螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）

1、目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc9156 摘 要 PAGEREF _Toc9156 12 HYPERLINK l _Toc10457 ABSTRACT PAGEREF _Toc10457 13 HYPERLINK l _Toc27996 1 起重機(jī)械的概述 PAGEREF _Toc27996 14 HYPERLINK l _Toc14722 2螺紋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 PAGEREF _Toc14722 15 HYPERLINK l _Toc2355 2.1螺紋傳動(dòng)的類型和應(yīng)用 PAGEREF _Toc2355 15 HYPERLINK l _Toc14884 2.

2、2滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)和材料 PAGEREF _Toc14884 18 HYPERLINK l _Toc20983 滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc20983 18 HYPERLINK l _Toc10874 PAGEREF _Toc10874 18 HYPERLINK l _Toc8497 PAGEREF _Toc8497 19 HYPERLINK l _Toc23482 3.1耐磨性計(jì)算 PAGEREF _Toc23482 19 HYPERLINK l _Toc12744 3.2螺桿強(qiáng)度計(jì)算 PAGEREF _Toc12744 20 HYPERLINK l _Toc14734 3.3螺母

3、螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算 PAGEREF _Toc14734 21 HYPERLINK l _Toc29591 3.4 螺桿的穩(wěn)定性計(jì)算 PAGEREF _Toc29591 21 HYPERLINK l _Toc17373 3.5自鎖性校核 PAGEREF _Toc17373 22 HYPERLINK l _Toc16532 PAGEREF _Toc16532 23 HYPERLINK l _Toc1989 4.1 千斤頂?shù)母攀?PAGEREF _Toc1989 23 HYPERLINK l _Toc10337 4.2千斤頂?shù)脑?PAGEREF _Toc10337 23 HYPERLINK l _T

4、oc6515 4.3千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì) PAGEREF _Toc6515 23 HYPERLINK l _Toc27967 4.3.1.選擇材料 PAGEREF _Toc27967 25 HYPERLINK l _Toc24001 PAGEREF _Toc24001 25 HYPERLINK l _Toc26042 PAGEREF _Toc26042 26 HYPERLINK l _Toc10690 4.3.4. 螺母外部尺寸計(jì)算 PAGEREF _Toc10690 26 HYPERLINK l _Toc20612 PAGEREF _Toc20612 27 HYPERLINK l _Toc12191

5、 PAGEREF _Toc12191 27 HYPERLINK l _Toc21593 5.附圖 PAGEREF _Toc21593 29 HYPERLINK l _Toc11128 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc11128 33螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)摘 要螺旋千斤頂主要是有螺桿、手柄、底座、螺套、旋轉(zhuǎn)桿、擋環(huán)、托杯的零部件組裝而成的。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)螺旋傳動(dòng)的計(jì)算和各零部件的設(shè)計(jì)與選材最為重要；并且重點(diǎn)運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，另外還運(yùn)用了輔助繪圖工具Auto CAD、Solid works等。本文從螺旋千斤頂?shù)牧悴考脑O(shè)計(jì)與選材等多方面，闡述了它設(shè)計(jì)的全過(guò)程。尤其在工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中，運(yùn)用了大

6、量的科學(xué)加工理論及計(jì)算公式，對(duì)它進(jìn)行了精確地計(jì)算。 由于螺旋千斤頂是一種小型的起重設(shè)備，體積小方便攜帶，造價(jià)成本低，所以在日常生活中被廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)既是產(chǎn)品開發(fā)周期中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有貫穿于產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程的始終。設(shè)計(jì)決定了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能和目標(biāo)的方案，結(jié)構(gòu)和選材。制造方法以及產(chǎn)品運(yùn)行，使用和維修方法?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的要求不對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品高的多，因而在產(chǎn)品開發(fā)和改進(jìn)過(guò)程中只有全面深入地運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論，方法和技術(shù)才能滿足社會(huì)對(duì)現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品愈來(lái)愈苛刻的要求，提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。關(guān)鍵字：螺旋千斤頂，設(shè)計(jì)，繪圖工具Screw jack designABSTRACTScrew jack basically is

7、to screw, handle, base plate, screw thread, revolve stem, block ring, the cup into the assembly parts. In the design process to screw transmission of the calculation and design and material selection of parts of the most important; Key using a mechanical design and the knowledge of the respect, and

8、also using computer-aided drawing tools Auto CAD, Solid works etc.This article from the parts of the screw jack the design and material selection and other aspects, this paper expounds the design process of it. Especially in the process planning design, use of a large number of scientific processing

9、 theory and calculation formula, it accurately calculated. Due to screw jack is a small hoisting equipment, small volume easy to carry, cost low cost, so in daily life has been widely used.This design is product development cycle of the key link, have throughout the product development process all t

10、he time. To realize the function of product design and goals of the plan, structure and material selection. Manufacturing methods and product operation, use and maintenance method. The modern machinery of product requirements no traditional mechanical products high, resulting in product development

11、and the improvement process only comprehensive use of modern design theory, method and technology to meet the social modern machinery products to more and more stringent requirements, improve the market competition ability.KEY WORDS：Screw jack, design, drawing tools1 起重機(jī)械的概述起重機(jī)械是一種以間歇作業(yè)方式對(duì)物料進(jìn)行起升，下降和

12、水平移動(dòng)的運(yùn)機(jī)械。起重機(jī)械的作業(yè)通常帶有重復(fù)循環(huán)的性質(zhì)。一個(gè)完整的作業(yè)循環(huán)一般包括取物、起升、平移、下降、卸載，然后返回原處等環(huán)節(jié)。經(jīng)常起動(dòng)、制動(dòng)、正向和反向運(yùn)動(dòng)是起重機(jī)械的基本特點(diǎn)。起重機(jī)械廣泛用于交通運(yùn)輸業(yè)、建筑業(yè)、商業(yè)和農(nóng)業(yè)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門及人們?nèi)粘Ｉ钪?。起重機(jī)械由運(yùn)動(dòng)機(jī)械、承載機(jī)構(gòu)、動(dòng)力源和控制設(shè)備以及安全裝備、信號(hào)指示裝備等組成。起重機(jī)的驅(qū)動(dòng)多為電力，也可用內(nèi)燃機(jī)，人力驅(qū)動(dòng)只用于輕小型起重設(shè)備或特殊需要的場(chǎng)合。起重機(jī)械按結(jié)構(gòu)特征和使用場(chǎng)合分為：輕小型起重設(shè)備、橋架型起重機(jī)、纜索型起重機(jī)、臂架型起重機(jī)、堆垛起重機(jī)、升降機(jī)械。然而，千斤頂又屬于起重機(jī)械的一種。千斤頂是一種起重高度小(小

13、于1)的最簡(jiǎn)單的起重設(shè)備。它有機(jī)械式和液壓式兩種。機(jī)械式千斤頂又有齒條式與螺旋式兩種。千斤頂按工作原理分為：螺旋千斤頂、齒條千斤頂、油壓千斤頂。2螺紋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算螺紋傳動(dòng)的類型和應(yīng)用 螺旋傳動(dòng)是利用螺桿（絲杠）和螺母組成的螺旋副來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 根據(jù)螺桿和螺母的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，螺旋傳動(dòng)的常用運(yùn)動(dòng)形式，主要有一下兩種：圖2.1是螺桿傳動(dòng)，螺母移動(dòng)，多用于機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)；圖2.2是螺母固定，螺桿傳動(dòng)并移動(dòng)，多用于螺旋起重器（千斤頂，圖2.3）或螺旋壓力機(jī)中。 圖圖 圖螺旋傳動(dòng)按其用途不同，可以分為以下三種類型：傳動(dòng)螺旋。它以傳遞動(dòng)力為主，

14、要求以較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力，用以克服工作阻力，如各種起重或加壓裝置的螺旋。這種傳力螺旋主要是承受很大的軸向力，一般為間歇工作，每次的工作時(shí)間緊較短，工作速度不高，而且通常需要自鎖能力。傳導(dǎo)螺旋。它以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，有時(shí)也承受較大的軸向載荷，如機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的螺旋等。傳導(dǎo)螺旋常需在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)連續(xù)工作，工作速度較高。因此要求具有較高的傳動(dòng)精度。調(diào)整螺旋。它用以調(diào)整、固定零件的相對(duì)位置，如機(jī)床、儀器及測(cè)試裝置中的微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋。調(diào)整螺旋常不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)，一般在空載下調(diào)整?；瑒?dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)和材料滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)包括螺桿、螺母的結(jié)構(gòu)形式及其固定和支承結(jié)構(gòu)形式。螺旋傳動(dòng)的工作剛度與精度等和支承結(jié)

15、構(gòu)有直接關(guān)系，當(dāng)螺桿短而粗且垂直布置時(shí)，如起重及加壓裝置的傳力螺旋，可以采用螺母本身作為支承的結(jié)構(gòu)。當(dāng)螺桿細(xì)長(zhǎng)且水平布置時(shí)，如機(jī)床的傳導(dǎo)螺旋（絲杠）等，應(yīng)在螺桿兩端或中間附加支承，以提高螺桿工作剛度。螺母結(jié)構(gòu)有整體螺母、組合螺母和剖分螺母等形式。整體螺母結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由磨損而產(chǎn)生的軸向間隙不能補(bǔ)償，只適合在精度要求較低的場(chǎng)合中使用。對(duì)于經(jīng)常雙向傳動(dòng)的傳導(dǎo)螺旋，為了消除軸向間隙并補(bǔ)償旋合螺紋的磨損，通常采用組合螺母或剖分螺母滑動(dòng)螺旋采用的螺旋類型有矩形、梯形和鋸齒形。其中以梯形和鋸齒形螺紋應(yīng)用最廣。螺桿常用右旋螺紋，只有在某些特殊的場(chǎng)合，如車床橫向進(jìn)給絲杠，為了符合操作習(xí)慣，才采用左旋螺紋。 螺桿

16、和螺母材料應(yīng)具有較高的耐磨性、足夠的強(qiáng)度和良好的工藝性。螺桿與螺母常用材料見表2.1。表2.1 螺桿與螺母常用材料螺紋副材料應(yīng)用場(chǎng)合螺桿Q235 ,Q275 ,45 50輕載、低速傳動(dòng)。材料不熱處理40Gr ,65Mn ,20GrMnTi重載、較高速。材料需經(jīng)熱處理，以提高耐磨性9Mn2V,GrWMn,38GrMoAl精密傳導(dǎo)螺旋傳動(dòng)。材料需經(jīng)熱處理螺母ZcuSn10P1, ZcuSn5Pb5Zn5一般傳動(dòng)ZcuAL10Fe3,ZcuZn25AL6Fe3Mn重載、低速傳動(dòng)。尺寸較小或輕載高速傳動(dòng)，螺母可采用鋼或鑄鐵制造，內(nèi)空澆鑄巴士合金或青銅 滑動(dòng)螺旋工作時(shí)主要承受轉(zhuǎn)矩及軸向拉力（或壓力）的作

17、用，同時(shí)在螺桿和螺母的旋合螺紋間有較大的相對(duì)滑動(dòng)。其主要失效形式為螺紋磨損，因此，滑動(dòng)螺旋的基本尺寸，通常是根據(jù)耐磨性條件確定的。對(duì)于受力較大的傳動(dòng)螺旋，還應(yīng)噶校核螺桿的危險(xiǎn)截面以及螺母螺紋牙的強(qiáng)度，以防止發(fā)生塑性變形或斷裂對(duì)于要求自鎖的螺桿應(yīng)該校核其自鎖性 下面主要介紹耐磨性計(jì)算和幾項(xiàng)常用的校核計(jì)算方法。耐磨性計(jì)算耐磨性計(jì)算尚無(wú)完善的計(jì)算方法，目前是通過(guò)限制螺紋副接觸面上的壓強(qiáng)作為計(jì)算條件，其校核公式為F/F/d2hz=FP/d2hHp 式中，F(xiàn)為軸向工作載荷（N）；A為螺紋工作表面投影到垂直于軸向力的平面上的面積（mm）；d2表 3.1 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的許用壓強(qiáng)p螺紋副材料滑動(dòng)副速度/(mm

18、in-1)許用壓強(qiáng)/MPa鋼對(duì)青銅低速612151825111871012鋼-耐磨鑄鐵61268鋼-灰鑄鐵612131847鋼-鋼低速7.513淬火鋼-青銅6121013注：4。臨界載荷FC與螺桿的柔度及材料有關(guān)，根據(jù)=的大小選用不同的公式計(jì)算。當(dāng)8590時(shí)，根據(jù)歐拉公式計(jì)算，即 式中，F(xiàn)C為臨界載荷（N）；E為螺桿材料的彈性模量（MPa），對(duì)于鋼E=2.06105；I為危險(xiǎn)截面的慣性矩（mm4），I=，d1為螺桿螺紋內(nèi)徑(mm)；為長(zhǎng)度系數(shù)，與螺桿端部結(jié)構(gòu)有關(guān)，見表1.9；L為螺桿最大受力長(zhǎng)度(mm)；i為螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑(mm)，I=。表3.3 長(zhǎng)度系數(shù)螺桿端部結(jié)構(gòu)兩端固定一端固定，

19、一端不完全固定一端固定，一端自由（如千斤頂）2一端固定，一端鉸支（如壓力機(jī)）兩端鉸支（如傳導(dǎo)螺桿）1注：用下列辦法確定螺桿端部的支撐情況：采用滑動(dòng)支承時(shí)：lo為支承長(zhǎng)度，do為支承孔直徑，lo/do3固定。采用滾動(dòng)支承時(shí)：只有徑向約束時(shí)為鉸支；徑向和軸向都有約束為固定。對(duì)于要求自鎖的螺旋傳動(dòng)，應(yīng)校核是否滿足自鎖條件，即 式中，表1.10 螺旋傳動(dòng)螺旋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)（定期潤(rùn)滑）螺旋副材料鋼和青銅鋼和耐磨鑄鐵鋼和鑄鐵鋼和鋼淬火鋼和青銅4.1 千斤頂?shù)母攀銮Ы镯斒且环N起重高度小(小于1)的最簡(jiǎn)單的起重設(shè)備。它有機(jī)械式和液壓式兩種。機(jī)械式千斤頂又有齒條式與螺旋式兩種，由于起重量小，操作費(fèi)力，一般只用

20、于機(jī)械維修工作，在修橋過(guò)程中不適用。液壓式千斤頂結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，有自鎖作用，故使用廣泛。其缺點(diǎn)是起重高度有限，起升速度慢。液壓千斤頂分為通用和專用兩類。專用液壓千斤頂使專用的張拉機(jī)具，在制作預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時(shí)，對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋施加張力。專用液壓千斤頂多為雙作用式。常用的有穿心式和錐錨式兩種。穿心式千斤頂適用于張拉鋼筋束或鋼絲束，它主要由張拉缸、頂壓缸、頂壓活塞及彈簧等部分組成。它的特點(diǎn)是：沿拉伸機(jī)軸心有一穿心孔道，鋼筋(或鋼絲)穿入后由尾部的工具錨固。千斤頂主要用于廠礦、交通運(yùn)輸?shù)炔块T作為車輛修理及其它起重、支撐等工作。其結(jié)構(gòu)輕巧堅(jiān)固、靈活可靠，一人即可攜帶和操作。千斤頂是用剛性頂舉件作為工作

21、裝置，通過(guò)頂部托座或底部托爪在小行程內(nèi)頂升重物的輕小起重設(shè)備。千斤頂按工作原理分為： (1) 螺旋千斤頂：采用螺桿或由螺桿推動(dòng)的升降套筒作為剛性頂舉件的千斤頂。 (2) 齒條千斤頂：采用齒條作為剛性頂舉件的千斤頂。 (3) 油壓千斤頂：采用柱塞或液壓缸作為剛性頂舉件的千斤頂。 千斤頂已實(shí)施出口產(chǎn)品質(zhì)量許可制度，未取得和質(zhì)量許可證的產(chǎn)品不準(zhǔn)出口。千斤頂有機(jī)械千斤頂和液壓千斤頂?shù)葞追N，原理各有不同。從原理上來(lái)說(shuō)，液壓傳動(dòng)所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說(shuō)，液體各處的壓強(qiáng)是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面施加的壓力比較小，而大的活塞上施加的壓力也比較大，這樣能夠保持液體的靜止。

22、所以通過(guò)液體的傳遞，可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達(dá)到一個(gè)變換的目的。我們所常見到式中，T1、T2分別為螺紋副摩擦力矩及頂蓋與接觸面摩擦力矩（Nmm）；fc=0.15為頂蓋與支承面的摩擦系數(shù)；D0為頂蓋底座與支承面接觸部分外徑（mm），由經(jīng)驗(yàn)公式D0=（1.61.8）d確定，取D0=45mm；d0為頂蓋底座與支承面接觸部分內(nèi)徑（mm），取d0=18mm,FH為手作用在旋轉(zhuǎn)桿上的力（N）,如一人連續(xù)工作，手作用力通常取FH=150200N,取FH=180N；LH為旋轉(zhuǎn)桿有效長(zhǎng)度（mm）。故 180 LH= 得 LH=253 mm 取LH=300 mm2) 確定旋轉(zhuǎn)桿直徑dk選旋轉(zhuǎn)桿材料

23、為45鋼，S=355MPa,許用彎曲應(yīng)力=237178 Mpa，取b=220 Mpa。旋轉(zhuǎn)桿的彎曲強(qiáng)度條件為b=因此，dK=153.34mm, dK =200mm。頂蓋其他部分尺寸為頂蓋高h(yuǎn)=(0.81)Do=3645mm 取h=40mm5.附圖起重螺桿底座螺釘結(jié)論過(guò)本次螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)，了解了一些基本的機(jī)械設(shè)計(jì)的方法，同時(shí)也運(yùn)用了一些材料力學(xué)的知識(shí)，也是將理論知識(shí)在實(shí)踐中的進(jìn)一步應(yīng)用，例如：在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)其耐磨性、強(qiáng)度、螺桿穩(wěn)定性以及材料許用壓力的校對(duì)等一些基本的材料力學(xué)知識(shí)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于一些自己不了解的內(nèi)容，學(xué)會(huì)了去查閱一些相關(guān)資料去解決實(shí)際問(wèn)題，同時(shí)也嘗試著運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決設(shè)計(jì)中所遇到的具體實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)獨(dú)立工作能力，以及初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決材料的選擇，強(qiáng)度計(jì)算和剛度計(jì)算，制造工藝與裝配工藝等方面的問(wèn)題，這樣對(duì)于提高自身專業(yè)素質(zhì)有很大的幫助。在了解螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟淼耐瑫r(shí)，運(yùn)用所掌握的知識(shí)綜合起來(lái)去解決實(shí)際問(wèn)題，這是在此過(guò)程中獲得的最大收獲。對(duì)于一些基本數(shù)據(jù)的查詢，這也是以前沒(méi)接觸到的，這也為以后專業(yè)的嚴(yán)密性打下基礎(chǔ)。總而言之，通過(guò)此次設(shè)計(jì)我們提高了自身運(yùn)用知識(shí)的能力，懂得