自用家庭泊車升降裝置設計
《自用家庭泊車升降裝置設計》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《自用家庭泊車升降裝置設計(44頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、自用家庭泊車升降裝置設計 昆明學院 2013屆畢業(yè)設憂論文) 設計(論文)題目 自用家庭泊車升降裝置設計 子課題題目 舉升重量:2噸;舉升速度:0.5米/ 分鐘;舉升高度:1.7米,雙柱式結構 姓 名 學 號 所屬院(系) 自動控制與機械工程學院 專業(yè)年級 指導教師 2013 年12 月 雙柱式自用家庭泊車系統(tǒng)采用單缸液壓舉升裝置, 依靠一個液壓缸提供托舉 力,再靠拖臂的剛性連接來實現(xiàn)同步上升和下降, 這種設計結構簡單,布局合理, 采用一個單向柱塞缸,一個供油機構,兩個單向閥,一個電控單元,一個電磁閥 等共同控制,由于采用單缸,且不用大精度,所以采用機械同
2、步,用單向柱塞缸 也省去了換向閥,使用密封的裝置控制停機下沉,再加上定量閥和單向閥的組合, 更能控制下沉。液壓傳動的柱式舉升機是目前舉升機的主要形式。它是利用安裝 于柱子內部的液壓缸推動滑臺部件實現(xiàn)升降功能。這種設計不用考慮復雜同步問 題,且設計成本低廉,維修簡單。 關鍵詞:單液壓缸,電控單元,機械同步。 Abstract Double column occupied home parking system adopts hydraulic lifting cylinderdevice, rely on a hydraulic cylinder provide support force
3、, and then rely on the trailing arm rigid connection to realize synchronous rise and fall, this design has the advantages of simple structure, reasonable layout, using asingle plunger cylinder, an oil supply mechanism, two one-way valve, an electronic control unit electromagnetic valve, a common con
4、trol, because of the single cylinder, and do not have high precision, so adopting the mechanical synchronous, with unidirectional piston cylinder also eliminates thereversing valve, the use of sealed device control stop sinking, combined withquantitative valve and check valve, can control the sinkin
5、g. Post lift hydraulic transmission is the main form of lifting machine. It is installed in the hydraulic cylinder with internal impetus slide column components to achieve the lifting function. This design without considering the complex synchronization problem,and the design of low cost, simple rep
6、air. Keywords: Single hydraulic cylinder; electronic control unit mechanical synchronization 第一章緒論 6 1.1 前言 6 1.2 自用家庭泊車系統(tǒng)概述 6 第二章工藝參數(shù)和工況分析 7 2.1 工藝參數(shù) 7 2.2 工況分析 7 2.3 舉開裝置要求 7 第三章舉開機的方案擬定 8 3.1.1 常用汽車舉升機的結構類型 8 3.1.2 汽車舉升機的主要參數(shù) 8 3.2舉升機方案的確定 8 第四章自用家庭泊車升降裝置的結構設計 9 4.1 舉升裝置 9 4.2
7、立柱 10 4.3 拖盤支撐結構 10 4.4 平衡機構 11 4.5 保險機構 11 第五章自用家庭泊車升降裝置剛強度的分析與計算 13 5.1 立柱的結構分析和驗算 13 5.1.1 立柱的截面特性分析與驗算 13 5.1.1.1 確定立柱截面形心和中性軸的位置 13 5.1.1.2 確定慣性矩 14 5.1.1.3 立柱靜距S的計算 15 5.1.2 立柱的強度分析 16 5.1.2.1 滑臺部件受力情況分析 16 5.1.2.2 主立柱受力情況分析 18 5.1.2.3 主立柱強度校核計算 18 5.1.3 立柱剛度計算 22 5.2 拖
8、盤部分的強度校核 23 5.2.1 拖盤部分截面特性 23 5.2.2 拖盤部分計算 23 5.2.2.1 擬定托盤托舉質量 23 5.2.2.2 托盤主體結構的材料選擇 24 5.2.2.3 托盤強度計算 25 5.2.3 拖臂擾度情況 28 5.2.4 導軌的選擇 28 5.3 鋼絲繩的選擇和計算 29 5.4 限位裝置的選定 29 第六章液壓系統(tǒng)的計算 30 6.1 液壓系統(tǒng)的工作原理 30 6.2 液壓活塞桿受壓校核 31 6.2.1 液壓缸活塞桿強度驗算 31 6.2.2 液壓缸活塞桿受壓穩(wěn)定性校核 31 6.2.3 活塞與活塞桿的計算 32
9、 6.2.4 活塞與缸筒的密封結構 33 6.2.5 活塞桿的結構 33 6.3 液壓缸流量計算 33 6.4 液壓系統(tǒng)的選擇 34 6.4.1 油路循環(huán)方式的選擇 34 6.4.1.1 確定油路循環(huán)的方式 35 6.4.2 油泵的選擇 35 6.4.2.1 額定流量 35 6.4.2.2 泵的最高工作壓力 35 6.4.2.3 電機功率的確定 36 第七章設計結論與總結 39 7.1 設計結論 39 7.2 總結 40 參考文獻 41 辭謝 43 自用家庭泊車升降裝置設計 第一章緒論 1.1 前言 近年國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高 ,我國汽
10、車擁有量急劇增長,城 市中有限的地面已經(jīng)無法提供足夠的停車車位 ,停車問題已成為許多大城市亟待 解決的難題,建造立體停車庫無疑是解決這一難題的重要途徑。汽車舉升機是用 以支撐汽車底盤或車身的某一部分,使汽車升降的設備。它在汽車維修保養(yǎng)和車 庫停靠中發(fā)揮至關重要的作用,無論是整車大修還是小修保養(yǎng),車庫停車升降都 離不開它。選擇液壓升降系統(tǒng)是因其功率重量比大、易實現(xiàn)無級調速以及安全可 靠等優(yōu)勢在車庫上得到廣泛應用。因此,設計成本較低、高效、可靠、節(jié)能的液 壓系統(tǒng)對推進液壓技術在立體停車工程中的應用有重要意義, 比如垂直升降停車 場,橫移式停車場和立體停車場等等,雙柱式舉升機是一種廣泛用于轎車等小
11、型 車泊車的舉升設備。隨著轎車工業(yè)的發(fā)展和轎車等小型車的使用日趨普及, 泊車 時,此種型式的舉升機需求量也會日益增大。 本次設計的主要任務是液壓升降機的設計, 升降機是一種升降性能好,適用 范圍廣的舉升機構。它采用全液壓系統(tǒng)控制,采用液壓系統(tǒng)有以下特點: (1)在同等的體積下,液壓裝置能比其他裝置產生更多的動力,在同等的 功率下,液壓裝置的體積小,重量輕,功率密度大,結構緊湊,液壓馬達的體積 和重量只有同等功率電機的12% (2)液壓裝置工作比較平穩(wěn),由于重量輕,慣性小,反應快,液壓裝置易 于實現(xiàn)快速啟動,制動和頻繁的換向。 (3)液壓裝置可在大范圍內實現(xiàn)無級調速,(調速范圍可達到2
12、000),還可 以在運行的過程中實現(xiàn)調速。 (4)液壓傳動易于實現(xiàn)自動化,他對液體壓力,流量和流動方向易于進行 調解或控制。 (5)液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護。 自用家庭泊車升降裝置設計 (6)液壓元件以實現(xiàn)了標準化,系列化,通用化,壓也系統(tǒng)的設計制造和 使用都比較方便。 第二章工藝參數(shù)和工況分析 該升降臺主要有兩部分組成:機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。機械機構主要起傳遞和 支撐作用,液壓系統(tǒng)主要提供動力,他們兩者共同作用實現(xiàn)升降機的功能。 2.3舉升機要求 舉升機的設計中液壓系統(tǒng)的設計也是至關重要的。在歐洲地區(qū)液壓缸、氣缸、 管路及接頭受調壓閥設定的最大壓力的限制。 他們至少應
13、承受該壓力的2倍(采 用液壓驅動時)或是該壓力的3倍(采用氣壓驅動時)并且要沒有永久變形。軟 管、氣袋、膜盒的尺寸在設計時應使之承受至少 3倍的調壓閥設定的最大壓力值 的爆破壓力。 我國對舉升機的性能要求也比較繁多,例如: (1)舉升機應設有限制行程限位裝置,如有需要則該裝置應動作靈敏、安全可 罪。 (2)液壓系統(tǒng)工作應平穩(wěn)、無振動、無爬行現(xiàn)象。 (3)液壓式舉升機除液壓系統(tǒng)能自鎖外還應沒有機械鎖止裝置。 (4)機械式舉升機任意時刻都能安全自鎖。 (5)舉升機正常運行時的噪音不得超過 80dR (6)舉開機工作環(huán)境溫度為0—40C,全行程連續(xù)舉開額定質量 20次,油溫不 得高于
14、60Co 自用家庭泊車升降裝置設計 (7)在試驗臺上對液壓系統(tǒng)施高150%勺額定使用壓力,維持2min,不允許有永 久變形、漏油及其他異?,F(xiàn)象。 第三章舉升機的方案擬定 3.1 舉升機的基本情況 3.1.1 常用汽車舉升機的結構類型 目前,全國生產汽車舉升機的廠家較多,生產的舉升機的形式也比較繁多, 有雙柱式舉升機、四柱式、剪式、組合移動汽車式等。 僅從舉升機的外型來分類的基本形式就有:普通雙柱式、龍門雙柱式、四立 柱式、剪式、移動式和單立柱式等汽車舉升機 按照舉升機的舉升裝置的形式分類也有很多種,包括絲杠螺母舉升式、鏈條 傳動舉升式、液壓缸舉升式、齒輪齒條舉升式等舉升機。
15、從舉升機的驅動方式分,主要有:電機驅動式舉升機和液壓驅動式舉 升機。 3.1.2 汽車舉升機的主要參數(shù) 普通式雙柱舉升機、龍門式雙柱舉升機和四立柱式舉升機這三種目前市場上 主要的汽車舉升機的主要技術參數(shù)統(tǒng)計如表 3.1所示。 表3.1汽車舉升機的主要參數(shù) 額定舉升質量最大舉升高度盤距地高度全程上升時間全程下降時間 普通式雙柱 2.5-4 T 1700-1800mm 110-180mm 50-70 Sec 20-60 龍門式雙柱 2.5-4 T 1700-1800mm 110-180mm 50-70 Sec 20-60 2.5-4.5 T 1700-1
16、800mm 110-180mm 50-70 Sec 20-60 3.2 舉升機方案的確定 通過對舉升機的了解,確定了采用龍門雙柱式的結構 自用家庭泊車升降裝置設計 第四章 自用家庭泊車升降裝置的結構設計 4.1 舉升裝置 舉開裝置通過電控單元的開關啟動電動機來控制液壓單元,液壓油進出液 壓缸,并通過鏈條連接液壓缸和滑臺來帶動整個設備的舉升動作。 如圖4.1就是 該裝置的簡圖;液壓缸帶動鑲嵌在滑輪槽內的鏈條實現(xiàn)舉開,由于采用的是單缸, 僅僅考托盤的剛性連接還不夠來托舉, 且不安全,所以還要鋼絲繩來做牽引和同 步,如圖4.2. 圖4.1液壓缸 圖4.
17、2鋼絲繩連接方式 4.2 立柱 普通式雙柱汽車舉升機的立柱有兩個,左、右兩邊各一個立柱。圖2.3是左 邊立柱的俯視圖。整個舉升機的重量幾乎都是由立柱來支撐的, 因此它必須要有 一定的強度和剛度。立柱中間的空間是用來放置舉升裝置以及滑臺部件的。 整個 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度和平行度, 立柱內外表面還要有一定的粗糙度等。 如圖 4.3為立柱俯視圖 圖4.3支柱俯視圖 4.3 拖盤支撐結構 自用家庭泊車升降裝置設計 /,限位器 暗稅圖 4.4 平衡機構 由于舉升機在上升或下降時必須要采用
18、強制性的平衡裝置來確保汽車整體 的水平位置保持一致,所以本次設計采用了鋼絲繩來作為整個舉升機的平衡機 構。本次設計所采用的是在單個立柱內安裝兩副左右對稱的鋼絲純, 但是在這個 單個立柱里面的鋼絲繩的走向確是兩個相反的方向, 用戶可以通過改變鋼絲繩的 張力來使左右兩邊的滑臺在抬升的過程中保持平衡。 要注意的是兩邊確定的鋼絲 純的張力必須一致,這樣才能真正的平衡。 4.5 保險機構 汽車舉升機是一種對安全性能要求特別高的舉升設備。通常設有多種保險裝 置和保護措施:液壓回路的保壓、機械鎖止保險裝置、機械自鎖裝置、舉開過載 保護、沖頂保護、防滑等等。機械自鎖是指失去驅動力后,利用機械機構的重
19、力 來自動阻礙其運動的保護。 本次設計中電磁鐵安全鎖機構的組成是:在兩個滑臺上均有安裝安全卡位 條,當汽車升起后,卡位條與電磁鐵連接的支撐板構成機械自鎖機構, 由于兩個 立柱上均裝有電磁鐵安全鎖,如圖4.5所示,并且這兩個安全鎖所裝的位置不在 同一直線上而是互相錯開在對角線上,起到雙保險的作用。 自用家庭泊車升降裝置設計 1 2 3 圖4.5電磁鐵安全鎖 1—電磁鐵,2—保險孔板,3一保險孔支撐座 作為保險裝置的電磁鐵安全鎖是由好幾個零件組成的。其中主要的幾個零件包 括:保險孔板、保險孔支撐座和電磁鐵。當電磁鐵得電將保險孔支撐座吸住時, 它和鎖緊板之間沒有接觸
20、,此時的舉升機處于保險打開狀態(tài),整個滑臺可以自由 地上下移動。當電磁鐵失電時,保險孔支撐座處于圖示狀態(tài),此時的保險孔支撐 座將與滑臺上的鎖緊板互相頂住,使滑臺固定在一個位置而不能上下移動, 起到 保險的作用。 自用家庭泊車升降裝置設計 第五章 自用家庭泊車升降裝置剛強度的分析與計算 本次設計的自用家庭泊車升降裝置的傳動系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)驅動和控制的, 通 過一側立柱內安裝的液壓油缸實現(xiàn)上下運動, 推動連接立柱與滑臺的鏈條,使滑 臺上安裝的大滾輪沿立柱滾動并且?guī)愉摻z繩的位移使另一側的大滾輪也跟著 滾動,從而實現(xiàn)滑臺的上下移動。舉升設備的主要部分有:舉升機構、支承機構、 平衡機構和
21、電磁鐵安全鎖機構。 主要參數(shù):舉升最大高度1.7m,最大載重量2噸,最大速度0.5m/分鐘。 5.1 立柱的結構分析和驗算 5.1.1 主立柱的截面特性分析與驗算 主立柱體是舉升機主要的受力承重部件。舉升機立柱在工作時受來自于保險 鎖機構處因承重的壓力和升降滑臺滾輪作用在立柱上的彎矩。 所以,立柱在這兩 種力的共同作用下,有向內彎的變形趨勢,底部焊口在拉壓應力的作用下有開裂 的傾向,因此立柱底部與底座處焊有加強筋。 立柱殼體用鋼板整體壓制成形,其內部相應位置焊有保險裝置支承板,用于 鎖定狀態(tài)時受力和承重,下部與底座焊接。其中一個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
22、承重部件,對其截面特征進行分析,主要是確定 立柱截面形心的位置和截面的慣性矩。 5.1.1.1 確定立柱截面形心和中性軸的位置 將整個截面分為A、A A三個部分,取與截面底邊互相重合的 Z軸為參考 軸如圖5.1 ,乙、乙、乙分別為三個組合截面的中性軸,則三個截面的面積及其 形心至Z,軸的距離分別為: 圖5.1舉升機主立柱橫截面示意圖 2、 A =194 6 194 6 270 6 =3948(mm2) 2、 A2 =(57 -6) 6 2= 612(mm2) 2、 A3 =(35 - 6) 6 2=348(mm2) 丁?重心C到相應邊的距離e: 2 2 aH2
23、bd2 2(aH bd) 2 2 12x1942 + 270x62 2(12 194+ 270 6) = 58.429(mm)[19] (5.1) e2 -H -e1 -194 -58.429 -135.571(mm) Y2 =194-3 =191(mm) Y3 =194-6 -14.5 =173.5(mm) 整個截面形心C在對稱軸Y上的位置則為: Z AiYi A1Y1' +A2Y2 +A3Y3 3948M58.429 +612M191 + 348M173.5 ... Yc = = 2 2 = =83.119(mm) A A1 A2 A3 3948 612 34
24、8 (5.2) 5.1.1.2 確定慣性矩 設三截面的形心分別為 G、G、G,其形心軸為 乙、乙、乙(圖5.1),它們 距Z軸的距離分別為: a1 =CC1 =83.119-58.429 = 24.69(mm) a2 =CC2 =191 -83.119 =107.881(mm) a3 =CC3 =173.5 -83.119 =90.381(mm) 由平行移軸公式,三截面對中性軸 Z的慣性矩分別為: 3 2 __2 _ 4 2 24.69 3948= 1815.36(cm ) 3 . . 3 (5.3) ’ 2 Be1 - bh ae I Z1 = I zi
25、 a〔 Ai 二 ' 2 51 63 2 4 Iz2 =Iz2 a2A2 = 2 107.881 612=712.448(cm ) 12 Iz3 =Iz3 a2A3 =6—2^ 2 90.3812 348= 286.711(cm4) 12 Izi、Iz2、IZ3為三截面對各自心軸Z1、Z2、Z3的慣性矩,將三截面對中性軸 Z的慣性矩相加,可得立柱整個截面對中性軸 Z的慣性矩 IZ =IZ1 IZ2 IZ3 =1815.36 712.448 286.711 =2814.519(cm4) 5.1.1.3 立柱靜矩S的計算: (1)立柱整個截面上半部分的靜矩 Si: 194
26、 -83.119 o SA1 = 2父6 x(194-83.119)父 二73767.577(mm3) (4.(4) SA2 =2父51M6 x (110.881—3)=66023.172(mm3) SA3 = 2」29乂 6乂 (110.881 -6-14.5) = 31452.588(mm3) 其中SA1、SA2、Sa3分別為三截面各自的靜矩,所以立柱整個截面上半部分 的靜矩S為: — — — — _ _ _ _ _ _ 3 S =Sa1 Sa2 Sa3 =171243.337(mm ) (2)立柱整個截面下半部分的靜矩 S2: S' = 2 6 83.119 83
27、.119 9 = 41452.609(mm3) S" =270^6 父(83.119-3)=12979278(mm3) S2 = S S =171245.389(mm3) 5.1.2立柱的強度分析與驗算 舉開機工作主要的受力部位在拖臂的端部,所以先對滑臺部件進行受理分 析,如圖5.2。 滑臺主要部件選用的是滑輪,相比別的滑塊之類的滑臺,這個使用比較的簡 單和方便固定鎖死。 5.1.2.1 滑臺部件受力情況分析 滑臺部件自身重量近似估算如下: 滑臺組合件尺寸:采用160X 160方鋼,壁厚8 mm 高800mm 滑臺體積:VHT =16 16 80—14.4 14.
28、4 80=3891.2(cm3) 搖臂座尺寸:采用100X100方鋼,壁厚8 mm,長440mm 搖臂座體積:VYBZ =10 10 44- 8.4 8.4 44= 1295.36(cm3) 托臂近似尺寸:采用100X 100方鋼,壁厚8 mm長( 800+ 310) = 1110mm 托臂體積:Vtb =10 10 111—8.4 8.4 111= 3267.84(cm3) 鋼材比重選?。?.85t/m3(kg/dm3, g/cm3) 所以,滑臺部件、搖臂座和托臂的重量為 Ght =3891.2 7.85 = 30.55kg GYBZ =1295.36 7.85 = 10.1
29、7kg Gtb =3267.84 7.85= 25.65kg 將滑臺、搖臂座和托臂所有部件一起考慮 Ght Gybz Gtb =30.55 10.17 25.65 = 66.37(kg) 圖5.2中,單側托臂受到的最大載荷為 1噸,加上自重,托臂端部受力為 1066.37kg,F 1和F2是立柱通過滾輪給予的反力,F(xiàn)bx和Fby為保險支承板給予的支 承力,B處為支承點,假定自重全部集中在負載處,有: Z Mb =0 f1M685- F2 M160=1066.37父1330 (5.5) '、Mc =0 F1 525 Fbx 160=1066.37 1330 (5.6)
30、 (5.7) -X=0 F1=F2 FBX Fby = 1066.37kg 由式5.7得,F(xiàn)bx =F1 — F2,代入式5.6 Fi 525+160Fi -Fz) =1066.37 1330 假定 F1 =F2,F(xiàn)BX =0 F1 -2701.470kg 則由式 5.5 得:F2 = 2701.470kg Fby = 1066.37kg 綜上所述,考慮滑臺部件中滑臺、搖臂座和托臂的總自重,假定自重全部集 中在負載處,近似估算值為66.37kg。單側托臂受到的最大載荷為1000kg,加上 滑臺部件的自重,托臂端部受力大小為 1066.37kg, F1和F2是立柱通過滾輪
31、給予 的反力,F(xiàn)1 = F2, Fbx和Fby為保險支承板給予的 F1 =F2 =2701.470kg,FBx "Fby -1066.37kg 支承力,B處是支承點位置,則: 自用家庭泊車升降裝置設計 5.1.2.2主立柱受力情況分析 主立柱受力情況(見圖 5.3普通式雙柱舉升機主立柱受力情況示意圖),F(xiàn)l 和F2是滑臺通過滾輪作用在立柱上的力(圖示為最高位置),FBX和FBY為滑臺作 用在立柱上的支承力(壓力),Rx、Ry和MH為底部支座反力。針對立柱受力情況, 經(jīng)計算得: F i ■ IBM ■■ ■■ ■ ■ F2 Mh 33 ' I 彳- ? / RhxQ.J
32、 I 1r 產 jF ■r*1" Rhy 圖5.3普通式雙柱舉升機主立柱受力情況示意圖 '、Mh =0,Mh F2 1890 - Fi (1890 525) Fby (83.119-12)=0 “ Y =0,Fby - Rhy =0 Rx=0 R HY=『Y=1066.37kg Mh=F1 525 - Fby 71.119 =23785165(kgmm) 5.1.2.3 主立柱強度校核計算 從圖5.3看出,整個立柱體相當于一個懸臂梁,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5.4: 圖5.4立柱上F1作用力及其彎矩圖和剪力圖 l=2600mm
33、b=2415mm a=185mm
M max = P(l - a) = 2701.470 (2600 -185)= 6524050.05(kgmm)
Qmax =P = 2701.470kg
由F2引起的彎矩圖和剪力圖見圖5.5 :
2701. 47OIEE
[=2 金。0
--LLL^LkuiLLL[j?
I H I [ 1 I I [1 34、= -P = -2701.470kg
由Fby產生的M引起的彎矩圖見圖4.6 :
A M B
. J
r~n m
自用家庭泊車升降裝置設計
立柱受力的合成彎矩圖和合成剪力圖如圖 4.7所示。
合成彎矩圖
圖5.7立柱受力的合成彎矩圖和合成剪力圖
圖5.6立柱上M作用力及其彎矩圖
M =Fby 71.119 =75686kg
M max = -M = -Fby (83.119-12) --5382712.634(kgmm)
綜上所述,
(5.10)
從圖中可以得出
M = P(a1 -a2) =5234.804 525= 274 35、82721(kgmm)
MD =27482721 -146958.168 = 26013139(kgmm)
在截面 C處,剪力最大(Q=5234.804kg),彎矩最大(M=2748272.1kg)
所以此處是危險截面。前面計算已經(jīng)得到
Iz = 2814.519cm4 ,抗彎截面模數(shù)為:
W =心
e2
2814.519 104
110.881
=253.83cm3
(5.8)
(5.9)
截面上半部分靜矩S= 171.24cm3,絕空但=16.436mm
S 171.24
以下進行強度校核:
(1)校核正應力強度:
max
max
274 36、8272.1 104
253.83
2
= 1082.72(kg/cm )
自用家庭泊車升降裝置設計
許用應力選;
? 1 541 100 2
k J= = 1102.04kg / cm
9.8 5
(5.11)
歸],滿足強度條件。
(2)校核剪應力強度:
QmaxS max = IZb
Qc
2701.470 kg
IZb/S 16.436 28.2cm
2
= 5.828(kg/cm )
(5.12)
(5.13)
選crS =235MPa ,而許用應力 5r 】=235 *100 = 479.59(kg/cm2)
S 9. 37、8 5
工max/],滿足強度條件。
(3)折算應力強度校核:
主立柱橫截面上的最大正應力^max產生在離中性軸最遠的邊緣處,而最大剪應力
max則產生在中性軸上,雖然通過上面的校核說明在這兩處的強度都是滿足要求
的,但是因為在截面C處,M和Q都具有最大值,正應力和剪應力都比較大,因
取該
此這里的主應力就比較大,有必要根據(jù)適當?shù)膹姸壤碚撨M行折算應力校核,
截面邊緣處某點K進行計算:
-一甄一
— —
x I
2748272 10,11.0881
2814.519
= 1082.71( kg / cm2)
(5.14)
QS x 一 Ib
照4.80”171. 38、255, 2)
2814.519 28.2
(5.15)
可以采
由于點K處在復雜應力狀態(tài),立柱體材料采用的 30鋼是塑性材料,
用第四強度理論即,將6x,J的數(shù)值代入,用統(tǒng)計平均剪應力理論對此應力狀態(tài)
(5.16)
建立的強度條件為: 二j = 2 3.2 : LT
所以二j ^1082.712 3 11.292 =1082.71kg/cm2 [二]=1104.082kg/cm2
(5.17)
??.按第四強度理論所算得的折算應力也滿足許用強度要求。
1890 =0.727
2600
5.1.3立柱的剛度計算 用迭加法:
,a、 x a 39、 710 -…八-b
(1) V= — ,a=—= = 0.273; B =一
l l 2600 l
由F2引起的繞度:
(往外彎)用式:
fA
的(3」)
6EI
(5.18)
E:彈性模量的選擇:碳鋼?。?96 —206Gpa
取 201Gpa=20.1xi06N/cm2
Pb2l
fA1 = 6EI
(3一:)5234.804 1892 260 9.8 2.273
= 7 =3.2(cm) ?? (5.19)
6 20.1 106 2814.519
(2)
a 710
2600
=0.27"十黑=0.929
(往內彎)由
Fi引起的繞度: 40、
— 2
Pb2l
6EI
(3」)
2
5234.804 241.5 260 9.8 2.071 ,、
6 = 4.7(cm)
6 20.1 10 2814.519
(3)由M引起的繞度:
2 2
(5.20)
Ml 2 14695.82 2602 9.8
6 = 0.086(cm)
2EI 2 20.1 106 2814.519
(往外彎)此植可忽略不計。
實際往內彎的繞度 fA = fA1 ? fA2 =4.7-3.2 = 1.5(cm)
5.2.1托舉部分截面特性
托舉部分截面屬于變截面,以下先計算截面特性數(shù)據(jù):
(1)小臂截面尺 41、寸:70X70方鋼,壁厚8mm a=70,b=54
慣 性 矩
4 ,4
a - b
4 4
70 -54
=129.225cm4
12
12
(5.(21)
6a
6 70
=36.92cm3
(5.(22)
靜矩計算:S=2 8 35 17.5 54 8 27 4 =23.192cm3
(2)大臂截面尺寸:92X92方鋼,壁厚8mm a=92,b=76
4 i 4 4 4
慣性矩:I ^a ~b = 92 -76 = 318.976cm4
12 12
4 , 4
a - b Wx =
924 -764
6a
6 92
3
=69 42、.342cm
5.2.2托盤調查大眾普遍型轎車參數(shù),參數(shù)由表 3-1確定本課題轎車的幾何 參數(shù)為:車身長為小于 5000mm車身寬為小于1900mm車身高為小于1700mm, 總重是小于1600Kg托盤為載車容器,其尺寸應該大于轎車的尺寸,故托盤的 尺寸初步定為:長L=5400mm寬W=2500mmfe了保證托盤的自由運動,左右兩個 立柱間的距離應該大于托盤的寬度,因為這樣既有利于轎車的存取,也有利于托 盤的安放,所以把左右兩個立柱間的距離定為 2700mm車庫總長度為8500mm , 寬度為5800mm高4440mm單個車位尺寸為長 5600m 寬2700m 高2000m,這是 托盤和 43、車庫框架的大體尺寸。
自用家庭泊車升降裝置設計
轎車普遍的尺寸與質量:
轎車等級
品牌列舉
長(mm)
寬(mm)
高(mm)
質量(kg)
3460
1618
1465
870
微型車
3550
1495
1530
897
小型車
長安CX20
3900
1710
1570
1100
標志207
4260
1680
1468
1079
緊湊車型
雪鐵龍C4
4273
1769
1458
1315
4308
1725
1453
1255
中型車
馬自達6
4670
1780
1435
44、
1386
凱美瑞
4825
1820
1485
1490
大型車
凱尊
4965
1850
1475
1500
標志607
4902
1835
1442
1570
多用途車
林肯MKT
4980
1712
1700
1580
本田時韻
4570
1695
1590
1410
越野車
豐田RAV4
4630
1855
1700
1495
本田CR-V
4570
1820
1680
1475
跑車
保時捷911
4435
1808
1310
1505
寶馬Z4
4239
1790
1284
1480 45、
表3-1
5.2.2.2 托盤主體結構的材料選擇
托盤示意簡圖見零件圖(A1)
(1)外框空心鋼管的選擇
選用的結構用冷彎矩形空心鋼管(GB-6728-86)
選擇的尺寸180 nlmX 100mm,壁厚t=4.00 mm,理論重量16.758 kg/m.
(2)托盤中用于承載汽車的鋼板的選擇
根據(jù)GB3277-82選擇菱形花紋鋼板,以增大汽車輪胎與鋼板之間的摩擦 力。厚度5 nlm,寬420 nlm,其它鋼板,如承載用的平行與水平面的鋼板。根據(jù) (GB709-88),選擇厚度 5 mm0
對于鋼板厚度4 mm,理論重量31.4 kg/m2
菱形花紋鋼板 厚度4 mm 46、,理論重量33.4 kg/m2
自用家庭泊車升降裝置設計
(3)角鋼的選擇
根據(jù)GB9787-88選擇碳素鋼Q235-A,尺寸為50*50*5 mm的熱軋鋼等,邊角 鋼理論重量1.822 kg/m.
⑷托盤整體采用焊接的方法:
焊縫均采用手工電弧焊,焊縫不能有透、熔、蝕等缺陷,修刺倒棱,綜
上所述得出
菱形鋼板寬W=0.47m長L=5.4m
矩形鋼管 長L=5.4m
中間鋼板寬W=1.4m 長L=5.4m
角鋼 長L=2.5m
得出:
矩形鋼管:M2=16.758 kg/mX4X5.4m=361.97 kg
中間鋼板:M3=31.4 kg/m2x 5.4mX 1.4m 47、=237 kg
菱形鋼板:M=33.4 kg/m2x2X0.47mX 5.4m=169kg
角鋼: M 5=1.822 kg/mX2X2.4m=8.7 kg
其它重量:M7= 3 kg
所以上層托盤總重量為 乂總=陽乂+同+此+乂+帚+吊=779 kg.
由于底層托盤上有滾輪和齒條:
估算滾輪重量M滾=0.8 X 4=3.2 kg
齒條采用45號鋼,淬火,密度為7.9X103kg/m3
長度為L=2150mm,寬度為 W=100nm,高度為H=60mm
M齒條=2150 mm X 100 nlm X 60 mm X 7.9 X 103 kg/m3 X 10-12=101.91 48、 kg
底層托盤總重量為=779kg+101.91kg=880 kg
故底層托盤的重量初步定為880 kg .
圖中的A、R C分別對應著托臂示意圖中的 A B、C四個截面:
自用家庭泊車升降裝置設計
下圖是托盤下梁的示意圖:
按照A,B,C幾個典型截面進行分析,各個截面的截面圖如下:
B-B截面(同D-D截面)
(b)
(a) A-A截面
(c) C-C截面
圖4.10典型的截面示意圖
(1) A截面:
慣性矩:I=129.225cm4 ; VW=36.92cm3
Ma =1066.37 31 = 33057.47kg cm
二 maxA
3305 49、7.47
36.92
2
=895.38kg / cm
_ 540 100
一- 9.8 3
. 2
=1836.73 kg/cm
自用家庭泊車升降裝置設計
保險系數(shù)較小可滿足強度要求
(2) B截面:92*92方鋼
2
A=80X 15=1200mm
yA1=92+15/2=99.5mm
A2=92X 92-76 X 76=8464-5776=2688m2n
yA2=92/2=46mm
Yc=(1200 X 99.5+2688 乂 46)/(1200+2688)=243048/3888=62.51mm
I a1=80X 153/2+( 50、99.5-62.51) 2X 1200=1664412.12mim
I a2=(924-764)/12+(62.51-46) 2 2688=392.46c前
所以 Ib =Iai +口=392.46 +166.44=558.9 cm4
W=89.41cm
Mb =1066.37 61 =65048.57 kg cm
Mb
maxB 二….
Wx
65048.57
89.41
. 2
= 727.53kg/cm
540 100 2
上 1 = =1574.34 kg / cm
9.8 3.5
保險系數(shù)較小可滿足強度要求。
(3) C截面:
2
A1 51、=12cm
yA1=92+15/2+60=15.95cm
2
A2=26.88cm
yA2=4.6cm
2
A3=60X 10=6cm
yA3=92+60/2=12.2cm
y(=(12 X 15.95+26.88 X 4.6+6 乂 12.2)/(12+26.88+6)=8.56cm
I ai=50X 153/2+(15.95-8.56) 2X 12=641.73cm4
I a2=(924-764)/12+(8.56-4.6) 2X 16.88=759.875cm4
I A3=1*63/12+(12.2-8.56) 2X 6=183.615cm4
所以 I A總=I 52、A1+I A2+I A3=1585.22cm
3
W=I 總/8.65=1585.22/8.65=183.26cm
M=1066.37 X 94=194238.78kgcm
、-maxC
MC 100238.78 2
C = = 546.97kg/cm2
Wx 183.26
u = 540.J00=1574.34kg/cm2
9.8 3.5
滿足強度要求。
(4) D截面:
慣性矩:I=318.976cm4 ; W=69.342cm3
M=1066.37 x 53=56517.61kgcm
maxD
Md
Wx
56517.61
69.342
2 53、
= 815.05kg/cm
卜540 x100 =i620.64kg/cm2 ,保險系數(shù)較小可滿足強度要求。
9.8 3.4
5.2.3 梁的擾度情況
端部受力P= 1066.37kg,托盤部件由大臂和小臂組成,從大臂和小臂處分 別考慮:
3 3
小臂端部處撓度:f1 =」=1066.37 父 41 父9.8 =0.0924(cm) …(5.23)
3EI 3 20.1 106 129.225
大臂端部處撓度:經(jīng)受力分析后得知大臂端部受一個力 P= 1066.37kg和一
個彎矩 M =1066.37 X70= 74645.9kgcm;
fP
pi3
3EI
54、1066.37 703 9.8
3 20.1 106 318.976
= 0.186(cm)
fM
Ml 1 2EI
1066.37 70 702 9.8
2 20.1 106 31 8.976
= 0.279(cm)
(5.24)
因載荷引起的撓度為:
f載荷=f1 f 2 f 3 =0.092 0.186 0.279 = 0.557 (cm)
因托盤的大小臂之間有1mm句隙,由此產生撓度:f間隙=1.864(mm) 主立柱的彎曲繞度使滑臺產生轉動,滑臺的轉動又使托盤有一定的下沉量, 經(jīng)計算,f轉動=26.325(mm)。
故托盤端部總下沉量為:
f總=f載荷 55、f間隙 f轉動=0.557 1.864 1.082-3.503 : 3.5(cm)〈6(cm)
在舉升機行業(yè)標準中,此值滿足距立柱最遠點的托臂支承面下沉量要求。
5.2.4 導軌的選擇
由于轎車和托盤的重量達到 2379 kg,故選擇GB11264-89中的輕軌,型號 30。查其總高是108 nlm,總寬是108 nlm,總長是車庫的長度,本設計車庫長度為 8500 nlm,具截面如圖3-4所示:
潤滑方式:采用人工加油的方式直接向導軌上澆油,不需要專門的潤滑裝置,
圖3-4托盤的軌道
6.1 鋼絲繩的選擇和計算
托盤是由2根鋼絲繩承載,所以每根鋼絲繩所受的拉力 F為:
F= 56、(G1+G2 /2= (779+2000) X 9.8/2=13617N=13.617KN
由《鋼絲純中國標準匯編》查得表 4-1知道得:
鋼絲繩選擇公稱直徑為4.8mm最小破斷拉力為18.6KN。
上層托盤下降到最底下,所需要的最大高度為 1700mm托盤上兩個滑輪之間
的距離為2500mm^以鋼絲繩長度為L:
L=2500+1700X 2=5800mm
考慮其他安裝則取鋼絲繩長度為 5800mm
表6-2鋼絲純中國標準匯編
結構
公稱直徑
允許偏差
最小破斷拉力
不松散直徑增大值 不大于
參考重量
MM
KN
MM
KG/100M
6X+IWS
2.4 57、0
0.30
4.45
0.25
2.6
3.20
0.30
8.90
0.28
6.3
4.00
0.40
12.45
0.43
6.7
4.80
0.40
18.60
0.48
9.7
5.60
0.40
24.90
0.51
12.8
6.40
0.40
31.20
0.53
16.4
8.00
0.60
43.60
0.61
25.8
9.50
0.70
64.10
0.69
36.2
表6-2
6.2 限位裝置的選定
這里在托盤上安裝兩個個普通限位器即可,車輛在倒入托盤過程 58、中起一個提
醒和限位的作用,能有效阻止車輛滑移和意外事故的發(fā)生。
自用家庭泊車升降裝置設計
第六章液壓系統(tǒng)的計算
6.1 液壓系統(tǒng)的工作原理
啟動電動機按鈕后電機起動帶動油泵從油箱中吸入液壓油送到舉開缸中使 活塞桿移動,此時安全溢流閥關閉。此閥的壓力在出廠前已經(jīng)調好,保證起重的 額定載荷的要求。當系統(tǒng)中壓力超過極限時,自動溢流卸油閥松開,起動按鈕停 止供油,提升便結束,開始作業(yè)工作。如果拉動滑臺上兩個機械安全鎖后再接手 動式下降閥便開始卸油下降,其工作原理圖見圖 6.1
圖6.1液壓系統(tǒng)工作原理
1-齒輪泵,2-電動機,3-濾油器,4-單向閥,5-溢流閥,6-手 59、動式下降閥, 7-伺服限流閥,8-軟管,9-防油管爆裂閥,10-舉開缸,11-液位計,12-空氣濾
6.2 液壓缸活塞桿受壓校核
自用家庭泊車升降裝置設計
6.2.1 液壓缸活塞桿強度驗算
根據(jù)活塞桿只受壓力的工作情況,強度驗算公式為:
d>35.7 (F/[ (r]) 1/2mm ( 6.1)
式中:F一載荷力KN
這用
F=1/2G=(4000/2) Xg=2000Kgf=19.62KN ( 6.2)
[①]—活塞桿材料應用應力MPa [(t]= (Ts/n ( 6.3)
其中:n—材料屈服極限,n-安全系數(shù)。取(rs=315MPa n=3, [(r]=105 60、MPa
則 d >35.7 (19.62/105 ) 1/2 =15.432 mm
實際采用之活塞桿直徑d=38mm> > 15.432mm所以符合受壓強度要求。
6.2.2 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:
J
圖6.2液壓缸壓桿安裝圖
已知:
缸體長度 L=1078mm
工作行程 l=914mm
活塞桿直徑 d=38mm
計算長度 l ' =L+l=1992mm
活塞桿截面積 A=(九/4 ) x d2
活塞桿轉動慣量 J=(兀/64 ) x d4
活塞桿回轉半徑 K= (J/A) 1/2=d/4
柔性系數(shù) m=85
末端條件 61、系數(shù) n=2
WJ l ' /K=4 X l ' /d=4 X 1992/38=209.684 mx n1/2=85X 21/2=120.21
由于l ' /K> mxn1/2,則可按下列公式計算臨界載荷
P C/L,2 ( 5.4)
式中:E—材料彈性模量,取 E=2.1 X 105 MPa, J—mrm l' -mm
則:Pk=[3.1416 2X 2X2.1 乂 1011 X (3.1416/64 ) X 0.0384]/1992 2=106924.616N
取安全系數(shù)n"3,臨界穩(wěn)定載荷 P/ n k=106924.616/3=35641.539N
實際工作載荷 F=1/ 62、2G=2000Kgf=19620N
F=1/2G=2000Kgf=19620N: Pk/ n k,所以滿足壓桿穩(wěn)定條件。
6.2.3 活塞與活塞桿的計算
活塞與活塞桿螺紋連接時,活塞桿危險截面處的拉應力為:
KFi
d, / 4
1.3 20000
2
0.235672 二/4
= 59634157 Pa
螺紋處的切應力為:
K〔KFd 0
0.2d;
0.12 1.3 20000 0.24
3
0.2 0.23567
=286037Pa
合成應力為:
二 n-,;- 2 3 2 = ; 596341572 3 2860372 = 59636215 Pa 63、」;7
自用家庭泊車升降裝置設計
n
355 106
= 208.8 106Pa
1.7
式中K一螺紋擰緊系數(shù),靜載時K=1.25~1.5;動載時K=2.54;
Ki一螺紋內摩擦系數(shù),一般取 Ki=0.12;
d o —螺紋外徑,R]
di一螺紋內經(jīng),mi 一般采用普通螺紋時,di=do-1.0825t (t為螺紋 螺距,mj);
D 一液壓缸內經(jīng),m;
[仃]—螺紋材料許用應力,Pa;
J一螺紋材料屈服點,Pa;
n —安全系數(shù),通常取n=1.5~2.5;
F 一液壓缸輸出的拉力,N;
6.2.4 活塞與缸筒的密封結構
活塞與缸筒之間既有相對運動, 64、有需要使液壓缸兩腔之間不漏油。根據(jù)液壓 缸的工作壓力及作用選擇 Yx型密封圈進行密封。見文獻[5],表8-49孔用Yx 形密封圈尺寸,表8-50Yx形孔用密封圈溝槽形式與尺寸;表 8-52軸用Yx形密 封圈尺寸,表8-53軸用Yx形密封圈溝槽尺寸。根據(jù)公稱直徑進行選取。溝槽的 公差選取為h9或H9。
6.2.5 活塞桿的結構
液壓缸通常通過活塞桿的端部與其驅動機構相連接。參見文獻 [5],表4-13
常用活塞桿端部結構形式,選用法蘭結構形式。
6.3 液壓缸流量的計算
如要保持0.5m/min的舉升速度,則要計算流量,液壓缸的流量余缸徑和活 塞的運動有關系,當液壓缸的供油量 Q不變時 65、,,活塞在行程的中間大多數(shù)時間 保持恒定速度vm,液壓缸的流量可以計算如下:
vA
.. IT o
式中:A 活塞的有效工作面積 A= —D2
4
“cv活塞的容積效率 采用彈形密封圈時,v = 1,采用活塞
環(huán)時 cv=0.98
cv
代入數(shù)據(jù):
2
3.14 1.92 0.5
Q = = 1.44L / m i n
0.98 4
即液壓缸要達到0.5m/min值時,所需要的流量1.44L/min .
6.4 液壓系統(tǒng)的選擇
6.4.1 油路循環(huán)方式選擇
油路循環(huán)方式可以分為開式和閉式兩種,具各自特點及相互比較見下表:
開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)的比較
66、油液循環(huán)方式
開 式
閉 式
散熱條件
較方便,但油箱較大
較好,需用輔泵換油冷卻
抗污染性
較差,但可用壓力油箱或其它改善
較好,但油液過濾要求高
系統(tǒng)效率
,路壓力損失較大,用節(jié)流調速效率 低
管路壓力損失較小,容積調速效率高
限速制動形式
用平衡閥進行能耗限速,用制動閥進 行能耗制動,可引起油液發(fā)熱
液壓泵由電機拖動時,限速及制動過程 中拖動電機能向電網(wǎng)輸電,回收部分能 量
其 它
對泵的自吸性能要求較高
對主泵的自吸性能要求低
表6.1
6.4.1.1 確定油路循環(huán)方式
比較上述兩種方式的差異,再根據(jù)升降機的性能要求,可以選擇的油路循環(huán) 方式為閉式系統(tǒng),因為該升降機主機和液壓泵不分開安裝, 不具備較大的空間存 放油箱,而且要求該升降機的結構盡可能簡單,所以選擇閉式循環(huán)更好。
6.4.2 油泵的選擇
6.4.2.1 額定流量
泵的流量應滿足執(zhí)行元件最高速度要求,所以泵的輸出流量應根據(jù)系統(tǒng)所需 要的最大流量和泄漏量來確定:
qp - KQaxn
式中:qp 泵的輸出流量 L/min
K 系統(tǒng)泄漏系數(shù) 一般取K= 1.1-1.
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年防凍教育安全教育班會全文PPT
- 2025年寒假安全教育班會全文PPT
- 初中2025年冬季防溺水安全教育全文PPT
- 初中臘八節(jié)2024年專題PPT
- 主播直播培訓提升人氣的方法正確的直播方式如何留住游客
- XX地區(qū)機關工委2024年度年終黨建工作總結述職匯報
- 心肺復蘇培訓(心臟驟停的臨床表現(xiàn)與診斷)
- 我的大學生活介紹
- XX單位2024年終專題組織生活會理論學習理論學習強黨性凝心聚力建新功
- 2024年XX單位個人述職述廉報告
- 一文解讀2025中央經(jīng)濟工作會議精神(使社會信心有效提振經(jīng)濟明顯回升)
- 2025職業(yè)生涯規(guī)劃報告自我評估職業(yè)探索目標設定發(fā)展策略
- 2024年度XX縣縣委書記個人述職報告及2025年工作計劃
- 寒假計劃中學生寒假計劃安排表(規(guī)劃好寒假的每個階段)
- 中央經(jīng)濟工作會議九大看點學思想強黨性重實踐建新功