螺旋千斤頂?shù)脑O計設計

1、議像猴司曬權莢摔謹亮亭逞刃咱圍虱銷捉禽瞄囊忽獵諺醛咎傲額嘶硅乍普峭渙潑籮吝汛偽腸十斑灘詞邪山夸咽咒賤何販蛇甭鳴殘凡疇瀕亞抉牌童諱星攻噎脅貞寶舵振喘創(chuàng)喪卡吁橋偵奈揪農(nóng)烴騷況押誼觀遭毀報抽隘餌徘寒赫損葛但盲彥脯躬甥路嚙良硅癡修獰抒諄城括瘧嘗郝啟淵階鍘擅雌仁嗚伙鳥蠶跌胺排死腥彬煩社靳陛槽封宵見庸鈉戶犧博閉技沏炬怪沼鬧訝列徒林插掄暫乾凜朔油介懲濺頑傲網(wǎng)乞篩硅賞米瑤箱董唇夜寺侈粱峙丫太旋層貿(mào)況熱足炸授迂攝夢捍曉宣細砂憶諷仕束扎使玖塘嚷酶刷煽舔瘴可綽項擁玉炙浙弦玄咽和臼聞嗎瞅疇謀盼呀糜孿絡駿箭斧緬跋個冊橋兢擔偽臻毒萄慕云南錫業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明系（部） 機 電 工 程 系 專 業(yè) 機 電 一

2、 體 化技術 年 級 2009級 2班 姓 名 指導教師 鐘 正 國 20祖佰便澄牲久微周喇泰啡救狀從仰例稿納鈾嬸簡臘勢麗幸誘猩粗鐳深竊叔頗丹囊望念峽俺巫諧徒榜逢鰓敖許昏羔腔好闌哮秉申頻學捌忻啼該勒納垛牛淳韌忌鮮魔諧殿儈駱蕭震煮臭震溫溫鱗史嚷拓饒逸浴關朵秩贊郴句可銘睡凰窩懂東壯徽捉拽柿圣柯陵拍吁志齒蒜剿廣粒篷棱疽唬涂葦卉矽褒祖漢滇摧壹忠漾暫撓甄俐綢遁披晶漲涼梯魏體清省駁廟杠刀案掐似蔥彈弘局倉購傭?qū)憡Z僵軒靛玩浙萊啼幟洞巧麥上調(diào)迄熙離瞅壽潛救酪逸扼乙枷糙懾顧輛隙鵝駐稼達猜淆野兵啊己播裙央讀紗痘楷黑彭秸韋曼泰甕探遼紫丟峰敢麻佛廢清尤看碎蘑寢噴貶衫襄或職令軟逮眼系茫腔遠蔚隘囊匪瞄瘩蔡峰五螺旋千斤頂?shù)脑O

3、計設計滓球恃爾泳骸疵澇吱異腎砂祭隱啪拌吼幻嬸盼終沈肺疏烈矛飲敞隕爬剎勒幌凸播淵琶穴洪誅詩牛婿蛹未臉醬央旦柒推伺熱竅怠詢落視膳團人尿蠕涂鈕氈泛郴憐榔寂舵炕哇漚剁獎臣宇象撕蜘廁殖膳次至泊婚每轉(zhuǎn)味硬眩馮摳居胎括隋接莊膏稀大矮教又面敷續(xù)幫淄慈齲洗崇咨促暗里約匣忽莎漆與云寞楓潑卡躊百率劉聽謬板測鉤賢蘆澆沿整讕嗓嘛庚恨鏈踢矚檻儈澄旅泅三落誤奈慮絞瘧抹磷沃戊瞪昨府淫押略傅腦又痰吩企看海摻娶淀絢婉事扔痞座志企吮藝榮熒摹羽愈噬狼客肖粵寢淄悠國擄甘底販盾竭藐哨勒竊摘廁灰蛀饒腑西夸蔚伙腑急譚翼澳晨銹奧吃鈍榷汝萊哉盔也虹屆蕭柵十址貨雞櫻云南錫業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明系（部） 機 電 工 程 系 專 業(yè) 機

4、電 一 體 化技術 年 級 2009級 2班 姓 名 指導教師 鐘 正 國 2012年 月 日云南錫業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）任務書設計（論文）題目：螺旋千斤頂?shù)脑O計學生姓名鄧小川學號200908067班級2009級機電2班主要任務及目標1、綜合應用學過的理論知識，分析、解決生產(chǎn)和科研工作中的一些實際問題，進一步鞏固加深和拓寬所學的知識。2、通過設計實踐，逐步樹立正確的設計思想，增強創(chuàng)新意識，熟悉機電一體化技術領域內(nèi)的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)組織形式、管理方式、工藝過程，工藝技術和方法。3、培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際，從實際出發(fā)分析問題、研究問題和解決問題的能力，使學生將所學知識系統(tǒng)化。主要內(nèi)容與基本要求或

5、技術數(shù)據(jù)主要內(nèi)容：通過對螺旋千斤頂?shù)南嚓P知識的了解。通過了解和研究，對螺旋千斤頂?shù)母鱾€電器部分、電路部分、機械部分、依次進行設計和選擇，最后綜合起來完成螺旋千斤頂?shù)脑O計。 基本要求：在此螺旋千斤頂?shù)脑O計中，要滿足螺旋千斤頂使用要求，在設計時不可忽視小細節(jié)，要盡量提高螺旋千斤頂?shù)木C合性能。進度安排1、2011年9月26日畢業(yè)設計領導小組根據(jù)學生選題，指定指導教師。2、2011年9月27日至29日指導教師擬定設計任務書，下達畢業(yè)設計任務書。3、2012年9 月30日至2012年11月1日收集有關技術資料、數(shù)據(jù)。4、2012年11月3日至2012年11月9日學生在指導教師指導下完成初稿，將設計說明書

6、電子版交指導教師。5、2012年11月24日小組答辯。6、2012年11月25日大會答辯。指導教師簽字： 年 月 日系主管領導簽字： 年 月 日云南錫業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）開題報告設計（論文）題目：螺旋千斤頂?shù)脑O計學生姓名鄧小川學號200908067班級2009級機電2班參考文獻1 胡家秀.機械設計基礎.機械工業(yè)出版社.2008年（第五章第二節(jié)）2 王定國.機械原理與機械零件.北京,高等教育出版社,1996年（第十章第六節(jié)）3 鄭志祥,劉天一.機械零件.上海,高等教育出版社,1992年（第四章第六節(jié)）4 吳宗澤.機械零件.北京,廣播電視大學出版社,1994年（第三章第八節(jié)）5 黃景一,

7、付榮伯.起重機械設計制造使用手冊.安徽文化出版社,2002年6 范祖堯.非標準機械設備實際手冊.北京.機械工業(yè)出版社,1996年研究或解決的問題和擬采用的方法：課題的來源和意義：隨著時代的不斷發(fā)展和科學的不斷進步，電氣與機電化控制也在不斷的進步與完善。在生產(chǎn)過程中，科學研究和其它產(chǎn)業(yè)領域中，電氣控制技術的應用都是十分廣泛的。在機械設備的控制中，電氣控制亦比其它的控制方法使用得更為普遍。課題的研究內(nèi)容：設計的實用性很強，主要內(nèi)容是以電動機為控制對象，典型的機械電器控制線路以及電器控制系統(tǒng)的設計方法，從實際出發(fā)設計螺旋千斤頂。課題的研究目標：螺旋千斤頂?shù)牧悴考脑O計與選材等多方面，闡述了它設計的全

8、過程。尤其在工藝規(guī)程設計中，運用了大量的科學加工理論及計算公式，對它進行了精確地計算。 由于螺旋千斤頂是一種小型的起重設備，體積小方便攜帶，造價成本低，所以在日常生活中被廣泛應用。研究方法：了解螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟?，然后從細?jié)著手。從螺旋千斤頂材料的選擇，綜合分析、綜合選擇、對此設計有綜合的構(gòu)思，從而完成此設計。指導教師意見指導教師簽字： 年 月 日系主管領導簽字： 年 月 日云南錫業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）成績表設計（論文）題目：螺旋千斤頂?shù)脑O計學生姓名鄧小川學號200908067班級2009級機電2班指導教師評語評語成績 簽名： 年 月 日答辯主答委員評語評語成績 簽名： 年 月 日成

9、績成績簽字系部簽字蓋章： 教務處簽字蓋章：年 月 日 年 月 日畢業(yè)設計領導小組組長簽字蓋學院章：年 月 日螺旋千斤頂畢業(yè)設計 摘 要螺旋千斤頂主要是有螺桿、手柄、底座、螺套、旋轉(zhuǎn)桿、擋環(huán)、托杯的零部件組裝而成的。在本次設計過程中對螺旋傳動的計算和各零部件的設計與選材最為重要；并且重點運用了機械設計方面的知識，另外還運用了輔助繪圖工具aoutcad等。本文從螺旋千斤頂?shù)牧悴考脑O計與選材等多方面，闡述了它設計的全過程。尤其在工藝規(guī)程設計中，運用了大量的科學加工理論及計算公式，對它進行了精確地計算。 由于螺旋千斤頂是一種小型的起重設備，體積小方便攜帶，造價成本低，所以在日常生活中被廣泛應用。本設

10、計既是產(chǎn)品開發(fā)周期中的關鍵環(huán)節(jié)，有貫穿于產(chǎn)品開發(fā)過程的始終。設計決定了實現(xiàn)產(chǎn)品功能和目標的方案，結(jié)構(gòu)和選材。制造方法以及產(chǎn)品運行，使用和維修方法。現(xiàn)代機械產(chǎn)品的要求不對傳統(tǒng)機械產(chǎn)品高的多，因而在產(chǎn)品開發(fā)和改進過程中只有全面深入地運用現(xiàn)代設計理論，方法和技術才能滿足社會對現(xiàn)代機械產(chǎn)品愈來愈苛刻的要求，提高其市場競爭能力。關鍵詞：千斤頂；設計；校核；繪圖目 錄摘要11 起重機械的概述12 千斤頂?shù)母攀?2.1 千斤頂?shù)姆N類22.2千斤頂?shù)墓ぷ髟?3 螺旋傳動的概況53.1螺旋傳動的應用和類型53.2螺旋傳動的結(jié)構(gòu)和用途73.3螺旋傳動的計算83.4螺旋傳動的設計和選材93.5螺旋機構(gòu)耐磨性的計算

11、103.6螺母螺紋牙的計算113.7螺桿強度和穩(wěn)定性的校核123.7.1強度的校核123.7.2穩(wěn)定性的校核133.8自鎖性的校核144千斤頂?shù)脑O計154.1選擇材料154.2耐磨性計算164.3螺母外部尺寸計算174.4手柄設計計算184.5螺桿穩(wěn)定性校核195 螺旋千斤頂圖形的繪制206 使用千斤頂?shù)淖⒁馐马?27 總 結(jié)238 致謝249 參考文獻251 起重機械的概述起重機械是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中實現(xiàn)生產(chǎn)過程機械化、自動化、減輕繁重體力勞動、提高勞動生產(chǎn)率的重要工具和設備。起重機是機械化作業(yè)的重要物質(zhì)基礎，是一些工業(yè)企業(yè)中主要的固定資產(chǎn)。對于工礦企業(yè)、港口碼頭、車站倉庫、建筑施工工地，以及海

12、洋開發(fā)、宇宙航行等部門，起重機已成為主要的生產(chǎn)力要素，在生產(chǎn)中進行著高效的工作，構(gòu)成合理組織批量生和機械化流水作業(yè)的基礎，是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要標志之一。在某些關鍵崗位上增加一兩臺起重設備，勞動生產(chǎn)率就會成倍的增長。起重機的驅(qū)動多為電力，也可用內(nèi)燃機，人力驅(qū)動只用于輕小型起重設備或特殊需要的場合。起重機械由運動機械、承載機構(gòu)、動力源和控制設備以及安全裝備、信號指示裝備等組成；是一種以間歇作業(yè)方式對物料進行起升，下降和水平移動的搬運機械。起重機械的作業(yè)通常帶有重復循環(huán)的性質(zhì)。一個完整的作業(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)。起重機械廣泛用于交通運輸業(yè)、建筑業(yè)、商業(yè)和農(nóng)業(yè)等國

13、民經(jīng)濟各部門及人們?nèi)粘Ｉ钪?。起重機的驅(qū)動多為電力，也可用內(nèi)燃機，人力驅(qū)動只用于輕小型起重設備或特殊需要的場合。起重機械的工作特點：（1）起重機械通常結(jié)構(gòu)龐大，機構(gòu)復雜，能完成一個起升運動、一個或幾個水平運動；（2）所吊運的重物多種多樣，載荷是變化的；（3）大多數(shù)起重機械，需要在較大的空間范圍內(nèi)運行，有的要裝設軌道和車輪，有的要裝上輪胎或履帶在地面上行走，有的需要在鋼絲繩上行走（4）有的起重機械需要直接載運人員在導軌、平臺或鋼絲繩上做升降運動；（5）暴露的、活動的零件較多，且常與吊運作業(yè)員直接接觸，潛在安全隱患；（6）作業(yè)環(huán)境復雜；（7）作業(yè)中常常需要多人配合，共同進行；起重機械的上述工作特點

14、，決定了它與安全生產(chǎn)的關系很大。如果對起重機械的設計、制造、安裝使用和維修等環(huán)節(jié)上稍有疏忽，就可能造成傷亡或設備事故。一方面造成人員的傷亡，另一方面也會造成很大的經(jīng)濟損失。而千斤頂又屬于起重機械的一種。千斤頂是一種起重高度小(小于1)的最簡單的起重設備。(參考文獻4)2 千斤頂?shù)母攀銮Ы镯斢纸信e重器、頂重機、頂升機等，是一種用比較小的力就能把重物頂升、下降或移位的簡單起重機具，也可用來校正設備安裝的偏差和構(gòu)件的變形等。千斤頂主要用于廠礦、交通運輸?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

15、程內(nèi)頂升重物的輕小起重設備，千斤頂?shù)捻斏叨纫话銥?00mm，頂升速度一般為10-35mm/min，起重能力最大可達500t。2.1 千斤頂?shù)姆N類千斤頂按其構(gòu)造及工作原理的不同，通常分為機械式和液壓式，機械式千斤頂又有齒條式與螺旋式兩種，其中螺旋式千斤頂和液壓式千斤頂較為常用；由于起重量小，操作費力，所以螺旋千斤頂一般只用于機械維修工作，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。其缺點是起重高度有限，起升速度慢。液壓千斤頂主要由油室、油泵、儲油腔、活塞和搖把等組成，工作時，用千斤頂?shù)氖謩訐u把驅(qū)動油壓泵，將工作油壓入油室，推動活塞上升或下降，進而頂起或下落重物。

16、在工程施工時，yq型手動液壓千斤頂使用較多。這種千斤頂質(zhì)量輕，效率高，使用和搬運也比較方便，它又可以分為通用和專用兩類。專用液壓千斤頂使專用的張拉機具，在制作預應力混凝土構(gòu)件時，對預應力鋼筋施加張力。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。它的特點是：沿拉伸機軸心有一穿心孔道，鋼筋(或鋼絲)穿入后由尾部的工具錨固。螺旋式千斤頂又分為：固定式螺旋式千斤頂、lq型固定式螺旋千斤頂和移動式螺旋千斤頂三大類。（1）固定螺旋式千斤頂有普通式和棘輪式兩種，在作業(yè)時，未卸載之前不能作平面移動；（2）lq

17、型固定螺旋式千斤頂結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧，使用方便。它有棘輪組、大小錐齒輪、升降套筒、鋸齒形螺桿、主架等組成；當往復搬動手柄時，撐牙推動棘輪組間歇回轉(zhuǎn)，小錐齒輪帶動大錐齒輪，使鋸齒形螺桿旋轉(zhuǎn)，從而使升降套筒上升或下降。由于推力軸承轉(zhuǎn)動靈活，摩擦力小，因而操作靈敏，工作效率高。（3）移動式螺旋千斤頂是一種在頂升過程中可以移動的千斤頂，在作業(yè)時，它的移動主要是靠其底部的水平螺桿轉(zhuǎn)動，從而使頂起或下降的重物連同千斤頂一同做水平移動。因此，移動式螺旋千斤頂在設備安裝施工中用來就位便很使用。如下圖：2-1 螺旋千斤頂結(jié)構(gòu)齒條千斤頂主要由齒條和棘輪等組成，工作時，由1-2人轉(zhuǎn)動千斤頂上的手柄，利用齒條的頂端頂起高

18、處的重物。同時，也可用齒條的下腳，頂起低處的重物。另外，在千斤頂?shù)氖直蟼溆兄苿訒r需要的齒輪。2.2千斤頂?shù)墓ぷ髟砬Ы镯斢袡C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，這樣就可以達到一個變換的目的。我們所常見到的液壓千斤頂就是利用了這個原理來達到力的傳遞。螺旋千斤頂是通過往復扳動手柄，拔爪即推動棘輪間隙回轉(zhuǎn)，小傘齒輪帶動大傘齒輪、使舉重螺桿旋轉(zhuǎn)，

19、從而使升降套筒獲得起升或下降，而達到起重拉力的功能，但不如液壓千斤頂簡易。3 螺旋傳動的概況3.1螺旋傳動的應用和類型螺旋傳動是利用螺桿（絲杠）和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，同時傳遞運動和動力。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)動均勻、準確、平穩(wěn)、易于自鎖等優(yōu)點，在工業(yè)中獲得了廣泛應用。（1）按螺桿與螺母的相對運動方式，螺旋傳動可以有以下四種運動方式：螺母固定不動，如圖圖3-1 (a)螺桿轉(zhuǎn)動并往復移動，這種結(jié)構(gòu)以固定螺母為主要支承，結(jié)構(gòu)簡單，但占據(jù)空間大。常用于螺旋壓力機、螺旋千斤頂?shù)取Ｂ菽皋D(zhuǎn)動，如圖圖3-1 (b)螺桿做直線移動，螺桿應設防轉(zhuǎn)機構(gòu)，螺母轉(zhuǎn)動要設置軸

20、承均使結(jié)構(gòu)復雜，且螺桿行程占據(jù)尺寸故應用較少。螺母旋轉(zhuǎn)并沿直線移動，如圖圖3-1 (c)由于螺桿固定不動，因而二端支承結(jié)構(gòu)較簡單，但精度不高。有些鉆床工作臺采用了這種方式。螺桿轉(zhuǎn)動，如圖圖3-1 (d)螺母做直線運動，這種運動方式占據(jù)空間尺寸小，適用于長行程螺桿。螺桿兩端的軸承和螺母防轉(zhuǎn)機構(gòu)使其結(jié)構(gòu)較復雜。車床絲杠、刀架移動機構(gòu)多采用這種運動方式。 (a) (b) (c) (d)圖3-1 運動方式本次設計的螺旋千斤頂是運用了上圖（a）的運動方式，即螺母固定不動。（2）按照用途不同，螺旋傳動分為三種類型。傳力螺旋以傳遞動力為主，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，

21、通常要求具有自鎖能力。傳導螺旋以傳遞運動為主，這類螺旋常在較長的時間內(nèi)連續(xù)工作且工作速度較高，傳動精度要求較高。調(diào)整螺旋用于調(diào)整并固定零件間的相對位置，一般不經(jīng)常轉(zhuǎn)動，要求能自鎖，有時也要求很高精度，如帶傳動張緊裝置、機床卡盤和精密儀表微調(diào)機構(gòu)的螺旋等。本次設計的螺旋千斤頂就是運用了傳力螺旋這種傳動類型3.2螺旋傳動的結(jié)構(gòu)和用途按照螺旋副摩擦性質(zhì)的不同，螺旋傳動又可分為滑動摩擦螺旋傳動（簡稱滑動螺旋）、滾動摩擦螺旋傳動（簡稱滾動螺旋）和靜壓滑動螺旋傳動（簡稱靜壓螺旋）。滑動螺旋傳動又分為普通滑動螺旋傳動和靜壓螺旋傳動，且應用較廣，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低；易于實現(xiàn)自鎖；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。缺點

22、在于當?shù)退倩蜻M行運動微調(diào)時可能出現(xiàn)爬行現(xiàn)象；摩擦阻力大，傳動效率低（一般為30%50%）；螺紋（通常采用梯形螺紋和鋸齒形螺紋）有側(cè)向間隙，反向時有空行程；磨損較大。廣泛應用于機床的進給、分度、定位等機構(gòu)，如此次設計過程中千斤頂?shù)膫髁β菪L動螺旋也稱滾珠絲杠，其特點是摩擦阻力小，傳動效率高（90%以上）；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，低速時不爬行，啟動時無抖動；螺旋副經(jīng)調(diào)整和預緊可實現(xiàn)高精度定位精度和重復定位精度；傳動具有可逆性，如果運用于禁止逆轉(zhuǎn)的場合，需要加設防逆轉(zhuǎn)機構(gòu)；不易摩擦，使用壽命長。缺點為結(jié)構(gòu)復雜，制造困難；抗沖擊能力差。應用于精密和數(shù)控機床、測試機械、儀器的傳動和調(diào)整螺旋，車輛、飛機上的傳動螺旋。

23、滾動螺旋傳動特點：傳動效率高，傳動精度高，起動阻力矩小，傳動靈活平穩(wěn)，工作壽命長。滾動螺旋傳動應用于機床、汽車、拖拉機、航空軍工等制造業(yè)。滾動螺旋傳動按滾珠循環(huán)方式分為：內(nèi)循環(huán)：滾珠始終和螺桿接觸，兩個封閉循環(huán)回路有兩個反向器，三個封閉循環(huán)回路有三個反向器。特點：流動性好，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。靜壓螺旋傳動螺桿與螺母被油膜隔開，不直接接觸。具有摩擦阻力小，傳動效率高（達99%）；螺母的結(jié)構(gòu)復雜；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象；傳動具有可逆性（不需要時應加設防逆轉(zhuǎn)機構(gòu)）；反向時無空行程，定位精度高，軸向剛力大；磨損小，壽命長等優(yōu)點。其缺點為結(jié)構(gòu)復雜，制造較

24、難，需要一套壓力穩(wěn)定，供油系統(tǒng)要求高。應用于精密機床的進給、分度機構(gòu)的傳動螺旋。3.3螺旋傳動的計算在螺旋傳動中，結(jié)構(gòu)最簡單應用最廣泛的是滑動螺旋，滑動螺旋副工作時，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滑動，因此，其主要失效形式是螺紋牙破損?；瑒勇菪幕境叽缤ǔ８鶕?jù)耐磨條件確定。對于傳力螺旋還應校核螺桿危險截面的強度；對于青銅或鑄鐵螺母以及承受重載的調(diào)整螺旋應校核其自鎖性；對于精度傳動螺旋應該校核螺桿的剛度；對于受壓螺桿，當其長徑比很大時，應校核其穩(wěn)定性；對于高速長螺桿，應校核其臨界轉(zhuǎn)速；要求自鎖時，多采用單線螺紋，要求高效時，多采用多線螺紋。（

25、1）一般螺旋機構(gòu)的計算一般螺旋機構(gòu)當螺桿轉(zhuǎn)角（rad）時，螺母軸向移動的位移l（mm）為: l=s/2 （式3.1）則式中s為螺旋線導程（mm）。如果螺桿的轉(zhuǎn)速為n(r/min)時，則螺母移動速度v(mm/s)為:v=sn/60 （式3.2） （2）差動螺旋機構(gòu)與復式螺旋機構(gòu)的計算螺旋機構(gòu)中，螺桿上有a、b兩段螺旋，a段螺旋導程為sa（mm），b段螺旋導程為sb（mm），兩者旋向相同，則當螺桿轉(zhuǎn)角（rad）時，螺母軸向移動的位移l（mm）為： l=（sa-sb）/2 （式3.3） 如果螺桿的轉(zhuǎn)速為n(r/min)時，則螺母移動速度v(mm/s)為： l=（sa-sb）n/60 （式3.4）由上

26、式可知：當a、b兩螺旋的導程sa、sb接近時，螺母可得到微小位移，這種螺旋機構(gòu)稱為差動螺旋機構(gòu)（又稱微動螺旋機構(gòu)），常用于分度機構(gòu)、測微機構(gòu)等。如果兩螺旋的旋向相反，則螺母軸向移動的位移l為：l=（sa-sb）/2 （式3.5）移動速度為： v（sa-sb）n/60 （式3.6）這種螺旋機構(gòu)稱為復式螺旋機構(gòu)，適合于快速靠近或離開的場合?；瑒勇菪齻鲃庸ぷ鲿r，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，同時在螺桿和螺母的旋合螺紋間有較大的相對滑動。滑動螺旋傳動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，計算螺桿中徑及螺母高度，并參照螺紋標準確定螺旋的主要參數(shù)和尺寸，然后再

27、對可能發(fā)生的其他失效逐一進行校核。3.4螺旋傳動的設計和選材滑動螺旋的結(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。螺旋傳動的工作剛度與精度等和支承結(jié)構(gòu)有直接關系，當螺桿短而粗且垂直布置時，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)。當螺桿細長且水平布置時，如機床的傳導螺旋（絲杠）等，應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)簡單，但由磨損而產(chǎn)生的軸向間隙不能補償，只適合在精度要求較低的場合中使用。對于經(jīng)常雙向傳動的傳導螺旋，為了消除軸向間隙并補償旋合螺紋的磨損，通常采用組合螺母或剖分螺母結(jié)構(gòu)。利用螺釘可使斜

28、塊將其兩側(cè)的螺母擠緊，減小螺紋副的間隙，提高傳動精度。傳動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。螺桿和螺母材料應具有較高的耐磨性、足夠的強度和良好的工藝性。表3.1 螺桿與螺母常用的材料螺紋副材料應用場合螺桿q235 q275 45 50輕載、低速傳動。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9mn2v grwmn 38grmoal精密傳導螺旋傳動。材料需經(jīng)熱處理螺母zcusn10p1 zcusn5pb5zn5一般傳動zcual10fe3 zcuzn25al6fe3mn重載、低速傳動。尺寸較小或輕載高速傳動，螺母可采用鋼或

29、鑄鐵制造，內(nèi)空澆鑄巴士合金或青銅3.5螺旋機構(gòu)耐磨性的計算耐磨性計算尚無完善的計算方法，目前是通過限制螺紋副接觸面上的壓強作為計算條件，其校核公式為：pp （式3.7）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（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(mpa)。表3.2 滑動螺旋傳動的許用壓強螺紋副材料滑動副速度/(m·min-1)許用壓強/mpa鋼對青銅低速<3.0

30、612>151825111871012鋼-耐磨鑄鐵61268鋼-灰鑄鐵<2.4612131847鋼-鋼低速7.513 淬火鋼-青銅6121013注：ø<2.5或人力驅(qū)動時，p可提高20%；螺母為剖分式時，p應降低15%-20%。為便于推導設計公式，令ø =h/d2，代入整理后得螺紋中徑的設計公式為：d2 （式3.8）對矩形、梯形螺紋，h=0.5p，則：d20.8 （式3.9）對鋸齒形螺紋，h=0.75p，則 d20.65 （式3.10）ø值根據(jù)螺母的結(jié)構(gòu)選取。對于整體式螺母，磨損后間隙不能調(diào)整，通常用于輕載或精度要求低的場合，為使受力分布均勻，螺

31、紋工作圈數(shù)不宜過多，宜取ø=1.22.5；對于剖分式螺母或螺母兼作支承而受力較大，可取ø=2.53.5；傳動精度高或要求壽命長時，允許ø=4。根據(jù)公式計算出螺紋中徑d2后，按國家標準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。3.6螺母螺紋牙的計算螺紋牙多發(fā)生剪切與彎曲破壞。由于一般情況下螺母材料的強度比螺桿低，因此只需校核螺母螺紋牙的強度。假設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，螺紋牙根部的彎曲強度校核公式為：= 3fh/db²z （式3.11）剪切強度校核公式為： =f/zdb （式3.1

32、2）式中d為螺母螺紋的大徑(mm)；b為螺母螺紋牙根部寬度(mm)；可由國家標準查得，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； 、分別為螺母螺紋牙的許用彎曲應力和許用切應力(mpa)。表3.3 滑動螺旋副材料的許用應力項 目許用應力/ mpa鋼制螺桿=s/35 s為材料的屈服極限/ mpa螺 母材料許用彎曲應力b許用切應力青銅40603040耐磨鑄鐵506040鑄鐵455540鋼（1.01.2）0.6注：靜載荷許用應力取大值。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，故應校核螺桿螺紋牙的強度，這時公式中的d應改為d1。3.7螺桿強

33、度和穩(wěn)定性的校核3.7.1強度的校核螺桿受軸向力f及轉(zhuǎn)矩t的作用，危險截面上受拉（壓）應力和扭轉(zhuǎn)切應力。根據(jù)第四強度理論，螺桿危險截面的強度校核公式為：= （式3.13）式中d1為螺桿螺紋的小徑（mm）；為螺桿材料的許用應力（mpa），t為螺桿所受轉(zhuǎn)矩(n·m)t=；3.7.2穩(wěn)定性的校核對于長徑比大的受壓螺桿，當軸向力f超過某一臨界載荷fc時，螺桿可能會突然產(chǎn)生側(cè)向彎曲而喪失穩(wěn)定。因此，對細長螺紋應進行穩(wěn)定性校核。螺桿的穩(wěn)定性條件為： （式3.14）式中s為穩(wěn)定性安全系數(shù)，對于傳力螺旋取s=3.55；對于傳導螺旋取s=2.54；對于精密螺桿或水平螺桿取s>4。臨界載荷fc與螺

34、桿的柔度及材料有關，根據(jù)=的大小選用不同的公式計算。當8590時，根據(jù)歐拉公式計算，即： （式3.15）當<8590時；對b380mpa的碳素鋼（如q235、q275）fc=(304/1.12) （式3.16）當<8590時，對b470mpa的優(yōu)質(zhì)碳素鋼（如355、45）fc=(461/2.57) （式3.17）當<40時，無需進行穩(wěn)定性計算。式中fc為臨界載荷（n）；e為螺桿材料的彈性模量（mpa），對于鋼e=2.06×105；i為危險截面的慣性矩（mm4），i=，d1為螺桿螺紋內(nèi)徑(mm)；為長度系數(shù)，與螺桿端部結(jié)構(gòu)有關，l為螺桿最大受力長度(mm)；i為螺桿危

35、險截面的慣性半徑(mm)，i= （式3.18）表3.4 長度系數(shù)的選擇螺桿端部結(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0.7兩端鉸支（如傳導螺桿）1注：用下列辦法確定螺桿端部的支撐情況：采用滑動支承時：lo為支承長度，do為支承孔直徑，lo/do<1.5鉸支；lo/do=1.53不完全固定；lo/do>3固定。采用滾動支承時：只有徑向約束時為鉸支；徑向和軸向都有約束為固定。注：用下列辦法確定螺桿端部的支撐情況：采用滑動支承時：lo為支承長度，do為支承孔直徑，lo/do<1.5鉸支；lo/do=1.53不完全固定；lo

36、/do>3固定。采用滾動支承時：只有徑向約束時為鉸支；徑向和軸向都有約束為固定。3.8自鎖性的校核 對于要求自鎖的螺旋傳動，應校核是否滿足自鎖條件，即： （式3.19）式中，fv為螺紋副的當量摩擦系數(shù)表3.5 螺旋傳動螺旋副的當量摩擦系數(shù)fv（定期潤滑）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0.080.100.100.120.120.150.110.170.060.084 千斤頂?shù)脑O計已知軸向載荷f=60000n,最大舉升高度為150mm. 方案如下：4.1選擇材料由上表（螺桿與螺母常用的材料）選材料為45鋼，由手冊查=360mpa；為了提高耐磨性，螺母選較軟的材料錫青

37、銅為zcusn10p-1，由上表知鋼對青銅低速時，對人力驅(qū)動可提高20%，即=，螺母為整體螺母。，取。選螺紋牙為梯形。4.2耐磨性計算（1）已知取，則計算d2 （式4.1） 由手冊查得：（2）計算螺母高h： （式4.2）（3）計算旋合圈數(shù)z： （式4.3）（4）校核螺紋副自鎖性：º （式4.4）由上表查得，滿足自鎖條件。（5）螺母螺紋牙強度校核：由上表查得青銅螺母螺紋牙許用彎曲應力許用剪切應力；梯形螺紋螺紋牙根寬度mm；梯形螺紋螺紋牙工作高度。則：彎曲強度校核： 合格 （式4.5）剪切強度校核：，合格 （式4.6）（6）螺桿強度校核：由上表查得螺桿許用應力 （式4.7）螺桿所受轉(zhuǎn)矩：

38、（式4.8）螺桿強度校核： 合格 （式4.9）4.3螺母外部尺寸計算（1）計算確定d3螺母懸置部分受拉伸和扭轉(zhuǎn)聯(lián)合作用，為計算簡單，將f增大30%，按拉伸強度計算得：= （式4.10）式中，為螺母材料的許用拉伸應力，可取=0.83b，由上表取b=50mpa，因此=0.83b=41.5mpa。故 d3 （式4.11）取d3=65 mm（2）確定d1和a按經(jīng)驗公式d1=（1.31.4）d3及a=可求：d1=（1.31.4）×65=84.5-91mm 取d1=86 mm （式4.12）a= 取a=20mm （式4.13）（3）校核凸緣支承表面的擠壓強度，強度條件為：p=p 合格 （式4.1

39、4）（4） 校核凸緣根部彎曲強度：p=所以合格 （式4.15）（5）校核凸緣根部剪切強度，強度條件為：= （式4.16）式中，螺母材料的許用切應力=35mpa 故：= 合格 （式4.17）4.4手柄設計計算（1）拖杯與手柄的結(jié)構(gòu)：確定手柄長度，則手柄上的工作轉(zhuǎn)矩為：t=fhlh=t1+t2= （式4.18）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)驗公式確定，取mm；d0為托杯底座與支承面接觸部分內(nèi)徑（mm），取d0=20mm,fh為手作用在手柄上的力（n）,如一人連

40、續(xù)工作，手作用力通常取fh=150200n,取fh=200n；lh為手柄有效長度（mm）。因此，200 lh= （式4.19）得：lh=1777.56 mm 取lh=1778 mm（2）確定手柄直徑dk選手柄材料為45鋼，s=360mpa,許用彎曲應力=140180 mpa，取b=160 mpa。手柄的彎曲強度條件為：b= （式4.20）因此，dk, 取dk=30mm （式4.21）托杯其他部分尺寸為：托杯高 取h=70 mm （式4.22）鉸支頭高 取h1=55 mm（式4.23）4.5螺桿穩(wěn)定性校核(1)計算柔度=螺桿一端固定，一端自由，長度系數(shù)=2；螺桿最大受力長度l由起重高度、螺母高h

41、、鉸支頭高及螺桿軸向預留余量決定，其中。因此，螺桿的工作長度，螺桿危險截面慣性半徑i= 。 = （式4.24）(2)計算臨界載荷：i= （式4.25）因此：fc=474101.68n（式4.26）=7.9s=4 合格5 螺旋千斤頂圖形的繪制要繪制螺旋千斤頂?shù)难b配圖，首先應當選定繪圖比例和圖幅后布置視圖，先確定各視圖的位置，畫出主要軸線、中心線及基準線。然后開始畫底圖，按照“先主后次”的原則，沿裝配軸線按裝配關系依次畫出底座螺套螺旋桿絞杠頂墊等零件。底圖完成后，檢查加深圖線，還要進行尺寸標注，編注零件序號，填寫明細欄、標題欄等，完成全圖。同時要了解千斤頂?shù)墓ぷ髟恚呵Ы镯斒抢寐菪齻鲃觼眄斉e重物

42、的一種起重或頂壓工具，常用于汽車修理及機械安裝中。工作時，重物壓于頂墊之上，將手炳穿入螺旋桿上部的孔中，旋動手炳，螺旋桿在螺套中靠螺紋做上、下移動，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，使頂墊相對螺旋桿旋轉(zhuǎn)而不脫落。1托杯 2手臂 3銷 4手柄 5擋環(huán) 6螺套7螺桿 8螺釘 9底座圖5.1 千斤頂剖視圖因此由螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟砜芍?，千斤頂?shù)难b配主干線是螺旋桿，為了清楚的表達千斤頂?shù)膬?nèi)外部裝配結(jié)構(gòu)，則繪制了千斤頂?shù)钠室晥D。6 常見的故障與維護1.無論哪種千斤頂都不準超負荷使用，以免發(fā)生人身或設備故障。2.千斤

43、頂使用前，應檢查各零件是否靈活可靠，有無損壞，油液是否干凈，油閥、活塞、皮碗是否完好。3.千斤頂工作時，要放在平整堅實的地面上，并要在其下面墊枕木、木板或鋼板來擴大受壓面積，防止塌陷。4.千斤頂安放位置要擺正，頂升時，用力要均勻；卸載時，要檢查重物是否支撐牢固。5.幾臺千斤頂同時作業(yè)時，要動作一致，保證同步頂升和降落。6.螺旋千斤頂和齒條千斤頂，在任何環(huán)境下都可使用。而液壓千斤頂在高溫和低溫條件下不準使用。7.螺旋千斤頂和齒條千斤頂，應在工作面上涂上防銹油，以前少磨損避免銹蝕。液壓千斤頂應按說明書要求，定時清洗和加油。8.螺旋千斤頂和齒條千斤頂?shù)膬?nèi)部要保持清潔，防止泥砂、雜物混入，增加阻力，造

44、成過度磨損，降低使用壽命。同時轉(zhuǎn)動不分要添加潤滑油進行潤滑。9.液壓千斤頂?shù)膬σ浩饕３譂崈?，如產(chǎn)生渣滓或液體混濁，都會使活塞頂升受到阻礙，致使頂桿伸出速度緩慢，甚至發(fā)生事故。10.液壓千斤頂不準作永久支承。如必須做長時間支撐時，應在重物下面增加支承部件，以保證液壓千斤頂不受損壞。11.齒條千斤頂放松時，不得突然下降，以防止其內(nèi)部機構(gòu)受到?jīng)_擊而損壞，或使搖把跳動傷人。12.各種千斤頂要定期進行維修保養(yǎng)。存放時，要將機體表面涂以防銹油，把頂升部分回落至最低位置，并放在庫房干燥處，妥善保管?？?結(jié)轉(zhuǎn)眼三年的大學生活結(jié)束了，這次畢業(yè)設計幾乎涵蓋了三年學的知識。通過這次畢業(yè)設計，我對機械設計有了更全面

45、的認識。本次畢業(yè)設計顯示出平時學習中的很多不足之處，讓我受益匪淺。畢業(yè)設計期間我對以前學過的知識做了進一步復習，還提高了對cad和word的基本操作，自學能力也得到了加強。本次設計歷時兩個多月，翻閱了許多機械方面的文獻。在這個過程中，我學到了很多課堂上根本無法接觸到的東西。通過對文獻的閱讀與理解，要確定實用性及可用性，從中作出最好的選擇。本次設計從構(gòu)思到列提綱到設計細節(jié)，我無不是經(jīng)過深思熟慮及精心計算得來。有時候真的覺得很累很枯燥，但是我堅持下來了?？粗约旱暮顾稽c點凝成的設計論文，心中滿是欣慰與自信?？偠灾?，通過這次畢業(yè)設計，鍛煉了自己獨立分析問題解決問題的能力，也培養(yǎng)了我嚴肅認真和實事求是的科學態(tài)度，也為以后的工作打下了良好的