輪胎舉升機(jī)設(shè)計

輪胎舉升機(jī)設(shè)計摘要本次輪胎舉升機(jī)所設(shè)計采用的結(jié)構(gòu)形式，全部使用了雙鉸接剪叉式升降臺設(shè)計，是指在使用了原有結(jié)構(gòu)的剪叉式輪胎升降臺形式的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，融合了當(dāng)代設(shè)備的總體靈敏性、行駛安全性、實(shí)用性等一系列性能指標(biāo)；結(jié)構(gòu)以能完全適應(yīng)人們對現(xiàn)代車輛靈活性需求的較高級的車輛維護(hù)技能需要為基本前提，通過選擇各種型號和響應(yīng)達(dá)到滿足汽車維修性能需要。針對雙鉸接剪叉式升降臺零部件的安裝位置技術(shù)參數(shù)的確定，再加上跟驅(qū)動力參數(shù)的對比分析，根據(jù)工程實(shí)際情況，對整個機(jī)構(gòu)中內(nèi)部的兩個液壓缸安裝具體位置進(jìn)行仔細(xì)研究，并按照規(guī)定對液壓變速裝置的組成部分進(jìn)行了綜合分析，最后確定液壓控制部件，對作用在液壓缸，定臺板與叉桿各個方向的力所受到的受力情況進(jìn)行綜合分析，最后完成了輪胎舉升機(jī)升降臺的制造。關(guān)鍵詞：升降臺，剪叉式，液壓，雙鉸接第一章緒論輪胎舉升機(jī)是在汽車維修保養(yǎng)過程中不可或缺的設(shè)備，舉升機(jī)的主要用途就是為汽車底盤系統(tǒng)，動力系統(tǒng)等進(jìn)行維修和保養(yǎng)提供方便，舉升機(jī)的使用有著很長的一段歷史，經(jīng)過不斷的發(fā)展變化，現(xiàn)代舉升機(jī)類型繁多，本章節(jié)從舉升機(jī)的起源，發(fā)展過程和制造進(jìn)行簡要論述。1.1舉升機(jī)的發(fā)展簡史從踏出了可以升起汽車的一步，舉升機(jī)的種類也就變得越來越多了起來，依據(jù)用途，可以大致分為四輪定位式和平板式等等。本次輪胎舉升機(jī)設(shè)計屬于平板剪式舉升機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用簡便，且占用建筑面積較小，受到大眾的一致好評。是未來舉升機(jī)發(fā)展的一個非常好的方向，但剪式舉升機(jī)整體的設(shè)計將更加精致，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對設(shè)計制造要求嚴(yán)格，維修成本較高。雙柱式舉升機(jī)安裝很方便，使用條件沒有很大限制，處于舉升狀態(tài)時噪聲小，升降平穩(wěn)等，還可調(diào)整不同車輛的支撐部位。四柱式舉升機(jī)適合于所有型號，但支撐裝置占地面積過大，給維修人員帶來諸多不便。1.2汽車舉升機(jī)的設(shè)計特點(diǎn)（1） 當(dāng)臺板降到最低時，舉升機(jī)應(yīng)該更靠近地面，因?yàn)槿鄙倭肆⒅瑸榱吮苊鈱Φ乇淼钠茐?，增加不必要的投資費(fèi)用，就需要降低臺板和橫梁的高度。（2） 具備四柱式舉升機(jī)的絕大部分的優(yōu)點(diǎn)，占地面積更小。在進(jìn)行其他維修保養(yǎng)工作的同時可以配合四輪定位儀進(jìn)行四輪定位的工作（3） 在維修時方便維修人員進(jìn)入車身底部和車輛外部進(jìn)行維修工作。1.3汽車舉升機(jī)的安全保障方案汽車舉升機(jī)不要安裝在周圍環(huán)境較為潮濕的地區(qū)，也不能安裝在周圍氣溫太高或者氣溫太低的地區(qū)，要有合適的安裝地點(diǎn)，而且為了增加汽車舉升機(jī)的安全系數(shù)，汽車舉升機(jī)也需要增加一定的被動安全保護(hù)裝置，所以需要在汽車舉升機(jī)中添加機(jī)械制動器，這樣可以有效地防止汽車處于舉升狀態(tài)時意外墜落的情況發(fā)生。這種制動裝置也只能在正常運(yùn)行的狀況下才能提高對汽車舉升機(jī)使用的穩(wěn)定性。為避免維修人員失誤操作，所有的啟動電路和控制電路都要配備雙重安全保險，啟動電路部分要配備漏電保護(hù)開關(guān)，控制電路部分要配備失效保護(hù)裝置。為了避免撞擊維修操作人員，各個運(yùn)動部件之間都要有防護(hù)裝置。另一方面，維修人員要嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，把危險系數(shù)降到最低。

第2章剪叉式升降臺受力分析的討論2.1雙絞接剪叉式結(jié)構(gòu)升降平臺的各個位置參數(shù)的分析由圖2-1可知圖2-1圖2-1位置參數(shù)示意圖(1)（2）CLsin€ CL(1-cos2€)1/2(1)（2）H, , l l(T2+C2—12)2tC上式中：H 在任意水平位置時升降平臺的最大高度；C——在任何一個位置時鉸接點(diǎn)F點(diǎn)到液壓鉸接點(diǎn)G點(diǎn)的垂直距離；L——支撐桿的長度；l――是支撐桿從恒定的鉸支點(diǎn)A點(diǎn)直到鉸接點(diǎn)處F處兩點(diǎn)之間的垂直距離;T——機(jī)架長度（A到G點(diǎn)的距離）；€——活塞桿與水平線的夾角。以下相同。將（2）式代入（1）式，并整理得

HL Ta+C2—/2—=一HL Ta+C2—/2—=一[l—( )2]l/2。Cl 2TC(3)設(shè)X=C/C,?=H/H，代入(3)式得0 0T2+(XC)2—12 7-0 )2]2TXC01/2o(4)在(4)式中,H——升降平臺的初始高度;0C——液壓缸初始長度。0雙軸鉸接剪叉垂直升降式升降平臺機(jī)構(gòu)的運(yùn)動狀態(tài)參數(shù)及計算結(jié)果:圖2-2運(yùn)動參數(shù)示意圖從圖中可以看出，所給出的V是F點(diǎn)達(dá)到絕對速度的標(biāo)注符號；所標(biāo)注V是F BB點(diǎn)達(dá)到絕對速度的標(biāo)注符號；圖中給出的…是AB兩個端點(diǎn)之間支撐桿的相對1而言的彎曲速度；其中V是液壓缸活塞作往復(fù)直線運(yùn)動的平均相對速度；V是升降平臺處于運(yùn)1 2行狀態(tài)的情況下的升降速度。從圖2-3可以得到:

=€l,F1=Vsin（以+,）=€lsin（以+,）,1F 1（5-1）（5-2（5-1）（5-2） 1

lsin（以+,）a VLcos以=Vcos以=—i B lsin（a+,）Lcos以—2 lsin（以+,）在（5-2）式中,V——液壓缸活塞的平均相對活塞運(yùn)動速度;1V――升降平臺升降速度；2以——支撐桿與水平線的夾角。以下相同。2.2主要針對雙絞接剪叉式升降平臺機(jī)構(gòu)的動力參數(shù)分析圖2-3圖2-3動力參數(shù)示意圖圖中，P是指一個油缸由另外一個升降液壓缸作用而傳遞于另外兩個油缸活塞桿上時受到的平衡力或推力，Q同樣也是另一個油缸升降平臺上時可能需要所承受到的重力載荷。通過分析各受力機(jī)構(gòu)之間的受力分析計算情況并對系統(tǒng)計算過程分析后得出：cQ rLcosx cos€f Lcosx-b+fbtarnb陣M +肝加/以+（ ^―）（ = -—）］（6）lsin€+P）2 2 2 cosx-fsina cos€式子中P――液壓推力缸作用來自于活塞桿產(chǎn)生的推力；Q――指升降平臺自身所應(yīng)承受的最大重量負(fù)荷；f——滾動摩擦系數(shù)；B 載荷在上Q點(diǎn)的垂直作用線到上平面左鉸支點(diǎn)M點(diǎn)間的水平位置距離。因?yàn)闈L動輪軸承與導(dǎo)向槽面板之間通常是滾動摩擦，而且還是雙向的。并且摩擦系數(shù)相對小（f=0.01）,為便于簡單計算，由下面式子簡單計算為：P-Lcos€。 （7）Qlsin（以+P）2.3剪叉式升降平臺機(jī)構(gòu)的設(shè)計制作時所應(yīng)重點(diǎn)注意到的有關(guān)問題根據(jù)上式內(nèi)第（5）和第（7）的關(guān)系可以得出：當(dāng)以、P角度增加時，V/V2 1值也相應(yīng)減少；當(dāng)以、P角度減少時，P/Q值也相應(yīng)增加。在確定整體的值后相應(yīng)地降低；當(dāng)以、P角度減少時，P/Q值也相應(yīng)增加，當(dāng)液壓缸活塞處于往復(fù)直線運(yùn)動速度不改變的條件下，此時升降平臺的升降行程幅度也開始隨之減?。幌喾辞闆r之下，又會引起液壓缸承受壓力增加。所以在工件設(shè)計中，要結(jié)合實(shí)際情況謹(jǐn)慎思考升降平臺的升降行程和液壓缸承載力之間這兩個方面的重要因素。在符合了升降平臺的升降行程與整個結(jié)構(gòu)長度尺寸的要求下，選擇更大的以、P角度。在整體的結(jié)構(gòu)當(dāng)中AB支撐桿屬于主要的受力桿部件，承受著比較大的彎矩,因此要重點(diǎn)考慮支撐桿在剛度方面的情況。第三章液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算3.1明確設(shè)計要求制定基本方案：1） 主要是針對主機(jī)的一些生產(chǎn)概況：開始時候的目的是應(yīng)用于小型重型機(jī)械結(jié)構(gòu)裝置的舉升，而且維修時比較方便，生產(chǎn)用地面積較小，可以在室外進(jìn)行，生產(chǎn)總體布局較簡單；2） 主要是應(yīng)用于舉升和下落重物的上下的移動，速度緩慢，液壓的沖擊力比較小；3） 最大承受的重量為兩噸，依靠單液壓油缸操控的連接復(fù)合叉桿結(jié)構(gòu)完成上升和下降的操作。最高起升高度大致相當(dāng)于一個人的高度；4） 運(yùn)動平穩(wěn)性好；5） 人工控制與操縱，按鈕啟動控制起落；6） 工作條件要求：不得在多石子地、木質(zhì)地板的地面等地面狀況不牢固的地方進(jìn)行操作，不能在有一定的坡度或者地面有坑洼的地方作業(yè)，不能在過于陰冷潮濕的室外環(huán)境作業(yè)；7） 性能安全可靠，成本低，易于移動，且無任何附件功能或特殊功能；3.2制定液壓系統(tǒng)的基本方案3.2.1確定液壓執(zhí)行元件的形式具體的分類依據(jù)及適用場合見下表3-1:表3-1各執(zhí)行元件的特點(diǎn)名 稱特 點(diǎn)適用場合雙活塞桿液壓缸雙向?qū)ΨQ雙作用往復(fù)運(yùn)動單活塞桿液壓缸工作面積較大、雙向不對稱往返不對稱的直線運(yùn)動，差動連接可以實(shí)現(xiàn)快進(jìn)，當(dāng)A1=2A2時往返速度相等柱塞缸結(jié)構(gòu)簡單單向工作，靠重力或其他外力返回擺動缸單葉片式轉(zhuǎn)角角度小于360度雙葉片式轉(zhuǎn)角角度小于180度小于360度的擺動小于180度的擺動齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜高轉(zhuǎn)速低扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動葉片泵體積小，轉(zhuǎn)動慣量小轉(zhuǎn)速咼，扭矩較低，動作靈敏的回轉(zhuǎn)運(yùn)動擺線齒輪泵體積小，輸出扭矩大低速，功率較小，大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動軸向柱塞泵運(yùn)動相對平穩(wěn)、扭矩較大、轉(zhuǎn)速范圍覆蓋面較寬大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動徑向柱塞泵轉(zhuǎn)速較低，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，輸出大扭矩低速大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動3.2.2確定液壓缸的類型比較常用的液壓缸的種類可分成為柱塞型，活塞式和擺動型液壓缸三個類別本次采用的液壓缸主要的產(chǎn)品系列形式是：往復(fù)直線運(yùn)動的單活塞桿雙功能緩沖式液壓缸，運(yùn)動性能的主要特征為：活塞在液壓缸內(nèi)的運(yùn)動為往復(fù)直線運(yùn)動和雙向連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動，這種運(yùn)動形式能產(chǎn)生一定量的徑向斜推，牽引力。當(dāng)活塞行程結(jié)束或終止了時能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)的減速運(yùn)動和間歇制動，減速幅值基本保持恒定。3.2.3確定液壓缸的安裝方式液壓缸的安裝方式對液壓缸的性能起著至關(guān)重要的作用，安裝的方式大致有:法蘭式，底座式，耳環(huán)型。本次使用的是耳環(huán)式的安裝方法，它采用了把液壓缸上的耳墜子和機(jī)械上的耳墜子用銷軸連系在一起，耳墜子只能在液壓缸的端部或是尾部，和一般的液壓缸的安裝方法最大的區(qū)別就是，由耳墜子的銷軸為支點(diǎn)和搖擺中心，液壓缸就能夠在其銷軸線的的垂直平面內(nèi)自由搖擺，并進(jìn)行反復(fù)直線運(yùn)動。這種安裝方式具有安裝使用方便，便于加工的特點(diǎn)。3.2.4缸蓋聯(lián)接的類型缸體與缸蓋之間連接采用的形式主要有七種，分別是：缸蓋與缸體之前采用法蘭形連接，內(nèi)螺紋連接，外螺紋連接，外半環(huán)連接、內(nèi)半環(huán)連接、水平拉桿連接以及焊接等等。本次設(shè)計使用了法蘭形聯(lián)接。3.2.5液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件處于運(yùn)動狀態(tài)時的控制回路在液壓傳動控制系統(tǒng)中，用一臺液壓缸或是液壓泵給兩個或以上液壓執(zhí)行元件供給壓力油，再根據(jù)不同液壓元件間的運(yùn)動聯(lián)系而加以控制，實(shí)現(xiàn)既定功能的電路。又稱執(zhí)行部件運(yùn)動控制回路。這種特殊設(shè)計的液壓控制系統(tǒng)的動力特性為:起升設(shè)備的壓力大，運(yùn)行平穩(wěn)，能保持高度的自鎖。3.2.6液壓源系統(tǒng)液壓源系統(tǒng)一般是由五部分組成：分別為電動式增壓泵，充油泵，控制液壓油流量的微調(diào)閥門，液壓回路的回檢閥門，控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：電動造壓，可以降低使用時的疲勞強(qiáng)度，省力并且節(jié)約時間，升壓時系統(tǒng)壓力比較穩(wěn)定，噪聲少，沒有振動，微壓的壓力范圍覆蓋比較廣泛，精準(zhǔn)度比較高，還具備儲存壓力和自動補(bǔ)充液壓系統(tǒng)壓力的功能，為了防止系統(tǒng)的壓力過高還具備過壓保護(hù)的一些功能，可以按照實(shí)際的應(yīng)用狀況定制。3.3確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)液壓傳動系統(tǒng)的的三種最基本的技術(shù)參數(shù)：壓力，流速以及功率。在設(shè)計液壓控制系統(tǒng)時以這三點(diǎn)為主要基礎(chǔ)。外部負(fù)荷由壓力確定，而液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)部件的運(yùn)動速率和構(gòu)造尺寸則確定了外部流量的多少。3.3.1載荷的組成與計算：液壓缸與地面之間所產(chǎn)生的。角度達(dá)到最小，這時系統(tǒng)的總壓力達(dá)到最大。這時候的軸距為2.4m,支撐桿長度設(shè)定為2.1m/根。當(dāng)液壓缸降至最低點(diǎn)位置的時候，設(shè)a=aa=5，由上述公式計算得到€=tan-i[#^tan以]得€=9.9。。00 l一a 0

圖3-2圖3-2機(jī)構(gòu)各參數(shù)a是一個不確定的值，但a值的多少應(yīng)該在l/2以內(nèi)，可以最終設(shè)定a=1/4。根據(jù)液壓缸內(nèi)的活塞運(yùn)動狀態(tài)，活塞液壓缸內(nèi)保持上升狀態(tài)的時候推動力和臺面所承受的壓力便得到關(guān)系式P=——c21以——w求出P=13.3W。如果設(shè)asin（,+以）+1sin（,一以）a=l/3的話，則可以知道P=11.6W。根據(jù)將二者比較，a=l/3時，則液壓缸活塞的最大的推動力P要比a=l/4的時候小。也就是說在a取值一定的情況下，a與P的比值是恰好構(gòu)成反比關(guān)系。因?yàn)橐乐广q接點(diǎn)A和鉸接點(diǎn)B過于靠近，不然將會導(dǎo)致在兩個鉸接點(diǎn)處形成內(nèi)部應(yīng)力過度集中，這樣就會影響到疲勞強(qiáng)度。故6cos以選a=l/3比較適合。將a=l/36cos以P= W，tan,=2tanasin(0+a)+3sin(0-a)當(dāng)支撐桿與地面所形成的角度a=5。時，升降平臺下降到最低點(diǎn)，此時液壓0缸所承受的載荷重量P為最大的載荷重量，P=11.6W=11.6x9800T13680N。載荷重量是選取液壓缸型號的一項(xiàng)重要依據(jù)。圖3-3液壓缸圖3-3所示為液壓系統(tǒng)簡圖，液壓缸作為執(zhí)行元件。F是施加在活塞桿上的外部載荷，作用在活塞桿上的作用力包含了工作載荷F，導(dǎo)軌所產(chǎn)生的摩擦力gF以及依照運(yùn)行速度的變化而產(chǎn)生的慣性力F。F是密封的時候所形成的摩擦f am阻力。工作載荷Fg常見的工作載荷主要是指那些作用于液壓缸活塞桿上主軸的壓力、切削力、所受到的擠壓力等，而作用在這些部件上面的力在部件受力后，力的運(yùn)動方向與液壓缸活塞的運(yùn)動方向一致的時候就是負(fù)的，方向相反的情況下則為正值。由于在處于工作運(yùn)行狀態(tài)過程中的時候工作負(fù)荷總量是比較大的，于是也就不再考慮活塞運(yùn)動時的自重，工作載荷F就是指切削力和擠壓力共同作用在一起所產(chǎn)生的g合力，在圖3中，F(xiàn)=P。由于原先設(shè)計的舉升機(jī)設(shè)備是按兩噸來計算出其在實(shí)際g工作中最大的載荷量，故將每個液壓缸的壓力數(shù)值取F=P=113680N。F g導(dǎo)軌摩擦載荷Ff活塞導(dǎo)軌的作用主要是為了穩(wěn)定運(yùn)動時的方位，所以摩擦載荷可以忽略，此時F=0。(3)慣性載荷Fa日 AvF=ma，a=-。aAt Av 速度變化量m/sAt——起動或制動時間，s。普通機(jī)械=0.1?0.5s,對輕負(fù)荷低速運(yùn)動部件取最小值，對高負(fù)荷高速運(yùn)動部件取最大值。而行走機(jī)械一般取=0.5?1.5s加速度m/s2

先初步確定速度的改變量割=0.16m/s,€t=0.6s,則a=竺=016=0.27m/s2,€t 0.6F=ma=2t/2x0.27=270Na上述三個負(fù)荷之和為液壓缸的外負(fù)荷F,F=F+F+F=113680+0+270=113950N。wgfa起動以及加速的時候F=F+F+F，平穩(wěn)運(yùn)動的時候F=F+F，減wgfa wgf速制動的時候F=F+F-F。wgfa工作載荷F并不是在每個階段都存在的，若某階段不能工作，則F=0。但在gg運(yùn)算和校核資料時，仍可根據(jù)最大值選取。除了外部載荷F的作用以外，作用在液壓缸活塞上的載荷F還涵蓋了液壓缸w密封件與缸體之間所產(chǎn)生的摩擦阻力F，因?yàn)椴煌愋偷囊簤焊酌芊饪诘拿芊庋bm置以及材質(zhì)都不一樣。密封時所采取的方法也有著很大的區(qū)別，所以密封時所產(chǎn)生的阻力的具體值也就無法計算，通常估算為F=（1-…）P式中…一液壓缸m m m所能夠產(chǎn)生的機(jī)械效能，通常取 0.90-0.95，在此取0.95，1135900.95=1135900.95=119568N332初選系統(tǒng)壓力按下表3-2初步選取15Mpa。表3-2各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力機(jī)械類型機(jī) 床農(nóng)業(yè)機(jī)械、小型工程機(jī)械、建筑機(jī)械液壓機(jī)、大中型挖掘機(jī)、重型機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床工作壓力MPa0.8?0.23?52?88?1010?1820?323.3.3計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸⑴液壓缸的相關(guān)參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸液壓缸有關(guān)的設(shè)計參數(shù)見圖3-4所示:圖3-4液壓缸設(shè)計參數(shù)圖a活塞桿受壓，圖b活塞桿受拉?；钊麠U受壓時FF=^=pA,pA€ 11 22m活塞桿受拉時FF=-w=pA-pA式中€ 12 21mA=-D2――無桿腔活塞有效工作面積m21 4丸A=—(D2-d2) 有桿腔活塞有效工作面積m224p——液壓缸工作腔壓力Pa1p――液壓缸回油腔壓強(qiáng)為Pa，此值根據(jù)回路的實(shí)際情況而定，一般可以2按照下表3-3估算D——活塞直徑md——活塞桿直徑m

表3-3執(zhí)行元件背壓力表系統(tǒng)類型背壓力MPa簡單的系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)0.2?0.5回油帶調(diào)速閥的系統(tǒng)0.4?0.6回油路部分設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng)0.5?1.5用補(bǔ)油泵的閉式回路0.8?1.5回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械1.2?3回油路比較短，可直接回油可忽略不計在這里我們?nèi)”硥毫χ祊=0.2MPa2因?yàn)楸敬卧O(shè)計當(dāng)中液壓缸不具備被拉的條件，所以只考慮了液壓缸受壓。通常液壓缸在受壓情況下的時候，活塞的面積為：A=F+p2A11p1要知道A與A的關(guān)聯(lián)，另外一種方法是選取合適的規(guī)格，使活塞桿徑和活塞1 2直徑的比例達(dá)到符合的要求規(guī)范，讓活塞桿徑和活塞直徑比,=d/D，活塞桿徑與活塞直徑的比例可以依照下表選擇。按工作壓力選取d/D參數(shù)表工作壓力MPa<5.05.0?7.0?7.0d/D0.5?0.530.62?0.70.7按速度比要求確定d/D參數(shù)表…（V/V）1.251.331.460.16122 1

d/D0.40.50.550.620.71注：速度比€,就是活塞兩側(cè)有效面積A1與氣的比值。即€=尋如果要是按照工作壓力應(yīng)選擇d/D=0.7,那么所對應(yīng)的速度比€就等于2,但是因?yàn)榛钊\(yùn)動的時候不受拉力作用的影響，所以在給活塞桿施加壓力的時候所對應(yīng)的運(yùn)動速度比率是要有所增加的，所以€等于2也是很合理的一個取值。4X4X119568兀[p-p(1 2)] 邱[15-0.2(1-0.712)]=101.1mm，求出d=71'mm。按照工業(yè)機(jī)械手冊中工程液壓缸的技術(shù)規(guī)格表37-7-7選擇技術(shù)參數(shù):缸徑100mm，活塞桿70mm，速度比€=2,工作壓力16Mpa,推力125.66kN。⑵計算活塞桿的行程當(dāng)支撐桿與地面所形成的夾角以=5。時，此時升降平臺正處在最低點(diǎn)的地方,0而活塞桿也就是在這個時候完全被壓縮，液壓缸的長度為最小值d，0d=-Ja2+12-2alcos2a=1320mm。計算出升降平臺的高度0h=2/xsin以=2x1500xsin10°=366mm。再計算升降平臺能達(dá)到的最大高度，設(shè)上升到最大高度的時候以=30。，得到最大高度H等于2.1m。此時活塞桿便可以伸長到d=^a2+12-2alcos2a=1760mmm當(dāng)活塞桿完全受壓的時候，液壓缸長度就等于d，選取液壓缸長度為01320mm。然后計算行程：s=d-d=1760-1320=440mm。m0為了滿足實(shí)際應(yīng)用中的長度要求，液壓缸的長度不能小于XC+=365+s=365+440=805mm,。3.3.4確定液壓泵的參數(shù)⑴首先確定出液壓泵可以承受的最大工作壓力p€p Pa,P1F式中p 液壓缸內(nèi)最大的工作壓力，根據(jù)F=—=pA-pA可以求出1 ? 11 22mF+0.2Ap= 2=15.3MPaiA1￡,p——所給符號所表示的含義是：從液壓泵出油口到液壓缸入油口之間液壓管路產(chǎn)生的能量損失。一開始計算時可以根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)或者是查閱的資料數(shù)據(jù)進(jìn)行選取：管路的設(shè)計比較簡單的、液壓油流速基本不怎么變化的時候壓力取0.2?0.5Mpa；管路的設(shè)計是比較復(fù)雜，進(jìn)油口裝有流量調(diào)速閥，壓力通常取0.5?1.5Mpa。在此取0.5Mpa。艮卩p€15.3+0.5=15.8MPap⑵確定液壓泵的流量QpQ€KQm3/sP maxK——系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取1.1?1.3，這里取1.2Q――液壓缸所能達(dá)到的最大流量，但為了能在實(shí)際工作過程中采用節(jié)流max調(diào)速的液壓控制系統(tǒng)，還需要增加溢流閥所能達(dá)到的最小溢流量，通常取0.5xlO-4m3/s在前面，我們可以初步確定了臺面速度的變化量Av=0.16m/s,然后我們就可以確定了臺面起升的最大速度v=0.16m/s,則活塞的運(yùn)動速度應(yīng)用公式y(tǒng)2+12+2alcos2asin（9一以+y）v= v，v=0.22v=0.04m/s（這是在臺面剛2lcosa y0y剛起升狀態(tài)時，以=5。）Q=2vA=2x0.04x7.85x10-3=6.28x10-4m3/s01所以Q€KQ=1.2x（6.28x10-4+0.5x10-4）=8.14x10-4m3/sP max⑶選擇液壓泵的規(guī)格通過上面所采用的方法求得總的數(shù)值后，選取了與之相匹配的液壓泵產(chǎn)品。為了讓液壓油在液壓泵當(dāng)中具有一定的壓力，采用泵的最高額定壓力要比工作時的最大壓力大25?60%左右。查看手冊中P37-135選擇CB-F型齒輪泵，其主要的技術(shù)參數(shù)如下表3-4A表3-4CB-F型齒輪泵的各參數(shù)值型號排量壓力轉(zhuǎn)速特點(diǎn)生產(chǎn)廠額定最高額定最高CB-FA10~40162018002400鋁合金材質(zhì)殼體，可以作為雙聯(lián)泵榆次液壓件廠⑷確定液壓泵的驅(qū)動功率實(shí)際運(yùn)行時，只要液壓泵的壓力和液壓油的流量相對恒定，則P= ，其中€——液壓泵的總效率，參考下表3-5選擇€=0.7103€ p pP表3-5各液壓泵的總效率液壓泵類型齒輪泵螺桿泵葉片泵柱塞泵總效率0.6?0.70.65?0.800.60?0.750.80?0.85則P=里p=15.8展」4x10,4=i8.4kW，據(jù)此可選擇合適的電機(jī)型號。1。3€ 103x0.7P3.3.5管道尺寸的確定采取鋼管的連接方式，根據(jù)管道壓力和內(nèi)徑選擇管道的壁厚管道內(nèi)徑計算d=?/s m式中Q 通過管道內(nèi)的流量m3/sv——管道內(nèi)允許流速m/s，取值見下表3-6：允許流速推薦值表3-6允許流速推薦值油液流經(jīng)的管道推薦流速m/s液壓泵吸油管道0.5?1.5,一般取1以下液壓系統(tǒng)壓油管道3?6，系統(tǒng)壓力高，管道粘度較小取大值液壓系統(tǒng)回油管道1.5?2.6取v=0.8m/s,v=4m/s,v=2m/s.再依次運(yùn)用以上公式得TOC\o"1-5"\h\z吸 壓 回d=20.2mm,d=10.7mm,d=15.2mm。根據(jù)內(nèi)徑按標(biāo)準(zhǔn)選擇合適的液壓油管。按吸 壓 回表37-9-1進(jìn)行調(diào)整后選取d=20mm,d=10.7mm,d=15mm。對應(yīng)管道壁厚吸壓 回€=1.6mm。3.3.6油箱容量的確定選取油箱尺寸的時候，一個是必須要符合向控制系統(tǒng)提供液壓油的條件，還要保證執(zhí)行元件在進(jìn)行排出液壓油的時候，油箱內(nèi)部的油液不能溢出油箱。最初設(shè)計時，按公式V=aQ=4Qm3選取。VP式中Q——液壓泵處于工作狀態(tài)時單位時間內(nèi)所排出壓力油的量Va——經(jīng)驗(yàn)系數(shù),按下表3-7取a=4：表3-7各系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)系統(tǒng)類型行走機(jī)械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓系統(tǒng)冶金機(jī)械a1?22?45?76?1210則V=aQ=4Qx60=195L。VP3.4液壓缸主要零部件結(jié)構(gòu)、材質(zhì)及技術(shù)特點(diǎn)3.4.1缸體缸體端部連接模式選用比較簡單的焊接連接形式，其優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡易，規(guī)格較小，質(zhì)量輕，使用也比較廣泛。缺點(diǎn)是缸體在焊接后可能會產(chǎn)生一定量的扭曲變形，內(nèi)徑比較難以加工。所以在制造時應(yīng)謹(jǐn)慎注意。目前這種連接方式大多數(shù)應(yīng)用于柱塞式液壓缸。缸體的材料（45號鋼）液壓缸缸體所用的材料可以通過工作時對液壓油系統(tǒng)壓力的大小，和工作液壓缸尺寸的多少來判斷。選用的材料范圍相當(dāng)寬泛，針對液壓壓力比較低，尺寸不是太大液壓缸，可以采用灰口鑄鐵材料，針對液壓系統(tǒng)壓力比較高的液壓油缸,可以選用球墨鑄鐵材料。缸體的技術(shù)要求對于液壓缸缸體表面的粗糙度：當(dāng)活塞采用活塞環(huán)密封后，Ra為0.2-0.4。還需要進(jìn)行衍磨。端面的垂直公差按照七級精度缸體內(nèi)徑長度的圓度尺寸公差按照九，十，十一級精度選擇。缸頭與缸體采用螺紋連接時，通常是采用六級精度螺紋。為了避免缸體銹蝕和增加零件的使用壽命，表面還必需鍍上相應(yīng)厚薄的銘層，鍍后經(jīng)過研磨和拋光。3.4.2活塞活塞與活塞桿的連接形式見下表3-8表3-8活塞與活塞桿的連接形式聯(lián)接方式備注說明整體聯(lián)接活塞直徑小而要求系統(tǒng)工作壓力大的情況螺紋聯(lián)接常用的聯(lián)接方式半環(huán)聯(lián)接用于工作壓力較大、機(jī)械振動較大的情況這里采用螺紋聯(lián)接。1.活塞和缸體的密封性構(gòu)造隨工作壓力、溫度、介質(zhì)等條件的差異而不同。常用的密封結(jié)構(gòu)見下表3-9表3-9常用的密封結(jié)構(gòu)密封形式備注說明間隙密封適用于低壓系統(tǒng)中的液壓缸活塞的密封活塞環(huán)密封適用于溫度變化范圍大，要求摩擦力小、壽命長的活塞密封10型密封圈密封密封性能好，摩擦系數(shù)?。话惭b空間小，用于固定密封和運(yùn)動密封Y型密封圈密封用在20MPa下、往復(fù)運(yùn)動速度高的液壓缸密封根據(jù)本次設(shè)計的要求，采取0型密封圈密封較為合適?；钊牟牧鲜褂玫幕钊牧现饕悄湍ヨT鐵、鋼板及鋁合金材質(zhì)等等，在這里使用了45號鋼?；钊募夹g(shù)要求⑴活塞運(yùn)動時外徑對內(nèi)孔所產(chǎn)生的徑向方向的跳動公差，按照7、8級精度選擇。⑵對于端面是T型對內(nèi)孔軸線尺寸形成的垂直度公差，應(yīng)該按照7級精度選擇。⑶外徑D形成的圓柱度公差，按9、10或11級精度選擇。3.4.3活塞桿端部結(jié)構(gòu)針對不同的應(yīng)用條件，在活塞桿端部的設(shè)計結(jié)構(gòu)一般主要有整體式單耳環(huán),焊接式結(jié)構(gòu)的單耳環(huán)，光滑端部結(jié)構(gòu)的雙耳環(huán)，與球頭內(nèi)外螺紋連接的方式，本次設(shè)計的結(jié)構(gòu)適用于用內(nèi)螺紋外接單耳環(huán)形式。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)是便于拆卸維護(hù)和進(jìn)行日常保養(yǎng)。端部尺寸如圖，是內(nèi)螺紋連接簡圖。查表37-7-4,并依據(jù)原本的設(shè)計結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用直徑X螺距-螺紋長=?KKXt-A=33X2-45。活塞桿結(jié)構(gòu)所設(shè)計的活塞桿的主要結(jié)構(gòu)部分有實(shí)心和鏤空兩大類。實(shí)心的活塞桿適用于桿徑比較小的狀況下，空心活塞桿普遍用于桿徑比較大的情況下，把活塞桿做成空心的就是為了減少重量?；钊麠U的技術(shù)要求活塞桿要有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，剛度和可靠性?？鼓バ阅芎貌⑶矣休^好的精度和表面粗糙度要求。在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面應(yīng)盡量避免應(yīng)力集中保證部件之間連接的可靠性，防止松動?；钊麠U結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計要方便于活塞的安裝。為避免銹蝕和增加使用壽命，表面應(yīng)該鍍上銘層，鍍過之后再進(jìn)行衍磨和拋光。3.4.4活塞桿的導(dǎo)向方式、密封方法以及防塵措施1.導(dǎo)向套⑴導(dǎo)向套的導(dǎo)向方法、結(jié)構(gòu)見下表3-10：表3-10導(dǎo)向套的導(dǎo)向方式導(dǎo)向方式備注說明缸蓋導(dǎo)向減少零件數(shù)量，裝配方便，磨損較快導(dǎo)向套導(dǎo)向管通導(dǎo)套可利用液壓油潤滑導(dǎo)向套，并使其處于密封狀態(tài)可拆導(dǎo)向套容易拆卸，便于維修。適合工作條件比較惡劣、經(jīng)常更換導(dǎo)向套的場合球面導(dǎo)向套導(dǎo)向套能夠自動調(diào)整位置，磨損相對比較均勻⑵導(dǎo)向套材料最早的導(dǎo)向套材料人們都采用了黃銅，因?yàn)辄S銅有高耐磨性，但硬度相對較低，耐腐蝕，膨脹系數(shù)小的優(yōu)點(diǎn)，不過也因?yàn)辄S銅這種材料價格相對高昂，這樣大大提高了生產(chǎn)和使用的成本。所以，為了降低成本后來便選擇采用耐磨鑄鐵，

這樣也是為了在本次設(shè)計中缸蓋與導(dǎo)向套的材料相同。⑶導(dǎo)向套的技術(shù)要求導(dǎo)向套的內(nèi)徑大小配合會取到H8/f9，其表面粗糙度約為Ra0.63~1.25卩m?；钊麠U的密封與防塵這里仍使用O型密封圈，但材料選用了薄鋼片組合防塵圈，而防塵圈與活塞桿的搭配可根據(jù)H9/f9選取。薄鋼片的厚度約為0.5mm3.4.5液壓缸的排氣裝置液壓缸目前主要有兩種形式的排氣方式，一種是排氣孔形式，排氣孔開設(shè)在缸蓋的最高點(diǎn)的位置，缸內(nèi)的氣體通過用一根長管連接排氣閥門排出。另一種方式是在缸蓋的最高部位設(shè)置排氣塞。本次使用的是管道連接排氣閥結(jié)構(gòu)。常見的排氣閥結(jié)構(gòu)尺寸如圖3-5圖3-5排氣閥結(jié)構(gòu)圖3-5排氣閥結(jié)構(gòu)技術(shù)要求：錐面熱處理硬度材料：3標(biāo)記：排氣塞3.4.6液壓缸安裝連接部分的形式和規(guī)格液壓缸與進(jìn)出油口連接時的螺紋規(guī)格，根據(jù)表37-7-8選取標(biāo)準(zhǔn)值,工程直徑x螺距x數(shù)量=M33x2x2液壓缸為單耳環(huán)形式的裝配方式其主要尺寸為（按P37-231選取）:CD=50,MR=50，EW=60,Y=60。單耳環(huán)不帶襯套式類型為柱塞式液壓缸端部形式與尺寸根據(jù)所選擇的液壓缸的缸徑，按照表37-7-59確定液壓缸在缸蓋端部尺寸。

缸蓋的材料缸蓋可以選擇35、45號鍛鋼或ZG35、ZG45鑄鋼等材料進(jìn)行加工制做。此次選用了ZG45鑄鋼，按照9、10或11級精度進(jìn)行選擇。下圖3-6是升降臺板升降時候的工作示意圖，臺板的升降功能主要是通過液壓油在液壓缸流入和流出方向，以及通過滾輪移動帶動底橋發(fā)生位置的移動最終得以實(shí)現(xiàn)臺板的升降。桿1桿2桿3桿4圖桿1桿2桿3桿4圖3-6臺板的升降示意圖第四章臺板與叉桿的設(shè)計計算臺板的主要功用是讓汽車在升降臺上平穩(wěn)地停靠下來。臺板的位置位于上方,在臺板的鋼板下方安裝有滑道，在升降臺叉桿臂上裝有滑輪，其目的是為了實(shí)現(xiàn)滑輪在滑道內(nèi)來回地滑動，使升降臺完成舉升和下降的動作，下面部分的底板也是這樣，如下圖4-1。圖4-1下底板結(jié)構(gòu)簡圖按照上面汽車規(guī)格進(jìn)行數(shù)據(jù)的選擇，總長度為2600mm，寬度是450mm，采用熱軋鋼板材質(zhì)。形狀由圖紙所示。臺板不是一個普通鋼板，升降臺叉桿臂上面設(shè)置有滑輪，為了讓滑輪在滑道內(nèi)能夠進(jìn)行滑動，在臺板的下方還專門設(shè)置有滑道,這樣就能夠讓滑輪在滑道內(nèi)實(shí)現(xiàn)前后滑動，讓升降臺完成了舉升和回落的動作。叉桿是升降臺中一個主要的受力部件，叉桿的材質(zhì)主要選用了45號鋼，熱軋鋼板。結(jié)構(gòu)外形如下圖4-2所示。圖4-2圖4-2叉桿的外形圖4.1下面先確定叉桿的整體結(jié)構(gòu)所使用的材料以及尺寸1.對支撐叉桿進(jìn)行受力分析首先定義每根桿的名稱編號，如圖4-3：

_X'桿N桿_X'桿N桿4圖4-3支撐叉桿受力分析圖因?yàn)闂U3、桿4的活動釵連接在水平方向上并沒有其他什么外力的十涉，所以只有摩擦力。因此只需要考慮豎直方向上的受力情況。通過分析桿3的受力狀況如圖:計算其最大彎矩及軸向力:根據(jù)力學(xué)分析，當(dāng)升降臺達(dá)到了最低位置，以=5。時，此時其受彎的力矩為最大，如圖。JW—-CQ^Ct21W—cosa「4B1砂—cosa4Wll—cosa—… 2 22wcosa,*小—了M= 2-2= 1=2562.7Nmmax l 8當(dāng)升降臺升起到最高點(diǎn)位置，a=30。時，此時，軸向力為最大，如圖

Af砂 時. 酣，4 2 4N=—sin€=1225N,N=-1225N（正值為拉力，負(fù)值為壓力）。D'B4 BA'桿4受力情況同桿3。那么下面再對桿1進(jìn)行分析，對桿1作受力情況的分析，結(jié)果如下圖所示ACDW對D點(diǎn)做力矩ACDW對D點(diǎn)做力矩分析："瀝€+半如€+fg€=P123S戚,可得F=-110.1N。Ax計算出彎矩，從上圖中可以轉(zhuǎn)變成下圖進(jìn)行計算分析:—cosa2根據(jù)以上條件畫彎矩圖，如下:

圖4-4桿1彎矩圖從圖中可以知道，C處是桿1最大彎矩所承受的點(diǎn)。計算得知當(dāng)以=5。時，RC具有最大值，此時產(chǎn)生最大軸向力。所以將以=5