双柱机械式汽车举升机.doc

摘要双柱机械式汽车举升机，它包括两个框形举升柱，两个垂直滑动在该框形举升柱上的升降滑架，两个托臂和两个轨道式托板，其特征在于所述框形举升柱是由结构在下部的底板升底梁升矩形齿轮箱及矩齿轮箱两侧短边向上延伸的方形导柱连接上部的横梁构成的整体；所述框形举升柱下面的矩形齿轮箱其中一个是安装电动机的驱动箱；而所述升降滑架是由两个平行固定在其上的托臂穿过所述轨道式托板上滑套的孔位相互连接。关键词 滑动螺旋副 导轨 丝杠 制动器 组合开关AbstractShuangzhu mechanical vehicle lift, which includes two box-shaped Jusheng pillar, two vertical sliding in the box-shaped piece of Jusheng-piece aircraft, two up and two track-holding arm, their identity is in Jusheng pillar box-shaped structure in part by the end of Liang-bed or carpenters square or rectangle gear boxes and gear boxes on both sides of a square-short margin upward extension of the upper beam connecting a pillar overall; Jusheng pillar box is described below rectangle gear boxes installed electric motors is one of the driving boxes; and the piece-by-two parallel fixed in its orbit above the occasional arm-supporting, through the Hua Tao Kong spaces interlinked.Key words Glide the spiral pair and lead the track, silk to carry on the shoulder, make to move the machine and combine the switch目 录摘要1Abstract2第一章 绪论51.前言52.举升机概述6第二章 升举装置的总体设计71.设计题目72.设计方案73.方案选择74.实习考察75.确定总设计计划76.方案的实施8第三章 机械传动系统91.方案的拟定92.在拟定机械传动系统方案时，应考虑以下原则103.传动类型选择的依据104.滑动螺旋传动的特点及计算14第四章 滚动直线导轨套副191.导轨的类型及其特点202.导轨的设计要求203.导轨的设计程序及内容204.精密导轨的设计原则205.导轨类型的选择原则21第五章 丝杠同步转动的链传动241.滚子传动的设计252.滚子链传动的设计计算253.滚子链的静强度计算294.滚子链的使用寿命计算305.滚子链链轮336.滚子链链轮的基本参数和主要尺寸34第六章 带传动及其有关计算351.带传动352.带和带传动的形式353. V带传动355.基准宽度制带传动的设计计算366. 带传动的效率407. V带带轮418.带轮的结构419.带轮的技术要求4110.带轮的技术要求4211.V带传动的主要失效形式43第二部分 机电控制系统44第一章 制动器的选择及其计算441制动器442 制动器的分类、特点及应用443.制动器的选择444制动器的性能参数及主要尺寸45第二章 开关的选择461.HZ5B-1型组合开关472.LXJ6系列接近开关47第三部分 使用及其效益471.使用时注意事项482.升举机安全操作规程48第二章 经济效益分析48结论49谢 辞51附录1（专题）54附录1外语翻译（原文）63附录2外语翻译(译文)86 第一章 绪论 1.前言现代汽车工业随着科学技术的飞速发展而日新月异, 新工艺、新材料、新技术广泛运用, 特别是电子技术、液压技术在汽车上应用, 使当今的汽车是集各种先进技术的大成, 新颖别致的汽车时时翻新。而现代汽车的故障诊断不再是眼看、耳听、手摸, 汽车维修也不再是师傅带徒弟的一门手艺, 而是利用各种新技术的过程。随着汽车技术的快速发展, 日益呈现出汽车维修的高科技特征, 与其同时汽车维修理念也不断更新。随着汽车技术的发展, 维修设备也随之产生了质的变化。汽车保修设备的生产, 也不再是多以机具类为主。20世纪90年代以来, 一批批先进的进口汽车检测设备和仪器涌入国门。四轮定位仪、解码器、汽车专用示波器、汽车专用电表、发动机分析仪、尾气测试仪及电脑动平衡机等,这些昔日人们十分陌生的检测设备, 已经成为现代维修企业的必备工具。而这些检测设备, 本身就是高科技化的产品, 是电子检测技术、电脑技术的高级集成物。要熟练地操作使用这些检测设备, 技术人员需要经过严格的培训, 并要掌握外语和电脑技术, 才能掌握正确的使用方法, 充分发挥检测设备的各项功能。这种高科技化的现代汽车检测设备, 使现代汽车维修的科技含量大为提高。加入WTO对中国汽车维修业的影响是巨大的。为了适应售后服务的要求, 国外汽车维修业将相继进入中国市场, 国外汽车维修业的介入给中国汽车维修市场提供了一个较为先进的高效的国际技术环境, 对促进国内汽车维修业的更新改造、加速汽车维修业技术进步的进程, 将起到良好的推动作用。传统的汽车维修方式、维修制度以及经营模式必然被现代汽车维修方式所代替。以往的汽车维修往往就维修谈维修, 现代汽车维修是汽车销售、零件销售、资讯及售后服务四位一体紧密结合。汽车维修的新趋势是维修对象的高科技化、维修设备现代化、维修咨询网络化、维修诊断专家化、维修管理电脑化及服务对象的社会化。国外汽车维修企业以汽车服务贸易的形式进入国内市场, 使我国汽车维修行业将面临严峻形势, 而在汽车维修企业发展要素中, 起主导作用的因素将是: 管理、技术、装配和信息。倡导汽车维修行业的服务优质化、品牌化、现代化, 势在必行。2.举升机概述丝杆采用一次滚压成形，螺母使用高强度进口尼龙，既保证使用安全性和坚固度，又使得更换方便;精心选材，并由专门设计工作室进行外观和技术设计；通过链条传动，实现主副滑架同步运行。本产品适用于将自重小于3200kg的轿车、轻型旅行车、客货两用车、轻型货车整车举升并固定到所需工作高度，进行多种维修、保养或清洗作业。技术参数.额定举升质量：3000kg .最大举升高度：2000mm.托盘距地面最低高度：160mm.全行程上升时间：4min.全行程下降时间：60S.驱动方式：电机驱动、丝杆传递悬臂托举.电机功率：3KW.工作电压：380V.控制电压：220V.噪音：80dB（A）.外形尺寸：1400mm3160mm2556mm第二章 升举装置的总体设计1.设计题目：小轿车维修用升举装置的设计题目设计要求：1 .升举重量3000。2 .升举高度距地面2m。3 .升举速度3-4m/min。4 .轿车尺寸:180026001600 （mm）2.设计方案：（机械传动范围之内）1.拟定方案为齿条传动，采用以齿条为承载轨道进行同步升举。机械能转化率高，但承载较次。2.拟定方案为滚珠丝杠传动，采用以旋转运动转化为直线运动，平稳轻便快捷，机械能转化率低。3.拟定方案为滑动螺旋传动，采用以旋转运动转化为直线运动，平稳承载能力强，机械能转化率低。3.方案选择：根据题目要求和现实状况选用滑动螺旋传动为最佳，能够实现重载升举，转化率低，易于控制，速度要求不是很高，平稳安全。4.实习考察：实习考察过程中并未见到此种类型的维修用升举装置，见到的是以液压升举为主的升举装置，从液压升举到丝杠升举的传动方式改变的实现非常困难，同时发现两种不同升举的差异体现在立柱承受重载的大小不同，于是决心从液压到丝杠转换。5.确定总设计计划：1.首先确定丝杠能否承载近3吨重的升举载荷，结果不能。2.选用导轨类型，实现丝杠和导轨的同载升举。3.设想丝杠和导轨同时升举承载的布局设置，实现升举的可行性。4.对于平稳升举安全升举的控制方式进行设定和选择，决定用制动阀限制丝杠的旋转，来实现升举的定位。5.同步升举的实现选择，初步设想两种方案，一是通过蜗杆与丝杠来实现同步旋转，二是通过链传动来实现丝杠的同步旋转，最后选用链传动。6.电动机与丝杠实现动力传动的方案选择，一是通过链传动来实现，二是通过带传动来实现，三是通过齿轮啮合来实现，最后选用带传动，噪声小，靠摩擦传动传动效率较高。7.箱体选择。8.限位安全的设定。9.开关控制的选择.6.方案的实施。第三章 机械传动系统1.方案的拟定机械传动系统的设计是一项比较复杂的工作，为了较好地完成此项任务，不仅需要对各种传动机构的性能、运动、工作特点和适应场合等有较深入而全面的了解，而且需要具备比较丰富的实际知识和设计经验此外，机械传动系统的设计并无一成不变的模式可循，而是需要充分发挥设计者的创造能力但是，大体上都要经过以下一些步骤：(1) 根据预期完成的生产任务，选定机器的工作原理和传动方案，两者紧密相关机器可以按不同的工作原理来完成同一生产任务，因而其传动方案也就不同例如螺栓的螺纹可以用车削、攻螺纹或滚螺纹的方法来完成即使采用同一种工作原理，也可以拟定出几种不同的传动方案；例如用展成法加工齿轮，采用不同的刀具可以分别用滚齿机或插齿机来完成，但这两种机床的传动方案完全不同应从机械的工作性能、适应性、可靠性、先进性、工艺性和经济性等多方面考虑，来拟定和评比各种传动方案，然后加以确认根据机器的工作原理和传动方案，便可确定出机器所需要的执行构件的数目、运动形式，以及它们之间的运动协调配合关系等要求对于多执行构件的机器，如要求各执行构件在运动的时间的先后上和运动位置的安排上必须准确而协调的相互配合时，则应画出机械的工作循环图，它有直线式、圆周式和直角坐标式三种(2) 确定个执行构件的运动参数和生产阻力，并选定原动机的类型、运动参数和功率等(3) 合理选择机构的类型，拟定机构的组合方案，绘制机械传动的示意图(4) 根据执行构件和原动机的运动参数，以及各执行构件运动的协调配合要求，确定各构件的运动参数和各构件的几何参数，按GB4460-1984机动示意图中的规定符号绘制机械传动系统的机构运动简图(5) 根据机器的生产阻力或原动机的额定转矩进行机械中力的计算（如确定各级传动轴传递的转矩和各零件所承受的载荷等），作为零件承载能力计算的依据(6) 在分析计算的基础上，按确认的机械传动系统的机构运动简图，绘制机器的总装配图、零件图和部件图。(7) 对有些机器在基本完成总图的基础上，尚需进行动力学计算，以便确定是否需要加装飞轮及配置平衡重量等。2.在拟定机械传动系统方案时，应考虑以下原则(1) 采用尽可能短的运动链，以利于降低成本、提高传动效率和传动精度。(2) 应使机械有较高的效率，对单流传动应提高每一传动环节的传动效率，对分、汇流传动应提高功率大的功率流路线中各传动件的传动效率。(3) 合理安排传动机构的顺序。转变运动形式的机构通常安排在运动链的末端，靠近执行构件处，摩擦传动（带、机械无级变速器等）以及圆锥齿轮（大尺寸者难于制造）一般安排在传动的高速部位。(4) 合理分配传动比。各种传动均有一个合理使用的单级传动比值，一般不应超过；对于减速的多级传动，按照“前小后大”的原则分配传动比为有利，但相邻两级传动比的差值不要太大。增速的多级传动亦遵循这一原则。(5) 保证机械的安全运转。如无自锁性能的机构应设置制动器；为防止机械过载损坏，应设置安全联轴器或有过载打滑的摩擦传动机构，为防止无润滑而运行，应设置连锁开关，保证机器工作前润滑系统先行工作等。3.传动类型选择的依据机械传动系统的两大基本任务是保证工作机实现预期的运动要求和传递动力。如工作机是现有的机器，则传动系统的设计任务仅在于选择一合理的传动，使动力机的输出与工作机的输入相匹配即可。如设计任务是实现执行构件与动力机的匹配，则传动系统的设计就比较复杂，需要分析执行构件的运动要求：行程、速度、加速度、调速范围、实现位置要求、实现函数要求、实现轨迹要求、实现急回要求、停歇要求、相互间的动作配合要求；以及动力要求：力、转矩和功率等。在选定动力机后，根据运动和动力的要求来确定传动系统方案并进行具体设计，这时，传动系统就可能包含连杆机构、凸轮机构和间歇运动机构等。选择传动类型时，应综合考虑下列条件：根据滑动螺旋副的螺纹种类、特点和应用选用梯形螺纹（GB5796.15796.3-1986）代号Tr，它的牙型角为30 ，螺纹副的小径和大径处有相等的径向间隙，螺纹工艺好，牙根强度高，内外螺纹的对中性好，采用剖分式螺纹可调整、消除轴向间隙。但传动效率比矩形和锯齿型螺纹低。它是螺旋传动中最常用的一种。梯形螺纹牙型与基本尺寸牙型见表1.1-1其基本尺寸见GB/T5796.15796.3-1986。牙型角，螺纹副的小径和大径处有相等的径向间隙，螺纹工艺性好，牙根强度高，内、外螺纹的对中性好，采用部分式螺母可调整、消除轴向间隙。但传动效率比矩形和锯齿型较低。它是螺旋传动中最常用的一种。 图1表1.1-1 梯形螺型 (mm)牙型图名称符号计算公式图1所示外螺纹大径d螺距P牙顶间隙acP256121444ac0.250.51基本牙型高H1H1=0.5P外螺纹牙型高h3h3= H1+ ac内螺纹牙高H4H4=h3牙顶高ZZ=H1/2外螺纹中径d2d2=d-2Z内螺纹中径D2D2=d-2Z外螺纹小径d3d3=d-2h3内螺纹小径D1D1=d-2H1内螺纹大径D4D4=d+2ac外螺纹牙顶圆角R1R1max=0.5ac内、外螺纹牙底圆角R2R2max=ac 图24.滑动螺旋传动的特点及计算特点：螺旋传动主要由螺杆和螺母组成。除自锁螺旋外，一般用来把螺旋运动变成直线运动，也可把直线运动变成旋转运动，同时进行能量和力的传递，或者调整零件间的相互位置。计算：如下 表1.1-2滑动螺旋传动的设计计算计算项目单位计算公式、参数选择和说明实例计算结果耐磨性螺杆中径d2mmd2= 式中螺纹形式系数，梯形、巨型螺纹=0.8.F轴向（N）螺母长度L与螺杆中径d2之比，部分式螺母为2.53.5。P 许用压强（Mpa）见表6.1-14（现代机械传动手册）F=8000N已知d=44,（查GB/T5796.3-1986)d2=38计算项目单位计算公式、参数选择和说明实例计算结果耐磨性公称直径d和螺距Pmm根据上式算出的d2按螺纹的标准基本尺寸系列选取相应的d和P得d=44P=12螺纹导程PhmmPh=ZPZ 螺纹线数Ph=12Z=1螺纹旋合长度LmmL=d2L=100=2.63旋合圈数mm=L/P一般m1012m=8.33螺纹工作高度H1(h)mm梯形螺纹H1=0.5PH1=6螺纹表面工作压强PMpaP= P=1.68滑动速度v=34m/min由表6.1-14，p=5.68校核合格压强校合pp验算项目螺纹升角（）=arctan(Ph/d2)=544当量摩擦角T（）=arctanfT fT=f/cos由表6.1-12，T=445553取T=520反行程自锁条件T=544T=520不自锁螺杆强度螺旋传动的转矩TNmmT=0.5Fd2tan(+T)T=24270.27当量应力Mpa= =11.16d3=31强度条件式中-螺杆材料的许用应力（ Mpa）,查表6.1-15=68120螺杆满足强度条件计算项目单位计算公式、参数选择和说明实例计算结果螺纹牙强度螺纹牙底宽度b mm梯形螺纹b=0.65pb=7.8剪切应力Mpa螺母：=F/(dbm)=0.89=30 40强度条件弯曲应力bMpa螺母：b=3（FH1）/(dmb) b=2.062塑料/ 铸铁8(2) 导轨材料与热处理导轨材料主要是灰铸铁和耐磨铸铁灰铸铁通常以HT200或HT300做固定导轨，以HT150或HT200做动导轨。(3) 导轨的热处理一般重要的导轨，铸件粗加工后进行一次时效处理，高精度导轨铸件半精加工后还需进行第二次时效处理。7.常用的淬火方法（1） 高、中频淬火，淬硬层深度(12)mm，硬度(4550)HRC.（2） 电接触加热自冷表面淬火，淬硬层深度(0.20.25)mm，显微硬度600HM左右。这种淬火方法主要用于大型铸件导轨。8.滚动直线导轨副的结构与特点结构：滚动直线导轨副是由导轨、滑快、钢球、反向器、保持架、密封端盖及挡板等组成。当导轨与滑块作想对运动时，钢球沿着导轨上的经过淬硬和精密磨削加工而成的四条滚道滚动，在滑块端部钢球又通过反向器进入反向孔后再进入滚道，钢球就这样周而复始地进行滚动运动，反向器两端装有防尘密封端盖，可有效地防止灰尘、屑末进入滑块内部。 特点：(1) 动静摩擦力之差很小、摩擦阻力小，随动性极好。驱动功率小，只相当于普通机械的十分之一。(2) 承载能力大，刚度高。导轨副滚道截面采用合理比值(沟槽曲率半径，为钢球直径)的圆弧沟槽，因而承载能力及刚度比平面与钢球接触大大提高。(3) 能实现高速直线运动，其瞬时速度比滑动导轨提高10倍。(4) 采用滚动直线导轨副可简化设计、制造和装配工作、保证质量、缩短时间、降低成本。导轨副具有“误差均化效应”从而降低基础件(导轨安装面)的加工精度，精铣或精刨即可满足要求。9.定寿命计算滚动直线导轨副额定寿命的计算与滚动轴承基本相同。式中 L额定寿命(Km); 额定动载荷(kN); P当量动载荷(kN); z导轨上滑块数； 指数，当滚动体为滚珠时，=3，当滚柱时，； 额定寿命单位(km)，滚珠时，滚柱时，； 硬度指数 = 温度系数，查取=1； 接触系数，查取=1.00； 精度系数，查取=1.0； 载荷系数，查取=1.8；受力最大的滑块所受的载荷(kN),计算方法见下表： 工作条件无外部冲击或振动的低速运动的场合，速度小于11.5无明显冲击或振动的中速运动场合，速度为1560m/min1.52有外部冲击或振动的高速运动场合，速度大于60m/min23.5第五章 丝杠同步转动的链传动1.滚子传动的设计滚子链传动选择指导国家标准GB/T 18150-2000滚子链传动选择指导，是链传动设计选择标准，也是确保链条质量的标准，而且是对链条质量最低要求的标准。此标准等同采用ISO10823。链传动属于具有中间挠性件的啮合传动，它兼有齿轮传动和带传动的一些特点。与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求较低，链齿轮受力情况较好，承载能力较大；有一定的缓冲和减振性能；中心距可大而结构轻便。与摩擦型带传动相比，链传动的平均传动比准确；传动效率较高；链条对轴的拉力较小；同样使用条件下，结构尺寸更为紧凑；此外，链条的磨损伸长比较缓慢，张紧调节工作量较小，并且能在恶劣环境条件下工作。链传动的主要缺点是：不能保持瞬时传动比恒定；工作时有噪声；磨损后易发生跳齿，不适用于受空间限制要求中心距小以及急速反向传动的场合。链传动的应用范围极广。通常，中心距较大、多轴、平均传动比要求准确的传动，环境恶劣的开式传动，低速重载传动，润滑良好的高低速传动等都可成功的采用链传动。按用途不同，链条可分为：传动链、输送链和起重链。在链条的生产与应用中，传动用短节距精密滚子链（简称滚子链）占有最主要的地位。通常，链传动的传动功率在100Kw以下，链速在15m/s以下。链传动的效率，对于一般传动，其值约为0.940.96；对于用循环压力供油润滑的高精度传动，其值约为0.98。2.滚子链传动的设计计算设计链传动的已知条件：所传递功率P(kw)；1， 主动和从动机械的类型；2， 主、从动轴的转速n1、n2（r/min）和直径；3， 中心距要求和布置；4， 环境条件。此处省略NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN字谢 辞 感谢我的导师们，他们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。感谢我的室友们，从遥远的家来到这个陌生的城市里，是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着寝室那份家的融洽。四年了，仿佛就在昨天。四年里，我们没有红过脸，没有吵过嘴，没有发生上大学前所担心的任何不开心的事情。只是今后大家就难得再聚在一起吃每年元旦那顿饭了吧，没关系，各奔前程，大家珍重。但愿远去的你们平平安安，留守哈市的同学快快乐乐，南下工作的顺顺利利，也愿离开我们寝室的室友们开开心心。我们在一起的日子，我会记一辈子的。感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我最诚挚的谢意！曹化新 参考文献： 1 机床设计手册编写组.机床设计手册第1册.机械工业出版社，1986年 2 机床设计手册编写组.机床设计手册第2册.机械工业出版社,1986年 3 机床设计手册编写组.机床设计手册第3册.机械工业出版社,1986年 4 机床设计手册编写组.机床设计手册第4册.机械工业出版社,1986年 5 机床设计手册编写组.机床设计手册第5册.机械工业出版社,1986年 6 朱龙根、黄雨华.机械系统设计.机械工业出版社,1980年 7 机械设计手册编写组.机械设计手册第1册.机械工业出版社,1988年8 机械设计手册编写组.机械设计手册第2册.机械工业出版社,1988年9 机械设计手册编写组.机械设计手册第3册.机械工业出版社,1988年10 机械设计手册编写组.机械设计手册第4册.机械工业出版社,1988年11 机械设计手册编写组.机械设计手册第5册.机械工业出版社,1988年12 黄祖尧、肖正义.精密丝杆副的选用计算.机床1989年第6期 13 上海金属切削技术协会.金属切削手册第2册.兵器工业出版社,1986年 附录1（专题）信息资源在汽车维修业中的应用一、概述信息资源是指信息的生产、分配、交流（流通）、消费过程。它除信息内容本身外，还包括与其紧密相联的信息设备、信息人员、信息系统、信息网络等。以往我国只把物质、能源当作资源，把信息当作一般的“消息”，自邓小平同志“开发信息资源，服务四化建设”题词公开发表后，人们对“信息”的认识，发生了质的飞跃，认识到信息也是一种宝贵的战略资源，它与物质、能源一起成为当今社会发展的三大战略资源。1、信息对生产要素起优化作用。信息可通过优化生产素质，导向生产要素的合理有效配置，促进生产力系统运行的有序等方面发挥功能作用，这表现在：（1）信息通过与劳动力相互作用，增加其他生产要素的信息含量，从而提高生产力系统的素质水平和利用效率。增加了信息含量的生产要素一旦进入生产过程，一是可以缩短劳动者对客体的认识及熟练过程，使生产要素以较快较准的状态进入生产运行系统，从生产过程的时效上表现与发挥生产力的功能。二是可增强生产的有序性与安全系数，带来机会收益。三是可引发对生产过程、生产工具、操作方法和工艺技术的技术革新与发明创造。（2）信息通过与领导层相互作用，导向生产要素的最优组合，从而提高生产力。信息对领导者的导向功能主要有：一是引导领导者注意力的转移，把注意力放到新的工作上去。二是引导领导判断形势，从而作出正确的决策。三是引导领导决策的制定，决策方案形成过程，是领导对信息综和处理的过程。（3）信息通过与生产管理者的的相互作用，增强管理者与管理对象的可知性和透明度，从而提高生产力系统运行的有序度。生产力系统是由多个生产要素构成的整体，而生产是通过一系列生产要素的信息来运行的，准确的信息有利于管理者把握生产运行的尺度，使生产正常、有序、高效地进行。2、信息对资源起补充作用。物质、能源、人力和资金构成社会的基本资源，而信息的发展，对这些社会的基本资源起到补充作用，它的表现为：（1）信息可大大节约社会经济活动中各项资源的使用和消耗。（2）智能机器人的使用，使人力资源得到补充和替代。以高度信息化、智能化的机器人装配线为龙头，汽车公司的无人车间源源不断地生产出大量的汽车，由于人力的节省还使汽车的成本大大降低；以高度信息化的数据库，人们一按电钮就可查到全国乃至全世界的有关资料，省