四柱液压式举升机的设计.doc

云南农业大学工程技术学院毕业设计说明书
毕业设计说明书
四柱液压式举升机的设计

摘 要

由于我国汽车维修检测设备行业起步晚、起点低，整体上仍然相当落后。举升机制造企业生产规模小、经济技术力量薄弱、各自为政、缺乏专业分工和广泛合作；技术吸收、运用、开发、创新能力不强；抄袭、伪造现象和短期行为严重；四柱式液压举升在现代维修中占有越来越重要的地位，市场需求也大。本设计是四柱液压汽车举升机的结构设计，首先对题目进行分析，再结合现有的汽车举升机的结构和液压系统，加上对汽车举升机的深入研究，然后对其中的方案进行拟定选择，并且对其中的重要零部件进行设计校核，并且画出装配图及零件图，从而将四柱液压汽车举升机设计完成。

关键词： 汽车维修 四柱 液压 举升机

The Design of Hydraulic Four-Column Lift
Mou liang yong
Abstract

As China's Auto Service Equipment industry started late, the low starting point, on the whole are still very backward.Lift the small scale manufacturing enterprises, economic and technological strength is weak, fragmented, lack of specialization and extensive cooperation; technology absorption, utilization, development, innovation ability; plagiarism, forgery of phenomena and short-term serious; Four-column Hydraulic LiftingIn modern maintenance plays an increasingly important role, the market demand is also large.The four-post design is the structural design of hydraulic car lift, the first analysis of the subject, combined with the existing structure of the car lift and hydraulic systems, plus in-depth research on the car lift, which thenpreparation program options, and one of the important parts of the design verification, and draw assembly drawings and part drawings, which will complete the four-post design of hydraulic car lift.
Key Words: Vehicle Maintenance，Four-Post，Hydraulic，Lift

目录

摘 要 I
Abstract II
目录 III
图目录 V
表目录 VI
符号及计量单位 VII
前言 1
1．设计要求 2
1.1．该机的用途 2
1.2．该机的工作原理 2
1.3. 举升机的设计要求 2
1.4 该机的主要参数 3
2．总体方案的确定 3
2.1.举升机形式 4
2.1.1单柱式举升机 4
2.1.2四柱式举升机 5
2.1.3双柱式举升机 6
2.1.5地沟式举升机 7
2.2.机械装置的确定 10
2.2.1纯机械结构 10
2.2.2气压传动 10
2.2.3液压结构。 12
2.3联动装置的确定 13
2.4.驱动方案的确定 13
2.5液压传动方案的确定 13
2.6安全保险装置 14
3.主要部件的设计计算和校核 15
3.1机械部分的设计计算 15
3.1.1主立柱的截面的分析和计算 15
3.1.2对托臂进行设计计算 17
3.1.3升降架的设计计算 19
3.2传动部分的设计计算 21
3.2.1钢丝绳的设计计算： 22
3.2.2滑轮转轴的设计计算 22
3.3液压传动部分部件的选择和校核 27
3.3.1液压缸的设计和校核 27
3.3.1.6 液压缸的校核 29
3.3.1.6.1液压缸活塞杆的强度校核 29
3.3.1.6.2活塞杆稳定性校核 30
3.3.1.6.3缸壁强度校核 31
3.3.2液压泵的选择 32
3.3.3 液压阀的选择 33
3.3.4油箱的选择 34
4.安全保险装置的设计计算和校核 35
4.1 锁紧机构的设计计算 35
4.1.1 棘爪的设计计算 37
4.1.2 棘爪转轴的设计计算 39
5.绘制有关零件图和装配图 41
6本设计的经济成本核算以及使用说明 41
总结 42
参考文献 43
致谢 44
图目录

图1.1单柱举升机……………………………………………………………………… 3
图1.2四柱举升机……………………………………………………………………… 3
图1.3双柱举升机 …………………………………………………………………… 5
图1.4剪式举升机……………………………………………………………………… 5
图1.5地沟式举升机…………………………………………………………………… 6
图2.1液压系统工作原理图…………………………………………………………… 10
图3.1立柱主要尺寸…………………………………………………………………… 11
图3.2立柱受力图……………………………………………………………………… 12
图3.3托臂截面图………………………………………………………………… … 13
图3.4 托臂受力图………………………………………………………………… 13
图3.5托臂剪力图和弯矩图…………………………………………………………… 14
图3.5 升降架受力图………………………………………………………………… 15
图3.6升降架剪力图和弯矩图………………………………………………………… 16
图3.7滑轮转轴受力图………………………………………………………………… 18
图3.8 滑轮转轴剪力和弯矩图………………………………………………………… 18
图3.9 滑轮转轴受力图………………………………………………………………… 19
图3.10 剪力图和弯矩图………………………………………………………………… 19
图3.11 滑轮转轴受力图………………………………………………………………… 20
图3.12 弯矩图和受力图………………………………………………………………… 21
图4.1锁紧装置简图…………………………………………………………………… 28
图4.2锁紧机构示意图……………………………………………………………………29
图4.3棘爪受力图 ……………………………………………………………………… 30
图4.4棘爪剪力图和弯矩图…………………………………………………………… 31
图4.5凸轮转轴受力图………………………………………………………………… 33

表目录

表1液压缸工作压力选择……………………………………………………………………23表2活塞杆直径推荐值………………………………………………………………………23
表3举升机成本核算…………………………………………………………………………33

符号及计量单位
σ：材料弯曲应力，单位MPa ；
τ：材料的剪切应力，单位MPa；
E：材料的弹性模量，单位MPa；
P：功率，单位kw；
F：材料所受外力，单位N；
M：材料所受的弯矩：单位N *M
m：设备质量，单位kg；
d：元件的直径，单位mm；
v：速度，单位m/s；
；液压泵的额定流量单位L/min；
V:液压泵的几何排量，单位ml/r
n：电机转速单位 r/min

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四柱液压式举升机的设计

前言
随着时代的不断进步，经济的发展，汽车在整个社会中占据着举足轻重的地位，但随着汽车的不断增加汽车维修也是必不可少的。在现在的汽车维修中机械师总在考虑怎样提升工作效率和维修的便利性，比如把汽车举升到空中，从而可以在其下面工作，举升机的发展史告诉我们第一台举升机的设计的灵感来自理发师的椅子因为他可以快速升降和旋转以适应不同的顾客。早期的单柱式液压举升机功能就比古老的千斤顶和台架结构的要好的多。
随着工业的发展，单柱举升机设计上的局限性就很快显露出来，这种举升机只适用于在车辆四周进行检测维修，但是这种举升机的起重臂和中央立柱会影响维修师傅的操作，针对这类举升机的不足，设计师已经设计了很多方案进行了许多改进工作，有地基式，剪式，平行四边行式，便携式，单柱，双柱式，四柱式，驱动式对称，非对称，小行程，大行程等等。有些举升机可能同时具有其中几个特点，同样举升机根据汽车被举升部位的不同可分为车轮举升设备，车桥举升设备和车架举升设备。
车轮举升设备是通过车轮将汽车举升到一定高度的，他的特点是具有支撑汽车车轮的轨道或托架，可以采用移动式单轮举升设备组成使用。也可采用固定式整车举升结构。其优点是只要把汽车开到举升机的轨道或托架上或者将移动式单轮举升器伸到轮胎处，就可以就行举升操作，所以具有安全和高效的优点，其缺点是，由于支撑的部位是车轮。所以不能再举升机上进行轮胎和制动器的维修作业。车轮举升设备主要用于小型汽车，但大型汽车的使用也很方便。
车桥举升设备是通过汽车的前后桥或者横梁把整车举升。这类装置的主要特点是装有支撑前后桥或者横梁的专用支座或托架，车桥举升设备通常由一个以上的独立举升装置组成，举升装置可以做成固定式，也可以做成移动式，这类举升装置的承载量很大。一般可达30吨，所以主要用于大型汽车的举升作业，其缺点是，造价太高，稳定性也差。
车架举升设备是通过车架或者纵梁将汽车举升的，举升后，汽车的车轮，前后桥，传动系统全都悬空，因此可以在下面进行多项维修作业，举升设备的承重机构多为v型，x型或H型，为了便于调整和适应多种汽车的使用，承重支臂多做成伸缩式或旋转结构。这种设备的主要缺点是受承重支臂的限制，承载质量一般狠小，一般不超过4吨。主要提供小型客车或轻型载货汽车的维修作业。
1．设计要求
1.1．该机的用途
在工作时由电动四柱举升机的主要用途用于汽车的 维修，但也可用于汽车的停放。
1.2．该机的工作原理
该设备由电机提供原动力驱动液压泵工作，液压泵输出的液压油经过一些液压阀的控制进到液压缸，驱动液压缸推动活塞杆运动，从而推动钢丝绳运动，带动升降架的移动，最终可将要维修的汽车举升到一定高度，以便维修，提高效率。
1.3. 举升机的设计要求
在我国的规定中讲到举升机的设备安装电器系统的绝缘、耐压和保护电路的连续性都要符合有关规定。而在欧美地区同样也有其相应的明文规定。举升机的设计中液压系统的设计也是至关重要的。在欧洲地区液压缸、气缸、管路及接头受调压阀设定的最大压力的限制。他们至少应承受该压力的2倍（采用液压驱动时）或是该压力的3倍（采用气压驱动时）并且要没有永久变形。软管、气袋、膜盒的尺寸在设计时应使之承受至少3倍的调压阀设定的最大压力值的爆破压力。
我国对举升机的性能要求也比较繁多，例如：
（1）举升机应设有限制行程限位装置，如有需要则该装置应动作灵敏、安全 ，可靠。
（2）液压系统工作应平稳、无振动、无爬行现象。
（3）液压式举升机除液压系统能自锁外还应没有机械锁止装置。
（4）机械式举升机任意时刻都能安全自锁。
（5）举升机正常运行时的噪音不得超过80dB。
（6）举升机工作环境温度为0—40℃，全行程连续举升额定质量20次，油温不得高于
60℃。
（7）在试验台上对液压系统施高150%的额定使用压力，维持2min，不允许有永久变
形、漏油及其他异常现象。
(8) 在无故障工作基础上，机械式举升机的使用继续进行到3000次，则液压举升机可以继续进行到9000次，以安全可靠为前提，检查零部件损坏程度，允许更换损坏件，允许添加润滑剂。
1.4 该机的主要参数
设计的四柱举升机应该能够满足所有小型汽车的重量，同时也适合一些稍大型的汽车。举升机在升降过程中以及在停留时都要保证平稳和锁紧，重要部件和关键部位必须进行相应的校核和验算液压系统的工作要可靠，而且要操作方便
1. 举升重量.4T
2. 长度，综合各类汽车的长度取立柱之间的长度为4300mm
3高度.取立柱高度为2500mm
4柱宽.取柱宽为180mm,采用槽钢
5. 举升高度.1900mm
6. 托臂宽度.480mm到地面的高度为220mm托臂长度3940mm
7 . 举升行程为1680mm
8 升降架长度2600mm，材料为空心型钢
9 上升时间50s,下降时间45s.
2．总体方案的确定
举升机的机构通常由以下几部分组成，举升机形式，机械装置，驱动部分，联动装置，保险装置等部分组成。
2.1.举升机形式
举升机的立柱根据所应用的场合和承载质量的不同而不同，也随着汽车维修行业的不同而不断改进，其形式主要有以下几种：
2.1.1单柱式举升机
单柱式举升机是将停放在地面上的轿车等交通工具举升到一定的高度进行维修的专用设备,是一种典型的用于汽车及工程车辆的局部举升，以便更换车轮轮胎或对车辆底盘进行各种维修作业的机具。单柱举升机操作容易、美观、不占用空间便能将重物方便省力的举起。具有省时省力的效果,不用时完全放置于地面，方便汽车倒车和放置物品，是汽车修理不可缺少的机具。 单柱车辆举升机分可移动式的和固定式的两种型号。单柱移动式举升机适用于室内外场地，单柱固定式举升机适用于室内面积较为紧凑的场所。汽车举升机在世界上已经有了80多年的历史。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,如图1所示。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被采用。

图1.1（单柱举升机）

图1.2（四柱举升机）
2.1.2四柱式举升机
四柱式汽车举升机是一种大吨位汽车或货车修理和保养单位常用的专用机械举升设备，四柱式汽车举升机也很适合于四轮定位用，因为一般四柱式汽车举升机都有一四轮定位档位，可以调整，可以确保水平。四柱举升机按其结构又分为上油缸式以及下油缸式两种。上油缸式四柱举升机其油缸置于立柱顶部（带横梁），下油缸式的油缸置于平板下面。上油缸式四柱举升机主要依靠四根链条拉起四个角，拉力油缸置于顶部，这种结构简单，但自重增加。多数上油缸式四柱举升机二次举升为手动或气动，修理工需要跑到底下操作，这对于经常使用二次举升的用户不方便和不安全。保险装置为气动装置，若没有气源则比较麻烦。下油缸四柱举升机主要依靠四根粗钢索拉起四角，拉力油缸置于平板下面，通过六个圆盘将力传达四面。这种结构比较紧凑，自重降低。二次举升一般为电动液压，和主泵连接在一起，只要转动转换阀即可，升降速度快，保险装置为楔块式，四个楔块利用拉杆联动，扳动拉杆就可打开保险装置，方便耐用1937年美国另外一家公司生产出第一台四柱举升机,随后在美国一家公司也生产出类似的举升机,如图2所示。这两种举升机均由螺旋驱动, 其方案是:每一立柱内均有一螺母及螺杆,由装在地面上的链条串连起来以实现同步驱动,此四柱举升机在市场上并未获得成功,而单柱举升机却继续得到更大的普及。1948年Joseph Bardbury & Sohs (即现在的TI Bardbury)生产出该公司的第一举升机,其方案是:在四柱举升机的一个主柱内装有一套螺旋驱动机构,举升台板的其它三个角落通过钢丝绳与动力主柱相连。1950年Bardbury将机械式螺旋驱动机构改为液压机构,只采用一个液压缸,其他立柱通过钢丝绳连接以实现同步举升,由于当时的液压压力尚未超过35～40Kg/cm²因而第一台液压举升机的缸体直径较大。五十年代初单柱举升机在欧洲市场上的销路急剧下降,而四柱举升机却跃居主导地位;但是在美国单柱举升机却继续受到人们的喜爱。1956年Borg Warner 和Plessey生产液压压力能达到140～175Kg/cm²的液压齿轮泵;借助于此, Bardbury又生产出双功能举升机,这在举升机的设计上是一个突破性进展。此举升机可以用两种方式支撑汽车:车轮支撑型;车轮自由型。此发明在市场上很受欢迎。到1960年在英国的市场上占有率竟达75%。1961年Bardbury生产出四柱举升机改进后的车轮自由系统,并在全世界17个国家获得了专利。但在南美洲仍然喜爱单柱举升机,只是现在已将其改为液压传动。
2.1.3双柱式举升机
双柱式汽车举升机是一种汽车修理和保养单位常用的专用机械举升设备，广泛应用于轿车等小型车的维修和保养。双柱式汽车举升机将汽车举升在空中的同时可以节省大量的地面空间，方便地面作业。但是双柱式汽车举升机为了最大的节省材料，一般都去掉了底板。由于没有底板，使得立柱的扭力需要靠地面来抵消，所以对地基要求很高，若是有横梁（龙门举升机）就靠横梁抵消。
　　双柱式举升机有对称式和非对称式两种。对称式举升机四根臂的臂长大致相等，这样使得汽车中心（或质心）处于立柱的中间位置，对于皮卡和箱式货车等类型的汽车的日常维修来说这种对称式举升机可能是最佳的选择。但是对于一些柱间宽度不够大的对称式双柱式举升机来说，汽车举升后不能打开车门是一个很大的缺点。非对称式举升机的立柱向后旋转了一个角度（大约30°），并且前臂比后臂稍微短一些。当把汽车停放到这种非对称式的举升机适当位置时，车的位置就向后移动了一些，因此，我们就很容易地从车门进出。而且，这种非对称式举升机转动的立柱，可以确保车辆的重心安全地定位在立柱之间。 1966年，一家德国公司生产出第一台双柱举升机,如图3所示。这是举升机设计上的又一个突破性进展,但是直到1977年这种举升机才在德国以外的其它国家出现。现在双柱举升机在市场上已占据牢固的地位,其销量还在继续增长。它和四柱举升机相比,既有优点,也有缺点。

图1.3（双柱举升机） 图1.4（剪式举升机）
2.1.4剪式举升机
剪式举升机执行部分采用剪式叠杆形式,电力驱动机械传动结构，目前广泛用于大型车辆维修。剪式举升机的举升速度适中且不占用车坑位置，对于一些车型相对固定，工作强度大（如在公共汽车）的修理领域无疑是最好的选择。而且由于结构简单，同步性好，一般常用作四轮定位仪的平台。
剪式举升机分为大剪（子母式），小剪（单剪）举升机，超薄系列剪式举升机等几种类型。小剪举升机主要用于汽车维修保养，安全性高，操作方便。挖槽后与地面相平。 大剪举升机涌出比较多，是配合四轮定位仪德最佳设备，并可以做为汽车维修，轮胎，底盘检修用。可以挖槽，也可以直接安装在地面上。 超薄系列剪式举升机无需挖槽，适用于任何修理厂，有一些楼板上不适合安装二柱举升机以及普通四柱举升机，而本机器与楼板接触面广，这样可以安装在任何可以开车的楼板上面，解决客户场地问题。这类机器是今后的主流产品，国外大规模使用本类产品。
2.1.5地沟式举升机
地沟式举升机是大型客车维修的理想设备，对空间较低的厂房更为实用,且物美价廉。地沟式汽车举升机，安装于地沟上面两沿边轨道上，一般采用电动驱动方式，蜗杆、蜗轮减速，从而带动丝杆、举升大梁升降。这种设计方式使得地沟式举升机移动更灵活，举升力更大，升降平稳，操作安装极为方便，是各种针对大客车、货车进行维修的维修企业最为理想的举升设备。地沟跑道式四轮定位举升机前轮转角盘(选购件)位置可调，加长后轮滑板，适合各种车型定位测量各类举升机之间的特点
我们所见到的绝大多数举升机均采用固定安装方式,在举升前汽车必须驶上举升机。在移动式举升机方面也有几项成功设计,如简式举升机上、菱架式举升机等。但这类举升机仍存在两个主要问题:接近汽车下部较难,在车间移动举升机时难逾越地面上的障碍物。当然,可移动性是这类举升机的突出优点。现在固定安装的单柱、双柱、四柱举升机已在维修现场广泛采用,而移动式举升机却相对要少得多。
最初设计单柱举升机外,车辆较大,其底盘也能明显辨认,因而汽车检修区远远大于举升器件。而今绝大多数汽车均为“紧凑型”或“半紧凑型”,导致汽车检修区域接近主要举升机器件而不便操作。但在南美洲却属例外,那里仍然采用较大的车辆,这可能是单柱举升机在该地区的市场上仍然继续受到欢迎的重要原因。单柱举升机有两大优点:当其下降后,不会成为维修车间的障碍物;汽车可在举升机上转动。但美国却受到了责难,主要是举升机的旋转会带来撞击操作人员的危险。单柱举升机的主要缺点是:第一，它需要在车间的地面挖掘一个相当大的坑穴后才能安装;其次,它只能为使用提供车轮支撑方式；第二，使用时难于接近汽车下部的一些重要检修区域。举升机用的主油缸潜藏在地下也给维修带来两大问题：第一是检修这些零部件颇为困难;其次是油缸所处的环境条件差，易生锈，特别是地下水位较高时更是如此。
双柱举升机(包括液压式和机械式)均具有以下优点:第一，检修汽车下部具有很高的可接近性(几乎达到100%)；其次，采用车轮自由型的方式支撑车辆，因而拆卸车轮时不需要其它辅助性的举升措施；第三,结构紧凑,专地面积小。双柱举升机的缺点是：第一，为确保安全，安置举升机时的要求非常严格，否则在举升过程中容易摇晃或颠覆；第二，由于此举升机常采用车轮自由型的方式支撑汽车，如需采取车轮支撑型的方式维修汽车则甚感不便,如检查悬挂系统、检查转向机构间隙或进行车轮定位检验等；第三，由于举升臂和立柱承受悬臂或载荷所产生的巨大应力,其承力件易于磨损。因而双柱举升机的安全工作寿命一般要比四柱举升机低。

图1.5（地沟式举升机）

四柱举升机有四根立柱、两根横梁、用于支撑汽车的两个台板。举升前，汽车很容易正确无误的驶上四柱举升机的台板。由于台板内侧设备有凸缘，当汽车驶上台板时也不致于坠入其间的空隙中，车轮支承型四柱举升机的优点是：第一，举升机装载汽车时勿需较高的技术，操作又很简单；第二，承载时非常稳定；第三，支承载荷受力简单，应力较低，从而延长了设备的使用寿命；第四，由于具有较高的使用价值，从经济上来看也是合算的；第五，易于维修；第六，在车间现场进行安装也较方便，只要地面平坦，其混凝土厚度能够牢固立柱的地脚螺栓即可。四柱举升机的缺点是:和双柱举升机相比，占地面积较大，对汽车检修区域的可接近性差。

2.1.6市场分析
不同的维修企业根据财力、维修项目、车间大小的不同，举升机需求类型也不仅相同。
两柱举升机是当前被广泛采用的主流举升机，是大部分的经销商销量最大的举升机类型。对于国内使用较为普遍的一些两柱举升机品牌而言，国产的价位约在0.6～1.4万元，进口的约在1.8万～2.8万元。这种举升机安装起来很快，不需要大范围地开挖，也不需要对维修厂的整体布局进行一些永久性的变动。两柱举升机噪声较小，升降平稳，可调整不同车型的支撑部位。这种举升机适用于举升中小汽车进行维修及装配工作。主要用户为以总成大修为主的修理厂及4S店。
四柱举升机国产设备的价位在1.0～3.5万元，进口品牌在1.8～4.5万元，价格随着举升吨位的提高而增加。可适用于大多数车型。但是四柱举升机宽大的支承装置往往会妨碍工人干活。主要用户为快速保养为主的小型企业，因为快速保养业务需要车辆能够快速起降，如果购买两柱举升机则需要在车辆起降过程中花费一些时间。同时4S店对四柱举升机也有很大的需求。
剪式举升机使用方便，不用时不占空间，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。一般国产设备价位在1.0～4.0万元，进口产品在1.5～4.5万元。但剪式举升机较为精密，做工不好或者设计不好就容易导致台面不平、单边升降等危险发生，如果利用剪式举升机作四轮定位仪的平台，要求就更加严格。
综上所有方案和市场分析。我决定对四柱式举升机进行设计研究。
2.2.机械装置的确定
机械装置包括纯机械机构，液压结构，气压结构等，各类结构由不同的结构形式组成，同时也有不同的优缺点，根据所需形式和设计选择要求而选择不同的结构形式。
2.2.1纯机械结构
设想由齿轮——齿条结构做主动力结构，由电动机带动齿轮转动，齿轮与固结在升降板上的齿条啮合，带动齿条上下运动 从而达到举升的目的。
此结构的优点是结构简单，易于操作，传动精度高，响应快等等，但也存在着十分巨大的问题：第一，由于是四柱举升，按照上面结构，势必要在每个柱上都设计此结构，并可能需配置4个电动机，不仅增加额外重量，而且经济性也不好，同时对同步举升存在缺陷。第二，由于是齿轮——齿条啮合的举升，所以汽车的重量都由轮齿间的啮合力平衡，对齿轮齿条的刚度要求很高，而且长期负载，容易产生疲劳失效。
2.2.2气压传动
气压传动，是以压缩空气为工作介质进行能量传递和信号传递的一门技术。气压传动的工作原理是利用空压机把电动机或其它原动机输出的机械能转换为空气的压力能，然后在控制元件的作用下，通过执行元件把压力能转换为直线运动或回转运动形式的机械能，从而完成各种动作，并对外做功。由此可知，气压传动系统和液压传动系统类似，也是由四部分组成的，它们是：
(1)气源装置 是获得压缩空气的装置。其主体部分是空气压缩机，它将原动机供给的机械能转变为气体的压力能；
(2)控制元件 是用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向的，以便使执行机构完成预定的工作循环，它包括各种压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀等；
(3)执行元件 是将气体的压力能转换成机械能的一种能量转换装置。它包括实现直线往复运动的气缸和实现连续回转运动或摆动的气马达或摆动马在等；
(4)辅助元件 是保证压缩空气的净化、元件的润滑、元件间的连接及消声等所必须的，它包括过滤器、油雾器、管接头及消声器等。
二、 气压传动的优缺点
气动技术在国外发展很快，在国内也被广泛应用于机械、电子、轻工、纺织、食品、医药、包装、冶金、石化、航空、交通运输等各个工业部门。气动机械手、组合机床、加工中心、生产自动线、自动检测和实验装置等已大量涌现，它们在提高生产效率、自动化程度、产品质量、工作可靠性和实现特殊工艺等方面显示出极大的优越性。这主要是因为气压传动与机械、电气、液压传动相比有以下特点。
1、 气压传动的优点
(1)工作介质是空气，与液压油相比可节约能源，而且取之不尽、用之不竭。气体不易堵塞流动通道，用之后可将其随时排人大气中，不污染环境；
(2)空气的特性受温度影响小。在高温下能可靠地工作，不会发生燃烧或爆炸。且温度变化时，对空气的粘度影响极小，故不会影响传动性能；
(3)空气的粘度很小(约为液压油的万分之一)，所以流动阻力小，在管道中流动的压力损失较小，所以便于集中供应和远距离输送；
(4)相对液压传动而言，气动动作迅速、反应快，一般只需0．02～0．3s就可达到工作压力和速度。液压油在管路中流动速度一般为1～5m／s，而气体的流速最小也大于10m／s，有时甚至达到音速，排气时还达到超音速；
(5)气体压力具有较强的自保持能力，即使压缩机停机，关闭气阀，但装置中仍然可以维持一个稳定的压力。液压系统要保持压力，一般需要能源泵继续工作或另加蓄能器，而气体通过自身的膨胀性来维持承载缸的压力不变；
(6)气动元件可靠性高、寿命长。电气元件可运行百万次，而气动元件可运行2000～4000万次；
(7)工作环境适应性好，特别是在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣环境中，比液压、电子、电气传动和控制优越；
(8)气动装置结构简单，成本低，维护方便，过载能自动保护。
2、气压传动的缺点
(1)由于空气的可压缩性较大，气动装置的动作稳定性较差，外载变化时，对工作速度的影响较大；
(2)由于工作压力低，气动装置的输出力或力矩受到限制。在结构尺寸相同的情况下，气压传动装置比液压传动装置输出的力要小得多。气压传动装置的输出力不宜大于10—40kN；
(3)气动装置中的信号传动速度比光、电控制速度慢，所以不宜用于信号传递速度要求十分高的复杂线路中。同时实现生产过程的遥控也比较困难，但对一般的机械设备，气动信号的传递速度是能满足工作要求的；
(4)噪声较大，尤其是在超音速排气时要加消声器。

2.2.3液压结构。
设想由液压结构带动钢索伸缩运动，钢索的另端经过滑轮固结在柱上，液压缸固结在平板上，由于钢索的伸缩，产生反作用力，举升汽车。其优点如下：
（1）液压传动可在运行过程中进行无级调速，调速方便且调速范围大。
（2）在相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、重量轻、结构紧凑。
（3）液压传动工作比较平稳、反应快、换向冲击,能快速启动、制动和频繁换向。
（4）液压传动的控制调节简单，操作方便、省力，易实现自动化，当其与电气控制结合，更易实现各种复杂的自动工作循环。
（5）液压传动易实现过载保护，液压元件能够自行润滑，故使用寿命较长。
（6）由于液压元件已实现了系列化、标准化和通用化，过制造、使用和维护都比较方便。
主要缺点：（1）由于流体流动的阻力损失和泄漏较大,所以效率较低。如果处理不当,泄漏不仅污染场地,而且还可能引起火灾和爆炸事故。
（2）工作性能易受温度变化的影响,因此不宜在很高或很低的温度条件下工作
通过综合考虑和对比，利用液压结构在汽车举升机构中具有明显优势。
2.3联动装置的确定
联动装置的作用是将举升托架的升降运动传递给支撑立柱，保证两举升托架的同步运动。
四柱举升机构的联动装置有许多，如螺母丝杆传动，齿轮链条传动装置，钢丝绳联动装置。而能适合液压传动的传动装置有齿轮链条传动和钢丝绳传动装置，对于两种传动装置各有优缺点，齿轮链条传动装置能比较精确的保证传动同步，但是链条的使用寿命比较短，而且造价高， 对钢丝绳传动不仅能够精确的同步举升，使用寿命也长，而且造价比较低，并且能够调整钢丝绳的长度。
对两种机构的优缺点进行比较，对于该机构而言钢丝绳传动装置比较合适，钢丝绳联动装置主要由钢丝绳、滑轮、螺套和螺杆等组成。钢丝绳滑轮利用滑轮轴安装在升降架上，钢丝绳的端部固定在螺套中，并且用螺母安装在立柱的顶板上，螺母可以用来调节钢丝绳的长短，以使承重托架保持水平。
2.4.驱动方案的确定
驱动机构是液压举升机的执行元件，他主要是驱动钢丝绳运动，从而带动升降架上下运动，驱动元件主要由液压缸组成，驱动方式主要有两种，一是拉动钢丝绳运动，另外是推动钢丝绳运动，由于举升机的行程很大，这就需很长的活塞杆，而且对活塞杆的刚度要求也很高，所以采用在活塞杆的顶部安装一个动滑轮以缩短活塞杆的长度和刚度要求。
2.5液压传动方案的确定
当启动电机时，液压泵运作吸油，从而推动液压缸的运动，继而使升降架运动，液压系统主要包括以下几部分，油箱，液压泵，液压阀，液压缸等。
液压系统的工作原理和工作示意图：

1,定量液压泵 2先导式溢流阀 3二位二通电磁换向阀 4压力表 5三位四通电磁换向阀 6、7液控单向阀 8液压缸
图2.1（液压系统工作原理图）

2.6安全保险装置
由于汽车维修要在托架下进行，所以对举升设备的安全要求很严格，对于钢丝绳传动装置要采用一些锁紧装置，以保证安全，通常采用棘爪和齿条来进行锁紧.
3.主要部件的设计计算和校核
3.1机械部分的设计计算
3.1.1主立柱的截面的分析和计算
主立柱是举升机的主要承力部件，举升机的主立柱在工作时受来自保险锁紧机构处的因承重的压力和升降滑台作用在立柱上的弯矩。因此，立柱在两种力的作用下有向内弯的趋势，底部的焊口在拉力的作用下有被拉伸的迹象，故在立柱底座处加加强筋。

图3.1（立柱主要尺寸）
对立柱采用Q235钢，其弹性模量E=206GPa [1] =200MPa惯性矩
=527.124 截面面积A=24.48 由公式
（材料力学第四版301页）[1]

立柱受力如图所示：

图3.2（立柱受力图）
由于立柱一端固定，所以立柱的长度因素
所以惯性半径

(材料力学第四版377页)[1]

由于
故采用欧拉公式
(材料力学第四版300页)[1]

.........................................................(4)
...................................................................(5)
N>10所以安全稳定系数适合
3.1.2对托臂进行设计计算
前面参数说明托臂的长度为3940mm，由钢板和槽钢焊接而成，截面如图所示

图3.3（托臂截面图）

槽钢型号选用18[1]其理论质量
截面系数为152 钢板选用花纹钢板，
取最小轴距为2400mm因此分析托臂的受力如图所示

图3.4托臂受力图
由 .........................................................(1)
=（2*23.0+12.15）*9.8
=569.87N/m
又因
.......................(2)

对于AB段（0<x<0.77m)

BC段（0.77<x<3.17m）

在CD段（3.17<x<3.94m）

其间剪力图和弯矩图如下所示

图3.5托臂剪力图和弯矩图

由弯矩图上可以看出弯曲应力最大点为E点（其中x=1.969m）

=10922.6*1.969-569.87*1.969*1.969/2-9800(1.969-0.7=7547N*m
因此，所要承受的弯曲应力

考虑到维修工作时在托臂下面进行。为保人身安全将安全系数取为K=10 所以将要选取的才料