轎車修理舉升機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真【雙柱液壓舉升機(jī)】【說(shuō)明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真】
轎車修理舉升機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真【雙柱液壓舉升機(jī)】【說(shuō)明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真】,雙柱液壓舉升機(jī),說(shuō)明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真,轎車修理舉升機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真【雙柱液壓舉升機(jī)】【說(shuō)明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真】,轎車,修理,舉升機(jī),設(shè)計(jì),仿真,液壓,說(shuō)明書,仿單
塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中期檢查記錄表
2012年 5 月 8 日
學(xué)生姓名
班級(jí)
機(jī)械12-2班
課題名稱
轎車修理舉升機(jī)的設(shè)計(jì)
課題完成進(jìn)度（學(xué)生自述）
1. 完成設(shè)計(jì)基本思路
2. 查閱了相關(guān)文獻(xiàn)，完成了設(shè)計(jì)說(shuō)明書
3. 完成了部分CAD零件圖
4. 完成了部分solidworks圖
存在的問(wèn)題及整改措施（學(xué)生自述）
問(wèn)題：1.時(shí)間規(guī)劃不合理，導(dǎo)致延誤。
2.基礎(chǔ)知識(shí)不牢，使行動(dòng)緩慢。
措施：合理規(guī)劃時(shí)間，積極查找相關(guān)知識(shí)。
指導(dǎo)教師意見(jiàn)（課題進(jìn)展情況、優(yōu)缺點(diǎn)、整改措施等）
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日
學(xué)院意見(jiàn)
負(fù)責(zé)人簽名
年 月 日
塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書
學(xué)院
機(jī)械電氣化工程學(xué)院
班級(jí)
學(xué)生姓名
學(xué)號(hào)
課題名稱
轎車修理舉升機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真
起止時(shí)間
2012年3月 1日—— 2012年5 月 25日（共 14 周）
指導(dǎo)教師
職稱
課題內(nèi)容
按題目要求設(shè)計(jì)轎車修理舉升機(jī)，查找相關(guān)資料、文獻(xiàn)，確定課題方向、確定最優(yōu)方案，繪制機(jī)構(gòu)零件圖、裝配圖。制作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真動(dòng)畫，撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。
擬定工作進(jìn)度（以周為單位）
第1周至第2周：查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開(kāi)題報(bào)告；
第3周至第4周：確定總體方案，明確設(shè)計(jì)內(nèi)容；
第5周至第6周根據(jù)設(shè)計(jì)要求查閱相關(guān)手冊(cè)，對(duì)各部分機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)；
第7周至第8周：繪制零件圖、裝配圖；
第9周至第11周：完成對(duì)產(chǎn)品的校核工作及設(shè)計(jì)說(shuō)明書；
第12周至第13周：整理資料，做好答辯準(zhǔn)備；
第14周：整理畢業(yè)設(shè)計(jì),上交學(xué)院。
主要參考文獻(xiàn)
[1] 孔紅梅，等.液壓舉升機(jī)同步系統(tǒng)[J].液壓氣動(dòng)與密封，2000,(1):20--23.
[2] 劉敏杰,等.幾種舉升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與性能分析[J].專業(yè)汽車，1999,(2):23--25.
[3] 王惠.舉升機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，1996,(4)：25--27.
[4] 胡均安,等.汽車舉升機(jī)立柱結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立[J].湖北工學(xué)院學(xué)報(bào)，2001,(4):56--58.
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[9] 鐘建琳. Pro/Engineer典型機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002年：1~10.
任務(wù)下達(dá)人（簽字）
年 月 日
任務(wù)接受人意見(jiàn)
任務(wù)接受人簽名
年 月 日
注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。
2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開(kāi)始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。
3、此任務(wù)書一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。
塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告
課題名稱 轎車修理舉升機(jī)
的設(shè)計(jì)與仿真
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 12-2
指導(dǎo)教師
起止時(shí)間
機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
填 表 說(shuō) 明
一、學(xué)生撰寫《開(kāi)題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容：
1、本課題來(lái)源及研究的目的和意義；
2、本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；
3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；
4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路；
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；
6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃；
7、主要參考文獻(xiàn)（不少于7篇）。
二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。
三、開(kāi)題報(bào)告要求手寫體，字?jǐn)?shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊(cè)內(nèi)填寫，頁(yè)面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開(kāi)題報(bào)告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。
1.本課題來(lái)源及研究的目的和意義
汽車舉升機(jī)是現(xiàn)代汽車維修作業(yè)中必不可少的設(shè)備，它的主要作用就是為發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、變速器等養(yǎng)護(hù)和維修提供方便。舉升機(jī)的從上世紀(jì)20年代開(kāi)始使用，發(fā)展至今經(jīng)歷了許多的變化改進(jìn)，種類也比較多，一般有柱式、剪式，其驅(qū)動(dòng)方式有鏈條傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)，氣壓傳動(dòng)等。
我國(guó)汽車維修檢測(cè)設(shè)備行業(yè)起步晚、起點(diǎn)低，整體上仍然相當(dāng)落后。舉升機(jī)制造企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小、經(jīng)濟(jì)技術(shù)力量薄弱、各自為政、缺乏專業(yè)分工和廣泛合作；技術(shù)吸收、運(yùn)用、開(kāi)發(fā)、創(chuàng)新能力不強(qiáng)；抄襲、偽造現(xiàn)象和短期行為嚴(yán)重。汽車舉升機(jī)可能是除廠房外的最重要的投資,因?yàn)樗哂兄陵P(guān)重要和不可替代的作用，直接影響到汽車維修業(yè)務(wù)的興衰。
隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展,汽車維修工業(yè)也迅速壯大。作為汽車維修用的必備之一的汽車舉升機(jī)的制造業(yè)也如雨后春筍般的涌現(xiàn)。但符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的不多,中高檔層次的舉升機(jī)沒(méi)有。
2.本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
2.1單柱式舉升機(jī)
單柱式舉升機(jī)是將停放在地面上的轎車等交通工具舉升到一定的高度進(jìn)行維修的專用設(shè)備,是一種典型的用于汽車及工程車輛的局部舉升，以便更換車輪輪胎或?qū)囕v底盤進(jìn)行各種維修作業(yè)的機(jī)具。單柱舉升機(jī)操作容易、美觀、不占用空間便能將重物方便省力的舉起。具有省時(shí)省力的效果,不用時(shí)完全放置于地面，方便汽車倒車和放置物品,是汽車修理不可缺少的機(jī)具。單柱車輛舉升機(jī)分可移動(dòng)式的和固定式的兩種型號(hào)。單柱移動(dòng)式舉升機(jī)適用于室內(nèi)外場(chǎng)地，單柱固定式舉升機(jī)適用于室內(nèi)面積較為緊湊的場(chǎng)所。汽車舉升機(jī)在世界上已經(jīng)有了80多年的歷史。1925年在美國(guó)生產(chǎn)的第一臺(tái)汽車舉升機(jī),它是一種由氣動(dòng)控制的單柱舉升機(jī),由于當(dāng)時(shí)采用的氣壓較低,因而缸體較大,同時(shí)采用皮革進(jìn)行密封,因而壓縮空氣驅(qū)動(dòng)時(shí)的彈跳嚴(yán)重且又不穩(wěn)定。直到10年以后,即1935年這種單柱舉升機(jī)才在美國(guó)以外的其它地方開(kāi)始被采用。
2.2四柱式舉升機(jī)
四柱式汽車舉升機(jī)是一種大噸位汽車或貨車修理和保養(yǎng)單位常用的專用機(jī)械舉升設(shè)備，四柱式汽車舉升機(jī)也很適合于四輪定位用，因?yàn)橐话闼闹狡嚺e升機(jī)都有一四輪定位檔位，可以調(diào)整，可以確保水平。四柱舉升機(jī)按其結(jié)構(gòu)又分為上油缸式以及下油缸式兩種。上油缸式四柱舉升機(jī)其油缸置于立柱頂部（帶橫梁），下油缸式的油缸置于平板下面。上油缸式四柱舉升機(jī)主要依靠四根鏈條拉起四個(gè)角，拉力油缸置于頂部，這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但自重增加。多數(shù)上油缸式四柱舉升機(jī)二次舉升為手動(dòng)或氣動(dòng)，修理工需要跑到底下操作，這對(duì)于經(jīng)常使用二次舉升的用戶不方便和不安全。保險(xiǎn)裝置為氣動(dòng)裝置，若沒(méi)有氣源則比較麻煩。下油缸四柱舉升機(jī)主要依靠四根粗鋼索拉起四角，拉力油缸置于平板下面，通過(guò)六個(gè)圓盤將力傳達(dá)四面。這種結(jié)構(gòu)比較緊湊，自重降低。二次舉升一般為電動(dòng)液壓，和主泵連接在一起，只要轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥即可，升降速度快，保險(xiǎn)裝置為楔塊式，四個(gè)楔塊利用拉桿聯(lián)動(dòng)，扳動(dòng)拉桿就可打開(kāi)保險(xiǎn)裝置，方便耐用。
1937年美國(guó)另外一家公司生產(chǎn)出第一臺(tái)四柱舉升機(jī),隨后在美國(guó)一家公司也生產(chǎn)出類似的舉升機(jī)。這兩種舉升機(jī)均由螺旋驅(qū)動(dòng),其方案是:每一立柱內(nèi)均有一螺母及螺桿,由裝在地面上的鏈條串連起來(lái)以實(shí)現(xiàn)同步驅(qū)動(dòng),此四柱舉升機(jī)在市場(chǎng)上并未獲得成功,而單柱舉升機(jī)卻繼續(xù)得到更大的普及。1948年Joseph Bardbury & Sohs (即現(xiàn)在的TI Bardbury)生產(chǎn)出該公司的第一舉升機(jī),其方案是:在四柱舉升機(jī)的一個(gè)主柱內(nèi)裝有一套螺旋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),舉升臺(tái)板的其它三個(gè)角落通過(guò)鋼絲繩與動(dòng)力主柱相連。1950年Bardbury將機(jī)械式螺旋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)改為液壓機(jī)構(gòu),只采用一個(gè)液壓缸,其他立柱通過(guò)鋼絲繩連接以實(shí)現(xiàn)同步舉升,由于當(dāng)時(shí)的液壓壓力尚未超過(guò)35～40Kg/cm2因而第一臺(tái)液壓舉升機(jī)的缸體直徑較大。五十年代初單柱舉升機(jī)在歐洲市場(chǎng)上的銷路急劇下降,而四柱舉升機(jī)卻躍居主導(dǎo)地位;但是在美國(guó)單柱舉升機(jī)卻繼續(xù)受到人們的喜愛(ài)。1956年Borg Warner 和Plessey生產(chǎn)液壓壓力能達(dá)到140～175Kg/cm2的液壓齒輪泵;借助于此, Bardbury又生產(chǎn)出雙功能舉升機(jī),這在舉升機(jī)的設(shè)計(jì)上是一個(gè)突破性進(jìn)展。此舉升機(jī)可以用兩種方式支撐汽車:車輪支撐型;車輪自由型。此發(fā)明在市場(chǎng)上很受歡迎。到1960年在英國(guó)的市場(chǎng)上占有率竟達(dá)75%。1961年Bardbury生產(chǎn)出四柱舉升機(jī)改進(jìn)后的車輪自由系統(tǒng),并在全世界17個(gè)國(guó)家獲得了專利。但在南美洲仍然喜愛(ài)單柱舉升機(jī),只是現(xiàn)在已將其改為液壓傳動(dòng)。
2.3雙柱式舉升機(jī)
雙柱式汽車舉升機(jī)是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的專用機(jī)械舉升設(shè)備，廣泛應(yīng)用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。雙柱式汽車舉升機(jī)將汽車舉升在空中的同時(shí)可以節(jié)省大量的地面空間，方便地面作業(yè)。但是雙柱式汽車舉升機(jī)為了最大的節(jié)省材料，一般都去掉了底板。由于沒(méi)有底板，使得立柱的扭力需要靠地面來(lái)抵消，所以對(duì)地基要求很高，若是有橫梁（龍門舉升機(jī)）就靠橫梁抵消。
雙柱式舉升機(jī)有對(duì)稱式和非對(duì)稱式兩種。對(duì)稱式舉升機(jī)四根臂的臂長(zhǎng)大致相等，這樣使得汽車中心（或質(zhì)心）處于立柱的中間位置，對(duì)于皮卡和箱式貨車等類型的汽車的日常維修來(lái)說(shuō)這種對(duì)稱式舉升機(jī)可能是最佳的選擇。但是對(duì)于一些柱間寬度不夠大的對(duì)稱式雙柱式舉升機(jī)來(lái)說(shuō)，汽車舉升后不能打開(kāi)車門是一個(gè)很大的缺點(diǎn)。非對(duì)稱式舉升機(jī)的立柱向后旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度（大約30°），并且前臂比后臂稍微短一些。當(dāng)把汽車停放到這種非對(duì)稱式的舉升機(jī)適當(dāng)位置時(shí)，車的位置就向后移動(dòng)了一些，因此，我們就很容易地從車門進(jìn)出。而且，這種非對(duì)稱式舉升機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的立柱，可以確保車輛的重心安全地定位在立柱之間。
1966年,一家德國(guó)公司生產(chǎn)出第一臺(tái)雙柱舉升機(jī)。這是舉升機(jī)設(shè)計(jì)上的又一個(gè)突破性進(jìn)展,但是直到1977年這種舉升機(jī)才在德國(guó)以外的其它國(guó)家出現(xiàn)?，F(xiàn)在雙柱舉升機(jī)在市場(chǎng)上已占據(jù)牢固的地位,其銷量還在繼續(xù)增長(zhǎng)。
2.4剪式舉升機(jī)
剪式舉升機(jī)執(zhí)行部分采用剪式疊桿形式,電力驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，目前廣泛用于大型車輛維修。剪式舉升機(jī)的舉升速度適中且不占用車坑位置，對(duì)于一些車型相對(duì)固定，工作強(qiáng)度大（如在公共汽車）的修理領(lǐng)域無(wú)疑是最好的選擇。而且由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同步性好，一般常用作四輪定位儀的平臺(tái)。
剪式舉升機(jī)分為大剪（子母式），小剪（單剪）舉升機(jī)，超薄系列剪式舉升機(jī)等幾種類型。 小剪舉升機(jī)主要用于汽車維修保養(yǎng)，安全性高，操作方便。挖槽后與地面相平。 大剪舉升機(jī)涌出比較多，是配合四輪定位儀德最佳設(shè)備，并可以做為汽車維修，輪胎，底盤檢修用。可以挖槽，也可以直接安裝在地面上。 超薄系列剪式舉升機(jī)無(wú)需挖槽，適用于任何修理廠，有一些樓板上不適合安裝二柱舉升機(jī)以及普通四柱舉升機(jī)，而本機(jī)器與樓板接觸面廣，這樣可以安裝在任何可以開(kāi)車的樓板上面，解決客戶場(chǎng)地問(wèn)題。這類機(jī)器是今后的主流產(chǎn)品，國(guó)外大規(guī)模使用本類產(chǎn)品。
2.5地溝式舉升機(jī)
地溝式舉升機(jī)如圖5是大型客車維修的理想設(shè)備，對(duì)空間較低的廠房更為實(shí)用,且物美價(jià)廉。地溝式汽車舉升機(jī)，安裝于地溝上面兩沿邊軌道上，一般采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式，蝸桿、蝸輪減速，從而帶動(dòng)絲桿、舉升大梁升降。這種設(shè)計(jì)方式使得地溝式舉升機(jī)移動(dòng)更靈活，舉升力更大，升降平穩(wěn)，操作安裝極為方便，是各種針對(duì)大客車、貨車進(jìn)行維修的維修企業(yè)最為理想的舉升設(shè)備。地溝跑道式四輪定位舉升機(jī)前輪轉(zhuǎn)角盤(選購(gòu)件)位置可調(diào)，加長(zhǎng)后輪滑板，適合各種車型定位測(cè)量。
3.對(duì)本課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
本次設(shè)計(jì)要求我們利用機(jī)械設(shè)計(jì)原理與Auto-CAD、SolidWorks等制圖軟件對(duì)本次設(shè)計(jì)的轎車修理舉升機(jī)的功能分析、運(yùn)動(dòng)原理、機(jī)型設(shè)計(jì)、外形、尺寸、使用前景等經(jīng)行研究。在設(shè)計(jì)時(shí)，預(yù)先制定出條理清晰的設(shè)計(jì)實(shí)施方案是至關(guān)重要的。進(jìn)行深度思索探求最佳設(shè)計(jì)方案，思考設(shè)計(jì)過(guò)程中預(yù)見(jiàn)性問(wèn)題，并且必須按照設(shè)計(jì)實(shí)施方案按步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)，遇到突發(fā)性問(wèn)題要積極解決，不可逃避。當(dāng)然，基于理論知識(shí)掌握的不全面，制作設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足等問(wèn)題，必須要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)多與老師溝通，提出自己的想法并虛心接受老師的指導(dǎo)。
4.本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決的思路
1.本次的設(shè)計(jì)重點(diǎn)：立柱、梁、橋身的設(shè)計(jì)計(jì)算；鋼絲繩強(qiáng)度校核，滑輪軸承的選用和校核;立柱、梁、橋身的設(shè)計(jì)計(jì)算；鋼絲繩強(qiáng)度校核，滑輪軸承的選用和校核
2.選擇是純機(jī)械機(jī)構(gòu)還是液壓機(jī)構(gòu)
5.完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法
目前，本課題基本處于理論設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，所需資料可由學(xué)校圖書館電子書庫(kù)中獲取。繪制圖紙所需電腦、軟件等可自行準(zhǔn)備，進(jìn)行實(shí)體模型時(shí)制作所需材料可由五金商店中購(gòu)置，所需工具可由校實(shí)習(xí)工廠提供。并且有指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，我相信一定可以很好的完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
6.完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃
第1周至第2周：查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開(kāi)題報(bào)告；
第3周至第4周：確定總體方案，明確設(shè)計(jì)內(nèi)容；
第5周至第6周：根據(jù)設(shè)計(jì)要求查閱相關(guān)手冊(cè)，對(duì)各部分機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)；
第7周至第8周：繪制零件圖、裝配圖；
第9周至第11周：完成對(duì)產(chǎn)品的校核工作及設(shè)計(jì)說(shuō)明書；
第12周至第13周：整理資料，做好答辯準(zhǔn)備；
第14周：整理畢業(yè)設(shè)計(jì),上交學(xué)院。
7.主要參考文獻(xiàn)
[1] 成大先主編；機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社,2004.
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[3] 吳宗澤,羅圣國(guó).機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè).高等教育出版社,2006.
[4] 孫桓,陳作模,葛文杰.機(jī)械原理.高等教育出版社,2006.
[5] 立雅科技.Solidworks2007中文版自學(xué)手冊(cè).人民郵電出版社,2007.
[6] 孔紅梅，等.液壓舉升機(jī)同步系統(tǒng)[J].液壓氣動(dòng)與密封，2000,(1):20--23.
[7] 劉敏杰,等.幾種舉升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與性能分析[J].專業(yè)汽車，1999,(2):23--25.
[8] 王惠.舉升機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，1996,(4)：25--27.
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轎車修理舉升機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真
設(shè)計(jì)說(shuō)明書
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學(xué) 號(hào)
所屬學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí) 12-2
指導(dǎo)教師
日 期
塔里木大學(xué)教務(wù)處制
前 言
進(jìn)入21世紀(jì)，轎車舉升機(jī)作為轎車保養(yǎng)產(chǎn)品的一種，隨著近幾年我國(guó)的轎車行業(yè)發(fā)展，在轎車維修行較廣泛的應(yīng)用，適用業(yè)有了于室內(nèi)和室外實(shí)現(xiàn)對(duì)轎車的維修，裝配，檢測(cè)，清洗和停車。舉升機(jī)在汽車維修養(yǎng)護(hù)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，無(wú)論整車大修，還是小修保養(yǎng)，都離不開(kāi)它。在規(guī)模各異的維修養(yǎng)護(hù)企業(yè)中，無(wú)論是維修多種車型的綜合類修理廠，還是經(jīng)營(yíng)范圍單一的街邊店（如輪胎店），幾乎都配備有舉升機(jī)。舉升機(jī)的重要性和普及性，決定了它是一種備受專業(yè)人士和經(jīng)營(yíng)管理者重視的設(shè)備。而隨著我國(guó)轎車數(shù)量的巨增，作為維修保養(yǎng)的須具備的一種工具，舉升機(jī)有廣泛的市場(chǎng)和應(yīng)用前途。私人購(gòu)買成為購(gòu)車的主流，售后市場(chǎng)也將得到蓬勃發(fā)展，舉升機(jī)在未來(lái)的需求量也將不斷增加，據(jù)業(yè)內(nèi)專家預(yù)測(cè)，在未來(lái)三年內(nèi)，舉升機(jī)市場(chǎng)將維持在8％～12％的增長(zhǎng)率。因此，設(shè)計(jì)出一款簡(jiǎn)單實(shí)用的舉升機(jī)有很大利潤(rùn)，也能增加轎車維修行業(yè)的工具，減少轎車維修工人體力勞動(dòng)，增加維修效率。
雙柱式汽車舉升機(jī)是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的舉升設(shè)備，廣泛應(yīng)用于轎車等小型車的維修和保養(yǎng)。目前，全國(guó)生產(chǎn)汽車舉升機(jī)的廠家較多，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)汽車式舉升機(jī)等。本文較全面地介紹了舉升機(jī)的分類，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)算，以保證所設(shè)計(jì)的舉升機(jī)滿足使用要求。本課題所設(shè)計(jì)的是液壓驅(qū)動(dòng)的普通式雙柱汽車舉升機(jī)。
目 錄
1 緒論 1
1.1 舉升機(jī)的概況 1
1.1.1 常用汽車舉升機(jī)的類型 1
1.1.2 汽車舉升機(jī)的主要參數(shù) 1
2 舉升機(jī)方案的擬定 1
2.1 舉升裝置的要求 1
2.2 普通式雙柱汽車舉升機(jī)結(jié)構(gòu)方案的確定 1
3 普通式雙柱汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2
3.1 舉升裝置 2
3.2 立柱 3
3.3 支撐機(jī)構(gòu) 3
3.4 平衡機(jī)構(gòu) 4
3.5 保險(xiǎn)機(jī)構(gòu) 5
4 普通式雙柱汽車舉升機(jī)的強(qiáng)剛度分析與驗(yàn)算 5
4.1 普通式雙柱舉升機(jī)立柱的結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算 5
4.1.1 主立柱的截面特性分析與計(jì)算 5
4.1.2 主立柱的強(qiáng)度分析與驗(yàn)算 7
4.1.3 主立柱的剛度計(jì)算 11
4.2 托臂部分的強(qiáng)度校核 12
4.2.1 托臂部分截面特性 12
4.2.2 托臂部分強(qiáng)度核算 12
4.2.3 從托臂處考慮撓度情況 14
5 液壓系統(tǒng) 14
5.1 液壓系統(tǒng)工作原理 14
5.2 液壓缸活塞桿受壓校核 15
5.2.1 液壓缸活塞桿強(qiáng)度驗(yàn)算 15
5.2.2 液壓缸活塞桿受壓穩(wěn)定性校核 15
6 結(jié)論 16
致 謝 17
參考文獻(xiàn) 18
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
1 緒論
1.1 舉升機(jī)的概況
1.1.1 常用汽車舉升機(jī)的類型
目前，全國(guó)生產(chǎn)汽車舉升機(jī)的廠家較多，有雙柱式舉升機(jī)、四柱式、剪式、組合移動(dòng)汽車式等。
從舉升機(jī)的外型來(lái)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(dòng)式和單立柱式等汽車舉升機(jī)
按照舉升機(jī)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(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，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 汽車舉升機(jī)的主要參數(shù)
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1-1所示。
表1-1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
2.5-4 T
1700-1800mm
110-180mm
50-70 Sec
20-60 Sec
龍門式雙柱
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 Sec
2舉升機(jī)方案的擬定
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)。
2.1 舉升裝置的要求[2]
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)境溫度為0—40℃，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，保持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。
2.2 普通式雙柱汽車舉升機(jī)結(jié)構(gòu)方案的確定
通過(guò)對(duì)汽車舉升機(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2-1所示：
本次設(shè)計(jì)的是由液壓驅(qū)動(dòng)的普通式雙柱汽車舉升機(jī)。它的結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)部分：舉升裝置、同步驅(qū)動(dòng)裝置、立柱和托臂。普通式雙柱汽車舉升機(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)。
它的特點(diǎn)是：①性能可靠，低能耗，操作方便；②無(wú)橫梁，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；③非對(duì)稱托臂可伸縮，保證了安全性；④托腳的最低位置低，使得車輛的底盤可以比較低，對(duì)各種車輛的應(yīng)性大了；⑤與螺桿式的舉升機(jī)相比，使用壽命較長(zhǎng)；⑥價(jià)格低廉，擁有的市場(chǎng)份額較大。
圖2-1 普通式雙柱舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖
3 普通式雙柱汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 舉升裝置[9]
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?，液壓油進(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，如圖所示
圖3-1 驅(qū)動(dòng)舉升裝置示意圖
圖3-1是本次設(shè)計(jì)的普通式雙柱汽車舉升機(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3-2是普通式雙柱汽車舉升機(jī)的舉升裝置的結(jié)構(gòu)圖：
圖3-2 普通式雙柱汽車舉升機(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。
3.2 立柱
普通式雙柱汽車舉升機(jī)的立柱有兩個(gè)，分別是左、右兩邊各一個(gè)立柱。圖3-3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度和平行度，立柱內(nèi)外表面還要有一定的粗糙度[7]等。
圖3-3 左立柱的俯視圖
3.3 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)的托臂的臂長(zhǎng)都是有一定的伸縮性的。如圖3-4所示：
圖3-4 非對(duì)稱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)稱式的結(jié)構(gòu)就更能保證托臂的強(qiáng)度和剛度了。非對(duì)稱式托臂的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下圖3-5所示：
圖3-5 非對(duì)稱式托臂的結(jié)構(gòu)圖
3.4 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)確保汽車整體的水平位置保持一致，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3-6所示：
圖3-6 單個(gè)立柱內(nèi)鋼絲繩的走向示意圖
3.5 保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)
汽車舉升機(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（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)[1]。
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3-7所示，并且這兩個(gè)安全鎖所裝的位置不在同一直線上而是互相錯(cuò)開(kāi)在對(duì)角線上，起到雙保險(xiǎn)的作用。
圖3-7 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：電磁鐵、保險(xiǎn)孔板、保險(xiǎn)孔支撐座。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。
4 普通式雙柱汽車舉升機(jī)的強(qiáng)剛度分析與驗(yàn)算
雙柱式汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有多種，本次設(shè)計(jì)舉升機(jī)是指液壓驅(qū)動(dòng)的雙柱舉升機(jī)。此類舉升機(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)拉下操縱桿使溢流閥接通，4噸轎車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。
4.1 普通式雙柱舉升機(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
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。
(1) 確定立柱截面形心和中性軸的位置[4]
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：
[5] (4-1)
整個(gè)截面形心C在對(duì)稱軸Y上的位置則為：
(4-2)
(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Z1、Z2、Z3（圖3-1），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) 立柱靜矩S的計(jì)算：
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：
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[5]
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(jiàn)圖4-2滑臺(tái)部件受力情況示意圖）：
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[2]。
圖4-2滑臺(tái)部件受力情況示意圖
(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100×100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)（800＋310）＝1110mm
托臂體積：
鋼材比重選?。?
所以，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：
。
(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
(3) 普通式雙柱舉升機(jī)主立柱強(qiáng)度校核計(jì)算[11]
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(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
在截面C處，剪力最大，彎矩最大,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 ， (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：
(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HT200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： (4-16)
所以
即 (4-17)
∴按第四強(qiáng)度理論所算得的折算應(yīng)力也滿足許用強(qiáng)度要求。
4.1.3 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： 碳鋼取：
取
= = (4-19)
（2）
（往內(nèi)彎）由F1引起的繞度：
（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
4.2 托臂部分的強(qiáng)度校核[11]
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： (4-21)
(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：
4.2.2 托臂部分強(qiáng)度核算
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：：
圖4-9 托臂示意圖
(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： ;
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 cm4
保險(xiǎn)系數(shù)較小可滿足強(qiáng)度要求。
（3） C截面：
所以
滿足強(qiáng)度要求。
（4）D截面：
慣性矩：
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，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P＝2066.37kg和一個(gè)彎矩 M＝2066.37×70＝144645.9kgcm；
（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)工作原理[3]
啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)按鈕后電機(jī)起動(dòng)并帶動(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。
5.2 液壓缸活塞桿受壓校核[8]
5.2.1 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：
(5-1)
式中：F—載荷力KN。
這里 （5-2)
—活塞桿材料應(yīng)用應(yīng)力MPa
(5-3)
其中：—材料屈服極限，n=安全系數(shù)。取
則
實(shí)際采用之活塞桿直徑，所以符合受壓強(qiáng)度要求。
5.2.2 液壓缸活塞桿受壓穩(wěn)定性校核[3]
液壓缸壓桿安裝形式如下圖示[8]：
已知：缸體長(zhǎng)度
工作行程
活塞桿直徑
計(jì)算長(zhǎng)度
活塞桿截面積
活塞桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
活塞桿回轉(zhuǎn)半徑
柔性系數(shù)
末端條件系數(shù)
圖5-1 液壓缸壓桿安裝圖
則
由于，則可按下列公式計(jì)算臨界載荷
(5-4)
式中：E—材料彈性模量，取
則：
取安全系數(shù), 臨界穩(wěn)定載荷
實(shí)際工作載荷
所以滿足壓桿穩(wěn)定條件。
6 結(jié)論
本文首先對(duì)所有的汽車舉升機(jī)的情況進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述，并介紹了各類汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)汽車舉升機(jī)有了初步了認(rèn)識(shí)。然后再根據(jù)各類汽車舉升機(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，同時(shí)它的支撐機(jī)構(gòu)是非對(duì)稱式的托臂。通過(guò)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)，可以歸納為以下幾點(diǎn)：
⑴通過(guò)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)和使用要求等。在對(duì)汽車舉升機(jī)有了一定的了解后，將各類汽車舉升機(jī)的裝配結(jié)構(gòu)作了對(duì)比，最終確定了本次設(shè)計(jì)的普通式雙柱汽車舉升機(jī)的設(shè)計(jì)方案。
⑵在確定了設(shè)計(jì)方案之后，就對(duì)普通式雙柱汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)參考其它形式的舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，再結(jié)合了自己的設(shè)計(jì)思想，最終把此次普通式雙柱汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成由舉升裝置、立柱、支撐機(jī)構(gòu)、平衡機(jī)構(gòu)和保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)五大部分組成。
⑶由于汽車舉升機(jī)是一種將汽車抬升到一定高度后用于汽車維修或保養(yǎng)的舉升設(shè)備。因此，在工作的情況下它必須要承受一定的載荷。所以，在設(shè)計(jì)了汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)之后，還對(duì)它的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行驗(yàn)算，以保證舉升機(jī)有足夠的承載能力來(lái)安全有效地工作。
⑷除了對(duì)普通式雙柱汽車舉升機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)、驗(yàn)算外，還進(jìn)行了液壓部分的驗(yàn)算。因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的普通式雙柱汽車舉升機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用的是液壓驅(qū)動(dòng)，而且它的舉升裝置采用了液壓缸舉升。而液壓缸受壓的活塞桿是屬于細(xì)長(zhǎng)桿，所以設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮到細(xì)長(zhǎng)桿的穩(wěn)定性，所設(shè)計(jì)的方案必須要通得過(guò)驗(yàn)算。
致 謝
隨著在學(xué)校的畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)束,離校之際也離我們不遠(yuǎn)了，設(shè)計(jì)雖然很累,但是我們從中學(xué)到了學(xué)多知識(shí)與技能。在設(shè)計(jì)中,無(wú)論是老師還是同學(xué)都給了我很大的幫助,作大學(xué)生活和學(xué)習(xí)中的最后一次作業(yè),它考察的不僅僅是我們所學(xué)的知識(shí),更體現(xiàn)出了我們把所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中的能力。
從定畢業(yè)論文題目到論文的結(jié)束,這期間遇到了許多困難，有些事自己解決的，有些是同學(xué)給予的幫助，實(shí)在困難時(shí)還有我們的指導(dǎo)老師張有強(qiáng)老師做后盾，張老師曾細(xì)心的給我們講解論文的格式和設(shè)計(jì)的思路，和他的交談中我們感受到的是強(qiáng)烈的責(zé)任感,我很榮幸有這么好的老師。在這里我發(fā)自肺腑的說(shuō)一句“張老師謝謝你”。同時(shí)也感謝在這四年中給予我們知識(shí)的所有老師,是你們的辛勤播種造就了我們的明天,在我們即將走出校園時(shí),我忠心的祝福你們身體健康,工作順利.在我們走向工作崗位后,我們也會(huì)用我們的實(shí)際行動(dòng)來(lái)回報(bào)你們對(duì)我的教育之恩!
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