基于solidwork對(duì)小型電動(dòng)雙立柱式汽車頂升機(jī)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　基于Solidworkd對(duì)小型電動(dòng)立柱市汽車頂升機(jī)的設(shè)計(jì)【摘 要】</p><p>　　小型電動(dòng)雙立柱式汽車頂升機(jī)，由左右各一個(gè)框型立柱，以及上下滾動(dòng)安裝在兩個(gè)主立柱上的起落滑架，滑架上的左右兩立柱各兩個(gè)抬臂及一對(duì)托板組成。根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的不同，小型電動(dòng)雙立柱式汽車頂升機(jī)分為液壓式傳動(dòng)和機(jī)械式傳動(dòng)，本文著重介紹機(jī)械式這一傳動(dòng)方式。由電動(dòng)機(jī)、滑架和托臂構(gòu)成的機(jī)構(gòu)在頂升機(jī)的運(yùn)行過程中表現(xiàn)在由電動(dòng)

2、機(jī)帶動(dòng)將放置在托臂上的汽車通過傳動(dòng)裝置在立柱上上下滑動(dòng)。在上個(gè)世紀(jì)初，美國(guó)的Rotary 公司創(chuàng)始人 Lunati所發(fā)明了液壓式汽車頂升機(jī)，進(jìn)一步驗(yàn)證了汽車頂升機(jī)在汽保行業(yè)所擁有的舉足輕重的地位。但是就我國(guó)目前的情況來說，對(duì)汽車頂升機(jī)的制造起步較晚, 在上個(gè)世紀(jì)80年代初才借鑒國(guó)外的技術(shù)生產(chǎn)。但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，越來越多的私家車走入家庭，在頂升機(jī)制造領(lǐng)域，許多生產(chǎn)廠家對(duì)頂升機(jī)的強(qiáng)度、效率、持久性研究投入越來越重視。我此次的論文設(shè)計(jì)

3、將依據(jù)山東生章丘市中屹涂裝設(shè)備廠生產(chǎn)的汽車頂升機(jī)作為設(shè)計(jì)原型，通過Solidwork和AutoCAD分別畫出汽車頂升機(jī)的三維立體模型和二維平面圖。在已知汽車重量范圍、頂升高度、頂升時(shí)間以及自重的前提下，對(duì)整個(gè)頂升機(jī)做了詳細(xì)的研究，并最終確定了總體研究設(shè)計(jì)方</p><p>　　關(guān)鍵詞：機(jī)械傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)、托臂。</p><p>　　【Abstract】</p><p&g

4、t;　　Small electric double column type automobile lifting machine, by about a box type column, and upper and lower rolling installation landing on two main upright carriage, sliding frame on the left and right two columns

5、 for each of the two lifting arm and a pair of plate. According to the different transmission system, the small electric double upright post lift machine is divided into hydraulic drive and mechanical drive, this paper f

6、ocuses on the mechanical transmission mode. By motor, a sliding </p><p>　　Keywords ：Mechanical drive, screw drive, arm. </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 緒 論1</p>

7、;<p>　　1.1 本課題的研究背景1</p><p>　　1.2 汽車頂升機(jī)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)步驟及主要內(nèi)容2</p><p>　　1.4 設(shè)計(jì)該頂升機(jī)的目的和意義2</p><p>　　第二章 頂升機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1

8、 整體的尺寸和結(jié)構(gòu)3</p><p>　　2.2 電路傳動(dòng)路線的設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.3 相關(guān)同步裝置的選擇4</p><p>　　2.4主體電機(jī)的選擇5</p><p>　　第三章 立柱與托臂的設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1 立柱的校核與計(jì)算7</p><p&

9、gt;　　3.2 托臂的分析與校核10</p><p>　　3.3 對(duì)于相關(guān)聯(lián)接件的計(jì)算與校核12</p><p>　　第四章 針對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.1 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.2 鏈傳動(dòng)的選擇22</p><p>　　4.3 帶傳動(dòng)的選擇26<

10、;/p><p>　　第五章 結(jié)論30</p><p>　　5.1 設(shè)計(jì)該課題得出的結(jié)論30</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　　致 謝32</b></p><p><b>　　附 錄33</b>&l

11、t;/p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1 本課題的研究背景</p><p>　　改革開放以來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，國(guó)民生活水平的提高，越來越多的私家車深入家庭，對(duì)汽車服務(wù)業(yè)的需求也越來越高，對(duì)于頂升機(jī)的需求總是供不應(yīng)求，因?yàn)樗乾F(xiàn)在的汽車4s店的維修必備工具。但是就我國(guó)目前技術(shù)來說，獨(dú)立擁有足夠的生產(chǎn)規(guī)模

12、和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的廠家很少，對(duì)頂升機(jī)的各方面性能的研究還很匱乏，所以我認(rèn)為在目前這么一個(gè)環(huán)境下，對(duì)我國(guó)汽車頂升機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)是十分有必要的，希望我的設(shè)計(jì)和改進(jìn)能夠?yàn)槲覈?guó)這個(gè)行業(yè)的瓶頸帶來突破性的效果。</p><p>　　1.2 汽車頂升機(jī)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀</p><p>　　實(shí)際上，美國(guó)在1925年就已經(jīng)生產(chǎn)了世界上第一架汽車頂升機(jī)，它是由氣缸調(diào)節(jié)的單柱頂升機(jī)，但是由于當(dāng)時(shí)技術(shù)和條件的限制；

13、所以在安全性能方面不能夠保障。直到1966年，第一臺(tái)雙柱汽車頂升機(jī)在德國(guó)出現(xiàn)，這意味著頂升機(jī)研究方面取得的更大的突破，但是這種頂升機(jī)直到11年之后才在其他國(guó)家相繼投入生產(chǎn)。在如今的汽車頂升機(jī)市場(chǎng)上，雙柱汽車頂升機(jī)的銷量逐年增長(zhǎng)。</p><p>　　而在我國(guó)對(duì)這方面的研究起步較晚,直到上個(gè)世紀(jì)末才借鑒國(guó)外的技術(shù)生產(chǎn)出第一臺(tái)汽車頂升機(jī)。但隨著我國(guó)的汽車行業(yè)的快速發(fā)展, 私家車成為了目前我國(guó)人民追求更高物質(zhì)生活的主流

14、，因此與汽車相關(guān)的服務(wù)業(yè)也隨之蓬勃發(fā)展,特別是汽車頂升機(jī)的需求量年年都在上升。生產(chǎn)汽車頂升機(jī)的廠家如雨后春筍般一個(gè)接著一個(gè)冒出來，但目前頂升機(jī)國(guó)產(chǎn)貨質(zhì)量上不敢恭維。所以造成了目前許多廠家都將注意力轉(zhuǎn)移到怎樣提升頂升機(jī)的質(zhì)量與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力這一形勢(shì)。</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)步驟及主要內(nèi)容</p><p>　　1.3.1 頂升機(jī)整體尺寸大小的設(shè)計(jì)</p><p&g

15、t;　　根據(jù)頂升機(jī)實(shí)際承載能力及一般轎車的尺寸，構(gòu)造出主體整個(gè)框架的大小</p><p>　　1.3.2 對(duì)頂升機(jī)各部分傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化</p><p>　　首先需要考慮的就是電機(jī)，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)初始條件的設(shè)計(jì)需要以電機(jī)為基礎(chǔ);其次，安全系統(tǒng)也必不可少，還需對(duì)螺旋傳動(dòng)中的絲杠螺母進(jìn)行改進(jìn)，能夠滿足急停和安全保險(xiǎn)的必要條件。</p><p>　　1.3.3 頂升機(jī)各個(gè)

16、零部件的設(shè)計(jì)。</p><p>　　對(duì)頂升機(jī)內(nèi)部的連接裝置和傳動(dòng)裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)主立柱以及托臂進(jìn)行設(shè)計(jì)與校核計(jì)算。 </p><p>　　1.4 設(shè)計(jì)的目的和意義</p><p>　　1.4.1 設(shè)計(jì)的目的</p><p>　　通過全面的分析與計(jì)算，來設(shè)計(jì)出一種能夠更加經(jīng)濟(jì)適用的電動(dòng)式雙柱頂升機(jī)，它需滿足在頂升車輛的應(yīng)用范圍上應(yīng)該更

17、廣泛和在維修廠所處的工作環(huán)境上更優(yōu)化。</p><p>　　1.4.2 設(shè)計(jì)的意義</p><p>　　經(jīng)過對(duì)頂升機(jī)整個(gè)系統(tǒng)的精密的設(shè)計(jì)與計(jì)算，了解了頂升機(jī)的構(gòu)造以及對(duì)其傳動(dòng)系統(tǒng)有了更清澈的認(rèn)知，方便頂升機(jī)被人們了解，對(duì)頂升機(jī)的應(yīng)用以及日后對(duì)其改進(jìn)都有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。 </p><p>　　第二章 頂升機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p&g

18、t;　　2.1 整體的尺寸和結(jié)構(gòu)</p><p>　　小型電動(dòng)雙立柱式汽車頂升機(jī)主要由主立柱、滑套、底座三大部分組成。</p><p>　　對(duì)頂升機(jī)整體的設(shè)計(jì)需滿足汽車在頂升機(jī)上的停放平衡穩(wěn)定同時(shí)還要能滿足在修理工在對(duì)汽車進(jìn)行修理時(shí)，不妨礙工作。</p><p>　　具體尺寸如表2-1所示：</p><p><b>　　表2-1&

19、lt;/b></p><p><b>　　2.1.1 立柱</b></p><p>　　立柱是U型實(shí)心結(jié)構(gòu)，厚度為50mm，電動(dòng)機(jī)焊接在右立柱中上端，傳動(dòng)絲杠裝固在立柱上下端的軸承座內(nèi)。</p><p><b>　　2.1.2 滑套</b></p><p>　　傳動(dòng)螺母與滑套相連接且?guī)?dòng)托

20、架升降;滑套內(nèi)包含導(dǎo)間輪，主滾輪，滑套需承受托架上下運(yùn)動(dòng)內(nèi)部所產(chǎn)生的側(cè)向力并對(duì)其內(nèi)部產(chǎn)生導(dǎo)向的效果。</p><p><b>　　2.1.3 底座</b></p><p>　　底座上固定著兩主立柱;底座與地基通過地腳螺柱來固定;而且在底座內(nèi)部設(shè)有鏈傳動(dòng)以及相關(guān)的松緊裝置。</p><p>　　2.2 電路傳動(dòng)路線的設(shè)計(jì)</p>

21、<p>　　本人做此設(shè)計(jì)最終選用傳動(dòng)方式是機(jī)械傳動(dòng)，原因有如下幾點(diǎn)：</p><p>　　1.性能安全可靠；2.傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單3.內(nèi)部零件對(duì)加工精度的要求不高4.維修人員拆裝維修方便5.經(jīng)濟(jì)實(shí)用。</p><p>　　雖然機(jī)械傳動(dòng)相對(duì)其他傳動(dòng)方式來說使用壽命較短，但就目前的改進(jìn)技術(shù)來說，機(jī)械傳動(dòng)的這個(gè)缺點(diǎn)也在逐步得到相應(yīng)的改善。</p><p>　　傳動(dòng)路

22、線為：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)皮帶傳動(dòng)，再由皮帶傳動(dòng)將動(dòng)力傳給主螺旋副傳動(dòng)，接著主螺旋副傳動(dòng)將傳動(dòng)信息反饋給鏈傳動(dòng)，最終到達(dá)副螺旋副傳動(dòng)。</p><p>　　2.3 相關(guān)同步裝置的選擇</p><p>　　頂升機(jī)左右兩立柱上與滑套連接的四個(gè)托架，應(yīng)保證同時(shí)上下滑動(dòng)。</p><p>　　我設(shè)計(jì)時(shí)所采用的鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。同步性能方面可靠，結(jié)構(gòu)相對(duì)于其他傳動(dòng)結(jié)構(gòu)來說比較簡(jiǎn)單，本身

23、的重量小，安全方面大可放心，而且傳動(dòng)的效率還較高，唯一的不足就是需要將鏈傳動(dòng)的張緊裝置設(shè)置到最方便。</p><p><b>　　主體電機(jī)的選擇</b></p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的類型的選擇</b></p><p>　　根據(jù)小型電動(dòng)機(jī)的工作要求和相關(guān)工作條件，還要兼顧電動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)方面和維護(hù)保養(yǎng)方面，最終選用Y（I

24、P44）系列三相異步電動(dòng)機(jī)[1]。</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)容量計(jì)算</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)的性能方面只需考慮其功率就行。</p><p>　　功率 =總能量（重力勢(shì)能）/時(shí)間</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得P=mgh/t=1.05kw</p><p>　　電動(dòng)機(jī)功率PL=P

25、/η</p><p>　　其中,傳動(dòng)裝置的總效率</p><p>　　η=η1η22η3η4 =0.47</p><p>　　η1為帶傳動(dòng)的效率.取0.95</p><p>　　η2為軸承的效率,取0.98</p><p>　　η3為絲杠傳動(dòng)的效率,取0.55</p><p>　　η4為鏈傳動(dòng)的

26、效率,取0.94</p><p>　　所以PL=1.05/0.47=2.23</p><p>　　我們知道，在電動(dòng)機(jī)剛啟動(dòng)的時(shí)候，都會(huì)受到相關(guān)制動(dòng)影響，所以選擇電動(dòng)機(jī)的功率需滿足：</p><p>　　PN≧1.1*PL=1.1*2.23=2.453 KW</p><p>　　工作溫度為常溫，滿足條件,因此我最后確定的電動(dòng)機(jī)功率為3 KW&l

27、t;/p><p>　　經(jīng)查詢相關(guān)資料[2]，確定電動(dòng)機(jī)的各個(gè)指標(biāo)如表2-2所示:</p><p><b>　　表2-2</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇</p><p>　　選擇的電動(dòng)機(jī)滿足所有條件，電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為n1=1440 r/min。</p><p>　　2.5.1 頂升行程

28、H</p><p>　　頂升行程的意思是頂升機(jī)將汽車頂升一定高度，這段高度就是頂升行程。頂升行程與維修人員身高有關(guān)，一般維修工都是男性，根據(jù)本人的身高來考慮，最大頂升行程最終選定1.75m。</p><p>　　2.5.2 升降速度</p><p>　　升降速度也是個(gè)關(guān)鍵性因素，因?yàn)樗P(guān)乎到生產(chǎn)效率的高低，電動(dòng)機(jī)功率的大小，操作過程是否足夠安全以及布置一些機(jī)構(gòu)方面

29、等?，F(xiàn)在的市場(chǎng)上售賣的頂升機(jī)的頂升速度通常在1—3m/min這個(gè)范圍內(nèi)，經(jīng)過仔細(xì)的考慮，我設(shè)計(jì)時(shí)最終選定的頂升速度為2.1m/min。</p><p>　　第三章 兩邊立柱與四個(gè)托臂的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 立柱的校核與計(jì)算</p><p>　　圖3-1 主立柱受力分析圖</p><p>　　3.1.1 立柱的強(qiáng)度校核<

30、;/p><p>　　3.1.1.1 校核正應(yīng)力強(qiáng)度</p><p>　　σMAX=Mmax/W (3-1） </p><p><b>　　=MC/W</b></p><p>　　=2748272.1&

31、#215;0.1/253.83=1082.72Kg cm2</p><p>　　許用應(yīng)力選: [σ]=541×100/(9.8×5)=1102.04Kg/cm2</p><p>　　σmax<[σ],滿足強(qiáng)度條件。</p><p>　　3.1.1.2 校核剪應(yīng)力強(qiáng)度</p><p>　　τmax=QmaxS/(ＩZ

32、B)=QC/(ＩZB/S) (3-2)</p><p>　　=5234.804Kg/(16.436×28.2cm)=11.294Kg/cm2</p><p>　　選σS=235MPa,而許用應(yīng)力[τ]=235×1009.8×5=479.59Kg/cm2,</p><p>　　τmax<[τ],滿足強(qiáng)度條件。</p

33、><p>　　圖3-2 主立柱三維立體圖</p><p>　　3.1.1.3 折算應(yīng)力強(qiáng)度校核</p><p>　　σX=MY/Ｉ (3-3a)</p><p>　　=2748272×0.1×11.0881/2814.519=1082.71Kg cm2 </p>&

34、lt;p>　　τX=QS/ＩB (3-3b)</p><p>　　=5234.804×171.24/(2814.519×28.2)=11.29Kg /cm2</p><p>　　τY=-τX (3-3c)</p><p>　　對(duì)在Ｋ點(diǎn)的受力分析上圖所示

35、 </p><p>　　σｊ=(σ2+3τ2)-2 ≤[σ] 　　　(3-4)</p><p>　　所以,σｊ=(082.712+3×11.292)-2=1082 kg/ cm2<[σ]=1102 kg/cm2。</p><p>　　3.1.2 小型電動(dòng)雙立柱式汽車頂升機(jī)主力柱的分析計(jì)算</p><p&

36、gt;　　3.1.2.1 主立柱的剛度分析與計(jì)算</p><p>　　經(jīng)查詢［３］彈性模量E為201GPa=20.1×106N/cm2。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算,由F1引起的撓度(向內(nèi)彎)為:FA1=4.7cm;由F2引起的撓度(向外彎)為:FA2=3.2cm;由M引起的撓度(向外彎)為:FW=0.086cm,此值很小,可忽略不計(jì)。立柱實(shí)際向內(nèi)彎的撓度FA=FA1+FA2=

37、4.7-3.2=1.5cm。</p><p>　　3.2 托臂的分析與計(jì)算</p><p>　　圖3-4 托臂的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　3.2.1 托臂截面形心和中心軸</p><p><b>　　已知條件：</b></p><p>　　外正方形的邊長(zhǎng) a = 10cm</p&g

38、t;<p>　　內(nèi)正方形的邊長(zhǎng) b = 8.8cm</p><p><b>　　根據(jù)下列相關(guān)公式：</b></p><p>　　截面面積: S=a2-b2 (3-9)</p><p>　　慣性矩：Ix=Iy=a4-b4

39、(3-10)</p><p>　　抗彎截面模數(shù)：Wx=(a4-b4)/6a (3-11)</p><p>　　Wx1=0.1179×(a4-b4)/a (3-12)</p><p>　　重心s到相應(yīng)邊距離：ex=a/2 ex1=a/ (3-13)</p&g

40、t;<p>　　慣性半徑:i= / (3-14)</p><p>　　代入上述數(shù)據(jù)得計(jì)算結(jié)果：</p><p>　　正方環(huán)形截面的面積A = 22.56 平方厘米</p><p>　　正方環(huán)形截面的慣性矩I=333.59cm4</p><p>　　重心S到x邊的距離 ex=5cm </

41、p><p>　　重心S到x1邊的距離 ex1=7.07cm </p><p>　　正方環(huán)形截面的慣性半徑 I=3.85cm</p><p>　　3.2.2 將托臂近似的當(dāng)成靜載荷下的懸臂梁。</p><p><b>　　已知條件：</b></p><p>　　懸臂梁總長(zhǎng) I = 1.17m

42、</p><p>　　集中載荷 P = 7000N</p><p>　　彈性模量 E = 196GPa</p><p>　　截面的軸慣性矩 I = 0.0000033359 m4</p><p><b>　　根據(jù)下列相關(guān)公式：</b></p><p>　　RB=P ；

43、 MB=-Pl ；</p><p>　　Qx＝-P ； Mx=-Px ；</p><p>　　fA＝Pl3/3EI ； QA=-Pl2/2EI</p><p>　　帶入相關(guān)數(shù)據(jù)得計(jì)算結(jié)果：</p><p>　　懸臂梁一的危險(xiǎn)截面B處的: </p><p>　　支座反力 Rb = 7000N</p>

44、<p>　　反力矩 Mb = -8190N·m</p><p>　　最大剪力 Qb = -7000N</p><p>　　最大撓度 fa = 5.715×10-3m</p><p>　　最大轉(zhuǎn)角θa =(-7.327×10-3)° </p><p>　　3.2.3 托臂的校核<

45、;/p><p>　　前面計(jì)算已得到 Ｉ=333.59cm2</p><p>　　截面上半部分靜矩 S=112.8cm3,I/S=333.59/112.8=3mm</p><p>　　3.2.3.1 校核正應(yīng)力強(qiáng)度</p><p>　　σmax=Mmax/ =Mc/ Wx1=8190m/47.2cm3 =

46、 173.517MPa　 (3-15)</p><p>　　許用應(yīng)力選:[σ]>600MPa,σmax<[σ],滿足強(qiáng)度條件。</p><p>　　3.2.3.2 校核剪應(yīng)力強(qiáng)度</p><p>　　τ=Q×S/I(a-b)=7000Kg×112.8mm/3mm×(100-88) mm = 21.93MP

47、a。 (3-16)</p><p>　　選:σS=235MPA,τ<[τ],滿足強(qiáng)度條件。</p><p>　　3.3 對(duì)于相關(guān)聯(lián)接件的計(jì)算與校核</p><p>　　在頂升機(jī)中對(duì)螺栓的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，目前主要有M10，M20這兩種，亦需要對(duì)螺栓進(jìn)行校核的分析計(jì)算，以能夠滿足安全方面的要求.</p><p>　　螺栓的材料選

48、用優(yōu)質(zhì)碳素鋼</p><p><b>　　螺栓的預(yù)緊：</b></p><p>　　根據(jù)公式F0≤（0.6~0.7）δsA (3-17)</p><p>　　式中，δs——螺栓材料的屈服極限</p><p>　　A——螺栓危險(xiǎn)截面的面積A=∏d12/4</p><p&

49、gt;　　螺栓副間的摩擦力矩T≈0.2F0d</p><p><b>　　d-螺栓的公稱直徑</b></p><p><b>　　當(dāng)d為10時(shí)，</b></p><p>　　σs/Mpa>=355 (3-18)</p><p>　　根據(jù)公式計(jì)算得F<=16720

50、.5N</p><p><b>　　當(dāng)d為20時(shí)，</b></p><p>　　F0≤3.3441N (3-19)</p><p>　　預(yù)緊力采用100N就可足以滿足所需條件。</p><p>　　螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件為：</p><p>　　σp=F/d0Lmin

51、≤[σp] (3-20)</p><p>　　式中,σp--許用應(yīng)力，Lmin=1.25d0</p><p>　　螺栓的剪切強(qiáng)度條件為：</p><p>　　τ=4F/∏d2≤[τ] (3-21)</p><p>　　受力最大F為10KN，</p>

52、<p>　　許用應(yīng)力σp=80MPa, τ=509.5 MPa，螺栓被擠斷的可能性比被夾斷幾率大,σs\Mpa≥355，滿足許用要求，因此螺栓螺母的選擇符合頂升機(jī)的需求。</p><p>　　所以當(dāng)d=20時(shí)也可以滿足連接條件，也能對(duì)安全方面加以保障。</p><p>　　第四章 針對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)<

53、;/p><p>　　螺旋傳動(dòng)初始條件的確定(見表4-1)</p><p>　　表4-1 初始條件的確定</p><p>　　4.1.2 設(shè)計(jì)過程</p><p>　　（1）由于該頂升機(jī)是由整體出發(fā)考慮，所以我設(shè)計(jì)的ψ取1.80。</p><p>　　（2）由資料[4]可知校核時(shí)許用壓強(qiáng)是15 MPa。</p>

54、;<p>　?。?）螺桿中徑的選擇可根據(jù)公式</p><p><b>　　令ψ=H/ d2</b></p><p><b>　　得 </b></p><p><b>　　(4-1) </b></p><p>　　該公式可用于梯形螺紋(GB5796.1－86)

55、 和矩形螺紋，還可以.用于30°鋸齒形螺紋。梯形螺紋、矩形螺紋可取，鋸齒形螺紋=0.65 </p><p>　　代入上式得d2≥32</p><p><b>　　取d2為42</b></p><p>　　（4）螺距P可以和公稱直徑可同時(shí)選出</p><p>　　查相關(guān)資料可知[15]</p>&

56、lt;p>　　可知 螺桿公稱直徑d為48mm，螺距P=8mm。</p><p>　　螺母高度H可根據(jù)得出為86.4mm。</p><p>　　旋合圈數(shù)z可根據(jù)公式選定 (4-2)</p><p>　　計(jì)算可得z=10.8，h（螺紋的工作高度）=0.5p或h=0.75p </p><p>　　我此次的螺紋是梯形螺紋和矩形螺紋，所以

57、h=4mm。</p><p>　?。?）工作壓強(qiáng)p可由確定</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得</b></p><p>　　p=2.3 MPa＜[P],所以用該螺母可以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。</p><p>　?。?）驅(qū)動(dòng)力矩T由公式</p><p><b>　　(4-4a)</b&

58、gt;</p><p>　　T1=F d2/2tan(ψ+ψv) (4-4b) </p><p><b>　　(4-4c)</b></p><p>　　式中，T1——螺紋力矩；T2——軸承摩擦力矩，</p><p>　　經(jīng)計(jì)算得出T=108.5N·m。</p><p&g

59、t;　　4.1.3 螺旋副尺寸參數(shù)如表4-2所示</p><p>　　表4-2 螺旋副尺寸參數(shù)</p><p>　　4.2 鏈傳動(dòng)的選擇</p><p>　　4.2.1 鏈傳動(dòng)初始條件的確定如表4-3所示：</p><p>　　表4-3 初始條件的確定</p><p>　　4.2.2 設(shè)計(jì)步驟及計(jì)算公式 &

60、lt;/p><p>　?。?）鏈輪齒數(shù)的選擇與確定應(yīng)參照鏈速選取見（表4-4）[16]</p><p>　　表4-4 鏈輪齒數(shù)的選擇</p><p>　　我所選擇的z1齒數(shù)為25。</p><p>　　（2）設(shè)計(jì)功率的計(jì)算：根據(jù)公式</p><p>　　Pca=KAPKz/Kp＝2.57 KW。

61、 （4-12）</p><p>　　式中P ——傳遞功率KW；</p><p>　　KA ——工況系數(shù)；查表可知[5]，取1.5</p><p>　　Kz——小鏈輪齒數(shù)系數(shù)；查機(jī)械設(shè)計(jì)圖[7]，取1</p><p>　　Kp ——多排鏈排數(shù)系數(shù)，查資料可知[8]，取1.75</p><p>　?。?）確定鏈條

62、型號(hào)和節(jié)距p</p><p>　　由以上計(jì)算可得功率Pca和主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n1,查詢功率和轉(zhuǎn)速相關(guān)功率圖[9]可得，確定鏈條的型號(hào)為16A，再查表[10]可知節(jié)距應(yīng)選用=25.4。對(duì)節(jié)距的條件要求：在高速運(yùn)行下，應(yīng)保證傳動(dòng)時(shí)盡量平穩(wěn)，同時(shí)還要保證內(nèi)部結(jié)構(gòu)保持緊湊，所以節(jié)距應(yīng)選用較小的。</p><p>　?。?）小鏈輪轂孔許用直徑dk≤dkmax=120時(shí)

63、 （4-13）</p><p>　　式中，dk——支承軸的設(shè)計(jì)確定 </p><p>　　dkmax——鏈輪輪轂孔的最大許用直徑 </p><p>　　當(dāng)小鏈輪轂孔許用直徑滿足不了所需條件時(shí)，可適當(dāng)增大鏈輪齒數(shù)或傳遞功率進(jìn)行重新驗(yàn)算。</p><p>　?。?）鏈條速度的計(jì)算：根據(jù)公式</p><p><b&

64、gt;　?。?4-14）</b></p><p>　?。?.77 </p><p><b>　　(6)初定中心距</b></p><p>　　根據(jù)[7]可知，初步確定中心距為a0=(30-50)p，因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)中有張緊輪的存在，所以a0應(yīng)去的盡量大些，我設(shè)計(jì)時(shí)所取的a0=2600mm。</p>&

65、lt;p>　?。?）鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)的計(jì)算與確定</p><p>　　按下式計(jì)算鏈接數(shù)Lp0</p><p>　　=229.7 （4-15）</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)需注意避免過渡鏈節(jié)的使用，設(shè)計(jì)的鏈節(jié)數(shù)量Lp應(yīng)為偶數(shù)</p><p>　　則 Lp=230</p><p&g

66、t;　　鏈傳動(dòng)的最大中心距為</p><p><b>　　（4-16）</b></p><p><b>　　=2500</b></p><p>　　式中，f1為中心距計(jì)算系數(shù) </p><p>　　（8）鏈條長(zhǎng)度根據(jù)公式</p><p><b>　?。?-17）&l

67、t;/b></p><p>　?。?.84 </p><p>　?。?）有效圓周力的計(jì)算</p><p><b>　?。?-18）</b></p><p>　?。?170 </p><p>　　進(jìn)而可以算得作用于軸上的拉力</p>

68、;<p><b>　　對(duì)于接近垂直的傳動(dòng)</b></p><p>　　=9628N (4-19)</p><p>　?。?0）靜強(qiáng)度安全系數(shù)根據(jù)公式</p><p><b>　　(4-20a)</b></p><p><b>　　(4-20b)<

69、;/b></p><p><b>　　(4-20c)</b></p><p><b>　　(4-20d)</b></p><p>　　式中,Q ——鏈條極限拉伸載荷； </p><p>　　KA ——工況系數(shù)； </p><p>　　F ——有效圓周力； </p&

70、gt;<p>　　Fc——離心力引起的拉力 N；</p><p><b>　　Ff ——懸垂拉力</b></p><p>　　在Ff'和Ff"中選用大者； </p><p>　　式中，[n] ——許用安全系數(shù)，一般為4~8；但是對(duì)于那些對(duì)速度要求較低、傳動(dòng)對(duì)整個(gè)路線沒多大影響或者在已經(jīng)確定了作用力的大小時(shí)，[n]

71、無需取用太大數(shù)值，最終通過計(jì)算可得徑強(qiáng)度安全系數(shù)為11.13,能夠滿足我此次設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　?。?1）鉸鏈比壓，根據(jù)公式</p><p>　?。?7.85 (4-21)</p><p>　　式中,KA ——工況系數(shù)；</p><p><b>　　F ——有效圓周力</b><

72、/p><p>　　Fc ——離心力引起的拉力Fc=qv×2A</p><p>　?。?2）使用壽命(磨損壽命)根據(jù)公式</p><p>　?。?47590h (4-22)</p><p>　　式中，T ——使用壽命 </p><p><b>　　hLp ——鏈長(zhǎng)<

73、/b></p><p><b>　　v ——鏈速 </b></p><p>　　m/sz1 ——小鏈輪齒數(shù)</p><p><b>　　i ——傳動(dòng)比</b></p><p>　　Δp/p——許用磨損伸長(zhǎng)率</p><p>　　4.2.3 鏈傳動(dòng)尺寸參數(shù)的確定（表4-

74、5）</p><p>　　表4-5 鏈傳動(dòng)尺寸參數(shù)</p><p>　　4.3 帶傳動(dòng)的選擇</p><p>　　4.3.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)的前提（表4-6）</p><p>　　表4-6 前提條件</p><p>　　4.3.2 設(shè)計(jì)過程及校核計(jì)算</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)功率的計(jì)

75、算</p><p>　　計(jì)算功率Pca是按照傳遞功率P和帶的工作前提而確定的</p><p><b>　　Pca=KAP</b></p><p>　　式中： KA——工作情況系數(shù)，因?yàn)轫斏龣C(jī)工作時(shí)對(duì)載荷變化和工作時(shí)間要求較高，查資料[2]取KA=1.2</p><p>　　P——所需的傳遞功率，KW</p&g

76、t;<p><b>　　代入數(shù)據(jù)</b></p><p>　　則Pca =1.2*3=3.6 kw</p><p>　　（2）選擇V帶的類型</p><p>　　由計(jì)算功率Pca和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1可知，最終確定V型帶的型號(hào)為Z型。</p><p>　?。?）帶輪的基準(zhǔn)直徑Dd的確定并對(duì)帶速V進(jìn)行驗(yàn)算<

77、/p><p>　　初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑Dd1</p><p>　　根據(jù)V的帶型，參考資料[10]確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑Dd1=56</p><p>　　又i12= n1/ n2=5.5</p><p>　　則dd2=5.5*56=308</p><p><b>　　驗(yàn)算帶速V</b></p>

78、<p><b>　　根據(jù)公式8-13</b></p><p><b>　　可得</b></p><p><b>　　=4.22 m/s</b></p><p><b>　　=4.22m/s</b></p><p>　　當(dāng)帶傳動(dòng)的功率保持不變時(shí)

79、，傳動(dòng)的有效拉力會(huì)隨著帶速的提高而降低，所以帶的根數(shù)或者V帶橫截面積相應(yīng)的減少，能夠從一方面減少帶傳動(dòng)的總體尺寸；但是隨著帶速的提高，V帶的離心力也會(huì)因?yàn)閹俚淖兓龃?，一定時(shí)間段內(nèi)的循環(huán)次數(shù)也會(huì)增多，這對(duì)V帶的保養(yǎng)來說是極為不利的，而且還會(huì)影響帶傳動(dòng)的抗疲勞強(qiáng)度和減短帶傳動(dòng)的壽命。</p><p>　　所以，對(duì)帶速的要求不宜過高或過低，大致帶速的選擇范圍在v=5-25m/s內(nèi)。</p><

80、p>　　故重新選擇 dd1=80</p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　根據(jù)[18]</b></p><p><b>　　取dd2=500</b></p><p><b>　　則V1=6m/s</b><

81、;/p><p><b>　　V2=6m/s</b></p><p><b>　　符合要求</b></p><p>　　（4）確定中心距a，并選擇V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld</p><p><b>　　1）由公式[15]</b></p><p><b>　　

82、代入數(shù)據(jù)</b></p><p>　　得364≤a0≤1040</p><p>　　可初步確定中心距a0=420</p><p>　　2）計(jì)算相應(yīng)的帶長(zhǎng)Ld0</p><p><b>　　=1734</b></p><p>　　根據(jù)表8-2，選取Ld =1800mm</p>

83、<p>　　計(jì)算中心距及其變動(dòng)范圍</p><p>　　傳動(dòng)的實(shí)際中心距a=a0+(Ld-Ld0)/2</p><p><b>　　=420+66/2</b></p><p><b>　　=453</b></p><p>　　經(jīng)過對(duì)帶輪的誤差分析思量后，確定了中心距變化的大致范圍：&l

84、t;/p><p>　　(5) 對(duì)小帶輪上的包角α1進(jìn)行驗(yàn)算</p><p>　　查詢相關(guān)資料可知[14]，由于α1＜α2，f1＜f2，因此，打滑只可能發(fā)生在小帶輪上，為了提高帶傳的帶輪動(dòng)的工作能力，應(yīng)使</p><p>　　上述條件中：α1，α2——小帶輪的包角</p><p>　　f1， f2 ——總摩擦力</p><p&g

85、t;　　(6)確定帶的根數(shù)z</p><p>　　式中，Kα——小帶輪包角修正系數(shù);查表8-5，取0.95</p><p>　　KL——帶長(zhǎng)修正系數(shù)，查表8-2，取1.14</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，得</b></p><p><b>　　Z =8.7</b></p>&l

86、t;p>　　故選取帶的根數(shù)Z為9根</p><p>　?。?）確定帶的初拉力F0</p><p>　　同時(shí)考慮到離心力和包角對(duì)初拉力的影響， 計(jì)算出V帶所需的最小初拉力應(yīng)為</p><p><b>　　帶入數(shù)據(jù)，可得</b></p><p>　　(F0)min = 56.5 N </p>&

87、lt;p>　　對(duì)于新安裝的V帶，初拉力應(yīng)為1.5(F0)min；對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)后的V帶，初拉力應(yīng)為1.3(F0)min</p><p>　　（8）計(jì)算帶傳動(dòng)的壓軸力FP</p><p>　　在對(duì)帶輪軸的軸承進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，同時(shí)要對(duì)帶傳動(dòng)過程中所產(chǎn)生的作用在軸上的壓軸力進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算</p><p><b>　　=2143N</b></p>

88、;<p>　　式中，α1為小帶輪的包角</p><p><b>　　第五章 結(jié)論</b></p><p><b>　　5.1 結(jié)論</b></p><p>　　在已知汽車重量范圍、頂升高度、頂升時(shí)間以及自重等各種數(shù)據(jù)做為依據(jù)，通過計(jì)算和校核得出主立柱、托臂和滑套和強(qiáng)度，以及對(duì)傳動(dòng)過程中的傳動(dòng)方式進(jìn)行了系統(tǒng)

89、的設(shè)計(jì)。為了在運(yùn)行狀態(tài)下的安全和讓維修人員的操作能夠更方便，這就需要對(duì)頂升機(jī)的整體結(jié)構(gòu)作出規(guī)劃。</p><p>　　同時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)的選擇進(jìn)行分析，篩選出最適合本次設(shè)計(jì)中所需要用到的電動(dòng)機(jī)類型。其次確定了主立柱和托臂的主要尺寸參數(shù)，并對(duì)它驗(yàn)證校核；最后對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的各傳遞件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本文的重點(diǎn)是對(duì)主立柱和托臂設(shè)計(jì)，在按照標(biāo)準(zhǔn)選定了主要尺寸后，進(jìn)行校核驗(yàn)證以及電動(dòng)機(jī)的使用，將頂升機(jī)運(yùn)行時(shí)對(duì)頂升機(jī)內(nèi)部的損耗降到最低。&

90、lt;/p><p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，越來越多的汽車及相關(guān)行業(yè)也在蓬勃發(fā)展著。對(duì)于現(xiàn)在的汽車頂升機(jī)這個(gè)領(lǐng)域而言，安全性能和質(zhì)量問題是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。此篇論文是依照中國(guó)目前生產(chǎn)的汽車頂升機(jī)作為參照依據(jù)，對(duì)頂升機(jī)各部分的主要構(gòu)造進(jìn)行深層次的分析與計(jì)算，對(duì)立柱以及托臂的承受能力進(jìn)行了強(qiáng)度以及剛度的校核，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)，包括螺旋傳動(dòng)、帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)進(jìn)行了選擇與校核計(jì)算；為了保證了我此次設(shè)計(jì)的汽車頂升機(jī)的安全實(shí)用性，還從

91、多方面對(duì)急停性能以及安全保養(yǎng)方面的設(shè)計(jì)采用了含油MC尼龍螺母[13]，全方面升級(jí)我所設(shè)計(jì)頂升機(jī)，使其能用的更久，減小噪音的影響，價(jià)格更加便宜實(shí)惠。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 閻治安，崔新藝，蘇少平. 電機(jī)學(xué)，西安交通大學(xué)出版社，普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，2011</p><p>　

92、　[2] 機(jī)械設(shè)計(jì)聯(lián)合編寫組. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，第3卷. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1983</p><p>　　[3] 劉鴻文. 材料力學(xué)Ⅰ，高等教育出版社，普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，2010</p><p>　　[4] 機(jī)械設(shè)計(jì)聯(lián)合編寫組. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，第3卷. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1983</p><p>　　[5] 周開勤主編。機(jī)械零

93、件手冊(cè)。第四版。北京：高等教育出版社，1994</p><p>　　[6] 曲爾光，弓鏘. 機(jī)床電氣控制與plc，中國(guó)工信出版社，普通高等教育“十二五”機(jī)電類規(guī)劃教材，2015</p><p>　　[7] 沈萌紅. 機(jī)械設(shè)計(jì)，華中科技出版社，普通高等教育“十二五”機(jī)電類規(guī)劃教材，2012</p><p>　　[8] 郭孔輝. 汽車操縱動(dòng)力學(xué). 吉林:科學(xué)

94、技術(shù)出版社，1991</p><p>　　[9] 喬向明，張兆玉. 我國(guó)公路客運(yùn)量近期預(yù)測(cè)研究[J]. 濟(jì)南交通高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，1998 </p><p>　　[10] 交通部公路科學(xué)研究所等. JT/T155一94汽車頂升機(jī)技術(shù)條件. 北京:交通部,1995.</p><p>　　[11] 鄒雷. 汽車頂升機(jī)失效分析. 汽車與配件，1999</p

95、><p>　　[12] 劉仲文. 含油鑄型尼龍研究. 工程塑料應(yīng)用,1992</p><p>　　[13] 曲健俊. 等含油MC尼龍的摩擦磨損特性及應(yīng)用.工程塑料應(yīng)用，1994</p><p>　　[14] 陳周娟，宋瑞銀. 機(jī)械原理，華中科技大學(xué)出版社，高等院校機(jī)械類應(yīng)用型本科“十二五”創(chuàng)新規(guī)劃系列教材，2013</p><p>　

96、　[15] 余志生. 汽車?yán)碚? 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1989</p><p>　　[16] Beer,Johnston.Mechanics of materials.2nd ed. McGraw Hill,1985</p><p>　　[17] David Roylance.Mechanics of materials.New York:John Wiley & Son

97、s Inc,1996</p><p>　　[18] Orlov P. Fundamentals of Machine Design.Moscow:Mir Pub.,1987</p><p>　　[19] Sors L. Fatigue Design of Machine Components. Oxford: Pergamon Press,1971</p><p&g

98、t;<b>　　致 謝</b></p><p>　　我此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在司海濤老師的指導(dǎo)下完成的。從一開始的論文選題開始到根據(jù)題目中的關(guān)鍵字確定我此次論文的主要考慮方向，接著相關(guān)資料的查詢到整體構(gòu)思，然后構(gòu)造設(shè)計(jì)思路到著手準(zhǔn)備開始對(duì)論文進(jìn)行設(shè)計(jì)，一天一天完成每天的任務(wù)，將每天所獲得的收獲轉(zhuǎn)化為新的動(dòng)力，同時(shí)不辜負(fù)指導(dǎo)老師的期望，讓我在此次設(shè)計(jì)過程中感慨頗多。司海濤老師對(duì)我的指導(dǎo)和務(wù)實(shí)的工作態(tài)

99、度態(tài)度讓我肅然起敬，同時(shí)也更加賣力的完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。司海濤老師的欣欣教誨和一針見血的指出我設(shè)計(jì)時(shí)的問題是我這篇論文能夠順利完成的一大助力。此刻，我已無法用語言來表達(dá)出我對(duì)司海濤老師的辛勤指導(dǎo)的感謝。</p><p>　　同時(shí)還要感謝機(jī)電工程系系主任、各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及其他老師，給我們提供了完成論文所需條件。在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中幫助我解決了所遇到的各種問題，從他們身上學(xué)到了很多無法從書本上就能學(xué)到的解決相關(guān)問題的經(jīng)驗(yàn)和思