機(jī)械制造與自動(dòng)化螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)

1、螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 完 成 日 期： 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(shè)計(jì)過程中對(duì)螺旋傳動(dòng)的計(jì)算和各零部件的設(shè)計(jì)與選材最為重要；并且重點(diǎn)運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，另外還運(yùn)用了輔助繪圖工具AoutCAD、等。本文從螺旋千斤頂?shù)牧悴考脑O(shè)計(jì)與選材等多方面，闡述了它設(shè)計(jì)的全過程。尤其在工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中，運(yùn)用了大量的科學(xué)加工理論及計(jì)算公式，對(duì)它進(jìn)行了精確地計(jì)算。 由于螺旋千斤頂是一種小型的起重設(shè)備，體積小方便攜帶，造價(jià)成本低，所以在日常生活中被廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)既是產(chǎn)

2、品開發(fā)周期中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有貫穿于產(chǎn)品開發(fā)過程的始終。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?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的要求不對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品高的多，因而在產(chǎn)品開發(fā)和改進(jìn)過程中只有全面深入地運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論，方法和技術(shù)才能滿足社會(huì)對(duì)現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品愈來愈苛刻的要求，提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。關(guān)鍵詞：螺旋傳動(dòng)，體積小，方便，成本低目 錄摘要.I 1起重機(jī)械的概述.12千斤頂?shù)母攀?2 2.1千斤頂?shù)姆N類 .22.2 千斤頂結(jié)構(gòu)和規(guī)格.22.3 千斤頂?shù)墓ぷ骼? 23螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)算.33.1螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用.33.2螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算. 53.3螺旋機(jī)構(gòu)耐磨性的計(jì)算. 63.

3、4螺母螺紋牙的計(jì)算.73.5螺桿強(qiáng)度和穩(wěn)定性的校核.83.5.1強(qiáng)度的校核.9 3.5.2穩(wěn)定性的校.93.6自鎖性的校核. 104千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì). 114.1選擇材料. 124.2耐磨性計(jì)算. 13 4.3螺母外部尺. 144.4手柄設(shè)計(jì)計(jì).154.5螺桿穩(wěn)定性. 165螺旋千斤頂圖形的繪制.176使用千斤頂注意的事項(xiàng).187設(shè)計(jì)總結(jié). 20結(jié)論.20致謝.21參考文獻(xiàn).221 起重機(jī)械的概述起重機(jī)械是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化、自動(dòng)化、減輕繁重體力勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要工具和設(shè)備。起重機(jī)是機(jī)械化作業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是一些工業(yè)企業(yè)中主要的固定資產(chǎn)。對(duì)于工礦企業(yè)、港口碼頭、車站倉庫、建

4、筑施工工地，以及海洋開發(fā)、宇宙航行等部門，起重機(jī)已成為主要的生產(chǎn)力要素，在生產(chǎn)中進(jìn)行著高效的工作，構(gòu)成合理組織批量生和機(jī)械化流水作業(yè)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要標(biāo)志之一。在某些關(guān)鍵崗位上增加一兩臺(tái)起重設(shè)備，勞動(dòng)生產(chǎn)率就會(huì)成倍的增長(zhǎng)。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；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)。起重機(jī)械廣泛用于交通運(yùn)輸業(yè)、建筑

5、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钪小Ｆ鹬貦C(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)械的工作特點(diǎn)：（1）起重機(jī)械通常結(jié)構(gòu)龐大，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，能完成一個(gè)起升運(yùn)動(dòng)、一個(gè)或幾個(gè)水平運(yùn)動(dòng)；（2）所吊運(yùn)的重物多種多樣，載荷是變化的；（3）大多數(shù)起重機(jī)械，需要在較大的空間范圍內(nèi)運(yùn)行，有的要裝設(shè)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(jī)械需要直接載運(yùn)人員在導(dǎo)軌、平臺(tái)或鋼絲繩上做升降運(yùn)動(dòng)；（5）暴露的、活動(dòng)的零件較多，且常與吊運(yùn)作業(yè)員直接接觸，潛在安全隱患；（6）作業(yè)環(huán)境復(fù)雜；（7）作業(yè)中常常需要多人配合，共同進(jìn)行；起重

6、機(jī)械的上述工作特點(diǎn)，決定了它與安全生產(chǎn)的關(guān)系很大。如果對(duì)起重機(jī)械的設(shè)計(jì)、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(shè)備事故。一方面造成人員的傷亡，另一方面也會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。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。(參考文獻(xiàn)4)2 千斤頂?shù)母攀銮Ы镯斢纸信e重器、頂重機(jī)、頂升機(jī)等，是一種用比較小的力就能把重物頂升、下降或移位的簡(jiǎn)單起重機(jī)具，也可用來校正設(shè)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(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

7、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?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(dá)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(jī)械式和液壓式，機(jī)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(fèi)力，所以螺旋千斤頂一般只用于機(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。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(dòng)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，

8、在作業(yè)時(shí)，未卸載之前不能作平面移動(dòng)；（2）LQ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(dāng)往復(fù)搬動(dòng)手柄時(shí)，撐牙推動(dòng)棘輪組間歇回轉(zhuǎn)，小錐齒輪帶動(dòng)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(dòng)靈活，摩擦力小，因而操作靈敏，工作效率高。（3）移動(dòng)式螺旋千斤頂是一種在頂升過程中可以移動(dòng)的千斤頂，在作業(yè)時(shí)，它的移動(dòng)主要是靠其底部的水平螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使頂起或下降的重物連同千斤頂一同做水平移動(dòng)。因此，移動(dòng)式螺旋千斤頂在設(shè)備安裝施工中用來就位便很使用。如下圖：2.1 螺旋千斤頂齒條千斤頂主要由齒條和棘輪等組成，工作時(shí)，由1-2

9、人轉(zhuǎn)動(dòng)千斤頂上的手柄，利用齒條的頂端頂起高處的重物。同時(shí)，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?dòng)時(shí)需要的齒輪。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。2.2 千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)和技術(shù)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。表2.1 移動(dòng)式螺旋千斤頂技術(shù)規(guī)格輕重量（t）頂起高度（m

10、m）螺桿落下最小高度（mm）水平移動(dòng)距離（mm）自重（kg）825051017540102805403008015345660300100203606803601452.3螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟砺菪Ы镯斒峭ㄟ^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。(此部分參考文獻(xiàn)4和5)3 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用和類型螺旋傳動(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)

11、點(diǎn)，在工業(yè)中獲得了廣泛應(yīng)用。（1）按螺桿與螺母的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式，螺旋傳動(dòng)可以有以下四種運(yùn)動(dòng)方式：螺母固定不動(dòng)，如圖(a)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并往復(fù)移動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)以固定螺母為主要支承，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但占據(jù)空間大。常用于螺旋壓力機(jī)、螺旋千斤頂?shù)?。螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖(b)螺桿做直線移動(dòng)，螺桿應(yīng)設(shè)防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，螺母轉(zhuǎn)動(dòng)要設(shè)置軸承均使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且螺桿行程占據(jù)尺寸故應(yīng)用較少。螺母旋轉(zhuǎn)并沿直線移動(dòng)，如圖(c)由于螺桿固定不動(dòng)，因而二端支承結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但精度不高。螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖(d)螺母做直線運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)方式占據(jù)空間尺寸小，適用于長(zhǎng)行程螺桿。螺桿兩端的軸承和螺母防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。車床絲杠、刀架移動(dòng)機(jī)構(gòu)多采用這種運(yùn)動(dòng)方式。 (a

12、) (b) (c) (d)圖3.1 運(yùn)動(dòng)方式本次設(shè)計(jì)的螺旋千斤頂是運(yùn)用了上圖（a）的運(yùn)動(dòng)方式，即螺母固定不動(dòng)。（2）按照用途不同，螺旋傳動(dòng)分為三種類型。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，下圖3.2螺旋壓力機(jī)均為傳力螺旋。圖3.2 螺旋壓力機(jī)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，下圖3.3為機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的螺旋。圖3.3 傳導(dǎo)螺旋調(diào)整螺旋用于調(diào)整并固定零件間的相對(duì)位置，一般不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)，要求能自鎖，有時(shí)也要求很高精度，如帶傳動(dòng)張緊裝置、機(jī)床卡盤和精密儀表微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋等

13、。本次設(shè)計(jì)的螺旋千斤頂就是運(yùn)用了傳力螺旋這種傳動(dòng)類型。3.2螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和選材滑動(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

14、結(jié)構(gòu)。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。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。表3.1 螺桿與螺母常用的材料螺紋副材料應(yīng)用場(chǎng)合螺桿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9Mn2V GrWMn 38GrMoAl精密傳導(dǎo)螺旋傳動(dòng)。材料需經(jīng)熱處理螺母ZcuSn10P1 ZcuSn5Pb5Zn5一般傳動(dòng)ZcuAL10Fe3 ZcuZn25AL6Fe3Mn重載、低速傳動(dòng)。尺寸較小或輕載高速

15、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3.3螺旋機(jī)構(gòu)耐磨性的計(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：PP （式3.7）式中，F(xiàn)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(qiáng)(MPa)。表3.2 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/(m·min-1)許用壓強(qiáng)/MPa鋼對(duì)青

16、銅低速<3.0612>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(dòng)時(shí)，p可提高20%；螺母為剖分式時(shí)，p應(yīng)降低15%-20%。為便于推導(dǎo)設(shè)計(jì)公式，令ø =H/d2，代入整理后得螺紋中徑的設(shè)計(jì)公式為：d2 （式3.8）對(duì)矩形、梯形螺紋，h=0.5P，則：d20.8 （式3.9）對(duì)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(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，

17、為使受力分布均勻，螺紋工作圈數(shù)不宜過多，宜取ø=1.22.5；對(duì)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(dòng)精度高或要求壽命長(zhǎng)時(shí)，允許ø=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。3.4螺母螺紋牙的計(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，螺紋牙根部的彎曲強(qiáng)度校核公式為：= 3Fh/Db²z （式3.11）剪切強(qiáng)度校核公式為： =F

18、/zDb （式3.12）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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)力和許用切應(yīng)力(MPa)。表3.3 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/35 S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（1.01.2）0.6注：靜載荷許用應(yīng)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(yīng)校核螺桿螺紋牙的強(qiáng)度，這時(shí)公式中的D應(yīng)改

19、為d1。3.5螺桿強(qiáng)度和穩(wěn)定性的校核3.5.1強(qiáng)度的校核螺桿受軸向力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：= （式3.13）式中d1為螺桿螺紋的小徑（mm）；為螺桿材料的許用應(yīng)力（MPa），T為螺桿所受轉(zhuǎn)矩(N·m)T=；3.5.2穩(wěn)定性的校核對(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： （式3.14）式中S為穩(wěn)定性安全系數(shù)，對(duì)于傳力螺旋取S=3.55；對(duì)于傳導(dǎo)螺旋取S=2.54；對(duì)于精密螺桿或水平螺桿取S>

20、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計(jì)算。當(dāng)8590時(shí)，根據(jù)歐拉公式計(jì)算，即： （式3.15）當(dāng)<8590時(shí)；對(duì)b380MPa的碳素鋼（如Q235、Q275）Fc=(304/1.12) （式3.16）當(dāng)<8590時(shí)，對(duì)b470MPa的優(yōu)質(zhì)碳素鋼（如355、45）Fc=(461/2.57) （式3.17）當(dāng)<40時(shí)，無需進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。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)；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

21、(mm)；i為螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑(mm)，i=。 （式3.18）表3.4 長(zhǎng)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（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/do<1.5鉸支；lo/do=1.53不完全固定；lo/do>3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。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/do<1.5鉸支；l

22、o/do=1.53不完全固定；lo/do>3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。3.6自鎖性的校核 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3.19）式中，fV為螺紋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)表3.5 螺旋傳動(dòng)螺旋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)fV（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0.080.100.100.120.120.150.110.170.060.084螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)已知軸向載荷F=60000N,最大舉升高度為150mm. 方案圖如下所示：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4.1 螺

23、旋千斤頂剖視圖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(cè)查=360Mpa；為了提高耐磨性，螺母選較軟的材料錫青銅為ZCuSn10P-1，由上表知鋼對(duì)青銅低速時(shí)，對(duì)人力驅(qū)動(dòng)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(jì)算（1）已知取，則計(jì)算d2 （式4.1） 由手冊(cè)查得：（2）計(jì)算螺母高H： （式4.2）（3）計(jì)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(qiáng)度校核：由上表查得青銅螺母螺紋牙許用彎曲應(yīng)力許用剪切應(yīng)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

24、強(qiáng)度校核： 合格 （式4.5）剪切強(qiáng)度校核：，合格 （式4.6）（6）螺桿強(qiáng)度校核：由上表查得螺桿許用應(yīng)力 （式4.7）螺桿所受轉(zhuǎn)矩：（式4.8）螺桿強(qiáng)度校核： 合格 （式4.9）4.3螺母外部尺寸計(jì)算（1）計(jì)算確定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：= （式4.10）式中，為螺母材料的許用拉伸應(yīng)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(yàn)公式D1=（1.31.4）D3及a=可求：D1=（1.31.4）×65=84.5-91mm 取D1

25、=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(qiáng)度，強(qiáng)度條件為：p=p 合格 （式4.14）（4） 校核凸緣根部彎曲強(qiáng)度：p=所以合格 （式4.15）（5）校核凸緣根部剪切強(qiáng)度，強(qiáng)度條件為：= （式4.16）式中，螺母材料的許用切應(yīng)力=35Mpa 故：= 合格 （式4.17）4.4手柄設(shè)計(jì)計(jì)算（1）拖杯與手柄的結(jié)構(gòu)：確定手柄長(zhǎng)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（

26、mm），由經(jīng)驗(yàn)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）,如一人連續(xù)工作，手作用力通常取FH=150200N,取FH=200N；LH為手柄有效長(zhǎng)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(yīng)力=140180 Mpa，取b=160 Mpa。手柄的彎曲強(qiáng)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

27、 mm（式4.23）4.5螺桿穩(wěn)定性校核(1)計(jì)算柔度=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、螺母高H、鉸支頭高及螺桿軸向預(yù)留余量決定，其中。因此，螺桿的工作長(zhǎng)度，螺桿危險(xiǎn)截面慣性半徑i= 。 = （式4.24）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(yīng)當(dāng)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(zhǔn)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(guān)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(jìn)行尺寸標(biāo)注，編注零件序號(hào)，填寫明細(xì)欄、標(biāo)題欄等，完成全圖。同時(shí)要了解千斤頂?shù)墓ぷ髟恚呵Ы?/p>

28、頂是利用螺旋傳動(dòng)來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，將手炳穿入螺旋桿上部的孔中，旋動(dòng)手炳，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。圖4.1 螺旋千斤頂?shù)妮S測(cè)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(dá)千斤頂?shù)膬?nèi)外部裝配結(jié)構(gòu)，則繪制了千斤頂?shù)娜室晥D。在主視圖上，千斤頂?shù)?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，只有螺旋桿上與絞杠配合的孔沒有表達(dá)充分，

29、故采用剖面圖AA表達(dá)清楚。所以螺旋千斤頂?shù)难b配圖如下：圖4.2 螺旋千斤頂?shù)难b配圖6 使用千斤頂?shù)淖⒁馐马?xiàng)1.無論哪種千斤頂都不準(zhǔn)超負(fù)荷使用，以免發(fā)生人身或設(shè)備故障。2.千斤頂使用前，應(yīng)檢查各零件是否靈活可靠，有無損壞。 3.千斤頂工作時(shí)，要放在平整堅(jiān)實(shí)的地面上，并要在其下面墊枕木、木板或鋼板來擴(kuò)大受壓面積，防止塌陷。4.千斤頂安放位置要擺正，頂升時(shí)，用力要均勻；卸載時(shí)，要檢查重物是否支撐牢固。5.螺旋千斤頂，應(yīng)在工作面上涂上防銹油，避免銹蝕。6.螺旋千斤頂，要防止雜物混入，增加阻。同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)不分要添加潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑。7.千斤頂要定期進(jìn)行維修保養(yǎng)。存放時(shí)，要將機(jī)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) 論（1）這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)三年生活的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)三年的學(xué)習(xí)生活中所有知識(shí)的有一個(gè)匯總和概括，使我們每個(gè)人都能了解自己學(xué)到了什么，了解多少，會(huì)運(yùn)用