基于SolidWorks液压千斤顶的模拟设计

惠振亮++雒晓兵

摘 要：液压千斤顶的基本原理是机械能与液压能的相互转换。通过对液压千斤顶结构的总体设计，然后利用Solidworks三维软件对液压千斤顶进行三维建模并进行运动仿真，制作其三维运动动画零件爆炸动画，可以直接观察液压千斤顶内部结构以及运动情况。

关键词：液压千斤顶 三维设计 Solidworks 仿真

中图分类号：TD35 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（a）-0074-02

随着汽车行业的迅速发展，对维修工具的要求也越来越高。由于用户对液压千斤顶的要求的提高，对液压千斤顶的改进极为迫切。在建筑、铁路、汽车维修等部门的需求量比较大。所以研究液压千斤顶在现阶段是必要的。该文主要是对液压千斤顶结构进行设计，并且利用Solidworks软件对液压千斤顶进行模拟仿真。

1 液压千斤顶的总体设计[1-4]

液压千斤顶是由：油箱1；截止阀2；大液压缸3；大活塞杆4；单向阀5；手柄6；小活塞杆7；小液压缸8；单向阀9；还有限位孔、调节螺母等组成，如图1所示。液压千斤顶液压系统由动力元件（液压泵）、执行元件（液压缸）、控制元件（单向阀和截止阀）、辅助元件（油箱和油管等）、工作介质（液压油）组成，液压千斤顶结构组成如图1所示。

液压千斤顶的工作原理由大缸体3和大活塞4组成举升缸；杠杆手柄6、小缸体8、活塞7、单向阀5和9组成手动液压泵。活塞和缸体之间既能保持良好的配合关系，又能实现可靠的密封。当抬起手柄6，使小活塞7向上移动，活塞下腔箱中的油在大气压力的作用下通过吸油管进入活塞下腔，完成一次吸油动作。当用力压下手柄时，活塞7下移，其下腔密封容积减小，油压升高，单向阀9关闭，单向阀5打开，油液进入举升缸下腔，驱动活塞4使重物G上升一段距离，完成一次压油动作。反复地抬、压手柄，就能使油液不断地被压入举升缸，使重物不断升高，达到起重的目的。打开截止阀2，活塞4可以在自重和外力的作用下实现回程。这就是液压千斤顶的工作过程。液压千斤顶的优点：体积小、质量轻、便于携带、工作平稳、有自锁功能。

2 液压千斤顶的模拟

Solidworks作为三维设计软件，具有全面的零件及装配建模功能。主要包括：建立大液压缸、大活塞杆、手柄等的零件模型；组装液压千斤顶装配体，制造液压千斤顶模拟仿真动画[5-6]。

2.1 液压千斤顶零件建模

双击桌面上“Solidworks”按钮，在弹出的“新建Solidworks文件”对话框中，选择“零件”按钮，单击“确定”按钮，进入Solidworks“零件”造型界面。通过“拉伸凸台基体”、“拉伸切除”和“圆角”等命令完成大液压缸和大活塞杆零件建模，三维模型如图2和3所示，大液压缸剖视图如图4所示。

2.2 装配设计与模拟

液压千斤顶组装在创建装配窗口，单击“转配体”按钮，弹出新的装配窗口。Solidworks装配时插入的第一个零件系统默认为固定零件，首先插入大活塞缸，然后依次插入大活塞杆、大密封圈等零件，在装配工具栏上单击“配合”按钮，利用几何关系（同轴度、重合、平行、垂直、相切等）对各零部件依次配合。液压千斤顶装配体和爆炸视图分别如图5、6所示。

模拟仿真是要清楚液压千斤顶的工作位置：工作前截止阀关闭，拉动手柄向上运动，小活塞缸内部形成真空状态，液压油进入小活塞缸内；当下压手柄时，液压油进入大活塞缸内，顶动大活塞杆向上移动；经过几次循环后，活塞杆到达顶部。在Solidworks中模拟仿真是通过单击工具栏“新建运动算例”按钮，调整时间轴为0时，也就是起始位置装配体各元件位置，拖动时间轴到下个时间段，改变装配体各位置。则这两个时间段也就是“关键点”之间产生过渡。拖动时间轴并改变零件相对位置后，时间轴上产生被移动零件的键码，也就记录了这个零件的动作。据装配关系，从动件因为原动件运动也产生相应的键码。为实现不同运动，即小活塞做一次往复运动，大活塞上移一段距离，小活塞吸油时大活塞不动，推油时大活塞上移的运动过程，可以把大活塞运动状态的键码向后拖动到小活塞开始向下运动的时间点。

3 结语

本文首先液压千斤顶的结构设计，然后利用Solidworks对液压千斤顶进行三维设计及模拟仿真，不仅可以直观的了解液压千斤顶的结构，还可以准确、快速的完成设计。

参考文献

[1] 左建民.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2] 王积伟.液压传动[M].北京：机械工业出版社，2006.

[3] 张志红.液压千斤顶自动装配机的设计[J].煤炭技术，2009，28（6）：15-16.

[4] 严桃平，王建胜.液压千斤顶结构与油路的改进设计[J].工程机械，2002，33（3）：38-39.

[5] 江洪，陆李锋，魏峥.Solidworks动画演示与运动分析实例[M].北京：机械工业出版社，2006.

[6] 曹茹.SolidWorks三维设计及其应用教程[M].北京：机械工业出版社， 2009.endprint

摘 要：液压千斤顶的基本原理是机械能与液压能的相互转换。通过对液压千斤顶结构的总体设计，然后利用Solidworks三维软件对液压千斤顶进行三维建模并进行运动仿真，制作其三维运动动画零件爆炸动画，可以直接观察液压千斤顶内部结构以及运动情况。

关键词：液压千斤顶 三维设计 Solidworks 仿真

中图分类号：TD35 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（a）-0074-02

随着汽车行业的迅速发展，对维修工具的要求也越来越高。由于用户对液压千斤顶的要求的提高，对液压千斤顶的改进极为迫切。在建筑、铁路、汽车维修等部门的需求量比较大。所以研究液压千斤顶在现阶段是必要的。该文主要是对液压千斤顶结构进行设计，并且利用Solidworks软件对液压千斤顶进行模拟仿真。

1 液压千斤顶的总体设计[1-4]

液压千斤顶是由：油箱1；截止阀2；大液压缸3；大活塞杆4；单向阀5；手柄6；小活塞杆7；小液压缸8；单向阀9；还有限位孔、调节螺母等组成，如图1所示。液压千斤顶液压系统由动力元件（液压泵）、执行元件（液压缸）、控制元件（单向阀和截止阀）、辅助元件（油箱和油管等）、工作介质（液压油）组成，液压千斤顶结构组成如图1所示。

液压千斤顶的工作原理由大缸体3和大活塞4组成举升缸；杠杆手柄6、小缸体8、活塞7、单向阀5和9组成手动液压泵。活塞和缸体之间既能保持良好的配合关系，又能实现可靠的密封。当抬起手柄6，使小活塞7向上移动，活塞下腔箱中的油在大气压力的作用下通过吸油管进入活塞下腔，完成一次吸油动作。当用力压下手柄时，活塞7下移，其下腔密封容积减小，油压升高，单向阀9关闭，单向阀5打开，油液进入举升缸下腔，驱动活塞4使重物G上升一段距离，完成一次压油动作。反复地抬、压手柄，就能使油液不断地被压入举升缸，使重物不断升高，达到起重的目的。打开截止阀2，活塞4可以在自重和外力的作用下实现回程。这就是液压千斤顶的工作过程。液压千斤顶的优点：体积小、质量轻、便于携带、工作平稳、有自锁功能。

2 液压千斤顶的模拟

Solidworks作为三维设计软件，具有全面的零件及装配建模功能。主要包括：建立大液压缸、大活塞杆、手柄等的零件模型；组装液压千斤顶装配体，制造液压千斤顶模拟仿真动画[5-6]。

2.1 液压千斤顶零件建模

双击桌面上“Solidworks”按钮，在弹出的“新建Solidworks文件”对话框中，选择“零件”按钮，单击“确定”按钮，进入Solidworks“零件”造型界面。通过“拉伸凸台基体”、“拉伸切除”和“圆角”等命令完成大液压缸和大活塞杆零件建模，三维模型如图2和3所示，大液压缸剖视图如图4所示。

2.2 装配设计与模拟

液压千斤顶组装在创建装配窗口，单击“转配体”按钮，弹出新的装配窗口。Solidworks装配时插入的第一个零件系统默认为固定零件，首先插入大活塞缸，然后依次插入大活塞杆、大密封圈等零件，在装配工具栏上单击“配合”按钮，利用几何关系（同轴度、重合、平行、垂直、相切等）对各零部件依次配合。液压千斤顶装配体和爆炸视图分别如图5、6所示。

模拟仿真是要清楚液压千斤顶的工作位置：工作前截止阀关闭，拉动手柄向上运动，小活塞缸内部形成真空状态，液压油进入小活塞缸内；当下压手柄时，液压油进入大活塞缸内，顶动大活塞杆向上移动；经过几次循环后，活塞杆到达顶部。在Solidworks中模拟仿真是通过单击工具栏“新建运动算例”按钮，调整时间轴为0时，也就是起始位置装配体各元件位置，拖动时间轴到下个时间段，改变装配体各位置。则这两个时间段也就是“关键点”之间产生过渡。拖动时间轴并改变零件相对位置后，时间轴上产生被移动零件的键码，也就记录了这个零件的动作。据装配关系，从动件因为原动件运动也产生相应的键码。为实现不同运动，即小活塞做一次往复运动，大活塞上移一段距离，小活塞吸油时大活塞不动，推油时大活塞上移的运动过程，可以把大活塞运动状态的键码向后拖动到小活塞开始向下运动的时间点。

3 结语

本文首先液压千斤顶的结构设计，然后利用Solidworks对液压千斤顶进行三维设计及模拟仿真，不仅可以直观的了解液压千斤顶的结构，还可以准确、快速的完成设计。

参考文献

[1] 左建民.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2] 王积伟.液压传动[M].北京：机械工业出版社，2006.

[3] 张志红.液压千斤顶自动装配机的设计[J].煤炭技术，2009，28（6）：15-16.

[4] 严桃平，王建胜.液压千斤顶结构与油路的改进设计[J].工程机械，2002，33（3）：38-39.

[5] 江洪，陆李锋，魏峥.Solidworks动画演示与运动分析实例[M].北京：机械工业出版社，2006.

[6] 曹茹.SolidWorks三维设计及其应用教程[M].北京：机械工业出版社， 2009.endprint

摘 要：液压千斤顶的基本原理是机械能与液压能的相互转换。通过对液压千斤顶结构的总体设计，然后利用Solidworks三维软件对液压千斤顶进行三维建模并进行运动仿真，制作其三维运动动画零件爆炸动画，可以直接观察液压千斤顶内部结构以及运动情况。

关键词：液压千斤顶 三维设计 Solidworks 仿真

中图分类号：TD35 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（a）-0074-02

随着汽车行业的迅速发展，对维修工具的要求也越来越高。由于用户对液压千斤顶的要求的提高，对液压千斤顶的改进极为迫切。在建筑、铁路、汽车维修等部门的需求量比较大。所以研究液压千斤顶在现阶段是必要的。该文主要是对液压千斤顶结构进行设计，并且利用Solidworks软件对液压千斤顶进行模拟仿真。

1 液压千斤顶的总体设计[1-4]

液压千斤顶是由：油箱1；截止阀2；大液压缸3；大活塞杆4；单向阀5；手柄6；小活塞杆7；小液压缸8；单向阀9；还有限位孔、调节螺母等组成，如图1所示。液压千斤顶液压系统由动力元件（液压泵）、执行元件（液压缸）、控制元件（单向阀和截止阀）、辅助元件（油箱和油管等）、工作介质（液压油）组成，液压千斤顶结构组成如图1所示。

液压千斤顶的工作原理由大缸体3和大活塞4组成举升缸；杠杆手柄6、小缸体8、活塞7、单向阀5和9组成手动液压泵。活塞和缸体之间既能保持良好的配合关系，又能实现可靠的密封。当抬起手柄6，使小活塞7向上移动，活塞下腔箱中的油在大气压力的作用下通过吸油管进入活塞下腔，完成一次吸油动作。当用力压下手柄时，活塞7下移，其下腔密封容积减小，油压升高，单向阀9关闭，单向阀5打开，油液进入举升缸下腔，驱动活塞4使重物G上升一段距离，完成一次压油动作。反复地抬、压手柄，就能使油液不断地被压入举升缸，使重物不断升高，达到起重的目的。打开截止阀2，活塞4可以在自重和外力的作用下实现回程。这就是液压千斤顶的工作过程。液压千斤顶的优点：体积小、质量轻、便于携带、工作平稳、有自锁功能。

2 液压千斤顶的模拟

Solidworks作为三维设计软件，具有全面的零件及装配建模功能。主要包括：建立大液压缸、大活塞杆、手柄等的零件模型；组装液压千斤顶装配体，制造液压千斤顶模拟仿真动画[5-6]。

2.1 液压千斤顶零件建模

双击桌面上“Solidworks”按钮，在弹出的“新建Solidworks文件”对话框中，选择“零件”按钮，单击“确定”按钮，进入Solidworks“零件”造型界面。通过“拉伸凸台基体”、“拉伸切除”和“圆角”等命令完成大液压缸和大活塞杆零件建模，三维模型如图2和3所示，大液压缸剖视图如图4所示。

2.2 装配设计与模拟

液压千斤顶组装在创建装配窗口，单击“转配体”按钮，弹出新的装配窗口。Solidworks装配时插入的第一个零件系统默认为固定零件，首先插入大活塞缸，然后依次插入大活塞杆、大密封圈等零件，在装配工具栏上单击“配合”按钮，利用几何关系（同轴度、重合、平行、垂直、相切等）对各零部件依次配合。液压千斤顶装配体和爆炸视图分别如图5、6所示。

模拟仿真是要清楚液压千斤顶的工作位置：工作前截止阀关闭，拉动手柄向上运动，小活塞缸内部形成真空状态，液压油进入小活塞缸内；当下压手柄时，液压油进入大活塞缸内，顶动大活塞杆向上移动；经过几次循环后，活塞杆到达顶部。在Solidworks中模拟仿真是通过单击工具栏“新建运动算例”按钮，调整时间轴为0时，也就是起始位置装配体各元件位置，拖动时间轴到下个时间段，改变装配体各位置。则这两个时间段也就是“关键点”之间产生过渡。拖动时间轴并改变零件相对位置后，时间轴上产生被移动零件的键码，也就记录了这个零件的动作。据装配关系，从动件因为原动件运动也产生相应的键码。为实现不同运动，即小活塞做一次往复运动，大活塞上移一段距离，小活塞吸油时大活塞不动，推油时大活塞上移的运动过程，可以把大活塞运动状态的键码向后拖动到小活塞开始向下运动的时间点。

3 结语

本文首先液压千斤顶的结构设计，然后利用Solidworks对液压千斤顶进行三维设计及模拟仿真，不仅可以直观的了解液压千斤顶的结构，还可以准确、快速的完成设计。

参考文献

[1] 左建民.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2] 王积伟.液压传动[M].北京：机械工业出版社，2006.

[3] 张志红.液压千斤顶自动装配机的设计[J].煤炭技术，2009，28（6）：15-16.

[4] 严桃平，王建胜.液压千斤顶结构与油路的改进设计[J].工程机械，2002，33（3）：38-39.

[5] 江洪，陆李锋，魏峥.Solidworks动画演示与运动分析实例[M].北京：机械工业出版社，2006.

[6] 曹茹.SolidWorks三维设计及其应用教程[M].北京：机械工业出版社， 2009.endprint