畢業(yè)設(shè)計(jì)方案四柱液壓汽車舉升機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

1、鄭州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文） 題 目四柱液壓汽車舉升機(jī) 的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 院 系機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械工程及自動(dòng)化 年 級2004級2班 學(xué)生姓名張新令20040130238 指導(dǎo)教師李 延 民 2008年 06月2日- 1 - / 44 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(dòng)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，

2、這樣可以使維修工人很方便的在汽車底部工作。本設(shè)計(jì)是四柱液壓汽車舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(jì)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(jì)完成。 關(guān)鍵詞： 汽車維修 四柱 液壓 舉升機(jī) Abstract With the continuous development of the automotive industry, followed by the vehicle maintenance tasks also increasing. Befor

3、e 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

4、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 t

5、o 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,

6、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，Hydraulic，Lift - 2 - / 44 目錄 - 1 -摘要 - 2 -ABSTRACT - 4 -前言 - 6 -1設(shè)計(jì)要求 -61.1該機(jī)的用途 -61.2該機(jī)的工作原理 -61.

7、3設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)及要求 - 7 -2 該機(jī)主要參數(shù)的確定 -72.1汽車的主要參數(shù) -9各種小型汽車的主要參數(shù)2.2- -122.3對該機(jī)主要參數(shù)的初步確定- - 14 -方案的確定3 -143.1聯(lián)動(dòng)裝置方案的確定- -14驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案的確定-3.2 -15導(dǎo)向裝置方案的確定-3.3 -15安全保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)-3.4 - 16 -重要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算4 -174.1對托架進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 -194.2對升降架進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 -224.3對立柱進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 -244.4對鋼絲繩進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算- -244.5對滑輪的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算- 活塞桿端部滑輪的轉(zhuǎn)軸4.5.1- 24 - 需要繞過兩根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸：4

8、.5.2- 26 - 有一根鋼絲繩繞過的滑輪的轉(zhuǎn)軸：4.5.3- 28 - - 31 -5 重要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 -315.1鎖緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) -325.2鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算- 棘爪的設(shè)計(jì)計(jì)算5.2.1- 33 - 棘爪轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算：5.2.2 - 35 - ：5.2.3 凸輪轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算- 36 - - 38 -繪制有關(guān)零件圖和裝配圖6. - 39 -7. 設(shè)計(jì)小結(jié) - 40 -總結(jié)8. - 41 -致謝 - 42 -參考資料- 3 - / 44 前 言 汽車明后不久，汽車維修機(jī)械師就在想：怎樣才能夠把汽車舉升到空中，從而可以在其下面工作？舉升機(jī)的發(fā)展史告訴我們，發(fā)明第一臺自動(dòng)舉升機(jī)的靈

9、感來自理發(fā)師的椅子，因?yàn)樗梢钥焖偕岛托D(zhuǎn)，以適應(yīng)于不同身高和胖瘦的顧客。早期的單柱地基式液壓舉升機(jī)，大大地提高了比它問世還早的千斤頂和臺架的功能，這種早期舉升機(jī)的旋轉(zhuǎn)功能可以在舉起汽車以后，將其旋轉(zhuǎn)360。也許你經(jīng)常去的一個(gè)汽車維修廠，現(xiàn)在仍然利用這種舉升機(jī)為客戶提供日常的汽車維修服務(wù)，這種舉升機(jī)大多已經(jīng)工作了75年了。 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，單柱式舉升機(jī)設(shè)計(jì)上的局限性很快就顯露出來了。如果只是在汽車四周進(jìn)行檢測維修工作的話，這種舉升機(jī)也就足夠了，但是這種舉升機(jī)的起重臂和中央立柱會妨礙進(jìn)入汽車底部的大部分區(qū)域。針對單柱式舉升機(jī)的這些局限性，工程師已經(jīng)提出了很多舉升機(jī)的設(shè)計(jì)方案并作了許多改進(jìn)工

10、作?，F(xiàn)在，舉升機(jī)的選擇范圍很大，有地基式、托舉式、剪式、平行四邊形式、便攜式、單柱式、雙柱式、四柱式、驅(qū)動(dòng)式、接觸車架式、對稱式、非對稱式、小行程、大升程、隊(duì)列式以及其它的各種舉升機(jī)設(shè)計(jì)方案。某些舉升機(jī)可能同時(shí)具有這些設(shè)計(jì)方案中的幾個(gè)特點(diǎn)。同樣汽車舉升設(shè)備按汽車被舉升的部位不同，可以分為車橋舉升設(shè)備、車輪舉升設(shè)備和車架舉升設(shè)備。 車橋舉升設(shè)備是通過汽車的前后橋或者橫梁把整車舉升的。這類設(shè)備的主要特點(diǎn)是裝有支撐前后橋或者橫梁的專用支座或者托架。車橋舉升設(shè)備一般由一個(gè)以上的獨(dú)立的舉升裝置組成，舉升裝置可以做成固定式的，也可以做成移動(dòng)式的。這類舉升機(jī)的舉升重量一般較大，最大重量可達(dá)30噸，所以主要用

11、于大型汽車的舉升作業(yè)。缺點(diǎn)是造價(jià)較高，穩(wěn)定性較低。 車輪舉升設(shè)備是通過車輪把汽車舉升到一定的高度的，它的特點(diǎn)是具有支撐汽車車輪的軌道或者托架，可以采用移動(dòng)式單輪舉升設(shè)備成組使用，也可以采用固定式整車舉升結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是，只要把汽車開到舉升機(jī)的軌道或者托架上，或者將移動(dòng)式單輪舉升器推到輪胎處，就可以進(jìn)行舉升作業(yè)，所以具有安全和高效的特點(diǎn)；其缺點(diǎn)是，由于車輛的支撐部位是車輪，因此不能在舉升機(jī)上直接進(jìn)行輪胎和制動(dòng)器的保修作業(yè)。車輪舉升設(shè)備主要用于小客車的維修作業(yè)，但大型汽車的使用也很方便。 車架舉升設(shè)備是通過車架或者縱梁把整部汽車舉升的，舉升后，汽車的輪胎、前后- 4 - / 44 橋、傳動(dòng)系統(tǒng)、排氣

12、系統(tǒng)和懸掛裝置全部懸空，因此可以方便地在車下進(jìn)行多項(xiàng)保修作業(yè)。車架舉升設(shè)備所用承重機(jī)構(gòu)多為V形、X形或H形承重支臂。為了便于調(diào)整和供多種類型的汽車使用，承重支臂大多做成伸縮式或者旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)。這種設(shè)備的缺點(diǎn)是受承重支臂的限制，舉升重量較小，一般不超過4噸，主要是供小客車或者輕型載汽車的舉升作業(yè)使用。 針對這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目來說，車輪式的舉升機(jī)比較適合要求，因此這次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是圍繞著車輪式舉升機(jī)來展開的。在市場上可以看到的型式各異、尺寸不同的舉升機(jī)中，有一些特別適合于從事特殊類型的維修作業(yè)，也有少數(shù)的舉升機(jī)適合進(jìn)行一些其它的維修作業(yè)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，主要是在老師的指導(dǎo)下，通過查閱相關(guān)資料，以了

13、解舉升機(jī)的相關(guān)知識，根據(jù)舉升機(jī)現(xiàn)有的一些形式，確定本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案、聯(lián)動(dòng)方案等；然后通過對汽車參數(shù)的調(diào)研，從而確定舉升機(jī)的部分參數(shù)；隨后根據(jù)所用于的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，對主要的零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和校核。同時(shí)用從新學(xué)習(xí)了CXCA電子圖版這個(gè)軟件，方便了后來裝配圖和零件圖繪制。最后再根據(jù)有關(guān)的知識，畫出舉升機(jī)的裝配圖，并繪制所有的非標(biāo)零件零件圖；最后完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 - 5 - / 44 1設(shè)計(jì)要求 1.1 該機(jī)的用途 四柱舉升機(jī)用途主要是用于汽車的維修，也可以用于汽車的停放。 1.2 該機(jī)的工作原理 本機(jī)在工作時(shí)，由電動(dòng)機(jī)提供源動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓泵工作，液壓泵輸出的液壓油經(jīng)過所需要的一些液壓元件進(jìn)入

14、液壓缸，驅(qū)動(dòng)液壓缸推動(dòng)活塞桿移動(dòng)，這時(shí)即可推動(dòng)鋼絲繩移動(dòng)，從而升降架移動(dòng)，最終可將所需維修的汽車舉升一定的高度，以便于維修，提高維修效率。 1.3 設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)及要求 1）所設(shè)計(jì)的四柱液壓舉升機(jī)應(yīng)該能夠適應(yīng)所有小汽車的舉升的重量、長寬尺寸的要求； 2）舉升機(jī)的最大舉升高度為1800mm； 3）舉升機(jī)升降過程中及停留在空中時(shí)，要保證升降平穩(wěn)，工作可靠，鎖定可靠； 4）進(jìn)行必要的支承結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度與剛性驗(yàn)算，保證結(jié)構(gòu)合理。 5）液壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作可靠，操縱方便，結(jié)構(gòu)緊湊。 - 6 - / 44 2 該機(jī)主要參數(shù)的確定 2.1 汽車的主要參數(shù) 該機(jī)的作用是為了將所要維修的汽車舉升到所要求的高度，因此首先

15、將汽車的主要參數(shù)調(diào)查清楚。汽車的主要參數(shù)是長、寬、高、軸距、輪距、重量等，對它們的解釋如下： 一，長mm） 汽車長是垂直于車輛縱向?qū)ΨQ平面并分別抵靠在汽車前，后最外端突出部位的兩垂面之間的距離。簡單的說,就是沿著汽車前進(jìn)的方向，最前端到最后端的距離。如圖2.1）所示： 圖2.1汽車的長度示意圖 二，寬mm） 汽車寬是平行于車輛縱向?qū)ΨQ平面并分別抵靠車輛兩側(cè)固定突出部位的兩平面之間的距離。簡單的說，就是汽車最左端到最右端的距離。其中所說的“兩側(cè)固定突出部位”并不包括后視鏡，側(cè)面標(biāo)志燈，示燈示位燈，轉(zhuǎn)向指，撓性擋泥板，防滑鏈以及輪胎與地面接觸部分的變形。如圖2.2）所示： - 7 - / 44 圖

16、2.2 汽車寬度示意圖 三，高mm） 汽車高是車輛支承平面與車輛最高突出部位相抵靠的水平面之間的距離。簡單的說就是從地面到汽車最高點(diǎn)的距離。如 軸矩,是通過車輛同一側(cè)相鄰兩車輪的中點(diǎn),并垂直于車輛縱向?qū)ΨQ平面的二垂線之間的距離.簡單的說,就是汽車前軸中心到后軸中心的距離。 五， 汽車輪距上留下的軌跡的中心線之間的距離。如果車軸的- 8 - / 44 兩端是雙車輪時(shí)，輪距是雙車輪兩個(gè)中心平面之間的距離。汽車的輪距有前輪距和后輪距之分，前輪距是前面兩個(gè)輪中心平面之間的距離，后輪距是后面兩個(gè)輪中心平面之間的距離，兩者可以相同，也可以有所差別。 六，胎寬 胎的寬度以毫M為單位例如175 mm）。一般轎

17、車輪胎的名義斷面寬度從125mm例如125/80 R 12）到大約335mm例如335/30 R 19）。每個(gè)寬度之間都相差10mm。新的“車輪輪胎技術(shù)”所用的特殊輪胎例如鄧祿普的TD輪胎與M其林的TRX與TDX輪胎）有其他的寬度參數(shù)，也已毫M為單位。寬度從160mm到240mm。真正的寬度會比標(biāo)出的名義寬度有所不同，因生產(chǎn)上會出現(xiàn)一些可接受的誤差，各廠家的輪胎會出現(xiàn)不同的誤差，范圍不會超過幾毫M。輪胎的寬度也要看此輪胎安裝在哪個(gè)輪轂上。大部分輪胎可安裝在不同寬度的輪轂上。一些汽車只可以安裝一定品牌的輪胎或必須與一定輪轂配套的輪胎，因?yàn)橹挥兄付ǖ钠放戚喬タ梢栽谌魏吻闆r下保證安全。 2.2 各種

18、小型汽車的主要參數(shù) 對現(xiàn)在國內(nèi)的各種轎車、小型越野車、小型休閑車等小型汽車的長、寬、高、軸距、車重、輪距進(jìn)行調(diào)研。具體情況如表2.1）所示： 表2.1 幾種具有代表性汽車的主要參數(shù) 車牌 長寬高軸距車重輪距mm） mmmmmmmm 350Z 3.5 MT 01476/1426871280479218141422紅旗新明仕奧運(yùn)之31535/151730179614852850紅HQ496551456/141300169318552700奇瑞開瑞系461061425/14105014242468旗1.343931682奇91520/1525201525449017801405比亞F51511/15

19、27401435484618221465比亞F6 2.01 對該機(jī)主要參數(shù)的初步確定2.3 ，1933mm5192mm，最大寬度取為根據(jù)表2.1）所述可總結(jié)得：汽車的最大長度取為；最大重量為2355kg；軸距的最小值為2443mm,最大值為3040mm最大高度取為1935mm之160240mm，最大距離取為輪距的最小值取為1425mm1648mm。輪胎的寬度一般在 間。通過上表所列的幾款汽車的外形參數(shù)可以初步確定： 。1,舉升的最大重量為3000kg 1800mm2,舉升的高度為。- 12 - / 44 3,托架的長度4000mm,托架的寬度為400mm，使用材料為鋼板與槽鋼焊接件。 4,升降

20、架的長度2600mm，使用材料為矩形空心型鋼； 5,立柱高度為2500mm，使用材料為內(nèi)卷邊槽鋼。 - 13 - / 44 3 方案的確定 3.1 聯(lián)動(dòng)裝置方案的確定 聯(lián)動(dòng)裝置的作用是將舉升托架的升降運(yùn)動(dòng)傳遞給支撐立柱的舉升托架，保證兩舉升托架的同步運(yùn)動(dòng)。 在四柱汽車舉升機(jī)的聯(lián)動(dòng)裝置有很多，例如：螺母絲杠聯(lián)動(dòng)裝置、齒輪鏈條聯(lián)動(dòng)裝置、鋼絲繩聯(lián)動(dòng)裝置等。而能夠適合以液壓為動(dòng)力的舉升機(jī)來說，齒輪鏈條和鋼絲繩聯(lián)動(dòng)裝置比較合適。對于這兩種方案，各有優(yōu)缺點(diǎn)：齒輪鏈條聯(lián)動(dòng)裝置能夠比較精確的保證舉升同步，但是鏈條的使用壽命比較短，而且造價(jià)比較高。對于鋼絲繩聯(lián)動(dòng)裝置，不但能夠保證同步舉升，而且使用壽命長，成本比

21、較低，并且比較容易調(diào)整鋼絲繩的長度。 通過這兩種方案的比較，對于該機(jī)械而言鋼絲繩聯(lián)動(dòng)比較合適。鋼絲繩升降聯(lián)動(dòng)裝置主要由鋼絲繩、滑輪、螺套和螺母等構(gòu)成。鋼絲繩滑輪利用滑輪軸安裝在升降架上；鋼絲繩的端部固定在螺套中，并且用螺母安裝在立柱上部的頂板上；螺母可以用來調(diào)整鋼絲繩的長短，以使承重托架保證水平位置。 3.2 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案的確定 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是液壓舉升機(jī)的動(dòng)力執(zhí)行元件，它主要是驅(qū)動(dòng)鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)升降架上下運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)元件主要是由液壓缸組成的，它的驅(qū)動(dòng)方式主要有兩種，一是拉鋼絲繩，二是推鋼絲繩。由于舉升機(jī)的行程為1800mm，如果不采取一定的特殊方式的話，那么做出的活塞桿的長度就要1800mm，

22、那么對活塞桿的剛度要求就比較高。而且運(yùn)動(dòng)起來也不穩(wěn)定。因此采用動(dòng)滑輪的原理，可以將活塞桿的長度減為原來的一半。在活塞桿的端部安裝一個(gè)滑輪，使其成為一個(gè)動(dòng)滑輪，再將鋼絲繩繞過滑輪，如圖3.1）所示：通過利用動(dòng)滑輪原理可以減少活塞桿的行程，同時(shí)提高了活塞桿的剛度和穩(wěn)定性。 - 14 - / 44 圖3.1 驅(qū)動(dòng)裝置的示意圖 最終確定活塞在向外推的時(shí)候?yàn)樯导苌仙?，而且活塞端部采用滑輪裝置。 3.3 導(dǎo)向裝置方案的確定 導(dǎo)向裝置的作用是為了防止升降架在升降時(shí)前后左右搖擺而設(shè)定的。導(dǎo)向裝置有很多，例如采用導(dǎo)向軸和套筒。在這里打算采用軸端軸承和導(dǎo)向槽來進(jìn)行導(dǎo)向，這種機(jī)構(gòu)不但安裝方便，而且制造比較簡單，工

23、藝性能比較好。 3.4 安全保險(xiǎn)機(jī)構(gòu) 由于汽車維修工人需要在托架底下進(jìn)行工作，因此對舉升機(jī)的安全機(jī)構(gòu)要求比較嚴(yán)格。通常對于鏈條傳動(dòng)的，它的安全機(jī)構(gòu)比較好設(shè)計(jì)，可以直接利用鏈條進(jìn)行自鎖。而對于鋼絲繩傳動(dòng)而言，就要采取期的自鎖機(jī)構(gòu)。通常采用棘爪和齒條的比較多，初步也采用棘爪和齒條的鎖緊機(jī)構(gòu)。 - 15 - / 44 4 重要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 下面將要對主要的零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，最終將要設(shè)計(jì)出的機(jī)械如4.1）所示： 圖4.1 四柱液壓舉升機(jī)的總裝圖 1、主立柱 2、副立柱 3、動(dòng)力裝置 4、托架 5、擋板 6、斜坡 7、升降架 - 16 - / 44 4.1 對托架進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 由于前面已經(jīng)知道托架的

24、長度為5400mm，所用的是鋼板和槽鋼焊接而成，其截面如3?；鋼板選截面系數(shù)為，其理論質(zhì)量為117cm=19.752,圖所示，槽鋼型號選用16mkg/1?=12.15為而且取最小軸距為2400mm用花紋鋼板，圖案為圓豆型，理論質(zhì)量。因mkg/2此分析托架的受力情況如圖4.2）所示： 圖4.2 托架的截面圖 ?）+9.8N/m 由于： q=g=221= 2N2N11F=F (2 N2N1mg=30009.8 N=7350 N=F,(2!錯(cuò)誤錯(cuò)誤21汽車所以：F=F=F+F+ql）/2 2N1N21506.209?4 =7350 + 2 =8362.418N 所以在AB段中： N N1s22 N.

25、m x=(8362.418x- M=Fx-qx506.209!錯(cuò)誤錯(cuò)誤N1在BC段中： N 1N1s2 q(x-0.8-xM=Fx-F!錯(cuò)誤1N12+5880 N.m 506.209x=(1012.418x-!錯(cuò)誤在CD段中：=( 8362.418-506.209(4-x N N2s2 q(l-xM=F(l-x- !錯(cuò)誤N22 N.m (l-x(l-x-506.209=(8362.418!錯(cuò)誤因此其剪力圖和彎矩圖如為托架的受力圖； - 18 - / 44 b為托架的剪力圖； c為托架的彎矩圖。 由彎矩圖可知：E點(diǎn)所受的彎曲應(yīng)力為最大-其中M=F!錯(cuò)誤1N12+5880 xx-=1012.418

26、506.209!錯(cuò)誤2+5880 22-506.209=1012.418!錯(cuò)誤=2024.836-1012.418+5880 =6892.218 N.m 因此：所要承受的最大彎曲應(yīng)力為： 6892.218 MPa = = !錯(cuò)誤max ?62?117?10 =29.455MPa 由于舉升機(jī)是要汽車維修工人在托架下面進(jìn)行工作，因此盡量將安全系數(shù)取大一點(diǎn)，因此取安全系數(shù)K=10 所以將要選取的材料的抗彎強(qiáng)度應(yīng)該滿足以下條件） limK=294.55 MPa limmax經(jīng)過查工程材料手冊黑色金屬材料卷）可得： 可以選用Q235A）,其抗彎強(qiáng)度 =375500 Mpa lim4.2 對升降架進(jìn)行設(shè)計(jì)

27、計(jì)算 由于前面已經(jīng)知道升降架的長度2600mm，使用材料為矩形空心型鋼，初選矩形空心型鋼為邊長A=150mm，B=100mm，壁厚t=8mm，理論重量為=28.096kg/m，截面系數(shù)為：3。輪距的最小值取為1400mm。因此分析升降架的受力情況如 21N1N2F=F(2 N2N1mm g +2(其中(1,(2可得：9.8 N !錯(cuò)誤=8353.324 N） 所以： F=F=F+F+ql）/2 2N21N1275.2408?2.6 =8353.324+ 2=8711.137N - 20 - / 44 所以在AB段中： N N1s22 N.m xx-x-qx275.3408=(8711.137

28、M=F!錯(cuò)誤錯(cuò)誤!N1在BC段中： N 1sN12 x(x-0.6-qM=Fx-F!錯(cuò)誤1N12+5011.994 N.m x275.3408=(357.813x-!錯(cuò)誤在CD段中：=( 8711.137-275.3408(2.6-x N N2s2 q(l-xM=F(l-x- !錯(cuò)誤N22 N.m 275.3408(2.6-x=(8711.137(2.6-x-!錯(cuò)誤由上述的剪力方程和彎矩方程可以畫出剪力圖和彎矩圖如圖4.3）中b、c圖所示，由彎矩圖不難看出E點(diǎn)既為危險(xiǎn)截面-q其中M= Fx-F!錯(cuò)誤1N12+5011.994 275.3408x=357.813x-!錯(cuò)誤2+5011.994 2

29、75.34081.3=357.8131.3-!錯(cuò)誤=465.1569-232.663+5011.994 =5244.488 MPa 因此：所要承受的最大彎曲應(yīng)力為： 5244.488 MPa = = !錯(cuò)誤max ?610138.546? =37.853MPa 由于舉升機(jī)是要汽車維修工人在托架下面進(jìn)行工作，因此盡量將安全系數(shù)取大一點(diǎn)。 因此取安全系數(shù)K=10 所以將要選取的材料的抗彎強(qiáng)度應(yīng)該滿足以下條件） limK=378.53MPa limmax經(jīng)過查工程材料手冊黑色金屬材料卷）可得： 可以選用Q235A）,其抗彎強(qiáng)度 =375500 Mpa lim- 21 - / 44 4.3 對立柱進(jìn)行

30、設(shè)計(jì)計(jì)算 立柱的高度為2500mm，而且所選的材料為鋼板，其結(jié)構(gòu)如圖4.5）所示：為利于購買型材同樣初選用型材的材料為Q235A），其彈性模量E=206 Gpa, =200 Mpa,慣性p42。 A=20.40,截面面積：矩：I=527.214 cm cmY 圖4.5 立柱的截面圖 2?E?=所以： 1?p 29?)10?(206? =610?200?100 立柱所受力的情況如圖4.6）所示： 由于立柱屬于一端固定，另一端自由，所以立柱的長度因數(shù)： - 22 - / 44 ?=2 圖4.6 立柱的受力圖 所以慣性半徑： 4I10?527.214 =50.83mm =i2A1020.40?l2?

31、2000= = =78.69 所以： i50.83? 的，而Q235MPa235?MPa304MPa?1.12,ba?s?a304?235?s?61.61? 因此 2b1.12? ,由于：即該立柱屬于中等柔度壓桿。 ?12所以應(yīng)選用的公式為： ?.北京：高等教育.=(劉鴻文主編ba?9.4cr出版社，2004 ?ba? =因此臨界應(yīng)力為：cr?78.69 =304-1.12= 215.867 Mpa 則臨界壓力為： ?FAcrcr2 10?20.40215.867?440369.088N- 23 - / 44 所以工作的安全系數(shù)為： Fcr?n Fmax440369.088? 8711.137

32、?50.55由于關(guān)于穩(wěn)定性的安全系數(shù)一般取10以上即可，因此適合。 4.4 對鋼絲繩進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 每個(gè)立柱由一根鋼絲繩來抬升，因此每根鋼絲繩所要受的力F 1F?(m?2?m?2?m)?g 升降架托架汽車41 9.8?2.6）?4+2?28.096?（3000+2?51.19 4=8711.247 N如果初選鋼絲繩的型號為，直徑為6mm，材料為鋼芯鋼絲繩，其鋼絲繩FC?6?19S?1，公稱抗拉強(qiáng)度為1870 Mpa，最小破似的近質(zhì)量為14.60斷拉力為).(100mkg23.90KN。 所以每一根鋼絲所要承受的拉應(yīng)力為： F8711.2478711.247?173.39MPa D3?10?8A2

33、?)?(2?() 22安全系數(shù)K=10，則： ? MPa18701733.9MPa?10?173.39?k?max N?239000?F87112.47N?Fkmax因此所選的鋼絲繩合適。 4.5 對滑輪的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 初選材料為45鋼，其彎曲強(qiáng)度為600； MPa4.5.1活塞桿端部滑輪的轉(zhuǎn)軸 其長度為160mm，受力分析如 所以最小的截面系數(shù)為： M2787.600?63maxmW?4.646?10? min6?600?10如果取安全系數(shù)為K=10,則： ?633 cm?10m10W?4.646?46.46再由截面為圓形的截面系數(shù)公式： 3?d?W 2004.1 橫力彎曲時(shí)的正應(yīng).材料

34、力學(xué).北京：高等教育出版社， (劉鴻文編?5.3 32力 143頁 得： 4104.646?3232W? mmd?34.177?33min?最終取其直徑為： mm?d354.5.2需要繞過兩根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸： 其長度為160mm，受力分析如圖4.8）所示： - 26 - / 44 圖4.8 需要繞過兩根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的受力分析圖 2?8711.247 所以 N24639.127?F? 拉osin(45)22因此其剪力圖和彎矩圖如、c圖所示： 圖4.9 需要繞過兩根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的受力圖、剪力圖和彎矩圖 a) 為需要繞過兩根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的受力圖； b) 為需要繞過兩根鋼絲繩的滑

35、輪的轉(zhuǎn)軸的剪力圖； - 27 - / 44 c) 為需要繞過兩根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的彎矩圖。 在AB段的剪力方程和彎矩方程為： F?x)F( )80mm(0?x? s2FM(x)?x )80mm?x?(0 2在CB段的剪力方程和彎矩方程為： FF(x?F)? )160mm?(80mm?x s2FF)?)?xF(x?80)?(160?xM(x )160x?mm(80mm? 22根據(jù)彎矩圖可知B點(diǎn)所受的彎矩為最大，其值為： F24639.127x?0.08M(x)? =985.565MPa 22M?max?橫力彎 (劉鴻文編.材料力學(xué).北京：高等教育出版社，由公式2004.1 ?5.3 maxW曲

36、時(shí)的正應(yīng)力 143頁 所以最小的截面系數(shù)為： M985.565?63maxmW?1.643?10? min6?600?10如果取安全系數(shù)為K=10,則： ?633 cm?10m10W?1.643?16.43再由截面為圓形的截面系數(shù)公式： 3?d?W? 2004.1 橫力彎曲時(shí)的.北京：高等教育出版社，材料力學(xué) (劉鴻文編.5.3 32正應(yīng)力 143頁 得： 3101.643?3232W? mmd?25.58?33min?最終取其直徑為： d?30mm 4.5.3有一根鋼絲繩繞過的滑輪的轉(zhuǎn)軸： 其長度為160mm，受力分析如 所以最小的截面系數(shù)為： M492.783?63maxm?10?0.82

37、1?W min6?600?10如果取安全系數(shù)為K=10,則： ?633 cmm?10?W0.821?108.21?再由截面為圓形的截面系數(shù)公式： 3?d?W? 橫力彎曲時(shí)的.北京：高等教育出版社， (劉鴻文編.材料力學(xué)2004.1 5.3 32正應(yīng)力 143頁 得： 310?0.8213232W mm?20.30?d33min?為了轉(zhuǎn)軸一至，從而形成批量生產(chǎn)，所以最終取其直徑為： d?30mm - 30 - / 44 5 重要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1鎖緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在活塞桿推動(dòng)鋼絲繩移動(dòng)時(shí)，托架和升降架也跟著上升，此時(shí)鎖緊機(jī)構(gòu)能夠自動(dòng)脫開，使舉升機(jī)順利上升，同時(shí)棘爪與齒條之間不能夠發(fā)生干涉，

38、當(dāng)棘爪移動(dòng)到下一個(gè)齒槽時(shí)由彈簧保證棘爪和齒條的可靠卡拔狀態(tài)，當(dāng)舉升托架時(shí)，棘爪可被齒條自動(dòng)推開；停止時(shí)可自行卡止；當(dāng)需要下降時(shí)，則可利用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪，解除自鎖狀態(tài)。其工作原理如圖5.1）所示： 圖5.1 鎖緊機(jī)構(gòu)的原理圖 1 棘爪；2 凸輪 l為棘爪與齒條的接觸長度；h1為棘爪能夠向上抬起的最大高度； h2為棘爪能夠向下擺動(dòng)的最大高度；a為棘爪的長度；e為偏心距； 為偏心圓軸的直徑。d2為棘爪軸的右端長度；d1為偏心圓的直徑；b由圖可知： b?e?h2? 1） 1a?b- 31 - / 44 hl1 2） ? ha?l1聯(lián)立1）和2）得： l ?e2?b1ab?，取其中， mml?5 2 (a

39、?b)?(a?l)?l?e2?b1 (a?a)?(a?5)?5 2 ? 12?a 21 ?(a?5)?5 2如果取，則： mm130a?1 e?(a?5)?5 21 ?(130?5)?5 2?12.5(mm)最終取。 mm15e?5.2鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 鎖緊機(jī)構(gòu)的示意圖如圖5.2）所示： - 32 - / 44 圖5.2 鎖緊機(jī)構(gòu)的示意圖 為凸輪轉(zhuǎn)軸6為凸輪；4為彈簧；5為棘爪轉(zhuǎn)軸；為齒條；12為棘爪；35.2.1棘爪的設(shè)計(jì)計(jì)算 對其進(jìn)行受力分析，其受力圖如圖5.3）所示： 圖5.3 棘爪的受力圖 其中轉(zhuǎn)軸處所受的力F的值如下： - 33 - / 44 11F?(m?2?m?2?m)?g 升

40、降架托架汽車241 9.8）?28.096?2.6（3000+2?51.19?4+2? 8=4355.735 N11F?F?4355.735?2177.867N 即： N22在AB段，即） mmX?650? N2177.687?F?FNs?3 10?FM?XS在BC段，即） mm?13065mm?X N2177.687F?F?Ns?3 10?X)?MF?(130S由以上方程，作出其剪力圖和彎矩圖如圖5.4）所示，由圖上不難看出，B點(diǎn)既為受到彎矩最大點(diǎn). 為棘爪的受力圖；b 為棘爪的剪力圖；a ?6100.707?66W? mm?18.8?b? ?322)?10(15h取。 mm20b?5.2.

41、2 棘爪轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算： 轉(zhuǎn)軸的受力圖如圖5.5）所示： - 35 - / 44 圖5.5 棘爪轉(zhuǎn)軸的受力示意圖 由受力的示意圖可知，轉(zhuǎn)軸主要受到的是剪切力，初選轉(zhuǎn)軸的材料為45鋼，其?，由最大切應(yīng)力理論得： MP500?s?s?250?MP。 max2F?S?所以由剪應(yīng)力公式，第51頁，北京：高等(劉鴻文主編.2.13 A教育出版社，2004得：(其中 N4355.735F?FF?NSFs ?A ?max如果其安全系數(shù)為 10K?F4355.7352S mm10?A?174.230?k? 6?250?10max其截面形狀為圓形，所以其直徑： 4?A4?174.230?14.900D?mm ?

42、3.14 取mmD?15： 凸輪轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.2.3 轉(zhuǎn)軸的受力圖如圖5.6）所示： - 36 - / 44 圖5.6 凸輪轉(zhuǎn)軸的受力示意圖 由受力的示意圖可知，轉(zhuǎn)軸主要受到的是剪切力，初選轉(zhuǎn)軸的材料為45鋼，其?，由最大切應(yīng)力理論得： MP500?s?s?250?MP。 max2F?S?所以由剪應(yīng)力公式，第51.頁，北京：高等2.13 A教育出版社，2004得：(其中 N2177.687F?F?F?NSFs ?A ?max如果其安全系數(shù)為 10K?F2177.6872S mm10?k?87.115?A 6?250?10max其截面形狀為圓形，所以其直徑： 4?A4?87.115?D?10

43、.535?mm ?3.14 取mm?D12 - 37 - / 44 6. 繪制有關(guān)零件圖和裝配圖 有關(guān)零件圖和裝配圖見附圖 - 38 - / 44 7. 設(shè)計(jì)小結(jié) 設(shè)計(jì)過程是個(gè)非常復(fù)雜的過程。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員必須有全局觀念，在每一個(gè)環(huán)節(jié)都必須注意它與其它環(huán)節(jié)的關(guān)系，要知道事物之間是相互聯(lián)系的哲學(xué)道理。作為系統(tǒng)的一部分，它將會影響到周圍的相聯(lián)系的其它部分，如果一部分出現(xiàn)問題，整個(gè)系統(tǒng)都可能崩潰。在本設(shè)計(jì)過程中，我就犯了上述錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)過程中，往往不能考慮到與之相關(guān)的因素，結(jié)果導(dǎo)致設(shè)計(jì)的不夠合理。我想：通過此次設(shè)計(jì)，將會使我不僅是在知識層面上有較大的提高，而且在生活方面，也教給我很多做人的道理。 - 39 - / 44 8.總 結(jié) 本設(shè)計(jì)是在前人研究成果的基礎(chǔ)上，總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)，參考有關(guān)的其它同類產(chǎn)品的研究成果，再加上老師的指點(diǎn)，以及在同學(xué)的幫助下而完成的。 為了縮短設(shè)計(jì)周期、降低設(shè)計(jì)成本、并能設(shè)計(jì)出具有較好的使用性能和經(jīng)濟(jì)性的四柱液壓汽車舉升機(jī)，在本設(shè)計(jì)工程之前，做了大量的調(diào)研和比較。經(jīng)過初步計(jì)算以后，從而確定了主要零部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇可以初步設(shè)計(jì)零部件的結(jié)構(gòu)，然后再選擇各種方案從而可以草繪裝配圖，