论文总字数：12565字

摘 要

举升机构作为工程机械的一个分支，广泛的应用于仓库、机场、车站、码头、制造系统及汽车维修等部门的。国内升降机虽然也相对定型，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。

课题设计一个举升机，主要是用于汽修店的举升轮胎再进行维修。具体的要求是，安全系数高、结构简单紧凑、可以适用于油污灰尘环境。

依据实际的需求，贯彻运用所学的材料力学、机械设计等的知识，建立一套更为合理简单实用的设计方法。归纳作出所设计的举升机的结构简图分析举升机的最大受力位置、画出力矩图，通过已有的条件计算、选择出各项合适的数据应用并且优化举升气缸的安装位置参数。通过优化气缸位置参数不仅可以优化升降机的机械结构，使其更为紧凑。.

关键词：小型剪式举升机；气动；优化设计；有限元分析

Structure Design of Pneumatic Lift

Abstract

As a branch of construction machinery, lifting mechanism is widely used in warehouses, airports, stations, docks, manufacturing systems, and automobile maintenance departments. Although domestic elevators are relatively finalized, many products are not stable enough, with many failures, poor reliability, and unattractive appearance. There are still many areas for improvement in product design and technology development.

The subject is to design a pneumatic scissor lift, which is mainly used for lifting tires in auto repair shops for maintenance. The specific requirements are high safety factor, simple and compact structure, suitable for oily and dusty environment.

According to actual needs, implement the knowledge of material mechanics, mechanical design, etc., to establish a more reasonable, simple and practical design method. Summarize and make a structural diagram of the lift designed to analyze the maximum force position of the lift, draw a moment diagram, calculate based on existing conditions, select various suitable data applications, and optimize the installation position of the lift cylinder parameter. By optimizing the cylinder position parameters, not only the mechanical structure of the elevator can be optimized, but also more compact.

Keywords: small scissor lift; pneumatic; optimized design; finite element analysis

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 举升机使用的课题背景及介绍 1

1.2 汽车举升机发展过程及现状 1

1.3 本论文研究内容目标 2

第二章 剪式举升机机结构设计 3

2.1 剪式举升结构与工作原理 3

2.1.1 剪式升降机械结构的简介 3

2.1.2 剪式举升几何参数确定及运动原理 3

2.2 举升机的总体受力分析 5

2.3气缸的选型 7

第三章 主要零件校核 8

3.1上轮轴的强度校核 8

3.2连接螺栓的校核 9

3.3横轴的校核 10

第四章 三维建模 13

4.1各个零部件的设计 13

4.1.1底座 13

4.1.2支臂 13

4.1.3气缸 14

4.1.4上板工作平台 14

4.1.5气缸端盖 14

4.2总装 15

第五章 利用 ANSYS Workbench 对构件进行强度校核 16

5.1对主要零件进行有限元分析 16

5.1.1前处理部分 16

5.1.2分析计算模块 16

5.1.3后处理模块 17

5.2对支臂的有限元分析 17

5.3对轮轴进行有限元分析 19

第四章 总结 21

致谢 22

参考文献 23

第一章 绪论

1.1 举升机使用的课题背景及介绍

作为传统机械的一部分，举升机构的运用十分广泛，主要用于电力维修、仓管物流、汽车维修等多方面，相比国外举升机设计的的发展，国内的许多产品还存在着许多方面的问题，比如台面不够平稳、保险装置不够安全，时常会发生风险事故，所以国内的举升机在技术开发方面仍有改进的空间。

进入新时代，我国的汽车需求量日益上升，汽车市场占据很大份额，伴随的是汽修产业的快速发展，而举升机是较为简单高效的汽修工具，气动举升机可以用来托举汽车从而进行检修、抑或是检查汽车轮胎，其具有结构简单，拆装方便的特点。本文将对气动剪式举升机进行系统的分析设计计算，对气动举升机的选材和运动方式进行研究，希望本文可以对未来举升机的研究与应用起到一些微薄的作用。

根据传动方式，举升机一般可分为气动传动、机械传动和液压传动。其按照结构来区分主要有柱式直升、剪式，其中柱式又分为二柱，四柱等类型。

1.2 汽车举升机发展过程及现状

虽然其结构简单易于理解，但并不妨碍汽车举升机成为汽车机械工业中最核心的设备之一。对于需要从一个高度到另一个高度进行维修的汽车（取决于维护条件），运用这种举升机是最好的方法，安全而又可靠，这对于工人的维修工作起着重要而不可替代的作用：在如今安全生产的理念下，事故是应当全力避免的。 在20世纪上半叶，也就是较为早期的汽修过程中中，维修技术人员钻到汽车下以诊断和维修故障，当汽车底盘出现问题时这种方式显得尤为麻烦。 该方法作业光线不明，空间狭窄，会对汽修员产生非常不适的感受，长期操作的话维修效率很低。

为了使汽车的维修变得更加容易，在1925年，美国扶轮公司的卢那蒂，并发明了世界上第一台液压升降机，是从理发椅的原理中汲取了灵感。然后是单列“接触式框架”升降机，可确保技术人员轻松修理4个车轮。但是，这种设计方案使车底的空间变得更狭小了，因此技术人员无法检查汽车的特定零件。但是，两栏式升降机可以使技术人员更容易修复汽车底盘区域的故障。随着科学技术的发展，制造商创建了集成的起重技术和自动控制技术，并使用电子设备来控制起重动作。同时，他们使用各种成熟的安全措施，从而使技术人员具有执行各种维护操作的能力。我国的升降机起步较晚，由于可以方便技术人员维修，因此举升机逐渐取代了以前的地沟。随着我国汽车工业的繁荣和大型汽修售后市场的形成，我的汽车举升市场也日益壮大。

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