基于SolidWorks液壓千斤頂?shù)哪M設(shè)計

惠振亮++雒曉兵

摘 要：液壓千斤頂?shù)幕驹硎菣C械能與液壓能的相互轉(zhuǎn)換。通過對液壓千斤頂結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計，然后利用Solidworks三維軟件對液壓千斤頂進行三維建模并進行運動仿真，制作其三維運動動畫零件爆炸動畫，可以直接觀察液壓千斤頂內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及運動情況。

關(guān)鍵詞：液壓千斤頂 三維設(shè)計 Solidworks 仿真

中圖分類號：TD35 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0074-02

隨著汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，對維修工具的要求也越來越高。由于用戶對液壓千斤頂?shù)囊蟮奶岣?，對液壓千斤頂?shù)母倪M極為迫切。在建筑、鐵路、汽車維修等部門的需求量比較大。所以研究液壓千斤頂在現(xiàn)階段是必要的。該文主要是對液壓千斤頂結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，并且利用Solidworks軟件對液壓千斤頂進行模擬仿真。

1 液壓千斤頂?shù)目傮w設(shè)計[1-4]

液壓千斤頂是由：油箱1；截止閥2；大液壓缸3；大活塞桿4；單向閥5；手柄6；小活塞桿7；小液壓缸8；單向閥9；還有限位孔、調(diào)節(jié)螺母等組成，如圖1所示。液壓千斤頂液壓系統(tǒng)由動力元件（液壓泵）、執(zhí)行元件（液壓缸）、控制元件（單向閥和截止閥）、輔助元件（油箱和油管等）、工作介質(zhì)（液壓油）組成，液壓千斤頂結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟碛纱蟾左w3和大活塞4組成舉升缸；杠桿手柄6、小缸體8、活塞7、單向閥5和9組成手動液壓泵?；钊透左w之間既能保持良好的配合關(guān)系，又能實現(xiàn)可靠的密封。當(dāng)抬起手柄6，使小活塞7向上移動，活塞下腔箱中的油在大氣壓力的作用下通過吸油管進入活塞下腔，完成一次吸油動作。當(dāng)用力壓下手柄時，活塞7下移，其下腔密封容積減小，油壓升高，單向閥9關(guān)閉，單向閥5打開，油液進入舉升缸下腔，驅(qū)動活塞4使重物G上升一段距離，完成一次壓油動作。反復(fù)地抬、壓手柄，就能使油液不斷地被壓入舉升缸，使重物不斷升高，達到起重的目的。打開截止閥2，活塞4可以在自重和外力的作用下實現(xiàn)回程。這就是液壓千斤頂?shù)墓ぷ鬟^程。液壓千斤頂?shù)膬?yōu)點：體積小、質(zhì)量輕、便于攜帶、工作平穩(wěn)、有自鎖功能。

2 液壓千斤頂?shù)哪M

Solidworks作為三維設(shè)計軟件，具有全面的零件及裝配建模功能。主要包括：建立大液壓缸、大活塞桿、手柄等的零件模型；組裝液壓千斤頂裝配體，制造液壓千斤頂模擬仿真動畫[5-6]。

2.1 液壓千斤頂零件建模

雙擊桌面上“Solidworks”按鈕，在彈出的“新建Solidworks文件”對話框中，選擇“零件”按鈕，單擊“確定”按鈕，進入Solidworks“零件”造型界面。通過“拉伸凸臺基體”、“拉伸切除”和“圓角”等命令完成大液壓缸和大活塞桿零件建模，三維模型如圖2和3所示，大液壓缸剖視圖如圖4所示。

2.2 裝配設(shè)計與模擬

液壓千斤頂組裝在創(chuàng)建裝配窗口，單擊“轉(zhuǎn)配體”按鈕，彈出新的裝配窗口。Solidworks裝配時插入的第一個零件系統(tǒng)默認為固定零件，首先插入大活塞缸，然后依次插入大活塞桿、大密封圈等零件，在裝配工具欄上單擊“配合”按鈕，利用幾何關(guān)系（同軸度、重合、平行、垂直、相切等）對各零部件依次配合。液壓千斤頂裝配體和爆炸視圖分別如圖5、6所示。

模擬仿真是要清楚液壓千斤頂?shù)墓ぷ魑恢茫汗ぷ髑敖刂归y關(guān)閉，拉動手柄向上運動，小活塞缸內(nèi)部形成真空狀態(tài)，液壓油進入小活塞缸內(nèi)；當(dāng)下壓手柄時，液壓油進入大活塞缸內(nèi)，頂動大活塞桿向上移動；經(jīng)過幾次循環(huán)后，活塞桿到達頂部。在Solidworks中模擬仿真是通過單擊工具欄“新建運動算例”按鈕，調(diào)整時間軸為0時，也就是起始位置裝配體各元件位置，拖動時間軸到下個時間段，改變裝配體各位置。則這兩個時間段也就是“關(guān)鍵點”之間產(chǎn)生過渡。拖動時間軸并改變零件相對位置后，時間軸上產(chǎn)生被移動零件的鍵碼，也就記錄了這個零件的動作。據(jù)裝配關(guān)系，從動件因為原動件運動也產(chǎn)生相應(yīng)的鍵碼。為實現(xiàn)不同運動，即小活塞做一次往復(fù)運動，大活塞上移一段距離，小活塞吸油時大活塞不動，推油時大活塞上移的運動過程，可以把大活塞運動狀態(tài)的鍵碼向后拖動到小活塞開始向下運動的時間點。

3 結(jié)語

本文首先液壓千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計，然后利用Solidworks對液壓千斤頂進行三維設(shè)計及模擬仿真，不僅可以直觀的了解液壓千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)，還可以準確、快速的完成設(shè)計。

參考文獻

[1] 左建民.液壓與氣壓傳動[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.

[2] 王積偉.液壓傳動[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[3] 張志紅.液壓千斤頂自動裝配機的設(shè)計[J].煤炭技術(shù)，2009，28（6）：15-16.

[4] 嚴桃平，王建勝.液壓千斤頂結(jié)構(gòu)與油路的改進設(shè)計[J].工程機械，2002，33（3）：38-39.

[5] 江洪，陸李鋒，魏崢.Solidworks動畫演示與運動分析實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[6] 曹茹.SolidWorks三維設(shè)計及其應(yīng)用教程[M].北京：機械工業(yè)出版社， 2009.endprint

摘 要：液壓千斤頂?shù)幕驹硎菣C械能與液壓能的相互轉(zhuǎn)換。通過對液壓千斤頂結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計，然后利用Solidworks三維軟件對液壓千斤頂進行三維建模并進行運動仿真，制作其三維運動動畫零件爆炸動畫，可以直接觀察液壓千斤頂內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及運動情況。

關(guān)鍵詞：液壓千斤頂 三維設(shè)計 Solidworks 仿真

中圖分類號：TD35 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0074-02

隨著汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，對維修工具的要求也越來越高。由于用戶對液壓千斤頂?shù)囊蟮奶岣?，對液壓千斤頂?shù)母倪M極為迫切。在建筑、鐵路、汽車維修等部門的需求量比較大。所以研究液壓千斤頂在現(xiàn)階段是必要的。該文主要是對液壓千斤頂結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，并且利用Solidworks軟件對液壓千斤頂進行模擬仿真。

1 液壓千斤頂?shù)目傮w設(shè)計[1-4]

液壓千斤頂是由：油箱1；截止閥2；大液壓缸3；大活塞桿4；單向閥5；手柄6；小活塞桿7；小液壓缸8；單向閥9；還有限位孔、調(diào)節(jié)螺母等組成，如圖1所示。液壓千斤頂液壓系統(tǒng)由動力元件（液壓泵）、執(zhí)行元件（液壓缸）、控制元件（單向閥和截止閥）、輔助元件（油箱和油管等）、工作介質(zhì)（液壓油）組成，液壓千斤頂結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟碛纱蟾左w3和大活塞4組成舉升缸；杠桿手柄6、小缸體8、活塞7、單向閥5和9組成手動液壓泵?；钊透左w之間既能保持良好的配合關(guān)系，又能實現(xiàn)可靠的密封。當(dāng)抬起手柄6，使小活塞7向上移動，活塞下腔箱中的油在大氣壓力的作用下通過吸油管進入活塞下腔，完成一次吸油動作。當(dāng)用力壓下手柄時，活塞7下移，其下腔密封容積減小，油壓升高，單向閥9關(guān)閉，單向閥5打開，油液進入舉升缸下腔，驅(qū)動活塞4使重物G上升一段距離，完成一次壓油動作。反復(fù)地抬、壓手柄，就能使油液不斷地被壓入舉升缸，使重物不斷升高，達到起重的目的。打開截止閥2，活塞4可以在自重和外力的作用下實現(xiàn)回程。這就是液壓千斤頂?shù)墓ぷ鬟^程。液壓千斤頂?shù)膬?yōu)點：體積小、質(zhì)量輕、便于攜帶、工作平穩(wěn)、有自鎖功能。

2 液壓千斤頂?shù)哪M

Solidworks作為三維設(shè)計軟件，具有全面的零件及裝配建模功能。主要包括：建立大液壓缸、大活塞桿、手柄等的零件模型；組裝液壓千斤頂裝配體，制造液壓千斤頂模擬仿真動畫[5-6]。

2.1 液壓千斤頂零件建模

雙擊桌面上“Solidworks”按鈕，在彈出的“新建Solidworks文件”對話框中，選擇“零件”按鈕，單擊“確定”按鈕，進入Solidworks“零件”造型界面。通過“拉伸凸臺基體”、“拉伸切除”和“圓角”等命令完成大液壓缸和大活塞桿零件建模，三維模型如圖2和3所示，大液壓缸剖視圖如圖4所示。

2.2 裝配設(shè)計與模擬

液壓千斤頂組裝在創(chuàng)建裝配窗口，單擊“轉(zhuǎn)配體”按鈕，彈出新的裝配窗口。Solidworks裝配時插入的第一個零件系統(tǒng)默認為固定零件，首先插入大活塞缸，然后依次插入大活塞桿、大密封圈等零件，在裝配工具欄上單擊“配合”按鈕，利用幾何關(guān)系（同軸度、重合、平行、垂直、相切等）對各零部件依次配合。液壓千斤頂裝配體和爆炸視圖分別如圖5、6所示。

模擬仿真是要清楚液壓千斤頂?shù)墓ぷ魑恢茫汗ぷ髑敖刂归y關(guān)閉，拉動手柄向上運動，小活塞缸內(nèi)部形成真空狀態(tài)，液壓油進入小活塞缸內(nèi)；當(dāng)下壓手柄時，液壓油進入大活塞缸內(nèi)，頂動大活塞桿向上移動；經(jīng)過幾次循環(huán)后，活塞桿到達頂部。在Solidworks中模擬仿真是通過單擊工具欄“新建運動算例”按鈕，調(diào)整時間軸為0時，也就是起始位置裝配體各元件位置，拖動時間軸到下個時間段，改變裝配體各位置。則這兩個時間段也就是“關(guān)鍵點”之間產(chǎn)生過渡。拖動時間軸并改變零件相對位置后，時間軸上產(chǎn)生被移動零件的鍵碼，也就記錄了這個零件的動作。據(jù)裝配關(guān)系，從動件因為原動件運動也產(chǎn)生相應(yīng)的鍵碼。為實現(xiàn)不同運動，即小活塞做一次往復(fù)運動，大活塞上移一段距離，小活塞吸油時大活塞不動，推油時大活塞上移的運動過程，可以把大活塞運動狀態(tài)的鍵碼向后拖動到小活塞開始向下運動的時間點。

3 結(jié)語

本文首先液壓千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計，然后利用Solidworks對液壓千斤頂進行三維設(shè)計及模擬仿真，不僅可以直觀的了解液壓千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)，還可以準確、快速的完成設(shè)計。

參考文獻

[1] 左建民.液壓與氣壓傳動[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.

[2] 王積偉.液壓傳動[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[3] 張志紅.液壓千斤頂自動裝配機的設(shè)計[J].煤炭技術(shù)，2009，28（6）：15-16.

[4] 嚴桃平，王建勝.液壓千斤頂結(jié)構(gòu)與油路的改進設(shè)計[J].工程機械，2002，33（3）：38-39.

[5] 江洪，陸李鋒，魏崢.Solidworks動畫演示與運動分析實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[6] 曹茹.SolidWorks三維設(shè)計及其應(yīng)用教程[M].北京：機械工業(yè)出版社， 2009.endprint

摘 要：液壓千斤頂?shù)幕驹硎菣C械能與液壓能的相互轉(zhuǎn)換。通過對液壓千斤頂結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計，然后利用Solidworks三維軟件對液壓千斤頂進行三維建模并進行運動仿真，制作其三維運動動畫零件爆炸動畫，可以直接觀察液壓千斤頂內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及運動情況。

關(guān)鍵詞：液壓千斤頂 三維設(shè)計 Solidworks 仿真

中圖分類號：TD35 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0074-02

隨著汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，對維修工具的要求也越來越高。由于用戶對液壓千斤頂?shù)囊蟮奶岣撸瑢σ簤呵Ы镯數(shù)母倪M極為迫切。在建筑、鐵路、汽車維修等部門的需求量比較大。所以研究液壓千斤頂在現(xiàn)階段是必要的。該文主要是對液壓千斤頂結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，并且利用Solidworks軟件對液壓千斤頂進行模擬仿真。

1 液壓千斤頂?shù)目傮w設(shè)計[1-4]

液壓千斤頂是由：油箱1；截止閥2；大液壓缸3；大活塞桿4；單向閥5；手柄6；小活塞桿7；小液壓缸8；單向閥9；還有限位孔、調(diào)節(jié)螺母等組成，如圖1所示。液壓千斤頂液壓系統(tǒng)由動力元件（液壓泵）、執(zhí)行元件（液壓缸）、控制元件（單向閥和截止閥）、輔助元件（油箱和油管等）、工作介質(zhì)（液壓油）組成，液壓千斤頂結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟碛纱蟾左w3和大活塞4組成舉升缸；杠桿手柄6、小缸體8、活塞7、單向閥5和9組成手動液壓泵?；钊透左w之間既能保持良好的配合關(guān)系，又能實現(xiàn)可靠的密封。當(dāng)抬起手柄6，使小活塞7向上移動，活塞下腔箱中的油在大氣壓力的作用下通過吸油管進入活塞下腔，完成一次吸油動作。當(dāng)用力壓下手柄時，活塞7下移，其下腔密封容積減小，油壓升高，單向閥9關(guān)閉，單向閥5打開，油液進入舉升缸下腔，驅(qū)動活塞4使重物G上升一段距離，完成一次壓油動作。反復(fù)地抬、壓手柄，就能使油液不斷地被壓入舉升缸，使重物不斷升高，達到起重的目的。打開截止閥2，活塞4可以在自重和外力的作用下實現(xiàn)回程。這就是液壓千斤頂?shù)墓ぷ鬟^程。液壓千斤頂?shù)膬?yōu)點：體積小、質(zhì)量輕、便于攜帶、工作平穩(wěn)、有自鎖功能。

2 液壓千斤頂?shù)哪M

Solidworks作為三維設(shè)計軟件，具有全面的零件及裝配建模功能。主要包括：建立大液壓缸、大活塞桿、手柄等的零件模型；組裝液壓千斤頂裝配體，制造液壓千斤頂模擬仿真動畫[5-6]。

2.1 液壓千斤頂零件建模

雙擊桌面上“Solidworks”按鈕，在彈出的“新建Solidworks文件”對話框中，選擇“零件”按鈕，單擊“確定”按鈕，進入Solidworks“零件”造型界面。通過“拉伸凸臺基體”、“拉伸切除”和“圓角”等命令完成大液壓缸和大活塞桿零件建模，三維模型如圖2和3所示，大液壓缸剖視圖如圖4所示。

2.2 裝配設(shè)計與模擬

液壓千斤頂組裝在創(chuàng)建裝配窗口，單擊“轉(zhuǎn)配體”按鈕，彈出新的裝配窗口。Solidworks裝配時插入的第一個零件系統(tǒng)默認為固定零件，首先插入大活塞缸，然后依次插入大活塞桿、大密封圈等零件，在裝配工具欄上單擊“配合”按鈕，利用幾何關(guān)系（同軸度、重合、平行、垂直、相切等）對各零部件依次配合。液壓千斤頂裝配體和爆炸視圖分別如圖5、6所示。

模擬仿真是要清楚液壓千斤頂?shù)墓ぷ魑恢茫汗ぷ髑敖刂归y關(guān)閉，拉動手柄向上運動，小活塞缸內(nèi)部形成真空狀態(tài)，液壓油進入小活塞缸內(nèi)；當(dāng)下壓手柄時，液壓油進入大活塞缸內(nèi)，頂動大活塞桿向上移動；經(jīng)過幾次循環(huán)后，活塞桿到達頂部。在Solidworks中模擬仿真是通過單擊工具欄“新建運動算例”按鈕，調(diào)整時間軸為0時，也就是起始位置裝配體各元件位置，拖動時間軸到下個時間段，改變裝配體各位置。則這兩個時間段也就是“關(guān)鍵點”之間產(chǎn)生過渡。拖動時間軸并改變零件相對位置后，時間軸上產(chǎn)生被移動零件的鍵碼，也就記錄了這個零件的動作。據(jù)裝配關(guān)系，從動件因為原動件運動也產(chǎn)生相應(yīng)的鍵碼。為實現(xiàn)不同運動，即小活塞做一次往復(fù)運動，大活塞上移一段距離，小活塞吸油時大活塞不動，推油時大活塞上移的運動過程，可以把大活塞運動狀態(tài)的鍵碼向后拖動到小活塞開始向下運動的時間點。

3 結(jié)語

本文首先液壓千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計，然后利用Solidworks對液壓千斤頂進行三維設(shè)計及模擬仿真，不僅可以直觀的了解液壓千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)，還可以準確、快速的完成設(shè)計。

參考文獻

[1] 左建民.液壓與氣壓傳動[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.

[2] 王積偉.液壓傳動[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[3] 張志紅.液壓千斤頂自動裝配機的設(shè)計[J].煤炭技術(shù)，2009，28（6）：15-16.

[4] 嚴桃平，王建勝.液壓千斤頂結(jié)構(gòu)與油路的改進設(shè)計[J].工程機械，2002，33（3）：38-39.

[5] 江洪，陸李鋒，魏崢.Solidworks動畫演示與運動分析實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[6] 曹茹.SolidWorks三維設(shè)計及其應(yīng)用教程[M].北京：機械工業(yè)出版社， 2009.endprint