双柱举升机设计说明书.doc

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1、本课题所研究的机械举升机是一种把整车在装备重量不大于3t的各种轿车、面包车、工具车等举升到一定高度，供汽车维修和安全检查作业的保修设备。因而，在维修企业被广泛的应用。在此次设计中，通过对各种机械举升机的调研、分析、以及参照机械双柱汽车举升机的设计，针对国内外各种举升机的举升重量和举升高度，拟订设计方案，使用双电机驱动，螺杆传动，自锁简单可靠、零件加工面的加工精度要求相对较低。其次，根据各种举升机的构造特点，进行举升机的结构设计，其中包括电动机的选择，螺杆和螺母的计算设计，托架的强度刚度计算以及轴承的选择和校核。最后，绘制出机械双柱汽车举升机的整体装配图，各个主要零件的零件图。关键词：机械双柱汽

2、车举升机；设计计算AbstractMechanical double-lifting machine of the topic studied is a service equipment to make the cars,vans,trucks and others in a kind of vehicle weight of not more than 3t raise to a certain height for the maintenance and safe operation. Therefore, it is widely applied by the maintenance

3、enterprise. In this design, through investigating and analyzing various mechanical lifts, and lighting mechanical double vehicle lift design, in accordance with lifting weight and lifting height of various lifts at home and abroad , I develop design program that use double motor-driven screw drive.

4、Its self-locking is simple and the required precision of the machined surface of the parts is relatively low. Secondly, according to the structure characteristics of varied lifts, I develop the structural design, including the choice of motor, the calculating design of the screw and nut, the stiffne

5、ss and strength calculation of the strays , and the selection and verification of the bearing . Finally, I draw the whole assembly map and the major components map about the mechanical double-lifting machine.Keywords：Mechanical double-lifting machine;Design.不要删除行尾的分节符，此行不会被打印目录摘要IAbstractII1 引言12 举升

6、机的总体设计方案拟定22.1 举升机的设计任务与要求22.1.1 举升机的设计任务22.1.2 设计要求及技术参数22.2 举升机的设计内容22.2.1 举升机的总体方案拟定22.2.2 举升机设计计算22.2.3 绘制设计图纸32.3 主要技术参数确定32.3.1 额定举升重量32.3.2 离地最小高度32.3.3 举升行程H32.3.4 升降速度42.4 传动系统的选择43 举升机的结构设计与计算53.1 主要计算53.1.1 螺旋副的自锁条件53.1.2 确定电动机功率63.1.3 主要承重零件计算73.2 安全保险装置133.2.1 上限位开关装置、下消除误差累积开关装置133.2.2

7、 锁定装置133.3 同步装置133.4 电气系统143.5 其他要求143.5.1 主滚轮、导向轮的布置143.5.2 良好的润滑143.5.3 减轻构件的自重，便于操作14结论16参考文献17致谢181 引言所设计的举升机是一种把整车在装备重量不大于3t的各种轿车、面包车、工具车等举升到一定高度内供汽车维修和安全检查作业的保修设备。过去汽车维修大多采用地沟作业，工作空间狭小，积油积水后排出困难，沟内阴暗，需人工采光，通风不良，工人上下地沟不便，劳动条件差，土建费用高，地表空间不能充分利用;而汽车举升机在其举升高度范围内可依需要任意调整高度，在车下任何位置进行维修作业，操作简便，灵活可靠，工

8、作条件大为改善。随着国民经济的快速发展，汽车制造业发展迅猛，到2006年，汽车年产量已达720万量。汽车的社会保有量也随之聚增。这也为汽车售后服务业、汽车维修企业的发展创造了良好的契机。作为汽车售后服务业、维修企业必备的各种类型的维修设备汽车举升机，在维修过程中发挥着十分重要的作用。纵观国内外的研究概况，目前的举升机主要分为气动、液动、机械式三大类。其中尤以液动居多，机械式次之，气动最少,且每类里又可分为二柱式和四柱式。具体言之，液动的特点是平稳、噪音小、力量大，缺点是用久之后易漏油，污染工作环境。而机械式的一般多为电机驱动，螺杆传动，它不存在漏油问题，且自锁保护简单易行。从举升机的外型来分类

9、有基本形式有：普通双柱、龙门双柱、四立柱、剪式、移动式和单立柱式等.车用双柱举升机是用来抬升汽车的专用机械设备。其类型目前主要有：单电机驱动的螺纹传动举升机、双电机驱动的螺纹传动举升机和液压式的举升机.就其发展趋势而言，一定是朝着安全、简便、使用寿命长、噪音小、价格低廉的方向发展.2 举升机的总体设计方案拟定 2.1 举升机的设计任务与要求2.1.1 举升机的设计任务（1） 课题调研，撰写开题报告。（2） 结合毕业课题，选择国外出版的重要专业期刊、杂志的论文、专业教材或书籍上一段，进行外文翻译。（3） 编写设计计算说明书。（4） 绘制设计图纸，包括总装配图、零件图。2.1.2 设计要求及技术参

10、数汽车举升机主要用于汽车维修过程的汽车举升，为维修工作创造良好的工作环境。要求举升机工作过程平稳、操纵简便、有安全保护装置。主要技术参数：额定举升重量(t)：3举升行程(mm)：1900离地最低高度(mm)：120通过宽度(mm)：2860升降时间(s)：502.2 举升机的设计内容2.2.1 举升机的总体方案拟定通过对收集到的相关资料和文献的分析研究，采取机械双柱汽车举升机的总体方案，传动系统采用双电机驱动、螺杆传动。2.2.2 举升机设计计算进行举升机的总体结构设计和计算，传动系统计算，主要结构和零件的受力分析和强度校核，选择电动机和联轴器。2.2.3 绘制设计图纸绘制举升机总装配图、零件

11、图。2.3 主要技术参数确定举升机的主要技术参数为额定举升重量、举升行程、离地最低高度、举升速度等，这些参数是根据国内外某些轿车的有关数据（见表1）所确定的。 表1：国内外轿车有关数据数据车型整备重量(kg)长宽(mm)离地最小间隙(mm)上海桑塔纳103045461690一汽奥迪（125kw）196047921814123二汽富康zx94540711688145起亚kia Sorento201745251720华晨宝马530i160548411846捷达GIF豪华型117044161688奔腾2.3自动导航型147047051782新宝来1.8自动豪华型131043831742本茨230CE

12、134046551740奇瑞QQ新东方之子142047701715皇冠G1520486017202.3.1 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.2.3.2 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。2.3.3 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。2.3.4 升降速度升降速度的大小直接影响生产率的高低

13、、电动机功率的大小、操作运行中的安全等问题，应该尽量低一些。2.4 传动系统的选择根据传动方式不同，举升机一般常见的有气压传动、液压传动、机械传动等方式(1) 气压传动方式：举升能力小，安全性较差，空压机系统噪声大，现在已经很少使用。(2) 液压传动方式：具有平稳、噪声低、易于防止过载、元件自动润滑等优点；液压元件与油缸有相对运动，虽对零件加工面的加工精度要求较高，但仍不可避免地会造成油液泄露，使场地及人身造成污染，检修时有诸多不便，泄露还会造成轿车在举升中两边四个支点处于不平衡状态，因而必须设有安全保险装置。(3) 机械传动方式：最大优点是安全可靠、结构简单、零件加工面的加工精度要求相对较低

14、，安装维修方便。表2：国内外举升机有关技术数据数据举升机型号举升重量(t)举升行程(m)升降速度(m/min)支承点离地最小距离(m)净跨度(m)电动机功率kw备注（原苏联） 1332.01.751.20.172.4221.1（波兰）SDO2.52.51.80.182.33（法）Mod42713-512.01.711.840.1052.113青岛QJ2.5B2.51.70.880.172.1521.1丝杠式皖安厂YSJ-33.01.71.70.122.151.5液压式北京QSJ83-2.22.21.750.162.252.2液压式综上所述：根据国内外举升机有关技术数据（见表2）的分析及所设计举

15、升机基本技术参数的考虑，采用机械传动方式，即电机-减速机构-丝杠-螺母传动形式。3 举升机的结构设计与计算3.1 主要计算3.1.1 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。 3.1.2 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

16、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(Nm)电动机代号712.229269100L14图1：齿轮减速异步电动机3.1.3 主要承重零件计算3.1.3.1 传动丝杠（15#正火）强度校核传动螺旋丝杠工作时，承受举升力（轴向力额定举升重量）和由螺旋传动阻力引起的扭矩，所以应计算轴向应力、扭转剪应力并合成应力。根据第四强度理论：螺杆的当量应力丝杠的稳定性校核由于丝杠轴下端所用的轴承为浮动轴承，所以举升重量由立柱上端的角接触轴承承受，这样丝杠始终处于受拉状态，不必对丝杠进行受压稳定性计算。3.1.3.

17、2 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3.1.3.3 立柱与托架立柱是由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)。3.1.3.4 连轴器的选择电动机输出转矩为56Nm选择LN3芯型弹性连轴器（见表5），主动端、从动端选择Y型轴孔（GB/T106141989）表5：芯型弹性联轴器的主要尺寸和基本参数：公

18、称转矩T(Nm)瞬时最大转矩 T(Nm)许 用转 速钢（r/min）轴孔直径d(mm)轴孔长度LDt重量kg转动惯量kgm631804500286210533.70.00393.1.3.5 轴承的寿命计算预计轴承寿命20年，每天工作8小时，每年工作300天。换算成小时数300其中由于采用弹性联轴器以及电动机自带减速器所以轴向力固定端的角接触球轴承承受。寿命计算 选择轴承型号：7410B 角接触球轴承（）基本额定静载荷 计算内部轴向力 图2：螺杆的受力简图受力图（见图2）可知： 计算单个轴承的轴向力 计算当量动载荷 寿命静载荷验算极限转速验算 所选轴承符合要求。3.1.3.6 托臂销轴与托臂节叉

19、的计算 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：3.2 安全保险装置举升机作为一种维修用的起重设备，其安全保险装置应予足够的重视，设计时，除对整机布置及传动系统、机械零部件、金属结构及联接部位在强度及刚度上都应有一定的安全系数外，还应设置相应的安全装置。3.2.1 上限位开关装置、下消除误差累积开关装置当举升机向上运行到极限位置时，如操作失当或未及时停止按钮开关，则上极限开关动作，切断电源，举升机停止上升，保证维修工作安全及机械事故。举升机运行当中由于左右托架上的载荷的分布不均匀而出现的稍微不同步现象，如果每次举升机托架回位不彻底会出现误差累积导致无法实现举升过程中的同步

20、要求，为此，设置下消除误差累积开关装置，只有当托架完全回位时，开关才开始动作，切断电源，电动机停止工作，回位彻底。3.2.2 锁定装置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。3.3 同步装置举升机左右两立柱上的四个托臂(与

21、托架相联接)必须保证同步升降。目前采用的结构形式有三种：第一种：螺旋副锥齿轮长轴锥齿轮螺旋副机械机构。这种是刚性联接方式，同步性好，但结构较复杂，而且自重较大。第二种：采用链传动结构，同步性可靠，结构简单，自重较小，但需设置调整方便的链传动的张紧装置。第三种：选用外特性相近的两个电动机与加工精度相近的在装配时进行调整选配的两个螺旋副，分别驱动的传动机构两边同步用同一个操作电气按纽来完成的。这种电气同步方式，长期使用后，两边零件磨损程度不同，有造成两边不同步之处，故操作者应特别重视日常检查。3.4 电气系统电气系统原理图（见图4）设有上升、下降锁定开关a、b（既不可同时上升与下降全闭合）设有上下

22、极限限位开关，当托架升降到极限位置时，滑套上设有顶杆碰到装在立柱上的限位开关K，切断电源电动机停止运转，过载保护继电器FR，在一般情况下，不会动作，当电动机长期过载运转，则可自动切断电源、予以保护。电动机设有接地安全装置，检修时可将容电器FU拔下与外线路电源断开，以保证安全。电气控制箱内设有多插座，供检修时灯具照明等临时用电之需。3.5 其他要求3.5.1 主滚轮、导向轮的布置主滚轮、导向轮可以布置在举升机主柱槽形断面的内侧上下运动，采用沿滑套外侧上下布置，这样便于及时直观的查看主轮、导轮与滑道的接触及润滑情况是否良好，方便维修更换。3.5.2 良好的润滑良好的润滑是保证机器正常运转、延长使用

23、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。3.5.3 减轻构件的自重，便于操作四个托架，维修工作时搬动频繁，因而将托架分成长矩两节，短托架可在长托架的箱内断面内自由伸缩，自重减轻，便于推拉，减轻工人的劳动强度。图4：电气系统的原理简图QS总开关;FU保险丝; FR过热继电器;Kaba侧b极限开关；Jabb侧a继电器;Cabb侧a接触头。千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。“结论”以前的所有正文内容都要编写在此行之前。结论机械双柱汽车举升机设计，是我们实际调查、相关资料的研究及生产实践的结合，在大量的理论知识的准备基础上设计完

24、成的。其中从各零部件的选材到各零部件的设计计算，再到整个举升机的总体和外观设计都付出了相当大的努力。尤其还设有举升过程中每一次消除误差累积效应的电气系统和带单级减速的电动机。参考文献(1) 徐颖 ，机械设计手册M， 机械工业出版社，2001(2) 吴宗泽，机械零件设计手册M， 机械工业出版社， 2004(3) 王文斌，机械设计手册M， 机械工业出版社， 2004(4) 杨可桢、程光蕴，机械设计基础M， 高等教育出版社， 2004(5) 成大先， 机械设计手册M，化学工业出版社，1999(6) 孔凌嘉、王晓力, 机械设计M，北京理工大学出版社， 2006(7) 唐金松,简明机械设计手册M (第二

25、版),上海科学技术出版社，2002(8) 浦炎主编,机械传动装置设计手册M,机械工业出版社，1999.(9) 邹惠君编著,机械系统设计原理M,北京：科学出版社，2003.(10) 杨黎明等主编,机械零件设计手册M,北京：国防工业出版社，1987.(11) 杨渝钦, 控制电机M, 北京:机械工业出版社,1998.(12) 电机工程手册编辑会主编,机械工程手册M,北京：机械工业出版社，1981(13) 举升机的结构特点介绍W(14) 徐薄滋等编,带传动M,北京：高等教育出版社，1988(15) 施高义等主编,连轴器M,北京：机械工业出版社，1988.(16) QJ2型汽车举升机的设计与制造W(17) 刘鸿文.材料力学M.高等教育出版社, 1995.千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。此处给出的模板仅供参考，记得不要超过200字。千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。不要在此行和下页的注释之间填写任何内容