毕业论文范文——螺旋千斤顶的设计改进.doc

1、题目 螺旋千斤顶的设计改进学院名称 机械设计制造及其自动化 专业班级 学生姓名 导师姓名 年 月 日目 录摘要4第一章 设计任务5第二章 千斤顶的概述.5 2.1 千斤顶的简介.52.2 千斤顶的种类. 52.3 千斤顶的结构和技术规格.62.4 千斤顶的工作原理.7第三章 螺旋千斤顶结构尺寸设计及改进 .73.1 螺杆的设计与计算73.11 螺杆螺纹类型的选择.73.12 螺旋传动选择.73.13 选取螺杆的材料.73.14 确定螺杆直径.73.15 自锁验算.83.16 结构（见图 12） .93.17 螺杆强度计算.93.18 稳定性计算. 103.2 螺母设计与计算. 113.21 螺

2、母材料的选择. 113.22 确定螺母高度 H及螺纹工作圈数 u.113.23 校核螺纹牙强度 .113.24 螺母与底座孔配合.123.3 手柄设计与计算.123.31 手柄材料.133.32 手柄长度 L.133.33 手柄直径 dp.133.34 结构.143.4 托杯的设计与计算.143.5 底座设计.163.6 螺旋千斤顶的组装.17第四章 设计总结.17致谢.18参考文献19摘 要机械千斤顶是手动起重工具种类之一，其结构紧凑，合理的利用摇杆的摆动，使小齿轮转动，经一对圆锥齿轮合运转，带动螺杆旋转，推动升降套筒，从而重物上升或下降。普通螺旋千斤顶靠螺纹自锁作用支持重物，构造简单，但传

3、动效率低，返程慢。自降螺旋千斤顶的螺纹无自锁作用，装有制动器。放松制动器，重物即可自行快速下降，缩短返程时间，但这种千斤顶构造较复杂。螺旋千斤顶能长期支持重物，最大起重量已达 100 吨，应用较广。下部装上水平螺杆后，还能使重物作小距离横移。可以极大的节省人力，提高劳动效率，并且携带方便，体积很小。关键词 螺杆旋转 自锁 支持重物 省力 发展ABSTRACTMechanical jacks is one of the manual lifting tool types, its structure is compact, reasonable use of the motion of the

4、rocker, to rotate the pinion, running through a pair of bevel gears, drive screw rotation, promote the lifting socket, thus weight rises or falls. Ordinary screw jack by thread self-locking function support weight, simple structure, but the transmission efficiency is low, return slowly. Since the th

5、reads of the screw jack without self-locking function, equipped with brake. Loosen the brake, weights can be falling fast, shorten the return time, but this kind of jack structure is relatively complex. Screw jack can support heavy weights for a long time, maximum weight has reached 100 tons, has a

6、wide application. The lower mount after horizontal screw, also can give weight to be small transverse distance. Can greatly save manpower, improve labor efficiency, and easy to carry, small size.Key words Screw rotation self-locking support heavy energy development 第一章 设计任务对一人力驱动的螺旋千斤顶进行改进设计。要求千斤顶的轴

7、向承载能力F=60000N,要求提升高度为 150mm，要求耐磨性好，使用 AutoCAD、pro/E 绘画装配图、零件图。撰写说明书一份，完成一定数量的图纸,制作 PPT。第二章 千斤顶的概述2.1 千斤顶的简介千斤顶又叫举重器、顶重机、顶升机等，是一种用比较小的力就能把重物顶升、下降或移位的简单起重机具，也可用来校正设备安装的偏差和构件的变形等。千斤顶主要用于厂矿、交通运输等部门作为车辆修理及其它起重、支撑等工作。其结构轻巧坚固、灵活可靠，一人即可携带和操作。千斤顶是用刚性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在小行程内顶升重物的轻小起重设备，千斤顶的顶升高度一般为 400mm，顶升速

8、度一般为 10-35mm/min，起重能力最大可达 500t。2.2 千斤顶的种类千斤顶按其构造及工作原理的不同，通常分为机械式和液压式，机械式千斤顶又有齿条式与螺旋式两种，其中螺旋式千斤顶和液压式千斤顶较为常用。液压式千斤顶结构紧凑，工作平稳，有自锁作用，故使用广泛。但液压千斤顶传动的缺点是：(1)液压千斤顶系统中的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，使得液压千斤顶传动不能保证严格的传动比。(2)液压千斤顶传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体粘性变化，引起运动特性的变化，使得工作的稳定性受到影响，所以它不宜在温度变化很大的环境条件下工作。(3)为了减少泄漏，以及为了满足某些性能上的要

9、求，液压元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂。(4)液压千斤顶传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。(5)液压千斤顶系统发生故障不易检查和排除。螺旋千斤顶的主轴外表用铬处理可增加使用寿命；其高度低，适用于一般窄小空间之作业需求，杨程短，可多次的垫高使用，它是由人力通过螺旋副传动，其结构紧凑，成本较低，使用携带较为方便；能长期支持重物，最大起重量已达 100吨，使用更为广泛。液压千斤顶主要由油室、油泵、储油腔、活塞和摇把等组成，工作时，用千斤顶的手动摇把驱动油压泵，将工作油压入油室，推动活塞上升或下降，进而顶起或下落重物。在工程施工时，YQ 型手动液压千斤顶（或称移溜千斤顶）是一种

10、内回液双作用的液压机构。使用较多。这种千斤顶质量轻，效率高，使用和搬运也比较方便，它又可以分为通用和专用两类。专用液压千斤顶使专用的张拉机具，在制作预应力混凝土构件时，对预应力钢筋施加张力。专用液压千斤顶多为双作用式。常用的有穿心式和锥锚式两种。绝大时候使用穿心式。穿心式千斤顶适用于张拉钢筋束或钢丝束，它主要由张拉缸、顶压缸、顶压活塞及弹簧等部分组成。它的特点是：沿拉伸机轴心有一穿心孔道，钢筋(或钢丝)穿入后由尾部的工具锚固。螺旋式千斤顶又分为：固定式螺旋式千斤顶、固定式 LQ型螺旋千斤顶和移动式螺旋千斤顶三大类。（1）固定螺旋式千斤顶有普通式和棘轮式两种，在作业时，未卸载之前不能作平面移动；

11、（2）固定式 LQ型螺旋千斤顶结构紧凑、轻巧，使用方便。它有棘轮组、大小锥齿轮、升降套筒、锯齿形螺杆、主架等组成；当往复搬动手柄时，撑牙推动棘轮组间歇回转，小锥齿轮带动大锥齿轮，使锯齿形螺杆旋转，从而使升降套筒上升或下降。由于推力轴承转动灵活，摩擦力小，因而操作灵敏，工作效率高。（3）移动式螺旋千斤顶是一种在顶升过程中可以移动的千斤顶，在作业时，它的移动主要是靠其底部的水平螺杆转动，从而使顶起或下降的重物连同千斤顶一同做水平移动。因此，移动式螺旋千斤顶在设备安装施工中使用起来就很方很。如右图：2.3 千斤顶的结构和技术规格油压千斤顶按其结构、用途分为如下两种： (1) 立式螺纹连接结构的油压千

12、斤顶，其代号的表征字母为 qyl。 (2) 立卧两用油压千斤顶，其代号的表征字母为 qw。螺旋千斤顶按其结构和使用场所分为： 普通型螺旋千斤顶，其代号的表征字母为 ql。 普通高型螺旋千斤顶，其代号的表征字母为 qlg。 普通低型螺旋千斤顶，其代号的表征字母为 qld。 钩式螺旋千斤顶,其代号的表征字母为 qlg。 剪式螺旋千斤顶,其代号的表征字母为 qlj。 自落式螺旋千斤顶,其代号的表征字母为 qlz。2.4 千斤顶的工作原理千斤顶有机械千斤顶和液压千斤顶等几种，原理各有不同。从原理上来说，液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比

13、较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递，可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。螺旋千斤顶是通过往复扳动手柄，拔爪即推动棘轮间隙回转，小伞齿轮带动大伞齿轮、使举重螺杆旋转，从而使升降套筒获得起升或下降，而达到起重拉力的功能，它是由人力通过螺旋副传动，其结构紧凑，成本较低，使用携带较为方便；能长期支持重物，最大起重量已达 100吨，使用更为广泛。第三章 螺旋千斤顶结构尺寸设计及改进3.1 螺杆的设计与计算3.11 螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩形、梯形与锯

14、齿形，千斤顶常用的是梯形螺纹。梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角 =30 ，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本牙形按 GB/T5796.12005的规定。千斤顶的自锁行能要好，所以用单线螺纹。因此选用的螺杆螺纹是牙形角 =30 的单线梯形螺纹3.12 螺旋传动选择螺旋传动按其螺旋副的摩擦性质不同，分为滑动螺旋副，滚动螺旋副和静压螺旋副。滑动螺旋副结构简单，便于制造，易于自锁，所以螺旋千斤顶选择滑动螺旋副。3.13 选取螺杆的材料螺杆材料常用 Q235、Q275、40、45、55 等。在此选用的是 55钢。3.14 确定螺杆直径按耐磨性条件确定螺杆中径 d2。求出 d2后，按标准选取相应

15、公称直径 d、螺距 t及其它尺寸。计算过程：滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力 p，使其小于材料的许用压力p。 22phHdFPuApF(KN):作用域螺杆的轴向力A( )螺纹承压面积2m（ ）螺纹的中径2dh（ ）螺纹的高度P（ ）螺纹的螺距H（ ）螺母的高度由于 ，所以有 ；2d2phFPd对于等腰梯形螺纹， ，有 ， 一般取 1.23.5,所5.08.02pFd以此处 取 2.5因为千斤顶的螺杆与螺母的相互运动是低速滑动，所以两者的材料均选为钢，由查表可知，许用压力p取为 10MPa。螺杆螺纹中径 ，根据求得的此螺纹中径，查md18.305.2682表 GB/T5796.

16、22005和表 GB/T5796.32005有：公称直径 ，螺距 ，螺杆小径 ，螺杆中径m4P7d361，螺母大径 ，螺母小径d18.35.402dD451，螺母中径 ，螺母高度D01m.02，旋合圈数 。mdH5.10.452 )(156.472.10圈PHu3.15 自锁验算自锁条件是 v式中： 为螺纹中径处升角； v为当量摩擦角（当量摩擦角 v=arctanv，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小 1） 。ffarctnosarctn:当量摩擦系数； ：摩擦系数； ：牙侧角， 。ff152/摩擦系数 由查表可知， ，由于千斤顶的运动速度是很低的，所f 09.以摩擦系数按起动时区

17、最大值 0.17。 15.341.37arctnarct2dP2.09.rtosrtf所以有 ，符合自锁条件。32.51.33.16 结构（见图 12）螺杆上端用于支承托杯 10并在其中插装手柄 7，因此需要加大直径。手柄孔径 dk的大小根据手柄直径 dp决定，d kd p十 0.5mm。由后面的计算可知手柄的直径 =27.8mm，所以 。p mk6.28.07为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。退刀槽的直径 d4应比螺杆小径 d1约小 0.20.5mm。 。.354.14退刀槽的宽度可取为 1.5P=10.5mm。为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于 d1的圆柱体。为了防止

18、工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制挡圈(GB/T891-1986) ，挡圈用紧定螺钉(GB/T68-2000) 固定在螺杆mHD5,0 6M端部。3.17 螺杆强度计算对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度。强度计算方法参阅教材公式(6.23)，其中扭矩 ，式中 为螺纹中径处升角，2)tan(dFT为当量摩擦角。对受力较大的螺杆应根据第四强度理论交合螺杆强度：或)(3)3222 Tca WAF )4(31212dTFAcaF（N）螺杆所受的轴向压；A（ ）：螺杆螺纹的危险截面面积； 2m（ ）：螺杆螺纹段的抗扭截面系数； （mm）螺杆螺纹小径；T（TW2m1d） ； (MPa)：螺杆材料的许用应力，由前面可知螺杆的材料是 55号钢，查表得其屈服强度 ，所以其许用应力 ，由于千斤顶的MPas38053s载荷是稳定的，许用应力取最大值有 。MPas67.12803计算： mNdFT 6357.18092 54).5.tan(60)tan(2则有： PdTAca 8.53)4(21，符合强度计算的条件。MaPca 67.8.53