电动千斤顶设计Word格式.docx

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（5）样机制做。

摘要

千斤顶作为一种传统顶举重物的工具，在建筑、铁路、医疗、汽车维修等各领域均得到广泛的应用。

本文主要针对汽车用千斤顶的设计与制造技术进行了研究。

本论文首先综合分析了国内外汽车用千斤顶的发展现状和结构特点，讨论了开发新型汽车用千斤顶的意义。

在综合分析比较各种现有汽车用千斤顶方案特点的基础上，提出了电动千斤顶的设计方案。

设计过程中，采用单片机控制电动机转速来对汽车千斤顶进行优化设计。

最后，根据设计结果制作了新型汽车用千斤顶，应用结果表明该新型千斤顶与现有同类产品比较，降低了生产成本，改善了性能指标。

优化后的新型千斤顶在满足性能强度要求的前提下，单台可节省材料约220克。

据国家统计局统计信息显示，我国个人汽车保有量1999年己达534万辆，2002年国内轿车年产销量均突破100万辆，2003年有继续增长的趋势。

我国汽配企业不仅供应国内市场的需求，每年还生产出口约500万台汽车用千斤顶到世界各国。

考虑到每年我国生产制造的汽车用千斤顶产量巨大，若能采用本文提出的方法设计制造该产品，则可大量节约材料成本，其经济效益十分可观。

同时，优化后的产品在降低生产成本的前提下，其可靠性和稳定性方面也有了一定的提高。

关键词：

电动千斤顶；

蓄电池；

单片机控制

ABSTRACT

Asatraditionaltoolofliftingheavy,jackiswidelyusedinallkindsoffieldssuchasarchitecture,railway,medicalandgaragesystem.Aseriesofresearchmainforbumperjackwerecarriedthroughinthispaper.

Thepresentstatus,aswellasthestructures,ofbumperjacksinhomeandoverseasisanalyzedsyntheticallyinthepaper.Andthentheimportanceofdevelopingnewbumperjackunderthecurrentcircumstancesisalsodemonstrated.Onenewprojectaboutjack,whichcansupportelectricdrivingmode,isputforwardaftercomparingvariouscurrentexistingprojects.OnekindofnewoptimizingmethodcalledGeneticAlgorithm（GA）isusedtooptimizethebumperjackstructure.

Finallytheoptimizedproductsareproduced,anditshowsthatthecostoftheproductsafteroptimizingisreduced;

moreovertherelativeperformanceisimproved.Twohundredandtwentygrammaterialofeachbumperjackissaved.AccordingtothedataprovidedbytheNationalBureauofStatisticsofChina,therewereupto5,340,000salooncarsto1999.Theturnoutandsaleofsalooncarin2002havealreadybrokenthrough1,000,000.Anditisgoingupin2003.Chinesecompaniesprovidebumperjacksnotonlyfordomesticmarket,butalsoforinternationalmarket

Thereare5,000,000bumperjackstoexporteachyear.Inviewofthetremendousoutputofbumperjacks,agreatdealofcostcanbesavedifadoptingthedesignmethodputforwardinthepaper,andthenitwillbringgreatbenefittothehomecompanies.Atthesametime,thereliabilityandstabilityoftheproductareimproved

Keywords:

bumperjack;

accumulatorcell；

SCMcontrol

绪论

1.1本课题研究的意义

本课题的主要任务是探讨己有的汽车用千斤顶技术[1]，设计开发一种新型的电动的汽车用千斤顶，并将现代设计方法运用于汽车用千斤顶设计，提高其使用性能，降低生成成本。

千斤顶对于人们来说并不陌生，日常生产实践中经常会遇到这样一些情况:

例如需要将重物如车辆、大型设备、井下轨道等在没有起吊设备的情况下移动或抬起它们，而仅靠人工操作是非常困难甚至根本无法实现的，这就需要用到千斤

顶。

由此可见，千斤顶与人们的生活密切相关。

作为一种传统顶举重物的工具，

千斤顶在建筑、铁路、医疗、汽车维修等各领域均得到了广泛的应用。

目前，在

生产实践中使用着以下各种各样的千斤项:

（1）在建筑领域中应用的千斤顶主要有钢绞线千斤顶、松卡式千斤顶、穿心式千斤顶、掩护支架平衡千斤顶、预应力前卡式千斤顶、预应力张拉式千斤顶，窄空间小吨位千斤顶等;

（2）在汽车运输维修部门应用的千斤顶有螺旋千斤顶、液压千斤顶、充气千斤顶等;

（3）在医疗卫生部门应用的有X线刀机械微调千斤顶;

（4}除此以外还有应用在其他领域的一些千斤顶。

由于使用对象的差别和使用场合的不同，在汽车维修领域也有各种各样不同

类型的产品出现。

汽车用千斤顶的分类方法如下:

（1）按汽车用千斤顶的结构特点分类，可分为立式千斤顶、卧式千斤顶和

剪式千斤顶。

目前开发出的立式千斤顶多为手动方式，它是一种常用的顶举或提升重物的

轻小型起重设备，广泛应用于起重、运输、装卸、安装及某些特殊工艺操作。

这种立式千斤顶技术成熟，但在送入车下起顶部位和起顶时，由于操作者不能完

全在车外部进行操作，因此操作不便。

卧式千斤顶由油泵、工作油缸、顶臂、承力盘、手柄、侧板和轮子组成，使

用时可以让用户在车外方便地操作。

它的起顶高度低，可达高度高，上升速度也

较快，但起重吨位较低，本身尺寸较大，目前常用的有以下几种卧式千斤顶:

轻型:

用于轿车随车工具或自备外出以供急需，由于对象固定，因而可设计

得小巧、轻便。

用于随车工具或私人车库维修设备，属不定期使用，故并不强调

牢固耐用。

中型：

用于一般汽车维修工具，供修理汽车用，由于对象范围广，使用频度高，故要求操作方便快速，稳定性好，并要求有一定的寿命。

重型：

用于有较大周转场地的维修或事故抢救。

由于使用条件限制，因而要求数量不是很多，从而单价高，使用频度高，因而这种千斤顶一般须有使用寿命的要求（一般不低于200次）。

剪式千斤顶的外型如图1-1所示[2]。

它是一种原理卧式千斤顶。

剪式千斤顶有机械式的，也有液压式的。

机械剪式千斤顶整个系统一般由上下举臂，丝杆和底座组成。

若是电动剪式千斤顶，则还有电机，减速箱和固定板。

液压剪式千斤顶则在底座上设有油室及油路连通结构。

剪式千斤顶一般有电动和手动两种操作方式。

在本设计中我们采用的是电动控制千斤顶正转反转的方式。

图1-1剪式千斤顶

（2）根据汽车用千斤顶动力来源的不同，可以分为手动千斤顶，电动千斤顶和电动手动两用千斤顶。

手动千斤顶的动力来源是人力驱动。

虽然制造简单，价格低廉，但由于使用时必须用手不断操作才能升降套筒或举臂，所以费时费力，使用极其不方便。

如前面提到的立式千斤顶和卧式千斤顶大都是手动方式。

电动千斤顶的动力来源是电动机驱动。

使用时直接利用汽车自备电源，驱动直流电机，通过适当的控制电路来实现所需要的功能，代替手工操作控制千斤顶的升降。

因此相对手动千斤顶来说它提高了工作效率，避免了重复繁重的体力劳动，为司机特别是女性司机创造出一种方便，高效，省力的修车环境和条件。

电动手动两用千斤顶集合了以上两者的优点。

（3）根据汽车用千斤顶传动类型的不同，可以分为机械传动千斤顶和液压传动千斤顶。

机械传动千斤顶是通过机械装置来实现千斤顶的传动功能，如立式螺旋千斤顶。

工作时千斤顶的螺母固定，利用手柄直接驱动螺杆作螺旋运动，从而将螺杆端部承力盘上的重物顶起。

立式螺旋千斤顶除了采用手柄直接驱动螺杆的传统方式以外，还有以齿轮传动（圆柱直齿或锥齿轮）来驱动螺杆的方式。

液压千斤顶则是通过液压装置来实现千斤顶的传动功能。

它将密封在油缸中的液体作为介质，把液压能转化为机械能，从而将重物向上顶起。

液压千斤顶结构简单，体积小，重量轻，自润滑性好，举升力大，易于维修，但同时造成精度要求较高，效率低，操作不当时支点易滑落，存在不安全因素。

若出现泄露现象将引起举升汽车的下降，保险系数降低，使用其举升时易受部位和地方的限制。

综上所述，虽然已经有多种汽车用千斤顶，但这些产品大多利用传统设计方法，存在进一步改进设计，提高性能，降低成本的可能。

另外一方面，随着社会经济的发展，人们消费水平的提高，用户需求也在发生着巨大的变化。

消费者不再仅仅追求产品的结实，耐用，安全，而进一步关注产品的功能，经济，美学等特性。

就汽车用千斤顶来说，随着人们生活质量的提高，人们也对产品提出了更高的要求，千斤顶应当在满足功能要求的前提下向轻便化，美观化，经济化发展。

传统的千斤顶（如液压式等），多为手动操作，费时费力，劳动条件差且安全性低;

而目前使用的电动千斤顶又大多结构复杂、体积大、重量重、工作稳定性较差且生产成本高，需要加以改进。

随着计算机、信息技术的广泛应用，在产品设计中运用计算机辅助设计方法（用计算机完成绘图、模拟、优化和其他数值分析等任务）来进行概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机绘图等己成为常用设计方法阴。

同时，计算机科学的高速发展也使优化设计过程变得更简单易行。

我们可以根据数学模型的特性，选择适当的优化设计计算方法，获得最优设计方案。

而对我国当前千斤顶设计制造技术水平比较落后，激烈的市场竞争和巨大的市场潜力同时存