雙柱舉升機設(shè)計

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. . 普通式雙柱汽車舉升機設(shè)計 摘 要：隨著社會發(fā)展，汽車成了必不可少的交通工具，汽車的維修和保養(yǎng)也越 來越多，在各種各樣汽車維修廠和保養(yǎng)店中，汽車舉升機都是必不可少的維修機械， 而其中雙柱式汽車舉升機應(yīng)用的較多。現(xiàn)在，市場上有許多種類的舉升機，雙柱舉 升機，四柱舉升機，剪式舉升機，汽車舉升機組合。此文簡單的介紹了舉升機的種 類，我們根據(jù)提供的數(shù)據(jù)來確定舉升機的方案之后，選擇了龍門雙柱式舉升機來進 行了設(shè)計與說明，使得舉升穩(wěn)定且安全，后面又對舉升機的結(jié)構(gòu)和工藝進行了分析 和計算。然后校核雙柱的剛強度，校核計算托臂的強度。后面再對液壓缸的活塞桿 的安全性和剛度和壓桿強度校核，確保提升機按照設(shè)計使用要求，安全實用。 這次的畢業(yè)設(shè)計是汽車維修普通龍門式雙柱舉升機，我們采用了液壓驅(qū)動的方 式，設(shè)計的特點包含有：1 操作簡單，安全可靠；2 價格實惠，擁有較大的市場份額； 3 龍門式無橫梁，拆裝方便；4 采用可伸縮式非對稱托臂，加大托臂工作范圍；5 適 用于各種轎車；6 使用壽命較長；7 低能耗，節(jié)約能源。 關(guān)鍵詞：龍門式，雙柱舉升機，舉升安全穩(wěn)定，保險裝置，液壓啟動、強度校核， . . Abstract with the development of society, the car has become an indispensable means of trans port, car repair and maintenance is also more and more, in a variety of car repair plan t shop, car lift repair machinery are essential, and the double column type auto should be used more. Now, there are many types of lifting machine market, double lift, machin e, auto lift machine combination. This paper introduces a simple type of lifting machin e, we provide data to determine the lifting scheme, the choice of Long men double col umn lifting machine was designed and introduced, the lifting stability and safety, and th e back lifting machine structure and process are analyzed and calculated. Then just chec k the strength of double column, the strength checking calculation. Back then the safety of the piston rod of the hydraulic cylinder and the stiffness and strut strength checking, ensure the hoist in accordance with there quire of design, safety and practicality. This graduation design is a common type of Long men automobile repair double colum n lifting machine, we use the hydraulic drive mode, design features include: 1, simple operation, safe and reliable; 2 affordable, with a large market share; 3 Long men typ e beams, convenient disassembly and assembly; 4 with telescopic asymmetric arm increas e the scope of work; 5, applicable to all kinds of car 6; long service life; 7 low energy consumption, energy saving. Key words: Long men type, double lift, lifting safety, safety device, hydraulic starting, strength check。 . . 目 錄 第一章緒論 .............................................................................................................................1 1.1 引言 ...........................................................................................................................................................1 1.2 舉升機的方案擬定 ..................................................................................................................................1 1.2.1 常用汽車舉升機的結(jié)構(gòu)類型 ..........................................................................................................1 1.2.2 汽車舉升機的重要參數(shù) ...................................................................................................................1 1.3 汽車舉升機的主要結(jié)構(gòu)與要求 ...............................................................................................................2 1.3.1 舉升裝置的要求 ..............................................................................................................................2 1.4 普通式雙柱汽車舉升機結(jié)構(gòu)方案的確定 ..............................................................................................2 2 普通式雙柱汽車舉升機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .................................................................................3 2.1 舉升裝置 ..................................................................................................................................................3 2.2 平衡機構(gòu) ..................................................................................................................................................4 2.3 立柱 ..........................................................................................................................................................5 2.4 支撐機構(gòu) ..................................................................................................................................................5 2.5 保險機構(gòu) ..................................................................................................................................................6 3 普通式雙柱汽車舉升機的強剛度分析與驗算 .................................................................7 3.1 普通式雙柱舉升機立柱的結(jié)構(gòu)分析和驗算 ..........................................................................................7 3.1.1 主立柱的受力分析與計算 [5]..........................................................................................................7 3.1.2 對立柱截面進行分析和計算。 ......................................................................................................8 3.1.3 確定慣性矩 ......................................................................................................................................9 3.1.4 立柱靜矩 S 的計算： .......................................................................................................................9 3.1.5 主立柱的強度分析與驗算 ............................................................................................................10 3.1.6 滑臺部件受力情況分析 .................................................................................................................10 3.1.7 舉升機主立柱受力情況分析 ........................................................................................................11 3.1.8 主立柱強度校核計算 .....................................................................................................................12 3.1.9 主立柱的剛度計算 .........................................................................................................................15 3.2 托臂部分的強度校核 ............................................................................................................................16 3.2.1 托臂部分截面特性 ........................................................................................................................16 3.2.2 托臂部分強度核算 ........................................................................................................................16 3.2.3 從托臂處考慮撓度情況 ................................................................................................................19 4 液壓系統(tǒng) ...........................................................................................................................20 4.1 液壓系統(tǒng)工作原理 ................................................................................................................................20 4.2 液壓缸活塞桿受壓校核 ........................................................................................................................21 4.2.1 液壓缸活塞桿強度驗算 ................................................................................................................21 4.2.2 液壓缸活塞桿受壓穩(wěn)定性校核 ....................................................................................................21 5 結(jié)論 ...................................................................................................................................23 參考文獻 ...............................................................................................................................24 致謝 ...................................................................................................................................25 . . 第一章緒論 1.1 引言 隨著科學的不斷發(fā)展，人民生活越來越好，汽車也越來越多，汽車維修和保養(yǎng) 的市場也日漸加大。而舉升機在汽車維修和保養(yǎng)中至關(guān)重要。在各式各樣的修理 廠和 4S 店、就算是平常的一家補胎店中都會配備舉升機。所以舉升機市場競爭越 發(fā)激烈。 最早的單柱式舉升機越來越不適應(yīng)現(xiàn)在的市場，因其只適應(yīng)于修理汽車四周 的地方，汽車底部的大部分會被阻擋，所以舉升機有了很多修改方案，有了簡單的 如雙柱式、四柱式、剪式。還有組合移動汽車式等。而其中雙柱式簡單可靠，維護 簡易，安全系數(shù)高，而且擁有優(yōu)秀的價格優(yōu)勢。占據(jù)了舉升機的一大部分市場。 1.2 舉升機的方案擬定 1.2.1 常用汽車舉升機的結(jié)構(gòu)類型 現(xiàn)在，生產(chǎn)汽車維修用舉升機的廠家眾多，舉升機的類型也多種多樣。 舉升機的分類及升降裝置的形式也有很多種，包括螺旋升降，升降液壓缸，齒 輪齒條，起重鏈條傳動升降式提升機等。 舉升驅(qū)動力一般有兩種：電機動力式舉升機和液壓動力驅(qū)動式舉升機。 1.2.2 汽車舉升機的重要參數(shù) 下圖是一家廠家普通龍門式雙柱舉升機一些重要技術(shù)參數(shù) 如表 1.2 所示。 表 1.2 . . 表 1.2 為這次設(shè)計所要求的數(shù)據(jù)，我所設(shè)計的是采用 T-4.0C 的數(shù)據(jù)要求。 1.3 汽車舉升機的主要結(jié)構(gòu)與要求 普通舉升機的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計分為 6 種，其中有（1）整體結(jié)構(gòu)設(shè)計；（2）舉升 方式設(shè)計；（3）驅(qū)動模式選擇；（4）平衡裝置設(shè)計；（5）安全與保險設(shè)計； （6）托盤結(jié)構(gòu)設(shè)計。 1.3.1 舉升裝置的要求 根據(jù)國家 GB5226 中的相關(guān)規(guī)定，普通舉升機的電器系統(tǒng)的安全絕緣耐壓符合要 求。 液壓系統(tǒng)在設(shè)計舉升機時非常重要的重點，為動力結(jié)構(gòu)。在平常的舉升機設(shè)計 中，其中的液壓缸、各種連接管路和接頭調(diào)壓閥所能最大能承受的壓力至少要是設(shè) 定壓力的兩倍。且這些裝置不能產(chǎn)生永久變形。 1.4 普通式雙柱汽車舉升機結(jié)構(gòu)方案的確定 根據(jù)我們對一般的舉升機的要求和認識，我設(shè)計了如圖 1.4 的雙柱舉升機的結(jié)構(gòu) 示意圖 圖 1.4 龍門式雙柱舉升機的結(jié)構(gòu)示意圖 從示意圖可大致看出，這個舉升機由立柱、滑臺、托臂、液壓系統(tǒng)、舉升系統(tǒng)、同 . . 步機構(gòu)組成。這個舉升機通過液壓系統(tǒng)來提供動力并控制機械啟動和停止。在這次 設(shè)計中我們安裝了兩個液壓油缸，由液壓缸來通過鏈條帶動托臂上升，來實現(xiàn)汽車 的升降。 2 普通式雙柱汽車舉升機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1 舉升裝置 下圖為這次設(shè)計的舉升機的舉升裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。 ， 圖 2.1 舉升裝置結(jié)構(gòu)圖 從上圖中可以看到，我們通過滑輪機構(gòu)來使得液壓缸行程來縮短，我們將鏈條放入 滑輪槽中，鏈條的其中一端固定在立柱上，而另一端固定在滑臺上。在液壓缸舉升 時，滑臺上升的高度就為液壓缸行程的兩倍，這樣變相可以使液壓缸行程減半并帶 動托臂上升。 . . 圖 2.2 動力裝置示意圖 這次設(shè)計的舉升機舉升裝置是通過開啟電動機來控制液壓系統(tǒng)的液壓單元，將 液壓油壓進液壓缸中，使得活塞杠桿上升，來推動滑臺升降。如圖 2.2 從圖 2.2 中可以看出這次舉升機設(shè)計驅(qū)動裝置的大致示意圖，可以看出這個液壓通 過外接的控制單元來控制液壓油進出，但由于有這兩個液壓缸是通過一個液壓膠管 來連接的，這會導(dǎo)致左右兩個液壓缸的舉升有一個時間差，有可能使得啟動不平穩(wěn)， 還有可能讓兩邊的舉升速度不一致而托臂不平衡，這樣就不安全穩(wěn)定。故此，我們 在這基礎(chǔ)上加上了兩套鋼絲繩來同步舉升。 2.2 平衡機構(gòu) 舉升機的上升和下降時，為了安全，兩邊的托臂必須同時上升和下降。為了保 持平衡，我們應(yīng)用了平衡裝置來保證兩邊同時上升和下降，而平常我們利用鋼絲繩 來平衡兩邊滑臺。這次我們安裝了兩副走向相反，左右對稱的鋼絲繩，使得這兩副 鋼絲繩的張力一致，這樣就能保證平衡。其中一個立柱中的鋼絲繩走向如圖 2.2 所 示。 鋼 絲 繩 下 滑 輪2件 上 滑 輪滑 臺 . . 圖 2.2 鋼絲繩的走向示意圖 2.3 立柱 雙柱舉升機，顧名思義，由左右兩個立柱構(gòu)成，立柱需要有較大的強度和剛 度，用來支撐整個托舉裝置和汽車的重量。且立柱內(nèi)部裝有滑臺和液壓舉升裝置， 為了平穩(wěn)的上升和下降，立柱必須有一定的行位公差，立柱的內(nèi)壁必須要有相應(yīng)的 直線度和平行度。這樣才能使滑臺能平穩(wěn)安全上升和下降。如圖 2.3，為這次設(shè)計的 立柱俯視圖。 圖 2.3 立柱的俯視圖 2.4 支撐機構(gòu) 支撐機構(gòu)采用非對稱式托臂，托臂還具有伸縮性，這樣加大了托臂的工作范圍， 能更好的更安全的托起汽車。適應(yīng)于各種汽車，達到維修目的。如圖 2.4 為支撐托 臂的工作范圍示意圖。 . . 圖 2.4左 右 托 臂 的 工 作 范 圍 示 意 圖 1—托臂未伸縮是工作路線，2—托臂伸長后的工作路線 我們可以看出托臂的工作范圍為圖中的陰影部分，四個托臂都可以伸縮，軌跡 1 是 未伸縮時的工作線路，軌跡 2 是伸縮后的工作路線。1 和 2 所構(gòu)成的扇形區(qū)域為整個 托臂的工作范圍，這樣的設(shè)計就更加適應(yīng)了大多數(shù)汽車底盤，加大了適應(yīng)面。可是 托臂要用來支撐整個汽車的重量，所以我們設(shè)計了非對稱的托臂，用來保證托臂的 剛強度。托臂如圖 2.5 所示。 Ⅱ 圖 2.5 非對稱式托臂的結(jié)構(gòu)圖 2.5 保險機構(gòu) 對于汽車舉升機來說，因為維修工作常在車底要求，故安全性能是其中一項至 關(guān)重要的要求。所以對平常的舉升機，我們都會為其加上多種保險裝置和保護措施， 防止事故的發(fā)生。其中有液壓自鎖、托臂機械自鎖。在這次設(shè)計中，通過電磁安全 鎖來達到保證安全的作用，我們在滑臺的一側(cè)設(shè)計了棘輪，在汽車上升時，安全鎖 打開，頂住滑臺，預(yù)防滑臺在失去重力后滑落，從而達到保險的作用。而且我們在 左右兩個立柱都裝有安全鎖，防止其中一個失效，達到雙保險的作用?；_一側(cè)為 棘輪，在失去動力時，防止滑臺滑落，保證安全。 . . 123 圖2.7電磁鐵安全鎖 1—電磁鐵，2—保險孔板，3—保險孔支撐座 如圖 2.7，為我們設(shè)計所需要的電磁安全鎖，它主要部分是由電次鐵，保險孔套和保 險孔支撐板所構(gòu)成。保險孔板用來支撐住滑臺，而電磁鐵來控制保險孔板的開關(guān)， 如圖是電磁鐵失電時，保險孔板頂住滑臺，這樣滑臺就無法下降。 3 普通式雙柱汽車舉升機的強剛度分析與驗算 雙柱式汽車舉升機，用于舉升汽車，一般的工作負荷都好大，而且一定要確保 安全，故我們必須要對舉升機的主要結(jié)構(gòu)進行強度分析和校核，這次我們對主力柱、 滑臺、托臂液壓缸活塞杠這幾個關(guān)鍵部位進行了受力分析和強度校核。 圖 3.0 從圖 3.0 中看出，這次畢業(yè)設(shè)計的雙柱舉升機 T-4.0C 型號為，可以看出舉升機 的主要性能參數(shù)為：額定舉升重量為 4000kg；舉升臂在最低高度 100mm，最大舉升 高度為 1800mm，所以工作行程為 1700mm。在舉升 4000kg 的時候，從最低位置舉升 到最高位置的時間為 55s；當將 4000kg 汽車下降時，從最高下降到最低點時間為 50s；我們所采用的電動機功率 2.2 KW； . . 3.1 普通式雙柱舉升機立柱的結(jié)構(gòu)分析和驗算 3.1.1 主立柱的受力分析與計算 [5] 舉升機的主力柱將承擔滑臺和棘輪處所受的向內(nèi)彎的力矩。所以我們必須要在 立柱的底部焊接兩個加強筋，防止立柱低裂開，造成危險事故。同時立柱為主要受 力機構(gòu)，必須要有一定的剛度和硬度，我們先通過對其截面進行計算確定立柱截面 形心的位置，然后來進行計算受力和剛度和強度。 3.1.2 對立柱截面進行分析和計算。 yZ231Z ′12A21332CY′ c′ 2′ A12e1Y′ =31 圖 4.0 . 我們要計算出整個截面的形心，可以先把主力柱的截面分為 A1.A2.A3 三個部分， 如圖 4.0 所示。Z1，Z2 和 Z3 分別三中性軸復(fù)合部分，三部分的面積和中心 Z 軸距離 分別為 計算各部分的面積 )(39486270194621 mA????? )()57(2＝? 32＝ ∴重心 C 到相應(yīng)邊的距離 e： . . [19] ………………(4.1) 222119470658.49()()()aHbdYe m??????(.35.89412?)(3 m.75.63Y?? 下面計算截面型心 C 相對在 Y 軸上距離為； …(4.2))(19.83346129857.53421 mAAiC ??????＋ 3.1.3 確定慣性矩 根據(jù)圖 4.0 所示，三質(zhì)心的段分別 C1，C2，C3，Z1，Z2，Z3 的心軸，他們是從 Z 軸的距離分別為： )(69.24.5819.31Ca???)(07.892 ma??.5733 由平行移軸公式，三截面對中性軸 Z 的慣性矩分別為： …………(4.3))(36.185946.2341211 cmaebhBeAaIZ ＝?????.7281.0765 422 ＝? )(1.634.9142 333 cAaIZ ＝??? 、 、 為三截面對各自心軸 Z1、Z2、Z3 的慣性矩，將三截面對中性軸12 Z 的慣性矩相加，可得立柱整個截面對中性軸 Z 的慣性矩 ：ZI )(519.2847.648.71236.85 4321 cmIIZZ ????? 3.1.4 立柱靜矩 S 的計算： （1）先計算舉升機主力柱截面上部分的靜矩 S1： ………………(4.4))(57.36219.84)19.83462 31SA ?????－（ )(.60.05m） ＝－（ 814)59 33A（ . . 計算出了 、 、 ，將其相加的出立柱截面上部分的靜矩 S 為：1AS23A )(7.4 3m??? （2）然后計算舉升機主立柱截面下部分的靜矩 S2： )(609.1529.831.6 3S? 7870" ） ＝（ ?? )(.453"2 m? 3.1.5 主立柱的強度分析與驗算 在維修汽車時，托臂需要將汽車固定在一定的高度，且這必須穩(wěn)定，牢固。所 以我們要對舉升機構(gòu)進行強度分析和演算。我們先計算滑臺的受力。 圖 4.1 滑臺部件受力情況示意圖 3.1.6 滑臺部件受力情況分析 對滑臺部件重量進行近似故算，如下： 滑臺組合件尺寸：采用 的?160m的 鋼 材 ， 壁 厚 8 m， 高 0 滑臺體積： )(2.391804.83cVHT ＝－? 搖臂座尺寸：采用 100mm100mm 鋼材，壁厚 8 mm，長 440mm 搖臂座體積： )(6.5.103YBZ ＝－ ?? FBYBX2C206.37kg1F . . 對托臂部件進行近視估算，如下： 托臂近似尺寸：采用 100100 鋼材，壁厚 8 mm，長度為 1110mm= 托臂體積： )(4.326714.8103cmVTB ＝－ ??? 鋼材比重選?。?)/,/(/5.733cgdmkt 分別計算出滑臺，托臂座和托臂的重量GHT.08.2391???kgYBZ1756T..47 將滑臺、搖臂座和托臂相加，可以得出總質(zhì)量： )(37.65.217.05.3kgGTBYZHT ???? 因為有兩個托臂，最大載重為 4 噸，所以其中一個的托臂受載為 2 噸，再加上 其本身的重量。 計算出滑臺應(yīng)受到的力，如下： ……………………………(4.5)0??BM1307.261068521 ??＝－ F ……………………………(4.6) C?＝BX ……………………………………………………(4.7) X21 0?YkgFBY37.06 由式 4.7 得， ，代入式 4.621X? 10.)521 ???（＋ 假定 0,?BX 則由式 4.5 得： kgFBY37.26845.1 計算出滑臺對負載的力， ，F(xiàn) 1=F2，F(xiàn) BX和 FBB 處是支承點位置，則： 。kgYBX37.06,,804.521 ?? 3.1.7 舉升機主立柱受力情況分析 上面我們已經(jīng)計算出了滑臺對主立柱的力 F1.F2. . by。其中 和 byBXFBXF 是滑臺對主力柱的壓力；而 F1 和 F2 為滑臺對主力柱的衡向力。從圖 4.3 可以看出 . . 其的具體受力情況。 BXFYF12R HXYM 圖 4.2 主立柱受力情況示意圖 根據(jù)圖 4.2 我們可以通過計算得出 Mh： 0)129.83()521890(,02 ?????????BYH FFM?YBRFY RHX=0 RHY=FBY=2066.37kg )(9.26013.7521 kgmBYH??? 3.1.8 主立柱強度校核計算 上面我們已經(jīng)計算出了主立柱的受力，下面我們對主力柱的強度進行校核。 我們可以立柱體看成是一個懸臂梁，這樣就可以畫出主立柱的受力圖，詳情見 圖 4.4： . . BAF1a=(+)2QMb 圖 4.3 主力柱 F1 所造成的彎矩圖和剪力圖 l=2600mm b=2415mm a=185mm )(6.12405)8260(84.53)(max kgmlPM????? kgQ0.2 圖 4.4 為力 F2 所造成的彎矩圖和剪力圖。A B 1M(-)1(-)Q=5234.80kgF 圖 4.4 為力 F2 所造成的彎矩圖和剪力圖。 l=2600mm b=1890mm a=710mm )(56.9837)71026(804.53)(max kgmlPM????? kgQ.2AMBM3(-) 圖 4.5 力 Fby 所造成的彎矩圖和剪力圖。 . . kgFMBY2.146958.7??? )(168.495)3(max kgmBY??? 將上面的所求的力合成。得出圖圖 4.7合 成 彎 矩 圖ACD(+)A(+)C合 成 剪 力 圖 BB 圖 4.6F1.F2 和 Fby 合成彎矩圖和剪力圖 從上圖中可以看出 )(1.2748580.234)(1 kgmaPM＝???96319.78D? C 處的受力，剪力和彎矩都達到了最大，所以這個地方為危險截面。所以我們對 C 處進行強度校核。 通過上面計算的的 ，所以抗彎截面模數(shù)應(yīng)該為：4519.28cmIZ? ………………………………………(4.8)3 42 ..10598eIWZ＝?? 所以我們可以算出截面上半部分靜矩為 ， mSIZ436.12.7598? …………(4.9) 下面開始進行強度校核： （1）校核正應(yīng)力強度： ………………(4.10))/(72.1083.257482maxax cmkgWMC???? ?? 許用應(yīng)力選： …………………………(4.11) ??/.910＝＝ . . ，滿足強度條件。][max?? （2）校核剪應(yīng)力強度： …………………(4.12))/(294.1.8436.1052/ 2axa cmkgckgSbIQZC＝???? 選 ，而許用應(yīng)力 ………(4.13)MPS235???/5.7. 2?? ，滿足強度條件。][max?? （3）折算應(yīng)力強度校核： 可以知道，截面上的最大正應(yīng)力在離中性軸最遠的地方。所以在截面 C 的邊緣 去某點 k ……………………(4.14)）（＝ 2 1 /71.0859.28407cmkgIMyx ???? ………………………………(4.15) ）（＝ 2/...53bQSx? y?? 因為立柱為塑性材料，故計算 K 點的受力，我們應(yīng)用第四強度理論， 將 的數(shù)值代入，得： …………………(4.16)x??, ????????23j 所以 222 /08.14][/71.089.137.108 cmkgcmkgj ????? 即 …………………………………………………(4.17)???j ∴計算所得的應(yīng)力應(yīng)該滿足第四強度理論的要求。 3.1.9 主立柱的剛度計算 我們應(yīng)用迭加法： （1） 72.06189;273.061, ???lblax??? 由 F2引起的繞度： 用式 ………………………………………(4.18))3(6 2??EIlPbfA E：彈性模量的選擇： 碳鋼??； = = 1Af )3(62??IlPb )(2.3519.28401.6769845 cm＝? . . …………(4.19) （2） 92.06415,273.061, ???lblax??? 由 F1引起的繞度： )(7.4519.28401.684.5)3(66 2 cmEIlPbfA ??? （3）由 M 引起的繞度： ………………………(4.20))(.519.28401.24956cIlfW??? 此植可忽略不計。 實際往內(nèi)彎的繞度 )(5.237.21 cmffAA?? 3.2 托臂部分的強度校核 3.2.1 托臂部分截面特性 我們先計算托臂的力矩。 （1）小臂截面尺寸：70mm70mm 方鋼，壁厚 8mm，a=70,b=54 慣性矩： …………………………(4.21)4 4425.197012cmbaI??? ……………………………(4.22)3 44.66Wx? 靜矩計算： ??3192.2785.17382 cS??? （2）大臂截面尺寸：92mm92mm 方鋼，壁厚 8mm，故 a=92,b=76 慣性矩： 4 4496.3129cmbaI?? 3 442.67Wx?? 3.2.2 托臂部分強度核算 圖示為左后托臂部件圖： . . ABCDC 圖 4.9 左后托臂部件圖 可以看到圖中的 A、B、C、D 四個截面： 下圖是托臂示意圖： 圖 4.10 托臂示意圖 A,B,C,D 處各個截面的截面圖如下： A2X1 (a) A 處截面 (b) B 處截面（同 D 處截面） (c)C 處截 面 圖 4.10 典型截面示意圖 （1）A 截面： 慣性矩：I=129.235cm 4 ；W x=36.92cm3 cmkg????7.605317.20M A123 . . 2max /03.17592.3640cmkgWMxA?????2/.8.9154? 保險系數(shù)較小可滿足強度要求。 （2）B 截面：92*92 方鋼 A1=8015=1200mm2 yA1=92+15/2=99.5mm A2=9292-7676=8464-5776=2688mm2 yA2=92/2=46mm YC=(120099.5+268846)/(1200+2688)=243048/3888=62.51mm IA1=80153/2+(99.5-62.51)21200=1664412.12mm4 IA2=(924-764)/12+(62.51-46)22688=392.46cm4 所以 cm4 A21B 58.916.49.I??? W=89.41cm3 cmkg?? 0.760.7M 2max /8.149.852WxB?????2/3.7.91054ckg? 保險系數(shù)較小可滿足強度要求。 （3）C 截面： A1=12cm2 yA1=92+15/2+60=15.95cm A2=26.88cm2 yA2=4.6cm A3=6010=6cm2 yA3=92+60/2=12.2cm yC=(1215.95+26.884.6+612.2)/(12+26.88+6)=8.56cm IA1=50153/2+(15.95-8.56)212=641.73cm4 IA2=(924-764)/12+(8.56-4.6)216.88=759.875cm4 . . IA3=1*63/12+(12.2-8.56)26=183.615cm4 所以 =1585.32cm4 =183.36cm3 MC=2066.3794=194238.78kgcm 2max /91.0526.183794cmkgWx??? ??2/.5.0? 滿足強度要求。 （4）D 截面： 慣性矩：I=318.966cm 4 ； W=69.332cm 3 MD=2066.3753=109517.61kgcm 2max /8.1579342.690cmkgWx??? ,保險系數(shù)較小可滿足強度要求。??2/..8154? 3.2.3 從托臂處考慮撓度情況 托臂我們也可以看做是一個懸臂梁，其中力 ，下面分別計算大臂和 小臂的擾度： 小臂端部處撓度： …（4.23）)(179.025.10.238476 31 cmEIPlf ???小 大臂端部處撓度：經(jīng)受力分析，大臂端部受一個力 和一個彎矩 )(361.097.180.236 3cmEIPlf ???大 542...6 2Mlf大 …………………………（4.24） 因載荷引起的撓度為： )(082.154.36.0179.321 cmff ?????載 荷 . . 因為大小托臂中間有了一定的間隙，這樣會產(chǎn)生撓度，這個擾度為： )(864.1mf?間 隙 又因為主力柱的彎曲擾度會使得滑臺發(fā)生轉(zhuǎn)動，這樣又會導(dǎo)致托臂會一些下沉 量。通過計算可得出 。 )(325.6mf?轉(zhuǎn) 動 故托臂端部總下沉量為： )(6.57.082.14.. cmff 〈轉(zhuǎn) 動間 隙載 荷總 ????? 通過查詢舉升機的專業(yè)標準，計算所得符合距立柱最遠點得托臂支承下沉量的最低要求。 4 液壓系統(tǒng) 4.1 液壓系統(tǒng)工作原理 從圖5.1可以看出，整個液壓系統(tǒng)由電機提供動力，電機帶動油泵將油通過單項 閥慢慢的輸入到液壓缸中，從而使活塞桿上升，達到舉升的目的。在舉升過程中， 安全溢流閥是關(guān)閉的，保證安全上升。當需要下降時，打開手動式下降閥，這樣液 壓缸中的油就會開始流回油泵中。舉升機也隨之下降。 9108910687514322 圖 5.1 液壓系統(tǒng)工作原理圖???1齒 輪 泵 ， 2電 動 機 ， 3濾 油 器 ， 4單 向 閥 ， 5溢 流 閥 ， 6手 動 式 下 降 閥 ， . . ???? 7伺 服 限 流 閥 ， 8軟 管 ， 9防 油 管 爆 裂 閥 ， 10舉 升 缸 ， 1液 位 計 ， 12空 氣 濾 清 4.2 液壓缸活塞桿受壓校核 4.2.1 液壓缸活塞桿強度驗算通 臨 活 塞 桿 的 受 臨 力 的 工 作 情 臨 ， 強 度 臨 算 公 式 臨 ： ……………………………………………………(5.1) 式中：F—載荷力 KN。 …………………………………(5.2) [σ]活塞桿材料的應(yīng)用應(yīng)力應(yīng)該為 [σ]=σ s/n ………………………………………………………………………(5.3) n??其 中 ： 材 料 屈 服 臨 限 ， 安 全 系 臨 。 取 則 我們采用的活塞桿直徑 d=38mm 大于 15.432mm. 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： 1078Lm?缸 體 臨 度 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 活塞桿轉(zhuǎn)動慣量 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 mn1/2=8521/2=120.21 由于 ，則可以通過下面的公式計算臨界載荷 PK=π 2nEJ/L′ 2……………………………………………………………………(5.4) 式中：E—材料彈性模量，取 故： 3, Kn?取 安 全 系 臨 臨 界 臨 定 臨 荷 ：1/2019620FGKgfN?臨 臨 工 作 臨 荷1/2096/ gfPn＜ ， 所 以 符 合 受 臨 桿 臨 定 臨 件 。 . . 5 結(jié)論 這次設(shè)計我先對于舉升機的發(fā)展歷史，和現(xiàn)在市場上各種各樣的汽車舉升機進 行了一定的了解，知道了汽車舉升機的大概結(jié)構(gòu)和各部件的功能。然后通過網(wǎng)上的 資料對以前的一些舉升機結(jié)構(gòu)進行了了解，并結(jié)合畢業(yè)設(shè)計的舉升機所需的要求， 設(shè)計出了本次的雙柱式舉升機。 我設(shè)計的舉升機是普通雙柱龍門式舉升機，以電機驅(qū)動液壓系統(tǒng)，來達到舉升 汽車的目的，并利用平衡裝置來進行平衡，再用保險裝置來確保安全。最后對舉升 機的主要部件進行了強度和剛度校核計算。最后完成這次設(shè)計，總結(jié)為以下幾點： 1 分析舉升機的機構(gòu)性能，確定舉升機的大概結(jié)構(gòu)和設(shè)計方向。 2 對舉升機的結(jié)構(gòu)分析，把舉升機大致分為舉升裝置、立柱、支撐機構(gòu)、平衡機 構(gòu)和保險機構(gòu)五大部分組成。 3 之后對舉升機的主要受力機構(gòu)進行強度校核，并對液壓缸受壓桿進行校核， 保證舉升機安全平穩(wěn)的工作。 . . 參考文獻 [1] 孔紅梅，等.液壓舉升機同步系統(tǒng)[J].液壓氣動與密封，2000,(1):20--23. 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Pro/Engineer 典型機械設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002 年： 1?10. . . 致謝 這次畢業(yè)設(shè)計的完成，意味著大學生活即將結(jié)束，也意味著人生的路途暫告一段落， 但這也意味著另一種人生即將開始。時光飛逝，大學的學習生活一晃而過，回首走 過的歲月，心中倍感充實，當寫完這篇畢業(yè)設(shè)計的時候，內(nèi)心有很大的成就感，同 時也有許多感謝想要表達。 這篇畢業(yè)設(shè)計是在我的導(dǎo)師林金龍的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。林老師不 僅認真負責，學風嚴謹，而且對學生言傳身教、誨人不倦，每天都抽出休息時間來 幫我們，這些都深深地感染著和激勵著我，我很慶幸能成為林老師的學生。一開始 從無處下手到最終完成，林老師始終給我全面的指導(dǎo)和巨大的支持。在此我首先要 向林老師致以真摯的謝意和來自內(nèi)心的敬意，謝謝林老師的細心指導(dǎo)。同時，還要 感謝所有教過我的老師，謝謝你們的辛勤工作，讓我學會更多的知識，以便完成這 次的畢業(yè)設(shè)計。我還要感謝多年來一直關(guān)心和幫助我的同學與朋友，和他們在一起， 苦澀的學習生活變得豐富多彩，大家互相鼓勵、齊頭并進、共同成長，讓我這才讓 我的大學生活豐富多彩。最后，我要感謝家人一直以來給我的鼓勵、支持和理解。