機(jī)械螺旋驅(qū)動(dòng)汽車(chē)雙柱舉升機(jī)設(shè)計(jì)【絲杠傳動(dòng)】
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Mechanical screw drive motor double column lifter design
Student: zuo luo Class: 0881054
Supervisor: he hong lin
Abstract: mechanical screw driven double column lifter is a large lifting machine, which is mainly used for car repair. The current lift more products: according to enhance power to mechanical and hydraulic two forms; according to the types of structures have a single column, double column, type and shear type. However, various types of lifting machine has its own advantages and disadvantages, is the topic of lifting machine optimization design, economical, suitable and better lifting machine.
First of all, on the market used some of the lifting machine to carry on the analysis, combined with their advantages and disadvantages, I design and selection of mechanical drive for lifting machine power transmission. Transmission route: motor belt transmission -- -- -- the main screw drive chain drive -- Vice screw drive form. After several months of effort:
1) To complete the motor selection, selection of general purpose ( IP44) series of three-phase asynchronous motor, according to the overall structural arrangement, using horizontal sealing structure
2) Completed to leg and arm calculation and checking
3) Design of transmission system of spiral transmission
4) Determine the screw diameter and height on the nut and screw and nut calculation
5) Completed the lead screw nut structure safety design
6) Determine the chain model 16A, the optional pitch P=25.4
7) To complete the V band selection
Key words: sliding screw screw chain belt of V
Signature of supervisor:
機(jī)械螺旋驅(qū)動(dòng)汽車(chē)雙柱舉升機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名：左羅 班級(jí)：0881054
指導(dǎo)老師：賀紅林
摘要：機(jī)械螺旋驅(qū)動(dòng)雙柱舉升機(jī)是眾多舉升機(jī)的一種，它主要用于對(duì)汽車(chē)的維修。當(dāng)前舉升機(jī)的產(chǎn)品種類(lèi)比較多：按提升動(dòng)力來(lái)分有液壓和機(jī)械兩種形式；按結(jié)構(gòu)類(lèi)型來(lái)分有有單柱式、雙柱式、四柱式和剪式。然而各種類(lèi)型的舉升機(jī)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，本課題就是將舉升機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)型、適用型更好的舉升機(jī)。
首先，對(duì)市面上常用的一些舉升機(jī)進(jìn)行分析，結(jié)合它們的優(yōu)缺點(diǎn)，我設(shè)計(jì)選用機(jī)械傳動(dòng)作為舉升機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)。傳動(dòng)路線為：電動(dòng)機(jī)——皮帶傳動(dòng)——主螺旋副傳動(dòng)——鏈傳動(dòng)——副螺旋副傳動(dòng)形式。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力：
1） 完成了對(duì)電動(dòng)機(jī)的選擇，選用一般用途（IP44）系列三相異步電動(dòng)機(jī)，根據(jù)整機(jī)結(jié)構(gòu)布置，采用臥式封閉結(jié)構(gòu)
2） 完成了對(duì)立柱與托臂的計(jì)算和校核
3） 設(shè)計(jì)出了傳動(dòng)系統(tǒng)即螺旋傳動(dòng)
4） 確定了絲杠的直徑與螺母的高度以及對(duì)螺桿與螺母的計(jì)算
5） 完成了絲杠螺母結(jié)構(gòu)的安全性設(shè)計(jì)
6） 確定了鏈條的型號(hào)16A，可選用的節(jié)距P=25.4
7） 完成了對(duì)V帶的選擇
關(guān)鍵詞：滑動(dòng)螺旋副 絲杠 鏈條 V帶
指導(dǎo)老師簽名：
學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明
本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請(qǐng)的論文或成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。
作者簽名： 左羅 日期：2012.6.1
學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)
本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。
作者簽名： 左羅 日期：2012.6.1
導(dǎo)師簽名： 日期：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題目機(jī)械螺旋驅(qū)動(dòng)汽車(chē)雙柱舉升機(jī)設(shè)計(jì)
專(zhuān) 業(yè) 名 稱(chēng) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 088105443
學(xué) 生 姓 名 左羅
指 導(dǎo) 教 師 賀 紅 林
填表日期： 年 月 日
一、 選題的依據(jù)及意義：
現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展而日新月異, 新工藝、新材料、新技術(shù)廣泛運(yùn)用, 特別是電子技術(shù)、液壓技術(shù)在汽車(chē)上應(yīng)用, 使當(dāng)今的汽車(chē)是集各種先進(jìn)技術(shù)的大成, 新穎別致的汽車(chē)時(shí)時(shí)翻新。而現(xiàn)代汽車(chē)的故障診斷不再是眼看、耳聽(tīng)、手摸, 汽車(chē)維修也不再是師傅帶徒弟的一門(mén)手藝, 而是利用各種新技術(shù)的過(guò)程。
隨著汽車(chē)技術(shù)的快速發(fā)展, 日益呈現(xiàn)出汽車(chē)維修的高科技特征, 與其同時(shí)汽車(chē)維修理念也不斷更新。為此，為了提高其維修的快速發(fā)展，有必要設(shè)計(jì)一套新型的汽車(chē)舉升機(jī)。
二、 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）：
汽車(chē)發(fā)明后不久，汽車(chē)維修機(jī)械師就在想：“怎樣才能夠把汽車(chē)舉升到空中，從而可以在其下面工作？”舉升機(jī)的發(fā)展史告訴我們，發(fā)明第一臺(tái)自動(dòng)舉升機(jī)的靈感來(lái)自理發(fā)師的椅子，因?yàn)樗梢钥焖偕岛托D(zhuǎn)，以適應(yīng)于不同身高和胖瘦的顧客。早期的單柱地基式液壓舉升機(jī)，大大地提高了比它問(wèn)世還早的千斤頂和臺(tái)架的功能，這種早期舉升機(jī)的旋轉(zhuǎn)功能可以在舉起汽車(chē)以后，將其旋轉(zhuǎn)360°。也許你經(jīng)常去的一個(gè)汽車(chē)維修廠，現(xiàn)在仍然利用這種舉升機(jī)為客戶提供日常的汽車(chē)維修服務(wù)，這種舉升機(jī)大多已經(jīng)工作了75年了。
隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，單柱式舉升機(jī)設(shè)計(jì)上的局限性很快就顯露出來(lái)了。如果只是在汽車(chē)四周進(jìn)行檢測(cè)維修工作的話，這種舉升機(jī)也就足夠了，但是這種舉升機(jī)的起重臂和中央立柱會(huì)妨礙進(jìn)入汽車(chē)底部的大部分區(qū)域。針對(duì)單柱式舉升機(jī)的這些局限性，工程師已經(jīng)提出了很多舉升機(jī)的設(shè)計(jì)方案并作了許多改進(jìn)工作?，F(xiàn)在，舉升機(jī)的選擇范圍很大，有地基式、托舉式、剪式、平行四邊形式、便攜式、單柱式、雙柱式、四柱式、驅(qū)動(dòng)式、接觸車(chē)架式、對(duì)稱(chēng)式、非對(duì)稱(chēng)式、小行程、大升程、隊(duì)列式以及其它的各種舉升機(jī)設(shè)計(jì)方案。某些舉升機(jī)可能同時(shí)具有這些設(shè)計(jì)方案中的幾個(gè)特點(diǎn)
我國(guó)的汽車(chē)舉升機(jī)是20世紀(jì)80年代依據(jù)國(guó)外的產(chǎn)品技術(shù)生產(chǎn)的，由于移動(dòng)和拆裝方便，也便于維修中小型汽車(chē)，逐漸代替了以前維修汽車(chē)通用的 “地溝”模式。90年代開(kāi)始，國(guó)內(nèi)舉升機(jī)逐漸開(kāi)始普及，隨著我國(guó)汽車(chē)保有量的增加，舉升機(jī)作為汽車(chē)維修的重要工具，需求量也大大增加?，F(xiàn)在舉升機(jī)市場(chǎng)已經(jīng)擁有近百個(gè)中外品牌，產(chǎn)品系列成百上千。
2003年，中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)勢(shì)頭，當(dāng)年被許多業(yè)內(nèi)專(zhuān)家公認(rèn)為中國(guó)開(kāi)始進(jìn)入汽車(chē)社會(huì)。在汽車(chē)消費(fèi)結(jié)構(gòu)方面，家庭購(gòu)買(mǎi)比例越來(lái)越大，已經(jīng)成為市場(chǎng)需求的主體，中國(guó)從此將開(kāi)始進(jìn)入穩(wěn)定增長(zhǎng)的良性的汽車(chē)市場(chǎng)。隨著競(jìng)爭(zhēng)的激烈汽車(chē)銷(xiāo)售越來(lái)越走向微利時(shí)代，而汽車(chē)后市場(chǎng)則隨著汽車(chē)消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化和消費(fèi)者消費(fèi)理念的成熟而呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿兔篮玫那熬?。目前，?guó)內(nèi)的汽車(chē)后市場(chǎng)比較混亂，但巨大市場(chǎng)潛力和快速的增長(zhǎng)速度，都給商家?guī)?lái)了很好的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。隨著市場(chǎng)開(kāi)放程度增大，多方力量在角逐國(guó)內(nèi)汽車(chē)維修保養(yǎng)市場(chǎng)。
舉升機(jī)在汽車(chē)維修養(yǎng)護(hù)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，無(wú)論整車(chē)大修，還是小修保養(yǎng)，都離不開(kāi)它。在規(guī)模各異的維修養(yǎng)護(hù)企業(yè)中，無(wú)論是維修多種車(chē)型的綜合類(lèi)修理廠，還是經(jīng)營(yíng)范圍單一的街邊店（如輪胎店），幾乎都配備有舉升機(jī)。舉升機(jī)的重要性和普及性，決定了它是一種備受專(zhuān)業(yè)人士和經(jīng)營(yíng)管理者重視的設(shè)。
目前市場(chǎng)上以國(guó)內(nèi)品牌為主，有：營(yíng)口大力、深圳高昌等。此類(lèi)舉升機(jī)分為地溝平板小車(chē)式和地溝子母平板式兩種。適合高度不夠，空間較小的工作環(huán)境。但應(yīng)用一定注意，須配后輪側(cè)滑板，否則測(cè)試誤差率較大，安裝時(shí)須保證前后左右水平誤差值應(yīng)小于2.5MM。在滿足以上情況，一般測(cè)試結(jié)果可以滿足要求。優(yōu)點(diǎn)是：投資少、省空間。缺點(diǎn)是：操作不便，形象較差。
雙柱托舉接觸車(chē)架式舉升機(jī)是一個(gè)被廣泛采納的舉升機(jī)，在最近幾年所有新銷(xiāo)售的舉升機(jī)中，至少三分之二都是這種類(lèi)型的。這種設(shè)計(jì)之所以很流行，有幾方面的原因的：一就是這種舉升機(jī)安裝起來(lái)很快，不需要大范圍的開(kāi)挖，也不需要對(duì)維修廠的整體布局進(jìn)行一些永久性的變動(dòng)。二是功能的多樣性，一臺(tái)雙柱托舉接觸車(chē)架式舉升機(jī)幾乎可以用來(lái)進(jìn)行所有汽車(chē)的維修作業(yè)。這種舉升機(jī)的懸臂和接觸襯墊的布局，使得維修工能夠很容易地進(jìn)入汽車(chē)的整個(gè)底部，進(jìn)行車(chē)底的維修操作。因此，幾乎所有主要的舉升機(jī)生產(chǎn)廠家都要生產(chǎn)至少一種型號(hào)的雙柱托舉式舉升機(jī)。
有資料顯示，舉升機(jī)全球的市場(chǎng)規(guī)模約為100億美元，而國(guó)內(nèi)舉升機(jī)市場(chǎng)大約2～3億美元。隨著中國(guó)汽車(chē)保有量的不斷增多，私人購(gòu)買(mǎi)成為購(gòu)車(chē)的主流，售后市場(chǎng)也將得到蓬勃發(fā)展，舉升機(jī)在未來(lái)的需求量也將不斷增加，受到金融危機(jī)的影響，預(yù)計(jì)在未來(lái)五年內(nèi)，舉升機(jī)市場(chǎng)將維持在8%～15%的增長(zhǎng)率。隨著技術(shù)開(kāi)發(fā)的日薪月異，舉升機(jī)在設(shè)計(jì)方面越來(lái)越智能化和人性化，將會(huì)向遙控、電腦控制方向發(fā)展。同時(shí)隨著技術(shù)的不斷成熟，其標(biāo)準(zhǔn)也將逐步統(tǒng)一化。技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品將占領(lǐng)市場(chǎng)。海外市場(chǎng)將是未來(lái)主要增長(zhǎng)點(diǎn)，目前已經(jīng)有不少?gòu)S商通過(guò)開(kāi)拓海外。
1.2 目前國(guó)內(nèi)舉升機(jī)的各種型號(hào)及優(yōu)缺點(diǎn)
目前市場(chǎng)上可以看到舉升機(jī)的型式各異、尺寸不同的舉升機(jī)中，有一些特別適合于從事特殊類(lèi)型的維修作業(yè)，也有少數(shù)的舉升機(jī)適合進(jìn)行一些其它的維修作業(yè)，生產(chǎn)廠家有三力、JIG（金華）、漢麥克森、序達(dá)、元征、萬(wàn)力開(kāi)AMREOC、廣力、高昌、繁寶、中大、鰲福（大車(chē)、公交車(chē)、重型車(chē)輛為主）等。生產(chǎn)的舉升機(jī)的形式也比較繁多，從立柱構(gòu)造來(lái)分類(lèi)，主要有單柱式舉升機(jī)、雙柱式舉升機(jī)、四柱式舉升機(jī)、剪式舉升機(jī)和地溝式舉升機(jī)等。
一、單柱式舉升機(jī)
單柱式舉升機(jī)（圖1.1）是將停放在地面上的轎車(chē)等交通工具舉升到一定的高度進(jìn)行維修的專(zhuān)用設(shè)備,是一種典型的用于汽車(chē)及工程車(chē)輛的局部舉升，以便更換車(chē)輪輪胎或?qū)?chē)輛底盤(pán)進(jìn)行各種維修作業(yè)的機(jī)具。單柱舉升機(jī)操作容易、美觀、不占用空間便能將重物方便省力的舉起。具有省時(shí)省力的效果,不用時(shí)完全放置于地面，方便汽車(chē)倒車(chē)和放置物品,是汽車(chē)修理不可缺少的機(jī)具。 單柱車(chē)輛舉升機(jī)分可移動(dòng)式的和固定式的兩種型號(hào)。單柱移動(dòng)式舉升機(jī)適用于室內(nèi)外場(chǎng)地，單柱固定式舉升機(jī)適用于室內(nèi)面積較為緊湊的場(chǎng)所。
圖1.1 單柱式汽車(chē)舉升機(jī)
二、雙柱式舉升機(jī)
雙柱式汽車(chē)舉升機(jī)（圖1.2）是一種汽車(chē)修理和保養(yǎng)單位常用的專(zhuān)用機(jī)械舉升設(shè)備，廣泛應(yīng)用于轎車(chē)等小型車(chē)的
圖1.2 普通雙柱式汽車(chē)舉升機(jī)
維修和保養(yǎng)。雙柱式汽車(chē)舉升機(jī)將汽車(chē)舉升在空中的同時(shí)可以節(jié)省大量的地面空間，方便地面作業(yè)。但是雙柱式汽車(chē)舉升機(jī)為了最大的節(jié)省材料，一般都去掉了底板。由于沒(méi)有底板，使得立柱的扭力需要靠地面來(lái)抵消，所以對(duì)地基要求很高，若是有橫梁（龍門(mén)舉升機(jī)圖1.3所示）就靠橫梁抵消。
1.3 龍門(mén)式汽車(chē)舉升機(jī)
雙柱式舉升機(jī)有對(duì)稱(chēng)式和非對(duì)稱(chēng)式兩種。對(duì)稱(chēng)式舉升機(jī)四根臂的臂長(zhǎng)大致相等，這樣使得汽車(chē)中心（或質(zhì)心）處于立柱的中間位置，對(duì)于皮卡和箱式貨車(chē)等類(lèi)型的汽車(chē)的日常維修來(lái)說(shuō)這種對(duì)稱(chēng)式舉升機(jī)可能是最佳的選擇。但是對(duì)于一些柱間寬度不夠大的對(duì)稱(chēng)式雙柱式舉升機(jī)來(lái)說(shuō)，汽車(chē)舉升后不能打開(kāi)車(chē)門(mén)是一個(gè)很大的缺點(diǎn)。非對(duì)稱(chēng)式舉升機(jī)的立柱向后旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度（大約30°），并且前臂比后臂稍微短一些。當(dāng)把汽車(chē)停放到這種非對(duì)稱(chēng)式的舉升機(jī)適當(dāng)位置時(shí)，車(chē)的位置就向后移動(dòng)了一些，因此，我們就很容易地從車(chē)門(mén)進(jìn)出。而且，這種非對(duì)稱(chēng)式舉升機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的立柱，可以確保車(chē)輛的重心安全地定位在立柱之間。
三、四柱式舉升機(jī)
四柱式汽車(chē)舉升機(jī)（圖1.4）是一種大噸位汽車(chē)或貨車(chē)修理和保養(yǎng)單位常用的專(zhuān)用機(jī)械舉升設(shè)備，四柱式汽車(chē)舉升機(jī)也很適合于四輪定位用，因?yàn)橐话闼闹狡?chē)舉升機(jī)都有一四輪定位檔位，可以調(diào)整，可以確保水平。四柱舉升機(jī)按其結(jié)構(gòu)又分為上油缸式以及下油缸式兩種。上油缸式四柱舉升機(jī)其油缸置于立柱頂部（帶橫梁），下油缸式的油缸置于平板下面。上油缸式四柱舉升機(jī)主要依靠四根鏈條拉起四個(gè)角，拉力油缸置于頂部，這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但自重增加。多數(shù)上油缸式四柱舉升機(jī)二次舉升為手動(dòng)或氣動(dòng)，修理工需要跑到底下操作，這對(duì)于經(jīng)常使用二次舉升的用戶不方便和不安全。保險(xiǎn)裝置為氣動(dòng)裝置，若沒(méi)有氣源則比較麻煩。下油缸四柱舉升機(jī)主要依靠四根粗鋼索拉起四角，拉力油缸置于平板下面，通過(guò)六個(gè)圓盤(pán)將力傳達(dá)四面。這種結(jié)構(gòu)比較緊湊，自重降低。二次舉升一般為電動(dòng)液壓，和主泵連接在一起，只要轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥即可，升降速度快，保險(xiǎn)裝置為楔塊式，四個(gè)楔塊利用拉桿聯(lián)動(dòng)，扳動(dòng)拉桿就可打開(kāi)保險(xiǎn)裝置，方便耐用。
圖1.4 四柱式汽車(chē)舉升機(jī)
四、剪式舉升機(jī)
剪式舉升機(jī)執(zhí)行部分采用剪式疊桿形式,電力驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，目前廣泛用于大型車(chē)輛維修。剪式舉升機(jī)的舉升速度適中且不占用車(chē)坑位置，對(duì)于一些車(chē)型相對(duì)固定，工作強(qiáng)度大（如在公共汽車(chē)）的修理領(lǐng)域無(wú)疑是最好的選擇。而且由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同步性好，一般常用作四輪定位儀的平臺(tái)。
剪式舉升機(jī)分為大剪（子母式圖1.5），小剪（單剪圖1.6）舉升機(jī)，超薄系列剪式舉升機(jī)等幾種類(lèi)型。 小剪舉升機(jī)主要用于汽車(chē)維修保養(yǎng)，安全性高，操作方便。挖槽后與地面相平。 大剪舉升機(jī)涌出比較多，是配合四輪定位儀德最佳設(shè)備，并可以做為汽車(chē)維修，輪胎，底盤(pán)檢修用?？梢酝诓郏部梢灾苯影惭b在地面上。 超薄系列剪式舉升機(jī)無(wú)需挖槽，適用于任何修理廠，有一些樓板上不適合安裝二柱舉升機(jī)以及普通四柱舉升機(jī)，而本機(jī)器與樓板接觸面廣，這樣可以安裝在任何可以開(kāi)車(chē)的樓板上面，解決客戶場(chǎng)地問(wèn)題。這類(lèi)機(jī)器是今后的主流產(chǎn)品，國(guó)外大規(guī)模使用本類(lèi)產(chǎn)品。
圖1.5 子母式剪式汽車(chē)舉升機(jī)
1.6 單剪式汽車(chē)舉升機(jī)
五、地溝式舉升機(jī)
地溝式舉升機(jī)（圖1.7）是大型客車(chē)維修的理想設(shè)備，對(duì)空間較低的廠房更為實(shí)用,且物美價(jià)廉。地溝式汽車(chē)舉升機(jī)，安裝于地溝上面兩沿邊軌道上，一般采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式，蝸桿、蝸輪減速，從而帶動(dòng)絲桿、舉升大梁升降。這種設(shè)計(jì)方式使得地溝式舉升機(jī)移動(dòng)更靈活，舉升力更大，升降平穩(wěn)，操作安裝極為方便，是各種針對(duì)大客車(chē)、貨車(chē)進(jìn)行維修的維修企業(yè)最為理想的舉升設(shè)備。地溝跑道式四輪定位舉升機(jī)前輪轉(zhuǎn)角盤(pán)(選購(gòu)件)位置可調(diào)，加長(zhǎng)后輪滑板，適合各種車(chē)型定位測(cè)量。
圖1.7 地溝式汽車(chē)舉升機(jī)
從舉升機(jī)的驅(qū)動(dòng)類(lèi)型來(lái)分類(lèi)，目前主要分為氣動(dòng)、液壓、機(jī)械式三大類(lèi)。其中尤以液動(dòng)居多，機(jī)械式次之，氣動(dòng)最少，下面簡(jiǎn)單介紹下液壓類(lèi)和機(jī)械類(lèi)的舉升機(jī)優(yōu)劣。
一、機(jī)械式舉升機(jī)
機(jī)械式舉升機(jī)主要有單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺紋傳動(dòng)舉升機(jī)和雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺紋傳動(dòng)舉升機(jī)。機(jī)械式舉升機(jī)流行于1992-1998年間，主要由寶得寶,衡臣,中大,申俠生產(chǎn)，該類(lèi)舉升機(jī)特點(diǎn)是同步性好，由于一般多為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，螺桿傳動(dòng)，它不存在漏油污染問(wèn)題，且自鎖保護(hù)簡(jiǎn)單易行。但由于機(jī)械磨損維護(hù)成本高（經(jīng)常需要更換銅鑼母以及軸承），每年一臺(tái)舉升機(jī)的維修更換需要1000元左右，客戶最終會(huì)將該產(chǎn)品更換為維護(hù)成本小的液壓舉升機(jī)。
二、液壓式舉升機(jī)
液壓式舉升機(jī)的特點(diǎn)是平穩(wěn)、噪音小、力量大，缺點(diǎn)是用久之后易漏油，污染工作環(huán)境。但是液壓式舉升機(jī)維護(hù)成本低，油缸使用5－10年沒(méi)問(wèn)題，而且就舉升機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)而言，一定是朝著安全、簡(jiǎn)便、使用壽命長(zhǎng)、噪音小、價(jià)格低廉的方向發(fā)展，因此液壓式舉升機(jī)必將是今后舉升機(jī)市場(chǎng)發(fā)展的主流。
液壓舉升機(jī)分為兩種一種是單缸舉升機(jī)，一種是雙缸舉升機(jī)。
單缸液壓舉升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：同步性好，不存在顛簸現(xiàn)象，帶厚底板，舉升機(jī)得扭力靠底板抵消，容易調(diào)平，整機(jī)安全性好，適用于地基較差的地方。
雙缸舉升機(jī)又分為兩種：龍門(mén)式舉升機(jī)和薄地板舉升機(jī)，由于是雙缸，同步問(wèn)題難以解決，往往靠?jī)筛摻z繩來(lái)平衡，油缸以及鋼絲繩要調(diào)整得松緊一致，舉升機(jī)才可以同步。
舉升機(jī)的分類(lèi)依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)還有許多方法，但立柱的構(gòu)造是任何一種舉升機(jī)最明顯的特征，而它的驅(qū)動(dòng)升降系統(tǒng)也是不同用戶群體選購(gòu)舉升機(jī)最重要的考慮因素。在這里僅依據(jù)這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分類(lèi)介紹，如果具體的選購(gòu)，應(yīng)當(dāng)詳細(xì)的查詢有關(guān)舉升機(jī)的文章，盡可能擴(kuò)充相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)
三、研究?jī)?nèi)容：
主要內(nèi)容如下：
1.首先確定絲杠能否承載近3噸重的升舉載荷，結(jié)果不能。
2.選用導(dǎo)軌類(lèi)型，實(shí)現(xiàn)絲杠和導(dǎo)軌的同載升舉。
3.設(shè)想絲杠和導(dǎo)軌同時(shí)升舉承載的布局設(shè)置，實(shí)現(xiàn)升舉的可行性。
4.對(duì)于平穩(wěn)升舉安全升舉的控制方式進(jìn)行設(shè)定和選擇，決定用制動(dòng)閥限制絲杠的旋轉(zhuǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)升舉的定位。
5.同步升舉的實(shí)現(xiàn)選擇，初步設(shè)想兩種方案，一是通過(guò)蝸桿與絲杠來(lái)實(shí)現(xiàn)同步旋轉(zhuǎn)，二是通過(guò)鏈傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)絲杠的同步旋轉(zhuǎn)，最后選用鏈傳動(dòng)。
6.電動(dòng)機(jī)與絲杠實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳動(dòng)的方案選擇，一是通過(guò)鏈傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，二是通過(guò)帶傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，三是通過(guò)齒輪嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)，最后選用帶傳動(dòng)，噪聲小，靠摩擦傳動(dòng)傳動(dòng)效率較高。
7.箱體選擇。
8.限位安全的設(shè)定。
9.開(kāi)關(guān)控制的選擇.
四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
機(jī)械式舉升機(jī)的特點(diǎn)：同步性好，但機(jī)械維護(hù)成本高（換銅螺母及軸承）。機(jī)械連接可以是鋼絲繩或鏈條，這樣設(shè)計(jì)有一個(gè)缺點(diǎn)：如果鋼絲繩或者鏈條在工作中伸長(zhǎng)了，從而導(dǎo)致升降時(shí)拖架的移動(dòng)不能同步。
液壓式舉升機(jī)的特點(diǎn)：維護(hù)成本低，單缸同步性好，但雙缸同步性較差。液壓式又
分單缸和雙缸式，單缸也分兩種：老單缸和新單缸，雙缸分龍門(mén)式和無(wú)地板式。單缸同
步性雖很好，但油缸機(jī)械式地連接在對(duì)面立柱的托架上。
雙柱式液壓舉升機(jī)的特點(diǎn)：液壓舉升，維修少。質(zhì)量穩(wěn)定，下降時(shí)需要兩邊拉開(kāi)保險(xiǎn)才能下降。油缸置下部占用下面的空間。
四柱式舉升機(jī)的特點(diǎn)：四柱式在具有雙柱式液壓舉升機(jī)的特點(diǎn)的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)四輪定位的檢測(cè)，安裝升舉更加的方便，中大型的修理場(chǎng)有廣泛的應(yīng)用。
3，工作進(jìn)度安排
1） 查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯（6000字符以上），撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 4周
2） 舉升機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 2周
3） 舉升機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 2周
4） 舉升機(jī)的總體裝配圖設(shè)計(jì) 2周
5） 舉升機(jī)的零部件工作圖設(shè)計(jì) 2周
6） 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3周
7） 畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、畢業(yè)答辯 2周
五、參考文獻(xiàn)
[1] 徐灝等. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第5卷）[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2003
[2] 濮良貴. 機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）[M]. 北京：高等教育出版社，2003
[3] 劉敏杰,等.幾種舉升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與性能分析[J].專(zhuān)業(yè)汽車(chē)，1999,(2):23--25
[4] 文嘉性,馮克良,章武烈.QJ-2型汽車(chē)舉升機(jī)的設(shè)計(jì)與制造[J].陜西汽車(chē),1995,(3):17-25
[5] 林晨.新型液壓汽車(chē)舉升機(jī)[J].林產(chǎn)化工通訊,1995,(2):22
[6] Tomasz Kedzierski .The method of workpiece exacttude evalution on the basis CAD model
means of coordinate measuring machine. 1th international workshop "Advanced methods "
南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文
目 錄
1、 緒 論
1.1 研究背景 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
1.3 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及步驟 2
1.4 設(shè)計(jì)的目的和意義 2
2、 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 尺寸和結(jié)構(gòu) 3
2.2 傳動(dòng)路線的設(shè)計(jì) 4
2.3 同步裝置的選擇 4
2.4 電機(jī)的選擇 5
3、 立柱與托臂的設(shè)計(jì)
3.1 立柱的校核計(jì)算 7
3.2 托臂的校核 10
3.3 聯(lián)接件的計(jì)算與校核 13
4、 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.1 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 16
4.2 鏈傳動(dòng)的選擇 23
4.3 帶傳動(dòng)的選擇 29
5、 結(jié)論與建議
5.1 結(jié)論 33
5.2 建議 33
參考文獻(xiàn) 34
致 謝 35
35
1、 緒 論
1.1 研究背景
隨著我國(guó)汽車(chē)深入家庭，汽車(chē)維修業(yè)也迎來(lái)了一個(gè)高峰期，而隨之對(duì)汽車(chē)舉升機(jī)的需求也日益增加，因?yàn)樗谴蠖鄶?shù)汽車(chē)修理車(chē)間的常用設(shè)備。然而現(xiàn)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上具有一定生產(chǎn)規(guī)模和自主產(chǎn)權(quán)的汽車(chē)舉升機(jī)廠家很少，對(duì)舉升機(jī)的研究工作還很欠缺，因此對(duì)汽車(chē)舉升機(jī)的設(shè)計(jì)很有現(xiàn)實(shí)的意義。
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 舉升機(jī)的分類(lèi)
我國(guó)的汽車(chē)舉升機(jī)是20世紀(jì)80年代依據(jù)國(guó)外的產(chǎn)品技術(shù)生產(chǎn)的，由于移動(dòng)和拆裝方便，也便于維修中小型汽車(chē)，逐漸代替了以前維修汽車(chē)通用的“地溝”模式。汽車(chē)舉升機(jī)產(chǎn)品種類(lèi)較多：按提升動(dòng)力來(lái)分，有液壓和機(jī)械兩種形式；按結(jié)構(gòu)類(lèi)型來(lái)分，有單柱式、雙柱式、四柱式和剪式。
1.2.2 舉升機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)分析
機(jī)械式舉升機(jī)的特點(diǎn)：同步性好，但機(jī)械維護(hù)成本高（換銅螺母及軸承）。機(jī)械連接可以是鋼絲繩或鏈條，這樣設(shè)計(jì)有一個(gè)缺點(diǎn)：如果鋼絲繩或者鏈條在工作中伸長(zhǎng)了，從而導(dǎo)致升降時(shí)拖架的移動(dòng)不能同步。
液壓式舉升機(jī)的特點(diǎn)：維護(hù)成本低，單缸同步性好，但雙缸同步性較差。液壓式又分單缸和雙缸式，單缸也分兩種：老單缸和新單缸，雙缸分龍門(mén)式和無(wú)地板式。單缸同步性雖很好，但油缸機(jī)械式地連接在對(duì)面立柱的托架上。
雙柱式液壓舉升機(jī)的特點(diǎn)：液壓舉升，維修少。質(zhì)量穩(wěn)定，下降時(shí)需要兩邊拉開(kāi)保險(xiǎn)才能下降。油缸置下部占用下面的空間。
四柱式舉升機(jī)的特點(diǎn)：四柱式在具有雙柱式液壓舉升機(jī)的特點(diǎn)的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)四輪定位的檢測(cè)，安裝升舉更加的方便，中大型的修理場(chǎng)有廣泛的應(yīng)用。
1.3 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及步驟?
1.3.1 舉升機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
根據(jù)承載能力及通常車(chē)輛的尺寸，設(shè)計(jì)出總體框架的大小
1.3.2 舉升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
主要考慮電機(jī)，以電機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)初始條件的設(shè)計(jì)，并對(duì)螺旋傳動(dòng)中的絲杠螺母進(jìn)行急停裝置和安全保險(xiǎn)裝置的設(shè)計(jì)
1.3.3 舉升系統(tǒng)零部件的設(shè)計(jì)
對(duì)立柱，托臂以及連接裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算
1.4 設(shè)計(jì)的目的和意義
1.4.1 設(shè)計(jì)的目的
通過(guò)進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)計(jì)算，來(lái)研制出一種適用型，經(jīng)濟(jì)型的機(jī)械式雙柱舉升機(jī)，它在舉升車(chē)輛的應(yīng)用范圍上以及在維修廠的工作環(huán)境上得到優(yōu)化設(shè)計(jì)。
1.4.2 設(shè)計(jì)的意義
通過(guò)對(duì)舉升機(jī)全面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)了解舉升機(jī)的構(gòu)造和傳動(dòng)進(jìn)行了深入的探討，對(duì)人們了解舉升機(jī)，應(yīng)用舉升機(jī)以及以后的改進(jìn)工作都有很高的現(xiàn)實(shí)意義。
2、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 尺寸和結(jié)構(gòu)
本機(jī)由立柱、滑套、底座三大部分組成。
對(duì)舉升機(jī)整體尺寸的設(shè)計(jì)使其滿足汽車(chē)在舉升機(jī)上的停放并且對(duì)汽車(chē)修理時(shí)，與修理工不發(fā)生沖突妨礙修理。
具體尺寸如表2—1
最大舉升重量
舉升高度
舉升時(shí)間
電機(jī)功率
外形尺寸
自重
3000 kg
1750
50 S
3 KW
750 kg
2.1.1 立柱
為一方式空心焊接結(jié)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和皮帶傳動(dòng)固定在立柱上端，傳動(dòng)絲杠固定在立柱上下端的軸承座內(nèi)。
2.1.2 滑套
與傳動(dòng)螺母連接并帶動(dòng)托架上下運(yùn)動(dòng);滑套內(nèi)裝有主滾輪，導(dǎo)間輪，承受升降過(guò)程中產(chǎn)生的側(cè)向力并起導(dǎo)向作用。
2.1.3 底座
左右兩立柱安裝在底座上;底座用地腳螺柱固定在地基礎(chǔ)上;在底座內(nèi)設(shè)有鏈
傳動(dòng)及其張緊裝置。
2.2 傳動(dòng)路線的設(shè)計(jì)
圖2-2 舉升機(jī)傳動(dòng)原理圖
1.副絲桿 2.副立柱升降滑架 3.9主螺母 4. 7副螺母 5.鏈輪 6.鏈條 8.主立柱升降滑架 10.電動(dòng)機(jī) 11.13帶輪 12皮帶 14主絲杠
舉升機(jī)一般常見(jiàn)的傳動(dòng)路線有液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)。
液壓傳動(dòng)，具有平穩(wěn)，噪音低，易于防止過(guò)載的優(yōu)點(diǎn)。但液壓元件與油缸有拍對(duì)運(yùn)動(dòng)，雖對(duì)零件加工面的加工精度要求較高，但仍不可避免地會(huì)造成油液泄漏.使場(chǎng)地及人身造成污染，檢修時(shí)有諸多不便，泄漏還會(huì)造成轎車(chē)在舉升中兩邊四個(gè)支點(diǎn)處不平衡狀態(tài)，因而必須另設(shè)安全保險(xiǎn)裝置。
機(jī)械傳動(dòng)安全可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件加工精度低，安裝維修方便，成本較低。使用壽命相對(duì)較短，但隨著技術(shù)的改進(jìn)，這個(gè)缺點(diǎn)也在得到逐步的改善。
綜上所述，結(jié)合現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外液壓，機(jī)械傳動(dòng)(含鋼絲繩傳動(dòng))的各種舉升機(jī)使用情況，我設(shè)計(jì)選用機(jī)械傳動(dòng)。
傳動(dòng)路線為：電動(dòng)機(jī)——皮帶傳動(dòng)——主螺旋副傳動(dòng)——鏈傳動(dòng)——副螺旋副傳動(dòng)形式。（見(jiàn)圖2-2）
圖2-3總裝圖尺寸參數(shù)
2.3 同步裝置的選擇
舉升機(jī)左右兩立柱上的四個(gè)托架(與滑套相聯(lián)接)，必須保證同步升降。目前采用的結(jié)構(gòu)形式有三種:
第一種是螺旋副——錐齒輪——長(zhǎng)軸——錐齒輪——螺旋副機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。這種剛性聯(lián)接方式，同步性好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，長(zhǎng)軸雖可采用無(wú)縫鋼管與短軸頭焊接辦法替代，但自重仍較大.
第二種是選用外轉(zhuǎn)性相近的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)與加工精度相近的在裝配時(shí)進(jìn)行調(diào)整選配的兩個(gè)螺旋副.分別驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。
第三種是本人設(shè)計(jì)采用的鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。同步性可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自重小，結(jié)構(gòu)安全可靠傳動(dòng)效率較高，但需設(shè)置調(diào)整方便的鏈傳動(dòng)的張緊裝置。
2.4 電機(jī)的選擇
(1)電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式的選擇
按照工作要求和工作條件，又要考慮經(jīng)濟(jì)性和可維護(hù)性，選用一般用途（IP44）系列三相異步電動(dòng)機(jī)，根據(jù)整機(jī)結(jié)構(gòu)布置，采用臥式封閉結(jié)構(gòu)。
(1)電動(dòng)機(jī)容量計(jì)算
電動(dòng)機(jī)容量?jī)H考慮功率即可
功率
式中：A為工作所需的總能量，t為工作時(shí)間，代入數(shù)據(jù)得，
電動(dòng)機(jī)功率PL=P/η
其中,傳動(dòng)裝置的總效率
η1為帶傳動(dòng)的效率.取0.95
η2為軸承的效率,取0.98
η3為絲杠傳動(dòng)的效率,取0.55
η4為鏈傳動(dòng)的效率,取0.94
所以PL=1.14/0.47=2.4
考慮到啟動(dòng)制動(dòng)的影響，電動(dòng)機(jī)功率
環(huán)境溫度小于400C，不需要修正，所以，最終選擇電動(dòng)機(jī)的功率為3 KW
通過(guò)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件版）》查詢所需電機(jī)為:
額定功率 （Kw） 3
轉(zhuǎn)速 （r/min） 1440
電壓 （V） 380
額定電流 （A） 7
最大長(zhǎng)度 （mm） 380
最大寬度 （mm） 283
最大高度 （mm） 245
（3）電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇
舉升機(jī)工作轉(zhuǎn)速一般，故選擇常用的電機(jī)額定轉(zhuǎn)速
n1=1440 r/min
2.5.1 舉升行程H
舉升行程H是指舉升機(jī)能將汽車(chē)舉升的有效行程。n舉升行程與維修人員身高有關(guān)，根據(jù)我國(guó)不同地區(qū)，男女性別的差異，最大舉升高度可按1.5m，1.65m，1.75m考慮。本人設(shè)計(jì)選用舉升行程1.75m。
2.5.2 升降速度
升降速度的快慢.直接影響生產(chǎn)率高低電動(dòng)機(jī)功率大小，操作運(yùn)行中安全以及機(jī)構(gòu)布置等?，F(xiàn)在的舉升機(jī)的舉升速度一般在1—3m之間，設(shè)計(jì)選擇的舉升速度為2.1m/min。
3、 立柱與托臂的設(shè)計(jì)
3.1 立柱的校核計(jì)算
圖3-1 主立柱受力示意圖
3.1.1 立柱的強(qiáng)度校核
3.1.1.1 校核正應(yīng)力強(qiáng)度
(3-1）
=MC/W
=2748272.1×0.1/253.83=1082.72Kg cm2
許用應(yīng)力選: [σ]=541×100/(9.8×5)=1102.04Kg/cm2
σmax<[σ],滿足強(qiáng)度條件。
3.1.1.2 校核剪應(yīng)力強(qiáng)度
(3-2)
=5234.804Kg/(16.436×28.2cm)=11.294Kg/cm2
選σS=235MPa,而許用應(yīng)力[τ]=235×1009.8×5=479.59Kg/cm2,
τmax<[τ],滿足強(qiáng)度條件。
圖3-2 立柱結(jié)構(gòu)圖
3.1.1.3 折算應(yīng)力強(qiáng)度校核
主立柱橫截面上的最大正應(yīng)力σmax產(chǎn)生在離中性軸最遠(yuǎn)的邊緣處,而最大剪應(yīng)力τmax則產(chǎn)生在中性軸上,雖然通過(guò)上面的校核說(shuō)明在這兩處的強(qiáng)度都是滿足要求的,但是因?yàn)樵诮孛鍯處,M和Q都具有最大值,正應(yīng)力和剪應(yīng)力都比較大,因此這里的主應(yīng)力就比較大,有必要根據(jù)適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度理論進(jìn)行折算應(yīng)力校核,取該截面邊緣處某點(diǎn)Ｋ進(jìn)行計(jì)算:
σX=MY/Ｉ (3-3a)
=2748272×0.1×11.0881/2814.519=1082.71Kg cm2
τX(jué)=QS/ＩB (3-3b)
=5234.804×171.24/(2814.519×28.2)=11.29Kg /cm2
τY=-τX(jué) (3-3c)
圖3-3 在點(diǎn)K處取出的單元體受力情況示意圖
在點(diǎn)Ｋ處取出的單元體受力情況如圖8。由于點(diǎn)Ｋ處在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài),立柱材料采用的30鋼是塑性材料,可以采用第四強(qiáng)度理論[4],將σX,σX的數(shù)值代入,用統(tǒng)計(jì)平均剪應(yīng)力理論對(duì)此應(yīng)力狀態(tài)建立的強(qiáng)度條件為:
σｊ=(σ2+3τ2)-2 ≤[σ] (3-4)
所以,σｊ=(082.712+3×11.292)-2=1082 kg/ cm2<[σ]=1102 kg/cm2,按第四強(qiáng)度理論所算得的折算應(yīng)力也滿足許用強(qiáng)度的要求。
3.1.2 普通式雙柱舉升機(jī)的剛度分析與驗(yàn)算
3.1.2.1 主立柱的剛度分析與計(jì)算
用迭加法進(jìn)行剛度計(jì)算[3],彈性模量E取201GPa=20.1×106N/cm2。
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=4.7-3.2=1.5cm。
3.1.2.2 從托臂處考慮撓度情況
3-4 滑臺(tái)部件受力示意圖
托臂亦相當(dāng)于一個(gè)懸臂梁,端部受力P=2066 kg,托臂部件由大臂和小臂組成,將大臂和小臂分別考慮:
小臂端部受力P,按懸臂粱公式計(jì)算,得到小臂端部處撓度為:
f1=0.1799cm。 (3-5)
大臂經(jīng)受力分析,大臂端部受一個(gè)力P=2066.37Kg和一個(gè)彎矩M=2066.37×70=144645.9Kgcm,大臂端部處由P和M引起的撓度分別為:
Fp=0.361cm (3-6a)
Fm=0.542cm (3-6b)
所以,托臂處因載荷引起的撓度為:
(3-7)
因托臂的大小臂之間有1mm間隙,由此產(chǎn)生撓度:
主立柱的彎曲撓度使滑臺(tái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng),滑臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)又使托臂有一定的下沉量,經(jīng)計(jì)算,此值大小為:
主托臂端部總下沉量:
(3-8)
在舉升機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中,此值滿足距立柱最遠(yuǎn)點(diǎn)的托臂支承面下沉量要求。
3.2 托臂的校核
圖3-5 托臂的結(jié)構(gòu)圖
3.2.1 托臂截面形心和中心軸
已知條件：
外正方形的邊長(zhǎng) a = 10cm
內(nèi)正方形的邊長(zhǎng) b = 8.8cm
根據(jù)下列相關(guān)公式：
截面面積: S=a2-b2 (3-9)
慣性矩： (3-10)
抗彎截面模數(shù)： (3-11)
(3-12)
重心s到相應(yīng)邊距離：ex=a/2 ex1=a/ (3-13)
慣性半徑: (3-14)
代入上述數(shù)據(jù)得計(jì)算結(jié)果：
正方環(huán)形截面的面積A = 22.56 平方厘米
正方環(huán)形截面的慣性矩I=333.59cm4
對(duì)x軸的抗彎截面模數(shù)We=66.72cm3
對(duì)x1軸的抗彎截面模數(shù)Wx1=47.2cm3
重心S到x邊的距離 ex=5cm
重心S到x1邊的距離 ex1=7.07cm
正方環(huán)形截面的慣性半徑 I=3.85cm
3.2.2 托臂看作靜載荷下的懸臂梁，進(jìn)行內(nèi)力分析
已知條件：
懸臂梁總長(zhǎng) I = 1.17m
集中載荷 P = 7000N
彈性模量
截面的軸慣性矩 I = 0.0000033359 m4
根據(jù)下列相關(guān)公式：
RB=P ； MB=-Pl ；
＝-P ； ；
＝Pl3/3EI ； QA=-Pl2/2EI
帶入相關(guān)數(shù)據(jù)得計(jì)算結(jié)果：
懸臂梁一的危險(xiǎn)截面B處的:
支座反力 Rb = 7000N
反力矩 Mb = -8190N·m
最大剪力 = -7000N
最大撓度
最大轉(zhuǎn)角
3.2.3 托臂的校核
前面計(jì)算已得到 Ｉ=333.59cm2
對(duì)x軸的抗彎截面模數(shù) =66.72cm3
對(duì)x1軸的抗彎截面模數(shù) Wx1=47.2cm2
截面上半部分靜矩 S=112.8cm3,I/S=333.59/112.8=3mm
3.2.3.1 校核正應(yīng)力強(qiáng)度
(3-15)
許用應(yīng)力選:[σ]>600MPa,σmax<[σ],滿足強(qiáng)度條件。
3.2.3.2 校核剪應(yīng)力強(qiáng)度
(3-16)
選:,τ<[τ],滿足強(qiáng)度條件。
3.3 聯(lián)接件的計(jì)算與校核
舉升機(jī)系統(tǒng)中螺栓的使用，設(shè)計(jì)中主要的有兩種M10，M20，需要對(duì)其進(jìn)行校核，以保證連接的可靠性要求.
螺栓的材料選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼
螺栓的預(yù)緊：
根據(jù)公式 (3-17)
式中，δs——螺栓材料的屈服極限
A——螺栓危險(xiǎn)截面的面積
螺栓副間的摩擦力矩
d-螺栓的公稱(chēng)直徑
當(dāng)d為10時(shí)，
(3-18)
根據(jù)公式計(jì)算得F<=16720.5N
當(dāng)d為20時(shí)，
(3-19)
100N的預(yù)緊力就可以滿足實(shí)際條件。
螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件為：
(3-20)
式中,σp--許用應(yīng)力， 螺 栓的剪切強(qiáng)度條件為：
(3-21)
受力最大F為10KN，
根據(jù)公式計(jì)算的σp=80MPa, ，螺栓主要受擠壓，被剪斷的可能性很小,，滿足條件，所以螺栓螺母配合符合設(shè)計(jì)要求。
故d為20時(shí)同樣滿足聯(lián)接的需求，符合安全要求。
4、 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.1 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
滑動(dòng)螺旋工作時(shí)，主要承受轉(zhuǎn)矩及軸向力的作用，同時(shí)在螺桿和螺母的旋合螺紋間有較大的相對(duì)滑動(dòng)，其失效形式主要是螺紋磨損，因此，滑動(dòng)螺旋的基本尺寸（即螺桿直徑和螺母高度）通常是根據(jù)耐磨性條件確定的，對(duì)于受力較大的傳力螺旋，還應(yīng)該校核螺桿危險(xiǎn)截面以及螺母螺紋牙的強(qiáng)度，以防止發(fā)生塑性變形或斷裂；對(duì)于要求自鎖的螺桿應(yīng)該校核其自鎖性。
機(jī)械式汽車(chē)舉升機(jī)的主傳動(dòng)實(shí)際上就是一種螺旋傳動(dòng)。然而由于受以往設(shè)計(jì)主導(dǎo)思想的影響及材料選用的局限性，加之大多數(shù)汽車(chē)修理廠不注重對(duì)舉升機(jī)的保養(yǎng)與維護(hù)，不能按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的舉升機(jī)在運(yùn)行3000次的范圍內(nèi)更換工作螺母因此，時(shí)常發(fā)生舉升機(jī)在工作過(guò)程中的墜車(chē)事故，造成設(shè)備損壞和人員傷亡，分析其原因，絕大多數(shù)是由于舉升機(jī)工作螺母磨損所造成的。
圖4-1 絲杠螺母結(jié)構(gòu)圖
為了保證自鎖性，機(jī)械式舉升機(jī)的絲桿一般都選用單頭梯形螺紋，螺旋副的摩擦性質(zhì)為滑動(dòng)摩擦，如圖5-1所示其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，有利于自鎖，能保證舉升機(jī)在將汽車(chē)舉升到空中任意高度都可停頓，無(wú)需任何輔助支撐，工作人員便可在車(chē)下安全作業(yè)。其主要缺點(diǎn)是摩擦阻力大，傳動(dòng)效率低(?<30%)，在重載運(yùn)行的情況下發(fā)熱量高，不適于連續(xù)運(yùn)行。然而汽車(chē)舉升機(jī)的舉升運(yùn)動(dòng)一般者為間隙式運(yùn)動(dòng)，即將汽車(chē)舉升到一定的高度，便停止舉升汽車(chē)停在半空中，待修理作業(yè)結(jié)束后，再將汽車(chē)放下來(lái)，無(wú)需進(jìn)行反復(fù)不停的升降運(yùn)動(dòng)，因此，絲桿不會(huì)出現(xiàn)溫升過(guò)高的現(xiàn)象 。
4.1.1 螺旋傳動(dòng)初始條件的確定(見(jiàn)表4-1)
滑動(dòng)螺旋的磨損與螺紋工作面上的壓力、滑動(dòng)速度、螺紋表面粗糙度以及潤(rùn)滑狀態(tài)等因素有關(guān)，其中，最主要的是螺紋工作面上的壓力，壓力越大，螺旋副間越容易形成過(guò)度磨損，因此，滑動(dòng)螺旋的耐磨性計(jì)算，主要是限制螺紋工作面上的壓力P ，使其小于材料的許用壓力【p】
按耐磨性條件，可以初步確定絲桿的直徑和螺母的高度。通過(guò)校核計(jì)算來(lái)證明絲桿的自鎖性、絲桿的強(qiáng)度、絲桿的穩(wěn)定性以及螺母螺牙的強(qiáng)度等均符合設(shè)計(jì)要求，亦符合國(guó)際同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求。
表4-1 初始條件的確定
項(xiàng)目
數(shù)值
單位
軸向載荷
15000
N
螺桿材料
45號(hào)鋼
無(wú)
螺母材料
含油MC尼龍
無(wú)
軸向載荷與運(yùn)動(dòng)方向
反向
無(wú)
螺桿端部結(jié)構(gòu)
兩端固定
無(wú)
螺桿最大工作長(zhǎng)度
1750.00
mm
兩支承間的最大距離
1800.00
mm
4.1.2 設(shè)計(jì)過(guò)程
（1）確定中徑系數(shù)，可根據(jù)螺母形式選定，整體式螺母取ψ=1.2～2.5,剖分式螺母 取ψ=2.5～3.5，對(duì)于該舉升機(jī)屬于整體式，本人采用的中徑系數(shù)ψ=1.80。
（2）由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知用于校核的許用壓強(qiáng)[p]=15MPa
（3）螺桿中徑的選擇可根據(jù)公式
令ψ=H/ d2
得 (4-1)
該公式可用于梯形螺紋(GB5796.1－86) 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
代入上式得d2≥32
取d2為42
（4）螺距P可以和公稱(chēng)直徑可同時(shí)選出
查機(jī)械設(shè)計(jì)手則，表3-4
可知 螺桿公稱(chēng)直徑d為48mm，螺距P=8mm。
螺母高度H可根據(jù)得出為86.4mm。
旋合圈數(shù)z可根據(jù)公式選定 (4-2)
經(jīng)計(jì)算的z=10.8，螺紋的工作高度h可根據(jù)公式h=0.5p 和 h=0.75p 確定
前者用于梯形螺紋(GB5796.1－86) 和矩形螺紋，后者用于30°鋸齒形螺紋
對(duì)于該設(shè)計(jì)則選用前者，所得結(jié)論為h=4mm。
（5）工作壓強(qiáng)p可由 確定
代入數(shù)據(jù)得
p=2.3MPa
遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于許用壓強(qiáng)15MPa，故該結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
（6）自鎖性校核
因螺旋副要求自鎖，還應(yīng)校核螺旋副是否滿足自鎖條件
即 ψ≤ψv (4-3)
式中ψ為螺紋升角；ψv為當(dāng)量摩擦角;f為摩察系數(shù)
有機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表5-12，取摩察系數(shù)f=0.1 α=300
其中
則ψ<ψv 滿足螺旋副自鎖條件
（7）驅(qū)動(dòng)力矩T由公式
(4-4a)
T1=F d2/2tan(ψ+ψv) (4-4b)
(4-4c)
式中，T1——螺紋力矩；T2——軸承摩擦力矩，
經(jīng)計(jì)算得出T=108.5N·m，
（8）螺桿以及螺母的計(jì)算
由機(jī)械設(shè)計(jì)課本表5-13
可查出螺栓材料的許用應(yīng)力[σ]為94MPa；螺母的許用彎曲應(yīng)力 [σ]為50MPa；螺母的許用剪切應(yīng)力[τ]為35MPa。
螺桿工作時(shí)承受軸向壓力F和扭矩T的作用，螺桿危險(xiǎn)截面上既有壓縮應(yīng)力，又有切應(yīng)力，因此，校核螺桿強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論求出危險(xiǎn)截面的計(jì)算應(yīng)力σ，其強(qiáng)度條件為
(4-5a)
其中T為傳遞扭矩N·mm，[σ]為螺桿材料的許用應(yīng)力，
代入數(shù)據(jù)，計(jì)算可得出為σ=14.74MPa<[σ]=94MPa
符合強(qiáng)度要求
螺桿剪切強(qiáng)度由公式
(4-5b)
式中： [τ]——材料的許用切應(yīng)力
b ——螺紋牙根部的厚度，mm，對(duì)于梯形螺紋，b=0.65P=5.2
代入數(shù)據(jù)，得τ=2.36<[τ]= 35MPa
符合條件
螺桿和螺母材料相同時(shí), 只校核螺桿螺紋牙強(qiáng)度
螺桿的彎曲強(qiáng)度由公式
(4-5c)
式中，[σ]b——材料的許用彎曲應(yīng)力
h ——螺紋的工作高度 ，對(duì)于矩形和梯形螺紋，h=0.5P=4
代入數(shù)據(jù)
得σb=5.45<[σ]b =50MPa
符合條件
螺桿和螺母材料相同時(shí), 只校核螺桿螺紋牙強(qiáng)度
螺母的剪切強(qiáng)度τ可由公式
(4-5d)
式中，[τ]——材料的許用切應(yīng)力
代入數(shù)據(jù)
得 τ=1.77<35MPa
符合條件
螺母彎曲強(qiáng)度由公式
(4-5e)
=2.78
式中[σ]b——材料的許用彎曲應(yīng)力
（9）臨界載荷的確定
根據(jù)螺桿的柔度λs值的大小，螺桿 的臨界載荷就選用不同的公式計(jì)算
而 λs=μL/i
其中，μ——螺桿的長(zhǎng)度系數(shù)，查表5—14，可知μ為0.50
L——螺桿的工作長(zhǎng)度，mm，這里取1900
i——螺桿危險(xiǎn)截面 的慣性半徑，mm，這里i= d1/4=9
則 λs =105.6>40
臨界載荷 （4-6a）
式中：E——螺桿材料的拉壓彈性模量，， ——螺桿危險(xiǎn)截面的慣性矩，
代入數(shù)據(jù)，得
=185455 N （4-6b）
螺桿穩(wěn)定性安全系數(shù)
符合條件
(10)絲杠效率η可由公式
(4-7)
式中，(0.95~0.99)——軸承效率,決定于軸承形式, 滑動(dòng)軸承取小值軸向載荷與運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)取+號(hào)，經(jīng)計(jì)算得到絲杠的效率為0.55。
4.1.3 螺旋副尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)結(jié)果(見(jiàn)表4-2)
表4-2 螺旋副尺寸參數(shù)
名稱(chēng)
代號(hào)
數(shù)值
關(guān)系式
外螺紋大徑
d
49.00
內(nèi)螺紋大徑
D4
48.00
D4=d+2ac
螺距
p
8.00
牙頂間隙
ac
0.50
基本牙型高度
H1
4.00
H1=0.5p
內(nèi)螺紋牙高
H4
4.5
H4=H1+ac=0.5p+ac
外螺紋牙高
h3
4.5
h3=H1+ac=0.5p+ac
牙頂高
Z
2.00
Z=0.25p=H1/2
內(nèi)螺紋小徑
D1
40.00
D1=d-2H1=d-p
外螺紋小徑
d3
39.00
d3=d-2h3
外螺紋中徑
d2
44
d2=d-2Z=d-0.5p
內(nèi)螺紋中徑
D2
44
D2=d-2Z=d-0.5p
外螺紋牙頂圓角
R1
0.25
R1max=0.5ac
牙底圓角
R2
0.50
R2max=ac
原始三角形高
H
14.9
H=1.866p
4.1.4 螺母的選用
由于舉升機(jī)的工作螺母是在低速重載下進(jìn)行工作，因此國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法都是選用青銅(如ZCuSnl0Pbl , ZCuAll0Fe3)作為螺母材料，形成青銅對(duì)鋼的摩擦副。要保證理想的使用效果，這對(duì)摩擦副必須保持在潤(rùn)滑狀態(tài)下工作。但由于舉升機(jī)工作環(huán)境惡劣，大多數(shù)汽車(chē)修理廠不能明確專(zhuān)人使用和保養(yǎng)，不能保證絲桿螺母這對(duì)摩擦副在潤(rùn)滑狀態(tài)下工作，因此，在失油的情況下，螺母磨損加劇，且時(shí)常伴有高達(dá)90dB的尖叫聲.故我選用新型的MC含油尼龍材料作螺母。
含油MC尼龍螺母的優(yōu)點(diǎn)為：在承載過(guò)程中的一定量壓縮變形，使整個(gè)螺母螺牙能全部承載，這樣有利于降低牙型的作用力，保證牙型的強(qiáng)度，形成均載，磨損均勻; MC尼龍螺母本身硬度低，對(duì)硬質(zhì)的塵粒具有很好的相容性，能更有效地保護(hù)絲桿，使絲桿幾乎不磨損。在運(yùn)行過(guò)程中，MC尼龍螺母不會(huì)出現(xiàn)象青銅螺母對(duì)絲桿在失油狀態(tài)下的尖叫聲。并且選用MC含油鑄造尼龍螺母，有利于降低成本。
4.1.5 絲桿螺母機(jī)構(gòu)的安全性設(shè)計(jì)
4.1.5.1 副螺母設(shè)計(jì)
從上面的設(shè)計(jì)分析中可以看到，副螺母無(wú)論選用何種材料，如何進(jìn)行設(shè)計(jì)校核計(jì)算，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后，承載的工作螺母還是會(huì)磨損，會(huì)造成升降滑架的脫落，從而導(dǎo)致設(shè)備，甚至人身傷亡事故的發(fā)生。為了防止這一事故的發(fā)生，故又設(shè)計(jì)了一個(gè)與主螺母(工作螺母)有一相對(duì)距離s的副螺母。此副螺母在舉升機(jī)正常工作時(shí)，雖隨同主螺母升降，但不承受任何作用力，因而，不會(huì)隨同主螺母磨損。當(dāng)主螺母完全磨損后，升降滑架將會(huì)隨同主螺母掉在副螺母上。因此，只要主、副螺母之間的距離s合適，副螺母有一定的厚度及足夠的抗沖擊強(qiáng)度，就能抵抗由升降滑架以及額定載荷下落時(shí)所產(chǎn)生的沖擊力。由于MC含油尼龍還具有較好的緩沖特性，因此，仍選用MC含油尼龍作為副螺母材料。
4.1.5.2 急停裝置的設(shè)計(jì)
增加副螺母緩沖了主螺母磨損下落所造成的危害，但事故隱患并沒(méi)有消除。為了能有效地發(fā)現(xiàn)這一故障現(xiàn)象，除了通過(guò)在兩立柱擋塵板上開(kāi)有檢視孔用于觀察外，還可以通過(guò)一套急停裝置進(jìn)行報(bào)警，如圖5-1所示。急停裝置由鋼絲繩、滑輪、動(dòng)作輪、行程開(kāi)關(guān)及彈簧復(fù)位元件等組成。鋼絲繩一端固定在主立柱內(nèi)的升降滑斗上，另一端通過(guò)滑輪、底座，固定在副立柱內(nèi)的升降滑架上。
正常工作中，主、副立柱內(nèi)的升降滑架分別拉住鋼絲繩的兩端，通過(guò)滑輪使動(dòng)作輪與行程開(kāi)關(guān)保持圖4-3a所示的工作狀態(tài)，即行程開(kāi)關(guān)不工作，處于常開(kāi)狀態(tài)。
可以看到，當(dāng)副立柱內(nèi)的主螺母磨損造成升降滑架下落時(shí)，則鋼絲繩松動(dòng)，在彈簧力的作用下，動(dòng)作輪帶動(dòng)滑輪上升，同時(shí)，動(dòng)作輪在上移的過(guò)程中壓下行程開(kāi)關(guān)，如圖4-3b，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)主立柱內(nèi)的主螺母磨損，造成主升降滑架下落時(shí)，則鋼絲繩拉緊，并帶動(dòng)滑輪使動(dòng)作輪下移，下移的過(guò)程中，壓下行程開(kāi)關(guān)，發(fā)出信號(hào)，使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，如圖4-3c所示。
是否有可能出現(xiàn)主、副立柱內(nèi)的主螺母同時(shí)磨損，并出現(xiàn)主、副立柱內(nèi)的升降滑架同時(shí)下落，并使急停機(jī)構(gòu)不能發(fā)出信號(hào)呢?應(yīng)該說(shuō)這種現(xiàn)象是有可能發(fā)生的，但通過(guò)若干試驗(yàn)，還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)主、副立柱內(nèi)的升降滑架同時(shí)下落的實(shí)例，這主要與主、副
圖4-2 急停裝置原理圖
1.副立柱升降滑架2.主螺母3.副螺母4.鋼絲繩5.主立柱升降滑架
6.滑輪7.動(dòng)作輪8.行程開(kāi)關(guān)9.壓縮彈簧
圖4-3 動(dòng)作輪與行程開(kāi)關(guān)的工作關(guān)系
a正常工作狀態(tài)b副立柱內(nèi)主螺母磨損C主立柱內(nèi)主螺母磨損
立柱內(nèi)的螺母材質(zhì)、加工精度、潤(rùn)滑條件，是否偏載以及安裝等因素有關(guān)。為防止出現(xiàn)主、副立柱內(nèi)的主螺母同時(shí)磨損下落，一方面要求用戶在規(guī)定使用次數(shù)(以年限來(lái)劃分)內(nèi)更換主螺母，另一方面通過(guò)立柱擋板的透視孔定期觀察主、副螺母之間的距離s，當(dāng)其達(dá)到一定值后必須更換主螺母。
本急停裝置，當(dāng)主、副立柱內(nèi)的升降滑架因某種機(jī)械原因造成不同步，以及傳動(dòng)中的鏈條失效(如脫落或斷裂)時(shí)，也將起到斷電保護(hù)的作用。
4.2 鏈傳動(dòng)的選擇
(1) 采用盡可能短的運(yùn)動(dòng)鏈，以利于降低成本、提高傳動(dòng)效率和傳動(dòng)精度。
(2) 應(yīng)使機(jī)械有較高的效率，對(duì)單流傳動(dòng)應(yīng)提高每一傳動(dòng)環(huán)節(jié)的傳動(dòng)效率，對(duì)分、匯流傳動(dòng)應(yīng)提高功率大的功率流路線中各傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率。
(3) 合理安排傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的順序。轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)構(gòu)通常安排在運(yùn)動(dòng)鏈的末端，靠近執(zhí)行構(gòu)件處，摩擦傳動(dòng)（帶、機(jī)械無(wú)級(jí)變速器等）以及圓錐齒輪（大尺寸者難于制造）一般安排在傳動(dòng)的高速部位。
4.2.1 鏈傳動(dòng)初始條件的確定(表4-3）
表4-3 初始條件的確定
項(xiàng)目
數(shù)值
單位
中心距初值
2500,可上調(diào)或下調(diào)5%
mm
傳遞功率
3
KW
小鏈輪轉(zhuǎn)速
262
r/min
平均傳動(dòng)比
1,可大或小0.5%
大鏈輪轉(zhuǎn)速
262
r/min
傳動(dòng)種類(lèi)
水平傳動(dòng)
傳動(dòng)速度
低速傳動(dòng)(v≤3m/s)
中心距條件
可調(diào)
載荷性質(zhì)
中等沖擊
原動(dòng)機(jī)種類(lèi)
電動(dòng)機(jī)或汽輪機(jī)
張緊裝置
張緊輪
4.2.2 設(shè)計(jì)步驟及計(jì)算公式
（1）鏈輪齒數(shù)的選擇與確定
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)思路可知增大z1，鏈條緊邊的總拉力下降，多邊形效應(yīng)減小，嚙入時(shí)鏈節(jié)間的相對(duì)轉(zhuǎn)角減小，磨損小，但尺寸、重量增大 當(dāng)z1和z2為奇數(shù)而Lp為偶數(shù)時(shí)，將有利于鏈條和鏈輪齒均勻磨損 z1和z2的選取尚應(yīng)考慮傳動(dòng)空間尺寸的限制應(yīng)參照鏈速選取見(jiàn)（表4-4）
表4-4 鏈輪齒數(shù)的選擇
鏈速
0.6～0.3
3～8
>8
15～19
19～23
23～25
鏈輪齒數(shù)應(yīng)優(yōu)先選用以下數(shù)列:17,19,21,23,25,38,57,76,95,114本人選擇的z1齒數(shù)為25。
（2）設(shè)計(jì)功率的計(jì)算：根據(jù)公式
＝2.57 KW。 （4-12）
式中P ——傳遞功率KW；
KA ——工況系數(shù)；查表9-6，取1.5
——小鏈輪齒數(shù)系數(shù)；查機(jī)械設(shè)計(jì)圖9-13，取1
——多排鏈排數(shù)系數(shù)，這里是雙排鏈，取1.75
（3）確定鏈條型號(hào)和節(jié)距p
根據(jù)設(shè)計(jì)功率和主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速,由功率圖9-11，選取鏈條的型號(hào)為16A，再由表9-1可選用的節(jié)距，為使傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、特別在高速下，宜選用節(jié)距較小的鏈條；
（4）小鏈輪轂孔許用直徑根據(jù)公式
＝120 （4-13）
式中，dk——支承軸的設(shè)計(jì)確定
—鏈輪輪轂孔的最大許用直徑
當(dāng)不能滿足要求時(shí)，可增大z1或p重新驗(yàn)算。
（5）鏈條速度的計(jì)算：根據(jù)公式
（ 4-14）
＝2.77
根據(jù)鏈速v，由圖9-14選擇合適的潤(rùn)滑方式為油池瑞華
(6)初定中心距
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，初定中心距一般取，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)有張緊輪，故可取大于80P。這里取
（7）鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)的計(jì)算與確定
按下式計(jì)算鏈接數(shù)
=229.7 （4-15）
為避免使用過(guò)渡鏈節(jié)，應(yīng)將計(jì)算出的鏈節(jié)數(shù)Lp0圓整為偶數(shù)Lp
則
鏈傳動(dòng)的最大中心距為
（4-16）
=2500
式中，f1為中心距計(jì)算系數(shù)
(8）鏈條長(zhǎng)度根據(jù)公式
（4-17）
＝5.84
（9）有效圓周力的計(jì)算
（4-18）
＝9170
進(jìn)而可以算得作用于軸上的拉力
對(duì)于接近垂直的傳動(dòng)
(4-19)
（10）靜強(qiáng)度安全系數(shù)根據(jù)公式
(4-20a)
(4-20b)
(4-20c)
(4-20d)
式中,Q ——鏈條極限拉伸載荷；
KA ——工況系數(shù)；
F ——有效圓周力；
——離心力引起的拉力 N；
——懸垂拉力
在Ff'和Ff"中選用大者；
式中，[n] ——許用安全系數(shù)，一般為；對(duì)于速度低、不太重要的傳動(dòng)
或作用力的確定比較準(zhǔn)確時(shí)，[n]可取較小值，可計(jì)算得徑強(qiáng)度安全系數(shù)為11.13,
符合設(shè)計(jì)要求。
(11）鉸鏈比壓，根據(jù)公式
(4-21)
式中,KA ——工況系數(shù)；
F ——有效圓周力
——離心力引起的拉力
——鉸鏈承壓面積，A值等于滾子鏈銷(xiāo)軸直徑dz與套筒直徑b2(內(nèi)鏈節(jié)外寬)的乘積。
（12）使用壽命(磨損壽命)根據(jù)公式
＝147590h (4-22)
式中，T ——使用壽命
——鏈長(zhǎng)
v ——鏈速
m/sz1 ——小鏈輪齒數(shù)
i ——傳動(dòng)比
[Δp/p] ——許用磨損伸長(zhǎng)率，按具體工作條件確定
4.2.3 鏈傳動(dòng)尺寸參數(shù)的確定（表4-5）
表4-5 鏈傳動(dòng)尺寸參數(shù)
名稱(chēng)
符號(hào)
小鏈輪數(shù)值
大鏈輪數(shù)值
單位
關(guān)系式
排距
pt
18.11
18.11
mm
分度圓直徑
d
86.39
86.39
mm
d=p/(sin(180/z)°)
齒頂圓最大直徑
96.08
96.08
mm
齒頂圓最小直徑
90.62
90.62
mm
=(1-1.6/z)p-dr
齒根圓直徑
76.23
76.23
mm
齒側(cè)凸緣或排間槽直徑
dg
68.47
68.47
mm
-1.04h-0.76 (h:內(nèi)鏈板高)
4.3 帶傳動(dòng)的選擇
4.3.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)初始條件的確定（表4-6）
表4-6 初始條件的確定
項(xiàng)目
值
單位
電機(jī)功率
3
千瓦(W)
小帶輪轉(zhuǎn)速
1440
轉(zhuǎn)/分(r/min)
大帶輪轉(zhuǎn)速
262
轉(zhuǎn)/分(r/min)
初定軸間距
270
毫米(mm)
4.3.2 設(shè)計(jì)過(guò)程及校核計(jì)算
（1）設(shè)計(jì)功率的計(jì)算
計(jì)算功率是根據(jù)傳遞功率P和帶的工作條件而確定的
式中： ——計(jì)算功率，KW；
KA——工作情況系數(shù)，查課本表8-7，由于舉升機(jī)的載荷變化較大并且一般每天工作小時(shí)數(shù)不大于10小時(shí)，根據(jù)<<機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)>>取KA=1.2
P——所需的傳遞功率，KW
代入數(shù)據(jù)
則
（2）選擇V帶的類(lèi)型
根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1，從圖8-11中選取普通V帶的帶型為Z型。
（1） 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速V
1） 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1
根據(jù)V的帶型，參考表8-6和表8-8，確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=56
又i12= n1/ n2=5.5
則
2） 驗(yàn)算帶速V
根據(jù)公式8-13
可得
=4.22 m/s
=4.22m/s
當(dāng)帶傳動(dòng)的功率一定時(shí)，提高帶速，可以降低帶傳動(dòng)的有效拉力，相應(yīng)地減少帶的根數(shù)或者V帶橫截面積，總體上減少帶傳動(dòng) 的尺寸，但是提高帶速，也提高了V帶的離心應(yīng)力，增加了單位時(shí)間內(nèi)的循環(huán)次數(shù)，，不利于提高帶傳動(dòng)的疲勞強(qiáng)度和壽命
由此可見(jiàn)，帶速不宜過(guò)高或過(guò)低，一般推薦v=5-25m/s
故重新選擇 dd1=80
則
根據(jù)表8-8
取dd2=500
則V1=6m/s
V2=6m/s
符合要求
（4）確定中心距a，并選擇V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld
1）由公式
代入數(shù)據(jù)
得364≤a0≤1040
可初步確定中心距a0=420
2）計(jì)算相應(yīng)的帶長(zhǎng)Ld0
=1734
根據(jù)表8-2，選取Ld =1800mm
3） 計(jì)算中心距及其變動(dòng)范圍
傳動(dòng)的實(shí)際中心距a=a0+(Ld-Ld0)/2
=420+66/2
=453
考慮到帶輪的制造誤差、帶長(zhǎng)誤差、帶的彈性以及因帶的松弛而產(chǎn)生的補(bǔ)充張緊的需要，給出中心距的變動(dòng)范圍
(5) 驗(yàn)算小帶輪上的包角α1
由公式（8-7）可知，小帶輪上的包角α1小于大帶輪上的包角α2，，又有式（8-6）可知，小帶輪上的總摩擦力相應(yīng)地小于大帶輪上的總摩擦力，因此，打滑只可能發(fā)生在小帶輪上，為了提高帶傳動(dòng)的工作能力，應(yīng)使
(6)確定帶的根數(shù)z
式中，Kα——小帶輪包角修正系數(shù);查表8-5，取0.95
KL——帶長(zhǎng)修正系數(shù)，查表8-2，取1.14
代入數(shù)據(jù)，得
Z =8.7
故選取帶的根數(shù)Z為9根
（7）確定帶的初拉力F0
由式（8-6），并計(jì)入離心力和包角的影響，可得單根V帶所需的最小初拉力
帶入數(shù)據(jù)，可得
(F0)min = 56.5 N
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，安裝時(shí)，應(yīng)保證F0大于上述數(shù)值，但也不能過(guò)大，為控制實(shí)際F0的大小，可以在V帶與兩帶輪切點(diǎn)的跨度中心，施加一規(guī)定的，與帶邊垂直的力G（查表知G=6N），使帶在每100mm上產(chǎn)生1.6mm的撓度即可。
（8）計(jì)算帶傳動(dòng)的壓軸力FP
為了設(shè)計(jì)帶輪軸的軸承，需要計(jì)算帶傳動(dòng)的作用在軸上的壓軸力
=2143N
式中，α1為小帶輪的包角
5、 全文總結(jié)
通過(guò)本次畢設(shè)，我不僅對(duì)雙柱舉升機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理有了一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)，而且對(duì)各種系列的舉升機(jī)的性能有了個(gè)初步的了解。
目前，市場(chǎng)上主要的產(chǎn)品是：雙電機(jī)的螺紋傳動(dòng)舉升機(jī)、液壓傳動(dòng)的舉升機(jī)和單電機(jī)的螺紋傳動(dòng)舉升機(jī)。其中雙電機(jī)的螺紋傳動(dòng)舉升機(jī)特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于安裝；但是，左、右電動(dòng)機(jī)運(yùn)行容易不一致，導(dǎo)致左、右舉升臂的舉升速度不一樣，這就需要安裝負(fù)反饋，那么在成本上就有所上升。而液壓的特點(diǎn)是：運(yùn)行平穩(wěn)、噪音小，但設(shè)計(jì)起來(lái)較復(fù)雜且易漏油，污染工作環(huán)境。再來(lái)看第三種類(lèi)型，也就是本次設(shè)計(jì)所采用的方案，它較之前者，結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，但控制電路簡(jiǎn)單 、不需要負(fù)反饋、成本低；較之后者，則結(jié)構(gòu)略顯簡(jiǎn)單、不污染環(huán)境，但平穩(wěn)性、噪音方面則不足。
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致 謝
經(jīng)過(guò)近3個(gè)月的努力，機(jī)械螺旋驅(qū)動(dòng)雙柱舉升機(jī)設(shè)計(jì)終于完成了。在此，我要特別向我的指導(dǎo)老師----賀紅林表示深深的致謝，同時(shí)還要對(duì)幫助過(guò)我的同學(xué)、老師表示謝意，因?yàn)檎怯辛怂麄?，我的畢設(shè)才能得以順利完成。老師們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、開(kāi)闊的視野、精益求精的精神永遠(yuǎn)是我學(xué)習(xí)的榜樣。在他們的悉心指導(dǎo)和監(jiān)督下，我懂得了從實(shí)踐中學(xué)習(xí)，怎樣把以前所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中的道理。
在這次畢設(shè)中，我將以前的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，并發(fā)現(xiàn)了許多自己的不足之處，這對(duì)我以后工作的進(jìn)一步提高將有很大的幫助。
由于這是一次比較大的設(shè)計(jì)，錯(cuò)誤和不足之處在所難免，敬請(qǐng)各位老師及同學(xué)批評(píng)指正。
設(shè)計(jì)者： 左羅
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