雙柱汽車舉升機(jī)設(shè)計(jì)

本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目：雙柱汽車舉升機(jī)設(shè)計(jì)

摘要隨著我國(guó)汽車數(shù)量的日益增長(zhǎng)，汽修行業(yè)也隨之發(fā)展起來。在汽修行業(yè)中，雙柱托舉接觸車架式舉升機(jī)是不可缺少的汽修平臺(tái)。通過市場(chǎng)調(diào)查，在最近幾年中，大部分汽修廠都引進(jìn)了這種托舉形式的舉升機(jī)，極大地解決了汽修的難度。此次設(shè)計(jì)的雙柱舉升機(jī)采用雙液壓缸驅(qū)動(dòng)的方式。該舉升機(jī)最大舉升重量為3噸，最大舉升高度2000毫米，安全性能良好，符合國(guó)家要求。通過正確的零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙及工藝要求，能夠方便的投入到生產(chǎn)。結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀，是一種高效率的關(guān)鍵字：汽修行業(yè)；雙柱舉升機(jī)；液壓。AbstractWiththegrowingnumberofcars,theautomotiveindustryhasgrownwithit.Intheautomotiveindustry,contact-postcarliftsareindispensableshelfaftermarketliftplatform.Throughmarketresearch,inrecentyears,mostgarageshaveintroducedthisformofliftliftsgreatlysolvethedifficultyaftermarket.Thedesignofground-postliftwithsinglehydrauliccylinderdrivenapproach,usingropetoachievesynchronizationoftwocolumns.Themaximumliftingweightlift3tons,maximumliftingheight2000mm,inlinewithnationalsafetystandards.Withtherightpartsdesigndrawingsandprocessrequirements,caneasilyputintoproduction.Compactstructure,beautifulappearance,isahighlyefficientaftermarketequipment.Keywords:theautomobilerepairindustry;Automobilelift;Hydraulic.目錄1緒論 蘭州城市學(xué)院2023屆畢業(yè)設(shè)計(jì)1緒論1.1前言根據(jù)一些數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)汽車數(shù)量已經(jīng)達(dá)到16000萬輛，汽車數(shù)量呈現(xiàn)猛增趨勢(shì)。近幾年來，汽車維修業(yè)熱潮也隨之來襲。舉升機(jī)在汽車維修中起到了很大的作用，然而目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，舉升機(jī)處于供不應(yīng)求的階段，一些廠家對(duì)舉升機(jī)在維修過程中的重要性認(rèn)知還很欠缺，初具規(guī)模的汽車舉升機(jī)生產(chǎn)廠家少之又少，因此對(duì)汽車舉升機(jī)的設(shè)計(jì)有著非常重要的意義。汽車舉升機(jī)在維修過程中非常重要，不管是大修，還是小修保養(yǎng)都需使用。雙柱托舉接觸車架式汽車舉升機(jī)在市場(chǎng)上被廣泛的采納，近幾年來，大部分汽修廠都引進(jìn)了這種類型的舉升機(jī)。這種舉升機(jī)便于安裝，不需要大范圍的開挖，也不需要對(duì)維修廠的布局進(jìn)行變動(dòng)。最重要的是，一臺(tái)舉升機(jī)可以對(duì)各種類型的汽車進(jìn)行維修作業(yè)。這種舉升機(jī)底部的布局比較合理，視野比較開闊，使得維修師傅能夠很輕松地進(jìn)入汽車的整個(gè)底部，進(jìn)行車底的維修操作。大大地縮短了維修時(shí)間，提高了維修的效率。1.2舉升機(jī)的概述近幾年，舉升機(jī)生產(chǎn)廠家日益增長(zhǎng)，作為汽車維修的重要工具，舉升機(jī)的需求量也大大增加?，F(xiàn)在舉升機(jī)市場(chǎng)日益壯大，大批國(guó)外品牌流入中國(guó)市場(chǎng)，產(chǎn)品種類各式各樣。國(guó)外品牌產(chǎn)品質(zhì)量好、性能穩(wěn)定、設(shè)備操作簡(jiǎn)單，在中國(guó)市場(chǎng)非常受歡迎。隨著近幾年國(guó)內(nèi)舉升機(jī)行業(yè)的發(fā)展，無論在技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)還是售后服務(wù)方面，都進(jìn)行了很多的改進(jìn)，銷量也有了很大的提高。2舉升機(jī)的方案擬定2.1舉升機(jī)的基本情況汽車舉升機(jī)產(chǎn)品種類較多：按提升動(dòng)力來分：有液壓和機(jī)械兩種形式。按結(jié)構(gòu)類型來分：有單柱式、雙柱式、四柱式和剪式。本次設(shè)計(jì)采用雙柱式結(jié)構(gòu)，雙柱式舉升機(jī)便于安裝，不需要大范圍的開挖，也不需要對(duì)維修廠的布局進(jìn)行變動(dòng)。2.2汽車舉升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)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）托盤結(jié)構(gòu)。2.2.1舉升裝置的要求在舉升機(jī)的設(shè)計(jì)中，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是非常重要的。舉升機(jī)的性能必須符合國(guó)家的要求，例如：（1）舉升機(jī)應(yīng)設(shè)有限制行程限位裝置，方便控制舉升的高度。（2）液壓系統(tǒng)工作應(yīng)平穩(wěn)、無振動(dòng)、無爬行現(xiàn)象。（3）液壓系統(tǒng)能夠自鎖，而且要安裝機(jī)械鎖裝置。（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80d。（6）舉升機(jī)的潤(rùn)滑要有保障，要及時(shí)檢查各部件的磨損程度，確保使用壽命。2.3液壓式雙柱汽車舉升機(jī)結(jié)構(gòu)方案的確定通過舉升機(jī)的市場(chǎng)調(diào)研，確定了本次設(shè)計(jì)的總體方案。如下圖2.1所示：圖2.1液壓式雙柱舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖本次設(shè)計(jì)參考的是液壓驅(qū)動(dòng)的QJY04-02B型液壓式雙柱汽車舉升機(jī)。它的結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)部分：支架結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、平衡系統(tǒng)。普通雙柱液壓舉升機(jī)構(gòu)的動(dòng)力系統(tǒng)是由液壓系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)和控制的，液壓油缸安裝固定在兩側(cè)立柱內(nèi)，液壓油缸推動(dòng)滑輪，此時(shí)纏繞在滑輪上的鋼絲繩實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)從而帶動(dòng)滑臺(tái)移動(dòng)。鋼絲繩與滑臺(tái)相連接，托臂通過螺栓與立柱內(nèi)的滑臺(tái)相接。2.4舉升機(jī)主要部件參數(shù)確定普通式雙柱舉升機(jī)、龍門式雙柱舉升機(jī)和四立柱式舉升機(jī)這三種目前市場(chǎng)上主要的汽車舉升機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)統(tǒng)計(jì)如表2.1所示。表2.1汽車舉升機(jī)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(shí)間全程下降時(shí)間普通式雙柱2.5-4T1700-1800mm110-180mm50-70S20-60S龍門式雙柱2.5-4T1700-1800mm110-180mm50-70S20-60S四立柱式2.5-4.5T1700-1800mm110-180mm50-70S20-60S通過市場(chǎng)調(diào)查以及查閱相關(guān)資料,了解了目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)普通汽車的主要參數(shù)：長(zhǎng)：4500mm；寬1750mm；高:1450mm；軸距：2500mm；前后輪距：1500mm；綜合這些數(shù)據(jù)估算出此次雙柱汽車舉升機(jī)設(shè)計(jì)主要參數(shù)如下：立柱總高為2800mm；總寬為3000mm；滑臺(tái)組合件尺寸：采用300×300方鋼，壁厚8mm，高800mm托臂近似尺寸：采用100×100方鋼，壁厚8mm，最大伸縮長(zhǎng)度1110mm3液壓式雙柱汽車舉升機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析3.1支架結(jié)構(gòu)舉升機(jī)的整體結(jié)構(gòu)由升降架、兩側(cè)的立柱和四對(duì)可調(diào)節(jié)支撐腳組成。由于車的重心不在整車的中心位置，對(duì)兩側(cè)的立柱會(huì)產(chǎn)生一定的扭曲變形，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)立柱時(shí)要考慮其彎曲變形對(duì)整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。升降架是由托臂和滑臺(tái)組成,滑臺(tái)連接兩側(cè)的立柱,滑臺(tái)在鋼絲繩的牽引下實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)。立柱內(nèi)側(cè)的寬度可以根據(jù)汽車的寬度來確定,如果有特殊情況，可以適當(dāng)?shù)募訉拑芍g的距離。立柱的高度決定了升降架的升降高度,通過設(shè)計(jì)立柱的高度可以將車整個(gè)汽車舉升到2000mm左右,使人可以在車下自由工作方便維修,立柱的總體高度設(shè)計(jì)為2800mm。同時(shí)安裝在支撐腳上的四個(gè)調(diào)節(jié)螺釘能夠上下旋動(dòng),可以自由的對(duì)立柱進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高支架的使用范圍。升降架的整體結(jié)構(gòu)如圖3.1圖3.1舉升裝置示意圖如上圖所示為液壓式雙柱汽車舉升機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置及舉升裝置的示意圖，從圖中可以看出升降架左右兩立柱中分別有一個(gè)液壓缸，為升降架提供動(dòng)力。液壓缸工作時(shí)，在鋼絲繩的牽引下升降架將進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)。通過對(duì)此結(jié)構(gòu)的分析，此機(jī)構(gòu)的最大的問題是左右兩個(gè)液壓缸在進(jìn)行工作時(shí)有一個(gè)時(shí)間差，導(dǎo)致左右兩側(cè)升降架的升降速度不同，將會(huì)使車體失去平衡。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彌補(bǔ)液壓缸帶來的缺點(diǎn)。3.1.1立柱通過查閱資料以及對(duì)各種類型立柱參數(shù)的對(duì)比，本次設(shè)計(jì)采用凹形立柱，該立柱抗彎強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好，不易變形。圖3.2為立柱的俯視圖。整個(gè)舉升機(jī)的重量都是由立柱來支撐的，因此它必須要有一定的強(qiáng)度和剛度。立柱中間的空間用來放置舉升裝置以及滑臺(tái)部件?！D3.2立柱的俯視圖3.1.2托臂托臂部分是舉升機(jī)的支撐機(jī)構(gòu)。當(dāng)汽車進(jìn)入到舉升機(jī)的范圍里時(shí)，整個(gè)支撐機(jī)構(gòu)就通過改變搖臂的角度或方向來改變托臂的整個(gè)工作范圍的寬度。本次設(shè)計(jì)的支撐機(jī)構(gòu)是對(duì)稱式的托臂，而且左右兩側(cè)的托臂具有一定的伸縮性的。如圖3.3所示：圖3.3托臂的結(jié)構(gòu)示意圖3.1.3滑臺(tái)托臂與立柱內(nèi)的滑臺(tái)連接，滑臺(tái)在鋼絲繩的牽引下實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)時(shí)，同時(shí)托臂也上下移動(dòng)，滑臺(tái)起到了連接的作用。如圖3.4所示：圖3.4滑臺(tái)示意圖3.2驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分析由液壓泵、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、升降液壓缸及輔助裝置等組成。液壓泵是舉升機(jī)的動(dòng)力源，因此液壓泵的選擇要根據(jù)機(jī)體中所需最大工作壓力及工作速度進(jìn)行選擇，驅(qū)動(dòng)電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能同時(shí)帶動(dòng)液壓泵進(jìn)行工作，選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)滿足液壓泵的工作要求。升降液壓缸是傳動(dòng)系統(tǒng)中的主要原件，液壓缸的選擇將直接影響到機(jī)體是否能夠正常工作，因此驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要根據(jù)實(shí)際工況及升降機(jī)的整體機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理選擇。3.3傳動(dòng)系統(tǒng)的分析舉升機(jī)是用液壓缸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，在牽引鋼絲繩的作用下來驅(qū)動(dòng)升降架進(jìn)行工作，為防止鋼絲繩在牽引過程中產(chǎn)生斷裂，在選用鋼絲繩時(shí)要對(duì)鋼絲繩進(jìn)行嚴(yán)格的拉伸試驗(yàn),保證鋼絲繩在使用時(shí)足夠安全。預(yù)計(jì)鋼絲繩的提供的牽引力在25000N以上才能夠保證升降機(jī)正常工作。如圖3.5所示為鋼絲繩的工作示意圖。圖3.5鋼絲繩的工作示意圖3.4平衡系統(tǒng)的分析由于舉升機(jī)在上升或下降時(shí)存在時(shí)間差，因此本次設(shè)計(jì)采用鋼絲繩來作為整個(gè)舉升機(jī)的平衡機(jī)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)在單個(gè)立柱內(nèi)安裝兩副左右對(duì)稱的鋼絲繩，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，通過改變鋼絲繩的張力來使左右兩邊的滑臺(tái)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(gè)立柱里的鋼絲繩的走向如圖3.6所示：圖3.6單個(gè)立柱內(nèi)鋼絲繩的走向示意圖4舉升機(jī)的強(qiáng)度分析與驗(yàn)算雙柱式汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，所參考的QJY04-02B型舉升機(jī)是由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)和控制的，通過兩立柱內(nèi)安裝的液壓油缸實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)安裝在缸筒頂部的滑輪滾動(dòng)同時(shí)實(shí)現(xiàn)繩子的上下移動(dòng)，從帶動(dòng)現(xiàn)滑臺(tái)的上下移動(dòng)。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3噸；在載重3噸情況下，由最低位置舉升到最高位置需50秒；當(dāng)三位四通換向閥右位工作時(shí)，3噸轎車由最高位置降到最低位置所需時(shí)間不小于50秒；舉升臂在最低位置時(shí)的舉升高度為120mm，最大舉升高度為2000mm，工作行程為18804.1舉升機(jī)立柱的結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算4.1.1主立柱的截面特性分析與計(jì)算將整個(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所以，重心C到相應(yīng)邊的距離e：(4.1)整個(gè)截面形心C在對(duì)稱軸Y上的位置則為：（4.2）4.1.1.1確定慣性矩設(shè)三截面的形心分別為C1、C2、C3，其形心軸為Z1、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：4.1.1.2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S2：4.1.2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)行受力分析見圖4.2所示：圖4.2滑臺(tái)部件受力情況示意圖4.1.2.1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300×300方鋼，壁厚8mm，高800mm滑臺(tái)體積：搖臂座尺寸：采用100×100方鋼，壁厚8mm，長(zhǎng)420mm搖臂座體積：托臂近似尺寸：采用100×100方鋼，壁厚8mm，長(zhǎng)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1.5噸，加上自重，托臂端部受力為1566.37kg，和是立柱通過滾輪給予的反力，和為保險(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1500kg，加上滑臺(tái)部件的自重，托臂端部受力大小為1566.37kg，F(xiàn)1和F2是立柱通過滾輪給予的反力，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：4.1.2.2舉升機(jī)主立柱受力情況分析主立柱受力情況（見圖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=0RYH=FBY=15663.7N4.1.2.3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，可畫出立柱的彎矩圖和剪力圖。由F1引起的彎矩圖和剪力圖見圖4.4：圖4.4立柱上F1作用力及其彎矩圖和剪力圖l=2600mmb=2415mma=185mm由F2引起的彎矩圖和剪力圖見圖4.5：圖4.5立柱上F2作用力及其彎矩圖和剪力圖l=2600mmb=1890mma=710mm由FBY產(chǎn)生的M引起的彎矩圖見圖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：在截面C處，剪力最大，彎矩最大，所以此是危險(xiǎn)截面?？箯澖孛婺?shù)為：截面上半部分靜矩S＝171.24cm3，以下進(jìn)行強(qiáng)度校核：（1）校核正應(yīng)力強(qiáng)度：許用應(yīng)力選：，滿足強(qiáng)度條件。（2）校核剪應(yīng)力強(qiáng)度：選，而許用應(yīng)力，滿足強(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，雖然通過上面的校核說明在這兩處的強(qiáng)度都是滿足要求的，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：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，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：（4.8）所以即（4.9）所以按第四強(qiáng)度理論所算得的折算應(yīng)力也滿足許用強(qiáng)度要求。4.1.3主立柱的剛度計(jì)算（迭加法）（1）由F2引起的撓度：E：彈性模量的選擇：碳鋼?。?96－206Gpa取201Gpa=20.1×106N/cm2（2）由F1引起的繞度：（3）由M引起的繞度：（4.10）實(shí)際往外彎的繞度4.2托臂部分的強(qiáng)度校核4.2.1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：（4.11）（4.12）靜力矩計(jì)算：（2）大臂截面尺寸：92×92方鋼，壁厚8mm，a=92,b=76慣性矩：4.2.2托臂部分強(qiáng)度核算圖示為左后托臂部件圖：圖4.8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4.9托臂示意圖按照A,B,C,D幾個(gè)典型截面進(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=129.225；Wx=36.92保險(xiǎn)系數(shù)較小可滿足強(qiáng)度要求。（2）B截面：92×92方鋼 所以保險(xiǎn)系數(shù)較小可滿足強(qiáng)度要求。（3）C截面：A1=1200mm2YA1=92+15/2+60=159.5mmA2=2688mm2YA2=46mmA3=60×10=600mm2YA3=92+60/2=122mmYC=(1200×159.5+2688×46+600×122)/(1200+2688+600)=85.6mm=50×/2+×1200=663.78=()/12+×1688=583.68=+×600=97.50所以=++=1344.96=/8.65=1344.96/8.65=155.49=1566.37×94=147238.78滿足強(qiáng)度要求。（4）D截面：慣性矩：I=318.976；W=69.342MD=1566.37×53=83017.61保險(xiǎn)系數(shù)較小可滿足強(qiáng)度要求。4.2.3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P＝1566.37kg，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：（4.13）大臂端部處撓度：經(jīng)受力分析，大臂端部受一個(gè)力P＝1566.37kg和一個(gè)彎矩M＝1566.37×70＝109645.9kgcm；（4.14）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，此值滿足距立柱最遠(yuǎn)點(diǎn)的托臂支承面下沉量要求。5液壓系統(tǒng)5.1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求汽車舉升機(jī)液壓系統(tǒng)，除要求能在一定的范圍內(nèi)從汽車兩側(cè)將汽車同步舉升和下降外,還要求其能使汽車在任意高度停止并保持不動(dòng)。以便不同身高的維修師傅，在維修不同的位置時(shí)可以自由地調(diào)整高度,以便于進(jìn)行維修。因此,液壓系統(tǒng)必須具有定位保持功能。由于汽車的重量較大,如果液壓系統(tǒng)出現(xiàn)了故障,舉升機(jī)的舉臂會(huì)在汽車重力的作用下迅速下滑,可能威脅到車下維修師傅的生命安全。所以，為了防止這樣的情況發(fā)生,舉升機(jī)必須具有機(jī)械鎖定裝置，當(dāng)舉升臂處于定位狀態(tài)或液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),機(jī)械鎖鎖死，使舉升臂不會(huì)下滑，這樣就確保維修工人和汽車不會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)。5.2液壓系統(tǒng)工作原理舉升機(jī)的液壓回路如圖5.1所示,由3部分組成:機(jī)械鎖回路、補(bǔ)油回路和升降回路。圖5.1舉升機(jī)液壓控制回路圖1.液壓泵2、3.溢流閥4.調(diào)速閥5、8、14.單向閥6、7.兩位三通電磁閥9.手動(dòng)三位四通換向閥10、11.單桿活塞缸12、13.行程開關(guān)升降缸的液壓回路有單桿活塞缸10、11、手動(dòng)三位四通換向閥9、單向閥5及調(diào)速閥4組成，為了保證左右液壓缸的同步性，將單桿活塞缸10、11進(jìn)行串聯(lián)，當(dāng)升降臺(tái)上升時(shí)，手動(dòng)三位四通換向閥9左位工作，液壓油依次通過單向閥5、單桿活塞缸10無桿腔及單桿活塞缸11的有桿腔最終流回油箱，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的升降功能，當(dāng)工作臺(tái)下降時(shí)，手動(dòng)三位四通換向閥9右位工作，液壓油依次單桿活塞缸11的無桿腔、單桿活塞缸10有桿腔、單向閥14及三位四通換向閥最終流回油箱，升降臺(tái)靠汽車自身的重量下降。左右液壓缸采用串聯(lián)的形式，升降臺(tái)能夠保持左右升降平衡。5.3液壓系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)5.3.1液壓馬達(dá)的選擇綜合考慮各種因素最終選用低速液壓馬達(dá)。力臂的長(zhǎng)度=絞纜筒半徑+鋼絲繩半徑，即鋼絲繩纏繞半徑R=0.15m，因此最大提升速度v=0.3m/s時(shí)，即液壓馬達(dá)的最大轉(zhuǎn)速為：式中，n—馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，r/mv—鋼絲繩運(yùn)動(dòng)的速度，m/sR—鋼絲繩的纏繞半徑，m代入計(jì)算得：取液壓馬達(dá)和絞車滾筒處的機(jī)械效率為η=0.9T=FR/η式中，T—馬達(dá)的最大轉(zhuǎn)矩，N·mF—起吊的重量，取30000NR—鋼絲的繩纏繞半徑，mη—馬達(dá)的機(jī)械效率根據(jù)上述的計(jì)算結(jié)果，選用NJM-G1.25馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)滾筒，馬達(dá)的參數(shù)見表5-1。表5-1NJM-G1.25馬達(dá)參數(shù)表排量/ml·r-11.25額定壓力/Mpa25最大壓力/Mpa32最高轉(zhuǎn)速/r·min-1100最大輸出轉(zhuǎn)矩N·m57245.3.2液壓泵的選擇NJM系列的液壓馬達(dá)，容積的效率取η=0.95?；芈分械淖畲罅髁考礊橐簤厚R達(dá)的最大工作流量按下式計(jì)算：式中，Q—液壓泵的最大工作流量，mL/minV—液壓泵的排量，mL/rn—液壓泵轉(zhuǎn)速，r/minηv—液壓泵的容積效率由此選用25*CY14-1B型軸向液壓泵，其主要參數(shù)見表5-2。表5-2CY14-1B型軸向液壓泵的主要參數(shù)型號(hào)25*CY14-1B額定壓力/Mpa32額定轉(zhuǎn)速/r·min-11500額定流量/·min-1(1000r·min-1時(shí))25功率/kw(1000r·min-1時(shí))13.7排量/ml·r-1(1000r·min-1時(shí))255.3.3泵電機(jī)的選擇由于主油泵最高轉(zhuǎn)速1500r/min，選擇三項(xiàng)異步電機(jī)Y160L-4，該電機(jī)功率15KW，轉(zhuǎn)速1460r/min。5.3.4油箱容量的計(jì)算按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算油箱容量：V=aqp式中，V—油箱的有效容量，La—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，L/min，取10qp—液壓泵的總額定流量，L代入數(shù)據(jù)計(jì)算：QUOTEV=10×25=250L5.3.5液壓管道計(jì)算管道內(nèi)徑及壁厚是液壓管道的兩個(gè)主要參數(shù)，計(jì)算公式：式中，d—油管的內(nèi)徑，mq—通過油管的最大流量，m3/sv—油管中的允許流速，m/s；取3代入數(shù)據(jù)計(jì)算：查表選擇A13X6S-30鋼絲繩繞液壓膠管。5.3.6管接頭采用卡套式管接頭，該式接頭用于高壓，其可靠性高，安裝方便。5.3.7液壓控制閥和液壓輔助元件的選擇根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力，通過各液壓控制閥和部分輔助元件的最大流量，選擇的液壓控制閥和液壓輔助元件型號(hào)規(guī)格見表5-3。表5-3液壓控制閥和輔助元件型號(hào)件號(hào)名稱型號(hào)1過濾器XU-25X*-J3溢流閥DBDH6KIX/154手動(dòng)換向閥DMT-036,7液控單向閥CPT-038壓力表YML-1009調(diào)速閥Q-255.3.8液壓油的選用選擇液壓油的牌號(hào)為L(zhǎng)-HM32，該油品具有優(yōu)異的抗磨、抗氧化、抗泡、防銹等性能。6鋼絲繩的選擇計(jì)算6.1鋼絲繩的計(jì)算按GB/T3811－1983計(jì)算，計(jì)算方法如下式中，d——鋼絲繩最小直徑(mm)；Fmax——鋼絲繩最大靜壓力(N)；取=18.3261kNC——查手冊(cè)選取c=0.0916.2鋼絲繩的選擇選擇系數(shù)C的取值與機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別有關(guān)，按表6-1選取。表中的數(shù)值是對(duì)鋼絲充滿系數(shù)ω=0.46，折減系數(shù)K=0.82時(shí)的選擇系數(shù)C值。當(dāng)已知鋼絲繩的充滿系數(shù)ω、K和n的值時(shí)，可根據(jù)如下公式計(jì)算鋼絲繩的選擇系數(shù)C：式中n——安全系數(shù)，按表6-1選??；K——鋼絲繩捻制折減系數(shù)；ω——鋼絲繩充滿系數(shù);rb——鋼絲的更稱抗拉強(qiáng)度（N/mm2）；表6-1C和n值機(jī)構(gòu)工作級(jí)別選擇系數(shù)C值最小安全系數(shù)n鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度σb/Mpa150017001850M1-M30.0930.0890.0854M40.0990.0950.0914.5M50.1040.1000.0965M60.1140.1090.1066M70.1230.1180.1137M80.1400.1340.1289故得到查手冊(cè)選取標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩：鋼絲直徑為10mm，光面鋼絲，結(jié)構(gòu)型式為619西魯式，天然纖維芯。（按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T8918-1996）選取標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度15.48m的兩根鋼絲繩。7滑輪的選擇和計(jì)算7.1滑輪結(jié)構(gòu)和材料本次設(shè)計(jì)中滑輪主要用來改變繩索傳遞拉力的方向，由于所受載荷不大，選取實(shí)體小尺寸滑輪（D≤350mm)，用Q235-A或鑄鐵?；喼苯友b于缸筒上方。7.2滑輪的主要尺寸繩槽半徑R是根據(jù)鋼絲繩直徑d的最大允許偏差為+7%確定的。鋼絲繩饒進(jìn)或饒出滑輪槽時(shí)偏斜的最大角度(即鋼絲繩中心線與滑輪軸垂直的平面之間的角度)應(yīng)不大于4o。繩槽表面的精度分為兩級(jí)：1級(jí)：Ra6.5；2級(jí)：Ra12.5。7.3滑輪直徑與鋼絲繩直徑匹配關(guān)系(查手冊(cè)：機(jī)械工業(yè)出版社，《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》新版第2本。第八篇。表8.1-64)。7.4滑輪形式按JB/T9005.3－1999標(biāo)準(zhǔn)，滑輪共分A、B、C、D、E、F六種形式。結(jié)構(gòu)比較好而密封嚴(yán)密的為A型和B型。7.5滑輪技術(shù)條件7.5.1材料滑輪的有關(guān)零件用材料應(yīng)符合下表的規(guī)定。表7-1滑輪有關(guān)零件用材料(摘自JB/T9050.10－1999)零件名稱材料滑輪鑄鐵應(yīng)不低于GB/TH352中的ZG270-500鑄鐵應(yīng)不低于GB/T9439中的HT200灰鑄鐵球墨鑄鐵應(yīng)不低于GB/T1348中的QT-18球鐵內(nèi)軸套結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)不低于GB/T699中的45鋼隔環(huán)結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)不低于GB/T700中的Q215A鋼鑄鐵應(yīng)不低于GB/T9439中的HT250灰鑄鐵擋蓋鑄鐵應(yīng)不低于GB/T9439中的HT150灰鑄鐵，結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)不低于GB/T700中的Q215A鋼續(xù)表7-1滑輪有關(guān)零件用材料(摘自JB/T9050.10－1999)零件名稱材料隔套結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)不低于GB/T700中的Q215B鋼,鑄鐵應(yīng)不低于GB/T9439中的HT150灰鑄鐵.漲圈結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)不低于GB/T699中的45鋼.襯套銅合金應(yīng)不低于GB/T1176中的ZcuAl10Fe3鋁青銅7.5.2外觀滑輪表面應(yīng)保證粗糙度，用砂紙或砂輪去除尖棱和冒口，滑輪應(yīng)保證使用性能，外觀不得出現(xiàn)氣孔、裂紋、疏松、鑄疤等現(xiàn)象。7.5.3熱處理滑輪應(yīng)進(jìn)行退火處理，以消除鑄造或焊接應(yīng)力。7.5.4其他滑輪的加工部位(內(nèi)孔、繩槽表面等)和隔環(huán)的外露部位應(yīng)涂防銹油，防止被腐蝕。7.6滑輪強(qiáng)度計(jì)算小型鑄造滑輪的強(qiáng)度，取決于鑄造工藝條件。一般不對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。結(jié)論本次所設(shè)計(jì)的舉升機(jī)是采用液壓驅(qū)動(dòng)、液壓缸為舉升裝置以及鋼絲繩為同步裝置的普通式雙柱汽車舉升機(jī)。液壓驅(qū)動(dòng)是由液壓系統(tǒng)以及電箱組成的。整個(gè)舉升機(jī)的外形是雙柱式的，通過電磁鐵安全鎖將立柱內(nèi)的滑臺(tái)固定住，起到保護(hù)的作用。總結(jié)這次普通式雙柱汽車舉升機(jī)的設(shè)計(jì)，大體可以歸納為以下幾點(diǎn)：⑴通過市場(chǎng)調(diào)查，首先了解了汽車舉升機(jī)種類，并熟悉了各類汽車舉升機(jī)的外形以及它們的功能特點(diǎn)、使用要求等。⑵在確定了設(shè)計(jì)方案之后，