機(jī)電一體化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì).doc

畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 題題 目目螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì) 系系 別別機(jī)電工程系機(jī)電工程系 專專 業(yè)業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)機(jī)電一體化技術(shù) 班班 級(jí)級(jí)0808 機(jī)電十班機(jī)電十班 學(xué)生姓名學(xué)生姓名 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào) 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 定稿日期定稿日期20102010 年年 3 3 月月 2323 日日 II 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 專業(yè) 班級(jí) 08 級(jí)機(jī)電一體 化 10 班 姓名 指導(dǎo) 教師 設(shè)計(jì)題目螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)目的 與意義 通過(guò)對(duì)螺母 螺桿的穩(wěn)定性 耐磨性及其強(qiáng)度的計(jì)算 使得該設(shè)計(jì)能 夠滿足承受更大載荷及較高高度的螺旋千斤頂 為機(jī)械工業(yè)提供更多 的便利 緩解了大載荷物品的可移性 設(shè)計(jì)與工 作原理 合理的利用搖桿的擺動(dòng) 以往復(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 基本 要求 1 耐磨性達(dá)到其軸向載荷的最低要求 2 螺桿強(qiáng)度應(yīng)適于軸向力及扭矩作用 3 能最大化承受載荷 更較長(zhǎng)時(shí)間承受最大載荷的軸向力 主要 參考 資料 及文 獻(xiàn) 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 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 3 黃祖德 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京 北京理工大學(xué)出版社 2007 9 4 徐錦康 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京 北京高等教育出版社 2008 5 張曉坤 隋曉朋 張智廣 Atucad 中文版實(shí)用教程 北京 經(jīng)濟(jì)日 報(bào)出版社 2008 9 6 隋冬杰 劉曉菡 王傲勝 機(jī)械基礎(chǔ) 上海 同濟(jì)大學(xué)出版社 7 唐金松 簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第二版 上海 科學(xué)技術(shù)出版社 2000 III 摘摘 要要 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 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 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 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 螺旋千斤頂 螺旋傳動(dòng) 體積小 IV Abstract 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 use 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 and the quality of the products and depends on the design of the product Jack is a simple lifting equipment Mainly used in mines transportation departments as vehicle repair and other lifting The structure to be dexterous strong agile reliable one can carry and operation Screw jack called mechanical jacks is by human through vice transmission spiral screw or nut sleeve as top heave pieces This design is product development cycle the key link to realize the design decisions products function and goals of the plan structure and selection Manufacturing methods and product operation use and maintenance method Design not ignore that makes the product function is not perfect raising the cost or reliability security is bad Product design defects inherent shortage difficult to take measures to offset production and use Very few cases namely possible the loss is great Serious design unreasonable and can cause products can t use or product manufacturing not to come out lead to product development failure keywords jackscrew power screw small volume 目目 錄錄 摘 要 III 目 錄 V 1 起重機(jī)械的概述 1 2 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 1 2 1 螺旋傳動(dòng)的類型和應(yīng)用 1 2 2 螺旋傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系 3 2 3 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 5 2 4 滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)及材料 5 2 4 1 滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu) 5 2 4 2 螺桿與螺母常用材料 6 2 5 耐磨性計(jì)算 6 2 6 螺母螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算 8 2 7 螺桿強(qiáng)度校核 8 2 8 螺桿穩(wěn)定性校核 9 2 9 自鎖性校核 10 3 千斤頂?shù)墓ぷ髟砗驮O(shè)計(jì) 11 3 1 千斤頂?shù)母攀?11 3 2 千斤頂?shù)姆N類和規(guī)格 11 3 2 1 油壓千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu) 11 3 2 2 螺旋千斤頂?shù)姆N類 13 3 3 千斤頂?shù)墓ぷ髟?14 3 4 千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì) 15 3 5 千斤頂?shù)难b配圖 19 結(jié) 論 22 致 謝 23 參考文獻(xiàn) 23 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 1 1 起重機(jī)械的概述起重機(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 2 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 2 1 螺旋傳動(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 它具有結(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 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 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 軋鋼機(jī)軋滾下壓螺旋等 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 2 圖 1 1 螺旋千斤頂 圖 1 2 傳導(dǎo)螺旋 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 3 按照螺旋副摩擦性質(zhì)的不同 螺旋傳動(dòng)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 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β菪?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 車輛 飛機(jī)上的傳動(dòng)螺旋 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) 滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)應(yīng)用于機(jī)床 汽車 拖拉機(jī) 航空軍工等制造業(yè) 滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)按滾珠循環(huán)方式分為 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 經(jīng)向尺寸小 外循環(huán) 分離 工藝性好 分為螺旋式 插管式 擋珠式 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)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 2 2 螺旋傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系 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) 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 4 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 滑動(dòng)螺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 1 一般螺旋機(jī)構(gòu) 一般螺旋機(jī)構(gòu)當(dāng)螺桿轉(zhuǎn) 角 rad 時(shí) 螺母軸向移動(dòng)的位移 L mm 為 L S 2 式 1 式中 S 為螺旋線導(dǎo)程 mm 如螺桿的轉(zhuǎn)速為 則螺母移動(dòng)速度 為 式 2 2 差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)與復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu) 圖 1 3 差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu) 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 B 段螺旋導(dǎo)程為 SB 兩者旋向相同 則當(dāng)螺桿轉(zhuǎn) 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 5 角 時(shí) 螺母軸向移動(dòng)的位移 L 為 L SA SB 2 式 3 如螺桿的轉(zhuǎn)速為 則螺母移動(dòng)速度 為 L SA SB 式 4 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 如兩螺旋的旋向相反 螺母軸向移動(dòng)的位移 L 為 L SA SB 2 式 5 移動(dòng)速度為 SA SB 式 6 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 2 3 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 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 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) 滑動(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 2 4 滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)及材料 2 4 1 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)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 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 6 母或剖分螺母結(jié)構(gòu) 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 2 4 2 螺桿與螺母常用材料 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 表 1 2 螺桿與螺母常用材料 螺紋副材料應(yīng)用場(chǎng)合 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 螺桿 9Mn2V GrWMn 38GrMoAl 精密傳導(dǎo)螺旋傳動(dòng) 材料需經(jīng)熱處理 ZcuSn10P1 ZcuSn5Pb5Zn5 一般傳動(dòng) 螺母 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 2 5 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 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 7 為計(jì)算條件 其校核公式為 F F d2hz FP d2hH p 式 7 式中 F 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 表 1 7 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 m min 1 許用壓強(qiáng) MPa 鋼對(duì)青銅 低速 15 18 25 11 18 7 10 1 2 鋼 耐磨鑄鐵6 126 8 鋼 灰鑄鐵 2 4 6 12 13 18 4 7 鋼 鋼低速7 5 13 淬火鋼 青銅6 1210 13 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 i L 計(jì)算 當(dāng) 85 90 時(shí) 根據(jù)歐拉公式計(jì)算 即 式 15 式中 FC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)徑 mm 64 4 1 d 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 4 2 1 d I 4 1 d 表 1 9 長(zhǎng)度系數(shù) 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 10 螺桿端部結(jié)構(gòu) 兩端固定 0 5 一端固定 一端不完全固定 0 6 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) 0 7 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 當(dāng) 85 90 時(shí) 對(duì) b 380MPa 的碳素鋼 如 Q235 Q275 Fc 304 1 12 式 16 4 2 1 d 當(dāng) 85 90 時(shí) 對(duì) b 470MPa 的優(yōu)質(zhì)碳素鋼 如 355 45 Fc 461 2 57 式 17 4 2 1 d 當(dāng) 40 時(shí) 無(wú)需進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算 2 9 自鎖性校核 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 18 式中 為螺紋副的當(dāng)量摩擦系數(shù) 見(jiàn)表 1 10 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 0 08 0 100 10 0 120 12 0 150 11 0 170 06 0 08 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 11 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 12 3 3 千斤頂?shù)墓ぷ髟砗驮O(shè)計(jì)千斤頂?shù)墓ぷ髟砗驮O(shè)計(jì) 3 1 千斤頂?shù)母攀?千斤頂是一種起重高度小 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 3 2 千斤頂?shù)姆N類和規(guī)格 3 2 1 油壓千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu) 用途 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 油壓千斤頂按其結(jié)構(gòu) 用途分為如下兩種 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 13 立式螺紋連接結(jié)構(gòu)的油壓千斤頂 其代號(hào)的表征字母為 qyl 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 第一位為型式代號(hào) qyl qw 第二位為額定起重量 t 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 油壓千斤頂?shù)幕緟?shù)應(yīng)符合表 3 1 中規(guī)定 表 3 1 油壓千斤頂基本參數(shù) 額 定 起 重 量 最 低 高 度 h 起 升 高 度 h1 調(diào) 整 高 度 h2 活 塞 直 徑 泵 心 直 徑 起 升 進(jìn) 程 手 柄 長(zhǎng) 度 公 稱 壓 力 手 柄 操 作 力 活 塞 桿 壓 下 力 凈 重 型號(hào) t mm mpa n kg qyl1 6 1 6 158 90 60 24 50 450 34 7 330 220 2 2 qyl3 2 3 2 195 125 30 32 550 44 4 3 5 qyl5g 232 160 22 5 0 qyl5d 5 200 125 36 22 620 48 25 4 6 qyl8 8 236 24 16 700 56 68 6 9 qyl10 10 240 45 12 14 730 61 68 7 3 qyl12 5 12 5 245 50 11 62 47 9 3 qyl16 16 250 160 80 56 9 850 63 74 11 0 qyl20 20 280 60 9 5 69 33 15 0 qyl32 32 285 75 6 71 00 23 0 qyl50 50 300 180 90 12 4 1000 77 08 445 33 5 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 14 qyl71 71 320 110 3 快 進(jìn) 10 73 27 66 0 qw100 100 360 140 4 5 63 74 350 x2 120 qw200 200 400 190 2 5 69 23 250 q320 320 450 200 240 18 1 6 950 69 33 785 435 注 起升進(jìn)程為油泵工作 10 次的活塞上升量 使用多節(jié)手柄時(shí) 手柄操作力不得大于 390n 凈重不包括手柄重量 但包括油的重量 3 2 2 螺旋千斤頂?shù)姆N類 規(guī)格 螺旋千斤頂按其結(jié)構(gòu)和使用場(chǎng)所分為 普通型螺旋千斤頂 其代號(hào)的表征字母為 ql 普通高型螺旋千斤頂 其代號(hào)的表征字母為 qlg 普通低型螺旋千斤頂 其代號(hào)的表征字母為 qld 鉤式螺旋千斤頂 其代號(hào)的表征字母為 qlg 剪式螺旋千斤頂 其代號(hào)的表征字母為 qlj 自落式螺旋千斤頂 其代號(hào)的表征字母為 qlz 型號(hào)表示方法 ql 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 表 3 2 螺旋千斤頂技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 額定起重 量 gn 最低高度 h 起升高度 h1 手柄作用 力 手柄長(zhǎng)度 自重 t Mm mm n mm kg qlj0 5 0 5 2 5 qlj1 1 120 150 3 qlj1 6 1 6 110 180 200 200 4 8 ql2 2 170 180 80 300 5 ql3 2 3 2 200 110 100 500 6 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 15 qld3 2 3 2 160 50 5 ql5 5 250 130 7 5 qld5 5 180 65 7 qlg5 5 270 130 160 600 11 ql8 8 260 140 200 800 10 ql10 10 280 150 11 qld10 10 200 75 250 800 10 qlg10 10 310 130 15 ql16 16 320 180 17 qld16 16 225 90 15 qlg16 16 445 200 19 qlg16 16 370 180 400 1000 20 ql20 20 325 180 18 qlg20 20 445 300 500 1000 20 ql32 32 395 200 27 qld32 32 320 180 650 1400 24 qlg36 36 470 200 710 1400 82 ql50 50 452 250 56 qld50 50 330 150 510 1000 52 qlz50 50 700 400 1490 1350 109 ql100 100 455 200 600 1500 86 qld16 16 225 90 400 1000 15 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 3 3 千斤頂?shù)墓ぷ髟?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 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 16 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 但不如液壓千斤頂簡(jiǎn)易 3 4 千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì) 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 圖 3 1 千斤頂結(jié)構(gòu)圖 1 選擇材料 由表 1 2 選材料為 45 鋼 由手冊(cè)查 355Mpa 螺母材料為 ZCuSn10P1 由表 1 3 查得 p 11Mpa 取單頭右旋梯形螺紋 30 15 整體螺母 2 耐磨性計(jì)算 1 取 2 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 17 2 計(jì)算 d2 d2 0 8 0 8 17 06 P F 112 10000 由計(jì)算出的 d2查手冊(cè)確定螺紋的標(biāo)準(zhǔn)值為 d 24 mm D 24 5 mm d1 18 5 mm D1 19 mm d2 D2 21 5 P 5 mm 3 計(jì)算螺母高 H H d2 2 21 5 43mm 4 計(jì)算旋合圈數(shù) z z 8 6 10 P H 5 43 5 校核螺紋副自鎖性 arctan 4 23 2 d S 2 d nP 5 21 51 由表 1 5 查得 fv 0 01 v arctan0 10 5 71 v 滿足自鎖條件 1 螺母螺紋牙強(qiáng)度校核 由表 1 4 查得青銅螺母螺紋牙許用彎曲應(yīng)力 40 60Mpa 許用剪切應(yīng)力 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 1 彎曲強(qiáng)度校核 10 72 合格 zd Fh 2 3 6 825 3 5 2414 3 5 2100003 2 2 剪切強(qiáng)度校核 4 65 合格 Dbz F 25 3 5 2414 3 6 8 10000 2 螺桿強(qiáng)度校核 1 由表 1 4 查得螺桿許用應(yīng)力 71Mpa 3 S 3 355 2 螺桿所受轉(zhuǎn)矩 T Ftan 10000 2 2 d 2 5 21 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 18 tan 4 23 5 71 18955N mm 3 ca 40 13 2 3 1 2 2 1 16 3 4 dd F 2 3 2 2 16 5 1814 3 18955 5 1814 3 100004 合格 3 螺母外部尺寸計(jì)算 a 計(jì)算 D3 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 4 3 1 22 3 DD F 式中 為螺母材料的許用拉伸應(yīng)力 可取 0 83 b 由表 1 4 取 b 50Mpa 因此 0 83 b 41 5Mpa 故 D3 31 5mm 2 66 1 D F 2 5 24 5 41 1000 66 1 取 D3 35 mm b 確定 D0和 a 按經(jīng)驗(yàn)公式 D0 1 3 1 4 D3及 a 確定 3 H D0 1 3 1 4 35 45 5 49mm 取 D0 48 mm a 14 3 取 a 15 mm 3 H 3 43 c 校核凸緣支承表面的擠壓強(qiáng)度 強(qiáng)度條件為 p p 合格 2 3 2 0 4 DD F d 校核凸緣根部彎曲強(qiáng)度 p 7 88 Mpa b 50 Mpa 合格 W M 22 3 30 153514 3 3548100005 1 6 4 aD DDF e 校核凸緣根部剪切強(qiáng)度 強(qiáng)度條件為 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 19 aD F 3 式中 螺母材料的許用切應(yīng)力 35Mpa 故 6 Mpa 合格 153514 3 10000 3 aD F 4 手柄設(shè)計(jì)計(jì)算 拖杯與手柄的結(jié)構(gòu) a 確定手柄長(zhǎng)度 手柄上的工作轉(zhuǎn)矩為 T FHLH T1 T2 2 0 2 0 3 0 3 0 2 3 2 tan 2 1 dD dD fdF c 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 故 180 LH 22 33 1845 1845 15 0 3 2 71 5 23 4 tan 5 2110000 2 1 得 LH 246 mm 取 LH 350 mm b 確定手柄直徑 dk 選手柄材料為 45 鋼 S 355MPa 許用彎曲應(yīng)力 237 178 Mpa 2 5 1 s b 取 b 200 Mpa 手柄的彎曲強(qiáng)度條件為 b b k HHHH d LF W LF 3 32 因此 dK 147 75mm dK 20mm 200 35018032 托杯其他部分尺寸為 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 20 托杯高 h 0 8 1 Do 36 45mm 取 h 36 mm 鉸支頭高 h1 1 8 2 dK 36 40mm 取 h1 36mm 5 螺桿穩(wěn)定性校核 1 計(jì)算柔度 i L 螺桿一端固定 一端自由 長(zhǎng)度系數(shù) 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 h1及螺桿軸向預(yù)留余量 決定 因 L l H h1 124 43 36 12 215mm 螺桿危險(xiǎn)截面慣性半徑 i 4 625mm 4 5 18 4 1 d 92 97 i L 625 4 2152 2 計(jì)算臨界載荷 I 5749 9mm4 64 4 1 d 64 5 1814 3 4 因?yàn)?92 97 85 90 因此 FC 63161 13N 2 2 L EI 2 52 2152 9 57491006 214 3 6 3 S 4 合格 10000 13 63163 F FC 3 5 千斤頂?shù)难b配圖 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 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 21 圖 3 2 a 千斤頂?shù)妮S測(cè)圖 圖 3 2 b 千斤頂?shù)牧慵D 1 分析 首先要了解千斤頂?shù)墓ぷ髟?千斤頂是利用螺旋傳動(dòng)來(lái)頂舉重物的一種起重 或頂壓工具 常用于汽車修理及機(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 由螺釘鎖定 使頂墊相對(duì)螺旋桿旋轉(zhuǎn)而不脫 落 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)?7 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 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 22 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 在千斤頂裝配圖上 應(yīng)標(biāo)注螺套與底座的配合尺寸 60H 8 j 7 和外形尺寸 150 300 230 5 278 5