基于proe的螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)（可編輯）

江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文學(xué)院機(jī)電與汽車工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化車輛工程江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)論文基于PRO/E的螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)與仿真THEDESIGNOFSCREWJACKBYPRO/E畢業(yè)設(shè)計(jì)論文原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文,是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知,除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果,也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體,均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名日期指導(dǎo)教師簽名日期使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的規(guī)定,即按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的印刷本和電子版本學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的印刷本和電子版,并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文在不以贏利為目的前提下,學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。作者簽名日期江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院機(jī)電與汽車工程學(xué)院專業(yè)機(jī)制2012年01月03日畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目基于PRO/E的螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)論文內(nèi)容及要求包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、達(dá)到的指標(biāo)和應(yīng)做的實(shí)驗(yàn)等設(shè)計(jì)任務(wù)深入了解螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟砗椭饕Y(jié)構(gòu)千斤頂最大起重量為10T工作行程L200MM,單臂操作作出結(jié)構(gòu)原理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖編寫設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)要求1設(shè)計(jì)螺桿要求校核耐磨性、自鎖性校核螺紋工作圈數(shù)、螺桿強(qiáng)度和穩(wěn)定性設(shè)計(jì)螺母要求校核螺母螺紋牙強(qiáng)度底座和托杯要求滿足一定的強(qiáng)度機(jī)構(gòu)應(yīng)具有良好的傳力性能繪制零件圖和千斤頂裝配圖利用PRO/E對(duì)千斤頂進(jìn)行三維建模和仿真模擬。二、完成后應(yīng)交的作業(yè)包括各種說明書、圖紙等1畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一份不少于15萬(wàn)字2外文譯文一篇不少于5000英文單詞3千斤頂?shù)难b配圖和零件圖。三、完成日期及進(jìn)度自2012年3月12日起至2012年6月1日止進(jìn)度安排312322檢索文獻(xiàn)、資料收集與整理32341完成英文翻譯,擬寫綜合報(bào)告4249開題報(bào)告的撰寫410416結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及各部分參數(shù)的設(shè)定與強(qiáng)度校核52510繪制各零件圖及千斤頂?shù)难b配圖511517千斤頂三維建模與仿真模擬518530撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文531日之前必須提交論文53161畢業(yè)答辯。四、同組設(shè)計(jì)者若無則留空五、主要參考資料包括書刊名稱、出版年月等1聞邦椿機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第1卷,常用設(shè)計(jì)資料第五版M。北京機(jī)械工業(yè)出版社,20102聞邦椿機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第2卷,機(jī)械零部件設(shè)計(jì)第五版M。北京機(jī)械工業(yè)出版社,20103楊黎明機(jī)械設(shè)計(jì)M北京高等教育出版社,2008114野火科技組PRO/ENGINEERWIRDFIRE50產(chǎn)品設(shè)計(jì)一體化解決方案造型裝配工程圖設(shè)計(jì)篇M北京機(jī)械工業(yè)出版社,20115陸海濤基于優(yōu)化設(shè)計(jì)的螺旋千斤頂零件庫(kù)的建立起重運(yùn)輸機(jī)械J20076系教研室主任簽章年月日學(xué)院主管領(lǐng)導(dǎo)簽章年月日摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)械螺旋千斤頂,主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為計(jì)算各零部件尺寸,校核特別零件的強(qiáng)度,在達(dá)到合理要求的前提下進(jìn)行PRO/E裝配并進(jìn)行仿真。首先,通過計(jì)算獲得參數(shù)查手冊(cè)以及書籍取合理參數(shù),然后在校核的過程中不斷地修改尺寸,使其結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)在整體上更為優(yōu)化。其次,在用PRO/E裝配時(shí),要注意約束類型以及約束對(duì)象,在已知約束條件不滿足時(shí),可以新建基準(zhǔn)以此作為約束對(duì)象,這里會(huì)影響整體的仿真。在仿真時(shí)要添加兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別作為上下運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),在捕獲前要選擇合理速度。在導(dǎo)工程圖方面,新建繪圖后選擇合理的視圖和比例導(dǎo)出,再此圖的基礎(chǔ)上修改并另存為DWG格式文件。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,了解了千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)原理,在設(shè)計(jì)過程中認(rèn)識(shí)到三維建模的作用,還學(xué)會(huì)了簡(jiǎn)單的仿真和繪圖技巧。關(guān)鍵詞螺旋千斤頂設(shè)計(jì)裝配PRO/E仿真ABSTRACTTHEGRADUATIONPROJECTISTODESIGNAMECHANICALSCREWJACK,THEMAINDESIGNELEMENTSISTHECALCULATIONOFTHESIZEOFTHEVARIOUSPARTS,CHECKINGTHESTRENGTHOFTHESPECIALPARTS,TOACHIEVEAREASONABLEREQUESTUNDERTHEPREMISEOFTHEPRO/EASSEMBLYANDSIMULATIONFIRST,BYCALCULATINGTHEPARAMETERSCHECKTHEMANUALASWELLASBOOKSTOTAKEREASONABLEPARAMETERS,ANDTHENMODIFYTHESIZE,INTHEPROCESSOFCHECKINGTHESTRUCTURALDATAONTHEWHOLEMOREOPTIMIZATIONSECONDLY,THEPRO/EASSEMBLY,WESHOULDPAYATTENTIONTOTHETYPESOFCONSTRAINTSANDCONSTRAINTOBJECTKNOWNCONSTRAINTCONDITIONSARENOTMET,THENEWBENCHMARKASACONSTRAINEDOBJECTWILLAFFECTTHEOVERALLSIMULATIONINTHESIMULATIONTOADDTWOMOTORS,RESPECTIVELY,ASTHEUPANDDOWNMOVEMENTANDROTATION,TOCHOOSEAREASONABLESPEEDBEFORETHECAPTUREEXPORTAREASONABLEVIEWANDPROPORTIONGUIDEDRAWINGS,THENEWDRAWING,SELECT,ANDTHENMODIFYANDSAVEASDWGFORMATFILESONTHEBASISOFTHISFIGUREINTHISGRADUATIONPROJECT,UNDERSTANDTHEPRINCIPLEOFTHESTRUCTUREOFTHEJACK,ANDRECOGNIZETHEROLEOFTHREEDIMENSIONALMODELINGINTHEDESIGNPROCESS,LEARNEDASIMPLESIMULATIONANDDRAWINGSKILLKEYWORDSSCREWJACKDESIGNASSEMBLYPRO/EEMULATE目錄第一章緒論111起重機(jī)械的概述112目的113國(guó)內(nèi)外千斤頂行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)214使用原理215使用方法316主要研究?jī)?nèi)容3第二章螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算421螺旋傳動(dòng)的類型和應(yīng)用422螺旋傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系423滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)824滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)及材料8241滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)8242螺桿與螺母常用材料825耐磨性計(jì)算926螺母螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算1027螺桿強(qiáng)度校核1128螺桿穩(wěn)定性校核1129自鎖性校核13第三章千斤頂?shù)墓ぷ髟砗驮O(shè)計(jì)1431千斤頂?shù)母攀?432千斤頂?shù)姆N類和規(guī)格14321油壓千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)、用途14322螺旋千斤頂?shù)姆N類、規(guī)格1633千斤頂?shù)墓ぷ髟?634千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)17341選擇材料18342耐磨性計(jì)算18343計(jì)算驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩19344螺桿強(qiáng)度計(jì)算19345驗(yàn)證螺桿的穩(wěn)定性20346校核螺紋牙強(qiáng)度20347底座的設(shè)計(jì)計(jì)算21348手柄的設(shè)機(jī)計(jì)算21349托杯的設(shè)計(jì)計(jì)算223410斤頂?shù)男视?jì)算233411千斤頂?shù)钠渌郊哟a附件尺寸設(shè)定23第四章計(jì)算結(jié)論圖及繪制2441各部件繪制24411整體螺母的繪制24412螺桿的繪制28413底座的繪制30414手柄的繪制32415托杯的繪制3342千斤頂?shù)母髁慵叽绻こ虉D3443千斤頂?shù)难b配圖和爆炸圖36第五章基于PRO/E仿真4251仿真的簡(jiǎn)單介紹4252基于PRO/E的仿真方法4253千斤頂仿真過程43531機(jī)構(gòu)仿真43532動(dòng)畫仿真46結(jié)論42總結(jié)43參考文獻(xiàn)44第一章緒論11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)械的驅(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。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。12目的在研究本課題時(shí)就發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)生活和實(shí)際生產(chǎn)中,我們經(jīng)常會(huì)遇到一些汽車需要更換輪胎或者維修,將一些重物在沒有起重裝備的前情況下移動(dòng)或抬起,如果僅僅靠人工進(jìn)行操作是相當(dāng)困難的,這個(gè)時(shí)候就用到千斤頂,發(fā)揮四兩撥千斤的作用。千斤頂與我們生活息息相關(guān),比如鐵路車輛檢修、橋梁安裝、礦山、建筑工程的支撐及車輛設(shè)備等重物的起重方面都離不開千斤頂。因此千斤頂技術(shù)的發(fā)展將直接影響到這些行業(yè)貨部門的正常運(yùn)作和未來的發(fā)展。本次通過研究學(xué)習(xí)機(jī)械原理,設(shè)計(jì)出以往復(fù)扳動(dòng)手柄拔抓,即推動(dòng)刺輪間隙回轉(zhuǎn),小傘齒輪帶動(dòng)大傘齒輪使舉重螺桿旋轉(zhuǎn),從使伸降套筒獲得起伸或下降達(dá)到起重拉力功能的螺旋式千斤頂,更是為了深入了解千斤頂?shù)脑砼c應(yīng)用。通過查閱大量文獻(xiàn)資料,設(shè)計(jì)和繪制千斤頂各部件零件圖,不僅熟悉了螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟?讓我也熟悉和強(qiáng)化了一些繪圖軟件的使用,同時(shí)加深了對(duì)課本中有關(guān)液壓傳動(dòng)與機(jī)械基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解。其意義在于要求熟悉螺旋傳動(dòng)的工作原理,掌握螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)過程和方法,培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力,初步額機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序要求學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),培養(yǎng)獨(dú)立解決工程的問題的能力培養(yǎng)查閱機(jī)械設(shè)計(jì)零件手冊(cè)及有關(guān)技術(shù)資料,能正確使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范能力。13國(guó)內(nèi)外千斤頂行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)國(guó)外發(fā)展情況早在20世紀(jì)40年代,臥式千斤頂就開始在汽車維修行業(yè)中得到使用,但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)和使用的原因,千斤頂設(shè)計(jì)時(shí)的尺寸和體積較大,承載量較低,使用不便。后來隨著社會(huì)需求量的加大以及千斤頂本身技術(shù)的發(fā)展,在90年代初,國(guó)外大部分用戶用臥室千斤頂取代了立式千斤頂。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(yùn)輸研究所發(fā)明的,它由彈性的而又非常堅(jiān)固的橡膠制成的。POWERRISERII型便攜式液壓千斤頂則可以用于所有類型的鐵道車輛。另外一種名為TCUCKJACK的便攜式液壓千斤頂則可以用于對(duì)已斷裂的貨車轉(zhuǎn)向彈簧進(jìn)行快速的現(xiàn)場(chǎng)維修,并能完全由轉(zhuǎn)向架側(cè)架支撐住。國(guó)內(nèi)發(fā)展情況我國(guó)千斤頂技術(shù)發(fā)展較晚,由于缺少與外國(guó)先進(jìn)技術(shù)交流,所以直到1979年才接觸到類似國(guó)外臥式千斤頂這樣的產(chǎn)品。但是經(jīng)過我們重新對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)改造,在外觀美觀、使用方便、承載量打、壽命長(zhǎng)等方面都已經(jīng)超過國(guó)外同類的產(chǎn)品并迅速打入歐美市場(chǎng)。經(jīng)過多年設(shè)計(jì)制造的實(shí)踐,除了臥式千斤頂外,我國(guó)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、多用途千斤頂、便攜式電動(dòng)千斤頂?shù)鹊?形成了一套系列產(chǎn)品。隨著我國(guó)汽車工業(yè)的快速發(fā)展,汽車對(duì)千斤頂?shù)囊笠苍絹碓礁咄瑫r(shí)隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇,用戶要求的不斷的變化,將迫使千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)質(zhì)量要不斷提高,以適應(yīng)用戶的需求。用戶喜歡的、市場(chǎng)需要的千斤頂不僅要求重量輕,攜帶方便,外形美觀,使用可靠,還會(huì)對(duì)千斤頂?shù)倪M(jìn)一步自訂花,甚至智能化都有所要求。14使用原理機(jī)械千斤頂是手動(dòng)起重工具種類之一,其結(jié)構(gòu)緊湊,合理的利用搖桿的擺動(dòng),使小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)一對(duì)圓錐齒輪合運(yùn)轉(zhuǎn),帶動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn),推動(dòng)升降套筒,從而重物上升或下降。15使用方法1、使用前必須檢查千斤頂是否正常,各部件是否靈活,加注輪滑油,并正確估計(jì)重物的重量,選用適當(dāng)噸位的千斤頂,切忌超載使用。調(diào)整搖桿上的撐牙方法,先用手直接按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)搖桿,使升降套筒快速上升頂重物。將手柄插入搖桿孔內(nèi),上下往返搬動(dòng)手柄,重物隨之上升。當(dāng)升降套筒上出現(xiàn)紅色警戒線時(shí)應(yīng)該立即停止搬動(dòng)手柄。如需下降時(shí)撐牙調(diào)至反方向,重物便開始下降。主要研究?jī)?nèi)容對(duì)螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核,了解千斤頂?shù)墓ぷ髟?結(jié)構(gòu),特點(diǎn),用PRO/E軟件畫出生成零件,并裝配制作仿真動(dòng)畫,導(dǎo)出工程圖。本次通過研究學(xué)習(xí)機(jī)械原理,設(shè)計(jì)出以往復(fù)扳動(dòng)手柄拔抓,即推動(dòng)刺輪間隙回轉(zhuǎn),小傘齒輪帶動(dòng)大傘齒輪使舉重螺桿旋轉(zhuǎn),從使伸降套筒獲得起伸或下降達(dá)到起重拉力功能的螺旋式千斤頂,更是為了深入了解千斤頂?shù)脑砼c應(yīng)用。通過查閱大量文獻(xiàn)資料,設(shè)計(jì)和繪制千斤頂各部件零件圖。第二章螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算21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21的螺旋千斤頂及圖22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23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。圖21螺旋千斤頂圖22螺旋壓力機(jī)圖23傳導(dǎo)螺旋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?；瑒?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)退龠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3050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,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。22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)?；瑒?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LMM為21式中,S為螺旋線導(dǎo)程MM。如螺桿的轉(zhuǎn)速為NR/MIN,則螺母移動(dòng)速度VMM/S為222差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)與復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)圖24差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)圖24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SAMM,B段螺旋導(dǎo)程為SBMM,兩者旋向相同,則當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)角RAD時(shí),螺母軸向移動(dòng)的位移LMM為23如螺桿的轉(zhuǎn)速為NR/MIN,則螺母移動(dòng)速度VMM/S為24由圖24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25移動(dòng)速度為26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的場(chǎng)合,如圖24所示的車鉤快速合攏或分開裝置。23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)?；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,然后再對(duì)可能發(fā)生的其他失效逐一進(jìn)行校核。24滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)及材料241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,通常采用組合螺母或剖分螺母結(jié)構(gòu)。圖24為組合螺母的一種結(jié)構(gòu)形式,利用螺釘可使斜塊將其兩側(cè)的螺母擠緊,減小螺紋副的間隙,提高傳動(dòng)精度。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。242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表21。表21螺桿與螺母常用材料螺紋副材料應(yīng)用場(chǎng)合螺桿Q235Q2754550輕載、低速傳動(dòng)。材料不熱處理40GR65MN20GRMNTI重載、較高速。材料需經(jīng)熱處理,以提高耐磨性9MN2VGRWMN38GRMOAL精密傳導(dǎo)螺旋傳動(dòng)。材料需經(jīng)熱處理螺母ZCUSN10P1ZCUSN5PB5ZN5一般傳動(dòng)ZCUAL10FE3ZCUZN25AL6FE3MN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25耐磨性計(jì)算耐磨性計(jì)算尚無完善的計(jì)算方法,目前是通過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27式中,F為軸向工作載荷NA為螺紋工作表面投影到垂直于軸向力的平面上的面積MM2D2為螺紋中徑MMP為螺距MMH為螺紋工作高度MM,矩形與梯形螺紋的工作高度H05P,鋸齒形螺紋高度H075PZH/P為螺紋工作圈數(shù),H為螺紋高度MM,為許用壓強(qiáng)MPA,見表22表22滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的許用壓強(qiáng)螺紋副材料滑動(dòng)副速度/MMIN許用壓強(qiáng)/MPA鋼對(duì)青銅低速30612151825111871012鋼耐磨鑄鐵61268鋼灰鑄鐵24612131847鋼鋼低速7513淬火鋼青銅6121013注25或人力驅(qū)動(dòng)時(shí),P可提高20螺母為剖分式時(shí),P應(yīng)降低1520。為便于推導(dǎo)設(shè)計(jì)公式,令,代入式27整理后得螺紋中徑的設(shè)計(jì)公式為28對(duì)矩形、梯形螺紋,則29對(duì)鋸齒形螺紋,則210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)不宜過多,宜取1225。對(duì)于剖分式螺母或螺母兼作支承而受力較大,可取2535傳動(dòng)精度高或要求壽命長(zhǎng)時(shí),允許4。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。26螺母螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算螺紋牙多發(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處展開的懸臂梁圖24,螺紋牙根部AA處的彎曲強(qiáng)度校核公式為211剪切強(qiáng)度校核公式為212式中,F、H、Z同式16D為螺母螺紋的大徑MMB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,梯形螺紋,鋸齒形螺紋、B、分別為螺母螺紋牙的許用彎曲應(yīng)力和許用切應(yīng)力MPA,見表23表23滑動(dòng)螺旋副材料的許用應(yīng)力項(xiàng)目許用應(yīng)力/MPA鋼制螺桿S/35S為材料的屈服極限/MPA螺母材料許用彎曲應(yīng)力B許用切應(yīng)力青銅40603040耐磨鑄鐵506040鑄鐵455540鋼101206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。27螺桿強(qiáng)度校核螺桿受軸向力F及轉(zhuǎn)矩T的作用,危險(xiǎn)截面上受拉壓應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。根據(jù)第四強(qiáng)度理論,螺桿危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度校核公式為213式中,D1為螺桿螺紋的小徑MM為螺桿材料的許用應(yīng)力MPA,見表23T為螺桿所受轉(zhuǎn)矩NM可由公式計(jì)算。28螺桿穩(wěn)定性校核對(duì)于長(zhǎng)徑比大的受壓螺桿,當(dāng)軸向力F超過某一臨界載荷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214式中,S為穩(wěn)定性安全系數(shù),對(duì)于傳力螺旋取S355對(duì)于傳導(dǎo)螺旋取S254對(duì)于精密螺桿或水平螺桿取S4。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)時(shí),根據(jù)歐拉公式計(jì)算,即215式中,FC為臨界載荷NE為螺桿材料的彈性模量MPA,對(duì)于鋼I為危險(xiǎn)截面的慣性矩MM4,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)L為螺桿最大受力長(zhǎng)度MMI為螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑MM,當(dāng)8590時(shí)對(duì)B380MPA的碳素鋼如Q235、Q275216當(dāng)8590時(shí),對(duì)B470MPA的優(yōu)質(zhì)碳素鋼如Q355、45217當(dāng)40時(shí),無需進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。表24長(zhǎng)度系數(shù)螺桿端部結(jié)構(gòu)兩端固定05一端固定,一端不完全固定06一端固定,一端自由如千斤頂2一端固定,一端鉸支如壓力機(jī)07兩端鉸支如傳導(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/DO15鉸支LO/DO153不完全固定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。29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218式中,為螺紋副的當(dāng)量摩擦系數(shù),見表25表25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008010010012012015011017006008第三章千斤頂?shù)墓ぷ髟砑霸O(shè)計(jì)31千斤頂?shù)母攀銮Ы镯斒且环N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)的升降托杯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。32千斤頂?shù)姆N類和規(guī)格321油壓千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)、用途油壓千斤頂按其結(jié)構(gòu)、用途分為如下兩種立式螺紋連接結(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。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表示。油壓千斤頂?shù)幕緟?shù)應(yīng)符合表31中規(guī)定。表31油壓千斤頂基本參數(shù)型號(hào)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TMMMPANKGQYL16161589060245045034733022022QYL3232195125303255044435QYL5G523216080361222620482550QYL5D2001252246QYL882361602416700566869QYL10102404514730616873QYL125125245501211850624793QYL16162505696374110QYL2020280180609510006933445150QYL32322857567100230QYL50503009047708335QYL7171320110183快進(jìn)107327660QW100100360200140459506374350X2785120QW200200400190256923250322螺旋千斤頂?shù)囊?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。螺旋千斤頂?shù)幕緟?shù)應(yīng)符合表32中的規(guī)定。33千斤頂?shù)墓ぷ髟砺菪Ы镯斒峭ㄟ^往復(fù)扳動(dòng)手柄,旋轉(zhuǎn)桿帶動(dòng)螺母、使舉重螺桿旋轉(zhuǎn),從而使升降托杯獲得起升或下降,而達(dá)到起重拉力的功能。表32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TMMMMNMMKGQLJ050511018012015025QLJ113QLJ161620020048QL22170180803005QL32322001101005006QLD3232160505QL5525013016060075QLD55180657QLG5527013011QL8826014020080010QL101028015025080011QLD10102007510QLG101031013015QL1616320180400100017QLD16162259015QLG161644520019QLG161637018020QL2020325180500100018QLG202044530020QL3232395200650140027QLD323232018024QLG3636470200710140082QL5050452250510100056QLD505033015052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)普通型無表示。34千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)圖31螺旋千斤頂341選擇材料設(shè)計(jì)螺旋千斤頂,已知軸向載荷F100000N,起重高度為H200MM,方案圖31所示。由于滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)中的摩擦較嚴(yán)重,故要求螺旋千斤頂傳動(dòng)材料的耐磨性能、抗歪星能都要好。一般螺桿材料選用原則如下高精度傳動(dòng)時(shí)多選碳素工具鋼需要較高硬度,如5056HRC時(shí),可采用鉻錳合金鋼當(dāng)需要硬度為3545HRC時(shí)可采用65MN鋼一般情況下可用45、50鋼。由表21螺桿選材料為45鋼,由手冊(cè)查S360MPA螺母材料為ZCUSN10P1,由表22查得P20MPA取單頭右旋梯形螺紋,整體螺母。342耐磨性計(jì)算1取172計(jì)算D2由公式29得MM219由計(jì)算出的D2查手冊(cè)GB/T579631986確定螺紋的標(biāo)準(zhǔn)值為外螺紋大徑D48MM螺距P8MM牙頂間隙AC05MM基本牙型高度H105P4MM外螺紋牙高H