基于SolidWork对小型电动双立柱式汽车顶升机的设计文档格式.docx

1、第一章 绪 论1.1 本课题的研究背景改革开放以来，我国经济迅猛发展，国民生活水平的提高，越来越多的私家车深入家庭，对汽车服务业的需求也越来越高，对于顶升机的需求总是供不应求，因为它是现在的汽车4s店的维修必备工具。但是就我国目前技术来说，独立拥有足够的生产规模和知识产权的厂家很少，对顶升机的各方面性能的研究还很匮乏，所以我认为在目前这么一个环境下，对我国汽车顶升机的改进设计是十分有必要的，希望我的设计和改进能够为我国这个行业的瓶颈带来突破性的效果。1.2 汽车顶升机在国内外的研究现状实际上，美国在1925年就已经生产了世界上第一架汽车顶升机，它是由气缸调节的单柱顶升机，但是由于当时技术和条件

2、的限制；所以在安全性能方面不能够保障。直到1966年，第一台双柱汽车顶升机在德国出现，这意味着顶升机研究方面取得的更大的突破，但是这种顶升机直到11年之后才在其他国家相继投入生产。在如今的汽车顶升机市场上，双柱汽车顶升机的销量逐年增长。而在我国对这方面的研究起步较晚,直到上个世纪末才借鉴国外的技术生产出第一台汽车顶升机。但随着我国的汽车行业的快速发展, 私家车成为了目前我国人民追求更高物质生活的主流，因此与汽车相关的服务业也随之蓬勃发展,特别是汽车顶升机的需求量年年都在上升。生产汽车顶升机的厂家如雨后春笋般一个接着一个冒出来，但目前顶升机国产货质量上不敢恭维。所以造成了目前许多厂家都将注意力转

3、移到怎样提升顶升机的质量与市场竞争力这一形势。1.3 设计步骤及主要内容1.3.1 顶升机整体尺寸大小的设计根据顶升机实际承载能力及一般轿车的尺寸，构造出主体整个框架的大小1.3.2 对顶升机各部分传动系统进行优化首先需要考虑的就是电机，对传动系统初始条件的设计需要以电机为基础;其次，安全系统也必不可少，还需对螺旋传动中的丝杠螺母进行改进，能够满足急停和安全保险的必要条件。1.3.3 顶升机各个零部件的设计。对顶升机内部的连接装置和传动装置进行优化设计，对主立柱以及托臂进行设计与校核计算。 1.4 设计的目的和意义1.4.1 设计的目的通过全面的分析与计算，来设计出一种能够更加经济适用的电动式

4、双柱顶升机，它需满足在顶升车辆的应用范围上应该更广泛和在维修厂所处的工作环境上更优化。1.4.2 设计的意义 经过对顶升机整个系统的精密的设计与计算，了解了顶升机的构造以及对其传动系统有了更清澈的认知，方便顶升机被人们了解，对顶升机的应用以及日后对其改进都有很重要的现实意义。第二章 顶升机总体结构的设计2.1 整体的尺寸和结构小型电动双立柱式汽车顶升机主要由主立柱、滑套、底座三大部分组成。对顶升机整体的设计需满足汽车在顶升机上的停放平衡稳定同时还要能满足在修理工在对汽车进行修理时，不妨碍工作。具体尺寸如表2-1所示：最大顶升重量最大顶升高度 顶升时间电机功率框架尺寸本身重量3000 kg175

5、0mm50 S3 KW3396*50*2630750 kg 表2-12.1.1 立柱立柱是U型实心结构，厚度为50mm，电动机焊接在右立柱中上端，传动丝杠装固在立柱上下端的轴承座内。2.1.2 滑套传动螺母与滑套相连接且带动托架升降;滑套内包含导间轮，主滚轮，滑套需承受托架上下运动内部所产生的侧向力并对其内部产生导向的效果。2.1.3 底座底座上固定着两主立柱;底座与地基通过地脚螺柱来固定;而且在底座内部设有链传动以及相关的松紧装置。2.2 电路传动路线的设计本人做此设计最终选用传动方式是机械传动，原因有如下几点：1.性能安全可靠；2.传动结构简单3.内部零件对加工精度的要求不高4.维修人员拆

6、装维修方便5.经济实用。虽然机械传动相对其他传动方式来说使用寿命较短，但就目前的改进技术来说，机械传动的这个缺点也在逐步得到相应的改善。传动路线为：电动机转动带动皮带传动，再由皮带传动将动力传给主螺旋副传动，接着主螺旋副传动将传动信息反馈给链传动，最终到达副螺旋副传动。2.3 相关同步装置的选择顶升机左右两立柱上与滑套连接的四个托架，应保证同时上下滑动。我设计时所采用的链传动结构。同步性能方面可靠，结构相对于其他传动结构来说比较简单，本身的重量小，安全方面大可放心，而且传动的效率还较高，唯一的不足就是需要将链传动的张紧装置设置到最方便。2.4 主体电机的选择（1） 电动机的类型的选择根据小型电

7、动机的工作要求和相关工作条件，还要兼顾电动机的经济方面和维护保养方面，最终选用Y（IP44）系列三相异步电动机1。（2） 电动机容量计算电动机的性能方面只需考虑其功率就行。功率 =总能量（重力势能）/时间代入数据得P=mgh/t=1.05kw电动机功率PL=P/其中,传动装置的总效率 =12234 =0.471为带传动的效率.取0.952为轴承的效率,取0.983为丝杠传动的效率,取0.554为链传动的效率,取0.94所以PL=1.05/0.47=2.23我们知道，在电动机刚启动的时候，都会受到相关制动影响，所以选择电动机的功率需满足：PN1.1*PL=1.1*2.23=2.453 KW工作温

8、度为常温，满足条件,因此我最后确定的电动机功率为3 KW经查询相关资料2，确定电动机的各个指标如表2-2所示:额定功率 （Kw） 3转速 （r/min） 1440电压 （V） 380额定电流 （A） 7最大长度 （mm） 380最大宽度 （mm） 283最大高度 （mm） 245 表2-2（3） 电动机额定转速的选择选择的电动机满足所有条件，电机的额定转速为n1=1440 r/min。2.5.1 顶升行程H顶升行程的意思是顶升机将汽车顶升一定高度，这段高度就是顶升行程。顶升行程与维修人员身高有关，一般维修工都是男性，根据本人的身高来考虑，最大顶升行程最终选定1.75m。2.5.2 升降速度升降

9、速度也是个关键性因素，因为它关乎到生产效率的高低，电动机功率的大小，操作过程是否足够安全以及布置一些机构方面等。现在的市场上售卖的顶升机的顶升速度通常在13m/min这个范围内，经过仔细的考虑，我设计时最终选定的顶升速度为2.1m/min。第三章 两边立柱与四个托臂的设计3.1 立柱的校核与计算图3-1 主立柱受力分析图3.1.1 立柱的强度校核3.1.1.1 校核正应力强度MAX=Mmax/W （3-1） =MC/W=2748272.10.1/253.83=1082.72Kg cm2许用应力选: =541100/（9.85）=1102.04Kg/cm2max,满足强度条件。3.1.1.2 校

10、核剪应力强度max=QmaxS/（ZB）=QC/（ZB/S） （3-2）=5234.804Kg/（16.43628.2cm）=11.294Kg/cm2选S=235MPa,而许用应力=2351009.85=479.59Kg/cm2,max,满足强度条件。图3-2 主立柱三维立体图3.1.1.3 折算应力强度校核 X=MY/ （3-3a）=27482720.111.0881/2814.519=1082.71Kg cm2 X=QS/B （3-3b）=5234.804171.24/（2814.51928.2）=11.29Kg /cm2Y=-X （3-3c） 对在点的受力分析上图所示 =（2+32）-2 （3-4）所以,=（082.712+311.292）-2=1082 kg/ cm2600MPa,max3.2.3.2 校核剪应力强度=QS/I（a-b）=7000Kg112.8mm/3mm（100-88） mm = 21.93MPa。 （3-16）选:S=235MPA,=355 （3-18）根据公式计算得F8151919232325我所选择的z1齿数为25。（