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中文翻譯
大型液壓頂支架的最優(yōu)化設計
摘要：本文介紹了從兩組不同參數的采礦工程所使用的液壓支架（如圖1）中選優(yōu)的流程。這種流程建立在一定的數學模型之上。第一步，尋找四連桿機構的最理想的結構參數以便確保支架的理想的運動軌跡有最小的橫向位移。第二步，計算出四連桿有最理想的參數時的最大誤差，以便得出最理想的、最滿意的液壓支架。
圖1 液壓支架
關鍵詞：四連桿機構； 優(yōu)化設計； 精確設計； 模糊設計； 誤差
1 前言
設計者的目的時尋找機械系統的 最優(yōu)設計。導致的結果是一個系統所選擇的參數是最優(yōu)的。一個數學函數伴隨著一個合適的系統的數學模型的出現而出現。當然這數學函數建立在這種類型的系統上。有了這種數學函數模型，加上一臺好的計算機的支持，一定能找出系統最優(yōu)的參數。
Harl描述的液壓支架是斯洛文尼亞的Velenje礦場的采煤設備的一個組成部分，它用來支護采煤工作面的巷道。它由兩組四連桿機構組成，如圖2所示.四連桿機構AEDB控制絞結點C的運動軌跡，四連桿機構FEDG通過液壓泵來驅動液壓支架。
圖2中，支架的運動，確切的說，支架上絞結點C點豎向的雙紐線的運動軌跡要求橫向位移最小。如果不是這種情況，液壓支架將不能很好的工作，因為支架工作在運動的地層上。
實驗室測試了一液壓支架的原型。支架表現出大的雙紐線位移，這種雙紐線位移的方式回見少支架的承受能力。因此，重新設計很有必要。如果允許的話，這會減少支架的承受能力。因此，重新設計很有必要。如果允許的話，這種設計還可以在最少的成本上下文章。它能決定去怎樣尋找最主要的
圖2 兩四連桿機構
四連桿機構數學模型AEDB的最有問題的參數。否則的話這將有必要在最小的機構AEDB改變這種設計方案。
上面所羅列出的所有問題的解決方案將告訴我們關于最理想的液壓支架的答案。真正的答案將是不同的，因為系統有各種不同的參數的誤差，那就是為什么在數學模型的幫助下，參數允許的最大的誤差將被計算出來。
2 液壓支架的確定性模型
首先，有必要進一步研究適當的液壓支架的機械模型。它有可能建立在下面所列假設之上：
（1）連接體是剛性的，
（2）單個獨立的連接體的運動是相對緩慢的.
液壓支架是只有一個方向自由度的機械裝置。它的運動學規(guī)律可以通過同步的兩個四連桿機構FEDG和AEDB的運動來模擬。最主要的四連桿機構對液壓支架的運動規(guī)律有決定性的影響。機構2只是被用來通過液壓泵來驅動液壓支架。絞結點C的運動軌跡L可以很好地來描述液壓支架的運動規(guī)律。因此，設計任務就是通過使點C的軌跡盡可能地接近軌跡K來找到機構1的最理想的連接長度值。四連桿機構1的綜合可以通過 Rao 和 Dukkipati給出運動的運動學方程式的幫助來完成。
圖3 點C軌跡L
圖3描述了一般的情況。
點C的軌跡L的方程式將在同一框架下被打印出來。點C的相對應的坐標x和y隨著四連桿機構的獨有的參數…一起被打印出來。
點B和D的坐標分別是
xB=x -cos (1)
yB=y -sin (2)
xD=x -cos() (3)
yD=y -sin() (4)
參數…也彼此相關
xB2 +yB2= (5)
(xD-α1)2+ yD2= (6)
把(1) － (4)代入（5）－（6）即可獲得支架的最終方程式
(x-cos)2+ (y- sin)2- =0 (7)
[x- cos()-]2+[ y
- sin()]2- =0 (8)
此方程式描述了計算參數的理想值的最基本的數學模型。
2.1 數學模型
Haug和Arora提議，系統的數學模型可以用下面形式的公式表示
min f(u,v), (9)
約束于
gi(u,v)0, i=1,2,…,l, (10)
和響應函數
hi(u,v)=0, j=1,2,…,m. (11)
向量 u=[u1,u2,…,un]T 響應設計時的變量, v=[v1,v2,…,vm]T是可變響應向量，(9)式中的f是目標函數。
為了使設計的主導四連桿機構AEDB達到最佳，設計時的變量可被定義為
u=[ ]T, (12)
可變響應向量可被定義為
v=[x y]T. (13)
相應復數α3，α5，α6的尺寸是確定的。
目標函數被定義為理想軌跡K和實際軌跡L之間的一些“有差異的尺寸”
f(u,v) =max[g0(y)-f0(y)]2, (14)
式中x= g0(y) 是曲線K的函數，x= f0(y)是曲線L的函數。
我們將為系統挑選一定局限性。這種系統必須滿足眾所周知的最一般的情況。
(15)
(16)
不等式表達了四連桿機構這樣的特性：復數只可能只振蕩的。
這種情況：
(17)
給出了設計變量的上下約束條件。
用基于梯度的最優(yōu)化式方法不能直接的解決(9)–(11)的問題。
min un+1 (18)
從屬于
gi(u,v) 0, i=1,2,…,l, (19) f(u,v)- un+10, (20)
并響應函數
hj(u,v)=0, j=1,2,…,m, (21)
式中：
u=[u1 … un un+1]T
v=[v1 … vn vn+1]T
因此，主導四連桿機構AEDB的一個非線性設計問題可以被描述為：
minα7, (22)
從屬于約束
(23)
(24)
, ， (25)
(26)
并響應函數：
(27)
(28)
有了上面的公式，使得點C的橫向位移和軌跡K之間的有最微小的差別變得可能。結果是參數有最理想的值。
3 液壓支架的隨機模型
數學模型可以用來計算比如參數確保軌跡 L 和 K 之間的距離保持最小。然而端點C的計算軌跡L可能有些偏離，因為在運動中存在一些干擾因數?？催@些偏離到底合時與否關鍵在于這個偏差是否在參數 容許的公差范圍內。
響應函數（27）－（28）允許我們考慮響應變量v的矢量，這個矢量依賴設計變量v的矢量。這就意味著v＝h (v)，函數h是數學模型（22）－（28）的基礎，因為它描述出了響應變量v的矢量和設計變量v的矢量以及和數學模型中v的關系。同樣，函數h用來考慮參數的誤差值 的最大允許值。
在隨機模型中，設計變量的矢量u=[u1,…,un]T可以被看作U=[U1,…,Un]T的隨機矢量，也就是意味著響應變量的矢量v=[v1,…,vn]T也是一個隨機矢量V=[V1,V2,…,Vn]T
v=h(u) (29)
假設設計變量 U1,…,Un 從概率論的觀點以及正常的分類函數Uk～ (k=1,2,…,n)中獨立出來。主要參數和 (k=1,2,…,n)可以與如測量這類科學概念和公差聯系起來，比如=,。所以只要選擇合適的存在概率
， k=1,2,…,n (30)
式（30）就計算出結果。
隨機矢量 V 的概率分布函數被探求依賴隨機矢量 U 概率分布函數及它實際不可計算性。因此，隨意矢量 V 被描述借助于數學特性，而這個特性被確定是利用Taylor的有關點 u=[u1,…,un]T 的函數h逼近描述，或者借助被Oblak和Harl在論文提出的Monte Carlo 的方法。
3.1 數學模型
用來計算液壓支架最優(yōu)化的容許誤差的數學模型將會以非線性問題的獨立的變量
w=[ ] (31)
和目標函數
(32)
的型式描述出來。
約束條件
(33)
, ，
(34)
在式（33）中，E是是坐標C點的x 值的最大允許偏差，其中
A={1,2,4} (35)
非線性工程問題的計算公差定義式如下：
(36)
它服從以下條件：
(37)
, (38)
(39)
4 有數字的實列
液壓支架的工作阻力為1600kN。
以及四連桿機構AEDB及FEDG 必須符合以下要求：
－它們必須確保鉸接點C 的橫向位移控制在最小的范圍內，
－它們必須提供充分的運動穩(wěn)定性
圖2中的液壓支架的有關參數列在表1 中。
支撐四桿機構 FEDG 可以由矢量
(mm) (40)
來確定。
四連桿AEDB 可以通過下面矢量關系來確定。
(mm)
在方程(39)中，參數d是液壓支架的移動步距，為925mm .四連桿AEDA的桿系的有關參數列于表2中。
表1 液壓支架的參數 表2 四連桿AEDA的參數
4.1 四連桿AEDA的優(yōu)化
四連桿的數學模型AEDA的相關數據在方程(22)-(28)中都有表述。(圖3)鉸接點C雙紐線的橫向最大偏距為65mm。那就是為什么式(26)為
(41)
桿AA與桿AE之間的角度范圍在76.8o和94.8o之間，將數…依次導入公式(41)中所得結果列于表3中。
這些點所對應的角…都在角度范圍[76.8o,94.8o]內而且它們每個角度之差為1o
設計變量的最小和最大范圍是
(mm) (42)
(mm) (43)
非線性設計問題以方程(22)與(28)的形式表述出來。這個問題通過
Kegl et al(1991)提出的基于近似值逼近的優(yōu)化方法來解決。通過用直接的區(qū)分方法來計算出設計派生數據。
設計變量的初始值為
(mm)(44)
優(yōu)化設計的參數經過25次反復計算后是
表3 絞結點C對應的x與y 的值
角度
x初值(mm)
y初值(mm)
x終值(mm)
y終值(mm)
76.8
66.78
1784.87
69.47
1787.50
77.8
65.91
1817.67
68.74
1820.40
78.8
64.95
1850.09
67.93
1852.92
79.8
63.92
1882.15
67.04
1885.07
80.8
62.84
1913.85
66.12
1916.87
81.8
61.75
1945.20
65.20
1948.32
82.8
60.67
1976.22
64.29
1979.44
83.8
59.65
2006.91
63.46
2010.43
84.8
58.72
2037.28
62.72
2040.70
85.8
57.92
2067.35
62.13
2070.87
86.8
57.30
2097.11
61.73
2100.74
87.8
56.91
2126.59
61.57
2130.32
88.8
56.81
2155.80
61.72
2159.63
89.8
57.06
2184.74
62.24
2188.67
90.8
57.73
2213.42
63.21
2217.46
91.8
58.91
2241.87
64.71
2246.01
92.8
60.71
2270.08
66.85
2274.33
93.8
63.21
2298.09
69.73
2302.44
94.8
66.56
2325.89
70.50
2330.36
(mm) (45)
在表3中C點x值與y 值分別對應開始設計變量和優(yōu)化設計變量。
圖 4 用圖表示了端點 C開始的雙紐線軌跡 L(虛線)和垂直的理想軌跡K(實線)。
圖4 絞結點C 的軌跡
4.2 四連桿機構AEDA的最優(yōu)誤差
在非線性問題(36)-(38),選擇的獨立變量的最小值和最大值為
(mm) (46)
(mm) (47)
獨立變量的初始值為
(mm) (48)
軌跡偏離選擇了兩種情況E=0.01和E=0.05。在第一種情況，設計變量的理想公差經過9次反復的計算，已初結果。第二種情況也在7次的反復計算后得到了理想值。這些結果列在表 4和表5 中。
圖 5和圖 6的標準偏差已經由Monte Carlo方法計算出來并表示在圖中(圖中雙點劃線示)同時比較泰勒近似法的曲線(實線)。
圖5 E=0.01時的標準誤差
圖6 E=0.05時的標準誤差
5 結論
通過選用系統的合適的數學模型以及采用數學函數，讓液壓支架的設計得到改良，而且產品的性能更加可靠。然而，由于理想誤差的結果的出現，將有理由再考慮一個新的問題。這個問題在四連桿的問題上表現的尤為突出，因為一個公差變化稍微都能導致產品成本的升高。
12
英文原文
中文譯文
液壓頂升支架的最優(yōu)化設計
摘要：本文介紹了從兩組不同參數的采礦工程所使用的液壓頂升支架（如圖1）中選優(yōu)的流程。這種流程建立在一定的數學模型之上。第一步，尋找四連桿機構的最理想的結構參數以便確保支架的理想的運動軌跡有最小的橫向位移。第二步，計算出四連桿有最理想的參數時的最大誤差，以便得出最理想的、最滿意的液壓頂升支架。
圖1 液壓頂升支架
關鍵詞：四連桿機構； 優(yōu)化設計； 精確設計； 模糊設計； 誤差
1.前言：設計者的目的時尋找機械系統的 最優(yōu)設計。導致的結果是一個系統所選擇的參數是最優(yōu)的。一個數學函數伴隨著一個合適的系統的數學模型的出現而出現。當然這數學函數建立在這種類型的系統上。有了這種數學函數模型，加上一臺好的計算機的支持，一定能找出系統最優(yōu)的參數。
Harl描述的液壓頂升支架是斯洛文尼亞的Velenje礦場的采煤設備的一個組成部分，它用來支護采煤工作面的巷道。它由兩組四連桿機構組成，如圖2所示.四連桿機構AEDB控制絞結點C的運動軌跡，四連桿機構FEDG通過液壓泵來驅動液壓頂升支架。
圖2中，支架的運動，確切的說，支架上絞結點C點豎向的雙紐線的運動軌跡要求橫向位移最小。如果不是這種情況，液壓頂升支架將不能很好的工作，因為支架工作在運動的地層上。
實驗室測試了一液壓頂升支架的原型。支架表現出大的雙紐線位移，這種雙紐線位移的方式回見少支架的承受能力。因此，重新設計很有必要。如果允許的話，這會減少支架的承受能力。因此，重新設計很有必要。如果允許的話，這種設計還可以在最少的成本上下文章。它能決定去怎樣尋找最主要的
圖2 兩四連桿機構
四連桿機構數學模型AEDB的最有問題的參數。否則的話這將有必要在最小的機構AEDB改變這種設計方案。
上面所羅列出的所有問題的解決方案將告訴我們關于最理想的液壓頂升支架的答案。真正的答案將是不同的，因為系統有各種不同的參數的誤差，那就是為什么在數學模型的幫助下，參數允許的最大的誤差將被計算出來。
2.液壓頂升支架的確定性模型
首先，有必要進一步研究適當的液壓頂升支架的機械模型。它有可能建立在下面所列假設之上：
（1）連接體是剛性的，
（2）單個獨立的連接體的運動是相對緩慢的.
液壓頂升支架是只有一個方向自由度的機械裝置。它的運動學規(guī)律可以通過同步的兩個四連桿機構FEDG和AEDB的運動來模擬。最主要的四連桿機構對液壓頂升支架的運動規(guī)律有決定性的影響。機構2只是被用來通過液壓泵來驅動液壓頂升支架。絞結點C的運動軌跡L可以很好地來描述液壓頂升支架的運動規(guī)律。因此，設計任務就是通過使點C的軌跡盡可能地接近軌跡K來找到機構1的最理想的連接長度值。四連桿機構1的綜合可以通過 Rao 和 Dukkipati給出運動的運動學方程式的幫助來完成。
圖3 點C軌跡L
圖3描述了一般的情況。
點C的軌跡L的方程式將在同一框架下被打印出來。點C的相對應的坐標x和y隨著四連桿機構的獨有的參數…一起被打印出來。
點B和D的坐標分別是
xB=x -cos (1)
yB=y -sin (2)
xD=x -cos() (3)
yD=y -sin() (4)
參數…也彼此相關
xB2 +yB2= (5)
(xD-α1)2+ yD2= (6)
把(1) － (4)代入（5）－（6）即可獲得支架的最終方程式
(x-cos)2+ (y- sin)2- =0 (7)
[x- cos()-]2+[ y- sin()]2- =0 (8)
此方程式描述了計算參數的理想值的最基本的數學模型。
2.1數學模型
Haug和Arora提議，系統的數學模型可以用下面形式的公式表示
min f(u,v), (9)
約束于
gi(u,v)0, i=1,2,…,l, (10)
和響應函數
hi(u,v)=0, j=1,2,…,m. (11)
向量 u=[u1,u2,…,un]T 響應設計時的變量, v=[v1,v2,…,vm]T是可變響應向量，(9)式中的f是目標函數。
為了使設計的主導四連桿機構AEDB達到最佳，設計時的變量可被定義為
u=[ ]T, (12)
可變響應向量可被定義為
v=[x y]T. (13)
相應復數α3，α5，α6的尺寸是確定的。
目標函數被定義為理想軌跡K和實際軌跡L之間的一些“有差異的尺寸”
f(u,v) =max[g0(y)-f0(y)]2, (14)
式中x= g0(y) 是曲線K的函數，x= f0(y)是曲線L的函數。
我們將為系統挑選一定局限性。這種系統必須滿足眾所周知的最一般的情況。
(15)
(16)
不等式表達了四連桿機構這樣的特性：復數只可能只振蕩的。
這種情況：
(17)
給出了設計變量的上下約束條件。
用基于梯度的最優(yōu)化式方法不能直接的解決(9)–(11)的問題。
min un+1 (18)
從屬于
gi(u,v) 0, i=1,2,…,l, (19)
f(u,v)- un+10, (20)
并響應函數
hj(u,v)=0, j=1,2,…,m, (21)
式中：
u=[u1 … un un+1]T
v=[v1 … vn vn+1]T
因此，主導四連桿機構AEDB的一個非線性設計問題可以被描述為：
minα7, (22)
從屬于約束
(23)
(24)
,
(25)
(26)
并響應函數：
(27)
(28)
有了上面的公式，使得點C的橫向位移和軌跡K之間的有最微小的差別變得可能。結果是參數有最理想的值。
3.液壓頂升支架的隨機模型
數學模型可以用來計算比如參數確保軌跡 L 和 K 之間的距離保持最小。然而端點C的計算軌跡L可能有些偏離，因為在運動中存在一些干擾因數?？催@些偏離到底合時與否關鍵在于這個偏差是否在參數 容許的公差范圍內。
響應函數（27）－（28）允許我們考慮響應變量v的矢量，這個矢量依賴設計變量v的矢量。這就意味著v＝h (v)，函數h是數學模型（22）－（28）的基礎，因為它描述出了響應變量v的矢量和設計變量v的矢量以及和數學模型中v的關系。同樣，函數h用來考慮參數的誤差值 的最大允許值。
在隨機模型中，設計變量的矢量u=[u1,…,un]T可以被看作U=[U1,…,Un]T的隨機矢量，也就是意味著響應變量的矢量v=[v1,…,vn]T也是一個隨機矢量V=[V1,V2,…,Vn]T
v=h(u) (29)
假設設計變量 U1,…,Un 從概率論的觀點以及正常的分類函數Uk～ (k=1,2,…,n)中獨立出來。主要參數和 (k=1,2,…,n)可以與如測量這類科學概念和公差聯系起來，比如=,。所以只要選擇合適的存在概率
， k=1,2,…,n (30)
式（30）就計算出結果。
隨機矢量 V 的概率分布函數被探求依賴隨機矢量 U 概率分布函數及它實際不可計算性。因此，隨意矢量 V 被描述借助于數學特性，而這個特性被確定是利用Taylor的有關點 u=[u1,…,un]T 的函數h逼近描述，或者借助被Oblak和Harl在論文提出的Monte Carlo 的方法。
3.1 數學模型
用來計算液壓頂升支架最優(yōu)化的容許誤差的數學模型將會以非線性問題的獨立的變量
w=[ ] (31)
和目標函數
(32)
的型式描述出來。
約束條件
(33)
,
(34)
在式（33）中，E是是坐標C點的x 值的最大允許偏差，其中
A={1,2,4} (35)
非線性工程問題的計算公差定義式如下：
(36)
它服從以下條件：
(37)
, (38)
(39)
4.有數字的實列
液壓頂升支架的工作阻力為1600kN。以及四連桿機構AEDB及FEDG 必須符合以下要求：
－它們必須確保鉸接點C 的橫向位移控制在最小的范圍內，
－它們必須提供充分的運動穩(wěn)定性
圖2中的液壓頂升支架的有關參數列在表1 中。
支撐四桿機構 FEDG 可以由矢量
(mm) (40)
來確定。
四連桿AEDB 可以通過下面矢量關系來確定。
(mm)
在方程(39)中，參數d是液壓頂升支架的移動步距，為925mm .四連桿AEDA的桿系的有關參數列于表2中。
表 1 液壓頂升支架的參數 表 2 四連桿AEDA的參數
4.1四連桿AEDA的優(yōu)化
四連桿的數學模型AEDA的相關數據在方程(22)-(28)中都有表述。(圖3)鉸接點C雙紐線的橫向最大偏距為65mm。那就是為什么式(26)為
(41)
桿AA與桿AE之間的角度范圍在76.8o和94.8o之間，將數…依次導入公式(41)中所得結果列于表3中。
這些點所對應的角…都在角度范圍[76.8o,94.8o]內而且它們每個角度之差為1o
設計變量的最小和最大范圍是
(mm) (42)
(mm) (43)
非線性設計問題以方程(22)與(28)的形式表述出來。這個問題通過
Kegl et al(1991)提出的基于近似值逼近的優(yōu)化方法來解決。通過用直接的區(qū)分方法來計算出設計派生數據。
設計變量的初始值為
(mm) (44)
優(yōu)化設計的參數經過25次反復計算后是
表3 絞結點C對應的x與y 的值
角度
x初值(mm)
y初值(mm)
x終值(mm)
y終值(mm)
76.8
66.78
1784.87
69.47
1787.50
77.8
65.91
1817.67
68.74
1820.40
78.8
64.95
1850.09
67.93
1852.92
79.8
63.92
1882.15
67.04
1885.07
80.8
62.84
1913.85
66.12
1916.87
81.8
61.75
1945.20
65.20
1948.32
82.8
60.67
1976.22
64.29
1979.44
83.8
59.65
2006.91
63.46
2010.43
84.8
58.72
2037.28
62.72
2040.70
85.8
57.92
2067.35
62.13
2070.87
86.8
57.30
2097.11
61.73
2100.74
87.8
56.91
2126.59
61.57
2130.32
88.8
56.81
2155.80
61.72
2159.63
89.8
57.06
2184.74
62.24
2188.67
90.8
57.73
2213.42
63.21
2217.46
91.8
58.91
2241.87
64.71
2246.01
92.8
60.71
2270.08
66.85
2274.33
93.8
63.21
2298.09
69.73
2302.44
94.8
66.56
2325.89
70.50
2330.36
(mm) (45)
在表3中C點x值與y 值分別對應開始設計變量和優(yōu)化設計變量。
圖 4 用圖表示了端點 C開始的雙紐線軌跡 L(虛線)和垂直的理想軌跡K(實線)。
圖4 絞結點C 的軌跡
4.2 四連桿機構AEDA的最優(yōu)誤差
在非線性問題(36)-(38),選擇的獨立變量的最小值和最大值為
(mm) (46)
(mm) (47)
獨立變量的初始值為
(mm) (48)
軌跡偏離選擇了兩種情況E=0.01和E=0.05。在第一種情況，設計變量的理想公差經過9次反復的計算，已初結果。第二種情況也在7次的反復計算后得到了理想值。這些結果列在表 4和表5 中。
圖 5和圖 6的標準偏差已經由Monte Carlo方法計算出來并表示在圖中(圖中雙點劃線示)同時比較泰勒近似法的曲線(實線)。
圖5 E=0.01時的標準誤差
圖6 E=0.05時的標準誤差
5.結論
通過選用系統的合適的數學模型以及采用數學函數，讓液壓頂升支架的設計得到改良，而且產品的性能更加可靠。然而，由于理想誤差的結果的出現，將有理由再考慮一個新的問題。這個問題在四連桿的問題上表現的尤為突出，因為一個公差變化稍微都能導致產品成本的升高。
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SJ002-1
2013屆畢業(yè)設計（論文）任務書
二級學院： 班 級：
學 生： 學 號：
指導教師： 職 稱：
課題名稱
3t車用手動臥式千斤頂設計
課題類型
? 畢業(yè)設計 □ 畢業(yè)論文
課題內容及其目標(指標)要求
本課題要求設計的千斤頂為臥式液壓可移動式千斤頂，主要用于重量在3噸左右的轎車的抬升。本課題要求綜合應用機械設計和液壓理論知識完成3t車用手動臥式千斤頂設計，主要包括輪系部分、支架部分、搖臂部分和液壓組件四個部分，并利用三維工程軟件Pro/E實現零件造型和虛擬裝配，同時撰寫設計說明書。
課題具體工作內容包括：
1．課題調研，收集相關工程設計資料，擬訂總體設計方案，撰寫開題報告；
2．完成裝配總圖；
3．完成主要零件工程圖；
4．零部件Pro/E造型及裝配；
5．完成畢業(yè)設計說明書；
6．查閱翻譯課題相關英文資料，約15000英文字符。
設計指標如下：
1．頂起重量3噸；
2．最小頂起高度為126mm，最大頂起高度為503mm；
3．操作力為950N。額定內壓為89Mpa，負荷為3175/7000 Kg/LB，油壓揚程為140mm；
4．要求整機重量較輕。
進程安排
1．準備工作（熟悉課題、調查研究、收集資料等）及撰寫開題報告：2周；
2．確定整體設計方案：2周；
3．方案細化、繪制工程圖及設計計算：6周；
4．三維建模及裝配：2周；
5．審核、修改課題相關資料及圖紙，整理編寫畢業(yè)設計說明書并審核：3周；
6．答辯準備及答辯：1周。
指導教師：
年 月 日
系 主 任：
年 月 日
開題報告
題目名稱
液壓千斤頂設計
學生姓名
一、 選題的目的和意義：
隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展,汽車隨車千斤頂的要求也越來越高;同時隨著市場競爭的加劇,用戶要求的不斷變化,將迫使千斤頂的設計質量要不斷提高,以適應用戶的需求。用戶喜歡的、市場需要的千斤頂將不僅要求重量輕,攜帶方便,外形美觀,使用可靠,還會對千斤頂的進一步自動化,甚至智能化都有所要求。如何充分利用經濟、情報、技術、生產等各類原理知識,使千斤頂的設計工作真正優(yōu)化?如何在設計過程中充分發(fā)揮設計人員的創(chuàng)造性勞動和集體智慧,提高產品的使用價值及企業(yè)、社會的經濟效益? 如何在知識經濟的時代充分利用各種有利因素,對資源進行有效整合等等都將是我們面臨著又必須解決的重要的問題。千斤頂與我們的生活密切相關，在建筑、鐵路、汽車維修等部門均得到廣泛的應用，因此千斤頂技術的發(fā)展將直接或間接影響到這些部門的正常運轉和工作。
本次對液壓千斤頂進行設計可以了解液壓千斤頂的原理以及應用。通過查閱大量文獻，和對千斤頂各部件進行設計、繪制不但熟悉了千斤頂內液壓傳動原理還使得我對一些繪圖軟件的操作更加熟練。同時也在以前書本學習的基礎上對液壓傳動加深了理解。
二、國內外研究狀況
千斤頂起源于20世紀初的英、美、德等國家，在逐步發(fā)展中工藝逐漸成熟。因其具有抗腐蝕、耐高溫、強度高、表面精美、百分之百可回收等無與倫比的良好性能，被廣泛應用于建筑、交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲等各個領域，并且逐漸被人們所接受，也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。
早在20 世紀40 年代,臥式千斤頂就已經開始在國外的汽車維修部門中使用，但由于當時在設計和使用上的原因，其尺寸較大，承載量較低。后來隨著社會需求量的增大以及千斤頂本身技術發(fā)展，在90 年代初國外絕大部分用戶已以臥式千斤頂替代了立式千斤頂，９０年代后期研制出了充氣千斤頂和便攜式液壓千斤頂等新型千斤頂展。
而我國的千斤頂產業(yè)發(fā)展進步較晚，建國以來到改革開放前，我國千斤頂的需求主要是以工業(yè)和國防尖端使用為主。由于歷史的原因,直到1979 年才接觸到類似于國外臥式千斤頂。但是上世紀九十年代后，我國千斤頂產業(yè)進入快速發(fā)展期，千斤頂需求的增速遠高于全球水平我國的工程千斤頂產業(yè)得到快速持續(xù)發(fā)展，成為全球千斤頂生產增長最快和千斤頂消耗量最大的國家之一。同時九十年代后期起，我國太鋼、寶鋼以及寶新、張浦等國有和合資企業(yè)通過引進和技術改造，先后建成了一系列千斤頂生產線，千斤頂工藝技術裝備達到國際先進水平，千斤頂生產初具規(guī)模。與國外的差距在不斷縮小。經過幾十年的發(fā)展，我國的千斤頂就外觀美麗，使用方便,承載力大,壽命長等方面,都超過了國外的同類產品, 并且迅速打入歐美市場。
現在，由于自動化技術的迅速發(fā)展和用戶需求觀念的變化，促使了千斤頂向著智能化、短小化時尚化、輕薄化、人性化發(fā)展。
2010年，是千斤頂行業(yè)發(fā)展的新起點，預計行業(yè)未來呈現出新的發(fā)展態(tài)勢。首先是結構調整將有重大突破。當前我國千斤頂行業(yè)存在一系列深層次的結構性矛盾，包括總體產能過剩，低水平產能比重過大；企業(yè)規(guī)模小而且分散，產業(yè)集中度低；生產力布局不合理現象依然存在；企業(yè)節(jié)能減排的任務重；科技創(chuàng)新能力不強；資源控制力不強，保障體系建設滯后等。這些深層次的結構性矛盾，決定了2010年千斤頂行業(yè)必須下大力量，突出抓好結構調整，實現產業(yè)升級，認真解決影響千斤頂行業(yè)發(fā)展的重大問題。第二，行業(yè)內要大力推動共性技術研究開發(fā)，掌握核心技術、關鍵技術的自主知識產權。當前，千斤頂行業(yè)共性技術的科研經費投入不足，研究開發(fā)力量薄弱。2010年，各企業(yè)應加大在我國重點培育自主知識產權的技術裝備研發(fā)力量。可以有計劃、有步驟地加強國家重點實驗室、國家工程技術研究中心、行業(yè)科研院所等共性技術研究開發(fā)平臺的建設，重點支持原創(chuàng)性技術、共性技術及戰(zhàn)略性關鍵技術的研究開發(fā)，并培養(yǎng)一支既精通基礎技術又熟悉行業(yè)技術的高科技人才隊伍，努力掌握核心技術、關鍵技術和重要產品的自主知識產權。第三，進入加快發(fā)展制造服務業(yè)階段。當前，千斤頂行業(yè)存在一些不利于產業(yè)發(fā)展的缺陷，如缺少高端技術，企業(yè)規(guī)模偏小等。面臨這些問題和激烈的市場競爭，千斤頂企業(yè)極需提高自身的核心競爭力，轉變增長方式。在制造過程中重視服務，從市場調研、售后，直到產品報廢回收，努力為客戶提供以知識密集、附加值高為特征的服務項目，則是千斤頂企業(yè)實現可持續(xù)發(fā)展的一個關鍵內容?，F代服務業(yè)大部分是以人力資本和知識資本作為其主要投入，這對千斤頂企業(yè)在解決發(fā)展、升級問題的同時，提升競爭力也具有重要支撐作用。
與國外千斤頂技術水平相比，我國的主要差距為基礎理論研究差，產品技術開發(fā)能力低，工藝裝備和實驗手段后，產品技術起點低，規(guī)格品種、效率、制造質量可靠性差。另外，技術含量高和特殊要求的產品還滿足不了國內需求。
三、 畢業(yè)設計（論文）所采用的研究方法和手段：
本設計主要研究的是PRO/E 液壓千斤頂三維模型設計。
查閱圖書館資料、互聯網資料和現有相關資料，參觀考察實際工程，通過分析、計算、測試完成設計任務。
四、 主要參考文獻與資料獲得情況：
[1]胡世超.《液壓與氣動技術》，鄭州：鄭州大學出版社 ，2008.5.
[2]周亞，程友斌等.《機械設計基礎》，上海：化學工業(yè)出版社，2008.6.
[3]魏增菊，李莉等.《機械制圖》，北京：科學出版社，2007.
[4]劉建華,杜鑫等.《機械設計課程設計指導》，上海：化學工業(yè)出版社，2008.8.
[5]肖瓏.《液壓與氣壓傳動技術》，西安：西安電子科技大學出版社，2007.
[6]丁樹模,丁問司等.《液壓傳動》，北京：機械工業(yè)出版社，2009.6（2011.1重?。?
[7]李洪人.《液壓控制系統》，北京：國防工業(yè)出版社，1990.
[8]鄒建華，吳定智，許曉明等.《液壓與氣動技術基礎》，武漢：華中科技大學出版社，2006.
[9]張群生.《液壓與氣壓傳動》，北京：機械工業(yè)出版社，2008.
[10]張利平.《液壓與氣動技術實用問答》，上海：化學工業(yè)出版社，2007.
[11]周士昌.《液壓系統設計圖集》，北京：機械工業(yè)出版設，2005.
[12]雷天覺.《液壓工程手冊》[M]，北京.機械工業(yè)出版社，1990.
五、畢業(yè)設計（論文）進度安排（按周說明）：
第四、五周：查閱相關資料，通過學習準備相關知識；
第六、七周：做開題報告；
第八、九周：做出各部分的初步的設計；
第十、十一周：確定各部件規(guī)格、尺寸。設計好整個裝置。
第十二、十三周：完成設備生產制造、調試并檢驗其性能。
六、指導教師審批意見（對選題的可行性、研究方法、進度安排作出評價，對是否開題作出決定）：
指導教師： （簽名）
年 月 日