千斤頂機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算說明書

1、千斤頂設(shè)計(jì). 千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 班級(jí)：09車輛2班 姓名： 王超 20091225 王洪濤 20091226指導(dǎo)老師：何朝明 2012年6月 目錄第1章 問題的提出 1.1項(xiàng)目背景. 3第2章 機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì) 2.1自鎖裝置的選擇. 3 2.1.1螺旋副自鎖機(jī)構(gòu).3 2.1.2斜面自鎖機(jī)構(gòu).6 2.2力放大機(jī)構(gòu)的選擇.8 2.2.1方案一8 2.2.2方案二.9第3章 機(jī)構(gòu)尺度綜合 3.1力放大機(jī)構(gòu)齒輪尺寸.10 3.2斜面自鎖機(jī)構(gòu)斜面傾角尺寸.15第4章 力放大機(jī)構(gòu)各齒輪強(qiáng)度校核.16第5章 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析.26 力放大機(jī)構(gòu)各齒輪運(yùn)動(dòng)分析. .26第6章 機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析. .28

2、 6.1自鎖機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析. .28 6.1.1螺旋副自鎖機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析.28 6.1.2斜面自鎖機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析.30 6.2力放大機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析.32第7章 收獲與體會(huì).36第8章 致謝.37參考文獻(xiàn) .37 附錄1.38附錄2.45附錄3.46- 2 -第1章.問題的提出1.1項(xiàng)目背景 千斤頂是一種垂直起重高度小于一米的最簡單的起重設(shè)備，千斤頂一般用于廠礦、交通運(yùn)輸?shù)炔块T完成起重、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。千斤頂以它可實(shí)現(xiàn)力矩放大和受力自鎖這兩個(gè)主要特性，為現(xiàn)在的實(shí)際生產(chǎn)生活帶來了巨大的便捷。因此在做這次機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們把目光投向了千斤頂，據(jù)我們所知，常

3、用的千斤頂可分為三類：齒條千斤頂，螺旋千斤頂，液壓千斤頂和氣囊式氣動(dòng)千斤頂。它們又分別具有以下特點(diǎn)：一 齒條千斤頂：由人力通過杠桿和齒輪帶動(dòng)齒條頂舉重物。起重量一般不超過20噸，可長期支持重物，主要用在作業(yè)條件不方便的地方或需要利用下部的托爪提升重物的場合，如鐵路起軌作業(yè)。 二 螺旋千斤頂：由人力通過螺旋副傳動(dòng)，螺桿或螺母套筒作為頂舉件。普通螺旋千斤頂靠螺紋自鎖作用支持重物，構(gòu)造簡單，但傳動(dòng)效率低，返程慢。自降螺旋千斤頂?shù)穆菁y無自鎖作用，但裝有制動(dòng)器。放松制動(dòng)器，重物即可自行快速下降，縮短返程時(shí)間，但這種千斤頂構(gòu)造較復(fù)雜。螺旋千斤頂能長期支持重物，最大起重量已達(dá)100噸，應(yīng)用較廣。下部裝上水平

4、螺桿后，還能使重物做小距離橫移。三 液壓千斤頂：由人力或電力驅(qū)動(dòng)液壓泵，通過液壓系統(tǒng)傳動(dòng)，用缸體或活塞作為頂舉件。液壓千斤頂可分為整體式和分離式。整體式的泵與液壓缸聯(lián)成一體；分離式的泵與液壓缸分離，中間用高壓軟管相聯(lián)。液壓千斤頂結(jié)構(gòu)緊湊，能平穩(wěn)頂升重物，起重量最大達(dá)1000噸，行程1米，傳動(dòng)效率較高，故應(yīng)用較廣；但易漏油，不宜長期支持重物。 如長期支撐需選用自鎖千斤頂，螺旋千斤頂和液壓千斤頂為進(jìn)一步降低外形高度或增大頂舉距離，可做成多級(jí)伸縮式。 液壓千斤頂除上述基本型式外，按同樣原理可改裝成滑升模板千斤頂、液壓升降臺(tái)、張拉機(jī)等，用于各種特殊施工場合。 基于齒條千斤頂起重量較小，螺旋千斤頂結(jié)構(gòu)復(fù)

5、雜且有的不能自鎖，及液壓千斤頂不宜長時(shí)間支持重物，我們小組成員自行設(shè)計(jì)了一種運(yùn)用行星周轉(zhuǎn)輪系來放大力矩原理的千斤頂，那么該千斤頂具備了起重量較大，能實(shí)現(xiàn)自鎖，結(jié)構(gòu)較簡單，可以長時(shí)間支持重物的特點(diǎn)，分別彌補(bǔ)了上述幾種類型千斤頂?shù)囊恍┎蛔阒?。?章機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì) 2.1自鎖裝置的選擇 2.1.1螺旋副自鎖機(jī)構(gòu)1如圖， 利用螺旋副的摩擦與自鎖原理。螺旋副中的螺旋線可以在平面上展開為一個(gè)直角三角形，這樣我們可以更方便的來分析螺旋副中的摩擦情況。在進(jìn)行螺旋副的力分析時(shí)候，螺母與螺桿之間的相互作用力可以看成是集中作用在中徑上，螺紋中徑螺旋線的升角用表示。在螺旋副的運(yùn)動(dòng)方面，螺母沿螺桿軸線的上升轉(zhuǎn)化為滑塊沿

6、斜面的上升，稱為正行程；螺母沿螺桿軸線的下降轉(zhuǎn)化為滑塊沿斜面的下降，稱為反行程。在螺旋副的受力方面，作用于螺母2上的軸向力仍然與螺桿軸線方向平行，方向?yàn)榇怪毕蛳?；作用于螺母上的力矩轉(zhuǎn)化為水平集中力，兩者的關(guān)系為由圖可知：在正行程中，力與滑塊的運(yùn)動(dòng)方向成銳角，所以該力為主動(dòng)力；力與滑塊的運(yùn)動(dòng)方向成鈍角，所以為阻力。而在另一圖中所示的反行程中則反之，力為主動(dòng)力，力為阻力。圖中的螺紋牙形為矩形，螺母與螺桿之間的接觸可以近似地看成是平面接觸，那么，在對(duì)矩形螺紋中的摩擦力進(jìn)行分析時(shí)，滑塊與斜面之間的摩擦系數(shù)和摩擦角分別為和?，F(xiàn)在我們經(jīng)過上述一系列的轉(zhuǎn)化，就很容易地對(duì)螺旋副進(jìn)行分析了。在圖中，滑塊1上受三

7、個(gè)力：、和。其中為斜面作用于滑塊上的力，是垂直于斜面的正壓力和平行于斜面的摩擦力兩個(gè)分力的矢量和，這兩個(gè)分力在圖中沒有畫出來，因此我們不必分別考慮，可根據(jù)移動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)副反力與構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度方向成，直接畫出的方向。根據(jù)滑塊2的平衡條件，可以畫出力分析的封閉多邊形。由力封閉多邊形可以得出，正行程中有：可以采用與正行程相同的分析方法對(duì)反行程進(jìn)行分析，同樣可以得到在反行程中有：現(xiàn)在我們?cè)谠撀菪钡脑O(shè)計(jì)中，需要的是其反行程能夠自鎖，即無論多大，螺母2也不會(huì)相對(duì)于螺桿1運(yùn)動(dòng)，從圖中可以看出，與斜面的垂線方向之間的夾角就是升角，根據(jù)平面移動(dòng)副的自鎖條件，可以得到螺旋副反行程的自鎖條件為： 因此，在這里我

8、們只需要做出一個(gè)滿足該條件的螺旋副夾角，就可以使螺母反行程達(dá)到自鎖的效果。 2.1.2斜面自鎖機(jī)構(gòu) 1如圖，利用斜面機(jī)構(gòu)自鎖原理。該斜面機(jī)構(gòu)自由度為1，也是最簡單的低副機(jī)構(gòu)，它可以將構(gòu)件2水平方向的移動(dòng)變?yōu)闃?gòu)件3垂直方向的移動(dòng)。在這里，我們先確定各個(gè)運(yùn)動(dòng)副反力的方向和大小。我們把斜面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分成正行程和反行程兩種情況。在正行程中，是驅(qū)動(dòng)力，構(gòu)件2向左運(yùn)動(dòng)，構(gòu)件3向上運(yùn)動(dòng)；在反行程中，是驅(qū)動(dòng)力，構(gòu)件3向下運(yùn)動(dòng)，構(gòu)件2向右運(yùn)動(dòng)。首先進(jìn)行正行程分析，構(gòu)件2、3相對(duì)機(jī)架1的移動(dòng)速度和以及構(gòu)件3相對(duì)于構(gòu)件2的移動(dòng)速度如圖所示。再根據(jù)移動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副反力方向的確定方法，可以確定出運(yùn)動(dòng)副反力、的方向，構(gòu)件2的

9、力平衡方程為：構(gòu)件3的力平衡方程為：根據(jù)各個(gè)運(yùn)動(dòng)副反力的方向和力平衡方程，可以畫出力矢量封閉多邊形，如圖所示。力矢量封閉多邊形是由兩個(gè)三角形組成的，對(duì)每個(gè)三角形應(yīng)用正弦定理，就可以求出各個(gè)力之間的關(guān)系。圖中可以得到：整理得：按照相同的過程和方法，我們可以反行程進(jìn)行分析，如圖,得出在反行程中：整理可得：可以得到斜面機(jī)構(gòu)自鎖條件為：我們只要制作出一個(gè)滿足該自鎖條件的斜面機(jī)構(gòu)，就可以使斜面在反行程的時(shí)候達(dá)到自鎖效果。兩種方案都很巧妙地應(yīng)用了運(yùn)動(dòng)副自鎖的原理，我們將接下來對(duì)這兩種方案都進(jìn)行一定研究和分析。2.2力放大機(jī)構(gòu)的選擇2.2.1方案一1 如圖， 力的放大機(jī)構(gòu)是由四個(gè)一樣大小的齒輪組合而成，其中

10、大齒輪與小齒輪嚙合，如此這樣，其對(duì)力的放大就是大齒輪直徑之積比小齒輪直徑之積： ，我們?cè)O(shè)計(jì)的大齒輪齒數(shù)為，小齒輪齒數(shù)為，大小齒輪的模數(shù)都是，則可以確定大齒輪的直徑為,小齒輪的直徑為。這樣的話，我們能得到的放大倍數(shù)為： 該種方案結(jié)構(gòu)十分簡單而一目了然，且傳動(dòng)比即力的放大比也很容易計(jì)算出來。但顯然該方案所達(dá)到的力的放大效果不是很理想，比較小，而且四種一樣的齒輪排列成一排并沒有對(duì)每個(gè)齒輪的承載能力進(jìn)行充分的利用，僅僅只是最大限度的利用第四個(gè)齒輪的承載能力，造成了對(duì)其它齒輪的浪費(fèi)，此外這種簡單的齒輪排列方式顯得非常原始和沒有技術(shù)含量，空間的利用十分粗獷而不節(jié)約。 2.2.2方案二 1 如圖 力的放大機(jī)

11、構(gòu)是靠一組行星周轉(zhuǎn)輪系構(gòu)成的，其組成有大齒輪和小齒輪的嚙合，內(nèi)齒輪與外齒輪的嚙合，下面我們將確定該機(jī)構(gòu)的對(duì)力的放大比：A齒輪與B齒輪相對(duì)于系桿C的轉(zhuǎn)速比為又因?yàn)閮?nèi)齒輪B是固定的，即，所以。A齒輪與G齒輪相對(duì)于系桿C的轉(zhuǎn)速比為將代入上式，最后得A齒輪與G齒輪的轉(zhuǎn)速比為 那么機(jī)構(gòu)對(duì)力的放大比為行星周轉(zhuǎn)輪系雖然較為復(fù)雜，但是它空間占據(jù)小，自身重量較輕，傳動(dòng)效率也比較高，承載能力高，傳動(dòng)比往往可以達(dá)到幾千，且因?yàn)槠渚哂袃?nèi)齒輪嚙合，使得對(duì)空間的利用更充分。綜合上述兩種力放大機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，我們認(rèn)為方案二對(duì)力的放大比非常大，更能符合我們對(duì)新設(shè)計(jì)的千斤頂?shù)奶匦砸螅饰覀冞x擇方案二做為該千斤頂?shù)牧Ψ糯髾C(jī)構(gòu)。第3

12、章機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 3.1力放大機(jī)構(gòu)齒輪尺寸2 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是確定基本參數(shù)，。根據(jù)我們對(duì)該千斤頂?shù)囊?，我們依?jù)國標(biāo)首先確定齒輪壓力角，因?yàn)橐蟮凝X輪式正常齒制的齒輪，所以依據(jù)國標(biāo)得到齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)，我們?cè)O(shè)計(jì)的是標(biāo)準(zhǔn)齒輪，因此變位系數(shù)。如圖，為了達(dá)到我們?cè)O(shè)計(jì)的要求，即力的放大比達(dá)到3000倍左右，我們先選擇齒輪齒數(shù)分別是，?，F(xiàn)在在需要確定的基本參數(shù)里面，還有模數(shù)沒有確定，接下來的部分我們將詳細(xì)利用機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)來求出齒輪的模數(shù)。在這里，我們以齒輪為對(duì)象來確定模數(shù)，假設(shè)施加給齒輪的力矩。我們利用機(jī)械設(shè)計(jì)上齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的方法來做計(jì)算，在這里先大致介紹一下其計(jì)算公式。由于輪緣剛度

13、很大，故輪齒可以看作是寬度為的懸臂梁。因此，齒根處為危險(xiǎn)截面，它可以用切線法確定：作于齒輪對(duì)稱中線成角并與齒根過渡曲線相切的切線，通過兩切點(diǎn)平行于齒輪軸線的截面，即齒根危險(xiǎn)截面。理論上載荷應(yīng)由同時(shí)嚙合的多對(duì)齒分擔(dān)（因端面重合度>1）,但為了簡化計(jì)算，通常假設(shè)全部載荷作用于只有一對(duì)齒嚙合時(shí)的齒頂進(jìn)行分析，另用重合度系數(shù)對(duì)齒根彎曲應(yīng)力予以修正。沿嚙合線方向作用于齒頂?shù)姆ㄏ蛄Γ梢苑纸鉃榛ハ啻怪钡膬蓚€(gè)分力：和。前者使齒根產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和切應(yīng)力，后者使齒根產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。彎曲應(yīng)力起主要作用，其余影響很小，為簡化計(jì)算，在應(yīng)力修正系數(shù)，中考慮。齒輪長期工作后，受拉側(cè)先產(chǎn)生疲勞裂紋，因此齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)

14、算應(yīng)以拉側(cè)為計(jì)算依據(jù)。齒根的最大彎曲力矩 計(jì)入載荷系數(shù)、應(yīng)力修正系數(shù)，重合度系數(shù)后，得彎曲強(qiáng)度校核公式以、代入，得設(shè)計(jì)公式以上便是由彎曲強(qiáng)度確定齒輪模數(shù)的理論依據(jù)，現(xiàn)在我們將利用該理論來求解齒輪模數(shù)了。一下各系數(shù)的查找全部在機(jī)械設(shè)計(jì)一書上完成，且齒輪的材料為淬火45鋼。載荷系數(shù)由公式可求得，因千斤頂需要頂起非常重的物體，那么其工作特性均在嚴(yán)重沖擊下，由表12.9，故選取使用系數(shù)=2.25,；因人為搖動(dòng)千斤頂搖臂，而力的放大機(jī)構(gòu)同時(shí)也是一個(gè)減速裝置，減速比達(dá)到三千分之一，多以齒輪的圓周速度幾乎為0，由圖12.9，故選取動(dòng)載系數(shù)=1.0；因?yàn)榍Ы镯斒瞧鹬貦C(jī)構(gòu)，由表12.5知道齒輪的精度等級(jí)應(yīng)為8級(jí)

15、，由表12.10，故選取齒間載荷分配系數(shù)=1.4,；由表12.11，故選取齒向載荷分布系數(shù)=1.38。最后得載荷系數(shù)因?yàn)辇X輪為軟齒面，且非對(duì)稱分布，由表12.13，故選取齒寬系數(shù)=0.5，許用彎曲應(yīng)力因齒輪為單向受力，故選取公式，由圖12.23（c），可以讀出，。那么許用彎曲應(yīng)力， 。齒數(shù),齒形系數(shù)由圖12.21可以讀出=2.34，應(yīng)力修正系數(shù)由圖12.22可以查的=1.72，重合度系數(shù)，由公式，那么 模數(shù)圓整成。因求解出了模數(shù)，故所有齒輪的分度圓直徑也就可以得到了：齒輪A分度圓直徑；齒輪B分度圓直徑；齒輪E分度圓直徑；齒輪F分度圓直徑；齒輪G分度圓直徑?，F(xiàn)在進(jìn)一步可以通過計(jì)算得到5個(gè)齒輪的主

16、要幾何參數(shù)：齒輪A基圓直徑齒輪A齒頂圓直徑齒輪A齒根圓直徑齒輪A分度圓齒距齒輪A齒頂圓壓力角齒輪E基圓直徑齒輪E齒頂圓直徑齒輪E齒根圓直徑齒輪E分度圓齒距齒輪E頂圓壓力角齒輪F基圓直徑齒輪F齒頂圓直徑齒輪F齒根圓直徑齒輪F分度圓齒距齒輪F頂圓壓力角齒輪G和齒輪B是內(nèi)嚙合齒輪，所以它的齒頂圓直徑和齒根圓直徑算法與外嚙合齒輪不一樣，其滿足的公式為： 齒輪B基圓直徑齒輪B齒頂圓直徑齒輪B齒根圓直徑齒輪B分度圓齒距齒輪B頂圓壓力角齒輪G基圓直徑齒輪G齒頂圓直徑齒輪G齒根圓直徑齒輪G分度圓齒距齒輪G頂圓壓力角齒輪A與齒輪E的重合度 齒輪E與齒輪B的重合度 齒輪F與齒輪G的重合度 3.2斜面自鎖機(jī)構(gòu)斜面傾

17、角尺寸1由反行程的受力分析圖可知，整理得：因此要使機(jī)構(gòu)自鎖，則有，其中為摩擦角，由于材料為45鋼，靜摩擦系數(shù)為0.15，故則斜面的傾斜角因該設(shè)計(jì)為第4章力放大機(jī)構(gòu)各齒輪強(qiáng)度校核2 已知各個(gè)齒輪的幾何參數(shù)和工作條件后，我們接下來可以每個(gè)齒輪進(jìn)行強(qiáng)度校核了。在強(qiáng)度校核之前先介紹一下需要做的強(qiáng)度校核即齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。在預(yù)定的使用期限內(nèi)，齒面不產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕的強(qiáng)度條件為上式適用于兩圓柱體相接觸的情況。一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，且可將齒廓嚙合點(diǎn)的曲率半徑和視為接觸圓柱體的半徑，節(jié)點(diǎn)處的值雖然不是最小值，但該點(diǎn)處一般只有一對(duì)齒嚙合，點(diǎn)蝕也往往先在節(jié)線附近的齒根表面出現(xiàn)。因此，接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算通常以

18、節(jié)點(diǎn)為計(jì)算點(diǎn)。此外，式中的為圓柱體上的壓力，用于齒輪應(yīng)為法向力；為圓柱體接觸長度，用于齒輪則為齒輪寬度，由于端面重合度總是大于1，故應(yīng)代入接觸總長度。式中的、和用下式代入，計(jì)入載荷系數(shù)后，得到最大接觸應(yīng)力和小齒輪分度圓直徑分別為 該式即為齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式。由于輪緣剛度很大，故輪齒可以看作是寬度為的懸臂梁。因此，齒根處為危險(xiǎn)截面，它可以用切線法確定：作于齒輪對(duì)稱中線成角并與齒根過渡曲線相切的切線，通過兩切點(diǎn)平行于齒輪軸線的截面，即齒根危險(xiǎn)截面。理論上載荷應(yīng)由同時(shí)嚙合的多對(duì)齒分擔(dān)（因端面重合度>1）,但為了簡化計(jì)算，通常假設(shè)全部載荷作用于只有一對(duì)齒嚙合時(shí)的齒頂進(jìn)行分析，另用重合度系

19、數(shù)對(duì)齒根彎曲應(yīng)力予以修正。沿嚙合線方向作用于齒頂?shù)姆ㄏ蛄?，可以分解為互相垂直的兩個(gè)分力：和。前者使齒根產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和切應(yīng)力，后者使齒根產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。彎曲應(yīng)力起主要作用，其余影響很小，為簡化計(jì)算，在應(yīng)力修正系數(shù)，中考慮。齒輪長期工作后，受拉側(cè)先產(chǎn)生疲勞裂紋，因此齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)以拉側(cè)為計(jì)算依據(jù)。齒根的最大彎曲力矩 計(jì)入載荷系數(shù)、應(yīng)力修正系數(shù)，重合度系數(shù)后，得彎曲強(qiáng)度校核公式該式即為齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核公式。載荷系數(shù)由公式可求得，因千斤頂需要頂起非常重的物體，那么其工作特性均在嚴(yán)重沖擊下，由表12.9，故選取使用系數(shù)=2.25,；因人為搖動(dòng)千斤頂搖臂，而力的放大機(jī)構(gòu)同時(shí)也是一個(gè)減速裝置，減

20、速比達(dá)到三千分之一，多以齒輪的圓周速度幾乎為0，由圖12.9，故選取動(dòng)載系數(shù)=1.0；因?yàn)榍Ы镯斒瞧鹬貦C(jī)構(gòu)，由表12.5知道齒輪的精度等級(jí)應(yīng)為8級(jí)，由表12.10，故選取齒間載荷分配系數(shù)=1.4,；由表12.11，故選取齒向載荷分布系數(shù)=1.38。最后得載荷系數(shù)因?yàn)辇X輪為軟齒面，且非對(duì)稱分布，由表12.13，故選取齒寬系數(shù)=0.5，齒輪材料是45鋼，由表12.12查得彈性系數(shù)=189.8 ，齒輪為圓柱直齒輪，故螺旋角，由圖12.16查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)=2.5，許用接觸應(yīng)力推薦取，因?yàn)椴牧蠟?5鋼，由圖12.12（c）查得和故 許用彎曲應(yīng)力推薦取，因?yàn)椴牧蠟?5鋼，由圖12.23（c）查得和故 以

21、上系數(shù)是接下來做強(qiáng)度校核時(shí)不變的系數(shù)，后面的計(jì)算為了方便，我們將直接代入以上的系數(shù)。對(duì)齒輪F做校核：重合度系數(shù)，齒輪F與齒輪G的重合度，故可以計(jì)算得到，這里的即為齒輪F的分度圓直徑，扭矩為，傳動(dòng)比，傳動(dòng)形式為內(nèi)嚙合，故最終得該結(jié)果說明齒輪F的齒面接觸疲勞強(qiáng)度能滿足要求，故需要重新選材，根據(jù)圖12.12（c），齒輪F可以選擇合金鋼。 已知該齒輪的齒數(shù)為17，齒形系數(shù)根據(jù)圖12.21，可以查得齒形系數(shù)為。已知該齒輪的齒數(shù)為17，應(yīng)力修正系數(shù)根據(jù)圖12.22，可以查得應(yīng)力修正系數(shù)為。已知該齒輪與齒輪G的重合度為1.98，根據(jù)公式，可以計(jì)算得到重合度系數(shù)為。這里的為齒輪寬=170mm，為齒輪分度圓直徑

22、=340mm。故最終得 該結(jié)果說明齒輪F的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度不能滿足要求，故需要重新選材，根據(jù)圖12.23（c），齒輪F也應(yīng)該選擇合金鋼。所以校核說明齒輪F的材料確實(shí)應(yīng)該有合金鋼來代替。對(duì)齒輪E做校核：重合度系數(shù)，齒輪E與齒輪B的重合度，故可以計(jì)算得到，這里的即為齒EF的分度圓直徑，傳動(dòng)比，傳動(dòng)形式為內(nèi)嚙合，這里的扭矩很明顯已經(jīng)不再是16660000，我們需要單獨(dú)來分析齒輪E上的受力情況了，因此我們畫出了齒輪E的簡圖，并在上面表明了受力的情況和方向，“”表示力是由外向里的，“”表示力是由里向外的，表示的是齒輪E的直徑，表示的是齒輪F的直徑，具體如圖：齒輪是在勻速的旋轉(zhuǎn)，那么齒輪滿足動(dòng)態(tài)平衡的受力

23、和扭矩關(guān)系，根據(jù)，有，即 ,根據(jù)，有已知，故得 應(yīng)為更大，所以我們?cè)谶@里應(yīng)該研究齒輪E與齒輪B嚙合點(diǎn)的強(qiáng)度情況，此時(shí)扭矩 故最終得該結(jié)果說明齒輪E的齒面接觸疲勞強(qiáng)度不能滿足要求，故需要重新選材，根據(jù)圖12.12（c），齒輪E可以選擇合金鋼。 已知該齒輪的齒數(shù)為16，齒形系數(shù)根據(jù)圖12.21，可以查得齒形系數(shù)為。已知該齒輪的齒數(shù)為16，應(yīng)力修正系數(shù)根據(jù)圖12.22，可以查得應(yīng)力修正系數(shù)為。已知該齒輪與齒輪B的重合度為2.01，根據(jù)公式，可以計(jì)算得到重合度系數(shù)為。這里的為齒輪寬=160mm，為齒輪分度圓直徑=320mm。故最終得 該結(jié)果說明齒輪E的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度不能滿足要求，故需要重新選材，根據(jù)

24、圖12.23（c），齒輪E也應(yīng)該選擇合金鋼。所以校核說明齒輪F的材料確實(shí)應(yīng)該有合金鋼來代替。對(duì)齒輪B做校核：齒輪B與齒輪E內(nèi)嚙合，而齒輪B相對(duì)來說是大齒輪，本來大小齒輪在一起只需驗(yàn)證小齒輪的強(qiáng)度，但是通過上面的校核發(fā)現(xiàn)小齒輪的強(qiáng)度已經(jīng)不滿足要求，所以這里我們不能確定齒輪B是否強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，因此我們現(xiàn)在必須也對(duì)齒輪B做一下強(qiáng)度校核。重合度系數(shù)，齒輪E與齒輪B的重合度，故可以計(jì)算得到，這里的即為齒輪B的分度圓直徑，扭矩為 傳動(dòng)比，傳動(dòng)形式為內(nèi)嚙合，故最終得該結(jié)果說明齒輪B的齒面接觸疲勞強(qiáng)度能滿足要求，那么接下來就要對(duì)齒輪B進(jìn)行齒根彎曲強(qiáng)度校核。已知該齒輪的齒數(shù)為47，齒形系數(shù)根據(jù)圖12.21，

25、可以查得齒形系數(shù)為。已知該齒輪的齒數(shù)為47，應(yīng)力修正系數(shù)根據(jù)圖12.22，可以查得應(yīng)力修正系數(shù)為。已知該齒輪與齒輪E的重合度為2.01，根據(jù)公式，可以計(jì)算得到重合度系數(shù)為。這里的為齒輪寬=470mm，為齒輪分度圓直徑=940mm。故最終得 該結(jié)果說明齒輪B的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度能滿足要求。上面的驗(yàn)證說明齒輪B完全滿足設(shè)計(jì)的要求。對(duì)齒輪A的校核：重合度系數(shù)，齒輪E與齒輪A的重合度，故可以計(jì)算得到，這里的即為齒輪A的分度圓直徑，齒輪A與齒輪E嚙合點(diǎn)的反力為，故扭矩為 傳動(dòng)比，傳動(dòng)形式為外嚙合，故最終得該結(jié)果說明齒輪A的齒面接觸疲勞強(qiáng)度能滿足要求，那么接下來就要對(duì)齒輪A進(jìn)行齒根彎曲強(qiáng)度校核。已知該齒輪的

26、齒數(shù)為15，齒形系數(shù)根據(jù)圖12.21，可以查得齒形系數(shù)為。已知該齒輪的齒數(shù)為15，應(yīng)力修正系數(shù)根據(jù)圖12.22，可以查得應(yīng)力修正系數(shù)為。已知該齒輪與齒輪E的重合度為1.49，根據(jù)公式，可以計(jì)算得到重合度系數(shù)為。這里的為齒輪寬=150mm，為齒輪分度圓直徑=300mm。故最終得 該結(jié)果所得到的強(qiáng)度大大地小于許用彎曲應(yīng)力，說明齒輪B的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度能滿足要求。上面的計(jì)算說明，齒輪A能夠滿足設(shè)計(jì)要求，且離最小許用應(yīng)力還相當(dāng)遠(yuǎn)。第5章. 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析與動(dòng)力分析 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析就是根據(jù)在機(jī)構(gòu)各構(gòu)件運(yùn)動(dòng)尺寸已確定、且原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（通常原動(dòng)件做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)）已知來確定其他構(gòu)件上某些點(diǎn)的軌跡、位移

27、、速度和加速度（或某些構(gòu)件的位置、角位移、角速度、角加速度）等運(yùn)動(dòng)參數(shù)。為了確定機(jī)構(gòu)工作過程的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性能，往往要知道機(jī)構(gòu)構(gòu)件上某些點(diǎn)的速度、加速度及其變化規(guī)律。對(duì)于高速和重載機(jī)械，其運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的慣性力往往很大，因此，在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算、動(dòng)力特性分析和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)（如機(jī)構(gòu)平衡）時(shí)常需要計(jì)算構(gòu)件慣性力。因而，也就要求首先對(duì)機(jī)構(gòu)的速度和加速度進(jìn)行分析。力放大機(jī)構(gòu)各齒輪運(yùn)動(dòng)分析1由于我們選擇的力的放大機(jī)構(gòu)是行星周轉(zhuǎn)輪系，所以這種輪系的運(yùn)動(dòng)分析方法不像定軸輪系的運(yùn)動(dòng)分析那樣簡單。在以機(jī)架為參考系的周轉(zhuǎn)輪系中，行星輪的軸心線是運(yùn)動(dòng)的。但是，若以系桿為參考系，則輪系中各個(gè)齒輪的軸心線位置就不再發(fā)生變化，輪系

28、變成定軸輪系，這樣我們可以利用定軸輪系的傳動(dòng)比的計(jì)算方法來計(jì)算。于是在這里可以提出一種周轉(zhuǎn)輪系運(yùn)動(dòng)的分析方法：將運(yùn)動(dòng)分析的參考系選擇為系桿，是周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成“定軸輪系”，各個(gè)齒輪相對(duì)于系桿的相對(duì)轉(zhuǎn)速關(guān)系可以應(yīng)用定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法和公式，最后，再利用相對(duì)轉(zhuǎn)速與絕對(duì)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，便可以得到各個(gè)齒輪、系桿絕對(duì)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。在圖中我們將以畫箭頭的方式依次確定出輪系中各個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)向。一般情況下，為了表示輪系運(yùn)動(dòng)輸入與輸出軸轉(zhuǎn)向之間的關(guān)系作如下約定：當(dāng)輪系的輸入軸和輸出軸的軸心線是平行的或重合的時(shí)候，轉(zhuǎn)向關(guān)系通過加在傳動(dòng)比前面的符號(hào)表示:如果輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)向相同，傳動(dòng)比前加“+”，如果輸入軸

29、和輸出軸的轉(zhuǎn)向相反，傳動(dòng)比前加“”。該千斤頂是靠人利用與齒輪A的軸相連的搖臂給予一個(gè)均勻輸入轉(zhuǎn)速，現(xiàn)在設(shè)這個(gè)轉(zhuǎn)速就是，而每個(gè)齒輪的齒數(shù)都如圖所示?，F(xiàn)在我們就以系桿為參考系，由于輪系中的所有構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸心線都是平行的或者重合的，所以，各個(gè)齒輪相對(duì)于系桿的賺死可以用代數(shù)的加減得到。系桿的角速度設(shè)為，則每個(gè)齒輪相對(duì)于系桿的轉(zhuǎn)速為該齒輪的絕對(duì)轉(zhuǎn)速加上一個(gè)“”，即：，。此時(shí)系桿“固定不動(dòng)”，輪系也成為“定軸輪系”，該輪系為原差動(dòng)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)。內(nèi)嚙合使得兩齒輪轉(zhuǎn)向相同，外嚙合使得兩齒輪轉(zhuǎn)向相反。齒輪A與齒輪E相對(duì)轉(zhuǎn)速為：齒輪E與齒輪B相對(duì)轉(zhuǎn)速為：齒輪F與齒輪G相對(duì)轉(zhuǎn)速為：齒輪G為輸出端，齒輪A為輸入端，

30、那么輸入與輸出之間的傳動(dòng)比為：齒輪A與齒輪B的相對(duì)轉(zhuǎn)速為：因?yàn)橐詾辇X輪B是固定的，所以，所以將代入，最后得即傳動(dòng)比為第6章. 機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析的主要內(nèi)容是確定實(shí)現(xiàn)設(shè)定的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)所施加于機(jī)構(gòu)上的力，此力被稱為機(jī)構(gòu)的平衡力或平衡力矩。確定機(jī)構(gòu)的平衡力（或平衡力矩）在工程上具有重要意義?？梢愿鶕?jù)確定出來的平衡力（或平衡力矩）選擇動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，確定機(jī)械裝置的工作能力等。在求解過程中還可以求出機(jī)構(gòu)中各個(gè)運(yùn)動(dòng)副的反力，為零件的強(qiáng)度、剛度設(shè)計(jì)提供依據(jù)?？傊瑱C(jī)構(gòu)的動(dòng)力分析對(duì)于了解機(jī)構(gòu)的傳力性能、進(jìn)行驅(qū)動(dòng)裝置的選擇。確定機(jī)械的工作能力等方面都是非常必要的。6.1自鎖機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析 6.1.1螺旋副自鎖機(jī)

31、構(gòu)動(dòng)力分析1 螺旋副中的螺旋線可以在平面上展開為一個(gè)直角三角形，這樣我們可以更方便的來分析螺旋副中的摩擦情況。在進(jìn)行螺旋副的力分析時(shí)候，螺母與螺桿之間的相互作用力可以看成是集中作用在中徑，上，螺紋中徑螺旋線的升角用表示。在螺旋副的運(yùn)動(dòng)方面，螺母沿螺桿軸線的上升轉(zhuǎn)化為滑塊沿斜面的上升，稱為正行程；螺母沿螺桿軸線的下降轉(zhuǎn)化為滑塊沿斜面的下降，稱為反行程。在螺旋副的受力方面，作用于螺母2上的軸向力仍然與螺桿軸線方向平行，方向?yàn)榇怪毕蛳?；作用于螺母上的力矩轉(zhuǎn)化為水平集中力，兩者的關(guān)系為由圖可知：在正行程中，力與滑塊的運(yùn)動(dòng)方向成銳角，所以該力為主動(dòng)力；力與滑塊的運(yùn)動(dòng)方向成鈍角，所以為阻力。而在另一圖中所

32、示的反行程中則反之，力為主動(dòng)力，力為阻力。 圖中的螺紋牙形為矩形，螺母與螺桿之間的接觸可以近似地看成是平面接觸，那么，在對(duì)矩形螺紋中的摩擦力進(jìn)行分析時(shí)，滑塊與斜面之間的摩擦系數(shù)和摩擦角分別為和?，F(xiàn)在我們經(jīng)過上述一系列的轉(zhuǎn)化，就很容易地對(duì)螺旋副進(jìn)行分析了。在圖中，滑塊1上受三個(gè)力：、和。其中為斜面作用于滑塊上的力，是垂直于斜面的正壓力和平行于斜面的摩擦力兩個(gè)分力的矢量和，這兩個(gè)分力在圖中沒有畫出來，因此我們不必分別考慮，可根據(jù)移動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)副反力與構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度方向成，直接畫出的方向。根據(jù)滑塊2的平衡條件，可以畫出力分析的封閉多邊形。由力封閉多邊形可以得出，正行程中有：可以采用與正行程相同的分

33、析方法對(duì)反行程進(jìn)行分析，同樣可以得到在反行程中有： 以上就是我們對(duì)螺旋副自鎖機(jī)構(gòu)的動(dòng)力與阻力的關(guān)系分析。6.1.2斜面自鎖機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析1如圖，該斜面機(jī)構(gòu)自由度為1，也是最簡單的低副機(jī)構(gòu)，它可以將構(gòu)件2水平方向的移動(dòng)變?yōu)闃?gòu)件3垂直方向的移動(dòng)。在這里，我們先確定各個(gè)運(yùn)動(dòng)副反力的方向和大小。我們把斜面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分成正行程和反行程兩種情況。在正行程中，是驅(qū)動(dòng)力，構(gòu)件2向左運(yùn)動(dòng)，構(gòu)件3向上運(yùn)動(dòng)；在反行程中，是驅(qū)動(dòng)力，構(gòu)件3向下運(yùn)動(dòng)，構(gòu)件2向右運(yùn)動(dòng)。首先進(jìn)行反行程分析，構(gòu)件2、3相對(duì)機(jī)架1的移動(dòng)速度和以及構(gòu)件3相對(duì)于構(gòu)件2的移動(dòng)速度如圖所示。再根據(jù)移動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副反力方向的確定方法，可以確定出運(yùn)動(dòng)副反力、的方

34、向，構(gòu)件2的力平衡方程為：構(gòu)件3的力平衡方程為：根據(jù)各個(gè)運(yùn)動(dòng)副反力的方向和力平衡方程，可以畫出力矢量封閉多邊形，如圖所示。力矢量封閉多邊形是由兩個(gè)三角形組成的，對(duì)每個(gè)三角形應(yīng)用正弦定理，就可以求出各個(gè)力之間的關(guān)系。圖中可以得到：整理得：按照相同的過程和方法，我們可以反行程進(jìn)行分析，如圖，得出在反行程中：整理可得：以上就是斜面機(jī)構(gòu)的動(dòng)力與阻力的關(guān)系分析。6.2力放大機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析對(duì)力放大機(jī)構(gòu)的動(dòng)力分析，我們將采用ADAMS軟件進(jìn)行建模分析， 圖1 7所受的力的變化 圖2 7所受的力矩變化 圖3 10的受力變化 圖4 10所受力矩的變化 圖5 12的受力變化 圖6 12受力矩的變化圖7 齒數(shù)16和1

35、7兩齒輪的中間軸的加速度 圖8齒數(shù)16和17兩齒輪的中間軸的角加速度 圖9齒數(shù)為16的齒輪的加速度 圖10 齒數(shù)為16的齒輪的角加速度 圖11 齒數(shù)為17的齒輪的加速度 圖12齒數(shù)為17的齒輪的角加速度 圖13 齒數(shù)為47的齒輪的加速度 圖14 齒數(shù)為47的齒輪的角加速度 圖15齒數(shù)為50的齒輪的角速度 圖16 齒數(shù)為50的齒輪的速度 圖17 轉(zhuǎn)動(dòng)副A的受力變化 圖18 轉(zhuǎn)動(dòng)副A所受力矩變化 圖19 轉(zhuǎn)動(dòng)副B的受力變化 圖20 轉(zhuǎn)動(dòng)副B所受的力矩變化 圖21 轉(zhuǎn)動(dòng)副E的受力變化 圖22 轉(zhuǎn)動(dòng)副E所受的力矩變化 圖23 轉(zhuǎn)動(dòng)副F的受力變化 圖24 轉(zhuǎn)動(dòng)副F所受的力矩變化注釋：（機(jī)構(gòu)的輸入的轉(zhuǎn)速為

36、1/120 轉(zhuǎn)/秒，在此條件下檢測機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的加速度和角加速度變化情況，以及運(yùn)動(dòng)副處所受的力和力矩的變化情況）轉(zhuǎn)動(dòng)副A連接齒數(shù)為15的齒輪和桿H轉(zhuǎn)動(dòng)副B連接齒數(shù)為16的齒輪和桿H轉(zhuǎn)動(dòng)副E連接齒數(shù)為50的齒輪和桿M轉(zhuǎn)動(dòng)副F連接齒數(shù)為17的齒輪和桿M轉(zhuǎn)動(dòng)副G連接齒數(shù)為15的齒輪和機(jī)架7的受力變化齒數(shù)為17的齒輪和中間軸之間的受力變化7所受力矩變化齒數(shù)為17的齒輪和中間軸之間的力矩變化12的受力變化桿M和機(jī)架之間的受力變化12所受力矩變化桿M和機(jī)架之間的力矩變化10的受力變化齒數(shù)為15的齒輪與機(jī)架之間的受力變化10所受力矩變化齒數(shù)為15的齒輪與機(jī)架之間的力矩變化第7章. 收獲與體會(huì)經(jīng)過將近一個(gè)學(xué)期的

37、努力，我們從“千斤頂”項(xiàng)目方案的提出，到力放大機(jī)構(gòu)和自鎖機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、校核，從開始對(duì)機(jī)構(gòu)選擇的迷茫到現(xiàn)在對(duì)機(jī)構(gòu)性能的完全掌握，從開始到處查閱資料到現(xiàn)在幾乎成了“半個(gè)專家”，我們小組經(jīng)歷了太多的心酸歷程，體會(huì)到了更多的徘徊與泄氣，感受到了許多對(duì)于完成工程項(xiàng)目的嚴(yán)謹(jǐn)思考和實(shí)事求是，最終我們通過一次又一次的討論研究和分析比較，該千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)已基本完成，這凝聚了我們小組兩位成員的心血和汗水，也讓我們感受到了一份辛勤一分收獲的喜悅。通過這次機(jī)械綜合設(shè)計(jì)，我們發(fā)現(xiàn)了很多問題，看到了自身不足，同時(shí)也收獲了很多東西。1. 通過這次綜合設(shè)計(jì)，我們進(jìn)一步鞏固了自身對(duì)機(jī)械學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)，尤其是將實(shí)際工程需要的設(shè)計(jì)與理

38、論融會(huì)貫通，較能靈活運(yùn)用現(xiàn)有的知識(shí)，解決我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中遇到的問題。2. 在力放大機(jī)構(gòu)和自鎖架構(gòu)的設(shè)計(jì)方案的確定過程中，我們學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用現(xiàn)有知識(shí)，從各方面去分析方案的優(yōu)缺點(diǎn)，確定最合適的設(shè)計(jì)方案。并且經(jīng)過這次綜合訓(xùn)練，我們的思維得到了很好的鍛煉，工程意識(shí)也得到了很好的培養(yǎng)。3. 通過這次機(jī)械綜合設(shè)計(jì)，我感到我們的創(chuàng)新能力有所提高，更增加了創(chuàng)造的激情，總是希望不斷的改進(jìn)，追求完美。4. 在這次機(jī)械綜合設(shè)計(jì)中，我們不僅用到了機(jī)械原理和機(jī)構(gòu)學(xué)中的知識(shí)，也用到了各種軟件，如Solidworks、ADAMS等，這讓我們明白機(jī)械綜合設(shè)計(jì)要注重對(duì)工程軟件的使用，工程軟件的使用將會(huì)進(jìn)一步簡化我們的工作，提高我

39、們的工作效率，以后做機(jī)械工程運(yùn)用更多的工程軟件將是一個(gè)必然的勢頭，因此我們要更多地去學(xué)習(xí)這些工程軟件。5. 通過本次課程設(shè)計(jì)，我們深刻意識(shí)到了團(tuán)隊(duì)合作精神的重要，在這次設(shè)計(jì)中，我們組合理分配任務(wù)，并互相幫助，相互協(xié)作，共同合作把團(tuán)隊(duì)任務(wù)做好。同時(shí)在這個(gè)過程中，我們也體會(huì)到了共同努力、追求創(chuàng)新的樂趣，體會(huì)到團(tuán)隊(duì)的重要性。第8章. 致謝我們要感謝何朝明老師，是他的支持和指導(dǎo)，是他給了我們莫大的支持和幫助，并感謝何朝明老師嚴(yán)格要求，這才能讓我們圓滿完成這次機(jī)械綜合設(shè)計(jì)。此外，我們還要感謝給我們的設(shè)計(jì)方案提出很多建議的雷敬文學(xué)長，使他給我們的設(shè)計(jì)提出了很多的建議，并且還教會(huì)我們?nèi)绾稳ビ肧olidwor

40、ks、ADAMS軟件的使用，使我們的方案設(shè)計(jì)更加完善和合理。最后我們還要再次真誠地感謝幫助我們的老師和同學(xué)們，感謝大家！參考文獻(xiàn)1 謝進(jìn) 萬朝燕 杜立杰.機(jī)械原理. 北京：高等教育出版社，2004年；2 張策.機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì). 陳樹昌 孟彩芳.第四版. 北京高等教育出版社，2004年；3 李慶華.材料力學(xué).第二版.成都西南交大出版社，1994年；4 大衛(wèi) G·烏爾曼. 機(jī)械設(shè)計(jì)過程. 北京機(jī)械工業(yè)出版社，2006年；5 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.成都西南交大出版社，2007年；6 徐灝等. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第2 冊(cè)) . 北京機(jī)械工業(yè)出版社,1991年； 7 徐灝等. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(

41、第3 冊(cè)) . 北京機(jī)械工業(yè)出版社,1991年；8 張萍. 液壓千斤頂. 國外機(jī)車車輛工藝,1999； 9 徐網(wǎng)大. 千斤頂. 國外機(jī)車車輛工藝,1999。 附錄1 建模過程 1>齒條1的模型2>齒條2的模型，并剖切斜面。3>手柄的建模，并根據(jù)材質(zhì)渲染顏色。 4>連桿的模型并挖空。5>齒輪1的模型 6>齒輪2的模型 7>齒輪3的模型8>齒輪4的模型9>齒輪5的模型10>齒輪6的模型11>齒輪7的模型12>把齒輪挖空，挖鍵槽。13>內(nèi)嚙合外齒輪的建模。 14>自鎖機(jī)構(gòu)兩個(gè)齒輪裝配。15>力放大機(jī)構(gòu)的裝配16

42、>顏色渲染17>力放大機(jī)構(gòu)和自鎖機(jī)構(gòu)的裝配。 動(dòng)力學(xué)分析過程把實(shí)體模型導(dǎo)入Adams軟件: 1> 電腦安裝MSC.Dynamic Designer for SolidWorks 模塊來實(shí)現(xiàn)兩者間的連接。 2> 首先將SolidWorks 中的模型另存為Parasolid( *.x_t) 格式, 在“選項(xiàng)” 中設(shè)置輸出版本為12.0 以下. 3> 將保存的文件的擴(kuò)展名改為xmt_txt, 在ADAMS/View中選擇import 就可以將文件導(dǎo)入。4> 最后, 手動(dòng)添加質(zhì)量屬性。5> 設(shè)置機(jī)構(gòu)的輸入轉(zhuǎn)速為1/120 轉(zhuǎn)/秒，在此條件下檢測機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的加速

43、度和角加速度變化情況，以及運(yùn)動(dòng)副處所受的力和力矩的變化情況。轉(zhuǎn)動(dòng)副A連接齒數(shù)為15的齒輪和桿H轉(zhuǎn)動(dòng)副B連接齒數(shù)為16的齒輪和桿H轉(zhuǎn)動(dòng)副E連接齒數(shù)為50的齒輪和桿M轉(zhuǎn)動(dòng)副F連接齒數(shù)為17的齒輪和桿M轉(zhuǎn)動(dòng)副G連接齒數(shù)為15的齒輪和機(jī)架7的受力變化齒數(shù)為17的齒輪和中間軸之間的受力變化7所受力矩變化齒數(shù)為17的齒輪和中間軸之間的力矩變化12的受力變化桿M和機(jī)架之間的受力變化12所受力矩變化桿M和機(jī)架之間的力矩變化10的受力變化齒數(shù)為15的齒輪與機(jī)架之間的受力變化10所受力矩變化齒數(shù)為15的齒輪與機(jī)架之間的力矩變化分析結(jié)果見正文動(dòng)力分析。附錄2 見打印的CAD導(dǎo)出圖。附錄3 文獻(xiàn)綜述1.背景及概述在生

44、產(chǎn)實(shí)踐中我們經(jīng)常會(huì)遇到一些將重物如機(jī)床、笨重的箱子、井下的軌道等在沒有起吊設(shè)備的情況下移動(dòng)或抬起,僅靠人工操作是很困難的,這就需要用到千斤頂來幫助我們。千斤頂與我們的生活切相關(guān),在建筑、鐵路、汽車維修等部門均得到廣泛的應(yīng)用,因此千斤頂技術(shù)的發(fā)展將直接或間接影響到這些部門的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作。千斤頂是用剛性頂舉件作為工作裝置，通過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.千斤頂廣泛用于載重車輛或移動(dòng)設(shè)備上支撐設(shè)備自重，調(diào)整設(shè)備水平的重要液壓元件。千斤頂是一種起重高度小(小于1m)的最簡單的起重設(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

45、于機(jī)械維修工作，在修橋過程中不適用。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。其結(jié)構(gòu)輕巧堅(jiān)固、靈活可靠，一人即可攜帶和操作。 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說，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，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。我們所常見到的液壓千斤頂就是利用了這個(gè)原理來達(dá)到力的傳遞。螺旋千斤頂 機(jī)械原理，以往復(fù)扳動(dòng)手柄，拔爪

46、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易。 千斤頂以它可實(shí)現(xiàn)力矩放大和受力自鎖這兩個(gè)主要特性，為現(xiàn)在的實(shí)際生產(chǎn)生活帶來了巨大的便捷。因此在做這次機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們把目光投向了千斤頂，據(jù)我們所知，常用的千斤頂可分為三類：齒條千斤頂，螺旋千斤頂，液壓千斤頂和氣囊式氣動(dòng)千斤頂。一 齒條千斤頂：由人力通過杠桿和齒輪帶動(dòng)齒條頂舉重物。起重量一般不超過20噸，可長期支持重物，主要用在作業(yè)條件不方便的地方或需要利用下部的托爪提升重物的場合，如鐵路起軌作業(yè)。 二 螺旋千斤頂：由人力通過螺旋副傳動(dòng)，螺桿或螺母套筒

47、作為頂舉件。普通螺旋千斤頂靠螺紋自鎖作用支持重物，構(gòu)造簡單，但傳動(dòng)效率低，返程慢。自降螺旋千斤頂?shù)穆菁y無自鎖作用，但裝有制動(dòng)器。放松制動(dòng)器，重物即可自行快速下降，縮短返程時(shí)間，但這種千斤頂構(gòu)造較復(fù)雜。螺旋千斤頂能長期支持重物，最大起重量已達(dá)100噸，應(yīng)用較廣。下部裝上水平螺桿后，還能使重物做小距離橫移。三 液壓千斤頂：由人力或電力驅(qū)動(dòng)液壓泵，通過液壓系統(tǒng)傳動(dòng)，用缸體或活塞作為頂舉件。液壓千斤頂可分為整體式和分離式。整體式的泵與液壓缸聯(lián)成一體；分離式的泵與液壓缸分離，中間用高壓軟管相聯(lián)。液壓千斤頂結(jié)構(gòu)緊湊，能平穩(wěn)頂升重物，起重量最大達(dá)1000噸，行程1米，傳動(dòng)效率較高，故應(yīng)用較廣；但易漏油，不宜

48、長期支持重物。 如長期支撐需選用自鎖千斤頂，螺旋千斤頂和液壓千斤頂為進(jìn)一步降低外形高度或增大頂舉距離，可做成多級(jí)伸縮式。 液壓千斤頂除上述基本型式外，按同樣原理可改裝成滑升模板千斤頂、液壓升降臺(tái)、張拉機(jī)等，用于各種特殊施工場合?；邶X條千斤頂起重量較小，螺旋千斤頂結(jié)構(gòu)復(fù)雜且有的不能自鎖，及液壓千斤頂不宜長時(shí)間支持重物，我們小組成員自行設(shè)計(jì)了一種運(yùn)用行星周轉(zhuǎn)輪系來放大力矩原理的千斤頂，那么該千斤頂具備了起重量較大，能實(shí)現(xiàn)自鎖，結(jié)構(gòu)較簡單，可以長時(shí)間支持重物的特點(diǎn)，分別彌補(bǔ)了上述幾種類型千斤頂?shù)囊恍┎蛔阒帯?2. 千斤頂?shù)难芯砍晒╝）汽車千斤頂?shù)膰鴥?nèi)外發(fā)展概況汽車千斤頂是汽車保養(yǎng)、維修不可缺少

49、的主要舉升工具。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)和汽車工業(yè)的發(fā)展,小轎車的產(chǎn)量逐年遞增,轎車普遍進(jìn)入平民百姓的家庭生活將成為社會(huì)發(fā)展的趨勢,這使得千斤頂?shù)男枨罅咳找嬖龃?。因此?duì)千斤頂技術(shù)的進(jìn)一步研究,生產(chǎn)出外形美觀、安全可靠、使用方便的高性價(jià)比產(chǎn)品顯得尤為重要。 (b) 國外發(fā)展情況早在20 世紀(jì)40 年代,臥式千斤頂就已經(jīng)開始在國外的汽車維修部門使用1 ,但由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)和使用上的原因,其尺寸較大,承載量較低。后來隨著社會(huì)需求量的增大以及千斤頂本身技術(shù)的發(fā)展,在90 年代初國外絕大部分用戶已以臥式千斤頂替代了立式千斤頂。在90 年代后期國外研制出了充氣千斤頂和便攜式液壓千斤頂?shù)刃滦颓Ы镯?。充氣千斤頂是由保加利亞一汽車運(yùn)輸研究所發(fā)明的,它用有彈性而又非常堅(jiān)固的橡膠制成。使用時(shí),用軟管將千斤頂連在汽車的排氣管上,經(jīng)過1520 秒,汽車將千斤頂鼓起,成為圓柱體。這種千斤頂可以把