螺旋千斤顶的设计及运动仿真论文

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螺旋千斤顶毕业设计论文

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螺旋千斤顶毕业设计论文引言螺旋千斤顶是一种常用的机械工具,用于举升重物。

它的工作原理是利用螺旋线上施加的力来提升物体。

在工业生产和日常生活中,螺旋千斤顶广泛应用于车辆维修、建筑工地以及起重等行业。

在本文中,我们将探讨螺旋千斤顶的设计原理、制造工艺及其应用领域。

一、螺旋千斤顶的设计原理螺旋千斤顶的设计原理基于轮轴和螺纹的互动作用。

其主要组成部分包括螺杆、螺母、螺纹,以及支撑架等。

当扭转螺杆时,螺纹将产生轴向运动,螺杆便向上移动。

同时,通过螺杆和螺母的齿轮传动,使得螺纹承受较大的力,从而能够举升较重的物体。

二、螺旋千斤顶的制造工艺螺旋千斤顶的制造过程包括材料选择、加工制造和组装三个主要步骤。

首先,选择适合的材料是制造高质量螺旋千斤顶的关键。

常用的材料包括高强度合金钢、不锈钢等。

其次,加工制造环节包括车削、切割和焊接等工艺,确保零部件的精度和可靠性。

最后,通过组装螺旋杆、螺母、螺纹和支撑架等部件,形成完整的螺旋千斤顶。

三、螺旋千斤顶的应用领域螺旋千斤顶具有广泛的应用领域。

下面我们将介绍其中几个主要的应用领域:1. 汽车维修螺旋千斤顶可以用于汽车维修的起重作业。

通常情况下,车辆需要抬升以进行维修或更换轮胎等操作,这时候螺旋千斤顶就显得尤为重要。

通过将螺旋千斤顶安装在车辆的支撑点上,然后扭转螺杆,即可将车辆抬升到所需高度。

2. 建筑施工在建筑施工中,螺旋千斤顶被广泛应用于支撑和调整建筑结构。

通过将螺旋千斤顶安装在横梁或其他支撑结构上,工人可以通过扭转螺杆来调整支撑点的高度,从而实现建筑结构的对齐和平衡。

3. 货物举升螺旋千斤顶也可以用于货物的举升和固定。

在物流和仓储领域,经常需要将货物抬升到一定的高度以便装卸。

螺旋千斤顶通过其可靠的举升能力和稳定性,成为实现货物举升的重要工具。

结论螺旋千斤顶作为一种常用的机械工具,其设计原理简单、制造过程相对简便,同时具备广泛的应用领域。

通过深入理解螺旋千斤顶的工作原理和制造工艺,我们能够更好地应用螺旋千斤顶于不同的领域,从而提高工作效率和效果。

螺旋千斤顶的设计毕业论文(设计)正文终稿

螺旋千斤顶的设计毕业论文(设计)正文终稿

目录摘要 (2)ABSTRACT (3)1 起重机械的概述 (4)2螺纹传动的设计与计算 (5)2.1螺纹传动的类型和应用 (5)2.2滑动螺旋的结构和材料 (8)2.2.1滑动螺旋的结构 (8)2.2.2螺杆和螺母的材料 (8)3.滑动螺旋传动的设计计算 (9)3.1耐磨性计算 (9)3.2螺杆强度计算 (10)3.3螺母螺纹牙的强度计算 (11)3.4 螺杆的稳定性计算 (11)3.5自锁性校核 (12)4.千斤顶的工作原理和设计 (13)4.1 千斤顶的概述 (13)4.2千斤顶的原理 (13)4.3千斤顶的设计...................................................................................... 错误!未定义书签。

4.3.1.选择材料................................................................................... 错误!未定义书签。

4.3.2螺杆强度计算........................................................................... 错误!未定义书签。

4.3.3螺母螺纹牙的强度计算........................................................... 错误!未定义书签。

4.3.4. 螺母外部尺寸计算................................................................. 错误!未定义书签。

4.3.5.螺杆的稳定性计算................................................................... 错误!未定义书签。

螺旋千斤顶的设计综述

螺旋千斤顶的设计综述

高职部毕业设计(论文)作者:韩静学号:30u30079505专业:机械制造及其自动化班级:机电0795题目:螺旋千斤顶的设计指导者:冯莉讲师2010 年 06 月摘要螺旋千斤顶是一种小型的起重设备,体积小方便携带,造价成本低,所以在日常生活中被人们广泛的应用。

千斤顶由螺杆、手柄、底座、螺套、挡环、托杯等零部件组装而成,千斤顶设计中对螺旋传动的计算和各零部件的选材与设计最为重要。

本文首先是对螺旋千斤顶设计进行了设计。

在工艺规程设计中,运用了大量的科学理论及计算公式,对它进行了精确的计算。

其次,在设计的基础上对螺旋千斤顶各个零部件及整体装配用计算机辅助软件CAD进行绘制。

最后,用三维实体造型软件UG绘制螺旋千斤顶的装配图和爆炸图。

关键词螺旋千斤顶设计CAD UG目次第1章绪论 (1)第2章千斤顶的概述 (3)2.1 千斤顶的分类 (3)2.1.1 螺旋千斤顶 (3)2.1.2 齿条千斤顶 (4)2.1.3 油压千斤顶 (4)2.2 千斤顶的结构和技术规格 (5)2.2.1 千斤顶的结构及代号 (5)2.2.2 千斤顶的技术规格 (5)第3章设计的主要内容 (7)3.1 设计的题目和总功能 (7)3.1.1 设计的题目 (7)3.1.2 螺旋千斤顶的总功能 (7)3.2 设计任务与要求 (7)3.2.1 设计的任务 (7)3.2.2 设计的要求 (7)第4章螺旋千斤顶的工作原理 (8)4.1 螺杆的设计 (8)4.1.1 螺旋传动的应用和类型 (8)4.1.2 螺旋传动的结构和用途 (9)4.1.3 螺旋传动的选材和结构设计 (10)4.1.4 螺杆强度和稳定性的计算 (13)4.2 螺套的设计 (14)4.2.1 螺套的材料选择 (14)4.2.2 螺套的尺寸计算 (14)4.3 底座的设计 (16)4.3.1 底座的选材 (16)4.3.2 底座的结构设计及外部尺寸 (16)4.4 手柄的设计 (17)4.4.1 手柄的选材 (17)4.4.2 手柄的机构设计及外部尺寸 (18)4.5 托杯的设计 (18)4.5.1 托杯的选材 (18)4.5.2 托杯的结构设计及外部尺寸 (19)第5章螺旋千斤顶的计算机辅助软件图 (20)5.1 CAD的装配图 (20)5.1.1 CAD的简介 (20)5.1.2 CAD装配图形 (20)5.2 UG的装配图形和爆炸图形 (21)5.2.1 UG的简介 (21)5.2.2 UG装配和爆炸图 (21)第6 章螺旋千斤顶的使用注意事项 (24)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)第1章绪论在机械行业中使用较多的起重辅助设备就是起重机,但起重机机构一般较庞大。

螺旋式千斤顶的设计

螺旋式千斤顶的设计

一、设计题目:螺旋式千斤顶二、设计要求:最大起重量:F max=10kN最大升距:H max=200mm三、设计过程:1、设计概述:螺旋传动分为传力螺旋、传导螺旋和调整螺旋三种类型。

传力螺旋以传递动力为主,要求以较小的转矩产生较大的轴向推力,一般为间歇性工作,工作速度较低,通常要求具有自锁能力。

螺旋式千斤顶的螺旋传动即属于该种类。

由于是受力螺旋传动,采用单头梯形螺纹。

2、选择材料和许用应力:2.1 螺杆材料选45钢,调制处理,s s = 360查表得:σp==120~72,手动可取σp=100①2.2 重载低速传动螺旋,螺母材料选ZCuAl10Fe3。

查表得:σbp=40~60,取50;τp=30~40,取35千斤顶系手动低速,查表得:Pp=18~25,取20②3、按耐磨性计算螺纹中径3.1 确定螺纹中径大小:③——许用压强:钢与青铜——,对于整体式螺母 ,可取1.5——螺纹工作高度,对于梯形螺纹①参考文献[1] 12-9 表12-1-10②参考文献[1] 12-9 表12-1-9③参考文献[2] P233 式(9-5)3.2 对计算得到的螺纹中径进行圆整,由GB/T5796.2-2005、GB/T5795.3-2005得:公称直径d=15,螺距P=2,中径d2=D2=15.00,大径D4=16.50 ①小径d3=13.50,小径D1=14.003.3 计算扣数:一般需要螺母螺纹的扣数小于10,即②故有显然其已经超出扣数要求,考虑稍微增大螺纹直径,选取中径为16,重新查表有:公称直径d=18,螺距P=4,中径d2=D2=16.00,大径D4=18.50小径d3=13.50,小径D1=14.00再次计算扣数有:达到要求。

螺母高度:得H=1.5×16=24mm4、自锁性检验:自锁条件:ρ③P h—螺距;d2—中径;ρ--诱导摩擦角,;f—螺纹表面滑动摩擦系数;α—螺纹牙形半角;单头螺纹,导程等于螺距,即=4.55°④①参考文献[3] P605②参考文献[2] P233③参考文献[2] P237 式(9-21)④参考文献[2] P236 表9-5普通梯形螺纹牙形半角为15°,由于是钢对青铜,f=0.080.10,可取0.09,故诱导摩擦角:= arctan=5.323°①°γ<ρv,故自锁可靠。

螺旋千斤顶的设计及运动仿真毕业设计论文

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1 绪论1.1本课题的研究内容和意义千斤顶是一个在我们平时的生活生产中,经常会使用到的设备。

它能够辅助我们完成一些单使用人力很难以完成的工作比如抬起轿车进行维修,移动笨重的设备物品,架设桥梁大墩等等一些列工作。

因此千斤顶技术的发展将直接或间接影响到这些行业或部门的正常运作和未来的发展。

本次对螺旋千斤顶的结构分析与设计是为了更深入地了解千斤顶的原理与应用。

通过查阅大量文献资料,设计和绘制千斤顶各部件图零件图,不仅熟悉了手驱动螺旋千斤顶的工作原理和过程,让我也熟悉和强化了一些绘图软件的使用,同时也加深了对机械基础知识的了解。

1.2国内外的发展概况国外发展情况:早在20世纪40年代,卧式千斤顶就开始在汽车维修的行业中得到使用,当由于当时技术和使用的原因,千斤顶设计时尺寸和体积较大,承载量较低,使用不便。

后来随着社会需求量的加大以及千斤顶本身技术的发展,在90年代初,国外大部分用户用卧式千斤顶顶取代了立式千斤顶[1]。

在90年代后期一些新型的千斤顶也相继出现如充气式千斤顶和便携式千斤顶。

充气千斤顶由保加利亚一汽车运输研究所发明的,它由弹性的而又非常坚固的橡胶制成的。

使用时,用软管将千斤顶连在汽车的排气管上,经过15~20秒,汽车将千斤顶鼓起,成为圆柱体。

这种千斤顶可以把115t重的汽车顶起70cm。

Power-Riser Ⅱ型便携式液压千斤顶则可以用于所有类型的铁道车辆,包括装运三层汽车的货车、联运车以及高车顶车辆。

同时它具有一个将负载定位的机械锁定环,一个三维机械手,一个全封闭构架以及一个用于防止杂质进入液压系统的外置过滤器。

另外一种名为Tcuck Jack的便携式液压千斤顶则可以用于对已断裂的货车转向架弹簧进行快速的现场维修。

该千斤顶能在现场从侧面对装有70~125t级转向架的大多数卸载货车进行维修,并能完全由转向架侧架支撑住。

它适用于车间或轨道上无需使用钢轨道碴或轨枕作支承的情况。

国内发展情况:我国千斤顶技术发展较晚,由于缺少与国外先进技术的交流,所以直到1979年才接触到类似国外卧式千斤顶这样的产品。

螺旋千斤顶毕业设计论文

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第四章千斤顶的设计已知轴向载荷F=15000N,最小高度271 ,最大高度为391mm即最大举升高度4.1螺杆的设计计算4.1.1.选择材料前面已做分析,此次设计选用梯形螺纹,基本牙型按GB/T5796.1-2005的规定。

考虑到千斤顶转速较低,单个作用面受力不大,螺杆材料常用Q235 275, 40,45,55等,此处螺杆选常用的45钢。

由手册查c =360Mpa为了提高耐磨性,螺母选较软的材料锡青铜为ZCuSn10P-1,由上表知钢对青铜低速时,对人力驱动[p]可提高20%,即[p]= (18 25)120% 21.6 30MPa,[p]=25MPa,螺母为整体螺母由于磨损后不能调整间隙,可视受力比较均匀,螺纹工作圈数不宜过多,故1-2 2-5,此处取 24.1.2.确定螺杆直径按耐磨性条件确定螺杆中径d2,求出d2后,按标准选取相应的公称直径d2,螺距p 及其他尺寸。

根据规定对整体螺母,由于磨损后不能调整间隙,可视受力比较均匀,螺纹工作圈数不宜过多,故取1.2 2.5,此处取2。

螺杆一一螺母材料分别取为钢一一青铜,查表3.2滑动速度为低速,对人力驱动[p]可提高20%,即[p]= (18 25) 120% 21・6 30MPa,[p]=25MPa,(摩擦系数起动时取大值,校核是为安全起见,应以起动时为准。

由f值0.08-0.1, 应取f=0.1,代入F=40KN梯形螺纹,h=05p,已知取2,则计算d2d20.8」-^ 0.8」1500013.856mm (式4.1)、[] .2 25根据GB/T5796.3-,2005查得取标准公称直径d=20mmp取标准值p=4mm小径D3=15.5mm中径d2=D2=18mm大径D4=20.5mm牙顶和牙底宽=0.336p=1.344mm4.1.3.螺纹副自锁性验算:自锁条件是arcta n f v------------ arctancos式中:为螺纹中径处升角;v为当量摩擦角(为保证自锁,螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小10.)所以自锁性可保证。

螺旋千斤顶毕业设计

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江苏科技大学本科毕业设计(论文)学院机电与汽车工程学院专业机械设计制造及其自动化(车辆工程)学生姓名蒋茂邦班级学号0845524216指导教师龚婵媛二零一二年六月江苏科技大学本科毕业论文基于Pro/E的螺旋千斤顶的设计与仿真The Design Of Screw Jack By Pro/E江苏科技大学毕业论文(设计)任务书学院:机电与汽车工程学院专业:机制学号:0845524216 姓名:蒋茂邦指导教师:龚婵媛职称:讲师2012年01 月03 日摘要本次毕业设计是设计一个机械螺旋千斤顶,主要设计内容为计算各零部件尺寸,校核特别零件的强度,在达到合理要求的前提下进行pro/e装配并进行仿真。

首先,通过计算获得参数查手册以及书籍取合理参数,然后在校核的过程中不断地修改尺寸,使其结构数据在整体上更为优化。

其次,在用pro/e装配时,要注意约束类型以及约束对象,在已知约束条件不满足时,可以新建基准以此作为约束对象,这里会影响整体的仿真。

在仿真时要添加两个电动机分别作为上下运动和旋转运动,在捕获前要选择合理速度。

在导工程图方面,新建绘图后选择合理的视图和比例导出,再此图的基础上修改并另存为dwg 格式文件。

在这次毕业设计中,了解了千斤顶的结构原理,在设计过程中认识到三维建模的作用,还学会了简单的仿真和绘图技巧。

关键词:螺旋千斤顶;设计;装配;pro/e;仿真AbstractThe graduation project is to design a mechanical screw jack, the main design elements is the calculation of the size of the various parts, checking the strength of the special parts, to achieve a reasonable request under the premise of the pro / e assembly and simulation. First, by calculating the parameters check the manual as well as books to take reasonable parameters, and then modify the size, in the process of checking the structural data on the whole more optimization. Secondly, the pro / e assembly, we should pay attention to the types of constraints and constraint object known constraint conditions are not met, the new benchmark as a constrained object will affect the overall simulation. In the simulation to add two motors, respectively, as the up and down movement and rotation, to choose a reasonable speed before the capture. Export a reasonable view and proportion guide drawings, the new drawing, select, and then modify and save as dwg format files on the basis of this figure. In this graduation project, understand the principle of the structure of the jack, and recognize the role of three-dimensional modeling in the design process, learned a simple simulation and drawing skill.Keywords:Screw jack ;design ;assembly ;pro/e ;emulate目录第一章绪论 (1)1.1 起重机械的概述 (1)1.2 目的 (1)1.3 国内外千斤顶行业发展趋势 (2)1.4 使用原理 (2)1.5 使用方法 (3)1.6主要研究内容 (3)第二章螺旋传动的设计和计算 (4)2.1 螺旋传动的类型和应用 (4)2.2 螺旋传动的运动关系 (4)2.3 滑动螺旋传动的设计 (8)2.4 滑动螺旋的结构及材料 (8)2.4.1 滑动螺旋的结构 (8)2.4.2螺杆与螺母常用材料 (8)2.5 耐磨性计算 (9)2.6 螺母螺纹牙的强度计算 (10)2.7 螺杆强度校核 (11)2.8 螺杆稳定性校核 (11)2.9 自锁性校核 (13)第三章千斤顶的工作原理和设计 (14)3.1千斤顶的概述 (14)3.2 千斤顶的种类和规格 (14)3.2.1 油压千斤顶的结构、用途 (14)3.2.2 螺旋千斤顶的种类、规格 (16)3.3千斤顶的工作原理 (16)3.4千斤顶的设计 (17)3.4.1 选择材料 (18)3.4.2 耐磨性计算 (18)3.4.3 计算驱动转矩 (19)3.4.4 螺杆强度计算 (19)3.4.5 验证螺杆的稳定性 (20)3.4.6 校核螺纹牙强度 (20)3.4.7底座的设计计算 (21)3.4.8 手柄的设机计算 (21)3.4.9 托杯的设计计算 (22)3.4.10 斤顶的效率计算 (23)3.4.11 千斤顶的其他附加码附件尺寸设定 (23)第四章计算结论图及绘制 (24)4.1 各部件绘制 (24)4.1.1 整体螺母的绘制 (24)4.1.2 螺杆的绘制 (28)4.1.3 底座的绘制 (30)4.1.4 手柄的绘制 (32)4.1.5 托杯的绘制 (33)4.2千斤顶的各零件尺寸工程图 (34)4.3 千斤顶的装配图和爆炸图 (36)第五章基于pro/e仿真 (42)5.1 仿真的简单介绍 (42)5.2 基于pro/e的仿真方法 (42)5.3 千斤顶仿真过程 (43)5.3.1 机构仿真 (43)5.3.2 动画仿真 (46)结论 (42)总结 (43)参考文献 (44)第一章绪论1.1 起重机械的概述起重机械是一种以间歇作业方式对物料进行起升和水平移动的搬运机械。

螺旋千斤顶的设计与制造标准化研究

螺旋千斤顶的设计与制造标准化研究

螺旋千斤顶的设计与制造标准化研究随着工业化的发展,螺旋千斤顶在机械设备的升降和支撑中起到了至关重要的作用。

作为一种常见的升降工具,螺旋千斤顶的设计与制造标准化研究具有重要意义。

本文将从螺旋千斤顶的基本原理、设计要求以及制造标准化等方面展开讨论,以期为螺旋千斤顶的设计与制造提供参考。

螺旋千斤顶的基本原理是利用螺纹副的摩擦力和转动运动来实现物体的升降。

通常,螺旋千斤顶由一个螺纹杠杆和一个螺纹套之间的配合构成。

通过转动螺纹杠杆,使螺纹套沿着螺纹杠杆上下移动,从而实现升降的目的。

因此,螺旋千斤顶的设计必须考虑到螺纹杠杆和螺纹套的尺寸、螺距以及螺纹副的摩擦力等参数。

在设计螺旋千斤顶时,首先需要确定所需的升降高度和载荷能力。

根据实际使用需求,设计者需要确定螺旋千斤顶的最大升降高度和承重能力。

升降高度通常与螺纹杠杆的长度有关,而载荷能力则与螺纹杠杆的直径、螺距以及材料强度等因素相关。

同时,还需考虑到螺纹套的尺寸和材料选择,以确保螺纹副的稳定工作。

其次,螺旋千斤顶的安全性和可靠性也是设计时必须考虑的重要因素。

为了确保螺旋千斤顶在工作过程中不产生意外事故,并能长时间稳定运行,设计者需要对螺纹杠杆和螺纹套的强度进行合理计算和选择合适的材料。

此外,设计中还应考虑到扭矩传递、螺纹副的摩擦和传动效率等因素,以达到安全可靠的设计要求。

为了实现螺旋千斤顶的设计标准化,制定统一的制造标准也是必不可少的。

制造标准应确保螺旋千斤顶的尺寸、工作负荷、材料和加工工艺等方面都符合设计要求,并且满足相关行业的技术标准与规范。

标准化设计和制造可以降低生产成本、提高产品质量和性能,并且方便用户选择和维护。

螺旋千斤顶的设计与制造标准化研究还需要重视材料选择和加工工艺的优化。

在材料选择方面,应选用高强度和耐磨性的材料,以确保螺纹杠杆和螺纹套的使用寿命和稳定性。

在加工工艺方面,应采用先进的加工设备和工艺,以提高加工精度和工艺稳定性。

此外,为了满足不同行业和应用领域的需求,螺旋千斤顶的设计与制造标准化研究还需考虑到一些特殊要求。

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1 绪论1.1本课题的研究内容和意义千斤顶是一个在我们平时的生活生产中,经常会使用到的设备。

它能够辅助我们完成一些单使用人力很难以完成的工作比如抬起轿车进行维修,移动笨重的设备物品,架设桥梁大墩等等一些列工作。

因此千斤顶技术的发展将直接或间接影响到这些行业或部门的正常运作和未来的发展。

本次对螺旋千斤顶的结构分析与设计是为了更深入地了解千斤顶的原理与应用。

通过查阅大量文献资料,设计和绘制千斤顶各部件图零件图,不仅熟悉了手驱动螺旋千斤顶的工作原理和过程,让我也熟悉和强化了一些绘图软件的使用,同时也加深了对机械基础知识的了解。

1.2国内外的发展概况国外发展情况:早在20世纪40年代,卧式千斤顶就开始在汽车维修的行业中得到使用,当由于当时技术和使用的原因,千斤顶设计时尺寸和体积较大,承载量较低,使用不便。

后来随着社会需求量的加大以及千斤顶本身技术的发展,在90年代初,国外大部分用户用卧式千斤顶顶取代了立式千斤顶[1]。

在90年代后期一些新型的千斤顶也相继出现如充气式千斤顶和便携式千斤顶。

充气千斤顶由保加利亚一汽车运输研究所发明的,它由弹性的而又非常坚固的橡胶制成的。

使用时,用软管将千斤顶连在汽车的排气管上,经过15~20秒,汽车将千斤顶鼓起,成为圆柱体。

这种千斤顶可以把115t重的汽车顶起70cm。

Power-Riser Ⅱ型便携式液压千斤顶则可以用于所有类型的铁道车辆,包括装运三层汽车的货车、联运车以及高车顶车辆。

同时它具有一个将负载定位的机械锁定环,一个三维机械手,一个全封闭构架以及一个用于防止杂质进入液压系统的外置过滤器。

另外一种名为Tcuck Jack的便携式液压千斤顶则可以用于对已断裂的货车转向架弹簧进行快速的现场维修。

该千斤顶能在现场从侧面对装有70~125t级转向架的大多数卸载货车进行维修,并能完全由转向架侧架支撑住。

它适用于车间或轨道上无需使用钢轨道碴或轨枕作支承的情况。

国内发展情况:我国千斤顶技术发展较晚,由于缺少与国外先进技术的交流,所以直到1979年才接触到类似国外卧式千斤顶这样的产品。

但是经过我们重新对产品进行设计改造,在外型美观、使用方便、承载量大、寿命长等方面都已经超过国外同类的产品并且迅速打入欧美市场。

经过多年设计与制造的实践,除了卧式千斤顶以外,我国的千斤顶还规格齐全,还研制出了新型折叠式液压千斤顶、新型剪式千斤顶、快速升降千斤顶、多用千斤顶、便携式电动千斤顶等等,形成系列产品。

随着我国汽车工业的快速发展,汽车对千斤顶的要求也越来越高;同时随着市场竞争的加剧,用户要求的不断变化,将迫使千斤顶的设计质量要不断提高,以适应用户的需求。

用户喜欢的、市场需要的千斤顶将不仅要求重量轻,携带方便,外形美观,使用可靠,还会对千斤顶的进一步自动化,甚至智能化都有所要求。

目前我国的汽配企业不仅需要供应国内市场的需要,每年还出口约500万台汽车用千斤顶到世界各地。

虽然如此,仔细分析千斤顶设计制造的技术水平,采用先进技术不足,仍存在较大的改进空间[2]。

1.3本课题应达到的要求(1)了解螺旋千斤顶的研究现状,以及螺旋千斤顶在国内外的使用情况,以及存在的一些问题。

(2)了解螺旋千斤顶的组成以及螺旋千斤顶的详细构造、各个零件的尺寸功能以及组装方法,工作原理。

(3)进行螺旋千斤顶的结构设计与计算。

并使用CAD对千斤顶各部分零件进行绘制装配。

(4)使用PRO/E对螺旋千斤顶进行仿真分析。

(5)熟悉千斤顶的工作原理和使用方法,了解千斤顶各零部件的结构特点,提高自己独立开发与设计的能力,学习设计的基本思路。

2螺旋千斤顶的概述和设计要求千斤顶又叫举重器、顶重机、顶升机等,是一种用比较小的力就能把重物顶升、下降或移位的简单起重机具,也可用来校正设备安装的偏差和构件的变形等。

千斤顶主要用于厂矿、交通运输等部门作为车辆修理及其它起重、支撑等工作。

其结构轻巧坚固、灵活可靠,一人即可携带和操作。

随着现在家用汽车的越来越普及,带动了一批与家用车相关的行业,家用车的售后维修就是其中之一,而家用车的维修中,千斤顶又是必备的工具之一。

千斤顶是用刚性顶举件作为工作装置,通过顶部托座或底部托爪在小行程内顶升重物的轻小起重设备,千斤顶的顶升高度一般为400mm,顶升速度一般为10-35mm/min,起重能力最大可达500t。

螺旋千斤顶由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄等零件所组成。

螺杆在固定螺母中旋转并上升或下降,把托杯上的重物举起或放下。

设计时某些零件的主要尺寸是通过理论计算确定的,其它结构尺寸则是根据经验公式或制造工艺决定的,必要时进行强度验算,对这一装置的主要要求是:保证各零件有足够的强度、耐磨性、能自锁、稳定性合格等。

螺旋式千斤顶分为:固定式螺旋式千斤顶、LQ型固定式螺旋千斤顶和移动式螺旋千斤顶三大类。

(1)固定螺旋式千斤顶有普通式和棘轮式两种,在作业时,未卸载之前不能作平面移动;(2)LQ型固定螺旋式千斤顶结构紧凑、轻巧,使用方便。

它有棘轮组、大小锥齿轮、升降套筒、锯齿形螺杆、主架等组成;当往复搬动手柄时,撑牙推动棘轮组间歇回转,小锥齿轮带动大锥齿轮,使锯齿形螺杆旋转,从而使升降套筒上升或下降。

由于推力轴承转动灵活,摩擦力小,因而操作灵敏,工作效率高。

(3)移动式螺旋千斤顶是一种在顶升过程中可以移动的千斤顶,在作业时,它的移动主要是靠其底部的水平螺杆转动,从而使顶起或下降的重物连同千斤顶一同做水平移动。

因此,移动式螺旋千斤顶在设备安装施工中用来就位便很使用。

螺旋千斤顶是利用螺旋传动来顶举重物,螺旋千斤顶是通过往复扳动手柄,拔爪即推动棘轮间隙回转,小伞齿轮带动大伞齿轮、使举重螺杆旋转,从而使升降套筒获得起升或下降,而达到起重拉力的功能,是汽车修理和机械安装常用的一种起重或顶压工具,但顶举的高度不能太高。

工作中,手柄穿在螺旋杆顶部的孔中,旋动手柄,螺旋杆在螺套中靠螺纹上、下移动,顶垫上的重物随着螺杆的上升而顶起。

螺套镶在底座里,用螺钉定位,磨损后便于更换修配,在螺杆的球面型顶部,套一个顶垫,靠螺钉和螺旋杆联接而不固定,使顶垫相对螺杆滑动而不掉落。

螺旋千斤顶按其结构和使用场所分为:(1)普通型螺旋千斤顶,其代号的表征字母为ql。

(2)普通高型螺旋千斤顶,其代号的表征字母为qlg。

(3)普通低型螺旋千斤顶,其代号的表征字母为qld。

(4)钩式螺旋千斤顶,其代号的表征字母为qlg。

(5)剪式螺旋千斤顶,其代号的表征字母为qlj。

(6)自落式螺旋千斤顶,其代号的表征字母为qlz[3]。

按螺杆与螺母相对运动方式,螺旋传动有以下四种方式,如图2.1。

(1)螺母不动。

如图2.1(a),螺杆转动并且往复运动,这种结构以固定螺母为主要支撑,结构简单,但占据空间大。

(2)螺母转动。

如图2.1(b),螺杆做支线运动,螺杆应做防转机构,螺母转动要设置轴承,结构较为复杂。

(3)螺母转动并沿直线运动。

如图2.1(c),螺杆固定不动,结构较为简单,但是精度不高。

(4)螺杆转动。

如图2.1(d),螺母做往复运动,这种方式运动占据空间小,但是结构较为复杂。

图2.1螺旋传动方式本次设计使用的是如图(a)的第一类结构,螺旋千斤顶的最大起重重量F=65KN,最大起升高度H=240mm。

3螺旋千斤顶各部分的设计与计算3.1 螺杆的计算3.1.1 螺杆螺纹类型的选择螺纹有三角形、矩形、梯形、锯齿形,常用的是梯形螺纹。

梯形螺纹牙型是等腰梯形,牙型角α=30°,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴近不易松动,能够起到传动作用。

故选梯形螺纹,它的基本型号按GB /T5796.1-2005的规定。

3.1.2 选取螺杆材料螺杆材料常用Q235、Q275、40钢、45钢、55钢等。

螺杆承受重载,可初选螺杆的材料为45钢。

最后根据强度条件来验证确定最终材料。

由参考文献[1]表3-1查得抗拉强度MPa b600=σ,屈服强度MPa s 355=σ。

3.1.3 螺杆的直径螺杆工作时,同时受到压力和转矩的作用。

因此它的计算可近似按螺栓联接的计算公式求得螺纹小径,即][1σπPFd ≥(3.1)许用应力[](35)sσσ=- (3.2)由参考文献[1]表3-2得22315,530s B N mm N mm σσ==[]231510563(35)(35)sN mm σσ===--- 取 []80Mpa σ=则 136.68d mm ≥=选梯形螺纹 488Tr ⨯螺纹大径 48d mm =,148149D d mm =+=+= 螺纹中径 22448444d D d mm ==-=-=螺纹小径 mm d d 3994891=-=-= 1848840D d mm =-=-= 螺距 8p mm =螺纹根部厚度 10.6340.6348 5.072t p mm ==⨯=螺纹工作高度 mm ⨯h=0.5p=0.58=4 较核螺杆强度 螺纹力矩21tan()2v d T F ψϕ=+ (3.3) 螺纹升角)arctan(2dnp πψ= (3.4) 218arctan()arctan() 3.3144npd ψππ⨯===⨯由参考文献[1]表3-6 0.18μ=(钢与铸铁的滑动摩擦系数无润滑)当量摩擦角()()0.18arctan arctan 10.55cos cos15v μϕβ=== 351446510tan(3.3110.55) 3.53102T N mm =⨯⨯+⨯=⨯按第四强度理论较核,螺杆危险截面强度校核公式为223τσσ+=ca (3.5)[]ca σσ=≤74.96[]80ca Mpa Mpa σσ==<= 满足要求。

图3.1 螺杆受力图根据数据画出螺杆受力简图,根据螺杆受力图3.1可知,螺杆工作时主要承受转矩及轴向压力的作用,因此需要进行螺杆强度计算,此外还要进行自锁性计算。

3.1.4 自锁性验算自锁条件v ψϕ< 其中 3.31ψ=故 v ψϕ<,可用,且'4430ψ<-,可靠。

3.1.5 螺杆结构螺杆上端直径(1.7 1.9)(1.7 1.9)4881.691.2d mm =-=-⨯=-2D 取85mm =2D手柄孔径 (0.51)k p d d ≈+- 式中:35p d mm =则 35(0.51)35.536k d mm =+-=- 取 36k d mm ='(0.60.7)(0.60.7)4828.833.6d d mm =-=-⨯=-,取'30d mm = 退刀槽直径 1(0.20.5)39(0.20.5)38.838.5d mm =--=--=-c d 取38.6c d mm =退刀槽宽度mm p b 1285.15.1=⨯==螺杆膨大部分长度mm d l 8.762.6748)6.14.1()6.14.1('-=⨯-=-= 取'70l mm =12(34)13(34)1617h h mm =+-=+-=-,取116h mm = 螺杆长度mm h l H H l 46616701402401'''=+++=+++=3.1.6 稳定性计算细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力,螺杆可能失稳,为此按下式演算螺杆的稳定性。

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