四柱汽車舉升機(jī)設(shè)計說明書.doc

學(xué)校代碼：10410 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計題目： 四柱舉升機(jī) 學(xué) 院： 姓 名： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 工程機(jī)械運(yùn)用于維護(hù)班 級： 指導(dǎo)教師： 摘 要 -隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，隨之而來的汽車維修的任務(wù)也愈來愈重。在汽車舉升機(jī)沒有出現(xiàn)之前，一般汽車維修工人都要趴在汽車底盤下面進(jìn)行維修，在這樣的環(huán)境下，不但維修活動范圍受到限制，而且維修質(zhì)量、維修效率也同樣受到一定程度的影響。隨著汽車維修業(yè)的迅猛發(fā)展，這樣的維修方法已經(jīng)不能夠滿足繁忙的汽車維修工作。于是就有了汽車舉升機(jī)的出現(xiàn)，這種機(jī)器是將整輛汽車舉升到一定高度，這樣可以使維修工人很方便的在汽車底部工作。本設(shè)計是四柱液壓汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，首先對題目進(jìn)行分析，再結(jié)合現(xiàn)有的汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)，加上對汽車舉升機(jī)的深入研究，然后對其中的方案進(jìn)行擬定選擇，并且對其中的重要零部件進(jìn)行設(shè)計校核，并且畫出裝配圖及零件圖，從而將四柱液壓汽車舉升機(jī)設(shè)計完成。關(guān)鍵詞： 汽車維修 四柱 舉升機(jī)AbstractWith the continuous development of the automotive industry, followed by the vehicle maintenance tasks also increasing. Before the life did not appear ,The general vehicle maintenance workers must expense under the car below the chassis for maintenance, in the environment, not only maintenance activities were restricted, and maintenance of quality and efficiency of maintenance is also to a certain extent affected. As the vehicle maintenance industry is rapidly developing, the maintenance of this has not be able to meet peak of vehicle maintenance work. So there is the emergence of the automobile lift, this machine is to give the whole vehicles rose to a certain height, so maintenance workers can make it convenient to work in the car at the bottom. The design is of four-post hydraulic car lift the structural design, the first topic for analysis, combined with the existing car lift the structure and the hydraulic system, coupled with the car lift-depth research, and then The programme for development of choice, and one of the important parts of the design verification, and painted parts and assembly plans, which will lift of four-post hydraulic car design is completed.Key Words: Vehicle Maintenance，F(xiàn)our-Post， Lift1 緒 論31.1 設(shè)計的依據(jù)及意義31.2 轎車舉升機(jī)的分類32 舉升機(jī)設(shè)計的方案擬定62.1 舉升機(jī)的基本情況62.1.1 分析比較各類舉升機(jī)的特點(diǎn)62.1.2 汽車舉升機(jī)的主要參數(shù)82.2 汽車舉升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)與要求82.2.1舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式82.2.2 舉升裝置的要求82.3 普通式雙柱汽車舉升機(jī)結(jié)構(gòu)方案的確定93 普通式四柱汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計103.1立柱103.2橫梁103.3承車跑板113.4保險機(jī)構(gòu)113.5支撐結(jié)構(gòu)124 舉升機(jī)立柱的結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算134.1 主立柱的截面特性分析與計算134.2 舉升機(jī)主立柱受力情況分析144.3 普通式四柱舉升機(jī)主立柱強(qiáng)度校核計算145 各軸的確定185.1對稱滑輪軸的確定185.2其它軸徑的確定207 鋼絲繩及滑輪的選用217.1求鋼絲繩的直徑217.2 鋼絲繩與吊環(huán)的聯(lián)結(jié)方法227.3確定滑輪的直徑227.4 滑輪直徑與鋼絲繩直徑匹配關(guān)系237.5 滑輪形式237.6 滑輪技術(shù)條件.2476.1材料選擇247.6.2 外觀247.6.3 熱處理247.6.4 其他247.6.5 滑輪強(qiáng)度計算247.7鋼絲繩長度的確定248其它標(biāo)準(zhǔn)件的選定258.1彈簧的選擇258.2螺栓的選擇258.3螺母的選擇268.3.1活塞桿上的螺母選擇268.3.2固定跑板的螺母選擇268.4墊片的選擇26結(jié) 論29參考資料301 緒 論1.1 設(shè)計的依據(jù)及意義進(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)對轎車的維修，裝配，檢測，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，無論整車大修，還是小修保養(yǎng)，都離不開它。在規(guī)模各異的維修養(yǎng)護(hù)企業(yè)中，無論是維修多種車型的綜合類修理廠，還是經(jīng)營范圍單一的街邊店（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)營管理者重視的設(shè)備。而隨著我國轎車數(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)有廣泛的市場和應(yīng)用前途。私人購買成為購車的主流，售后市場也將得到蓬勃發(fā)展，舉升機(jī)在未來的需求量也將不斷增加，據(jù)業(yè)內(nèi)專家預(yù)測，在未來三年內(nèi)，舉升機(jī)市場將維持在812的增長率。因此，設(shè)計出一款簡單實(shí)用的舉升機(jī)有很大利潤，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，增加維修效率。 1.2 轎車舉升機(jī)的分類轎車舉升機(jī)產(chǎn)品種類較多，提升動力一般有液壓和機(jī)械兩種形式，有的二次舉升采用氣動。結(jié)構(gòu)類型有單柱式，雙柱式，四柱式和剪式等結(jié)構(gòu)（如圖1.1-1.4），雙柱式有的采用門式結(jié)構(gòu)，有的四柱式舉升機(jī)作為四輪定位設(shè)備配套使用，剪式舉升機(jī)一般為移動式的。而選擇單柱、雙柱還是四柱的舉升機(jī)，或是選擇立式、剪式、平板式還是子母式，或是幾種類型相結(jié)合的舉升機(jī)，主要是根據(jù)車間結(jié)構(gòu)布局和維修中的具體需要來確定，比如舉升機(jī)在車間的占地面積和高度，舉升機(jī)在維修和養(yǎng)護(hù)中的具體用途，以及是否要與四輪定位儀配套使用等。而轎車舉升機(jī)的發(fā)展趨勢也將朝著自動化，智能化發(fā)展。機(jī)械式舉升機(jī)基本被液壓式舉升機(jī)取代。對轎車保養(yǎng)行業(yè)而言，舉升機(jī)一定要安全可靠、維護(hù)簡單，否則在一定程度上會影響工作效率。而傳統(tǒng)的機(jī)械式舉升機(jī)安全性較差，所需的維護(hù)工作較多，被液壓式舉升機(jī)取代也是大勢所趨。據(jù)有人調(diào)查，訪談舉升機(jī)生產(chǎn)廠商，全部轉(zhuǎn)向了當(dāng)前主流產(chǎn)品即液壓式舉升機(jī)，它具有安全性能好、維護(hù)周期長以及工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。產(chǎn)品智能化將不斷提高。隨著技術(shù)開發(fā)的日薪月異，舉升機(jī)在設(shè)計方面越來越智能化和人性化，將會向遙控、電腦控制方向發(fā)展。同時隨著技術(shù)的不斷成熟，其標(biāo)準(zhǔn)也將逐步統(tǒng)一化。技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品將占領(lǐng)市場。圖1.1 四柱上油缸式舉升機(jī)圖1.2 四柱下油缸式舉升機(jī)圖1.3 剪式舉升機(jī)圖1.4 液壓式雙柱舉升機(jī)其總的來說分類表如下表1.1：表1.1 舉升機(jī)的分類2 舉升機(jī)設(shè)計的方案擬定2.1 舉升機(jī)的基本情況2.1.1 分析比較各類舉升機(jī)的特點(diǎn) 舉升機(jī)在上面眾多的類型中，各種類型各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。下面就分析各種舉升機(jī)的特點(diǎn)：1）雙柱舉升機(jī) 雙柱舉升機(jī)分為機(jī)械式和液壓式，機(jī)械式舉升機(jī)流行于1992-1998年間，期間生產(chǎn)的廠家也很多，該舉升機(jī)的特點(diǎn)是同步性好，但由于機(jī)械磨損維護(hù)成本高（經(jīng)常需要更換螺母以及軸承），因此該類型的舉升機(jī)已開始逐漸淘汰。液壓式舉升機(jī)維護(hù)成本低，油缸使用510年沒問題，液壓舉升機(jī)分為兩種一種是單缸舉升機(jī)，一種是雙缸舉升單缸液壓舉升機(jī)特點(diǎn)：同步性好，不存在顛簸現(xiàn)象，有底板，舉升機(jī)得扭力靠底板抵消，安全性好。雙缸液壓舉升機(jī)特點(diǎn)：雙缸舉升機(jī)分為龍門式舉升機(jī)和薄地板舉升機(jī)，由于是雙缸，同步問題難以解決，往往靠兩根鋼絲繩來平衡，油缸以及鋼絲繩要調(diào)整得松緊一致，舉升機(jī)就可以同步。薄地板舉升機(jī)沒了地板是為了最大節(jié)省材料，去掉底板，使得立柱得扭力靠地面來抵消，所以對地基要求很高。若是有橫梁（龍門舉升機(jī)）就靠橫梁抵消。值得一提的是目前舉升機(jī)的保險解鎖方式的不一樣,導(dǎo)致使用者的勞動強(qiáng)度不一樣,目前大部分保險解鎖均為手動解鎖,這樣員工需要跑來跑去拉保險每上升一點(diǎn)就要拉保險才能下降,然而電動解鎖只需一個按鈕就可解鎖,這類舉升機(jī)將成為以后舉升機(jī)的主流產(chǎn)品。2）四柱舉升機(jī) 四柱舉升機(jī)按結(jié)構(gòu)分為上油缸式以及下油缸式，上油缸式指油缸置于立柱頂部（帶橫梁），下油缸式指油缸置于平板下面。上油缸四柱舉升機(jī)：上油缸四柱舉升機(jī)主要依靠四根鏈條拉起四個角，拉力油缸置于頂部，這種結(jié)構(gòu)簡單，但自重增加。二次舉升為手動或氣動，修理工需要跑到底下操作，這對于經(jīng)常使用二次舉升得用戶不方便和不安全，保險裝置為氣動裝置，若沒有氣源則比較麻煩。本機(jī)型也適合四輪定位用，因?yàn)橛幸凰妮喍ㄎ粰n位，可以調(diào)整，可以確保水平。下油缸四柱舉升機(jī)：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6個圓盤將力傳達(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液壓，和主泵連接在一起，只要轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換閥即可，升降速度快，保險裝置為楔塊式，四個楔塊利用拉桿聯(lián)動，扳動拉桿就可打開保險裝置，方便耐用。本機(jī)型容易調(diào)水平，適合四輪定位用。3）剪式舉升機(jī) 剪式舉升機(jī)分為大剪（子母式），小剪（單剪）舉升機(jī)，超薄系列舉升機(jī)。小剪舉升機(jī)：該類型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)：大剪舉升機(jī)涌出比較多，是配合四輪定位儀的最佳設(shè)備，并可以作為汽車維修，輪胎，底盤檢修用?？梢酝诓?，也可以直接安裝在地面上。超薄系列剪式舉升機(jī)：超薄系列剪式舉升機(jī)無需挖槽，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車的樓板上面，解決客戶場地問題。這類機(jī)器是今后的主流產(chǎn)品，國外大規(guī)模使用本類產(chǎn)品?？偟膩碚f，剪式舉升機(jī)是較為精密的儀器，如果做工不好或者設(shè)計不好都容易導(dǎo)致臺面不平，單邊升降等危險的發(fā)生，大部分用戶用該類型的舉升機(jī)是用來作為四輪定位儀的平臺，這樣設(shè)計該類型則需要求更加嚴(yán)格。2.1.2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)這三種目前市場上主要的汽車舉升機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)統(tǒng)計如表2.1所示。 額定舉升質(zhì)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 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表2.1汽車舉升機(jī)的主要參數(shù)2.2 汽車舉升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)與要求2.2.1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)動方式（4）平衡方式（5）保險與保護(hù)方式2.2.2 舉升裝置的要求在我國的規(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)性要符合GB5226（機(jī)械安全機(jī)械電氣設(shè)備）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)計中液壓系統(tǒng)的設(shè)計也是至關(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)動時）或是該壓力的3倍（采用氣壓驅(qū)動時）并且要沒有永久變形。軟管、氣袋、膜盒的尺寸在設(shè)計時應(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。我國對舉升機(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，如有需要則該裝置應(yīng)動作靈敏、安全可靠。（2）液壓系統(tǒng)工作應(yīng)平穩(wěn)、無振動、無爬行現(xiàn)象。（3）液壓式舉升機(jī)除液壓系統(tǒng)能自鎖外還應(yīng)沒有機(jī)械鎖止裝置。（4）機(jī)械式舉升機(jī)任意時刻都能安全自鎖。（5）舉升機(jī)正常運(yùn)行時的噪音不得超過80dB。（6）舉升機(jī)工作環(huán)境溫度為040，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)臺上對液壓系統(tǒng)施高150%的額定使用壓力，維持2min，不允許有永久變形、漏油及其他異?，F(xiàn)象。（8）在無故障工作基礎(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，允許添加潤滑劑2.3 普通式雙柱汽車舉升機(jī)結(jié)構(gòu)方案的確定設(shè)計的課題參數(shù)為：1，額定重量：2噸。2，舉升高度范圍：100mm至1750mm。立柱寬度：3440mm。通過對汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)的認(rèn)識和了解，確定了本次設(shè)計的舉升機(jī)的總體方案。如下圖2.1所示： 圖2.1舉升機(jī)示意圖 本次設(shè)計的是由液壓驅(qū)動的普通式四柱汽車舉升機(jī)。它的結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個部分：立柱、承車跑板、橫梁。普通式四柱汽車舉升機(jī)的舉升機(jī)構(gòu)的傳動系統(tǒng)是由液壓系統(tǒng)來驅(qū)動和控制的，由承車跑板下安裝的液壓油缸來推動連接立柱與橫梁的鋼絲繩，使橫梁上安裝的大滾輪沿立柱滾動，實(shí)現(xiàn)承車跑板的上下移動。 3 普通式四柱汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1立柱 普通式四柱汽車舉升機(jī)的立柱有四個，分別是左、右兩邊各兩個立柱。下圖是主邊立柱的俯視圖。整個舉升機(jī)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(qiáng)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(nèi)外表面還要有一定的粗糙度等。3.2橫梁 橫梁是四柱舉升機(jī)的部件，它連接著立柱和承車跑板，有了橫梁的連接才使舉升機(jī)成為很好的一個整體。橫梁的結(jié)構(gòu)是空心的方鋼，其中含有非常重要的機(jī)械自鎖結(jié)構(gòu)，同時承車跑板是通過螺栓連接在橫梁上。橫梁受到的力也比較大，在橫梁的端部還安裝有定滑輪，所以它也要求有一定的強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)拇植诙?。它的三視圖如下圖：3.3承車跑板 承車跑板是用來停放汽車的部件，因?yàn)橐７牌囁运拇植诙染筒荒芴?，故在跑板的表面加有一些凸起的防滑塊，在CAD制圖中未畫出。跑板的寬度也不能過小，寬度至少是輪胎的1.5倍，由于要停放幾噸的汽車其強(qiáng)度也有一定的要求，下圖為其的俯視圖：3.4保險機(jī)構(gòu)汽車舉升機(jī)是一種對安全性能要求特別高的舉升設(shè)備。通常設(shè)有多種保險裝置和保護(hù)，分別有液壓回路的保壓、機(jī)械鎖止保險裝置、機(jī)械自鎖裝置、舉升過載保護(hù)、沖頂保護(hù)、防滑等等。本次設(shè)計中采用液壓回路的保壓和機(jī)械自鎖裝置來進(jìn)行保險。機(jī)械自鎖主要是通過四個楔形擋塊與立柱中的走道相卡，通過搖桿與鋼絲繩的連接來控制其與立柱走道的接觸,其俯視圖如下圖：上圖1為連桿、2為手柄、3為自鎖擋板、4為保險搖板3.5支撐結(jié)構(gòu) 支撐結(jié)構(gòu)是由液壓缸、鋼絲繩、定滑輪組成。其原理為液壓缸與鋼絲繩連接再通過定滑輪改變鋼絲繩的走向，鋼絲繩通過專用索具與立柱和活塞桿連接，由于所有的重量都是由鋼絲繩來承擔(dān)，所以鋼絲繩要有足夠的抗拉強(qiáng)度，其鋼絲繩的俯視圖走向如下圖所示：上圖1為立柱滑輪、2為跑板對稱定滑輪、3為活塞桿、4為液壓缸、5為跑板非對稱定滑輪、6為鋼絲繩。其工作原理：活塞桿在油液壓力的作用下伸長或縮短，縮短使汽車上升，伸長使汽車下降，定滑輪起到改變鋼絲繩方向的作用。由于是單缸作用使左右承板運(yùn)動一致從而避免了不協(xié)調(diào)的運(yùn)動。此系統(tǒng)要求液壓缸的壓力要做夠大。4 舉升機(jī)立柱的結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算4.1 主立柱的截面特性分析與計算主立柱體是舉升機(jī)主要的受力承重部件。舉升機(jī)立柱在工作時受來自于保險鎖機(jī)構(gòu)處因承重的壓力和升降滑臺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，底部焊口在拉壓應(yīng)力的作用下有開裂的傾向，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。其中主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。4.2 舉升機(jī)主立柱受力情況分析立柱受力情況（見圖），F(xiàn)1和F2是滑臺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。針對立柱受力情況，經(jīng)計算得：普通式四柱舉升機(jī)主立柱受力情況示意圖RHX=0 RHY=FBY=1066.37kg 4.3 普通式四柱舉升機(jī)主立柱強(qiáng)度校核計算從圖4.3看出，整個立柱體相當(dāng)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（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（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（QC=2640.5kg），彎矩最大（MC=1386262.5kg）,所以此處是危險截面。前面計算已經(jīng)得到，抗彎截面模數(shù)為： (4.8)截面上半部分靜矩S171.24cm3， (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30鋼是塑性材料，可以采用第四強(qiáng)度理論20，將 的數(shù)值代入，用統(tǒng)計平均剪應(yīng)力理論對此應(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。 5 各軸的確定在普通四柱舉升機(jī)中軸都是與滑輪連接的，且滑輪又是與鋼絲繩連接，所以軸受到了比較大的力和彎矩，在選擇軸的尺寸時要進(jìn)行計算確定。5.1對稱滑輪軸的確定由分析得此軸只受到彎矩的作用，其受力如下圖所示：其中G1=2G G2= G3=GXZ方向：FAZ-G1-G3+FCZ=0XY方向：FAY+G2+FCY=0以A為中心 XZ面彎矩：G1*AB+G3*AC-FCZ*AD=0 XY面彎矩：-G2*AC-FCY*AD=0根據(jù)以上方程得：FCZ=59757.1N FCY=-37624.9N FAZ=86315.9N FAY=-11066.1N求彎矩 彎矩XZ面，其彎矩圖如下圖 AB段：MAB=FAZ*X BC段：MBC=FAZ*X-G1（X-AB） CD段：MCD=FAZ*X-G1(X-AB)-G3(X-AC)由上方程得MAB=2157.9 MBC=4415.4 MCD=0 彎矩XY面，其彎矩圖如下圖 AC段：MAC= FAY*X CD段：MCD= FAY*X+ G2*(X-AC)由上方程得MAC=-940.6 MCD=0再根據(jù)軸的直徑確定公式確定軸的直徑：5.2其它軸徑的確定 根據(jù)以上類似的計算可求出非對稱滑輪軸直徑d=24mm 立柱上的滑輪直徑d=20mm 6 液壓系統(tǒng)6.1 液壓缸參數(shù)的設(shè)定 通過計算初定參數(shù)為：缸體長度 L=1700mm工作行程 l=1650mm活塞桿直徑 d=63mm計算長度 l=L+l=3350mm柔性系數(shù) m=85末端條件系數(shù) n=26.2液壓缸的選定 6.2.1液壓缸大小的確定液壓缸的工作壓力為跑板和橫梁的重力加上舉升的重力，即：F=G+2000 其中G為跑板和橫梁的重力根據(jù)舉升機(jī)的整體大小確定跑板和橫梁的重量：m跑板=83*0.8*410*7.85*2=427.4 m橫梁=8*14*0.8*314*7.85*2=441.7所以 m總= m跑板+ m橫梁=869.1 G總=869.1*10=8691N G= G總+G車=8691N+20000N=28691N由上所計算的數(shù)據(jù)查機(jī)械設(shè)計手冊得液壓缸的大徑D=90mm,小徑d=63mm6.2.2液壓缸的安裝方法 液壓缸的安裝方式為尾部銷軸式（可見機(jī)械設(shè)計手冊得液壓缸安裝方法篇章）6.3液壓系統(tǒng)的工作原理及示意圖1定量液壓泵; 2先導(dǎo)式溢流閥; 3二位二通電磁換向閥; 4壓力表; 5三位四電磁換向閥; 6、7 液控單向閥;8液壓缸如圖所示為升舉機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖.系統(tǒng)采用定量液壓泵1供油,系統(tǒng)壓力;由先導(dǎo)式溢流閥2設(shè)定并由壓力表4顯示,系統(tǒng)卸荷由二位二通電磁換向閥3控制.液壓缸的運(yùn)動方向由三位四通電磁閥5控制。本液壓系統(tǒng)設(shè)有二級液控單向閥(6、7), 以保證液壓泵停機(jī)或其他故障時液壓缸不因泄漏而影響舉升的安全可靠性,液壓缸附近的兩個按紐控制盒, 用于控制缸的升降。系統(tǒng)的動作順序與原理如下: 1) 舉升 按上升按鈕,電動機(jī)驅(qū)動液壓泵1空載啟動,延遲3s后電磁鐵1YA通電使換向閥3切換至右位，液壓泵1由卸荷轉(zhuǎn)為升壓。同時，電磁鐵2YA通電使換向閥5切換至左位，液壓泵1的壓力油經(jīng)閥5、6、7進(jìn)入缸8的無桿腔，液壓缸8上升，有桿腔經(jīng)換向閥5向油箱排油。2) 停位 松開上升按鈕，電磁鐵1YA、2YA斷電使換向閥3和5復(fù)位，液壓泵1卸荷，液壓缸8停止并保持在既定位置；3min后電機(jī)自動停止。3) 下降 按下降按鈕，使電機(jī)驅(qū)動液壓泵1啟動，延遲3s后電磁鐵1YA、3YA通電使換向閥3切換至右位，換向閥5切換至右位，液壓泵的壓力油經(jīng)閥5進(jìn)入缸8的有桿腔，同時反向?qū)ㄒ嚎貑蜗蜷y6、7液壓缸8下降，無桿腔的油液經(jīng)閥5排回油箱。4) 停止 松開下降按鈕,各電磁鐵均斷電,液壓缸8停止,電動機(jī)驅(qū)動液壓泵卸荷空載運(yùn)轉(zhuǎn),3min后液壓泵自動停機(jī)。7 鋼絲繩及滑輪的選用7.1求鋼絲繩的直徑根據(jù)機(jī)械設(shè)計師手冊，按GB/T8706-1988選擇圓鋼絲繩求鋼絲繩的直徑：根據(jù)舉升機(jī)的使用條件分析知機(jī)構(gòu)的工作級別為M4，查下表c=0.095所以d=cF=0.095*84.69=8.04mm,在這取直徑為8mm繩的類型為6*7（6個圓股每股外層絲可到7根），經(jīng)計算查表得，選擇纖維芯鋼絲繩機(jī)構(gòu)工作級別選擇系數(shù) C值最小安全系數(shù)n鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度b/MPa15501700 1850 M1M30.0930.0890.0854M40.0990.0950.0914.5M50.1040.1000.0965M60.1140.1090.1066M70.1230.1180.1137M80.1400.1340.1289 7.2 鋼絲繩與吊環(huán)的聯(lián)結(jié)方法采用繩卡固定法，原理就是采用套換與騎馬螺栓固定，如下圖：根據(jù)鋼絲繩8mm的直徑能承受2869.12kg的重量，這已足夠舉升2000kg的轎車加其他重量。7.3確定滑輪的直徑查表可得滑輪的尺寸： Dmin=hd=18*8=144mm常數(shù) h=18為按標(biāo)準(zhǔn)表來選取，其中的安全系數(shù)為5。由表可得：D=144，R=5，C=11結(jié)構(gòu)如圖：上面滑輪的材料是用一般的鑄鋁合金，它們的抗拉強(qiáng)度一般只有137-245 MPa，硬度也不大，只有50-90 HB。由于上面的選用的滑輪在整個設(shè)計的轎車舉升機(jī)中尺寸過大，這樣不方便整體設(shè)計，為了減少滑輪的直徑，滑輪的材料選用為40Cr的鋼，其抗拉強(qiáng)度為981 MPa，屈服強(qiáng)度為：785 MPa。這樣滑輪的材料比原來的強(qiáng)了6-7倍，在滿足材料的力學(xué)強(qiáng)度下，滑輪的參數(shù)減少為：D=86，C=20，A=20。7.4 滑輪直徑與鋼絲繩直徑匹配關(guān)系(查手冊：機(jī)械工業(yè)出版社，機(jī)械設(shè)計手冊新版第2本,第八篇，表8.1-64 ).7.5 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。7.6 滑輪技術(shù)條件. 76.1材料選擇由于滑輪是與鋼絲繩連接，承受著比較大的力，再根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊查詢選擇45鋼7.6.2 外觀滑輪表面應(yīng)光華平整，應(yīng)去除尖棱和冒口，滑輪不得有影響使用性能和有損外觀的缺陷（如氣孔、裂紋、疏松、鑄疤等）。7.6.3 熱處理滑輪應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以消除鑄造或焊接應(yīng)力。7.6.4 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)涂抹抗腐蝕的防銹油；不加工部位應(yīng)涂防銹漆。7.6.5 滑輪強(qiáng)度計算小型鑄造滑輪的強(qiáng)度，決定于鑄造工藝條件。一般不進(jìn)行強(qiáng)度計算。對于大尺寸的焊接滑輪，則必須進(jìn)行強(qiáng)度計算。7.7鋼絲繩長度的確定 在