四柱舉升機畢業(yè)設計最強

1、汽車用四柱式舉升機的設計摘要: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也愈來愈重。隨著汽車維修業(yè)的迅猛發(fā)展，這樣的維修方法已經不能夠滿足繁忙的汽車維修工作。于是就有了汽車舉升機的出現(xiàn)，這種機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。本設計是四柱液壓汽車舉升機的結構設計，首先對題目進行分析，再結合現(xiàn)有的汽車舉升機的結構和液壓系統(tǒng)，加上對汽車舉升機的深入研究，然后對其中的方案進行擬定選擇，并且對其中的重要零部件進行設計校核，并且畫出裝配圖及零件圖，從而將四柱液壓汽車舉升機設計完成。關鍵詞：汽車維修；四柱；舉升機Design of Four Column Typ

2、e Lifting Machine for AutomobileABSTRACT:With the continuous development of the automotive industry， followed by the vehicle maintenance tasks also increasing. Before the life did not appear 

3、;.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 emerge

4、nce 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

5、60;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 stru

6、cture and the hydraulic system， coupled with the car lift-depth research， and then The program for development of choice， and one of the important parts of the desig

7、n verification， and painted parts and assembly plans， which will lift of four-post hydraulic car design is completed.KEY WORDS: Vehicle Maintenance; Four-Post; Lift目 錄1 緒論11.1選題背景及意義11.2汽車舉升機的研究現(xiàn)狀1國外研究現(xiàn)狀1國內研究現(xiàn)狀

8、41.3 本次設計的內容及目標52 汽車舉升機的概述及基本原理62.1舉升機的功用及分類62.1.1舉升機的功用6分析比較各類舉升機的特點62.1.3各類汽車舉升機的主要參數(shù)92.2汽車舉升機的主要結構與工作原理9剪式舉升機的結構與工作原理9雙柱式舉升機的結構與工作原理9四柱式舉升機的結構與工作原理93 四柱式汽車舉升機設計方案的確定103.1聯(lián)動裝置方案的確定103.2驅動機構方案的確定113.3導向裝置方案的確定113.4安全保險機構的確定114 四柱式汽車舉升機的設計124.1立柱的設計與計算124.2橫梁的設計與計算144.3承車跑板的設計與計算164.4支撐結構的確定194.5鎖止機

9、構的確定204.6各軸的確定204.6.1對稱滑輪軸的設計計算20其它軸徑的確定264.7液壓系統(tǒng)的確定26液壓缸參數(shù)的設定26液壓缸大小的確定26液壓馬達的確定26液壓系統(tǒng)的工作原理及示意圖274.8鋼絲繩及滑輪的選用28鋼絲繩型號的選定284.8.2滑輪的的選定284.8.3鋼絲繩長度的確定304.9其它標準件的選定305裝配要求及使用說明325.1地基要求325.2安裝說明325.3使用說明及注意事項32使用范圍與性能32舉升機使用說明書32舉升機的安全操作規(guī)程335.4保養(yǎng)維護346 結論及展望36參考文獻37致 謝38外文翻譯391 緒論1.1選題背景及意義進入21世紀，轎車舉升機作

10、為轎車保養(yǎng)產品的一種，隨著近幾年我國的轎車行業(yè)發(fā)展，舉升機在轎車維修行業(yè)有了較為廣泛的應用，適用于室內和室外對轎車的維修，裝配，檢測，清洗和停車。舉升機在汽車維修養(yǎng)護中發(fā)揮著至關重要的作用，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)護企業(yè)中，無論是維修多種車型的綜合類修理廠，還是經營范圍單一的街邊店（如輪胎店），幾乎都配備有舉升機。舉升機的重要性和普及性，決定了它是一種備受專業(yè)人士和經營管理者重視的設備。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，舉升機有廣泛的市場和應用前途。私人購買成為購車的主流，售后市場也將得到蓬勃發(fā)展，舉升機在未來的需求量也將不斷增加。因此

11、，設計出一款簡單實用的舉升機有很大利潤，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汽車舉升機的研究現(xiàn)狀 20世紀20年代，Weaver和Manley等生產的舉升機最大舉升高度達到4英尺，并且可以根據工作需求在極限高度下任意調整舉升高度，通過支撐車軸把汽車舉升起來，保證了汽車被舉起后，車輪可以自由轉動。1925年美國的Rotary公司創(chuàng)始人Lunati受到理發(fā)師座椅原理的啟發(fā)， 制造出世界上第一臺液力舉升機， 使修理汽車變得更加容易。隨后出現(xiàn)了單柱框架接觸式舉升機。我國的舉升機起步較晚，20世紀80年代初才依據國外的技術生產。舉升機由于便于技師維修工作，逐漸代替了

12、以前通用的地溝模式。隨著我國汽車工業(yè)的繁榮， 伴隨著形成了一個龐大的汽車后市場， 汽車舉升機的市場迅速擴大。2000 年，舉升機產品形式和種類發(fā)展成多種多樣，成為汽車維修行業(yè)取得二級維修資質必備的設備。隨著汽車保有量的不斷增多，私人購買成為購車的主流，售后市場得到蓬勃發(fā)展，汽車舉升機成為一種必不可少且使用頻率極高的汽車維修設備，舉升機生產廠家相繼出現(xiàn)，舉升機產品系列成百上千，但國產舉升機質量良莠不齊。 現(xiàn)在市場常見的舉升機主要分為雙柱舉升機、四柱舉升機、剪式舉升機、地埋式舉升機四大類，雙柱舉升機銷量最大，因此國內外對雙柱舉升機結構的研究也最多，但對四柱舉升機的研究還較少，四柱舉升機現(xiàn)擁有20%

13、的舉升機市場占有率，結構穩(wěn)定，承載量大。國外研究現(xiàn)狀 汽車舉升機在世界上已經有了80多年的歷史。1925年在美國生產的第一臺汽車舉升機，它是一種由氣動控制的單柱舉升機，如圖1.1所示。由于當時采用的氣壓較低，因而缸體較大，同時采用皮革進行密封，因而壓縮空氣驅動時的彈跳嚴重且又不穩(wěn)定。直到10年以后，即1935年這種單柱舉升機才在美國以外的其它地方開始被采用。圖1.1 單柱舉升機 1937年美國另外一家公司生產出第一臺四柱舉升機，隨后在美國一家公司也生產出類似的舉升機，如圖1.2所示。這兩種舉升機均由螺旋驅動。其方案是:每一立柱內均有一螺母及螺桿，由裝在地面上的鏈條串連起來以實現(xiàn)同步驅動，此四柱

14、舉升機在市場上并未獲得成功，而單柱舉升機卻繼續(xù)得到更大的普及。圖1.2 四柱舉升機 1948年Joseph Bardbury & Sohs(即現(xiàn)在的TI Bardbury)生產出該公司的第一舉升機，其方案是:在四柱舉升機的一個主柱內裝有一套螺旋驅動機構，舉升臺板的其它三個角落通過鋼絲繩與動力主柱相連。1950年Bardbury將機械式螺旋驅動機構改為液壓機構，只采用一個液壓缸，其他立柱通過鋼絲繩連接以實現(xiàn)同步舉升，由于當時的液壓壓力尚未超過3540Kg/cm²因而第一臺液壓舉升機的缸體直徑較大。五十年代初單柱舉升機在歐洲市場上的銷路急劇下降，而四柱舉升機卻躍居主導地位;但是在

15、美國單柱舉升機卻繼續(xù)受到人們的喜愛。1956年Borg Warner和Plessey生產液壓壓力能達到140175Kg/cm²的液壓齒輪泵;借助于此， Bardbury又生產出雙功能舉升機，這在舉升機的設計上是一個突破性進展。此舉升機可以用兩種方式支撐汽車:車輪支撐型;車輪自由型。此發(fā)明在市場上很受歡迎。到1960年在英國的市場上占有率竟達75%。1961年Bardbury生產出四柱舉升機改進后的車輪自由系統(tǒng)，并在全世界17個國家獲得了專利。但在南美洲仍然喜愛單柱舉升機，只是現(xiàn)在已將其改為液壓傳動。1966年，一家德國公司生產出第一臺雙柱舉升機，如圖1.3所示。圖1.3 雙柱舉升機這

16、是舉升機設計上的又一個突破性進展，但是直到1977年這種舉升機才在德國以外的其它國家出現(xiàn)?，F(xiàn)在雙柱舉升機在市場上已占據牢固的地位，其銷量還在繼續(xù)增長。它和四柱舉升機相比，既有優(yōu)點，也有缺點，以下將作一簡要說明。我們所見到的絕大多數(shù)舉升機均采用固定安裝方式，在舉升前汽車必須駛上舉升機。在移動式舉升機方面也有幾項成功設計，如簡式舉升機上、菱架式舉升機等。但這類舉升機仍存在兩個主要問題:接近汽車下部較難，在車間移動舉升機時難逾越地面上的障礙物。當然，可移動性是這類舉升機的突出優(yōu)點?，F(xiàn)在固定安裝的單柱、雙柱、四柱舉升機已在維修現(xiàn)場廣泛采用，而移動式舉升機卻相對要少得多。 最初設計單柱舉升機外，車輛較大

17、，其底盤也能明顯辨認，因而汽車檢修區(qū)遠遠大于舉升器件。而今絕大多數(shù)汽車均為“緊湊型”或“半緊湊型”，導致汽車檢修區(qū)域接近主要舉升機器件而不便操作。但在南美洲卻屬例外，那里仍然采用較大的車輛，這可能是單柱舉升機在該地區(qū)的市場上仍然繼續(xù)受到歡迎的重要原因。單柱舉升機有兩大優(yōu)點:當其下降后，不會成為維修車間的障礙物;汽車可在舉升機上轉動。但美國卻受到了責難，主要是舉升機的旋轉會帶來撞擊操作人員的危險。單柱舉升機的主要缺點是:第一，它需要在車間的地面挖掘一個相當大的坑穴后才能安裝;其次，它只能為使用提供車輪支撐方式;第三，使用時難于接近汽車下部的一些重要檢修區(qū)域。舉升機用的主油缸潛藏在地下也給維修帶來

18、兩大問題:第一是檢修這些零部件頗為困難;其次是油缸所處的環(huán)境條件差，容易生銹，特別是地下水位較高時更是如此。 雙柱舉升機(包括液壓式和機械式)，均具有以下優(yōu)點:第一，檢修汽車下部具有很高的可接近性(幾乎達到100%);其次，采用車輪自由型的方式支撐車輛，因而拆卸車輪時不需要其它輔助性的舉升措施;第三，結構緊湊，專地面積小。雙柱舉升機的缺點是:第一，為確保安全，安置舉升機時的要求非常嚴格，否則在舉升過程中容易搖晃或顛覆;第二，由于此舉升機常采用車輪自由型的方式支撐汽車，如需采取車輪支撐型的方式維修汽車則甚感不便，如檢查懸掛系統(tǒng)、檢查轉向機構間隙或進行車輪定位檢驗等;第三，由于舉升臂和立柱承受懸臂

19、或載荷所產生的巨大應力，其承力件易于磨損。因而雙柱舉升機的安全工作壽命一般要比四柱舉升機低。 如圖1.2所示，四柱舉升機有四根立柱、兩根橫梁、用于支撐汽車的兩個臺板。舉升前，汽車很容易正確無誤的駛上四柱舉升機的臺板。由于臺板內側設備有凸緣，當汽車駛上臺板時也不致于墜入其間的空隙中，車輪支承型四柱舉升機的優(yōu)點是:第一，舉升機裝載汽車時勿需較高的技術，操作又很簡單;第二，承載時非常穩(wěn)定;第三，支承載荷受力簡單，應力較低，從而延長了設備的使用壽命;第四，由于具有較高的使用價值，從經濟上來看也是合算的;第五，易于維修;第六，在車間現(xiàn)場進行安裝也較方便，只要地面平坦，其混凝土厚度能夠牢固立柱的地腳螺栓即

20、可。四柱舉升機的缺點是:和雙柱舉升機相比，占地面積較大，對汽車檢修區(qū)域的可接近性差。國內研究現(xiàn)狀 由于我國汽車維修檢測設備行業(yè)起步晚、起點低，整體上仍然相當落后。舉升機制造企業(yè)生產規(guī)模小、經濟技術力量薄弱、各自為政、缺乏專業(yè)分工和廣泛合作；技術吸收、運用、開發(fā)、創(chuàng)新能力不強；抄襲、偽造現(xiàn)象和短期行為嚴重；市場營銷及服務水平低等問題還普遍存在，致使全行業(yè)產品質量差、結構不合理、總量增長受到限制?！笆晃濉币?guī)劃的發(fā)展思路和目標是：建立和完善一整套適應社會主義市場經濟要求的汽車維修檢測設備行業(yè)管理體制；密切結合汽車技術的發(fā)展要求及汽車維修作業(yè)的實際需要，力爭在產品質量提高、品種配套、高新技術含量增大

21、等三個方面，使汽車舉升機整體上接近國際先進水平。1.3 本次設計的內容及目標 設計適合汽車維修行業(yè)使用的四柱式結構的舉升機。要求：四柱舉升機采用四根鋼絲繩拉起四個角，雙保險自鎖保護裝置，安全可靠。機械式保險，有效保護車輛和人身安全，最低高度為125mm，利于維修低底盤轎車。2 汽車舉升機的概述及基本原理2.1舉升機的功用及分類2.1.1舉升機的功用舉升機的作用在于將汽車舉升一定高度后鎖定，使汽車底部留出有很大的操作空間汽車的維修保養(yǎng)人員在汽車底部或側面進行操作。分析比較各類舉升機的特點舉升機在眾多的類型中，各種類型各有各的優(yōu)點和缺點。下面就分析各種舉升機的特點：1） 雙柱舉升機圖2.1 雙柱式

22、舉升機 雙柱舉升機分為機械式和液壓式，機械式舉升機流行于1992-1998年間，期間生產的廠家也很多，該舉升機的特點是同步性好，但由于機械磨損維護成本高（經常需要更換螺母以及軸承），因此該類型的舉升機已開始逐漸淘汰。液壓式舉升機維護成本低，油缸使用510年沒問題，液壓舉升機分為兩種一種是單缸舉升機，一種是雙缸舉升機。單缸液壓舉升機特點：同步性好，不存在顛簸現(xiàn)象，有底板，舉升機得扭力靠底板抵消，安全性好。雙缸液壓舉升機特點：雙缸舉升機分為龍門式舉升機和薄地板舉升機，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整得松緊一致，舉升機就可以同步。薄地板舉升機沒了地板是為了最

23、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）就靠橫梁抵消。值得一提的是目前舉升機的保險解鎖方式的不一樣，導致使用者的勞動強度不一樣，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，這類舉升機將成為以后舉升機的主流產品。2） 四柱舉升機 四柱舉升機按結構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。圖2.2 上油缸四柱式舉升機上油缸四柱舉升機：上油缸四柱舉升機主要依靠四根鏈條拉起四個角，拉力油缸置于頂部，這種結構簡單，但自重增加

24、。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。本機型也適合四輪定位用，因為有一四輪定位檔位，可以調整，可以確保水平。圖2.3 下油缸四柱式舉升機下油缸四柱舉升機：下油缸四柱舉升機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個圓盤將力傳達四面。這種結構比較緊湊，自重降低，二次舉升一般為電動液壓，和主泵連接在一起，只要轉動轉換閥即可，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。本機型容易調水平，適合四輪定位用。3）剪式舉升機圖2.4 剪式舉升機剪式舉升機分

25、為大剪（子母式），小剪（單剪）舉升機，超薄系列舉升機。小剪舉升機：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：大剪舉升機涌出比較多，是配合四輪定位儀的最佳設備，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：超薄系列剪式舉升機無需挖槽，適用于任何修理廠，有一些樓板上不適合安裝二柱舉升機以及普通四柱舉升機，而本機器與樓板接觸面廣，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。這類機器是今后的主流產品，國外大規(guī)模使用本類產品?？偟膩碚f，剪式舉升機是較為精密的儀器，如果做工不好或者設計不好都容易導致臺面不平，單邊

26、升降等危險的發(fā)生，大部分用戶用該類型的舉升機是用來作為四輪定位儀的平臺，這樣設計該類型則需要求更加嚴格。2.1.3各類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2.1所示。表2.1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 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

27、1700-1800mm 110-180mm 50-70 Sec 20-60 Sec2.2汽車舉升機的主要結構與工作原理 舉升機的結構形式主要有：（1）整體結構形式；（2）舉升方式；（3）驅動方式；（4）平衡方式；（5）保險與保護方式；（6）托盤結構。剪式舉升機的結構與工作原理子母剪式液壓平板舉升機由機架、液壓系統(tǒng)、電氣三部分組成。設置限位裝置、升程自鎖保護裝置等以保證舉升機安全使用，保障維修工人的生命安全。舉升機由電氣系統(tǒng)控制，由液壓系統(tǒng)輸出液壓油作為動力驅動活塞桿伸縮，帶動舉升臂上升、下降、鎖止。雙柱式舉升機的結構與工作原理雙柱式舉升機有舉升裝置、立柱、支撐機構、平衡機構、保險機構。啟動電動

28、機按鈕后電機起動并帶動油泵從油箱中吸入壓力油送到舉升缸中使活塞桿移動，此時安全溢流閥關閉。此閥的壓力在出廠前已經調好，以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按手動式下降閥便開始卸油下降。2.2.3四柱式舉升機的結構與工作原理它的結構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的舉升機構的傳動系統(tǒng)是由液壓系統(tǒng)來驅動和控制的，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，實現(xiàn)承車跑板的上下移動。3 四柱式汽車舉升機設計方案的確定本

29、次設計的是由液壓驅動的普通式四柱汽車舉升機。它的結構主要包括以下幾個部分：立柱、承車跑板、橫梁、鎖止機構及液壓油缸。普通式四柱汽車舉升機的舉升機構的傳動系統(tǒng)是由液壓系統(tǒng)來驅動和控制的，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，實現(xiàn)承車跑板的上下移動。主要參數(shù)有：舉升重量 3000kg;舉升高度 1800mm;上升時間50s;電源380V。圖 3.1 四柱舉升機原理圖3.1聯(lián)動裝置方案的確定 聯(lián)動裝置的作用是將舉升托架的升降運動傳遞給支撐立柱的舉升托架，保證兩舉升托架的同步運動。  在四柱汽車舉升機的聯(lián)動裝置有很多，例如：螺母絲杠聯(lián)動裝置、

30、齒輪鏈條聯(lián)動裝置、鋼絲繩聯(lián)動裝置等。而能夠適合以液壓為動力的舉升機來說，齒輪鏈條和鋼絲繩聯(lián)動裝置比較合適。對于這兩種方案，各有優(yōu)缺點：齒輪鏈條聯(lián)動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，而且造價比較高。對于鋼絲繩聯(lián)動裝置，不但能夠保證同步舉升，而且使用壽命長，成本比較低，并且比較容易調整鋼絲繩的長度。  通過這兩種方案的比較，對于該機械而言鋼絲繩聯(lián)動比較合適。鋼絲繩升降聯(lián)動裝置主要由鋼絲繩、滑輪、螺套和螺母等構成。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；螺母可以用來調整鋼絲繩的長短，以使承重托架保證水平位置。&

31、#160;3.2驅動機構方案的確定 驅動機構是液壓舉升機的動力執(zhí)行元件，它主要是驅動鋼絲繩運動，從而帶動升降架上下運動。驅動元件主要是由液壓缸組成的，它的驅動方式主要有兩種，一是拉鋼絲繩，二是推鋼絲繩。由于舉升機的行程為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，那么對活塞桿的剛度要求就比較高。而且運動起來也不穩(wěn)定。因此采用動滑輪的原理，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滑輪，使其成為一個動滑輪，再將鋼絲繩繞過滑輪，如（圖3.1）所示：通過利用動滑輪原理可以減少活塞桿的行程，同時提高了活塞桿的剛度和穩(wěn)定性。 圖3.2 驅動

32、裝置的示意圖 最終確定活塞在向外推的時候為升降架上升，而且活塞端部采用滑輪裝置。 3.3導向裝置方案的確定 導向裝置的作用是為了防止升降架在升降時前后左右搖擺而設定的。導向裝置有很多，例如采用導向軸和套筒。在這里打算采用軸端軸承和導向槽來進行導向，這種機構不但安裝方便，而且制造比較簡單，工藝性能比較好。 3.4安全保險機構的確定 由于汽車維修工人需要在托架底下進行工作，因此對舉升機的安全機構要求比較嚴格。通常對于鏈條傳動的，它的安全機構比較好設計，可以直接利用鏈條進行自鎖。而對于鋼絲繩傳動而言，就要采取期的自鎖機構。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構

33、。 4 四柱式汽車舉升機的設計4.1立柱的設計與計算立柱的高度為2500mm，而且所選的材料為鋼板，其結構如（圖4.1）所示：初選型材的材料為Q235（A），其彈性模量E=206 Gpa， p=200 Mpa，慣性矩：IY=527.214 cm4，截面面積：A=20.40 cm2。圖4.1 立柱的截面圖 所以：1= = 100立柱所受力的情況如（圖4.2）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)：=2圖4.2 立柱的受力圖所以慣性半徑： = =50.83mm所以： = =78.69而Q235的，因此由于： ，即該立柱屬于中等柔度壓桿。所以應選用的公式為：=因此臨界應

34、力為：=304-1.1278.69= 215.867 Mpa則臨界壓力為：所以工作的安全系數(shù)為：由于關于穩(wěn)定性的安全系數(shù)一般取10以上即可，因此適合。4.2橫梁的設計與計算橫梁的長度為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：W=138.546cm3。輪距的最小值取為1400mm。因此分析橫梁的受力情況如（圖4.3）中a）圖所示：圖4.3 橫梁的受力圖、剪力圖和彎矩圖a-橫梁的受力圖 b-橫梁的剪力圖 c-橫梁的彎矩圖 由于：q=×g=28.096×9.8N/m=

35、275.3408N/m又因：FN1+FN2=F1+F2+q×l (4-1)FN1=FN2 （4-2） 聯(lián)立(1)，(2)可得：（其中F1=F2=(+2×) ×g=× (3000+2×4×51.19)×9.8 N=8353.324 N） 所以：FN1=FN2=（F1+F2+q×l）/2=8353.324+ =8711.137N 所以在AB段中：（0x0.6m） Fs=FN1-q××x) N M=FN1×x-q×x2=(8711.137×x-×275.3408

36、×x2) N.m 在BC段中：（0.6mx2m） Fs=FN1-q×x-F1=(357.813-275.3408×x) N M=FN1×x-F1(x-0.6)-q×x2 =(357.813×x-×275.3408×x2+5011.994) N.m 在CD段中：（2mx2.6m） Fs=FN2-q×(l-x)=( 8711.137-275.3408×(2.6-x) N M=FN2×(l-x)- q×(l-x)2 =(8711.137×(2.6-x)-×275

37、.3408×(2.6-x)2) N.m 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點既為危險截面（即x=1.3m在受到的彎曲應力為最大）其中M= FN1×x-F1(x-0.6)-q×x2=357.813×x-×275.3408×x2+5011.994=357.813×1.3-×275.3408×1.32+5011.994=465.1569-232.663+5011.994=5244.488 MPa 因此：所要承受的最大彎曲應力為：max= = MPa

38、=37.853MPa 由于舉升機是要汽車維修工人在托架下面進行工作，因此盡量將安全系數(shù)取大一點。 因此取安全系數(shù)K=10 所以將要選取的材料的抗彎強度（lim應該滿足以下條件）limmax×K=378.53MPa 經過查工程材料手冊（黑色金屬材料卷）可得： 可以選用Q235（A），其抗彎強度lim =375500 Mpa4.3承車跑板的設計與計算 承車跑板是用來停放汽車的部件，因為要停放汽車所以它的粗糙度就不能太小，故在跑板的表面加有一些凸起的防滑塊。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度也有一定的要求，下圖為其俯視圖：圖4.4 承車跑板乘車跑板的

39、長度設為5400mm，所用的是鋼板和槽鋼焊接而成，其截面如圖所示，槽鋼型號選用16，其理論質量為=19.752，截面系數(shù)為117cm3；鋼板選用花紋鋼板，圖案為圓豆型，理論質量=12.15為而且取最小軸距為2400mm。因此分析托架的受力情況如（圖4.5）所示：圖4.5 托架的截面圖由于：q=×g=（2+）×9.8N/m=（2×19.752+12.15）×9.8N/m=506.209 N/m又因：FN1+FN2=F1+F2+q×l (4-3)FN1=FN2 (4-4) 聯(lián)立(1)，(2)可得：（其中F1=F2=×g=×300

40、0×9.8 N=7350 N）所以：FN1=FN2=（F1+F2+q×l）/2 =7350 + =8362.418N所以在AB段中：（0x0.8m） Fs=FN1-q××x) N M=FN1×x-q×x2=(8362.418×x-×506.209×x2) N.m在BC段中：（0.8mx3.2m）Fs=FN1-q×x-F1=(1012.418-506.209×x) NM=FN1×x-F1(x-0.8)-q×x2=(1012.418×x-×506.2

41、09×x2+5880) N.m在CD段中：（3.2mx4m）Fs=FN2-q×(l-x)=( 8362.418-506.209×(4-x) NM=FN2×(l-x)- q×(l-x)2=(8362.418×(l-x)-×506.209×(l-x)2) N.m因此其剪力圖和彎矩圖如（圖4.6）所示。圖4.6 托架的受力圖、剪力圖和彎矩圖a-托架的受力圖 b-托架的剪力圖 c-托架的彎矩圖由彎矩圖可知：E點所受的彎曲應力為最大（其中x=2m）。其中M=FN1×x-F1(x-0.8)-q×x2=101

42、2.418×x-×506.209×x2+5880=1012.418×2-×506.209×22+5880=2024.836-1012.418+5880=6892.218 N.m因此：所要承受的最大彎曲應力為：max= = MPa =29.455MPa 由于舉升機是要汽車維修工人在托架下面進行工作，因此盡量將安全系數(shù)取大一點，因此取安全系數(shù)K=10所以將要選取的材料的抗彎強度（lim應該滿足以下條件）limmax×K=294.55 MPa經過查工程材料手冊（黑色金屬材料卷）可得：可以選用Q235（A），其抗彎強度lim =37

43、5500 Mpa4.4支撐結構的確定支撐結構是由液壓缸、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，所以鋼絲繩要有足夠的抗拉強度，其鋼絲繩的俯視圖走向如下圖所示：圖4.7 鋼絲繩的俯視圖走向圖1-立柱滑輪 2-跑板對稱定滑輪 3-活塞桿4-液壓缸 5-跑板非對稱定滑輪 6-鋼絲繩4.5鎖止機構的確定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，分別有液壓回路的保壓、機械鎖止保險裝置、機械自鎖裝置、舉升過載保護、沖頂保護、防滑等等。本次設計中采用液壓回路的保壓和機

44、械自鎖裝置來進行保險。機械自鎖主要是通過四個楔形擋塊與立柱中的走道相卡，通過電磁繼電器來解除和保持其鎖止狀態(tài)。4.6各軸的確定 在普通四柱舉升機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行計算確定。4.6.1對稱滑輪軸的設計計算 初選材料為45鋼，其彎曲強度為600； a)活塞桿端部滑輪的轉軸 其長度為160mm，受力分析如（圖4.8）所示：圖4.8活塞桿端部滑輪的轉軸的受力圖、剪力圖和彎矩圖a-活塞桿端部滑輪的轉軸的受力圖b-活塞桿端部滑輪的轉軸的剪力圖c-活塞桿端部滑輪的轉軸的彎矩圖在AB段的剪力方程和彎矩方程為：在CB段的剪力方程和彎

45、矩方程為：根據彎矩圖可知B點所受的彎矩為最大，其值為：=2787.600由公式所以最小的截面系數(shù)為：如果取安全系數(shù)為K=10，則：再由截面為圓形的截面系數(shù)公式：得：最終取其直徑為： b)需要繞過兩根鋼絲繩的滑輪的轉軸：其長度為160mm，受力分析如（圖4.9）所示：圖4.9 需要繞過兩根鋼絲繩的滑輪的轉軸的受力分析圖所以因此其剪力圖和彎矩圖如（圖4.9）中b)、c)圖所示：圖4.10 需要繞過兩根鋼絲繩的滑輪的轉軸的受力圖、剪力圖和彎矩圖a-需要繞過兩根鋼絲繩的滑輪的轉軸的受力圖b-需要繞過兩根鋼絲繩的滑輪的轉軸的剪力圖c-需要繞過兩根鋼絲繩的滑輪的轉軸的彎矩圖在AB段的剪力方程和彎矩方程為：

46、在CB段的剪力方程和彎矩方程為：根據彎矩圖可知B點所受的彎矩為最大，其值為：=985.565由公式所以最小的截面系數(shù)為：如果取安全系數(shù)為K=10，則：再由截面為圓形的截面系數(shù)公式：得：最終取其直徑為：c)有一根鋼絲繩繞過的滑輪的轉軸：其長度為160mm，受力分析如（圖4.11）所示：圖4.11 只繞過一根鋼絲繩的滑輪的轉軸的受力分析圖所以圖4.12 只繞過一根鋼絲繩的滑輪的轉軸的受力圖、剪力圖和彎矩圖a-只繞過一根鋼絲繩的滑輪的轉軸的受力圖b-只繞過一根鋼絲繩的滑輪的轉軸的剪力圖c-只繞過一根鋼絲繩的滑輪的轉軸的彎矩圖在AB段的剪力方程和彎矩方程為：在CB段的剪力方程和彎矩方程為：根據彎矩圖可

47、知B點所受的彎矩為最大，其值為：=492.783由公式所以最小的截面系數(shù)為：如果取安全系數(shù)為K=10，則：再由截面為圓形的截面系數(shù)公式：得：為了轉軸一至，從而形成批量生產，所以最終取其直徑為：其它軸徑的確定 根據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=20mm4.7液壓系統(tǒng)的確定液壓缸參數(shù)的設定缸體長度 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=2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+3000 其中G為跑板和橫梁的重力根據舉升

48、機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+30000N=38691N由上所計算的數(shù)據查機械設計手冊得液壓缸的大徑D=90mm，小徑d=63mm液壓馬達的確定根據算出的轉矩，轉速，壓力及市場調查結果，中等轉矩+低轉速，使用行星轉子式擺線馬達。其特點：結構簡單，體積小，重量輕，轉速范圍寬

49、，力矩重量比較大，價格便宜，使用可靠，低速穩(wěn)定性好。P:231.5Mpa n:51000rpmM:551950Nm :>85%液壓系統(tǒng)的工作原理及示意圖圖4.13液壓系統(tǒng)工作原理示意圖1定量液壓泵 2先導式溢流閥 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;由先導式溢流閥2設定并由壓力表4顯示,系統(tǒng)卸荷由二位二通電磁換向閥3控制.液壓缸的運動方向由三位四通電磁閥5控制。本液壓系統(tǒng)設有二級液控單向閥(6、7), 以保證液壓泵停機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

50、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,電動機驅動液壓泵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的壓力油經閥5、6、7進入缸8的無桿腔，液壓缸8上升，有桿腔經換向閥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后電機自動停止。 3)下降 按下降按鈕，使電機驅動液壓泵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，液壓泵的壓力油經閥

51、5進入缸8的有桿腔，同時反向導通液控單向閥6、7液壓缸8下降，無桿腔的油液經閥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,電動機驅動液壓泵卸荷空載運轉,3min后液壓泵自動停機。4.8鋼絲繩及滑輪的選用鋼絲繩型號的選定每個立柱由一根鋼絲繩來抬升，因此每根鋼絲繩所要受的力F如果初選鋼絲繩的型號為，直徑為6mm，材料為鋼芯鋼絲繩，其鋼絲繩的近似質量為14.60，公稱抗拉強度為1870 Mpa，最小破斷拉力為23.90KN。所以每一根鋼絲所要承受的拉應力為：安全系數(shù)K=10，則：因此所選的鋼絲繩合適。型號為：4.8.2滑輪的的選定 查表可得滑輪的尺寸： Dmin=hd=18&

52、#215;8=144mm 常數(shù) h=18為按標準表來選取，其中的安全系數(shù)為5。 由表可得：D=144，R=5，C=11結構如圖：圖4.13 滑輪上面滑輪的材料是用一般的鑄鋁合金，它們的抗拉強度一般只有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計的轎車舉升機中尺寸過大，這樣不方便整體設計，為了減少滑輪的直徑，滑輪的材料選用為40Cr的鋼，其抗拉強度為981 MPa，屈服強度為：785 MPa。這樣滑輪的材料比原來的強了6-7倍，在滿足材料的力學強度下，滑輪的參數(shù)減少為：D=86，C=20，A=20。4.8.2.1滑輪形式按JB/T9005.3 1999

53、標準，滑輪共分A、B、C、D、E、F六種形式。結構比較好而密封嚴密的為A型和B型。4.8.2.2滑輪技術條件 a）材料選擇 由于滑輪是與鋼絲繩連接，承受著比較大的力，再根據機械設計手冊查詢選擇45鋼。 b)外觀滑輪表面應光華平整，應去除尖棱和冒口，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）。 c)熱處理滑輪應進行調質處理，以消除鑄造或焊接應力。 d)其他 滑輪的加工部位(內孔、繩槽表面等)和隔環(huán)的外露部位應涂抹抗腐蝕的防銹油；不加工部位應涂防銹漆。 e)滑輪強度計算小型鑄造滑輪的強度，決定于鑄造工藝條件。一般不進行強度計算。對于大尺寸的焊接滑輪，則必須進行強度計算。4

54、.8.3鋼絲繩長度的確定在舉升系統(tǒng)中一共有四根鋼絲繩，標注見下圖圖4.14 舉升系統(tǒng)鋼絲繩的長度分別為：A=672+165+170=1007mm B=4276+165+170=4611mm C=2132=+165+170=2467mm D=4276+2132+165+170=6743mm上面各繩的計算都是粗略的計算，為了在安裝時避免鋼絲繩長度不足，現(xiàn)確定各鋼絲繩的長度A=1107mm B=4711mm C=2567mm D=6843mm4.9其它標準件的選定 a)彈簧的選擇 根據彈簧的工作條件，再由機械設計手冊GB/T1239-1992查詢選用冷卷拉伸彈簧（L），代號Lv，端部結構形式為長臂半

55、圓鉤環(huán)，直徑規(guī)格為C級 b)螺栓的選擇 由螺栓的工作條件再根據機械設計手冊GB5-76選用六角頭螺栓，其基本參數(shù)為d=16mm s=24mm H=10mm D=27.7mm r=1mm L=108mm c)螺母的選擇 由螺母的工作條件分析，再根據機械設計手冊查詢 d)活塞桿上的螺母選擇根據機械設計手冊GB/T6171選用六角螺母，其參數(shù)為m=38mm dw=69.5mm d=48mm e)固定跑板的螺母選擇根據機械設計手冊GB52-76選用六角螺母，其參數(shù)為d=16mm s=24mmD=27.7mm H=13mm f)墊片的選擇 根據機械設計手冊GB97-76選擇開口式墊圈，其基本參數(shù)為d=1

56、6mm D=38mm s=2mm5裝配要求及使用說明5.1地基要求 地基的尺寸是根據整個舉升機的四個立柱的尺寸來確定，該地基要求打實土基，灌澆混凝土1500×1500，混凝土的厚度為200。壓力19.6MPa，舉升機的安裝場地的大小，位置應考慮車輛駛入（駛出）的方向與通道。5.2安裝說明 參見裝配圖。先將主、副立柱按圖安裝，調整立柱的垂直度及尺寸，用M16×150膨脹螺絲固定。然后再依次安裝其他部件。液壓缸的安裝方式為尾部銷軸式（可見機械設計手冊得液壓缸安裝方法篇章）5.3使用說明及注意事項使用范圍與性能 本產品具有結構簡單、操作方便、安全可靠，適用于車種多等顯著特點。不僅

57、適用于進口及國內的各種轎車，而且還可舉升3噸以下的各種輕型越野車、轎車、面包車等。特別對于進口寬體、長車身、多排座豪華型轎車更顯其優(yōu)越性，是理想的汽車維修、保養(yǎng)設備。 其主要技術性能指標如下表（表5-1）所示：表5-1 主要技術性能指標舉升載荷：3000 驅動方式：電動液壓有效長×寬：大于3500×1800電機功率：1.1 KW舉升最低高度：100額定電壓：380V/50Hz舉升最高高度；1800液壓油：礦物油型液壓油L-HL或L-HM舉升機使用說明書 1.準備  1)檢查舉升機按鈕及開關功能正常；  2)確保舉升機周圍沒有物體和人員妨礙；  3)車輛前輪駛上滑盤中間，車身擺正，所有車輪必須全部在舉升板上，拉緊駐車制動。 2.舉升  1)順時針轉動鑰匙開關至位置，全程觀察舉升機上升過程； 2)注意舉升高度不要超過上限； 3)舉升機上升稍微超過標定位置，松開鑰匙開關，停止上升，按動棘輪定位按鈕，直到棘輪鎖止。 3.下降  1)檢查舉升機附近特別是下別沒有人員和物體妨礙； 2)逆時針轉動鑰匙開關至位置，舉升機將短暫上升釋放