基于CADCAE技术的剪刀式汽车举升机结构设计Word文件下载.docx
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该设计的研究方法,也可应用于汽车举升机及其他新产品的研究开发中，可以缩短新产品研制周期,减少研制经费,提高设计精度和效率，对于国内举升机的发展具有重大的现实意义。
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。
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.
剪刀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.
1.3研究内容及研究方法
1.3.1研究内容
本设计在考虑典型的汽车举升机的结构形式和实际工况条件基础上，依据有限元、虚拟装配技术及结构优化设计等理论，建立举升机Pro/E三维实体模型，并进行虚拟装配，将关键零部件模型导入ANSYS软件进行有限元分析，获得举升机在载荷工况作用下的应力、应变及变形状况，进一步提高举升机的稳定性及安全性.设计中我们研究的主要内容如下：
（1）剪刀式举升机工作原理与结构形式的研究与分析；
（2）剪刀式举升机二维结构设计；
（3）剪刀式举升机Pro/E三维建模与虚拟装配；
（4）剪刀式举升机关键部件ANSYS有限元分析。
1.3.2研究方法
第2章剪刀式举升机结构设计
2。
1举升机结构确定
2.1。
1举升机整体结构形式及基本组成
此次课题设计的内容为剪刀式举升机,剪刀式举升机的发展较迅速，种类也很齐全.按照剪刀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3t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剪刀式举升机整体结构形式
剪刀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。
剪刀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。
剪刀式举升机使用方便,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]。
1。
2举升机各零部件之间的连接关系
举升机的工作是靠液压缸活塞杆的运动实现举升下降的.液压缸固定在下外侧举升臂上通过轴连接,活塞杆作用在上端轴上，轴直接连接两举升臂。
如图2.1所示,活塞杆向外伸出时,带动举升臂向上运动。
各举升臂必须相互联系,采用螺栓连接，图中左侧用轴连接，因各铰接处均有摩擦，所以采用润滑脂润滑。
举升臂向上运动时，通过轴带动滑轮滑动，举升臂、轴与滑轮之间需使用键进行周向固定,力才能相互传递，滑轮轴上还放有套筒,并采用锁止螺钉进行轴向固定，轴两端用弹性挡圈固定，防止臂和滑轮外移；
连接螺栓处用止动垫圈固定锁止；
固定铰支座处用销链接,销通过锁止螺钉锁止；
底座通过地脚螺栓固定于地面上；
这样举升机才能正常工作.
2确定剪刀式举升机的各结构尺寸
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
车身信息
车型
长丰帕杰罗3.0GLS手动
上海大众劲取
车身长/宽/高（mm）
4830/1895/1885
4200/1650/1465
前轮距
1575
1460
后轮距
1560
轴距
2775
2460
前轮规格
215/60R16
195/55R15
后轮规格
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剪刀式举升机主要结构尺寸确定
1、剪刀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
举升高度
350~2000
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2m，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，JumboLiftNT剪式举升平台的外形及运动形式。
2、举升机各部分尺寸
（1）支撑平台尺寸
因剪刀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500mm～600mm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
（2）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
.
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长L,
求得L=1306mm,举升臂宽110mm，厚为20mm。
3举升机压缩到最低点时的状态
3、举升机升高到2m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2m时，举升机上下两滑轮之间的距离为
，因举升臂长L=1306mm，固定铰接处与滑轮之间的距离为Lb，由勾股定理得
，则Lb=896。
15mm,滑动轮滑动距离Lx=1300—896.15=403.75mm.举升机升高到2m时，结构状态如图2.4所示。
图2.4升高到2m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。
2.3举升机在地面上安装尺寸
考虑到
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