長春大學畢業設計（論文）紙序號（學號）：012321606長春大學

畢業設計開題報告剪式汽車舉升機結構設計姓名房志偉學院機械與車輛工程學院專業機械工程班級B23216指導教師方濤副教授2025年03月28日┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊長春大學畢業設計（論文）紙共7頁第2頁開題報告1.設計題目剪式汽車舉升機結構設計課題研究的背景目的及意義2.1研究背景據世界汽車制造業的權威機構統計，全球汽車市場在2019年達到了歷史高點，銷量約為8,436萬輛(不包括中國市場)，顯示出行業發展的強勁動力。然而，隨著全球范圍內的健康危機以及經濟活動放緩的影響，汽車市場需求有所波動。根據國際汽車工業協會的數據，在2020年至2021年間，盡管市場整體出現下滑趨勢，但新能源車輛和SUV等高附加值車型的銷量保持增長，成為新的市場亮點。從市場規模角度觀察，預計到2025年全球汽車市場的銷售量將恢復至穩定狀態并在持續增長中尋求新的突破點。根據預測，到那時，全球汽車年銷售量有望達到9,417萬輛左右(不包括中國市場)，這主要得益于新興市場的需求增加、技術進步帶來的車輛性能提升以及消費者對智能互聯功能的日益關注。數據表明，在過去的十年間，電動車的市場份額顯著增長。在2015年至2020年間，電動車在全球汽車市場的銷量從約30萬輛增長至超過4,800萬輛。預計到2025年，隨著全球范圍內對電動化政策的支持力度加大以及電池技術的進步，電動車有望占據全球汽車市場約36%的份額。而雙座剪式汽車液壓舉升機在汽車制造、維修和保養等多個環節有著廣泛的應用需求。鑒于全球車輛保有量的增加，對高效、安全且便捷的車輛維護設備的需求將持續增長。特別是在自動化和機器人技術應用日益普及的趨勢下，市場對高效率、智能化的舉升機設備的需求將更加迫切。2.2研究目的汽車舉升機是現代汽車維修作業中必不可少的設備，它的主要作用就是為發動機、底盤、變速器等養護和維修提供方便。汽車舉升機在汽保行業中占重要的地位。它們的主要功能是提高工人的工具和負載對所需的高度，以允許操作者控制運動的升降位置。因此，適當的設計，制造和維修對剪式升降機構，不僅提高生產力，而且保護工人的安全。2.3研究意義舉升機作為汽車維修養護的重要部分，舉升機分為單柱式、雙柱式、四柱式、液壓平臺式以及地溝式，而雙座剪式舉升機在這其中更是十分全面的舉升機。剪式舉升機作為現代車輛維護與檢測設備的核心組件，在汽車制造業、維修服務業及交通運輸行業等有著廣泛的應用。隨著科技的不斷進步，剪式舉升機逐漸從傳統的手動操作發展為自動化和智能化系統，其技術特點及優勢日益凸顯。從市場規模的角度分析，全球汽車工業的穩健增長為雙座剪式汽車液壓舉升機提供了廣闊的市場基礎。根據國際咨詢公司麥肯錫的預測，到2025年，全球每年新增汽車銷量預計將超過3.6億輛。此背景下，對高效、安全、耐用的汽車維修設備的需求將持續提升，雙座剪式汽車液壓舉升機因其獨特的設計和性能優勢，在汽車維護與修理領域扮演著核心角色。2.3.1技術創新方面意義剪式舉升機的技術創新是其智能自動化系統?，F今技術趨勢表明，集成有高級傳感器及控制系統的自動操作升降平臺在提高生產效率、減少人為錯誤方面具有顯著優勢。通過引入人工智能和機器學習算法優化舉升機的操作流程，實現遠程監控與故障預報警功能，不僅能提升安全性，還能為客戶提供更便捷的服務體驗。2.3.2環保與互聯網技術方面意義在綠色能源技術的應用上，雙座剪式汽車液壓舉升機的創新也體現在采用可再生能源或高能效驅動系統。例如，通過集成太陽能板或使用電動馬達作為動力源，不僅降低了運營成本，同時減少了對環境的影響，符合全球對可持續發展的重視和需求。此外，互聯網技術的應用也是提升雙座剪式汽車液壓舉升機效能的重要方向之一。通過開發智能控制系統與云計算平臺的連接，實現設備狀態實時監測、遠程維護及數據報表功能，為維修工作提供高效的數據支持與決策依據。再者，在材料科學領域的突破也為這一領域帶來了新的可能。采用輕量化且高強度合金材料制造舉升機結構部件，不僅提高了承載能力，還大幅降低了能耗和成本，適應了對高性能、低功耗需求的增加。

2.3.3未來發展趨勢方面意義剪式汽車舉升機結構設計研究的意義遠超單一設備優化的范疇，它既是技術創新的試驗田，也是推動汽車后市場服務升級、保障民生安全、促進綠色經濟的重要抓手未來，隨著新能源汽車、人工智能等技術的深度融合，剪式舉升機的結構設計將持續引領汽車維修裝備的革新，為全球汽車產業的高質量發展注入新動力。國內外現狀和發展歷史3.1舉升機的發展歷史汽車舉升機在世界上已經有了70年歷史。1925年在美國生產的第一臺汽車舉升機它是一種由氣動控制的單柱舉升機，由于當時采用的氣壓較低，因而缸體較大;同時采用皮革進展密封，因而壓縮空氣驅動時的彈跳嚴重且又不穩定。直到10年以后，即1935年這種單柱舉升機才在美國以外的其它地方開場采用。開展至今經歷了許多的變化改良，種類也比擬多，一般有柱式、剪式，其驅動方式有鏈條傳動，液壓傳動，氣壓傳動等。其中剪式舉升機使用方便，占地空間較小，受到很多實力雄厚的特約維修站的歡送這也是未來舉升機的開展方向。在市場上可以看到的型式各異、尺寸不同的舉升機中有一些特別適合于從事特殊類型的維修作業，也有少數的舉升機適合進展一些其它的維修作業。3.2國外研究現狀國外在剪式舉升機領域起步較早，技術相對成熟，注重創新設計和智能化發展。例如，通過輕量化設計（如采用高強度鋁合金、鈦合金等材料）降低重量并提升性能。同時，模塊化和標準化設計提高了設備的互換性與維修性。此外，剪式舉升機因安裝便捷、空間占用小、功能多樣等特點，已成為國外維修站的主流選擇。國外研究者廣泛采用自適應控制、滑模控制等先進算法，并引入人工智能和機器學習技術，實現舉升機的智能診斷與預測性維護。例如，通過物聯網技術實時監測設備狀態并優化控制參數，提升運行效率和安全性。國外在材料選擇上注重高性能與輕量化結合，如碳纖維復合材料的應用顯著提升了舉升機的強度和耐久性。同時，計算機輔助設計（CAD）和有限元分析（FEA）技術被廣泛應用于產品開發，縮短了研發周期并提高了設計精度。綜上，國外剪式舉升機研究以技術創新為核心，兼顧智能化、輕量化和多樣化需求，但需應對成本與市場競爭的長期挑戰。3.3國內研究現狀國內研究在剪式舉升機的核心技術領域取得顯著進展。通過有限元分析、虛擬裝配等技術優化舉升臂結構，提升承載能力與同步升降精度，部分產品承載能力覆蓋2-5噸，兼容新能源車型維修場景。長春一東等企業通過開發重卡液壓舉升機構系列產品，實現從單一產品到近300種型號的擴展，技術指標接近國際水平。此外，模塊化設計理念逐漸普及，如萬達公司研發的智能模塊化舉升機系統，通過靈活組合模塊適應不同車型和維修需求，顯著提升設備適應性。盡管取得進展，國內舉升機仍面臨技術壁壘與市場競爭壓力。核心液壓控制系統、電動驅動單元等依賴進口，中小型企業研發投入不足導致產品同質化嚴重。但政策支持與市場需求正推動行業升級，預計到2030年市場規模將達35億美元，技術創新將聚焦輕量化、智能化及綠色制造。研究內容及方案擬定4.1主要設計內容設計的主要數據：設計剪式汽車舉升機，用于舉起3t以下的轎車。要求升降機的提升速度是2m/min，升降高度為0~1.65m，并且升降機在各高度工作時，都能實現自鎖。剪式舉升機的執行機構采用剪叉式疊桿結構，通過液壓缸驅動舉升臂開合實現升降功能。4.2初步方案對比通過上述給的初步數據舉升機的設計有許多分類，目前國生產的舉升機的形式也比較繁多，有雙柱式舉升機、四柱式、剪式、組合移動汽車式等。僅從舉升機的外型來分類的基本形式就有:普通雙柱式、龍門雙柱式、四立柱式、剪式、移動式和單立柱式等汽車舉升機。按照舉升機的舉升裝置的形式分類也有很多種，包括絲杠螺母舉升式、鏈條傳動舉升式、液壓缸舉升式、齒輪齒條舉升式等舉升機。從舉升機的驅動方式分，主要有電機驅動式舉升機和液壓驅動式舉升機，下面我來闡述一下各類舉升機的優缺點。1）絲杠螺母舉升式:整體結構相對較簡單，自鎖性好，傳動比較平穩;但絲杠制作的精度要求較高，而且舉升的時候絲杠承受的壓力較大，極易磨損，所以壽命一般不是很長，也不能舉升過大質量的重物。2）鏈條傳動舉升式:該結構傳動平穩，也有較好的自鎖性;但結構較復雜，整體外觀尺寸較大，不適合作為小型汽車的舉升機。3）齒輪齒條舉升式:此類舉升式舉升機的零件易于加工，生產成本較低，有較好的自鎖性;但整體構造比較復雜，且不易舉升過重的重物。4）液壓缸舉升式:整體結構比較簡單，體積較小，有大的驅動力，傳動平穩且易于控制，使用壽命較長;液壓系統零件的精度要求較高，自鎖性不好，需要添加機械自鎖系統。對比上面四類舉升裝置，采用優勢比較明顯的液壓缸舉升式作為本設計題目的動力驅動方案。隨著現在制造技術的日益進步，液壓系統能更加安全、平穩、有效的工作，所以這也采用液壓驅動剪式舉升機方案的根本原因。4.3擬采用的實施方案剪式汽車舉升機是一種常見的汽車維修設備，主要由機械結構和控制系統兩部分組成。以下是結構設計和同步升降控制的擬采用實施方案。4.3.1結構設計1）剪臂機構：采用高強度矩形鋼管或槽鋼作為剪臂材料，通過銷軸連接各剪臂節，形成可折疊和展開的剪式結構。確定剪臂的長度、角度和節數時，需綜合考慮舉升高度、承載能力和空間尺寸限制，通常剪臂角度在30°-60°之間較為合適。2）底座和平臺：底座作為整個舉升機的支撐基礎，通常采用鋼板焊接而成，為增強穩定性，可在底座上設置地腳螺栓孔，以便與地面牢固連接。舉升平臺直接承載汽車，其尺寸需根據常見汽車的軸距和輪距進行設計，平臺表面可鋪設防滑橡膠墊，防止汽車在舉升過程中滑動。3）傳動系統選擇與設計：常見的傳動方式有連桿機構、絲杠機構、鏈條傳動或齒輪齒條傳動。連桿機構由桿件和鉸鏈組成，易于加工和裝配，鉸鏈連接可緩解沖擊載荷，但存在運動累積誤差，因此不適合高精度場合。絲杠機構可將旋轉運動精確轉換為直線運動，適合中小載荷，精度要求高的場合，但滑動摩擦絲杠效率僅為20-40%，而滾珠絲杠效率高（可達90%以上），但成本高。鏈條傳動適合大中心距，承載能力大的場合，可用于重載機械，但鏈節和鏈輪易磨損，壽命受潤滑條件影響。齒輪齒條傳動適合高負載、高精度直線運動，可雙向轉換旋轉和直線運動，但通常無法自鎖，垂直應用需額外制動，并且精密加工齒條和齒輪的成本較高。綜上比較，擬采用相對結構簡單、成本較低的連桿機構做為主要傳動方式。4）導向機構選擇與設計：為保證剪臂在升降過程中的平穩性和準確性，需設置導向機構。常見的導向方式有導軌滑塊導向和滾輪導向。導軌滑塊導向精度高、承載能力大；滾輪導向摩擦力小、運動靈活。因為現在汽車普遍較重所以采用導軌滑塊導向為導向機構。4.3.2同步升降控制系統選擇與設計1）機械同步：通過機械結構保證各剪臂同步運動，如采用剛性連接的同步軸，將多個剪臂的驅動端連接在同一根軸上，使各剪臂在轉動時保持同步。該方式結構簡單、可靠性高，但對機械加工精度要求較高，且調整較為困難。2）液壓同步：利用液壓系統實現同步升降，在每個油缸的油路上設置同步閥，通過控制油液流量，使各油缸的運動速度保持一致。此外，還可采用分流集流閥或比例閥來實現更精確的同步控制。這種方式同步精度較高，可根據實際需求進行調整，但液壓系統較為復雜，成本較高，且存在泄漏風險。3）電氣同步：借助傳感器和控制器實現同步升降控制，在每個剪臂或油缸上安裝位移傳感器，實時監測其位置信息，并將信號反饋給控制器。控制器根據各傳感器反饋的信號，通過控制電機或液壓泵的運行，調整各剪臂的運動速度，以達到同步升降的目的。電氣同步方式靈活性高、調整方便，可實現遠程控制和自動化操作，但對控制系統的可靠性和穩定性要求較高。根據三種同步升降控制的優缺點的對比，擬采用液壓同步升降控制作為剪式汽車舉升機的同步升降控制系統。畢業設計進度安排2025.02.24-2025.03.15查閱參考資料，市場調研，撰寫開題報告，科技譯文翻譯并開題；2025.03.15-2025.03.25總體方案設計；2025.03.25-2025.04.05草圖設計；2025.04.05-2025.05.01設計說明書關鍵章節編寫；2025.05.01-2025.05.08中期檢查，所有學生提交當前完成的所有設計材料；2025.05.08-2025.05.12論文主要內容修改、完善；2025.05.12-2025.05.26完成畢業論文；2025.05.26-2025.05.29提交論文說明書查重，相關成績評定；學生準備答辯；2025.05.29-2025.06.03相關材料修改，答辯；2025.06.03-2025.06.07校級答辯；按答辯結果，整理并上交畢業設計相關資料。6.參考文獻[1]

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