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1、哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 摘 要本文通过对我国汽车举升机现状的调查、研究、分析，参考国内外解决举升机安全与稳定性问题的解决措施，对几种举升机进行了分析，并结合我国举升机存在的实际情况，提出了适合我国汽车修理行业的四柱式汽车举升机设计方案。本文首先阐述了四柱式汽车举升机设计的目的和意义、发展状况以及应用前景。分析论证了一种举升承载质量为3.5t的四柱式汽车举升机总体设计方案，进行了举升机构的机械系统、液压系统、电气系统等主要机构的方案分析和选择，并对机械部分进行了运动分析以及强度和刚度的校核计算，对液压系统及电气系统进行了设计和计算。本课题基于计算机仿真平台，应用当前CAD/CAE领域
2、应用比较广泛的二维软件AutoCAD、三维软Pro/E、有限元软件ANSYS及动力学仿真软件ADAMS，进行汽车举升机二维图纸设计、三维实体建模、举升机的强度、刚度、稳定性及动态特性等方面的计算机仿真研究与分析，可以代替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。关键词：四柱式举升机；虚拟样机技术；三维设计；有限元；动态仿真 ABSTRACTIn this paper, the status quo of Chinas automotive lift investigation, rese
3、arch, analysis, refer to lift at home and abroad to resolve the issue of security and stability of the solutions of several lift analysis, combined with the existence of our country lift the actual situation, put forward for Chinas auto repair industry, four-post car lift design.This paper described
4、 the first four-post car lift for the purpose and significance of design, development and application prospects. Analysis demonstrated that the quality of a 3.5t load lifting the four-post car lift design program, a lifting mechanism of the mechanical system, hydraulic system, electrical system and
5、other major institutions of program analysis and selection, and mechanical parts of the motion analysis, as well as strength and stiffness of the calculation of the calibration of the hydraulic system and electrical system design and calculation. The subject of computer-based simulation platform, th
6、e application of current CAD / CAE broader field of application of two-dimensional software, AutoCAD, three-dimensional soft-Pro / E, the finite element software ANSYS and dynamic simulation software ADAMS, two-dimensional drawings for the design of car lift, three-dimensional Solid Modeling, lift t
7、he strength, stiffness, stability and dynamic characteristics of such areas as research and analysis of computer simulation, can replace the lift of the pre-physical prototype testing, car lift for our product design, technology development theory to provide more information to further improve China
8、-made auto lift stability and reliability, and increase market competitiveness.Key words: Four-post Type Lift; Virtual Prototyping Technology; Three-dimensional Design；Finite Element；Dynamic SimulationI哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 选题背景、研究目的和意义11.2 国内外研究现状11.3 举升机的发展方向与前景31.4 研究内容和研究方法
9、3第2章 四柱式汽车举升机方案选择62.1 四柱式汽车举升机方案对比论证分析62.2 总体方案72.3 本章小结7第3章 四柱式汽车举升机结构设计93.1 四柱式汽车举升机工作原理93.2 主要技术参数113.3 举升机机械部件设计与校核133.3.3 立柱校核173.3.4 轴与梁处校核193.3.5 锁条校核193.3.6 提高梁弯曲强度的措施203.4 整体装配图的Pro/E实体建模213.5 摩擦角与自锁263.6 钢丝绳的选用273.6.1 钢丝绳用途273.6.2 钢丝绳材料273.6.3 钢丝绳直径的确定293.7 本章小结30第4章 液压系统及电气设计314.1 汽车举升机液压
10、系统设计要求314.2 液压系统组成314.2.1 液压系统组成314.2.2 油箱324.3 油缸的计算与选型324.3.1 举升液压缸推力及行程的确定324.3.2 油缸直径及行程的确定334.3.3 举升机构油缸直径与行程的计算334.4 油泵的计算与选型344.5 油箱与油管的计算与选型364.6 电气系统组成364.7 电气系统控制图384.7.1上升电路384.7.2 停止电路394.8 四柱式举升机构电动机的选用394.8.1 电动机类型的选择394.8.2 绝缘等级394.8.3 功率404.8.4 电动机的选择与验算404.9 本章小结41第5章 计算机仿真分析425.1 建
11、立Pro/E与ANSYS接口425.2 载车板模型的有限元分析445.3 横梁的ANSYS分析495. 4 立柱的有限元分析515. 5 滑轮轴的有限元分析535.6 建立Pro/E与ADAMS接口555.7 ADAMS的简介565.8 导入模型585.9 ADAMS仿真模拟605.9.1 设置工作环境605.9.2 添加运动副605.9.3 添加滑动副625.9.4 添加驱动及仿真计算625.10 仿真结果对比分析645.11 本章小结66结论67参考文献67致谢70附录71第1章 绪 论1.1 选题背景、研究目的和意义近年来，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
12、已经成为现实，汽车维修行业也随之得到大力发展，各种维修设备的需求迅速扩大， 汽车举升机是维修厂必备的，也是最重要的维修机械。汽车举升机一般分为立柱式和剪式两种，无论哪一种，它的作用都是将需要维修的汽车水平提升到合适的高度，以便于维修工人在汽车底盘下方对汽车进行维修，正因为维修人员要在汽车的下面，因此要求举升机一定要安全可靠，否则一旦发生危险，后果不堪设想。因此，对汽车举升机的安全性进行研究将具有重大的意义。目前使用的汽车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、立柱或拖臂变形、单侧托臂突然下落、板式链断裂、液压油路爆裂、汽车拖垫打滑等，经过对失效的举升机进行检测分析发现,
13、这些事故的主要原因往往是设计上存在着缺陷。因此，如何提高汽车举升机设计上的稳定性及可靠性是摆在我们面前的一个重要研究课题。计算机仿真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，它是建造物理样机之前，通过建立机械系统的数字模型（即虚拟样机）进行仿真分析，并用图形显示该系统在真实工作条件下的运动特性，辅助修改设计方案。本课题研究利用计算机仿真技术，对汽车举升机进行强度、刚度、稳定性、
14、可靠性及动态特性等方面进行研究与分析，修正设计上存在的缺陷并提出结构优化设计方案，不仅可以为汽车举升机的设计制造提供重要的理论依据，而且对于提高举升机的安全性具有重大的现实意义。该项目的研究方法，也可应用于汽车举升机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，与此同时该方法还可以被同类产品所应用与借鉴，经济效益和社会效益显著。1.2 国内外研究现状随着汽车行业的蓬勃发展，汽车修理行业也迎来巨大的市场需求。在维修领域中，常以汽车举升机作为重要工具。它的作用都是将需要维修的汽车水平提升到合适的高度，以便于维修工人在汽车底盘下方对汽车进行维修，正因为维修人员要在汽车
15、的下面，因此要求举升机一定要安全可靠，否则一旦发生危险，后果不堪设想。我国生产的举升机性能还不算稳定。举升时存在保险不可靠、举升不平衡、钢丝绳断裂、横梁脱落等。是影响举升安全的不稳定因素。因此加强举升机的安全性和稳定性是我国举升机行业迫切解决的问题。而本课题研究运用虚拟样机技术对车辆举升设备的虚拟设计，在产品制造之前运用ANSYS、ADAMS软件进行仿真研究，可以发现并更正设计缺陷，完善设计方案，缩短开发周期，提高设计质量和效率，为生产实际提供理论支持2。举升机在汽车维修养护中发挥着至关重要的作用，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。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。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，到现在举升机市场已经拥有近百个中外
