简易液压升降立体车库设计.doc

1、山东建筑大学毕业设计说明书摘 要伴随着社会经济的快速发展，以及汽车工业的发展，人们收入的提高，政府鼓励支持汽车进入家庭及一系列相关优惠政策的实施，城市小区以及各停车场汽车数量越来越多，在一些车站、码头、广场、饭店、商业中心、住宅区，怎么样能够充分利用有限的城市空间，最大限度停放汽车已成为一个大的社会问题。人们探索各种解决之道，最终无障碍停车车库走入人们的视线，这是由于无障碍停车车库以其平均单车占地面积小的独特特性，现在已经被逐渐推广并被广大用户接受。同时由于家庭单用户的增多，简易升降式车库得到快速发展。而简易升降式车库的驱动系统通常采用电机驱动，这取决于传动的特点及其优点，本文就是对简易升无障

2、碍停车车库的机械结构、驱动以及控制的设计计算，通过对机械部分具体结构的设计计算、驱动部分力计算校核、以及其他辅助元件的设计选择，使得无障碍停车车库结构更加合理、安全，提高驱动的效率以及无障碍停车车库的经济性。关键词：简易无障碍停车车库； 机械机构；驱动元件；辅助元件The Design of Simple Lift GarageAbstractWith the rapid development of the social economy and auto industry, and the dramatic increase of peoples income ,the government

3、 encouraged family to buy more cars, and supported a series of preferential policies related to the implementation of the urban area as well as an increasing number of car parking to carry out. In some stations, docks, squares, hotels, commercial centers and residential areas, how to make full use o

4、f limited urban space to maximize the parked cars has become a major social problem. People come up with the various solutions .Finally the simple lift garage brings peoples attention .Because the average bicycle parking area is small for its unique properties, and has now been gradually extended by

5、 the user to accept. At the same time, the increase use of single-user home results in the rapid development of easy parking of cars. The simple lift garage is usually driven by hydraulic drive system, which depending on the characteristics and advantages of the hydraulic drive .This article is park

6、ing on the simple mechanical structure, hydraulic drive and control the design and calculation, through the mechanical part of the specific structure of the design calculations, and checking hydraulic driving force calculation part, hydraulic source .Other supporting elements of design options, whic

7、h making the easy parking structure more rational and safe, improve the efficiency of hydraulic drive and parking in the economy.Key words：Simple hydraulic movements of the garage ；machinery sector；hydraulic driver；auxiliary components1前 言1.1 简易液压升降式车库的特点及研究意义 伴随着社会经济的快速发展，以及汽车工业的发展，人们收入的提高，政府鼓励支持汽车

8、进入家庭及一系列相关优惠政策的实施，城市小区以及各停车场汽车数量越来越多，在一些车站、码头、广场、饭店、商业中心、住宅区，怎么样充分利用有限的城市空间，最大限度停放汽车已成为一大的社会问题。人们探索各种解决之道，最终立体车库走入人们的视线，这是由于立体车库以其平均单车占地面积小的独特特性，现已经被逐渐推广并被广大用户接受。 立体车库作为一种立体的车库结构，也可以说是一种机电一体化产品，既有机械部分，还有电控制机构、驱动部分等，驱动有液压传动、气压传动、电动传动。立体车库是在立体的空间完成升降的工作动作，将汽车放在垂直的空间内，拓展了城市停车的空间，改善了城市的停车的压力。它可在PLC、单片机等

9、程序控制的条件下，采用气压、液压传动方式完成升降、横移、垂直运动，实现小汽车在车库内的运输存放，立体车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。应该说，机械车库从管理上可以做到 彻底的人车分流。在地下车库中采用机械存车，还可以免除采暖通风设施，因此，运行中的耗电量 比工人管理的地下车库低得多。机械车库一般不做成套系统，而是以单台集装而成。这 样可以充分发挥其用地少、可化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼。这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件。 简易液压升降式车库主要包括液压举升装

10、置、汽车支撑装置、动力传动系统、机械固定部件及动作控制部分组成。通过汽车支撑装置将汽车稳定在立体车库上，当液压动力传动系统开始运行时，推动举升装置运动，从而完成车取车或者停车的目的，整个立体车库还是要固定在地面上，从而就需要到机械固定部件的固定作用。随着我国经济持续快速的发展，简易升降式车库行业将成为一个充满生机的朝阳行业，简易升降式车库的技术也将得到长足的发展，总体来说，要从根本上解决城市的停车问题，简易升降式车库的普遍推广是必然的趋势。停车位的空缺还很大，并且现在存在车库挪用等一系列现象，也是停车位比实际统计的还要少。从近两年立体停车设备停车位的增长速度一直保持在50%以上就能看出来，简易

11、升降式车库的普遍应用的大势是不可改变的，这一市场有着广阔的前景。1.2 立体车库的类型及特点（1） 升降横移类机械式立体车库：采用以载车板升降或横移存取车辆的机械式立体车库。特点：由于型式比较多，规模可大可小，对地的适应性较强，因此使用十分普遍。钢结构部分、载车板部分、链条传动系统、控制系统、安全防护措施等。在立体车库的市场份额约占70%。不足点：每组设备必须留有至少一个空车位；为链条牵动运行过程不具有防止倾斜坠落功能。升降横移类机械式立体车库如图1.1所示。图1.1升降横移类机械式立体车库（2）垂直循环类机械式立体车库：采用垂直方向做循环运动来存取车辆的机械式立体车库。特点：省地,在58m2

12、的地方建起大型垂直循环类机械停车库，可容纳34辆轿车，可省去购置土地的大量费用。在立体车库的市场份额约占3-5%。不足点：设备结构复杂，没有完善的闭锁和监测系统，采用足够的安全措施和消防系统，相对比较故障率高。最远车位一般一次取车需2分钟，高峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第20辆约需30分钟以上，实用性差，因此有的用户开始拆除。（3） 水平循环类机械式立体车库：采用一个水平循环运动的车位系统来存取停放车辆的机械式立体车库。特点：可以省去进出车道，提建于狭长地形的地方，降低拉通风装置的费用，若多层重叠可为大型停车场。但因一般只有一个出入口，所以存取车时间较长。在立体车库的市场份额约占3-5

13、%。不足点：但因一般只有一个出入口，所以存取车时间较长，最远车位一般一次取车需2分钟，高峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第20辆约需30分钟以上，实用性差，因此有的用户开始改造。（4） 多层循环类机械式立体车库：采用通过使载车板作上下循环运动而实现车辆多层存放的机械式立体车库。特点：无需坡道，节省占地，自动存取，建于地形细长且地面只允许设置一个出入口的场所。在立体车库的市场份额约占1-2%。不足点：设备结构复杂，相对比较故障率高。 最远车位一般一次取车需2分钟，高峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第20辆约需30分钟以上，实用性差，因此有的用户开始改造。（5） 平面移动类机械式立体车库：

14、在同一层上用搬运或起重机平面移动车辆或泊车板平面横移存取车辆，亦可搬运机和升降机配合实现多层平面移动存取车辆的机械式立体车库。特点：一般设置在地上或半地下，准无人方式，地平面层为自走式，不仅降低建立立体车库投资费用，而且地平面层可停放大尺寸车辆。在立体车库的市场份额约占2-3%。不足点：设备结构复杂，相对比较故障率高。 存车超过20辆时，高峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第20辆约需30分钟以上，实用性差。（6） 堆垛类机械式立体车库：以巷道堆垛机或桥式起重机将进到搬运器的车辆水平且垂直移动到存车位，并用存取机构存取车辆的机械式立体车库。特点：巷道堆垛类立体停车库设备是20世纪60年代后欧

15、洲根据自动化立体仓库原理设计的一种专门用于停放小型汽车的立体立体车库。是一种集机、光、电、自动控制为一体的全自动化立体立体车库，它的出现解决了人们希望解决的大型自动化停车难题；全封闭车库，存车安全等特点。该类车库主要适用于大型密集式存车。在立体车库的市场份额约占3-5%。不足点：设备结构复杂，设有完善的闭锁和监测系统，采用足够的安全措施和消防系统，相对比较故障率高。最远车位一般一次取车需2分钟，高峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第20辆约需30分钟以上，实用性差，因此有的用户开始改造。（7）垂直升降类机械式立体车库：垂直升降类汽车立体车库亦可称为塔式立体立体车库，通过提升机的升降和装在提升

16、机上的横移机构将车辆或载车板横移，实现存取车辆的机械式立体车库。特点：整个存车库可多达2025层，即可停放4050辆车，占地面积不到50m2 ，空间利用率最高。适宜建筑在高度繁华的城市中心区域以及车辆集中停放的集聚点。在立体车库的市场份额约占3-4%。不足点：设备结构复杂，设有完善的闭锁和监测系统，采用足够的安全措施和消防系统，相对比较故障率高。最远车位一般一次取车需2分钟，高峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第20辆约需30分钟以上，实用性差，因此有的用户开始改造。（8） 简易升降式立体车库：车位分成上、下二层或二层以上，借助升降机构或俯仰机构使汽车存入或取出的简易机械式立体车库叫做简易升

17、降式立体车库。简易升降式立体车库一般为准无人方式，即人离开后移动汽车的方式。特点：这类立体车库的结构简单、操作容易，多用于私人住宅、企事业单位、地下室等。该类立体车库可充分利用地下室空间场所，在面积一定时将至少增加二倍以上的停车位。 （9） 汽车专用升降机：汽车专用升降机是专门用作不同平面的汽车搬运的升降机，它只起搬运作用，无直接存取的作用。特点：可以代替汽车进出车库的斜坡道，大大节省空间，提高车库利用率，汽车专用升降机常用于地下或楼层、屋顶或建筑内自走式车库存取汽车的搬运。由于简易升降式车库广阔的市场和发展空间，以及目前简易升降式车库技术的不成熟，特选择简易升降式车库为本设计题目。1.3 简

18、易液压升降式车库的工作原理立体车库主要由底板来支撑汽车，而底板是通过螺栓联接在底架上，当有汽车需要停靠时，液压站提供液压动力，推动液压缸运动，使得活塞杆推动立体车库底板下的底架，底架与四个立柱间由导轨来导向，根据设定的活塞杆的行程，底板到达指定的高度，然后汽车缓慢停在底板上。在正常车位情况下，当需要取车的时候，由于本简易液压升降式车库由两层组成，取上层车的时候，直接将其开出即可，如果取下层车，开启液压系统，通过液压缸的活塞杆推动剪叉结构，从而推动底板底架到与地面相平，然后将其开出。本简易液压升降式车库的结构如图1.2所示。图1.2 简易液压升降式车库结构1.4简易液压升降式车库的结构组成及其功

19、能简易液压升降式车库主要是由四个支柱、导轨、车库底板、车库底架、剪叉举升机构、液压系统、挡停部件、加强杆等组成。下面对各主要组成机构部分进行分析。（1） 支柱和导轨立体车库的四个支柱是由钢板焊接而成，初步选定的钢板厚度为10mm，根据其挤压强度选择钢板的材料为Q235，焊接后的支柱长、宽、高定为: 1501006000mm，导轨只是起到导向的作用，在本设计中将4个导轨直接焊接在支柱上，因为车库底板的升降主要是由剪叉机构和液压驱动来完成的，所以导轨与底架间的摩擦较小。支柱通过抓地螺栓与地面联接，使得支柱站立在地面上。（2） 车库底板立体车库的底板选用45钢，厚度为3mm，为了便于底板的安装与地坑

20、下定期的卫生清理和维修，每层的底板由两个小底板组成，其中每个小底板长、宽设计为3000x2500mm,钢板通过M10普通螺栓与底板底架联接起来。（3） 车库底架底架在立体车库中起到举足轻重的作用，对该立体车库强度安全、结构安全和升降的稳定有着关键性作用。由于其特殊的作用，底架的材料也选为45钢，底架选用厚度和宽度为20x50mm，长度分别为2400mm、2500mm、60000mm的矩形钢材，钢柱间通过焊接连接到一起因为底板比较大，底架需要多个连接来支撑，同时由于需要导向定位，在底架上焊接导向连接机构，整体底架如图1.3所示。图1.3 底架（4） 剪叉举升机构 剪叉举升机构的组成部分较多，剪叉

21、结构叉架选用45钢，同时滚轮与导轨也采用45钢，其外形结构如图1.4所示。（5） 液压系统在本设计中采用液压作为驱动系统，液压源采用独立的液压站提供液压动力，通过调节液压的同步系统，使两个液压缸同步动作，完成液压缸活塞杆伸缩。（6） 挡停部件 当汽车开始驶入立体车库的底板上时，需要一个定位装置，挡停部件就充当了这一角色，挡停部件主要就是一个带斜度的铁块，当驾驶员驾驶汽车驶入车库，感觉到前轮与挡停部件有突然的碰撞的时候，说明汽车到达指定位置，此时停车。图1.4 剪叉结构1.5简易液压升降式车库的优越性在众多的停车设备中，简易液压升降式车库的优点较突出，表现在下几个方面：（1） 结构简单、操作容易

22、。（2） 占地面积较小，使用范围较灵活。多用于私人住宅、企事业单位、地下室等。该类立体车库可充分利用地下室空间场所，在面积一定时将至少增加二倍以上的停车位。（3） 随着中国家庭汽车量的增大，其市场发展空间较大，经济效益较好。2 简易液压升降式车库机械结构设计2.1概述简易液压升降式车库的机械结构设计在立体车库中有着重要的作用，主框架部分、载车板部分和传动举升系统是立体车库的主要结构组成部分，住框架部分几乎承担着整个简易液压升降式车库的总量，而且它的轻重、稳定性和可靠性还影响着整个立体停车库的重量、材料和成本的多少以及安全性，所以如何设计主体框架部分、载车板部分和传动举升系统成为影响整个立体停车

23、库的关键因素。传动举升系统主要功用是传递原动机的功率，变换运动的形式以实现预定的要求。传动装置的性能、质量及设计布局的合理与否，直接影响机器的工作性能、重量、成本及运转费用，合理拟定传动方案具有十分重要的意义。一般常用以下几种传动方案：方案一：皮带传动可用于两轴中间距较大的传动。优点： 缓和冲击、吸收震动、噪音少、成本低、保养维修较方便； 变化传动比。缺点： 皮带传动易打滑，传动比不准确 抗热性差，抗过载能力差，易衰老 传动阻尼大，特别是在冷车时 使轴承侧向受力过大 简单点说，就是皮带传动优点有中心距变化范围广，结构简单，传动平稳，有缓冲载荷和安全保护作用，缺点是外径尺寸大，效率低，传动比不准

24、确，使用寿命短。 方案二：链传动举升，平均传动比准确，工作可靠，效率较高；传动功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；可在恶劣环境中工作；易于实现较大中心距的传动；结构轻便，成本低。方案三：钢丝绳举升，钢丝绳传动的特点：优点是钢丝绳传动可以获得较大的提升高度，适合传动长度较大的传动，造价比较低，能有效降低制作成本，缺点是因为需要外加钢丝绳桶和刹车盘增加了安装调试的时间和造价。方案四：液压传动举升，传动准确平稳，承载能力高，可实现无极调速，传动功率较大，驱动力大。好的传动方案除应满足工作机的性能和适应工作条件外，还应尺寸紧凑、成本低廉，传动效率高等。综上所述，选择液压传动举升方案更加合理，所

25、以我们的传动系统采用液压传动形式。2.2 机械主体结构设计 主框架体系的基本构成是由立体车库的底板、底架、支柱等组成，底板与底架通过普通螺栓联接起来，这种结构体系通过结构构件的抗弯刚度来抵抗侧向力的作用。主框架体系基本上都是由变形限值作为设计的控制条件，梁柱的截面尺寸主要由结构的刚度而不是强度来决定。在具体的设计过程中，所选的梁柱截面尺寸如果满足了规范对层间位移的限制要求，构件的承载力一般也能满足要求。本立体车库主要是为了存取小轿车而设计的，故车库的底板以及底架大小要依此小轿车而定。外形尺寸为：长5500宽2000高1800mm，该型车的车自重2.5t，根据车库设计的技术要求，将立体车库底板的

26、尺寸定为：长6000宽2500高2000mm。这样的尺寸，不仅可以满足轿车出入时的安全性，还最大限度的减少了停车所用的空间，十分符合建在小区内的车库的技术要求，并且提高了工程的经济性。2.2.1支柱的结构设计 根据所选车型的高度，以及其他余量高度，本设计中支柱的高度选为6000mm，由于支柱只要起到导向支撑，以及方便安装的作用，故其材料选为Q235，支柱截面的长宽为150100mm，其中支柱截面部分尺寸如图2.2所示。图2.1支柱截面支柱与地面连接处的支柱底座设计尺寸为直径为300mm，厚度为15mm。由于支柱并不起到对车库的支撑作用，故无需校核。2.2.2 底板的结构设计及校核根据车库设计的

27、技术要求，需要用到两个规格相同的底板，两个底板并列联接到车库底架上，底板将立体车库底板的尺寸定为：长3000宽2500厚3mm，底板并列联接后的尺寸为600025003mm.由于对应力的承受能力要求较高，故底板的材料选为45钢。 将底板联接到底架上采用普通螺栓联接，底板上需要加工的螺栓通孔设计直径为12mm，数目为21个螺栓。螺栓孔的位置设计在板上为距离板的边缘25mm处，螺栓孔在板上的分布。应力校核 当汽车停在底板上时，由于每个车轮与底板的接触面积为0.02平方米，总的接触面积为0.08平方米，当人在车里面，再加上其他负重，以及汽车的自重，底板受到的力G=人重+自重+车F=（75+20+25

28、00）10=25950N45钢的抗拉强度pa底板上接触面的挤压应力pa 故材料及其底板尺寸选择满足要求，强度校核安。2.2.3 底架的结构设计底板的外边框架采用矩形实心的钢材，钢材规格为宽厚为5020mm，两个宽边长度为2500mm，长边框架长度为6000mm，长宽框架通过焊接技术将其连接起来，框架的中间设计一个长宽厚为250010020mm的实心钢架。由于底板框架跨度较大，需要加强钢架对其强度加强，加强架钢材选为角钢，并与底板框架通过焊接连接起来，角钢的规格选为5050mm，在底板框架的长边方向中心位置焊接一个加强架，在宽边方向对称焊接两个加强钢架，其长度分别为设计为2500mm和6000m

29、m。见图1.32.3 剪叉结构设计该简易液压升降车库的升降结构部分采用剪叉结构形式，因为剪叉升降结构制造容易，价格低廉，坚实耐用，便于维修保养等特点，在民航、交通、冶金等行业逐步得到广泛应用。首先要确定液压缸也叉架杆的铰接处，由于车库底架的宽度B为2.5m，所以将剪叉结构的叉架的长度设计为2m，当液压缸下降到最低位置处，及剪叉升降台下降到最低位置时，设计叉架杆与地面的最小夹角为=14，此时液压缸处于最大的工作压力状态，根据公式 可求得液压缸与地面的夹角最小。同时由于a未知（a为活塞杆与叉架杆铰接处与叉架杆的一端最短距离），但是考虑到剪叉架升降的位移关系及其车库底架宽度，又因为活塞推力与台面荷重

30、量关系式 得知在不变的情况下，与成反比设计但是考虑到剪叉架升降的位移关系及其车库底架宽度，a为0.9m，所以得出=33，当剪叉架与地面的夹角最小的时候液压缸的荷重最大。叉架杆是剪叉结构的基本组成构件，也是关系到整个举升系统结构的关键，是最主要的举升部分，是主要的受力机构，对其设计成功与否关系到整个设计的成败，由于其进行材料选择，选为45钢，热轧钢板，具体的叉架杆结构外形如图2.2所示。图2.2叉架杆结构外形2.3.1 确定叉架杆的结构材料及尺寸（1）对叉架杆进行受力分析首先对每个叉架的名称编号如图2.3所示。图2.3叉架外形及编号对于杆3和杆4的活动铰联接在水平方向上除了摩擦力没有其他力，故可

31、以对其水平方向上的受力忽略不计，只对竖直方向受力考虑，现对杆3进行受力分析，如图2.6所示。图2.4杆3受力首先计算液压缸的最大载荷，设人的重量为=80kg底板架的质量底板架及其支撑杆质量 设汽车驾驶员的重量为80kg，所以最大总荷载W=（M1+M人+M车）10 =（353.25+80+2.51000x2）10 =54332.5N 本设计中用两个二级剪叉结构，两个结构对称分布，所以每一级剪叉结构的A1D1B杆受力W/2=27166N。根据力学知识得出，当叉架升降结构处于最低位置，即=14时，所受弯矩最大如图2.7所示。图2.5杆3所受弯矩 13256Nm （2.7）升降结构最高位置，即=40时

32、，杆所受的轴向力最大，如图2.8所示。图2.6杆3所受轴向力分析图=7984N , =-7984N杆4的受力情况与杆3的受力情况一样下面对杆1进行受力分析，如图2.9所示。图2.7杆1所受力分析图对D点进行力矩分析： 可得=17316.5N下面继续计算弯矩关系式，对上图转化后进行分析如图2.10所示。图2.8 杆1所受力矩 根据以上条件画弯矩图代入个力的数值，最大弯矩在C点，同时最大轴向力也在C点，从而得出最大弯矩 =54668Nm 。计算轴向力，同样将杆1的受力分析图转化为轴向力图分析，如下图2.11所示。图2.9杆1的轴向力分析图计算分析后得出，CD段所受的轴向力最大，= 76820N，将

33、计算出的杆3和杆4的最大轴向力和最大弯矩与杆1比较，都小于杆1，故只对杆1在此状态下进行应力状态分析以及校核。计算该状态下的应力，设叉架杆的截面面积A=bh则该应力状态下的工作应力为 157.6Mpa 其中叉架杆实际工作应力，材料需用应力170Mpa，材料的极限应力，45钢的为340Mpa，n安全系数，数值应该大于1，本设计中采用n为2根据要求选择h=70mm由上式可以看出弯矩对工作应力的影响较轴向力要显著的多，所以在计算时应该以最大弯矩为主要的计算对象，杆1所受的最大工作应力，杆1的C截面拥有最大弯矩，即可以认为C截面拥有最大的工作应力，我们按照最大工作应力来选取合适的叉架杆的截面，将h=7

34、0mm代入上式：最大的工作应力= 163.4Mpa 170Mpab 27mm ，这里取b= 30 mm，即叉架杆的截面为 A1=bh=70 30 （2）叉架杆铰接处校核杆1和杆3的铰接处B所受的垂直载荷最大，故对其铰接校核，此处的面积 A2=BH=600 所受最大载荷F=W/4=10112N 因此所受载荷 =F/A=168.5 Mpa =170Mpa,故该处铰接强度满足安全要求,因此其他的铰接处同样满足强度安全要求。2.3.2 叉架横轴的设计选取连在活塞杆端部的横轴.根据总体结构布局确定横轴的长度为500mm,因为液压缸是单耳环联接,耳环内径为50mm,因为耳环与横轴间在工作时有相对转动,所以

35、设计横轴的直径d为48mm,单耳环的宽度值为60mm.将叉杆要联接到横轴处得孔进行加长处理,是两者接触面积适当的增大来减少弯曲应力及其剪应力,按照图2.13对横轴进行受力分析。当=14时,p=73644N,所以=36822N,作用于横轴上的力p是均匀分布的,分布距离为60mm,所以力的分布均为: q=p/L=73644/0.06=1.23N/m 截面O上的最大弯矩为 M=X0.235-q0.030.03/2=8099.7Nm 截面C和截面D上的剪力Q=36822N,所以弯曲应力为 25.2Mpa 剪切应力 14.3Mpa 均满足安全要求,故尺寸设计合理。3动力系统和传动系统的设计和选择3.1选

36、择电动机1）按照设计的车库大小，提升的高度为2000mm 选取提升和下降和过程都是45s完成，而且这一过程是匀速的，这样就可以计算出提升的速度： 有电动机驱动液压系统来带动立体车库的运动，电动机卷筒正反转来实现载车板的提升和下降。 计算所需的功率： 其中：F,工作机构的有效阻力（N） V，工作机构的速度（m/s） ，工作机构自身的传动效率。由于是采用液压缸来实现举升和下降，采用垂直提升方式，由此可以计算出总的工作阻力F1=（人重+车重+载车板重）10 =（80+2.510002+353.25）10 =54332.5N上式中取=0.97但实际情况需要将功率扩大些，P1=110%P=2.461.1

37、=2.7kw 计算卷筒的转速进一步选取电机有机械设计课程设计上公式： 选择电机YZR132M2-63.2 液压系统的设计剪叉举升机构主要是完成升降的动作，其升降驱动采用全液压系统，这是因为采用液压系统有以下特点：（1）在同等的体积下，液压装置能比其他装置产生更多的动力，在同等的功率下，液压装置的体积小，重量轻，功率密度大，结构紧凑，液压马达的体积和重量只有同等功率电机的12%。（2）液压装置工作比较平稳，由于重量轻，惯性小，反应快，液压装置易于实现快速启动，制动和频繁的换向。（3）液压装置可在大范围内实现无级调速，（调速范围可达到2000），还可以在运行的过程中实现调速。（4）液压传动易于实现

38、自动化，他对液体压力，流量和流动方向易于进行调解或控制。（5）液压装置易于实现过载保护。（6）液压元件以实现了标准化，系列化，通用化，压也系统的设计制造和使用都比较方便。当然液压技术还存在许多缺点，例如，液压在传动过程中有较多的能量损失，液压传动易泄露，不仅污染工作场地，限制其应用范围，可能引起失火事故，而且影响执行部分的运动平稳性及正确性。对油温变化比较敏感，液压元件制造精度要求较高，造价昂贵，出现故障不易找到原因，但在实际的应用中，可以通过有效的措施来减小不利因素带来的影响。3.2.1液压系统的基本方案液压执行元件主要是液压缸和液压泵，前者主要是实现直线运动，后者完成回转运动。本方案采用两

39、个完全相同的液压缸，其运动完全同步。 3.2.2 确定液压系统的主要参数 参考升降产品的技术参数可知起升高度为2000mm时，平均起升时间为45s设计成本简易液压立体车库最小起升时间为40s最大起升时间为50s，由此可计算出执行元件的速度v，时间t 式中： v 执行元件的速度 单位m/s L 液压缸的行程 单位m当 时： V1= 当 时： V2 液压缸的速度在整个行程过程中都比较平稳，无明显变化，在起升的初始阶段到运行稳定阶段，其间有一段加速阶段，该加速阶段加速度比较小，因此速度变化不明显，形成终了时，有一个减速阶段，减速阶段加速度亦比较小，因此可以说升降机在整个工作过程中无明显的加减速阶段，

40、其运动速度比较平稳。液压系统的主要参数是压力和流量,它们是设计液压系统,选择液压元件的主要依据.压力局定于外载荷,载荷决定于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。3.2.3 液压缸主要零件结构材料及技术要求 3.2.3.1 缸体（1）缸体端部联接模式 采用简单的焊接形式，其特点：结构简单，尺寸小，重量轻，使用广泛。缸体焊接后可能变形，且内径不易加工，因此在加工制造时应该特别的注意，主要用于柱塞式液压缸。（2）缸体的材料选取 液压缸的材料通常选为20、35、45号无缝管，20钢因为机械性能较低，不能进行调制，故应用较少。当缸筒和缸底、缸头、管接头或耳轴等件需要焊接时，则应采用焊接性能比较好的35钢，

41、粗加工后调质。一般情况下，还是采用45钢比较安全，并调质到241285HB. 缸体毛坯可采用锻钢，铸铁或者铸铁件。铸钢可采用ZG35B等材料，铸铁可采用200HT350HT之间的几个牌号或球墨铸铁，特殊情况可采用铝合金材料。（3）缸体的技术要求 缸体内径采用H8、9配合。表面粗糙度：当活塞采用橡胶密封圈时，Ra为0.10.4，当活塞用活塞环密封时，Ra为0.20.4，而且均需要衍磨。 缸体内径D的圆度公差值可按9、10、11级精度来选择，圆柱度公差值应按8级精度来选取。缸体端面T的垂直度公差可按7级精度选取。当缸体与缸头采用螺纹联接时，螺纹应取为6级精度的公制螺纹。当缸体带有耳环或者轴销时，孔

42、径或者轴径的中心线对缸体内孔轴线垂直公差值应按9级精度选取。为了防止腐蚀和提高精度寿命，缸体内表面应该镀以厚度为3040的烙层，镀完之后对其进行衍磨或者抛光。3.2.3.2活塞杆（1）端部结构活塞杆的端部结构分为外螺纹、内螺纹、单耳环、双耳环、球头、柱销等多种形式。根据本设计的结构和要求，为了方便维修和拆卸，可选用内螺纹结构外接单耳环。（2）活塞杆结构 活塞杆有空心和实心两种形式，如下图所示。实心活塞杆的材料为35、45钢，空心活塞杆材料为35和45无缝钢管。本设计采用实心活塞杆，选用45钢。（4） 活塞杆的技术要求活塞杆的热处理 粗加工后调质带硬度为229285HB，如有特殊需要，可以对其高频淬火，硬度达到4555HRC,在这里只需要调质到230HB即可。活塞杆的圆度公差值 按911级精度选取，这里选10级精度。活塞杆的圆柱度公差值，应按8级精度选取。活塞杆的径向跳动公差值，应为0.01mm。端面T的垂直公差值，则应按7级精度选取。活塞杆上的螺纹，一般应按6级精度加工。活塞杆上工作表面的粗糙度为Ra=0.63，为了防止腐蚀和提高寿命表面应镀以厚度为40的铬层，镀后进行衍磨或者抛光。 24