四柱液壓汽車舉升機的機構(gòu)設計

鄭州大學畢業(yè)設計題目四柱液壓汽車舉升機的機構(gòu)設計摘要隨著汽車行業(yè)的不斷開展，隨之而來的汽車維修的任務也愈來愈重。在汽車舉升機沒有出現(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)的迅猛開展，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(jié)構(gòu)設計，首先對題目進行分析，再結(jié)合現(xiàn)有的汽車舉升機的結(jié)構(gòu)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：汽車維修四柱液壓舉升機AbstractWiththecontinuousdevelopmentoftheautomotiveindustry,followedbythevehiclemaintenancetasksalsoincreasing.Beforethelifedidnotappear,Thegeneralvehiclemaintenanceworkersmustexpenseunderthecarbelowthechassisformaintenance,intheenvironment,notonlymaintenanceactivitieswererestricted,andmaintenanceofqualityandefficiencyofmaintenanceisalsotoacertainextentaffected.Asthevehiclemaintenanceindustryisrapidlydeveloping,themaintenanceofthishasnotbeabletomeetpeakofvehiclemaintenancework.Sothereistheemergenceoftheautomobilelift,thismachineistogivethewholevehiclesrosetoacertainheight,somaintenanceworkerscanmakeitconvenienttoworkinthecaratthebottom.Thedesignisoffour-posthydrauliccarliftthestructuraldesign,thefirsttopicforanalysis,combinedwiththeexistingcarliftthestructureandthehydraulicsystem,coupledwiththecarlift-depthresearch,andthenTheprogrammefordevelopmentofchoice,andoneoftheimportantpartsofthedesignverification,andpaintedpartsandassemblyplans,whichwillliftoffour-posthydrauliccardesigniscompleted.KeyWords:VehicleMaintenance，F(xiàn)our-Post，Hydraulic，Lift目錄TOC\o"3-3"\f\p""\h\z\u\t"標題1,1,標題2,2"摘要IAbstractII前言-1-§1設計要求-3-§1.1該機的用途-3-§1.2該機的工作原理-3-§1.3設計技術參數(shù)及要求-3-§2該機主要參數(shù)確實定-4-§2.1汽車的主要參數(shù)-4-§2.2各種小型汽車的主要參數(shù)-6-§2.3對該機主要參數(shù)的初步確定-7-§3方案確實定-9-§3.1聯(lián)動裝置方案確實定-9-§3.2驅(qū)動機構(gòu)方案確實定-9-§3.3導向裝置方案確實定-10-§3.4平安保險機構(gòu)-10-§4重要零件的設計計算-11-§4.1對托架進行設計計算-12-§4.2對升降架進行設計計算-14-§4.3對立柱進行設計計算-17-§4.4對鋼絲繩進行設計計算-19-§4.5對滑輪的轉(zhuǎn)軸進行設計計算-19-§活塞桿端部滑輪的轉(zhuǎn)軸-20-§需要繞過兩根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸：-21-§有一根鋼絲繩繞過的滑輪的轉(zhuǎn)軸：-23-§5重要機構(gòu)的設計計算-26-§5.1鎖緊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設計-26-§5.2鎖緊機構(gòu)的設計計算-27-§棘爪的設計計算-28-§5.2.2棘爪轉(zhuǎn)軸的設計計算：-30-§5.2.3凸輪轉(zhuǎn)軸的設計計算：-31-§6.繪制有關零件圖和裝配圖-33-§7.設計小結(jié)-34-§8.總結(jié)-35-致謝-36-參考資料-37-前言汽車明后不久，汽車維修機械師就在想：怎樣才能夠把汽車舉升到空中，從而可以在其下面工作？舉升機的開展史告訴我們，創(chuàng)造第一臺自動舉升機的靈感來自理發(fā)師的椅子，因為它可以快速升降和旋轉(zhuǎn)，以適應于不同身高和胖瘦的顧客。早期的單柱地基式液壓舉升機，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)常去的一個汽車維修廠，現(xiàn)在仍然利用這種舉升機為客戶提供日常的汽車維修效勞，這種舉升機大多已經(jīng)工作了75年了。隨著汽車工業(yè)的開展，單柱式舉升機設計上的局限性很快就顯露出來了。如果只是在汽車四周進行檢測維修工作的話，這種舉升機也就足夠了，但是這種舉升機的起重臂和中央立柱會阻礙進入汽車底部的大局部區(qū)域。針對單柱式舉升機的這些局限性，工程師已經(jīng)提出了很多舉升機的設計方案并作了許多改良工作?，F(xiàn)在，舉升機的選擇范圍很大，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)動式、接觸車架式、對稱式、非對稱式、小行程、大升程、隊列式以及其它的各種舉升機設計方案。某些舉升機可能同時具有這些設計方案中的幾個特點。同樣汽車舉升設備按汽車被舉升的部位不同，可以分為車橋舉升設備、車輪舉升設備和車架舉升設備。車橋舉升設備是通過汽車的前后橋或者橫梁把整車舉升的。這類設備的主要特點是裝有支撐前后橋或者橫梁的專用支座或者托架。車橋舉升設備一般由一個以上的獨立的舉升裝置組成，舉升裝置可以做成固定式的，也可以做成移動式的。這類舉升機的舉升重量一般較大，最大重量可達30噸，所以主要用于大型汽車的舉升作業(yè);缺點是造價較高，穩(wěn)定性較低。車輪舉升設備是通過車輪把汽車舉升到一定的高度的，它的特點是具有支撐汽車車輪的軌道或者托架，可以采用移動式單輪舉升設備成組使用，也可以采用固定式整車舉升結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點是，只要把汽車開到舉升機的軌道或者托架上，或者將移動式單輪舉升器推到輪胎處，就可以進行舉升作業(yè)，所以具有平安和高效的特點；其缺點是，由于車輛的支撐部位是車輪，因此不能在舉升機上直接進行輪胎和制動器的保修作業(yè)。車輪舉升設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、前后橋、傳動系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和懸掛裝置全部懸空，因此可以方便地在車下進行多項保修作業(yè)。車架舉升設備所用承重機構(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)。這種設備的缺點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)設計的題目來說，車輪式的舉升機比擬適合要求，因此這次畢業(yè)設計主要是圍繞著車輪式舉升機來展開的。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)的舉升機適合進行一些其它的維修作業(yè)。畢業(yè)設計過程中，主要是在老師的指導下，通過查閱相關資料，以了解舉升機的相關知識，根據(jù)舉升機現(xiàn)有的一些形式，確定本設計的傳動方案、聯(lián)動方案等；然后通過對汽車參數(shù)的調(diào)研，從而確定舉升機的局部參數(shù)；隨后根據(jù)所用于的參數(shù)進行設計計算，對主要的零部件進行設計計算和校核。同時用從新學習了CXCA電子圖版這個軟件，方便了后來裝配圖和零件圖繪制。最后再根據(jù)有關的知識，畫出舉升機的裝配圖，并繪制所有的非標零件零件圖；最后完成設計計算說明書?！?設計要求§1.1該機的用途四柱舉升機用途主要是用于汽車的維修，也可以用于汽車的停放?！?.2該機的工作原理本機在工作時，由電動機提供源動力驅(qū)動液壓泵工作，液壓泵輸出的液壓油經(jīng)過所需要的一些液壓元件進入液壓缸，驅(qū)動液壓缸推動活塞桿移動，這時即可推動鋼絲繩移動，從而升降架移動，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?！?.3設計技術參數(shù)及要求〔1〕所設計的四柱液壓舉升機應該能夠適應所有小汽車的舉升的重量、長寬尺寸的要求；〔2〕舉升機的最大舉升高度為1800mm；〔3〕舉升機升降過程中及停留在空中時，要保證升降平穩(wěn)，工作可靠，鎖定可靠；〔4〕進行必要的支承結(jié)構(gòu)件的強度與剛性驗算，保證結(jié)構(gòu)合理?！?〕液壓傳動系統(tǒng)工作可靠，操縱方便，結(jié)構(gòu)緊湊?！?該機主要參數(shù)確實定§2.1汽車的主要參數(shù)該機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局部的變形。如〔圖2.2〕所示：圖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的距離。如〔圖2.3〕所示：圖2.3汽車高度示意圖四，軸距(mm)軸矩,是通過車輛同一側(cè)相鄰兩車輪的中點,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〔mm〕汽車輪距是車輪在車輛支承平面(一般就是地面)上留下的軌跡的中心線之間的距離。如果車軸的兩端是雙車輪時，輪距是雙車輪兩個中心平面之間的距離。汽車的輪距有前輪距和后輪距之分，前輪距是前面兩個輪中心平面之間的距離，后輪距是后面兩個輪中心平面之間的距離，兩者可以相同，也可以有所差異。六，胎寬胎的寬度以毫米為單位〔例如175mm〕。一般轎車輪胎的名義斷面寬度從125mm〔例如125/80R12〕到大約335mm〔例如335/30R19〕。每個寬度之間都相差10mm。新的“車輪輪胎技術〞所用的特殊輪胎〔例如鄧祿普的TD輪胎與米其林的TRX與TDX輪胎〕有其他的寬度參數(shù)，也已毫米為單位。寬度從160mm到240mm。真正的寬度會比標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，范圍不會超過幾毫米。輪胎的寬度也要看此輪胎安裝在哪個輪轂上。大局部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，因為只有指定的品牌輪胎可以在任何情況下保證平安?！?.2各種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〔mm〕寬〔mm〕高〔mm〕軸距〔mm〕車重〔kg〕輪距〔mm〕寶馬Z4Coupe3.0Si409117811268249514951473/1523新梅賽德斯奔馳E系481818221452285416901577/1570奔馳GL450越野車508819201840307523551645/1648寶馬3系320i452018171421276013951500/1513寶馬5523Li498118461477302815951558/1582廣州本田飛度三廂1.3430016901495245014891455/1455廣州田

－

雅閣2.4EX494518451480280015151590/1585廣州本田思迪439016901495245010681455/1455一汽豐田普拉多4.0GX497018751905279020501575/1575金杯07款銳馳2.4豐田50701690193525901700一汽豐田花冠EX1.6G453017051490260016001470/1460現(xiàn)代

雅紳特1.443101695148025001130北京現(xiàn)代雅紳特.4ATGL431016981480250011601470/1460賽歐SCX402616081448244310691387/1388別克凱越04款1.6451517251445260012201475/1476馬自達62.3467017801435267514751540/1540馬自達5456517451620275015161530/1515馬自達21.538851695147524901470/1445海馬福美來43651705141026101470/1470海馬福美來2446617051410261011801470/1470奧迪quattro4.248111933157527561575/1585奧迪A84.2519218941455307417801619/1605奧迪A6L2.0T501218551485294517301612/1618一汽群眾新寶來1.6438317421446251313101513/1494帕薩特2.0AT478017401470280314251500/1500東風日產(chǎn)駿逸1.8XL442016901590260012801470/1475尼桑(日產(chǎn))350Z3.5MT431718151324265015451535/1540紅旗新明仕奧運之星479218141422268712801476/1483紅旗HQ3496517961485285017301535/1535奇瑞開瑞系列461016931855270013001456/1446奇瑞旗云1.3439316821424246810501425/1419比亞迪F8449017801405252015251520/1515比亞迪F62.0484618221465274014351511/1511§2.3對該機主要參數(shù)的初步確定根據(jù)〔表2.1〕所述可總結(jié)得：汽車的最大長度取為5192mm，最大寬度取為1933mm，最大高度取為1935mm；軸距的最小值為2443mm,最大值為3040mm；最大重量為2355kg；輪距的最小值取為1425mm，最大距離取為1648mm。輪胎的寬度一般在160—240mm之間。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;2,舉升的高度為1800mm;3,托架的長度4000mm,托架的寬度為400mm4,升降架的長度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?！?方案確實定§3.1聯(lián)動裝置方案確實定聯(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、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)動裝置比擬適宜。對于這兩種方案，各有優(yōu)缺點：齒輪鏈條聯(lián)動裝置能夠比擬精確的保證舉升同步，但是鏈條的使用壽命比擬短，而且造價比擬高。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，本錢比擬低，并且比擬容易調(diào)整鋼絲繩的長度。通過這兩種方案的比擬，對于該機械而言鋼絲繩聯(lián)動比擬適宜。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(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?！?.2驅(qū)動機構(gòu)方案確實定驅(qū)動機構(gòu)是液壓舉升機的動力執(zhí)行元件，它主要是驅(qū)動鋼絲繩運動，從而帶動升降架上下運動。驅(qū)動元件主要是由液壓缸組成的，它的驅(qū)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擬高。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3.1驅(qū)動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導向裝置方案確實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(gòu)不但安裝方便，而且制造比擬簡單，工藝性能比擬好?！?.4平安保險機構(gòu)由于汽車維修工人需要在托架底下進行工作，因此對舉升機的平安機構(gòu)要求比擬嚴格。通常對于鏈條傳動的，它的平安機構(gòu)比擬好設計，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(gòu)。通常采用棘爪和齒條的比擬多，初步也采用棘爪和齒條的鎖緊機構(gòu)?！?重要零件的設計計算下面將要對主要的零部件進行設計計算，最終將要設計出的機械如〔4.1〕所示：圖4.1四柱液壓舉升機的總裝圖1、主立柱Ⅰ2、副立柱Ⅱ3、動力裝置4、托架5、擋板6、斜坡7、升降架§4.1對托架進行設計計算由于前面已經(jīng)知道托架的長度為5400mm，所用的是鋼板和槽鋼焊接而成，其截面如下圖，槽鋼型號選用16，其理論質(zhì)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(zhì)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4.2〕所示：圖4.2托架的截面圖由于：q=ρ×g=〔2+〕×9.8N/m=〔2×19.752+12.15〕×9.8N/m=506.209N/m又因：FN1+FN2=F1+F2+q×l(1)FN1=FN2(2)聯(lián)立(1),(2)可得：〔其中F1=F2=EQ\F(1,4)×g=EQ\F(1,4)×3000×9.8N=7350N〕所以：FN1=FN2=〔F1+F2+q×l〕/2=7350+=8362.418N所以在AB段中：〔0≤x≤0.8m〕Fs=FN1-q××x)NM=FN1×x-EQ\F(1,2)q×x2=(8362.418×x-EQ\F(1,2)×506.209×x2)N.m在BC段中：〔0.8m≤x≤3.2m〕Fs=FN1-q×x-F1=(1012.418-506.209×x)NM=FN1×x-F1(x-0.8)-EQ\F(1,2)q×x2=(1012.418×x-EQ\F(1,2)×506.209×x2+5880)N.m在CD段中：〔3.2m≤x≤4m〕Fs=FN2-q×(l-x)=(8362.418-506.209×(4-x))NM=FN2×(l-x)-EQ\F(1,2)q×(l-x)2=(8362.418×(l-x)-EQ\F(1,2)×506.209×(l-x)2)N.m因此其剪力圖和彎矩圖如〔圖4.3〕所示。圖4.3托架的受力圖、剪力圖和彎矩圖a)為托架的受力圖；b)為托架的剪力圖；c)為托架的彎矩圖。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)-EQ\F(1,2)q×x2=1012.418×x-EQ\F(1,2)×506.209×x2+5880=1012.418×2-EQ\F(1,2)×506.209×22+5880=2024.836-1012.418+5880=6892.218N.m因此：所要承受的最大彎曲應力為：σmax=EQ\F(M,W)=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，因此盡量將平安系數(shù)取大一點，因此取平安系數(shù)K=10所以將要選取的材料的抗彎強度〔σlim應該滿足以下條件〕σlim≥σmax×K=294.55MPa經(jīng)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σlim=375~500Mpa§4.2對升降架進行設計計算由于前面已經(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ρ=28.096kg/m，截面系數(shù)為：W=138.546cm3。輪距的最小值取為1400mm。因此分析升降架的受力情況如〔圖4.4〕中a圖所示：圖4.4升降架的受力圖、剪力圖和彎矩圖為升降架的受力圖；為升降架的剪力圖；為升降架的彎矩圖。由于：q=ρ×g=28.096×9.8N/m=275.3408N/m又因：FN1+FN2=F1+F2+q×l(1)FN1=FN2(2)聯(lián)立(1),(2)可得：〔其中F1=F2=EQ\F(1,4)(+2×)×g=EQ\F(1,4)×(3000+2×4×51.19)×9.8N=8353.324N〕所以：FN1=FN2=〔F1+F2+q×l〕/2=8353.324+=8711.137N所以在AB段中：〔0≤x≤0.6m〕Fs=FN1-q××x)NM=FN1×x-EQ\F(1,2)q×x2=(8711.137×x-EQ\F(1,2)×275.3408×x2)N.m在BC段中：〔0.6m≤x≤2m〕Fs=FN1-q×x-F1=(357.813-275.3408×x)NM=FN1×x-F1(x-0.6)-EQ\F(1,2)q×x2=(357.813×x-EQ\F(1,2)×275.3408×x2+5011.994)N.m在CD段中：〔2m≤x≤2.6m〕Fs=FN2-q×(l-x)=(8711.137-275.3408×(2.6-x))NM=FN2×(l-x)-EQ\F(1,2)q×(l-x)2=(8711.137×(2.6-x)-EQ\F(1,2)×275.3408×(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)-EQ\F(1,2)q×x2=357.813×x-EQ\F(1,2)×275.3408×x2+5011.994=357.813×1.3-EQ\F(1,2)×275.3408×1.32+5011.994=465.1569-232.663+5011.994=5244.488MPa因此：所要承受的最大彎曲應力為：σmax=EQ\F(M,W)=MPa=37.853MPa由于舉升機是要汽車維修工人在托架下面進行工作，因此盡量將平安系數(shù)取大一點。因此取平安系數(shù)K=10所以將要選取的材料的抗彎強度〔σlim應該滿足以下條件〕σlim≥σmax×K=378.53MPa經(jīng)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σlim=375~500Mpa§4.3對立柱進行設計計算立柱的高度為2500mm，而且所選的材料為鋼板，其結(jié)構(gòu)如〔圖4.5〕所示：為利于購置型材同樣初選用型材的材料為Q235〔A〕，其彈性模量E=206Gpa,σp=200Mpa,慣性矩：IY=527.214cm4,截面面積：A=20.40cm2。圖4.5立柱的截面圖所以：λ1==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)：=2圖4.6立柱的受力圖所以慣性半徑：===50.83mm所以：λ===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：=(劉鴻文主編.<<材料力學>>..北京：高等教育出版社，2004)因此臨界應力為：==304-1.1278.69=215.867Mpa那么臨界壓力為：所以工作的平安系數(shù)為：由于關于穩(wěn)定性的平安系數(shù)一般取10以上即可，因此適合。§4.4對鋼絲繩進行設計計算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(zhì)量為14.60，公稱抗拉強度為1870Mpa，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：平安系數(shù)K=10，那么：因此所選的鋼絲繩適宜?！?.5對滑輪的轉(zhuǎn)軸進行設計計算初選材料為45鋼，其彎曲強度為600；§活塞桿端部滑輪的轉(zhuǎn)軸其長度為160mm，受力分析如〔圖4.7〕所示：圖4.7活塞桿端部滑輪的轉(zhuǎn)軸的受力圖、剪力圖和彎矩圖為活塞桿端部滑輪的轉(zhuǎn)軸的受力圖；為活塞桿端部滑輪的轉(zhuǎn)軸的剪力圖；為活塞桿端部滑輪的轉(zhuǎn)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(jù)彎矩圖可知B點所受的彎矩為最大，其值為：==2787.600由公式(劉鴻文編.材料力學.北京：高等教育出版社，2004.1橫力彎曲時的正應力143頁)所以最小的截面系數(shù)為：如果取平安系數(shù)為K=10,那么：再由截面為圓形的截面系數(shù)公式：(劉鴻文編.材料力學.北京：高等教育出版社，2004.1橫力彎曲時的正應力143頁)得：最終取其直徑為：§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：圖4.8需要繞過兩根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的受力分析圖所以因此其剪力圖和彎矩圖如〔圖4.9〕中b)、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、剪力圖和彎矩圖為需要繞過兩根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的受力圖；為需要繞過兩根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的剪力圖；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：在CB段的剪力方程和彎矩方程為：根據(jù)彎矩圖可知B點所受的彎矩為最大，其值為：==985.565由公式(劉鴻文編.材料力學.北京：高等教育出版社，2004.1橫力彎曲時的正應力143頁)所以最小的截面系數(shù)為：如果取平安系數(shù)為K=10,那么：再由截面為圓形的截面系數(shù)公式：(劉鴻文編.材料力學.北京：高等教育出版社，2004.1橫力彎曲時的正應力143頁)得：最終取其直徑為：§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〔圖4.10〕所示：圖4.10只繞過一根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的受力分析圖所以圖4.11只繞過一根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的受力圖、剪力圖和彎矩圖為只繞過一根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的受力圖；為只繞過一根鋼絲繩的滑輪的轉(zhuǎn)軸的剪力圖；為只繞過一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：在CB段的剪力方程和彎矩方程為：根據(jù)彎矩圖可知B點所受的彎矩為最大，其值為：==492.783由公式(劉鴻文編.材料力學.北京：高等教育出版社，2004.1橫力彎曲時的正應力143頁)所以最小的截面系數(shù)為：如果取平安系數(shù)為K=10,那么：再由截面為圓形的截面系數(shù)公式：(劉鴻文編.材料力學.北京：高等教育出版社，2004.1橫力彎曲時的正應力143頁)得：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：§5重要機構(gòu)的設計計算§5.1鎖緊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設計在活塞桿推動鋼絲繩移動時，托架和升降架也跟著上升，此時鎖緊機構(gòu)能夠自動脫開，使舉升機順利上升，同時棘爪與齒條之間不能夠發(fā)生干預，當棘爪移動到下一個齒槽時由彈簧保證棘爪和齒條的可靠卡拔狀態(tài)，當舉升托架時，棘爪可被齒條自動推開；停止時可自行卡止；當需要下降時，那么可利用手柄轉(zhuǎn)動凸輪，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的最大高度；a為棘爪的長度；e為偏心距；b為棘爪軸的右端長度；d1為偏心圓的直徑；d2為偏心圓軸的直徑。由圖可知：〔1〕〔2〕聯(lián)立〔1〕和〔2〕得：其中，取，如果取，那么：最終取。§5.2鎖緊機構(gòu)的設計計算鎖緊機構(gòu)的示意圖如〔圖5.2〕所示：圖5.2鎖緊機構(gòu)的示意圖1為齒條；2為棘爪；3為棘爪轉(zhuǎn)軸；4為彈簧；5為凸輪；6為凸輪轉(zhuǎn)軸§棘爪的設計計算對其進行受力分析，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：即：在AB段，即〔〕在BC段，即〔〕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點既為受到彎矩最大點〔即當X=65mm時〕，所以根據(jù)式：初選棘爪的材料為Q235，其抗彎強度為375MP—500MP，選用強度為的Q235，同時取平安系數(shù)為K=5。那么由公式得：如果取棘爪的截面形狀為矩形，其厚度為，再由矩形抗彎截面系數(shù)的公式〔劉鴻文主編.<<材料力學>>.，第143頁，北京：高等教育出版社，2004〕得：圖5.4棘爪的剪力圖和彎矩圖a)為棘爪的受力圖；b)為棘爪的剪力圖；c)為棘爪的彎矩圖。取?！旒D(zhuǎn)軸的設計計算：轉(zhuǎn)軸的受力圖如〔圖5..5〕所示：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，由最大切應力理論得：。所以由剪應力公式(劉鴻文主編.<<材料力學>>.，第51頁，北京：高等教育出版社，2004)得：(其中)如果其平安系數(shù)為其截面形狀為圓形，所以其直徑：取§凸輪轉(zhuǎn)軸的設計計算：轉(zhuǎn)軸的受力圖如〔圖5.6〕所示：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，由最大切應力理論得：。所以由剪應力公式(劉鴻文主編.<<材料力學>>.，第51頁，北京：高等教育出版社，2004)得：(其中)如果其平安系數(shù)為其截面形狀為圓形，所以其直徑：取§6.繪制有關零件圖和裝配圖有關零件圖和裝配圖見附圖§7.設計小結(jié)設計過程是個非常復雜的過程。在整個設計過程中，設計人員必須有全局觀念，在每一個環(huán)節(jié)都必須注意它與其它環(huán)節(jié)的關系，要知道事物之間是相互聯(lián)系的哲學道理。作為系統(tǒng)的一局部，它將會影響到周圍的相聯(lián)系的其它局部，如果一局部出現(xiàn)問題，整個系統(tǒng)都可能崩潰。在本設計過程中，我就犯了上述錯誤，設計過程中，往往不能考慮到與之相關的因素，結(jié)果導致設計的不夠合理。我想：通過此次設計，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?！?.總結(jié)本設計是在前人研究成果的根底上，總結(jié)前人經(jīng)驗，參考有關的其它同類產(chǎn)品的研究成果，再加上老師的指點，以及在同學的幫助下而完成的。為了縮短設計周期、降低設計本錢、并能設計出具有較好的使用性能和經(jīng)濟性的四柱液壓汽車舉升機，在本設計工程之前，做了大量的調(diào)研和比擬。經(jīng)過初步計算以后，從而確定了主要零部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)