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买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑摘 要汽车举升机是指汽车维修行业用于汽车举升的汽保设备。举升机在汽车维修养护中发挥着至关重要的作用，无论整车大修，还是小修保养，都离不开它，其产品性质、质量好坏直接影响维修人员的人身安全。本次本是对剪式汽车举升机进行设计，首先确定了该剪式汽车举升机结构的结构；接着调查汽车尺寸建立汽车模型以确定举升机的整体结构尺寸；其次建立了举升机构的力学模型并对举升机构不同位置状态进行了受力分析及校核杆件、销轴、螺栓的强度是否满足要求；然后对该剪式汽车举升机的液压系统及电气控制系统进行了设计；最后采用 AutoCAD 软件绘制了该剪式汽车举升机的装配图及主要零部件图。本次设计中所采用的研究思路与方法对今后各类剪式举升机的设计及改进均有较好的指导意义。关键字：汽车；举升机；剪式；液压AbstractCar Lift refers Qibaoshebei automotive repair industry for lifting the car. Lift play in the automotive repair and maintenance in a crucial role, regardless of vehicle overhaul or minor repairs and maintenance, are inseparable from it, the nature of their products, quality directly affects the safety of maintenance personnel.The car this is a scissor lift design, first determine the structure of the car scissor lift structure; then the size of the establishment survey automobile car model to determine the size of the overall structure of the lift; secondly to establish a lift mechanical model of state agencies and different positions were lifting mechanism stress analysis and checking rod, pin, bolt strength meets the requirements; then the hydraulic system and electrical control systems were scissor car Lift design; Finally, AutoCAD software to draw the scissor car lift assembly drawing and main parts diagram.Research ideas and methods used in this design for the future design of various types of scissor lifts and improvements have better guidance.Keywords: Car; Lift; Scissors; Hydraulic买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑目 录摘 要 .IAbstract .I第一章 绪 论 .11.1 选题背景、研究目的及意义 .11.2 国内外研究现状 .11.2.1 举升机的发展历史 .11.2.2 国内外研究状况 .1第二章 结构及尺寸设计 .32.1 举升机结构确定 .32.2 确定各结构尺寸 .42.2.1 建立轿车模型 .42.2.2 主要结构尺寸确定 .42.3 初定电机功率 .62.4 平台与叉杆的设计计算 .72.4.1 确定平台的结构材料及尺寸 .72.4.2 确定叉杆的结构材料及尺寸 .82.4.3 横轴的选取 .11第三章 受力分析与校核 .133.1 力学模型 .133.1.1 力学模型建立与分析 .133.1.2 关键参数研究与确定 .153.2 力学分析与校核 .163.2.1 最低状态时各臂受力情况 .163.2.2 最高位置时各臂受力情况 .183.2.3 主要受力杆件强度校核计算 .193.2.4 连接螺栓的校核 .24第四章 液压、电气系统的设计与选择 .284.1 液压系统设计与选择 .284.1.1 液压系统设计要求 .284.1.2 液压系统的设计 .284.2 液压缸的计算与选型 .294.2.1 液压缸的安装位置 .294.2.2 液压缸推力及行程的确定 .304.2.3 液压缸的选型 .30买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑4.3 液压泵的计算与选型 .304.3.1 液压泵工作压力的计算 .314.3.2 液压泵功率的计算 .314.3.3 油泵流量的计算 .324.3.4 油泵的选型 .324.4 电气系统设计 .324.4.1 电气系统控制设计 .334.4.2 电动机的选择与验算 .34总 结 .36参考文献 .37致 谢 .38买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 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，几乎都配备有举升机。它的主要作用就是为发动机、底盘、变速器等养护和维修提供方便。举升机的重要性和普及性，决定了它是一种备受专业人士和经营管理者重视的设备。举升机一般有柱式、剪式的，其驱动方式有链条传动，液压传动，气压传动等。目前，使用的汽车剪切式举升机可能发生汽车坠落的原因较多，有安装基础不牢、自锁装置失效、举升臂变形、两侧举升臂上升速度不等、液压油路爆裂、汽车拖垫打滑等，经过对失效的剪切式举升机进行检测分析发现,这些事故的主要原因往往是设计上存在着缺陷，如果做工不好或者设计不好就容易导致台面不平、导致单边升降等危险发生，因此，进一步提高剪切式举升机产品的性能与可靠性，是国内举升机任重道远且亟需改进的地方。1.2 国内外研究现状1.2.1 举升机的发展历史汽车举升机在世界上已经有了 70 年历史。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。发展至今经历了许多的变化改进，种类也比较多，一般有柱式、剪式，其驱动方式有链条传动，液压传动，气压传动等。其中剪式举升机使用方便，占地空间较小，受到很多实力雄厚的特约维修站的欢迎，这也是未来举升机的发展方向。在市场上可以看到的型式各异、尺寸不同的举升机中，有一些特别适合于从事特殊类型的维修作业，也有少数的举升机适合进行一些其它的维修作业。买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑1.2.2 国内外研究状况目前，发达国家（如美国）生产的汽车举升机质量较好、性能较稳定、设备操作简单，在经销商中口碑良好。我国的汽车举升机是 20 世纪 90 年代依据国外的产品技术生产的，国内最早研究剪式举升机的是上海宝得宝，1999 年开始，宝得宝机型比较笨重，主要的质量问题集中在油管易爆和平台不同步，2000 年后质量有了改进。但由于不是批量，所以价格偏高。到现在举升机市场已经拥有近百个中外品牌，产品系列成百上千。然而国内汽车举升机虽然也相对定型，但很多产品性能还不够稳定，故障多，可靠性差，外观不够美观，在产品设计、技术开发等方面都还有很多地方有待改进。剪切式举升机是一个使用较广的举升机，在最近几年所有新销售的举升机中，至少二分之一都是这种类型的。这种设计之所以很流行，有几方面的原因的：一就是这种举升机安装起来很快，不需要大范围的开挖，也不需要对维修厂的整体布局进行一些永久性的变动。二是功能的多样性，它适用于大多数轿车的维修和保养。三是剪式举升机使用方便，占地空间较小。四是经济实惠，剪式举升机较为精密。 无论是维修多种车型的综合类修理厂，还是经营范围单一的街边店（如轮胎店）都适用。买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑第二章 结构及尺寸设计2.1 举升机结构确定此次课题设计的内容为剪切式汽车举升机，剪切式举升机的发展较迅速，种类也很齐全。按照剪切的大小分为大剪式举升机（又叫子母式） ，还有小剪（单剪）举升机 ；按照驱动形式又可分为机械式、液压式、气液驱动式；按照安装形式又可以分为藏地安装，地面安装。因为此次设计所要举升的重量为 2t 以下的轿车 ，所以采用小剪式液压驱动举升机就完全可以。为了适合大小维修厂，对地基没有过多要求，地面安装即可。整体结构形式如图 2.1 所示。图 2.1 剪切式举升机整体结构形式 剪切式液压平板举升机由机架、液压系统、电气三部分组成。设置限位装置、升程自锁保护装置等以保证举升机安全使用，保障维修工人的生命安全。剪切式举升机有两组完全相同的举升机构，分别放于左右两侧车轮之间，因两侧结构完全相同，可以左右互换。举升机由电气系统控制，由液压系统输出液压油作为动力驱动活塞杆伸缩，带动两侧举升臂同时上升、下降、锁止2。举升机一侧上下端为固定铰支座，举升臂由销连接固定在铰支座上。另一侧上下端为滑轮滑动，举升臂通过轴与滑轮连接。举升机在工作过程中，以固定铰支座一侧买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑为支点，滑轮向内或向外滑动，使举升机上升下降，当达到适当的举升位置时，利用液压缸上的机械锁锁止。剪切式举升机使用方便，结构简单，占地面积小，适用于大多数轿车、汽车的检测、维修及保养，安全可靠3。2.2 确定各结构尺寸2.2.1 建立轿车模型为使举升机使用范围广，本设计首先建立了一个轿车模型1。根据表 2.1 所列车身参数信息。 表 2.1 参数信息根据丰田和大众轿车的车身信息确定一个使用较广的车模：它的车身参数有车身长 4.7m，宽 1.75m，高 1.5m，轴距 2.1m，前后轮距平均为 1.5m，车自重 1.5t，该轿车模型集丰田轿车外型，奥迪外型，大众车系于一体，具有较广的代表性。2.2.2 主要结构尺寸确定（1）剪切式举升机已知的主要技术参数如表 2.2 所示表 2.2 主要技术参数技术数据 数值 单位举升重量 3 T车身信息 车型帕杰罗 3.0GLS 手动 大众劲取车身长/宽/高（mm） 4830/1895/1885 4200/1650/1465前轮距 1575 1460后轮距 1560 1460轴距 2775 2460前轮规格 215/60R16 195/55R15后轮规格 215/60R16 195/55R15买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑举升高度 3502000 Mm提升时间 60 S要求举升机的提升速度是经 1min 时间内举升机能升高到 1m，实际升高 1.65m，并且举升机在各高度工作时，都能自锁。设计过程中参考了广力牌 GL3.0/A 小剪式举升机，上海繁宝剪式举升机， Jumbo Lift NT 剪式举升平台的外形及运动形式。（2）举升机各部分尺寸（a）支撑平台尺寸因剪切式举升机放于两轮胎之间的下部，所以举升机在使用过程中要保证举升机不能与轮胎发生干涉2。根据轿车轴距为 2.6m，轿车轮胎直径一般不超过 700mm，为避免干涉，举升机平台两端与轮胎边缘要有一定距离，取平台边距轮胎边缘之间距离为 150mm，则平台外型长 。平台宽一般为La=260-35102=6 m500mm600mm 左右，我们取平台宽为 Bp=550mm。举升时，重量作用在整个平台上，力并不集中，所以平台不宜过厚，增加举升机重量，取外型高为 70mm，实厚为15mm，只在四周加工凸台边缘，平台尺寸如图 2.2 所示。图 2.2 平台尺寸 （b）举升臂尺寸因平台长 La=1600mm，固定铰支座和滑动滚轮分别放于平台下，降低到最低点时举升臂不能超出平台边缘，与汽车相干涉，所以固定铰支座和滑动滚轮要与平台有一定的距离，取支座距平台边缘的距离为 150mm。则固定铰支座与滑动滚轮之间距离。Lb=160-52130 m举升机压缩到最低位置时，举升机高为 350mm,(底座到平台面的距离)。 如图 2.3所示底座厚为 15mm，滚轮直径 D=50mm ，滚轮处轴径 Dz=24mm ，为了避免滚轮直接磨损底座，设计时，加工滚轮滑道，滑道厚为 10mm，滑道宽 35mm，滑道长为750mm。上下两滚轮之间的距离为 根据勾股定理求举升臂Hd=350-12=50 m长 L , 求得 L=1306mm，举升臂宽 110mm，厚为 20mm。2250=b()买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑图 2.3 举升机压缩到最低点时的状态（3）举升机升高到 1m 时尺寸变化举升机向上举升时，滑轮向内侧滚动，液压系统向上伸缩，固定铰支座和滑动铰支座之间距离缩短，平台与底座之间距离越来越大。举升机升高到 1m 时，举升机上下两滑轮之间的距离为 ，因举升臂长 L=1306mm，固定铰Hg=20-1532=190m 接处与滑轮之间的距离为 Lb,由勾股定理得 ，则 Lb=896.15mm，滑220Lb()动轮滑动距离 Lx=1300-896.15=403.75mm。举升机升高到 1m 时，结构状态如图 2.4 所示。图 2.4 升高到 1m 时举升机主视图和左视图因我们的举升臂宽为 110mm，所以连接处螺栓轴径适当取 Ds=30mm，滑动滚轮处轴径取 Dz=24mm，滑轮总宽为 30mm，与滑道实际接触尺寸为 25mm，另外 5mm为阶梯凸台,直接与举升臂接触，减小摩擦。买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑2.3 初定电机功率剪切式举升机举升重量 2t，举升机自身及其附件的重量再加上一部分的余量为0.8t，所以取 W=3.8t 。初定电机功率，不考虑工作过程损失。举升平台上方放有汽车时，设计上升速度为 Vw = （2.2）tSS=2000-350 =1650 (mm) 由公式（2.2）得 Vw= =0.0275m/s=1.65m/min 1.650载车板上升功率 Pw= （2.3）FwVFw=m g （2.4）其中 m=4.6kg，g=10N/kg 由公式（2.4）Fw =3.8 10 =38 KN Vw 取 1.65 m/min由公式（2.3）得 Pw= =1.04（KW） 取381.6501.WPK整理前面计算的数据如表 2.4。表 2.4 剪切式举升机主要技术参数举升重量 2000kg举升高度 3502000mm实际上升高度 1650mm总宽 2000mm总长 2060mm平台长/宽 1600/550mm举升臂长 1306mm平台间宽 900mm上升时间 50s下降时间 40s电机功率 1.1KW电源 220V/380V/50Hz额定油压 18MPa整机重量 800kg滑轮移动距离 896.15mm买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑2.4 平台与叉杆的设计计算2.4.1 确定平台的结构材料及尺寸平台位于升降台的最上部，是支撑件的组成部分。汽车能够在升降台上平稳的停放就是平台起了关键的作用。在进行维修作业之前首先得驶上平台。需要说明的是平台并不是一个简单的钢板，而是在下面有滑道，因为升降台叉杆臂上有滑轮，滑道的作用就是使滑轮在滑道内来回滑动，使升降台完成举升和回落动作。下底板也如此，如下图 4-1。图 4-1 下底板结构简图根据上面汽车尺寸参数，确定平台的长度为 2600mm，宽度 450mm，材料采用热轧钢板。其形状见图纸。需要说明的是平台并不是一个简单的钢板，而是在下面有滑道，因为升降台叉杆臂上有滑轮，滑道的作用就是使滑轮在滑道内来回滑动，使升降台完成举升和回落动作。叉杆是升降台最主要的举升部件，是主要的受力机构。对其设计的成功与否关系到整个设计工作的成败，选材 45 号钢，热轧钢板。叉杆的外形图如图 4-2 所示。图 4-2 叉杆的外形图2.4.2 确定叉杆的结构材料及尺寸对支撑叉杆进行受力分析：首先定义每根杆的名称编号，如图 4-3：图 4-3 支撑叉杆受力分析图买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑对于杆 3、杆 4 的活动铰联接在水平方向上除了摩擦力没有其它外力，所以可以忽略不计，现在只考虑其竖直方向上的受力就可以了。经过分析杆 3 的受力情况如图：计算其最大弯矩及轴向力：经力学分析，当升降台处于最低位置， 时，所受弯矩最大，如图。5225678maxWlcoscosMl.Nm当升降台处于最高位置， 时，轴向力最大，如图30， （正值为拉力，负值为压力） 。1254DBWNsinN125BAN杆 4 受力情况同杆 3。下面再分析一下杆 1,对杆 1 作受力分析，如图买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑对 D 点做力矩分析： ，可得 = 423AxPWllFlsinlcoscsin()AxF-110.1N。计算弯矩，由上图可转化成下图来分析： 根据以上条件画弯矩图，如下：图 4-4 杆 1 弯矩图由此图可知，杆 1 的最大弯矩在 C 点。经计算当 时， 有最大值，即拥有5cR买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑最大弯矩，同样此时也拥有最大的轴向力。首先将 ，W=9800N ，P=11.6W（P 与5W 的关系值根据上述的公式 求得）代入以上各式，求得2cossin()i()lPWa的值如下图：则 。215236maxABM(R)lNm计算轴向力，同样将杆 1 的受力分析图再转化为轴向力图分析，如图：经分析计算，CD 段受到的轴向压缩力最大， 。由于刚刚计算出的杆5492CDTN3 与杆 4 的最大弯矩和最大轴向力都小于杆 1 的值，故不对杆 3 杆 4 计算工作应力。计算杆 1 该状态下的工作应力，设叉杆横截面积 A=bh,如图： 则该状态下的工作应力为 max22651649,C sNhMbhAbn其中， 叉杆实际工作应力,材料许用应力，材料的极限应力，对于 45 号钢，为 340Mpa sn安全系数,一般为大于 1 的值，这里取 n=2。根据经验初选 h=0.1m。买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑由此式可以看出弯矩对工作应力 的影响较轴向力要显著的多，所以在计算时应以最大弯矩为主要计算对象。杆 1 所承受的最大工作应力。杆 1 的 C 截面拥有最大弯矩，即可以认为 C 截面拥有最大的工作应力。我们按照最大工作应力来选取合适的叉杆截面。将 h=0.1m 代入上式：最大工作应力 。这里取 ，即叉杆的横36517021.3.MPabmb25bm截面为 100 25 。hb2m2.4.3 横轴的选取选取套联在活塞杆端部的横轴，根据总体结构布局确定横轴长度需要 220mm，由于是单耳环联接，其内径 CD=50，横轴的外径也应为 50mm,但考虑到二者需要相对滑动，应使横轴的外径略小于 50mm,这里取 d=48mm。单耳环的宽度值 EW=60mm。将叉杆要联接到横轴处的孔进行加长处理，使两者接触面积适当的增大以减小弯曲应力及及剪应力。因此可按下图分析横轴所受应力：当 时，P=113680N ，可求得 。作用于横轴上的力 P 是5568402ABPRN均匀分布的，分布距离为 60mm，故集度为： ，截面 O 上的613.91/.qm最大弯矩为 ，截面 C 和 D 上的剪力0.30.8542.AMRqNm（这里没有考虑剪力与弯矩的正负） 。564AQN其弯曲应力为 32540.16Mpad剪应力2268.4P对于其它几个销轴，由于所受的应力都小于上述值，在不改变材料的基础上选择买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑直径各为 35mm、40mm 是完全可以的，这里就不一一校核了。第三章 受力分析与校核3.1 力学模型3.1.1 力学模型建立与分析举升机之所以斜置，是因为举升机右侧为固定铰支座，左侧为滑动铰支座，平台上放有荷载，举升机上升过程中，荷载重心相对前移，在高空中容易前翻，对工作人员十分危险，斜置安装可以抵制荷载前翻的情况。安装情况如图 3.1，图中 F4 与 F6 作用点分别对应平台和底座的固定铰支座位置, F3 与 F5 作用点分别对应平台和底座买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑的滑动铰支座位置。 图 3.1 力学方案示意图为分析方便,我们将平台钢结构和平台有效载荷之和简化为 W1 ,剪切式举升机构自重载荷为 W3 ,油缸自重载荷为 Wcy ,根据分析,假设举升臂机构自重载荷为 W3 和 油缸自重载荷为 Wcy 忽略不计。如图所示 ,根据上一章所定举升臂两端销孔中心连线长度为L ,L=1306mm 其与水平线夹角为 ;定义 d 为液压缸下安装点与举升臂中心销孔距离(平行于举升臂) , f 为上安装点与举升臂端销孔的距离,定义上下两铰接点高度为 Hg，定义滑动铰支座与固定铰支座之间的距离为 Lb，根据几何关系 ,液压缸轴线与水平线夹角 与 有以下函数关系：（3.1） 2tantanLfdf由式(3.1)可知 ,液压缸轴线与水平线夹角 是 d、f 、的函数,而当 d、f 这 2 个参数确定时,在举升机构升降过程中 随 变化。平台和剪切式举升机构建立其力学模型如图 3.2 所示。为平台简化模型5。图 3.2 平台简化模型 假定 W1 作用于平台中心位置,则当平台起升,剪切机构变幅带动滑轮内移时,则W1、F3、F4 和 有如下关系15（B 近似等于 L/2） 。（3.2）341FW买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑（3.3）3cos401FLWB图 3.3 剪切机构外载情况图 3.2 和图 3.3 为剪切举升机构力学模型图。剪叉举升机构外载状况如图 3.3 所示。为计算剪切式举升机构内每个支架铰接点的内力和油缸推力,以研究该机构各内力、油缸推力与 角之间的关系,并找出其最恶劣工况,我们将该机构拆分为 4 个独立的隔离体,分别对应该机构从上到下的各段剪叉杆5,如图 3.4 所示。图 3.4 各剪杆受力分析图该图使用的符号说明如下:Kx 为剪叉机构各铰接点内力, x = 1, 2, 38; 其中奇数为该铰接点 Y 方向受力,偶数为对应铰接点 X 方向受力; Fx 为作用在剪切式举升臂 机构上的外力, x = 3, 4, 5, 6; P 为液压缸的推力。据此,在不考虑摩擦力的情况下,建立力学平衡方程如下面矩阵所示5 ：买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑010001-Lcscosin0002f (1-) (+)L1-00Lcs00sin11co2i(+) Lss 0K1cos234s 560K7cos8FP -sF在上面的矩阵中,设 。由于油缸的自重忽略不计 ,故设 F = c =os, nF3 = F4 = F5 = F6 =W1 /4。以上矩阵给出了外载、剪切式举升机构几何参数与油缸推力及各剪切举升臂受力的相互关系,为剪切式举升机构的设计计算及关键参数的研究提供理论依据。通过编写的 MATLAB 程序矩阵解以上多元方程得以下结果 :（3.4）4cos2sin()in()in()LPFf L3.1.2关键参数研究与确定分析前述剪切式举升机构,发现 Pmax 和油缸轴线与支架梁之间的夹角 (-)有较大关系。给定载荷下,起升油缸夹角越小,则所需推力越大。由式(3.4)可知,起升油缸的最小夹角由 d, f 这 2 个关键的几何参数决定5。因此,上述 4 个关键参数可在一定范围内调整而不产生干涉。经对 d, f 这 2 个关键参数的研究,结合防止机构几何干涉，并且不发生死角现象及制造工艺方面的考虑,确定其值: 。d= 170m, f5计算液压缸的推力（1）升高到 1m 时液压缸的推力举升机升高到 1m 时，tan= = 由式（3.1）得2HgLb95046.758o72.8o举升机的重心不变 F3 和 F4 之间的距离为 896mm ，由式（3.2）和（3.3）求得F3 =11.7509KN，则 F4=4.45KN。将 f=500mm 、d=250mm、 、 、F= F3 =11.7509KN 代入式（3.4）中，我们得46.75o2.78o买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑到 P=136.643KN。（2）最低点时液压缸的推力根据图（3.3）所示的举升机结构尺寸，可求出 角度 , tan=12530.49再根据式（3.1） ， 2tantanLfdf解得506317tant5.4916.oo将 =5.49、 =16.22、L=1306mm 、f=500mm 、d=250mm 代入到式（3.4）中，解得液压缸的最大推力为 P=324.08 KN。由前面分析可知，举升机在最低点时，此时液压缸的推力是整个举升过程中所需推力最大值，选择液压系统时根据推力最大值确定。3.2 力学分析与校核本机主要性能参数为：额定举升载荷 2t；在载重 2t 情况下，由最低位置举升到最高位置需 60s；电动机功率 1.1kW；举升机在最低位置时的举升高度为 350mm，最大举升高度为 2000 mm，工作行程为 1650 mm。3.2.1 最低状态时各臂受力情况（1）与平台接触处的两铰接点的力学分析与计算由前一节分析可知，举升机在最低点时，举升机重量均匀的分布在平台上，平台钢结构和平台有效载荷之和 Wz1 所产生的重力直接作用在滑动铰支座和固定铰支座上。在最低点时，举升臂并不水平放置。存在一很小的角度 。tan=12530.49因 很小，所以计算过程中我们可以将 Wz1 近似看成作用在平台中心位置，Wz1为举升重量与平台重量之和，即（g 取 10N/kg）1(3)(30.12)/32.4WztpgNkg因举升重量和平台质量之和由两侧举升机共同承受，所以代入式（3.2）和（3.3）中的 W1 只是 Wz1 的一半，W1=16.2kN 解得 8.1FkN（2）计算各举升臂的受力 买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑图 3.5 举升臂受力图图 3.5 为杆 1 的受力情况，F3 作用处为滑动铰支座，根据受力分析图列力和力矩平衡方程。方程如下:解得 2605362.51.10kFk 18.5240.6.kk分析计算结果，我们可以看到，k1,k2,k6 三个未知量都与 k5 有关，只要确定出k5，其他就都能解出。观察图 3.1 力学方案示意图，我们能够很快分析出，举升重量全部作用在平台上，在举升机起升瞬间， 很小，则 k5 铰接孔处竖直方向分力很小，几乎为零，对杆件只起连接作用，我们将 k5 取 0 N。则。18.24.684.2kNkk图 3.6 举升臂 2 受力情况图 3.6 为举升臂 2 的受力图，液压缸的推力直接作用在连接两侧举升臂之间的轴上，间接作用在举升臂 2 上。 k3,k4,F4x 为未知量，P=324.08 KN。列力和力矩平衡方程: 41sin3cocoisicos26.510412530FkPkxffkFx解得 74.21398.6kkNFx买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑通过计算结果，我们可以看出液压缸在瞬间举升时，水平方向的分力和固定铰支座处的水平方向分力都很大。所以举升机的刚度强度一定要满足要求，否则维修工人在作业时将很危险。图 3.7 举升臂 3 受力图举升臂 3 在实际工作过程中，对整个举升机受力情况没有太多影响，主要起连接件的作用。F5 和 F6 支撑上面所有的重量 式中的12840.9218.5WzkN0.92KN 为液压缸重量产生的重力（初步确定） 。图中 k7 和 k8 为未知量。列方程如下：解得 56780FWzk 569.2784.FKNk图 3.8 举升臂 4 的受力图 举升臂 4 的力 F6 作用处是固定铰支座，所以有两个方向作用力。液压缸的固定端作用在连接举升臂的轴上。举升臂承受液压缸的重力，并不承受液压缸的推力。液压缸的推力有输入的液压油来平衡。在这个受力图中，只有 F6x 是未知的。解得 13.9784260kKNFx 670.843FxKN3.2.2 最高位置时各臂受力情况举升机升高到 1m 时，举升机向内滑动 403.75mm，两脚支座之间的距离为买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑896.15mm。上下两滑轮之间的距离为 1900mm。举升臂与水平方向夹角为 46.75o液压缸与水平方向夹角为 ，液压缸推力 P=136.643KN。 72.8o分析和计算方法同上。先求举升臂 1 的受力情况如图 3.5，由式（3.2）和（3.3）解得 ，31.75FKN4.5F解得 2604867395148kk 23.05166.7kk因举升到 1m 时，举升臂与水平方向夹角为 ，所以竖直方向力和水平方45o向力应近似相等。取 。则6kKN16.925.3kKN举升臂 2 的受力情况如图 3.6 所示，41sin3cocoisicos247518495086FPkxffkFx解得309.54812.6KNkFx举升臂 3 的受力情况如图 3.7，解得 57680WzkF73.25KN85.39KN举升臂的受力情况如图 3.8，解得43.95860kNFx628.5x3.2.3 主要受力杆件强度校核计算（1）位于上端的滑轮轴的强度校核滑轮轴通过滑轮与平台接触，作用在滑动端的力 F3 均匀作用在两个滑动轮上。滑动的两轮之间距离为 405mm。滑动轮外侧与举升臂接触。举升机最低点时，对于滑轮轴而言，与举升臂接触处，相当于固定支点，即被约束。图 3.9 是滑轮轴的受力图、剪买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑力图、弯矩图。由图可知，滑轮轴只受竖直方向力，没有水平方向的力，所以滑轮轴不发生扭转变形。我们从剪力图和弯矩图中还可分析出，在长度为 405mm 的线段内横街面上的剪力 FQ=0，而弯矩 M 为一常数，这种只有弯矩的的情况，称为纯弯曲。所以长度为 405mm 的线段内只发生弯曲变形，而没有发生剪切变形。是弯曲理论中最简单的一种情况。由上面的计算可以知道，上滑轮轴在举升机升高到 1m 时，受力最大，所以我们只校核举升机升到 1m 时的滑轮轴强度即能说明轴的强度是31.75FKN否合格。图 3.9 滑轮轴的剪力图与弯矩图 对滑轮轴进行强度校核，轴的材料为 45 钢19，抗拉强度 60bMPa弹性模量 E 为 ，一般取 。轴的直径35sMPa1962GPa: 21EGd=24mm。 （1 ）轴的弯矩图如图 3.9 所示。由图可知 ，最大正弯矩 M=37.587.56.2FkNmN（2）轴的强度校核 3316.max .86600.24MMPabPaWd 3 2式中：M为横截面上的弯矩；W轴的抗弯截面系数。经校核可以看出，轴的截面强度足够。（2）位于下端的滑轮轴的强度校核最下端轴的校核和最上端轴的校核方法一样，下端滑轮轴最低点和最高点时受力情况一样。受力图、剪力图、弯矩图如图 3.10 所示。买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里
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