課程設(shè)計(jì)---螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　題 目螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)</p><p>　系 別</p><p>　專 業(yè)</p><p>　班 級(jí)</p><p>　學(xué)生姓名<

2、;/p><p>　學(xué) 號(hào)</p><p>　指導(dǎo)教師</p><p>　定稿日期</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要的作用，機(jī)械工業(yè)擔(dān)負(fù)著為國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門(mén)提供各種性能先進(jìn)，價(jià)格低廉，使用安全可靠，造型美觀的技術(shù)裝備的任務(wù)，在國(guó)家現(xiàn)代

3、化建設(shè)中舉足輕重。機(jī)械產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力主要取決于產(chǎn)品的質(zhì)量，而產(chǎn)品的質(zhì)量又取決于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。千斤頂是一種簡(jiǎn)單的起重設(shè)備。主要用于廠礦、交通運(yùn)輸?shù)炔块T(mén)作為車(chē)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。螺旋千斤頂 又稱機(jī)械式千斤頂，是由人力通過(guò)螺旋副傳動(dòng)，螺桿或螺母套筒作為頂舉件。本次設(shè)計(jì)是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，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。設(shè)計(jì)不

4、合理會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品功能不完善，成本提高或可靠性，安全性不好。產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的缺陷造成的先天不足，難以采取制造和使用措施加以彌補(bǔ)。少數(shù)情況下，即有可能，損失也大。嚴(yán)重的設(shè)計(jì)不合理甚至?xí)斐傻漠a(chǎn)品不能用或產(chǎn)品制造不出來(lái)，導(dǎo)致產(chǎn)品開(kāi)發(fā)失敗。</p><p>　　關(guān)鍵詞 ： 螺旋千斤頂 螺旋傳動(dòng) 體積小 </p><p><b>　　Abstract</b></p&

5、gt;<p>　　Mechanical design in national economic development plays an important role in the shoulder, mechanical industry for national economic departments to provide various advanced performance, low prices, the u

6、se of safe and reliable, beautiful modelling, the technology and equipment in the task of national modernization in the balance. Mechanical product market competition ability mainly depends on the quality of products, an

7、d the quality of the products and depends on the design of the product. Jack</p><p>　　keywords ：jackscrew power screw small volume </p><p><b>　　目　　錄</b></p><p><b

8、>　　摘 要III</b></p><p>　　AbstractIV</p><p><b>　　目　　錄V</b></p><p>　　1起重機(jī)械的概述1</p><p>　　2 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算1</p><p>　　2.1螺旋傳動(dòng)的類型和應(yīng)用1</

9、p><p>　　2.2 螺旋傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系3</p><p>　　2.3 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.4 滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)及材料5</p><p>　　2.4.1 滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)5</p><p>　　2.4.2 螺桿與螺母常用材料6</p><p>　　2.5 耐磨性計(jì)算

10、6</p><p>　　2.6 螺母螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算8</p><p>　　2.7 螺桿強(qiáng)度校核8</p><p>　　2.8 螺桿穩(wěn)定性校核9</p><p>　　2.9 自鎖性校核10</p><p>　　3 千斤頂?shù)墓ぷ髟砗驮O(shè)計(jì)11</p><p>　　3.1 千斤頂?shù)母攀?/p>

11、11</p><p>　　3.2 千斤頂?shù)姆N類和規(guī)格11</p><p>　　3.2.1 油壓千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)11</p><p>　　3.2.2 螺旋千斤頂?shù)姆N類13</p><p>　　3.3 千斤頂?shù)墓ぷ髟?4</p><p>　　3.4 千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)15</p><p>　　3.

12、5 千斤頂?shù)难b配圖19</p><p><b>　　結(jié)　　論22</b></p><p><b>　　致　　謝23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p><p><b>　　1 起重機(jī)械的概述</b></p>

13、<p>　　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，下降和水平移動(dòng)的搬運(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(mén)及人們?nèi)粘Ｉ钪小?lt;/p><p>　　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

14、全裝備、信號(hào)指示裝備等組成。</p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　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(小于1ｍ)的最簡(jiǎn)單的

15、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。</p><p>　　2 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算</p><p>　　2.1螺旋傳動(dòng)的類型和應(yīng)用</p><p>　　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。它具有

16、結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)動(dòng)均勻、準(zhǔn)確、平穩(wěn)、易于自鎖等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)中獲得了廣泛應(yīng)用。</p><p>　　按照用途不同，螺旋傳動(dòng)分為傳力螺旋、傳導(dǎo)螺旋和調(diào)整螺旋三種類型。傳力螺旋以傳遞動(dòng)力為主，要求以較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力，一般為間歇性工作，工作速度較低，通常要求具有自鎖能力，圖1.1的螺旋千斤頂及圖1.2的螺旋壓力機(jī)均為傳力螺旋。傳導(dǎo)螺旋以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，這類螺旋常在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)連續(xù)工作且工作速度較高，傳動(dòng)精度要求較高

17、，如圖1.3所示的機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的螺旋。調(diào)整螺旋用于調(diào)整并固定零件間的相對(duì)位置，一般在空載下工作，要求能自鎖，如帶傳動(dòng)張緊裝置、機(jī)床卡盤(pán)、軋鋼機(jī)軋滾下壓螺旋等。</p><p><b>　　圖1.1螺旋千斤頂</b></p><p><b>　　圖1.2傳導(dǎo)螺旋</b></p><p>　　按照螺旋副摩擦性質(zhì)的不同，螺旋傳動(dòng)

18、又可分為滑動(dòng)摩擦螺旋傳動(dòng)（簡(jiǎn)稱滑動(dòng)螺旋）、滾動(dòng)摩擦螺旋傳動(dòng)（簡(jiǎn)稱滾動(dòng)螺旋）和靜壓滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)（簡(jiǎn)稱靜壓螺旋）。</p><p>　　滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)應(yīng)用較廣，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，成本低；易于實(shí)現(xiàn)自鎖；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。缺點(diǎn)在于當(dāng)?shù)退倩蜻M(jìn)行運(yùn)動(dòng)微調(diào)時(shí)可能出現(xiàn)爬行現(xiàn)象；摩擦阻力大，傳動(dòng)效率低（一般為30%~50%）；螺紋間有側(cè)向間隙，反向時(shí)有空行程；磨損較大。廣泛應(yīng)用于機(jī)床的進(jìn)給、分度、定位等機(jī)構(gòu)，如壓力機(jī)、千斤頂?shù)膫髁?/p>

19、螺旋等。</p><p>　　滾動(dòng)螺旋也稱滾珠絲杠，其特點(diǎn)是摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高（90%以上）；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，低速時(shí)不爬行，啟動(dòng)時(shí)無(wú)抖動(dòng)；螺旋副經(jīng)調(diào)整和預(yù)緊可實(shí)現(xiàn)高精度定位精度和重復(fù)定位精度；傳動(dòng)具有可逆性，如果運(yùn)用于禁止逆轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，需要加設(shè)防逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；不易摩擦，使用壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難；抗沖擊能力差。應(yīng)用于精密和數(shù)控機(jī)床、測(cè)試機(jī)械、儀器的傳動(dòng)和調(diào)整螺旋，車(chē)輛、飛機(jī)上的傳動(dòng)螺旋。</p>

20、<p>　　滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)特點(diǎn)：傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)精度高，起動(dòng)阻力矩小，傳動(dòng)靈活平穩(wěn)，工作壽命長(zhǎng)。</p><p>　　滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)應(yīng)用于機(jī)床、汽車(chē)、拖拉機(jī)、航空軍工等制造業(yè)。</p><p>　　滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)按滾珠循環(huán)方式分為：</p><p>　　內(nèi)循環(huán)：滾珠始終和螺桿接觸，兩個(gè)封閉循環(huán)回路有兩個(gè)反向器，三個(gè)封閉循環(huán)回路有三個(gè)反向器。特點(diǎn)：流動(dòng)性好，效率高

21、，經(jīng)向尺寸小。</p><p>　　外循環(huán)：分離，工藝性好，分為螺旋式，插管式，擋珠式</p><p>　　靜壓螺旋傳動(dòng)螺桿與螺母被油膜隔開(kāi)，不直接接觸。具有摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高（達(dá)99%）；螺母的結(jié)構(gòu)復(fù)雜；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無(wú)爬行現(xiàn)象；傳動(dòng)具有可逆性（不需要時(shí)應(yīng)加設(shè)防逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)）；反向時(shí)無(wú)空行程，定位精度高，軸向剛力大；磨損小，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造較難，需要一套壓力穩(wěn)定，供油系統(tǒng)

22、要求高。應(yīng)用于精密機(jī)床的進(jìn)給、分度機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)螺旋。</p><p>　　2.2 螺旋傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系</p><p>　　在螺旋傳動(dòng)中，結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單應(yīng)用最廣泛的是滑動(dòng)螺旋，本節(jié)主要介紹這種螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　滑動(dòng)螺旋副工作時(shí)，主要承受轉(zhuǎn)矩和軸向拉力（或壓力）的作用，由于螺桿和螺母的旋合螺紋間存在著較大的相對(duì)滑動(dòng)，因此，其主要失效形式是螺紋牙破損?；瑒?dòng)螺

23、旋的基本尺寸通常根據(jù)耐磨條件確定。對(duì)于傳力螺旋還應(yīng)校核螺桿危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度；對(duì)于青銅或鑄鐵螺母以及承受重載的調(diào)整螺旋應(yīng)校核其自鎖性；對(duì)于精度傳動(dòng)螺旋應(yīng)該校核螺桿的剛度；對(duì)于受壓螺桿，當(dāng)其長(zhǎng)徑比很大時(shí)，應(yīng)校核其穩(wěn)定性；對(duì)于高速長(zhǎng)螺桿，應(yīng)校核其臨界轉(zhuǎn)速；要求自鎖時(shí)，多采用單線螺紋，要求高效時(shí)，多采用多線螺紋。</p><p><b>　　1. 一般螺旋機(jī)構(gòu)</b></p><p

24、>　　一般螺旋機(jī)構(gòu)當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)Ψ角（rad）時(shí)，螺母軸向移動(dòng)的位移L（mm）為</p><p>　　L=SΨ/2π 式1</p><p>　　式中，S為螺旋線導(dǎo)程（mm）。</p><p>　　如螺桿的轉(zhuǎn)速為ｎ（ｒ／ｍｉｎ），則螺母移動(dòng)速度ｖ﹝ｍｍ／ｓ﹞為</p><p>　

25、?。觯剑樱睿叮?式2</p><p>　　2. 差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)與復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)</p><p>　　圖1.3差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)</p><p>　　圖1.3中的螺旋機(jī)構(gòu)中，螺桿1上有A、B兩段螺旋，A段螺旋導(dǎo)程為SA（ｍｍ），B段螺旋導(dǎo)程為SB（ｍｍ），兩者旋向相同，則當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)</p><p&

26、gt;　　Ψ角（ｒａｄ）時(shí)，螺母軸向移動(dòng)的位移L（ｍｍ）為</p><p>　　L=（SA+SB）Ψ/2π 式3</p><p>　　如螺桿的轉(zhuǎn)速為ｎ（ｒ／ｍｉｎ），則螺母移動(dòng)速度ｖ﹝ｍｍ／ｓ﹞為</p><p>　　L=（SA+SB）ｎ／６０ 式4</p><p&g

27、t;　　由式（1-4）可知：當(dāng)A、B兩螺旋的導(dǎo)程SA、SB接近時(shí)，螺母可得到微小位移，這種螺旋機(jī)構(gòu)稱為差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)（又稱微動(dòng)螺旋 機(jī)構(gòu)），常用于分度機(jī)構(gòu)、測(cè)微機(jī)構(gòu)等。</p><p>　　如兩螺旋的旋向相反，螺母軸向移動(dòng)的位移L為</p><p>　　L=（SA-SB）Ψ/2π 式5</p><p><b>　　

28、移動(dòng)速度為</b></p><p>　　ｖ＝（SA-SB）ｎ／６０ 式6</p><p>　　這種螺旋機(jī)構(gòu)稱為復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)，適合于快速靠近或離開(kāi)的場(chǎng)合。</p><p>　　2.3 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)工作時(shí)，螺桿和螺母主要承受轉(zhuǎn)矩和軸向載荷（拉力或壓力）的作用，

29、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)?；瑒?dòng)螺旋傳動(dòng)的主要失效形式是螺紋磨損。因此，通常根據(jù)螺旋副的耐磨性條件，計(jì)算螺桿中徑及螺母高度，并參照螺紋標(biāo)準(zhǔn)確定螺旋的主要參數(shù)和尺寸，然后再個(gè)、對(duì)可能發(fā)生的其他失效逐一進(jìn)行校核。</p><p>　　2.4 滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)及材料</p><p>　　2.4.1 滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)</p><p>　　滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)包括螺桿

30、、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)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。</p><p>　　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

31、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結(jié)構(gòu)。</p><p>　　傳動(dòng)用螺桿的螺紋一般采用右旋結(jié)構(gòu)，只有在特殊情況下采用左旋螺紋。</p><p>　　2.4.2 螺桿與螺母常用材料</p><p>　　螺桿和螺母材料應(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(jiàn)表1.2。<

32、/p><p>　　表1.2 螺桿與螺母常用材料</p><p><b>　　2.5 耐磨性計(jì)算</b></p><p>　　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)ｐ作為計(jì)算條件，其校核公式為</p><p>　　ｐ＝F/Ａ＝F/лd2hz=FP/πd2hH≤[p]

33、 式7</p><p>　　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（mm²）；d2為螺紋中徑(mm)；P為螺距(mm)；h為螺紋工作高度(mm)，矩形與梯形螺紋的工作高度h=0.5P,鋸齒形螺紋高度h=0.75P;z=H/P為螺紋工作圈數(shù)，H為螺紋高度(mm)，[p]為許用壓強(qiáng)(MPa)，見(jiàn)表1.7</p><p>　　表 1.7 滑動(dòng)

34、螺旋傳動(dòng)的許用壓強(qiáng)[p]</p><p>　　為便于推導(dǎo)設(shè)計(jì)公式，令ø =H/d2，代入式（1-7）整理后得螺紋中徑的設(shè)計(jì)公式為</p><p>　　d2≥ 式8</p><p>　　對(duì)矩形、梯形螺紋，h=0.5P，則</p><p>　　d2≥0

35、 式9</p><p>　　對(duì)鋸齒形螺紋，h=0.75P，則</p><p>　　d2≥0.65 式10</p><p>　　ø值根據(jù)螺母的結(jié)構(gòu)選取。對(duì)于整體式螺母，磨損后間隙不能調(diào)整，通常用于輕載或精度要求低的場(chǎng)合，為使受力分布均勻，螺紋工作圈數(shù)不宜過(guò)多，宜取ø=1.2～2.5；對(duì)于剖分式螺母

36、或螺母兼作支承而受力較大，可取ø=2.5～3.5；傳動(dòng)精度高或要求壽命長(zhǎng)時(shí)，允許ø=4。</p><p>　　根據(jù)公式計(jì)算出螺紋中徑d2后，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取螺紋的公稱直徑d和螺距P。由于旋合各圈螺紋牙受力不均，故z不宜大于10。</p><p>　　2.6 螺母螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　螺紋牙多發(fā)生剪切與彎曲破壞。由于一般情況下螺母材料

37、的強(qiáng)度比螺桿低，因此只需校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度。假設(shè)載荷集中作用在螺紋中徑上，可將螺母螺紋牙視為大徑D處展開(kāi)的懸臂梁，螺紋牙根部aa處的彎曲強(qiáng)度校核公式為</p><p>　　σb= 3Fh/πDb²z≤[σb] 式11</p><p>　　剪切強(qiáng)度校核公式為</p><p>　　τ=F/zπ

38、Db≤[τ] 式12</p><p>　　式中，F(xiàn)、h、z同式（1-7）；D為螺母螺紋的大徑(mm)；b為螺母螺紋牙根部寬度(mm)；可由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)查得，也可取矩形螺紋b=0.5P，梯形螺紋b=0.65P，鋸齒形螺紋b=0.74P；[σ] 、 [b]、[τ]分別為螺母螺紋牙的許用彎曲應(yīng)力和許用切應(yīng)力(MPa)，見(jiàn)表1.8</p>&

39、lt;p>　　表1.8 滑動(dòng)螺旋副材料的許用應(yīng)力</p><p>　　若螺桿與螺母的材料相同，由于螺桿螺紋的小徑d1小于螺母螺紋的大徑D，故應(yīng)校核螺桿螺紋牙的強(qiáng)度，這時(shí)公式中的D應(yīng)改為d1。</p><p>　　2.7 螺桿強(qiáng)度校核</p><p>　　螺桿受軸向力F及轉(zhuǎn)矩T的作用，危險(xiǎn)截面上受拉（壓）應(yīng)力σ和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力τ。根據(jù)第四強(qiáng)度理論，τ螺桿危險(xiǎn)截面的

40、強(qiáng)度校核公式為</p><p><b>　　式13</b></p><p>　　式中，d1為螺桿螺紋的小徑（mm）；[σ]為螺桿材料的許用應(yīng)力（MPa），見(jiàn)表1.8；T為螺桿所受轉(zhuǎn)矩(N·m)；由式T=Ftan(λ+ρν)。</p><p>　　2.8 螺桿穩(wěn)定性校核</p><p>　　對(duì)于長(zhǎng)徑比大的受壓螺桿

41、，當(dāng)軸向力F超過(guò)某一臨界載荷FC時(shí)，螺桿可能會(huì)突然產(chǎn)生側(cè)向彎曲而喪失穩(wěn)定。因此，對(duì)細(xì)長(zhǎng)螺紋應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性校核。螺桿的穩(wěn)定性條件為</p><p><b>　　式14</b></p><p>　　式中，S為穩(wěn)定性安全系數(shù)，對(duì)于傳力螺旋取S=3.5～5；對(duì)于傳導(dǎo)螺旋取S=2.5～4；對(duì)于精密螺桿或水平螺桿取S>4。</p><p>　　臨界載荷

42、FC與螺桿的柔度γ及材料有關(guān)，根據(jù)γ=的大小選用不同的公式計(jì)算。</p><p>　　當(dāng)γ≥85～90時(shí)，根據(jù)歐拉公式計(jì)算，即</p><p><b>　　式15</b></p><p>　　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=2.06×105；I為危險(xiǎn)截面的慣性矩（mm4），I=，d1為螺桿螺紋內(nèi)

43、徑(mm)；μ為長(zhǎng)度系數(shù)，與螺桿端部結(jié)構(gòu)有關(guān)，見(jiàn)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==。</p><p>　　表1.9 長(zhǎng)度系數(shù)μ</p><p>　　當(dāng)γ<85～90時(shí)；對(duì)σb≥380MPa的碳素鋼（如Q235、Q275）</p><p>　　Fc=(304-1.12γ)

44、 式16</p><p>　　當(dāng)γ<85～90時(shí)，對(duì)σb≥470MPa的優(yōu)質(zhì)碳素鋼（如355、45）</p><p>　　Fc=(461-2.57γ) 式17 </p><p>　　當(dāng)γ<40時(shí)，無(wú)需進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。</p><p><b>　　2.9

45、自鎖性校核</b></p><p>　　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</p><p><b>　　式18</b></p><p>　　式中，?ν為螺紋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)，見(jiàn)表1.10</p><p>　　表1.10 螺旋傳動(dòng)螺旋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)?ν（定期潤(rùn)滑）</p>&l

46、t;p>　　3 千斤頂?shù)墓ぷ髟砗驮O(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 千斤頂?shù)母攀?lt;/p><p>　　千斤頂是一種起重高度小(小于1ｍ)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。</p

47、><p>　　液壓千斤頂分為通用和專用兩類。</p><p>　　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。</p>&l

48、t;p>　　千斤頂主要用于廠礦、交通運(yùn)輸?shù)炔块T(mén)作為車(chē)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： </p><p>　　(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。 </p><p>　　(2) 齒條千斤頂：采用

49、齒條作為剛性頂舉件的千斤頂。 </p><p>　　(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。 </p><p>　　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。</p><p>　　3.2 千斤頂?shù)姆N類和規(guī)格</p><p>　　3.2.1 油壓千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)、用途</p><p&

50、gt;　　89S51單片機(jī)內(nèi)部總線是單總線結(jié)構(gòu),即數(shù)據(jù)總線和地址總線是公用的. 89S51有40條引腳, 與其他51系列單片機(jī)引腳是兼容的. 這40條引腳可分為I/O接口線、電源線、控制線、外接晶體線4部分. 89S51單片機(jī)為雙列直插式封裝結(jié)構(gòu), 如圖3.2所示.</p><p>　　油壓千斤頂按其結(jié)構(gòu)、用途分為如下兩種： </p><p>　　① 立式螺紋連接結(jié)構(gòu)的油壓千斤頂，其代號(hào)的

51、表征字母為qyl。 </p><p>　　② 立臥兩用油壓千斤頂，其代號(hào)的表征字母為qw。型號(hào)表示方法： </p><p>　　第一位為型式代號(hào)，qyl、qw。 </p><p>　　第二位為額定起重量，t。 </p><p>　　第三位為行程代號(hào)，g：表示高行程；d：表示低行程；普通型無(wú)表示。 </p><p>　　

52、油壓千斤頂?shù)幕緟?shù)應(yīng)符合表3.1中規(guī)定。 </p><p>　　3.2.2 螺旋千斤頂?shù)姆N類、規(guī)格</p><p>　　螺旋千斤頂按其結(jié)構(gòu)和使用場(chǎng)所分為： </p><p>　?、?普通型螺旋千斤頂，其代號(hào)的表征字母為ql。 </p><p>　?、?普通高型螺旋千斤頂，其代號(hào)的表征字母為qlg。 </p><p>

53、　　③ 普通低型螺旋千斤頂，其代號(hào)的表征字母為qld。 </p><p>　?、?鉤式螺旋千斤頂,其代號(hào)的表征字母為qlg。 </p><p>　　⑤ 剪式螺旋千斤頂,其代號(hào)的表征字母為qlj。 </p><p>　　⑥ 自落式螺旋千斤頂,其代號(hào)的表征字母為qlz。 </p><p><b>　　型號(hào)表示方法： </b>

54、</p><p>　　第一位ql：螺旋千斤頂?shù)幕緟?shù)應(yīng)符合表3.2中的規(guī)定。 </p><p>　　第二位為螺旋千斤頂?shù)男褪降谌粸轭~定起重量，t；型式特征代號(hào)(普通型無(wú)表示)。 </p><p>　　3.3 千斤頂?shù)墓ぷ髟?lt;/p><p>　　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

55、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。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(jiàn)到的液壓千斤頂就是利用了這個(gè)原理來(lái)達(dá)到力的傳遞。螺旋千斤頂是通過(guò)往復(fù)扳動(dòng)手柄，拔爪即推動(dòng)棘輪間隙回轉(zhuǎn)，小傘齒輪帶動(dòng)大傘齒輪、使舉重螺桿旋轉(zhuǎn)，從而使升降套筒獲得起升或下降，而達(dá)到起重拉力的功能

56、，但不如液壓千斤頂簡(jiǎn)易。</p><p>　　3.4 千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)螺旋千斤頂，已知軸向載荷F=10000N，起重高度為l=124mm，方案圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1千斤頂結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　1 選擇材料</b></p><p>　　由表1

57、.2選材料為45鋼，由手冊(cè)查σ=355Mpa；螺母材料為ZCuSn10P1，由表1.3查得[p]=11Mpa；取單頭右旋梯形螺紋，α=30º，β=15º，整體螺母。</p><p><b>　　2. 耐磨性計(jì)算</b></p><p><b>　　(1) 取Ф=2</b></p><p><b&g

58、t;　　(2) 計(jì)算d2</b></p><p>　　d2≥0.8=0.8×=17.06</p><p>　　由計(jì)算出的d2查手冊(cè)確定螺紋的標(biāo)準(zhǔn)值為</p><p>　　d=24 mm、D=24.5 mm</p><p>　　d1=18.5 mm，D1=19 mm</p><p>　　d2（D2）

59、=21.5</p><p><b>　　P=5 mm</b></p><p>　　(3) 計(jì)算螺母高H</p><p>　　H=Фd2=2×21.5=43mm</p><p>　　(4) 計(jì)算旋合圈數(shù)z</p><p>　　z===8.6<10</p><p&g

60、t;　　(5) 校核螺紋副自鎖性</p><p>　　λ=arctan===4.23º</p><p>　　由表1.5查得fv=0.01,ρv=arctan0.10=5.71º,λ≤ρv,滿足自鎖條件。</p><p>　　1） 螺母螺紋牙強(qiáng)度校核</p><p>　　由表1.4查得青銅螺母螺紋牙許用彎曲應(yīng)力[σь]=40

61、～60Mpa、許用剪切應(yīng)力[τ]=30～40Mpa；梯形螺紋螺紋牙根寬度b=0.65P=0.65×5=3.25mm；梯形螺紋螺紋牙工作高度h=0.5P=0.5×5=2.5mm。</p><p>　　(1) 彎曲強(qiáng)度校核</p><p>　　σь===10.72≤[σь] 合格</p><p>　　(2) 剪切強(qiáng)度校核</p>

62、<p>　　τ===4.65≤[τ] 合格</p><p><b>　　2） 螺桿強(qiáng)度校核</b></p><p>　　(1) 由表1.4查得螺桿許用應(yīng)力[σ]===71Mpa</p><p>　　(2) 螺桿所受轉(zhuǎn)矩T=Ftan(λ+ρν)=10000× </p><p>　　tan(4

63、.23º+5.71º)=18955N·mm</p><p><b>　　(3) </b></p><p>　　σca====40.13≤[σ] 合格</p><p>　　3. 螺母外部尺寸計(jì)算</p><p><b>　　a) 計(jì)算D3</b></p&

64、gt;<p>　　螺母懸置部分受拉伸和扭轉(zhuǎn)聯(lián)合作用，為計(jì)算簡(jiǎn)單，將F增大30%，按拉伸強(qiáng)度計(jì)算得</p><p><b>　　σ=≤[σ] </b></p><p>　　式中，[σ]為螺母材料的許用拉伸應(yīng)力，可取[σ]=0.83[σb]，由表1.4取[σb]=50Mpa，因此[σ]=0.83[σb]=41.5Mpa。故</p><

65、p>　　D3≥==31.5mm</p><p><b>　　取D3=35 mm</b></p><p><b>　　b) 確定D0和a</b></p><p>　　按經(jīng)驗(yàn)公式D0=（1.3～1.4）D3及a=確定。</p><p>　　D0=（1.3～1.4）×35=45.5～49m

66、m 取D0=48 mm</p><p>　　a===14.3 取a=15 mm</p><p>　　c) 校核凸緣支承表面的擠壓強(qiáng)度，強(qiáng)度條件為</p><p>　　σp=≤[σp] 合格</p><p>　　d) 校核凸緣根部彎曲強(qiáng)度</p><p>　　σp===7.88 Mpa≤[σb]=50 Mp

67、a 合格</p><p>　　e) 校核凸緣根部剪切強(qiáng)度，強(qiáng)度條件為</p><p><b>　　τ=≤[τ]</b></p><p>　　式中，螺母材料的許用切應(yīng)力[τ]=35Mpa</p><p>　　故 τ==6 Mpa≤[τ] 合格</p><p><b>　

68、　4. 手柄設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　拖杯與手柄的結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　a) 確定手柄長(zhǎng)度</b></p><p><b>　　手柄上的工作轉(zhuǎn)矩為</b></p><p>　　T=FHLH=T1+T2=</p>

69、<p>　　式中，T1、T2分別為螺紋副摩擦力矩及拖杯與接觸面摩擦力矩（N·mm）；fc=0.15為拖杯與支承面的摩擦系數(shù)；D0為托杯底座與支承面接觸部分外徑（mm），由經(jīng)驗(yàn)公式D0=（1.6～1.8）d確定，取D0=45mm；d0為托杯底座與支承面接觸部分內(nèi)徑（mm），取d0=18mm,FH為手作用在手柄上的力（N）,如一人連續(xù)工作，手作用力通常取FH=150～200N,取FH=180N；LH為手柄有效長(zhǎng)度（mm）

70、。</p><p>　　故 180 LH= </p><p>　　得 LH=246 mm 取LH=350 mm</p><p>　　b) 確定手柄直徑dk</p><p>　　選手柄材料為45鋼，σS=355MPa,許用彎曲應(yīng)力=237～178 Mpa，取[σb]=200 Mpa。</p>

71、<p>　　手柄的彎曲強(qiáng)度條件為</p><p><b>　　σb=</b></p><p>　　因此，dK≥=147.75mm, dK =20mm。</p><p><b>　　托杯其他部分尺寸為</b></p><p>　　托杯高h(yuǎn)=(0.8～1)Do=36～45mm

72、取h=36 mm</p><p>　　鉸支頭高h(yuǎn)1=(1.8～2) dK =36～40mm 取h1=36mm</p><p>　　5. 螺桿穩(wěn)定性校核</p><p>　　(1) 計(jì)算柔度γ=</p><p>　　螺桿一端固定，一端自由，長(zhǎng)度系數(shù)μ=2；螺桿最大受力長(zhǎng)度L由起重高度l、螺母高H、鉸支頭高h(yuǎn)1及螺桿軸向預(yù)留余量△決定，因

73、L=l+H+h1+△=124+43+36+12=215mm；螺桿危險(xiǎn)截面慣性半徑i==4.625mm 。</p><p><b>　　γ===92.97</b></p><p>　　(2) 計(jì)算臨界載荷</p><p>　　I===5749.9mm4</p><p>　　因?yàn)棣?92.97≥85～90，因此FC===63

74、161.13N</p><p>　　=6.3≥S=4 合格</p><p>　　3.5 千斤頂?shù)难b配圖</p><p>　　根據(jù)千斤頂?shù)妮S測(cè)圖和零件圖（圖3.2（a），（b））繪制其裝配圖。</p><p>　　圖3.2（a）千斤頂?shù)妮S測(cè)圖</p><p>　　圖3.2（b）千斤頂?shù)牧慵D</p>

75、<p><b>　　(1) 分析</b></p><p>　　首先要了解千斤頂?shù)墓ぷ髟恚呵Ы镯斒抢寐菪齻鲃?dòng)來(lái)頂舉重物的一種起重或頂壓工具，常用于汽車(chē)修理及機(jī)械安裝中。工作時(shí)，重物壓于頂墊之上，將絞杠穿入螺旋桿上部的孔中，旋動(dòng)絞杠，螺旋桿在螺套中靠螺紋做上、下移動(dòng)，從而頂起或放下重物。螺套鑲在底座里，用螺釘定位，磨損后便于更換。頂墊套在螺旋桿頂部，其球面形成傳遞承重之配合面，由螺

76、釘鎖定，使頂墊相對(duì)螺旋桿旋轉(zhuǎn)而不脫落。</p><p>　　由工作原理可知，千斤頂?shù)难b配主干線是螺旋桿，為了清楚的表達(dá)千斤頂?shù)膬?nèi)外部裝配結(jié)構(gòu)，應(yīng)選如圖3.2（c）所示全剖視的工作位置為主視圖。在主視圖上，千斤頂?shù)?個(gè)零件所處的位置及裝配關(guān)系、各零件的主要形狀均已表達(dá)清楚，只有螺旋桿上與絞杠配合的孔沒(méi)有表達(dá)充分，故采用拆去絞杠零件，沿螺旋桿上部孔的軸線剖開(kāi)的A—A斷面圖表達(dá)清楚。</p><p&

77、gt;　　在千斤頂裝配圖上，應(yīng)標(biāo)注螺套與底座的配合尺寸Ø60H 8/j 7和外形尺寸Ø150、300、230.5～278.5。</p><p><b>　　(2) 畫(huà)圖</b></p><p>　　選定繪圖比例和圖幅后布置視圖，先確定各視圖的位置，畫(huà)出主要軸線、中心線及基準(zhǔn)線。然后開(kāi)始畫(huà)底圖，按照“先主后次”的原則，沿裝配軸線按裝配關(guān)系依次畫(huà)出底座

78、→螺套→螺旋桿→絞杠→頂墊等零件。底圖完成后，檢查加深圖線，還要進(jìn)行尺寸標(biāo)注，編注零件序號(hào)，填寫(xiě)明細(xì)欄、標(biāo)題欄等，完成全圖，如下圖3.2（c）所示。</p><p>　　圖3.2（c）千斤頂</p><p><b>　　結(jié)　　論</b></p><p>　　這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)三年中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)三年的學(xué)習(xí)生活中所學(xué)知識(shí)的一個(gè)匯總和概括，

79、也是對(duì)我們大學(xué)三年時(shí)間的學(xué)習(xí)一個(gè)重要的考核與發(fā)揮。使我們每個(gè)人都能了解自己學(xué)到了什么，理解多少，會(huì)運(yùn)用多少，還有多少知識(shí)不了解，需要進(jìn)一步加深理解。本論文的設(shè)計(jì)完成涉及了《機(jī)械制圖及AUTOCAD》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《公差與配合》等課程，這些課程對(duì)我們搞好這次畢業(yè)設(shè)計(jì)有很大的幫助，綜合運(yùn)用好這些課程，加之我們平時(shí)的知識(shí)積累和老師的極大幫助和指導(dǎo)，為這次畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了非常有利的保障。經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的不斷改進(jìn)和完善，最終達(dá)成的設(shè)計(jì)滿足了我設(shè)計(jì)該

80、螺旋千斤頂?shù)哪康?，根?jù)其各項(xiàng)參數(shù)，初步判斷可以承受載荷高達(dá)100噸，起重高度達(dá)124mm的重載物。</p><p>　　設(shè)計(jì)期間，出現(xiàn)多次計(jì)算錯(cuò)誤，繪圖失準(zhǔn)的狀況，給我造成了很多不小的麻煩，讓我第一次感受到親手創(chuàng)作新事物的難度。即將畢業(yè)的我，在以后的工作中難免會(huì)遇到一些問(wèn)題或麻煩。因此，我們應(yīng)該樹(shù)立良好的設(shè)計(jì)思想，重視對(duì)自己進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)；善于利用各種信息資源，擴(kuò)展知識(shí)面和能力；培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)

81、、艱苦奮斗的企業(yè)精神，為以后的工作生活做好充分的準(zhǔn)備，以最大限度的獲得企業(yè)效益和社會(huì)效益。</p><p>　　因水平有限，設(shè)計(jì)中必然有所許多不足之處，還望老師批評(píng)。</p><p><b>　　致　　謝</b></p><p>　　為期兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將接近尾聲，在xx老師的親切指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，此次設(shè)計(jì)才得以完成，在此向所有給予我此次畢

82、業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)表示最誠(chéng)摯的感謝。</p><p>　　首先，向本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師——xx老師表示最誠(chéng)摯的謝意。在自己教育育人的工作之余仍然盡量抽出時(shí)間對(duì)我們進(jìn)行指導(dǎo)，時(shí)刻關(guān)心我們的進(jìn)展?fàn)顩r，督促我們抓緊學(xué)習(xí)。xx老師指導(dǎo)我們完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我們深深地感受到一個(gè)設(shè)備設(shè)計(jì)制造的關(guān)鍵所在，設(shè)備制造的設(shè)計(jì)理念，讓我們深深地認(rèn)識(shí)的設(shè)計(jì)的不平凡，在以后的工作中我們應(yīng)該時(shí)常學(xué)習(xí)更復(fù)雜的設(shè)計(jì)理念與人性化的關(guān)懷。<

83、;/p><p>　　其次，要向給予此次畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助的老師們，以及同學(xué)們以誠(chéng)摯的謝意，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，他們也給我很多幫助和無(wú)私的關(guān)懷，更重要的是為我們提供不少技術(shù)方面的資料，在此感謝他們，沒(méi)有這些資料就不是一個(gè)完整的課程設(shè)計(jì)，再次對(duì)他們表示深深的謝意。</p><p>　　總之，本次的設(shè)計(jì)是老師和同學(xué)共同完成的結(jié)果，在設(shè)計(jì)的兩個(gè)月里，我們合作的非常愉快，教會(huì)了我許多道理，教會(huì)了我很多知識(shí)，這段

84、時(shí)間的收獲是我人生的一筆財(cái)富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 岳優(yōu)蘭，馬文鎖.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 河南：河南大學(xué)出版社，2005</p><p>　　[2] 卜 炎.機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè).湖南：機(jī)械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[

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