螺旋千斤頂?shù)脑O計及運動仿真論文[帶圖紙].doc

I摘要機械設計在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著重要作用，機械工業(yè)擔負著為國民經(jīng)濟部門提供各種性能先進，價格低廉，使用安全可靠，造型美觀的技術裝備的任務，在國家現(xiàn)代化建設中舉足輕重，機械產(chǎn)品的競爭力取決于產(chǎn)品的質量，產(chǎn)品的質量取決于產(chǎn)品的設計。螺旋千斤頂是一種起重高度小（小于1m）的最簡單的設備。主要用于礦、交通運輸部門作為車輛修理及其它起重、支撐等工作。其結構輕巧堅固、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，通過頂部托座，底部托爪在小行程內頂升重物的輕小起重設備。該千斤頂是手動起重工具種類之一，其結構緊湊，合理的使用搖桿的擺動，使小齒輪轉動，經(jīng)一對圓錐齒輪嚙合運轉，帶動螺桿旋轉，推動升降套筒，從而使重物上升或下降。設計既是產(chǎn)品開發(fā)周期中關鍵的環(huán)節(jié)，又貫穿于產(chǎn)品開發(fā)過稱的始終，設計決定了產(chǎn)品功能和目標的方案，結構和選材，制造方法以及產(chǎn)品運行，使用和維修方法。設計不合理會導致產(chǎn)品不完善，成本提高或可靠性、安全性不高。產(chǎn)品設計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。嚴重的設計不合理甚至會造成產(chǎn)品設計不出來或不能使用，導致產(chǎn)品設計失敗。本次設計中，我首先查閱了大量資料，確定了將要設計的千斤頂結構，了解了零件的組成，和運行原理，然后通過計算得出了結構數(shù)據(jù)，再通過CAD作出相關圖形，使用PROE作出三維圖，再進行了運動仿真，進而得出成果。關鍵詞：機械設計；螺旋千斤頂；設計計算；運動仿真。IIAbstractAsisknowntoall,mechanicallayoutplaysanimportantroleinourdailynationaleconomy.Mechanicalindustryundertakesthetaskthatimprovethecapability-advanced,low-price,safety,andgood-lookingequipmentinthepartofnationaleconomy.Theadvantageofthemechanicalequipmentisofthequalityofmachine,Andthequalityofmachinedependsonthemechanicallayout.Thescrewjackisamachinewhichhaslowliftingheight.Itisusedforliftingandsustainintherepairingofcarsintrafficandminingindustry.Asthestructureofscrewjackisstongandflexible,itcanbecarriedandoperatedbyasingleperson.Itismadeupofrigidliftingdevice.Byusingthetopbracketandthebottomdragclaw,onecanliftsomethinginashortdistance.ThisjackisapartofHM-liftingequipment.Withthecompactstructure,onecanlifttheheavythingsbyswingreasonabledistanceofthejointedarmtomakethewheelgearmovetoenablethescrewrevolving.Thislayoutisnotonlyaimportantpartoftheproductdevelopmentcycle,butalsorunthroughfromthebeginningtotheendofthedevelopmentoftheproduct.Thelayoutmakesenseofthefunctionandplan,structureandmaterialselecting,manufacturingmethodsandproductoperation,andusingandrepairing.Unreasonabledesignmayresultintheimperfectofproductandaddinginthecost.Italsomayinfluencethesafetyandreliability.Itishardtomakeupbyusingthemethodofproducingandusing,ifthemachinehasdefectindesign.What`smore,itmayresultinthefailofthelayout.Atfirst,Ireferedtolargequantitiesofdocuments,sothatmadesureofthestructureofscrewjack.Withthesedocuments,Iunderstoodthecompriseofthecomponents,andtheoriginalprincipleofhowitworks.Then,bycalculating,Iworkedoutthestructureofitsdata.Aftercalculating,IcarriedoutthiscasebydrawingoutthegraphicmodelsanddoingmotionsimulationbyPROEafterworkingouttherelatedfiguresbyCAD.Thekeyword:machinedesign；screwjack；designoperation；motionsimulationIII目錄摘要.............................................................................................................錯誤!未定義書簽。ABSTRACT....................................................................................................錯誤!未定義書簽。目錄.........................................................................................................................................VII1緒論..............................................................................................................錯誤!未定義書簽。1.1本課題的研究內容和意義....................................................................錯誤!未定義書簽。1.2國內外的發(fā)展概況................................................................................錯誤!未定義書簽。1.3本課題應達到的要求............................................................................錯誤!未定義書簽。2螺旋千斤頂?shù)母攀龊驮O計要求...................................................................錯誤!未定義書簽。3螺旋千斤頂各部分的設計與計算...............................................................錯誤!未定義書簽。3.1螺桿的計算...........................................................................................錯誤!未定義書簽。3.1.1螺桿螺紋類型的選擇....................................................................錯誤!未定義書簽。3.1.2選取螺桿材料................................................................................錯誤!未定義書簽。3.1.3螺桿的直徑....................................................................................錯誤!未定義書簽。3.1.4自鎖性驗算....................................................................................錯誤!未定義書簽。3.1.5螺桿結構........................................................................................錯誤!未定義書簽。3.1.6穩(wěn)定性計算....................................................................................錯誤!未定義書簽。3.2螺母的設計計算...................................................................................錯誤!未定義書簽。3.2.1螺母的材料....................................................................................錯誤!未定義書簽。3.2.2確定螺紋旋合圈數(shù)........................................................................錯誤!未定義書簽。3.2.4螺母其它結構尺寸........................................................................錯誤!未定義書簽。3.2.5螺母外徑和凸緣強度的計算及螺母懸置部分校核....................錯誤!未定義書簽。3.3托杯的設計計算....................................................................................錯誤!未定義書簽。3.3.1驗算接觸面間的壓力強度............................................................錯誤!未定義書簽。3.3.2托杯的外口徑................................................................................錯誤!未定義書簽。3.4手柄的設計計算...................................................................................錯誤!未定義書簽。3.4.1手柄材料........................................................................................錯誤!未定義書簽。3.4.2手柄長度........................................................................................錯誤!未定義書簽。3.4.3手柄直徑........................................................................................錯誤!未定義書簽。3.5底座的設計計算.......................................................................................錯誤!未定義書簽。3.5.1底座材料........................................................................................錯誤!未定義書簽。3.5.2其主要結構尺寸............................................................................錯誤!未定義書簽。3.6千斤頂?shù)男视嬎慵袄L制CAD圖紙................................................錯誤!未定義書簽。4基于PRO/E的千斤頂仿真.........................................................................錯誤!未定義書簽。4.1千斤頂主要零件的三維建模................................................................錯誤!未定義書簽。4.2千斤頂?shù)难b配設計................................................................................錯誤!未定義書簽。4.3仿真分析................................................................................................錯誤!未定義書簽。IV5結論與展望...................................................................................................錯誤!未定義書簽。5.1結論........................................................................................................錯誤!未定義書簽。5.2不足與展望............................................................................................錯誤!未定義書簽。致謝..................................................................................................................錯誤!未定義書簽。參考文獻..........................................................................................................錯誤!未定義書簽。附錄..................................................................................................................錯誤!未定義書簽。1緒論1.1本課題的研究內容和意義千斤頂是一個在我們平時的生活生產(chǎn)中，經(jīng)常會使用到的設備。它能夠輔助我們完成一些單使用人力很難以完成的工作比如抬起轎車進行維修，移動笨重的設備物品，架設橋梁大墩等等一些列工作。因此千斤頂技術的發(fā)展將直接或間接影響到這些行業(yè)或部門的正常運作和未來的發(fā)展。本次對螺旋千斤頂?shù)慕Y構分析與設計是為了更深入地了解千斤頂?shù)脑砼c應用。通過查閱大量文獻資料，設計和繪制千斤頂各部件圖零件圖，不僅熟悉了手驅動螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟砗瓦^程，讓我也熟悉和強化了一些繪圖軟件的使用，同時也加深了對機械基礎知識的了解。1.2國內外的發(fā)展概況國外發(fā)展情況：早在20世紀40年代，臥式千斤頂就開始在汽車維修的行業(yè)中得到使用，當由于當時技術和使用的原因，千斤頂設計時尺寸和體積較大，承載量較低，使用不便。后來隨著社會需求量的加大以及千斤頂本身技術的發(fā)展，在90年代初，國外大部分用戶用臥式千斤頂頂取代了立式千斤頂[1]。在90年代后期一些新型的千斤頂也相繼出現(xiàn)如充氣式千斤頂和便攜式千斤頂。充氣千斤頂由保加利亞一汽車運輸研究所發(fā)明的，它由彈性的而又非常堅固的橡膠制成的。使用時，用軟管將千斤頂連在汽車的排氣管上，經(jīng)過15~20秒，汽車將千斤頂鼓起，成為圓柱體。這種千斤頂可以把115t重的汽車頂起70cm。Power-RiserⅡ型便攜式液壓千斤頂則可以用于所有類型的鐵道車輛，包括裝運三層汽車的貨車、聯(lián)運車以及高車頂車輛。同時它具有一個將負載定位的機械鎖定環(huán)，一個三維機械手，一個全封閉構架以及一個用于防止雜質進入液壓系統(tǒng)的外置過濾器。另外一種名為TcuckJack的便攜式液壓千斤頂則可以用于對已斷裂的貨車轉向架彈簧進行快速的現(xiàn)場維修。該千斤頂能在現(xiàn)場從側面對裝有70~125t級轉向架的大多數(shù)卸載貨車進行維修，并能完全由轉向架側架支撐住。它適用于車間或軌道上無需使用鋼軌道碴或軌枕作支承的情況。國內發(fā)展情況：我國千斤頂技術發(fā)展較晚，由于缺少與國外先進技術的交流，所以直到1979年才接觸到類似國外臥式千斤頂這樣的產(chǎn)品。但是經(jīng)過我們重新對產(chǎn)品進行設計改造，在外型美觀、使用方便、承載量大、壽命長等方面都已經(jīng)超過國外同類的產(chǎn)品并且迅速打入歐美市場。經(jīng)過多年設計與制造的實踐，除了臥式千斤頂以外，我國的千斤頂還規(guī)格齊全，還研制出了新型折疊式液壓千斤頂、新型剪式千斤頂、快速升降千斤頂、多用千斤頂、便攜式電動千斤頂?shù)鹊?，形成系列產(chǎn)品。隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車對千斤頂?shù)囊笠苍絹碓礁?；同時隨著市場競爭的加劇，用戶要求的不斷變化，將迫使千斤頂?shù)脑O計質量要不斷提高，以適應用戶的需求。用戶喜歡的、市場需要的千斤頂將不僅要求V重量輕，攜帶方便，外形美觀，使用可靠，還會對千斤頂?shù)倪M一步自動化，甚至智能化都有所要求。目前我國的汽配企業(yè)不僅需要供應國內市場的需要，每年還出口約500萬臺汽車用千斤頂?shù)绞澜绺鞯?。雖然如此，仔細分析千斤頂設計制造的技術水平，采用先進技術不足，仍存在較大的改進空間[2]。1.3本課題應達到的要求(1)了解螺旋千斤頂?shù)难芯楷F(xiàn)狀，以及螺旋千斤頂在國內外的使用情況，以及存在的一些問題。(2)了解螺旋千斤頂?shù)慕M成以及螺旋千斤頂?shù)脑敿殬嬙?、各個零件的尺寸功能以及組裝方法，工作原理。(3)進行螺旋千斤頂?shù)慕Y構設計與計算。并使用CAD對千斤頂各部分零件進行繪制裝配。(4)使用PRO/E對螺旋千斤頂進行仿真分析。(5)熟悉千斤頂?shù)墓ぷ髟砗褪褂梅椒ǎ私馇Ы镯敻髁悴考慕Y構特點，提高自己獨立開發(fā)與設計的能力，學習設計的基本思路。