剪式汽车举升机设计

剪式汽车举升机设计

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第1章绪论

1．1 选择背景、研究目的及意义

近年来，我国汽车业蓬勃发展,尤其是轿车行业，多年来轿车进入普通家庭的梦想已经成为现实,汽车维修行业也随之得到大力发展，汽车举升机是现代汽车维修作业中必不可少的设备,无论整车大修,还是小修保养，都离不开它。在规模各异的维修养护企业中,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）,几乎都配备有举升机。它的主要作用就是为发动机、底盘、变速器等养护和维修提供方便。举升机的重要性和普及性，决定了它是一种备受专业人士和经营管理者重视的设备。

举升机一般有柱式、剪式的,其驱动方式有链条传动,液压传动，气压传动等。目前,使用的汽车剪刀式举升机可能发生汽车坠落的原因较多，有安装基础不牢、自锁装置失效、举升臂变形、两侧举升臂上升速度不等、液压油路爆裂、汽车拖垫打滑等，经过对失效的剪刀式举升机进行检测分析发现,这些事故的主要原因往往是设计上存在着缺陷，如果做工不好或者设计不好就容易导致台面不平、导致单边升降等危险发生，因此,进一步提高剪刀式举升机产品的性能与可靠性,是国内举升机任重道远且亟需改进的地方。

本设计采用计算机CAD／CAE对剪刀式举升机进行结构设计,提高产品的综合性能和安全可靠性。计算机CAＤ／ＣAＥ技术是一种崭新的产品开发技术,是国际上２0世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展的一项计算机辅助工程技术。该技术一出现，立即受到了工业发达国家的有关科研机构和企业公司的极大重视,许多著名的制造厂商纷纷将计算机仿真技术引入各自的产品开发,取得了良好的经济效益。

计算机CAD/CAＥ技术在一些发达国家,如美国、德国、日本等已得到广泛应用,应用领域极广,如汽车制造业、工程机械、航空航天业、造船业、机械电子工业、国防工业、医学及工程咨询等多方面。目前,计算机CAD/CＡE技术已在我国得到了应用与推广，主要在汽车、航天航空、武器制造、机械工程等方面。而从我国目前的情况来看，计算机CAD／CAE技术主要在汽车制造业和武器装备制造业中应用较为广泛,但只停留在初步应用阶段。现今，在我国利用CAD／CAE技术对汽车举升机进行设计研究还尚未见成果发表。只有将汽车举升机的工程实践和计算机CＡＤ/ＣAE技术结合起来,才能真正加快汽车举升机产品的发展历程,为此,本课题基于计算机CＡD／CAE技术平台，利用

当前CAＤ/CAE领域内应用比较广泛的三维软件Pro/E、有限元软件ANSYS进行汽车举升机的强度、刚度、稳定性及动态特性等方面的计算机有限元分析与研究,可以代替剪刀式举升机物理样机的前期试验，为我国汽车举升机产品的设计、技术开发方面提供更多的理论参考,进一步提高国产汽车举升机的稳定性和可靠性，提高产品的市场竞争力。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;

1．3.2 研究方法

资料收集及总体方案制定→举升机工作原理与结构形式分析→举升机二维结构设计(对各个机构零件进行强度分析）→整机虚拟装配→撰写设计说明书

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２t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