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双柱举升机设计说明书
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，供汽车维修和平安检查作业的保修设备。
因此，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，进展举升机的构造设计，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：
机械双柱汽车举升机；设计计算
Abstract
Mechanicaldouble-liftingmachineofthetopicstudiedisaserviceequipmenttomakethecars,vans,trucksandothersinakindofvehicleweightofnotmorethan3traisetoacertainheightforthemaintenanceandsafeoperation.Therefore,itiswidelyappliedbythemaintenanceenterprise.Inthisdesign,throughinvestigatingandanalyzingvariousmechanicallifts,andlightingmechanicaldoublevehicleliftdesign,inaccordancewithliftingweightandliftingheightofvariousliftsathomeandabroad,Idevelopdesignprogramthatusedoublemotor-drivenscrewdrive.Itsself-lockingissimpleandtherequiredprecisionofthemachinedsurfaceofthepartsisrelativelylow.Secondly,accordingtothestructurecharacteristicsofvariedlifts,Idevelopthestructuraldesign,includingthechoiceofmotor,thecalculatingdesignofthescrewandnut,thestiffnessandstrengthcalculationofthestrays,andtheselectionandverificationofthebearing.Finally,Idrawthewholeassemblymapandthemajorcomponentsmapaboutthemechanicaldouble-liftingmachine.
Keywords：
Mechanicaldouble-liftingmachine;Design.
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1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平安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，在车下任何位置进展维修作业，操作简便，灵敏可靠，工作条件大为改善。
随着国民经济的快速开展，汽车制造业开展迅猛，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。
这也为汽车售后效劳业、汽车维修企业的开展创造了良好的契机。
作为汽车售后效劳业、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非常重要的作用。
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。
详细言之，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有根本形式有：
普通双柱、龙门双柱、四立柱、剪式、挪动式和单立柱式等.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.
就其开展趋势而言，一定是朝着平安、简便、使用寿命长、噪音小、价格低廉的方向开展.
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，进展外文翻译。
（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、有平安保护装置。
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）：
50
2.2举升机的设计内容
2.2.1举升机的总体方案拟定
通过对搜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
进展举升机的总体构造设计和计算，传动系统计算，主要构造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
1030
4546×1690
一汽奥迪〔125kw〕
1960
4792×1814
123
二汽富康zx
945
4071×1688
145
起亚kiaSorento
2021
4525×1720
华晨宝马530i
1605
4841×1846
捷达GIF豪华型
1170
4416×1688
奔腾2.3自动导航型
1470
4705×1782
新宝来1.8自动豪华型
1310
4383×1742
本茨230CE
1340
4655×1740
奇瑞QQ新东方之子
1420
4770×1715
皇冠G
1520
4860×1720
2.3.1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本钱，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间隔地面的最小高度，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消费率的上下、电动机功率的大小、操作运行中的平安等问题，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：
举升才能小，平安性较差，空压机系统噪声大，如今已经很少使用。
（2）液压传动方式：
具有平稳、噪声低、易于防止过载、元件自动光滑等优点；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，但仍不可防止地会造成油液泄露，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，因此必须设有平安保险装置。
（3）机械传动方式：
最大优点是平安可靠、构造简单、零件加工面的加工精度要求相对较低，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
间隔
（m）
净跨
度
（m）
电动机
功率
kw
备
注
〔原苏联〕Π133
2.0
<1.75
1.2
0.17
2.42
2×1.1
〔波兰〕SDO—2.5
2.5
1.8
0.18
2.3
3
〔法〕Mod42713--51
2.0
1.71
1.84
0.105
2.11
3
青岛QJ—2.5B
2.5
1.7
0.88
0.17
2.15
2×1.1
丝杠式
皖安厂YSJ-3
3.0
1.7
1.7
0.12
2.15
1.5
液压式
北京QSJ83-2.2
2.2
1.75
0.16
2.25
2.2
液压式
综上所述：
根据国内外举升机有关技术数据〔见表2〕的分析及所设计举升机根本技术参数的考虑，采用机械传动方式，即电机---减速机构---丝杠---螺母传动形式。
3举升机的构造设计与计算
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。
为了保证举升机平安可靠，必须满足以下自锁条件：
其中：
表3：
螺旋副的材料及相关参数
螺杆
螺母
许用压强[p]MP
15#正火钢
青铜
11~18
采用梯形螺纹（GB/T5796.1~5796.3--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
（N×m）
电动机代号
71
2.2
292
69
100L1—4
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〕
①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、改变剪应力并合成应力。
根据第四强度理论：
螺杆的当量应力
②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，不必对丝杠进展受压稳定性计算。
3.1.3.2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，应进展以下计算：
①螺纹接触面上的压强
②螺纹根部的抗弯强度校核
③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，因此可简化为悬臂刚架，其计算挠度f必须小于或等于答应挠度[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56N×m
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/T10614—1989〕
表5：
芯型弹性联轴器的主要尺寸和根本参数：
公称
转矩T
（N×m）
瞬时
最大
转矩
T
（N×m）
许用
转速
钢
〔r/min〕
轴孔直径d（mm）
轴孔长度L
D
t
重量／kg
转动惯量
kg×m
63
180
4500
28
62
105
3
3.7
0.0039
3.1.3.5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。
Ⅰ寿命计算
①选择轴承型号：
7410B角接触球轴承〔
〕
根本额定静载荷
②计算内部轴向力
图2：
螺杆的受力简图
受力图〔见图2〕可知：
③计算单个轴承的轴向力
④计算当量动载荷
⑤寿命
Ⅱ静载荷验算
Ⅲ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平安保险装置
举升机作为一种维修用的起重设备，其平安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、金属构造及联接部位在强度及刚度上都应有一定的平安系数外，还应设置相应的平安装置。
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顿按钮开关，那么上极限开关动作，切断电源，举升机停顿上升，保证维修工作平安及机械事故。
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略微不同步现象，假如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，开关才开场动作，切断电源，电动机停顿工作，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，应程度回位自如，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，使汽车处于程度位置，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程度状态。
锁定装置分为机械推拉式、楔块式、扇形齿构造。
本机选用扇形齿构造，可实现人工操作兼有提升过程中自动锁定作用，使用方便，平安可靠。
3.3同步装置
举升机左右两立柱上的四个托臂（与托架相联接）必须保证同步升降。
目前采用的构造形式有三种：
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，但构造较复杂，而且自重较大。
第二种：
采用链传动构造，同步性可靠，构造简单，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展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，切断电源电动机停顿运转，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，那么可自动切断电源、予以保护。
电动机设有接地平安装置，检修时可将容电器FU拔下与外线路电源断开，以保证平安。
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光滑情况是否良好，方便维修更换。
3.5.2良好的光滑
良好的光滑是保证机器正常运转、延长使用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光滑，操作者也应进展经常的光滑维护。
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，因此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;Kab—a侧b极限开关；
Jab—b侧a继电器;Cab—b侧a接触头。
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“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、相关资料的研究及消费理论的结合，在大量的理论知识的准备根底上设计完成的。
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。
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