)汽車(chē)舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)汽車(chē)舉升機(jī)有了初步了認(rèn)識(shí)。然后再根據(jù)各類(lèi)汽車(chē)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)的各種結(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(chē)舉升機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方面的設(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