小型汽车举升机的设计说明书正式

1、湖 南 科 技 大 学毕 业 设 计（ 论 文 ）题目小型汽车举升机作者孟祥玉学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化学号1103010225指导教师时彧二一五 年 五 月 二十六 日湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）任务书 机电工程 院 测控技术与仪器 系（教研室）系（教研室）主任: （签名） 2014 年 12 月 28 日学生姓名: 孟祥玉 学号: 1103010225 专业: 机械设计制造及其自动化 1 设计（论文）题目及专题： 小型汽车举升机设计 2 学生设计（论文）时间：自 2014 年 12 月 28 日开始至 2015 年 5 月 28 日止3 设计（论文）所用资源和参考

2、资料：机械设计实用机构运动仿真图解 朱金生等编 电子工业出版社 2003提升机设计理论与现代设计方法研究晋民杰等编 国防工业出版社2012液压控制系统设计与使用张利平编 化学工业出版社 2013液压技术实用手册 宋锦春编 中国电力出版社 20114 设计（论文）应完成的主要内容：举升机总体方案设计举升机控制系统结构设计举升机安全保护装置设计5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：举升机总体结构图（1号图及以上） 举升机控制系统结构图（1号图及以上）安全保护装置结构设计图（1号图及以上）6 发题时间： 2014 年 12 月 28 日指导教师： （签名）学 生： （签名）湖 南

3、 科 技 大 学毕业设计（论文）指导人评语主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价指导人： （签名）年 月 日指导人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）评阅人评语主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价评阅人： （签名）年 月 日评阅人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）答辩记录日期： 学生： 学号： 班级： 题目： 提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2

4、 设计（论文）图 纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价答辩委员会主任： （签名）委员： （签名）（签名）（签名）（签名）答辩成绩： 总评成绩： 摘 要随着汽车产业的不断发展,汽车维修已成为汽车产业中的一个重要部分,而举升机作为汽车维修的必要工具,也正在迅猛的发展。之前没有汽车举升机的时候，通常维修工人们都要趴在汽车底盘下面进行艰苦的维修，在这样恶劣的条件下，不仅维修范围受到了限制，而且维修的质量、时间也受到了一定程度的影响。随着中国汽车行业的飞速

5、发展，这样的方法已经不能满足社会的需求。于是汽车举升机就应运而生了，成为汽车行业中的一个重要部分。汽车举升机作为汽车维修保养行业中最基本、最典型的设备之一,是为了方便工人的维修，根据汽车要维修部位，将汽车安全可靠从一个高度上升至另一个高度的维修设备，是现代汽车维修行业不可缺少的重要工具。本设计是液压式双柱汽车举升机。关键词：汽车维修；液压；双柱；汽车举升机ABSTRACTWith the continuous development of the automobile industry, car maintenance has become an important part of the a

6、utomotive industry, and the lift vehicle maintenance as a necessary tool, it is also rapid development。Before there is no vehicle lift, repairmen usually have to do painstaking repairs below the automotive chassis, in such hard condition, not only maintenance range is limited, to a certain extent,bu

7、t also the maintenance of quality, and time is influenced. With the rapid development of China's automotive industry, such methods can not meet the needs of society. So the car lift came into being, becoming an important part of the automotive industry. Car Lift , as one of the most basic and th

8、e most typical of the equipment in the automotive repair and maintenance industry, in order to facilitate maintenance workers, according to the parts of the car to repairing, make the car safe and reliable from one height to another height of the maintenance equipment, is an important tool for the m

9、odern automobile industry. This design is a double-column hydraulic car lift.Key Words: Vehicle Maintenance Hydraulic Double-column Automobile lift目 录第1章 前言 11.1 举升机的发展简史 11.2 举升机的设计特点 21.3 举升机的安全保证措施 31.3.1 设计制造方面的安全保证措施 31.3.2 使用维护方面的安全保证措施 41.4 目前举升机的状况 4第二章 举升机总体方案的设计 62.1 双柱式举升机的基本概况 62.1.1 举升机

10、的分类 62.2 双柱式举升机的主要结构与要求 92.3 双柱式举升机结构方案的确定 10第三章 双柱式举升机的结构设计 123.1 举升机方案的拟定 123.2 技术参数 123.3 举升装置 123.4 立柱 133.5 支撑机构 143.6 平衡机构 143.7 保险机构 163.8 锁定机构 163.9 良好的润滑 17第四章 举升机的结构设计与计算 184.1 螺旋副的自锁条件 184.2 确定电动机功率 194.3 主要承重零件计算 204.3.1 传动螺母（青铜） 204.3.2立柱 214.3.3托臂 22第五章 举升机的强刚度分析与验算 235.1 举升机立柱的结构分析与验算

11、 235.1.1 主立柱的界面特性分析与计算 235.1.2主立柱的强度分析与验算 265.1.3主立柱的刚度计算 315.2 托臂部分的强度校核 325.2.1 托臂部分界面特性 325.2.2 托臂部分强度核算 325.2.3 从托臂处考虑挠度情况 34第六章 液压系统 376.1 液压系统工作原理 376.2 液压缸活塞杆受压校核 386.2.1 液压缸活塞杆强度验算 386.2.2 液压缸活塞杆受压稳定性校核 38第七章 液压辅助元件及液压泵站40 7.1 管件40 7.2 液压软管接头40 7.3 油箱及其附件41 7.4 UP液压动力包417.5 液压系统及其工作原理42 7.6

12、液压油的选择43第八章 钢丝绳的选择计算44 8.1 钢丝绳的计算448.2 钢丝绳的选择44 第九章 滑轮的选择和计算46 9.1 滑轮结构和材料469.2 滑轮的主要尺寸469.3 滑轮直径与钢丝绳直径匹配关系469.4 滑轮形式46 9.5 滑轮技术条件479.6 外观479.7 热处理47 9.8 其他479.9 滑轮强度计算47 第十章 起重链条和槽轮48 10.1 板式链条和槽轮的选择4810.2 板式链及端接头48 10.3 板式链用槽轮48第十一章 使用说明49 11.1 使用说明49 11.2 使用时注意事项49 11.3 升举机安全操作规程49 第十二章 经济效益分析51

13、结论52 参考文献54 致谢55 附录A-总装配图附录B-支撑装置附录C-液压缸装配图附录D-缸底附录E-活塞附录F-液压系统第一章 引 言汽车是发展国民经济的重要交通工具之一 ,随着我国国民经济的持续高速增长 ,汽车的数量与日俱增 ,汽车维修行业也有了迅猛的发展 ,已形成了集车辆修理、维护、检测和配件供应等多种功能于一体的车辆技术状况保障体系。已成为道路运输行业的重要组成部分 ,对确保车辆安全行驶、高效低耗的运作 ,促进道路运输业的发展 ,发挥了有力的保障作用 ,随着经济体制改革的不断深入 ,我国汽车维修企业呈现出良好的发展趋势。1.1 举升机的发展简史汽车举升机在世界上已经有了70年历史。

14、1925年在美国生产的第一台汽车举升机，它是一种由气动控制的单柱举升机，由于当时采用的气压较低，因而缸体较大；同时采用皮革进行密封，因而压缩空气驱动时的弹跳严重且又不稳定。直到10年以后，即1935年这种单柱举升机才在美国以外的其它地方开始采用。1966年，一家德国公司生产出第一台双柱举升机，这是举升机设计上的又一突破性进展，但是直到1977这种举升机才在德国以外的其它国家出现。现在双柱举升机在市场上以占据牢固的地位，其销量还在持续增长。它和四柱举升机相比，既有优点，也有缺点，以下将作一简要说明。我们所见到的绝大多数举升机均采用固定安装方式。在举升前汽车必须驶上举升机。在移动式举升机方面也有几

15、项成功设计，如剪式举升机、菱架式举升机等。但这类举升机仍存在两个主要问题，接近汽车下部较难；在车间移动举升机时难逾越地面上的障碍物。当然，可移动性是这类举升机的突出优点。现在固定安装的单柱、双柱、四柱举升机已在维修现场广泛采用，而移动式举升机却相对要少得多。最初设计单柱举升机外，车辆较大，其底盘也能明显辨认，因而汽车检修区远远大于举升器件。而今绝大多数汽车均为“紧凑型”或“半紧凑型”，导致汽车检修区域接近主要举升机器件而不便操作。但在南美洲却属例外，那里仍然采用较大的车辆，这可能是单柱举升机在该地区的市场上仍然受到欢迎的重要原因。单柱举升机有两大优点：当其下降后，不致成维修车间的障碍物；汽车可

16、在举升机上转动。但美国却受到了责难，主要是举升机的旋转会带来撞击操作人员的危险。单柱举升机的主要缺点是：第一，它需要在车间的地面挖掘一个相当大的坑穴后才能安装；其次，它只能为使用提供车轮支撑方式；第三，使用时难于接近汽车下部的一些重要检修区域。举升用的油缸潜藏在地下也给维修带来两大问题：第一是检修这些零部件颇为困难；其次是由于油缸所处的环境条件差，容易生锈，特别是地下水位较高时更是如此。双柱举升机（包括液压式或机械式），均具有以下优点：第一，检修汽车下部具有很高的可接近性（几乎达到100%）；其次，采用车轮自由型的方式支撑汽车，因而拆卸车轮时不需要其它辅助性的举升措施；第三，结构紧凑，占地面小

17、。双柱举升机的缺点是：第一为确保安全，安置举升机时要求非常严格，否则在举升过程中容易摇晃或颠覆；第二，由于举升机常采用车轮自由型的方式支撑汽车，如需采取车轮支撑型的方式维修汽车则甚感不便，如检查悬挂系统、检查转向机构间隙或进行车轮定位检验等；第三，由于举升臂和立柱承受悬臂或载荷所产生的巨大应力，其承力件易于磨损，因而双柱举升机的安全工作寿命一般要比四柱举升机低。四柱举升机有四根立柱、两根横梁、用于支撑汽车的两个台板。举升前，汽车很容易正确无误地驶上四柱举升机的台板。由于台板内侧设备有凸缘，当汽车驶上台板时也不致坠入其间的空隙中。车轮支撑型四柱举升机的优点是：第一，举升机装载汽车时勿需较高的技术

18、，操作也很简便；第二，承载时非常稳定；第三，支撑载荷受力简单，应力较低，从而延长了设备的使用寿命；第四，由于具有较高的使用价值，从经济上来看也是合算的；第五，易于维修；第六，在车间现场进行安装也较方便，只要地面平坦，其混凝土厚度能够固牢立柱的地脚螺栓即可。四柱举升机的缺点是：和双柱举升机相比，战地面积教大，对汽车检修区域可接近性较差。解放后，特别是改革开放以来，我国的汽车维修行业有了很大的发展，为之服务的汽车维修设备行业已成为我国的新兴行业不断发展壮大。各种举升机设备如雨后春笋，不断涌现，质量不断提高，销量逐年增加。有人说，对于汽车维修企业来说，汽车举升机可能是除厂房而外的最重要的投资，因为它

19、具有至关重要和不可替代的作用，甚至直接影响到汽车维修业务的兴衰。汽车举升机是汽车维修设备行业的支柱设备之一，让我们生产出更多、更好、更受用户欢迎的汽车举升机，为汽车维修企业服务。1.2 举升机的设计特点（1）举升机台板降到下位时，与地面应尽可能在同一平面上，为达到此目的，虽然可在地面上挖掘凹坑，但需增加投资费用，也破坏了车间地面的平整性。为此，在保证强度和刚度的前提下，应尽可能降低举升机台板和横梁的高度；这样，既便于汽车驶上举升机，又使驶上台板的斜面长度尽可能短，节约车间的占地。在条件许可时，举升机台板（或横梁）应选择专用型钢或用钢板拆弯成形。（2）正确选择传动方式。采用机械传动（螺母、螺杆）

20、或液压传动（油缸），均用电动机驱动。机械传动的成本较高，耗能较多，但安全性较好。经验证明：机械传动的能耗为液压传动所需能耗的两倍（在举升载荷、举升时间均相同的条件下）。机械式举升机的螺母、螺栓磨损较快，而液压式举升机的维修量却相对要小些。虽然液压式举升机的技术难度较大，但多数零部件（液压泵、液压缸、阀门、密封元件等）均可外购或外协，当然一定要选用优资产品。（3）丝绳的选择。为了减少滑轮直径从而缩小寄生机立柱的断面尺寸，应该选用高柔度的钢丝绳。钢丝绳应有较高的安全系数，一般应达8。为此，应增加钢丝绳钢丝的数目。如英国某公司3t系列的举升机所采用的钢丝绳的直径为9mm，两根并列，每根37股，每股6

21、根钢丝。滑轮通常用钢材制成，而该公司采用玻璃纤维与尼龙混合制成（50%的玻璃纤维、50%的尼龙）。这样，不仅价格便宜，还能减轻钢丝绳的磨损，延长其使用寿命。1.3 举升机的安全保证措施今天全世界都对在危险作业环境下工作的人们的安全寄予极大的关注。汽车举升机具有潜在的危险，因为人们要在其下面工作；当其升降时如不小心，也会碰伤手足。近年来不少国家还制定了专门性法规，以防止或至少使安全事故的可能性降低到最低限度。汽车举升机的安全保证措施主要从两方面着手：一方面从设计制造方面采取措施，好提高汽车举升机的安全技术特性；另一方面则应在使用维修过程中遵循严格的操作规程，保证汽车举升机能在良好的技术状态下正确

22、地运行。现分别说明。 1.3.1 设计制造方面的安全保证措施 当今世界上的许多先进技术，如自动控制光电开关等，已广泛应用到各种安全装置的设计领域，因而在设计制造举升机时，应结合产品的特点，积极采用先进可靠实用的现代安全技术。以下仅列举多数举升机普遍采用的安全措施。（1）举升机应能经受超负荷试验(包括举升和支撑)，一般应为最大举升能力的125%此时举升机的构件不得有任何永久性的变形和损坏。（2）所有的操作控制机构均采用“双重保险”，以防误操作，即举升机运行前必需操作两个控制机构(或按钮开关)后才能驱动。（3）所有的控制电路均采用失效保护，即任何单个元件失效，也不会使举升机坠或上升所造成非常危险的

23、局面。（4）所有的举升机器件均应有第二支撑系统。原有的提升系统失效时，它能自动进行有效的支撑。（5）所有的柔性提升手段，如钢丝绳，链条等，均应有足够的安全系数，并在制造厂设置的保护罩内传动。（6）所有的运动零件均应有防护装置，以免撞击操作人员的任何部位，特别是手，足，衣服等。（7）所有举升机的设计均应把举升重物滑移的可能性降低到最低限度。 1.3.2 使用维护方面的安全保证措施使用维护方面的安全保证措施涉及的范围很广，包括举升机有使用前的准备工作，举升汽车时应该注意的事项，承载时的稳定性，降下汽车时的注意事项，日常和定期维修检查工作等。虽然汽车举升机已有70年的历史，其设计原理并无多大改变;但

24、如果忽视安全要求，超载使用，疏忽大意，仍然会造成严重事故，甚至发生人身伤亡。因此安全问题一定要引起使用单位和操作人员的高度重视。首先，应选购那些安全性能良好的汽车举升机，另外，还应认真学习和理解说明书中的各项安全注意事项并认真贯切执行。这里仅就使用维护举升机时普遍应当注意的事项说明于后。（1）使用中的举升机每天都应进行检查。发现有效故障或零部件损坏时，不得再使用。维修时应采用该举升机的制造厂所提供的配件，不得随意代替或自制。（2）举升机不得超载使用。每台举升机的额定载荷均注明在设备的铭牌上。特别要注意防止偏载，即整机虽未超载而某一举升臂确已超过允许的额定载荷。故欲举升那些前后轴载荷严重分配不均

25、的汽车时应特别注意，能满足要求的才能装载使用。（3）安置汽车和使用举升机均应由经过培训并经考核合格的人员操作。（4）举升汽车时，车内不得有人。举升机升降和使用时，顾客和无关人员应远离举升机。（5）举升机区域内不得有任何障碍物，如油脂、废物、瓦砾等。（6）当汽车驶上举升机前，应清除通道，不得驶过或撞击举升臂，连接器，车轴支撑器等，以防损坏举升机或汽车。（7）在举升机上承载汽车时应仔细操作。将举升机的支撑器安置到汽车制造厂推荐的举升机逞力接触点。只有当支撑器与汽车上的承力点接触严密后才能将举升机升起;对其接触的严密性进行认真检查后，才能将汽车举升到需要的工作高度。（8）要注意某些汽车上的零部件由于

26、移动或安装位置的不同会引起重心的急剧变化，从而导致举升汽车时的不稳定。（9）举升机降下前，应将汽车下面的工具箱，台架及其它设备全部移开。要降下举升机前，还必须松开锁紧装置。1.4 目前举升机的状况十年来,我国的汽车保有量增长迅速 ,技术水平和档次也大大提高 ,原有的维修作业方式和生产经营管理模式 ,越来越不适应社会各方面对汽车维修的要求。加大技术投入和技术改造的力度 ,走内涵发展的道路 ,振兴汽车维修业 ,已经成为汽车维修界有识之士的共识 ,人们越来越体会到设备对维修能力的决定性。一些骨干维修企业千方百计地筹措资金 ,实施技术改造 ,改善作业体系。购置了汽车举升机、电子调漆机、轮胎平衡机、汽车

27、喷烤漆房等先设备。同时 ,具有现代最新技术水平的发动机故障诊断仪、电子燃汽喷射系统检测诊断装置 ,车身校正测量仪、四轮定位仪、测功机和测滑仪等检测设备也开始广泛应用。从而 ,提高了企业在市场中的竞争能力 ,增加了行业发展后劲。通过技术改造行业内部结构得到调整和优化 ,改变了过去整车大修的单一模式 ,开始形成汽车大修、总成维修、汽车维修、汽车小修、汽车专项修理、汽车制造厂特约维修等门类齐全、分工合理的市场结构体系。基本满足了目前不同类型和不同作业项目的维修需要 ,汽车维修网点由大、中城市向外延伸 ,辐射各地形成网络。国内汽车维修业的发展在宏观上得到调控 ,维修能力不断提高 ,布局趋向合理。维修企

28、业分布均衡 ,方位合理、方便。同时可以保证质量 ,维修需求也相对平衡。在市场经济的竞争与自行调节中 ,求得了生存与发展 ,彻底解决了维修市场不均衡的问题。即:修汽油车的企业多 ,修柴油车的企业少;修货车的企业多 ,修客车的企业少;变通型的修理企业多 ,特种车的企业少;修中型的多 ,修小型、重型汽车维修企业少。由于解决了此类问题 ,引导了一些企业向专业方向发展 ,彻底解决了维修高档车、轻型车、重型车难的问题。基本上形成以专业分工为主 ,布局合理 ,修理结构配套的汽车修理体系。促进汽车维修行业由计划经济向市场经济转轨的进程 ,建立完善了汽车维修市场 ,使汽车维修行业成为一个与国民经济发展相适应的技

29、术先进、结构合理、专业分工明确、优质方便、秩序良好的维修体系 ,并以其良好的运行机制服务于各行各业。本次设计探讨的是适用于小型汽车维修服务的一种新型汽车维修平台。这种汽车维修平台是适用四轮汽车维修使用的一种现代液压技术专用产品. 双柱型汽车维修液压同步升降平台作为一种液压技术新产品开发设计研究 ,是利用现代液压技术来改善日益繁荣发达的汽车维修行业，同时改善劳动者的工作条件,降低劳动强度和维修成本, 提高汽车维修保养整体服务质量。第二章 举升机总体方案的设计第3章 双柱式举升机的结构设计3.1举升机方案的拟定举升机的种类有很多，每一种都有一些主要的特点、结构，综合考虑到国内市场的现状及需求量，以

30、及后期使用过程中的维修保养费用，最终确定研究方案。本章主要介绍举升机的类型、结构要求和双柱式举升机的结构方案。3.2技术参数额定举升重量根据国内外轿车的统计资料（见表1），绝大多数的整车重量在3t以内，为了充分发挥其使用范围内的有效利用率，不致浪费动力消耗及投资成本，采用额定举升重量为3t。离地最小高度离地最小高度是指托架上支承顶面距离地面的最小高度，它与各种车型的最小离地间隙、托架有关。本机采用120mm。举升行程H举升行程是指举升机能将汽车举升的有效行程。由此可知最大举升高度。举升行程与维修人员的身高有关，本机采用1900mm。升降速度升降速度的大小直接影响生产率的高低、电动机功率的大小、

31、操作运行中的安全等问题，应该尽量低一些。3.3 举升装置本次设计的举升机的举升装置是由液压系统以及电箱组成的。通过电箱的开关启动电动机来控制液压单元，液压油进出液压缸，并通过链条连接液压缸和滑台来带动整个设备的举升动作，如图3.1所示。图3.1是本次设计的普通式双柱液压式汽车举升机的驱动装置及举升装置的示意图，从图中可以看到左右两边立柱内的两个举升装置是通过液压软管来连接的，它的一个不足的地方就是左右两个液压缸在开始举升时有一个时间差，这会导致因左右两边的举升速度不一样而举升不平衡。因此，我们在液压举升的基础上增加了钢丝绳的同步装置，用这样的同步装置来弥补液压缸带来的缺点。图3.2是普通式双柱

32、汽车举升机的举升装置的结构图：图3.1驱动举升装置示意图普通式双柱汽车举升机的举升装置是将链条镶嵌在滑轮槽内来带动液压杆达到举升的目的。3.4 立柱 普通式双柱汽车举升机的立柱有两个，分别是左、右两边各有一个立柱。整个汽车举升机的重量几乎都是由立柱来支撑的，因此它必须要有一定的强度和刚度。立柱中间的空间是用来放置举升装置以及滑台部件的。整个立柱部分的行位公差要求也是比较高，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线度和平行度，立柱内外表面还要有一定的粗糙度等。图3.2双柱汽车举升机的举升装置结构图3.5 支撑机构托臂部分是属于举升机的支撑机构。当汽车进入到举升机的范围里时，整个支撑

33、机构就通过改变摇臂的角度或方向来改变托臂的整个工作范围的宽度。本次设计的支撑机构是对称式的托臂。如图3.3所示。3.6平衡机构由于举升机在上升或下降时必须要采用强制性的平衡装置来确保汽车整体的水平位置保持一致，所以本次设计采用了钢丝绳来作为整个举升机的平衡机构。本次设计所采用的是在单个立柱内安装两副左右对称的钢丝绳，但是在这个单个立柱里面的钢丝绳的走向确是两个相反的方向，用户可以通过改变钢丝绳的张力来使左右两边的滑台在抬升的过程中保持平衡。要注意的是两边确定的钢丝绳的张力必须一致，这样才能真正的平衡。单个立柱里的钢丝绳的走向如图3.4所示。图3.3对称式托臂示意图图3.4单个立柱内钢丝绳的走向

34、示意图3.7 保险机构 汽车举升机是一种对安全性能要求特别高的举升设备。通常设有多种保险装置和保护措施：液压回路的保压、机械锁止保险装置、机械自锁装置、举升过载保护、冲顶保护、防滑等等。机械自锁是指失去驱动力后，利用机械机构的重力（被驱动物体的阻力）来自动阻碍其运动的保护。本次设计中的机爪安全锁机构的组成是：在两个立柱上均有安装安全卡位条，当汽车升起后，卡位条与机爪构成机械自锁机构，如图3.5所示，并且这两个安全锁所装的位置不在同一直线上而是互相错开在对角线上，起到双保险的作用。图3.5 保险装置3.8锁定机构举升机的四个托架在离地最低位置时，应水平回位自如，在举起轿车前，应将活动托架伸出，并

35、将支垫(尼龙、橡胶、硬塑盘)放在汽车下部规定的支承部位，调整支垫高度，使汽车处于水平位置，当轿车举升离地面一定高度(如30mm-50mm)以上时托架不允许有任何回转，以保证轿车在举升过程中处于固定的水平状态。锁定装置分为机械推拉式、楔块式、扇形齿结构。本机选用扇形齿结构，可实现人工操作兼有提升过程中自动锁定作用，使用方便，安全可靠。3.9良好的润滑良好的润滑是保证机器正常运转、延长使用寿命的必备条件之一。为此，在螺旋传动副、轴承及主滚轮等部位均应有良好的润滑，操作者也应进行经常的润滑维护。第4章 举升机的结构设计与计算4.1 螺旋副的自锁条件丝杠螺旋副受轴向力(即额定举升重量)作用而不能发生松

36、滑现象称为自锁。为了保证举升机安全可靠，必须满足下列自锁条件：其中： 表3：螺旋副的材料及相关参数螺杆螺母许用压强p MP15#正火钢青铜1118 采用梯形螺纹(GB/T5796.15796.3-1986)，牙形角4.2确定电动机功率 (1)确定电动机功率(2) 确定电动机的输出转速丝杠的工作转速为(3) 电动机选择电动机容量1.7，输出转速285r/min。 输出转矩：选择YCJ系列齿轮减速三相异步电动机（三相鼠笼型异步电动机）（见表4与图1）表4：电动机的参数机座号电动机功率（kw）输出转速（r/min）输出转矩(N×m)电动机代号712.229269100L144.3主要承重零

37、件计算4.3.1 传动螺母（青铜）传动螺母是举升机承重元件中关键的零件之一。在保证材质符合工作要求的条件下，应进行以下计算： 螺纹接触面上的压强 螺纹根部的抗弯强度校核 螺纹抗剪强度校核 4.3.2 立柱立柱是由10mm厚的钢板压弯而成的构件，其自身刚度很大。当轿车置于托架上，举升到最高行程时，托架与立柱的连接处可视为刚性连接，因而可简化为悬臂刚架，其计算挠度f必须小于或等于许可挠度f值，即f (不允许有永久变形)。 4.3.3 托臂 图3：托臂销轴的受力简图销轴取45#正火 托臂节叉的强度校核：第五章 举升机的强刚度分析与验算5.1 举升机立柱的结构分析和验算双柱式汽车举升机的结构形式有多种

38、，QJY04-02B型举升机系是指液压驱动的双柱举升机。此类汽车双柱举升机构的传动系统由液压系统驱动和控制的，通过两个立柱内安装的液压油缸实现上下运动，推动连接立柱与滑台的链条，使滑台上安装的大滚轮沿着立柱滚动，实现滑台的上下移动。举升机的举升设备的主要部分有：举升机构、支承机构、平衡机构和机爪保险机构等。本次设计的举升机的主要性能参数为：额定举升载荷3吨；在载重3吨情况下，由最低位置举升到最高位置需50秒；当拉下操纵杆使溢流阀接通，2.5吨轿车由最高位置降到最低位置所需时间不小于50秒；电动机功率2.2 KW；举升臂在最低位置时的举升高度为120mm，最大举升高度为2000mm。 5.1.1

39、 主立柱的截面特性分析与计算主立柱体是举升机主要的受力承重部件。举升机立柱在工作时受来自于保险锁机构处因承重的压力和升降滑台滚轮作用在立柱上的弯矩。因此，立柱在这两种力的作用下，有向内弯的变形趋势，底部焊口在拉压应力的作用下有开裂的倾向，故立柱底部与底座处焊有加强筋。立柱壳体用钢板整体压制成形，其内部相应位置焊有保险装置支承板，用于锁定状态时受力和承重，下部与底座焊接。其中一个立柱体上还装有液压泵站和电气控制箱。主立柱作为主要的承重部件，先对其截面特征进行分析，主要是确定立柱截面形心的位置和截面的惯性矩。 （1）.确定立柱截面形心和中性轴的位置将立柱整个截面分可以为A1、A2、A3三个部分，取

40、与截面底边互相重合的Z轴为参考轴（见图4.1举升机主立柱横截面示意图），Z1、Z2、Z3分别为三个组合截面的中性轴，则三个截面的面积及其形心至Z轴的距离分别为： 重心C到相应边的距离e： (5.1)图5.1举升机主立柱横截面示意图 (5.2) (5.3) 整个截面形心C在对称轴Y上的位置则为： （2）.确定惯性矩 设三截面的形心分别为C1、C2、C3，其形心轴为Z1、Z2、Z3它们距Z轴的距离分别为： 由平行移轴公式，三截面对中性轴Z的惯性矩分别为： 、为三截面对各自心轴Z1、Z2、Z3的惯性矩，将三截面对中性轴Z的惯性矩相加，可得立柱整个截面对中性轴Z的惯性矩： （3）.立柱静矩S的计算：

41、（1）立柱整个截面上半部分的静矩S1： (5.4) 其中、分别为三截面各自的静矩，所以立柱整个截面上半部分的静矩S为： （2）立柱整个截面下半部分的静矩S2： 5.1.2 主立柱的强度分析与验算举升机工作时，其托臂将汽车举升至一定高度后锁定，举升机直接承载处位于托臂端部，故应先对滑台部件进行受力分析：在分析之前，对滑台部件进行了调查。其中本次设计的滑台部件的组成之一是大滑轮，滑轮的种类形状有很多，有“两个大圆柱滚轮型”、“四个顶角处是采用四个小滚轮型”、还有最原始的“四个角用四个橡胶滑块”或是“用两个滑块代替两个大圆柱滚轮”，但是用的较多的是“采用两个大圆柱滚轮”的形式，如果采用其他类型的滚轮

42、例如用滑块来代替滚轮，那么整个滑台就不容易锁定，容易滑动；除此之外就是同步性的问题也不容易解决。图5.2滑台部件受力情况示意图 (1）. 滑台部件受力情况分析（如图5.2） 滑台部件自身重量近似估算如下： 滑台组合件尺寸：采用160×160方钢，壁厚8 mm，高800mm 滑台体积： 摇臂座尺寸：采用100×100方钢，壁厚8 mm，长440mm 摇臂座体积： 托臂近似尺寸：采用100×100方钢，壁厚8 mm，长（800310）1110mm 托臂体积： 钢材比重选取： 所以，滑台部件、摇臂座和托臂的重量为 将滑台、摇臂座和托臂一起考虑 图5.2中，单侧托臂受到的

43、最大载荷为2吨，加上自重，托臂端部受力为2066.37kg,F1和F2是立柱通过滚轮给予的反力，FBX和FBY为保险支承板给予的支承力，B处为支承点，假定自重全部集中在负载处，有： (5.5) (5.6) (5.7) 由式5.7得，代入式5.6假定 则由式5.5得： 综上所述，考虑滑台部件中滑台、摇臂座和托臂的总自重，假定自重全部集中在负载处，近似估算值为66.37kg。单侧托臂受到的最大载荷为2000kg，加上滑台部件的自重，托臂端部受力大小为2066.37kg，F1和F2是立柱通过滚轮给予的反力，F1=F2，FBX和FBY为保险支承板给予的支承力，B处是支承点位置，则： 。 (2).举升机

44、主立柱受力情况分析 主立柱受力情况，F1和F2是滑台通过滚轮作用在立柱上的力，FBX和FBY为滑台作用在立柱上的支承力（压力），RHX、RHY和MH为底部支座反力。针对立柱受力情况，经计算得： RHX=0 RHY=FBY=2066.37kg (3).普通式双柱举升机主立柱强度校核计算整个立柱体相当于一个悬臂梁，可画出立柱的弯矩图和剪力图图5.3立柱上F1作用力及其弯矩图和剪力图由F1引起的弯矩和剪力： l=2600mm b=2415mm a=185mm图5.4 立柱上F2作用力及其弯矩图和剪力图 由F2引起的弯矩和剪力： l=2600mm b=1890mm a=710mm 由FBY产生的M引起

45、的弯矩： 综上所述，立柱受力的合成弯矩和合成剪力可以得出： 在截面C处，剪力最大（QC=5234.804kg），弯矩最大（MC=2748272.1kg）,所以此处是危险截面。前面计算已经得到，抗弯截面模数为： (5.8)截面上半部分静矩S171.24cm3， (5.9) 以下进行强度校核： （1）校核正应力强度： (5.10) 许用应力选： (5.11) ，满足强度条件。 （2）校核剪应力强度： (5.12)选，而许用应力(5.13) ，满足强度条件。 (4).折算应力强度校核： 主立柱横截面上的最大正应力产生在离中性轴最远的边缘处，而最大剪应力则产生在中性轴上，虽然通过上面的校核说明在这两处

46、的强度都是满足要求的，但是因为在截面C处，M和Q都具有最大值，正应力和剪应力都比较大，因此这里的主应力就比较大，有必要根据适当的强度理论进行折算应力校核，取该截面边缘处某点K进行计算： (5.14) (5.15) 由于点K处在复杂应力状态，立柱体材料采用的30钢是塑性材料，可以采用第四强度理论20，将 的数值代入，用统计平均剪应力理论对此应力状态建立的强度条件为：(5.16) 所以 即 (5.17) 按第四强度理论所算得的折算应力也满足许用强度要求。 5.1.3 主立柱的刚度计算 用迭加法： （1） （往外弯）用式 (5.18)E：弹性模量的选择：碳钢取：196206Gpa 取201Gpa=2

47、0.1×106N/cm2 = = (5.19) （2） （3） (5.20) 实际往内弯的绕度 5.2 托臂部分的强度校核 5.2.1 托臂部分截面特性托臂部分截面属于变截面，以下先计算截面特性数据： （1）小臂截面尺寸 70×70方钢，壁厚8mm，a=70,b=54 惯性矩： (5.21) (5.22) 静矩计算：（2）.大臂截面尺寸 92×92方钢，壁厚8mm，a=92,b=76 惯性矩：5.2.2 托臂部分强度核算 图中的A、B、C、D分别对应着托臂示意图中的A、B、C、D四个截面，按照A,B,C,D几个典型截面进行分析，各个截面的截面图如下： 惯性矩：I=129.225cm4 ；Wx=36.92cm3 图5.5左后托臂部件图图5.6