湖北民族學院理學院畢業(yè)論文設計任務書機械電子工程專業(yè)題目螺旋千斤頂?shù)脑O計畢業(yè)設計論文原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾所呈交的畢業(yè)設計論文,是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知,除文中特別加以標注和致謝的地方外,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構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體,均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名日期指導教師簽名日期使用授權說明本人完全了解大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計論文的規(guī)定,即按照學校要求提交畢業(yè)設計論文的印刷本和電子版本學校有權保存畢業(yè)設計論文的印刷本和電子版,并提供目錄檢索與閱覽服務學?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文在不以贏利為目的前提下,學校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。作者簽名日期課題內(nèi)容螺旋千斤頂?shù)臋C械設計課題任務要求設計一人力驅動的螺旋千斤頂,其軸向承載能力為F15KN,要求提升高度為H150MM要求耐磨性好,螺母材料為ZCUSN101,采用梯形螺紋。主要參考文獻1紀名剛機械設計第八版M北京高等教育出版社,20062全永昕摩擦學原理M杭州浙江大學出版社,19883卜炎螺紋聯(lián)接設計與計算M北京高等教育出版社,19934徐灝機械設計手冊M北京機械工業(yè)出版社,19915孔凌嘉機械設計M北京北京理工大學出版社,19936余長庚機械設計基礎M北京高等教育出版社,19997岳優(yōu)機械設計基礎M河南河南大學出版社,20038卜炎機械傳動裝置設計手冊M北京機械工業(yè)出版社,20049黃祖德機械設計M北京北京理工大學出版社,200210徐錦康機械設計M北京高等教育出版社,199911徐錦康機械傳動裝置設計手冊M北京化學工業(yè)出版社,200612朱龍根簡明機械零件設計手冊M北京高等教育出版社,200613王中發(fā)實用機械設計M北京北京理工大學出版社,199814何銘新機械制圖M北京高等教育出版社,200815宗澤機械結構設計M北京機械工業(yè)出版社,1998注此表由學生本人按指導教師下達的任務填寫打印。本科生畢業(yè)論文設計工作進度計劃表序號畢業(yè)論文設計工作任務工作進度1課題調(diào)研,查閱資料20123123172撰寫開題報告3183233撰寫并提交初稿3244204修改論文并提交修改稿4214305二次修改論文并定稿515156論文定稿打印2份上交、提交論文答辯申請、評閱、答辯5165317畢業(yè)論文裝訂上交并提交裝訂版電子檔61638910注1此表由學生按導師要求填寫打印2進度安排請?zhí)顚憽癤XXX年XX月XX日XX月XX日”學生完成畢業(yè)論文階段任務情況檢查表時間內(nèi)容檢查記錄教師簽字第一階段組織紀律簽字日期2012323左右完成任務情況開題情況第二階段組織紀律簽字日期2012420左右完成任務情況初稿情況第三階段組織紀律簽字日期2012515左右完成任務情況定稿情況注1此表由指導教師認真填寫2“完成任務情況”一欄應按學生是否按進度保質保量完成任務的情況填寫3對違紀和不能按時完成任務者,指導教師可根據(jù)情節(jié)輕重對該生提出警告或對其成績降一等級。湖北民族學院理學院畢業(yè)論文設計開題報告題目螺旋千斤頂?shù)脑O計專業(yè)機械電子工程班級0208412班學號020841218學生姓名答杰指導教師呂俊2012年4月2日選題理由在現(xiàn)實生活和實際生產(chǎn)中,我們經(jīng)常會遇到一些重型汽車拋錨需要更換輪胎或者維修,將一些中午如機床笨重的箱子、橋梁大墩、大型設備吊裝等在沒有起重設備的情況下移動或抬起,如果僅僅靠人工進行操作是相當困難的,在這個時候就需要用到千斤頂,發(fā)揮四兩撥千斤的效果。千斤頂與我們的生活息息相關,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備等中午的起重方面都離不開千斤頂。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的了解千斤頂?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個部件零件圖,不僅熟悉螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟砗瓦^程,讓我們也熟悉和強化了一些繪圖軟件的使用,同時加深了對課本中有關液壓傳動與機械基礎理論知識的理解。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述國外發(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行業(yè)中得到使用,當憂郁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取代了立式千斤頂。90年代后期一些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,它由彈性的面又非常堅固的橡膠制成的,成圓柱體。這種千斤頂可以把115T重的汽車頂起70CM。POWERRISER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)運車遺跡高車頂車量。同時他還具有一個將負載進入液壓系統(tǒng)的外置過濾器。另外一種名叫TUCKJACK的便攜式液壓千斤頂則可以用于對己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70125T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或軌枕作支撐的情況。國內(nèi)發(fā)展情況我國千斤頂技術發(fā)展比較晚,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,在外形美觀,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,汽車隊千斤頂?shù)囊笠苍絹碓礁咄瑫r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(nèi)市場的需要,每年還要出口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。設計論文方案螺旋傳動的類型和應用螺旋傳動的結構和材料選取螺旋傳動的設計計算耐磨性的計算螺桿的強度計算螺母螺紋牙的計算螺桿的穩(wěn)定性計算自鎖性的校核重點難點及創(chuàng)新之處重點螺紋的設計自鎖性的校核應收集資料及參考文獻不低于15篇1紀名剛機械設計第八版M北京高等教育出版社,20062全永昕摩擦學原理M杭州浙江大學出版社,19883卜炎螺紋聯(lián)接設計與計算M北京高等教育出版社,19934徐灝機械設計手冊M北京機械工業(yè)出版社,19915孔凌嘉機械設計M北京北京理工大學出版社,19936余長庚機械設計基礎M北京高等教育出版社,19997岳優(yōu)機械設計基礎M河南河南大學出版社,20038卜炎機械傳動裝置設計手冊M北京機械工業(yè)出版社,20049黃祖德機械設計M北京北京理工大學出版社,200210徐錦康機械設計M北京高等教育出版社,199911徐錦康機械傳動裝置設計手冊M北京化學工業(yè)出版社,200612朱龍根簡明機械零件設計手冊M北京高等教育出版社,200613王中發(fā)實用機械設計M北京北京理工大學出版社,199814何銘新機械制圖M北京高等教育出版社,200815宗澤機械結構設計M北京機械工業(yè)出版社,1998六、進度安排31141選擇課題,勾勒基本的設計思路,提交開題報告4251查找與其有關的資料,以便尋找更好的設計方案52510形成初步的草稿511515進行復稿,使其語言更加簡練、布局更加合理516521把其整理為電子稿522525準備畢業(yè)答辯526開始答辯七、指導教師意見指導教師簽名年月日八、專業(yè)負責人意見或開題審查小組意見簽名年月日湖北民族學院理學院機械電子工程專業(yè)畢業(yè)論文設計題目螺旋千斤頂?shù)脑O計設計人簽名設計說明書頁附圖張附表張圖紙張教學團隊名稱機械電子工程教研室教學團隊負責人簽名設計指導教師簽名簽名評閱人簽名2012年5月20日作者聲明本人鄭重聲明所呈交的學位論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全了解有關保障、使用學位論文的規(guī)定,同意學校保留并向有關學位論文管理機構送交論文的復印件和電子版。同意省級優(yōu)秀學位論文評選機構將本學位論文通過影印、縮印、掃描等方式進行保存、摘編或匯編同意本論文被編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索和查閱。本學位論文內(nèi)容不涉及國家機密。論文題目螺旋千斤頂?shù)脑O計作者單位湖北民族學院理學院作者簽名2012年5月20日目錄摘要12ABSTRACT131起重機械的概述142螺紋傳動的設計與計算1521螺紋傳動的類型和應用1522滑動螺旋的結構和材料18221滑動螺旋的結構18222螺桿和螺母的材料183滑動螺旋傳動的設計計算1931耐磨性計算1932螺桿強度計算2033螺母螺紋牙的強度計算2134螺桿的穩(wěn)定性計算2135自鎖性校核224千斤頂?shù)墓ぷ髟砗驮O計2341千斤頂?shù)母攀?342千斤頂?shù)脑?343千斤頂?shù)脑O計23431選擇材料25432螺桿強度計算25433螺母螺紋牙的強度計算26434螺母外部尺寸計算26435螺桿的穩(wěn)定性計算27436旋轉桿的設計計算275附圖29參考文獻33螺旋千斤頂?shù)脑O計答杰機械電子工程020841218指導老師呂俊摘要螺旋千斤頂主要是有螺桿、手柄、底座、螺套、旋轉桿、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AUTOCAD、SOLIDWORKS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,結構和選材。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。關鍵字螺旋千斤頂,設計,繪圖工具SCREWJACKDESIGNDAJIEMACHINERYANDELECTRONICSENGINEERING020841218GUIDINGTEACHERLVJUNABSTRACTSCREWJACKBASICALLYISTOSCREW,HANDLE,BASEPLATE,SCREWTHREAD,REVOLVESTEM,BLOCKRING,“THECUPINTOTHEASSEMBLYPARTSINTHEDESIGNPROCESSTOSCREWTRANSMISSIONOFTHECALCULATIONANDDESIGNANDMATERIALSELECTIONOFPARTSOFTHEMOSTIMPORTANTKEYUSINGAMECHANICALDESIGNANDTHEKNOWLEDGEOFTHERESPECT,ANDALSOUSINGCOMPUTERAIDEDDRAWINGTOOLSAUTOCAD,SOLIDWORKSETCTHISARTICLEFROMTHEPARTSOFTHESCREWJACKTHEDESIGNANDMATERIALSELECTIONANDOTHERASPECTS,THISPAPEREXPOUNDSTHEDESIGNPROCESSOFITESPECIALLYINTHEPROCESSPLANNINGDESIGN,USEOFALARGENUMBEROFSCIENTIFICPROCESSINGTHEORYANDCALCULATIONFORMULA,ITACCURATELYCALCULATEDDUETOSCREWJACKISASMALLHOISTINGEQUIPMENT,SMALLVOLUMEEASYTOCARRY,COSTLOWCOST,SOINDAILYLIFEHASBEENWIDELYUSEDTHISDESIGNISPRODUCTDEVELOPMENTCYCLEOFTHEKEYLINK,HAVETHROUGHOUTTHEPRODUCTDEVELOPMENTPROCESSALLTHETIMETOREALIZETHEFUNCTIONOFPRODUCTDESIGNANDGOALSOFTHEPLAN,STRUCTUREANDMATERIALSELECTIONMANUFACTURINGMETHODSANDPRODUCTOPERATION,USEANDMAINTENANCEMETHODTHEMODERNMACHINERYOFPRODUCTREQUIREMENTSNOTRADITIONALMECHANICALPRODUCTSHIGH,RESULTINGINPRODUCTDEVELOPMENTANDTHEIMPROVEMENTPROCESSONLYCOMPREHENSIVEUSEOFMODERNDESIGNTHEORY,METHODANDTECHNOLOGYTOMEETTHESOCIALMODERNMACHINERYPRODUCTSTOMOREANDMORESTRINGENTREQUIREMENTS,IMPROVETHEMARKETCOMPETITIONABILITYKEYWORDSSCREWJACK,DESIGN,DRAWINGTOOLS1起重機械的概述起重機械是一種以間歇作業(yè)方式對物料進行起升,下降和水平移動的運機械。起重機械的作業(yè)通常帶有重復循環(huán)的性質。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)。經(jīng)常起動、制動、正向和反向運動是起重機械的基本特點。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)等國民經(jīng)濟各部門及人們?nèi)粘Ｉ钪小Ｆ鹬貦C械由運動機械、承載機構、動力源和控制設備以及安全裝備、信號指示裝備等組成。起重機的驅動多為電力,也可用內(nèi)燃機,人力驅動只用于輕小型起重設備或特殊需要的場合。起重機械按結構特征和使用場合分為輕小型起重設備、橋架型起重機、纜索型起重機、臂架型起重機、堆垛起重機、升降機械。然而,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1M的最簡單的起重設備。它有機械式和液壓式兩種。機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。2螺紋傳動的設計與計算21螺紋傳動的類型和應用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。它主要用于將回轉運動轉變?yōu)橹本€運動,同時傳遞運動和動力。根據(jù)螺桿和螺母的相對運動關系,螺旋傳動的常用運動形式,主要有一下兩種圖21是螺桿傳動,螺母移動,多用于機床的進給機構圖22是螺母固定,螺桿傳動并移動,多用于螺旋起重器千斤頂,圖23或螺旋壓力機中。圖21圖22圖23螺旋傳動按其用途不同,可以分為以下三種類型傳動螺旋。它以傳遞動力為主,要求以較小的轉矩產(chǎn)生較大的軸向推力,用以克服工作阻力,如各種起重或加壓裝置的螺旋。這種傳力螺旋主要是承受很大的軸向力,一般為間歇工作,每次的工作時間緊較短,工作速度不高,而且通常需要自鎖能力。傳導螺旋。它以傳遞運動為主,有時也承受較大的軸向載荷,如機床進給機構的螺旋等。傳導螺旋常需在較長時間內(nèi)連續(xù)工作,工作速度較高。因此要求具有較高的傳動精度。調(diào)整螺旋。它用以調(diào)整、固定零件的相對位置,如機床、儀器及測試裝置中的微調(diào)機構的螺旋。調(diào)整螺旋常不經(jīng)常轉動,一般在空載下調(diào)整。22滑動螺旋的結構和材料221滑動螺旋的結構滑動螺旋的結構包括螺桿、螺母的結構形式及其固定和支承結構形式。螺旋傳動的工作剛度與精度等和支承結構有直接關系,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構。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。螺母結構有整體螺母、組合螺母和剖分螺母等形式。整體螺母結構簡單,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滑動螺旋采用的螺旋類型有矩形、梯形和鋸齒形。其中以梯形和鋸齒形螺紋應用最廣。螺桿常用右旋螺紋,只有在某些特殊的場合,如車床橫向進給絲杠,為了符合操作習慣,才采用左旋螺紋。222螺桿和螺母的材料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。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用場合螺桿Q235,Q275,4550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,螺母可采用鋼或鑄鐵制造,內(nèi)空澆鑄巴士合金或青銅3滑動螺旋傳動的設計計算滑動螺旋工作時主要承受轉矩及軸向拉力或壓力的作用,同時在螺桿和螺母的旋合螺紋間有較大的相對滑動。其主要失效形式為螺紋磨損,因此,滑動螺旋的基本尺寸,通常是根據(jù)耐磨性條件確定的。對于受力較大的傳動螺旋,還應噶校核螺桿的危險截面以及螺母螺紋牙的強度,以防止發(fā)生塑性變形或斷裂對于要求自鎖的螺桿應該校核其自鎖性下面主要介紹耐磨性計算和幾項常用的校核計算方法。31耐磨性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P作為計算條件,其校核公式為PF/AF/D2HZFP/D2HHP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,P為許用壓強MPA,見表31表31滑動螺旋傳動的許用壓強P螺紋副材料滑動副速度/MMIN1許用壓強/MPA鋼對青銅低速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或人力驅動時,P可提高20螺母為剖分式時,P應降低1520。為便于推導設計公式,令H/D2,代入式整理后得螺紋中徑的設計公式為D2對矩形、梯形螺紋,H05P,則D20對鋸齒形螺紋,H075P,則D2065值根據(jù)螺母的結構選取。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,螺紋工作圈數(shù)不宜過多,宜取1225對于剖分式螺母或螺母兼作支承而受力較大,可取2535傳動精度高或要求壽命長時,允許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。32螺桿強度計算螺桿受軸向力F及轉矩T的作用,危險截面上受拉壓應力和扭轉切應力。根據(jù)第四強度理論,螺桿危險截面的強度校核公式為式中,D1為螺桿螺紋的小徑MM為螺桿材料的許用應力MPA,見表32T為螺桿所受轉矩NM由式TFTAN。表32滑動螺旋副材料的許用應力項目許用應力/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力B許用切應力青銅40603040耐磨鑄鐵506040鑄鐵455540鋼101206注靜載荷許用應力取大值。33螺母螺紋牙的強度計算螺紋牙多發(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處展開的懸臂梁圖16,螺紋牙根部AA處的彎曲強度校核公式為B3FH/DB2ZB剪切強度校核公式為F/ZDB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可由國家標準查得,也可取矩形螺紋B05P,梯形螺紋B065P,鋸齒形螺紋B074P、B、分別為螺母螺紋牙的許用彎曲應力和許用切應力MPA,見表32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。34螺桿的穩(wěn)定性計算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)定性條件為式中,S為穩(wěn)定性安全系數(shù),對于傳力螺旋取S355對于傳導螺旋取S254對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,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,即式中,FC為臨界載荷NE為螺桿材料的彈性模量MPA,對于鋼E206105I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),與螺桿端部結構有關,見表19L為螺桿最大受力長度MMI為螺桿危險截面的慣性半徑MM,I。表33長度系數(shù)螺桿端部結構兩端固定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07兩端鉸支如傳導螺桿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/DO15鉸支LO/DO153不完全固定LO/DO3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。35自鎖性校核對于要求自鎖的螺旋傳動,應校核是否滿足自鎖條件,即式中,為螺紋副的當量摩擦系數(shù),見表110表110螺旋傳動螺旋副的當量摩擦系數(shù)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0080100100120120150110170060084千斤頂?shù)墓ぷ髟砗驮O計41千斤頂?shù)母攀銮Ы镯斒且环N起重高度小小于1M的最簡單的起重設備。它有機械式和液壓式兩種。機械式千斤頂又有齒條式與螺旋式兩種,由于起重量小,操作費力,一般只用于機械維修工作,在修橋過程中不適用。液壓式千斤頂結構緊湊,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。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,通過頂部托座或底部托爪在小行程內(nèi)頂升重物的輕小起重設備。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的升降套筒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。千斤頂已實施出口產(chǎn)品質量許可制度,未取得和質量許可證的產(chǎn)品不準出口。42千斤頂?shù)脑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,小傘齒輪帶動大傘齒輪、使舉重螺桿旋轉,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。43千斤頂?shù)脑O計設計螺旋千斤頂,已知軸向載荷F15KN,起重高度為L150MM,方案圖41所示。千斤頂?shù)慕Y構圖431選擇材料由表21選材料為45鋼,由手冊查355MPA螺母材料為ZCUSN10P1,由表31查得P15MPA取單頭右旋梯形螺紋,30O,15O,整體螺母。2耐磨性計算1取22計算D2D208081788由計算出的D2查手冊確定螺紋的標準值為D24MM、D245MMD1185MM,D119MMD2D2215P5MM3計算螺母高HHD2221543MM4計算旋合圈數(shù)ZZ86105校核螺紋副自鎖性ARCTAN423O由表15查得FV001,VARCTAN010571O,V,滿足自鎖條件。432螺桿強度計算1由表查得螺桿的許用應力71MPA2螺桿所受轉矩TFTAN15000TAN423O571O12636NMM3CA5674合格433螺母螺紋牙的強度計算由表查得青銅螺母螺紋牙許用彎曲應力4060MPA、許用剪切應力3040MPA梯形螺紋螺紋牙根寬度B065P0655325MM梯形螺紋螺紋牙工作高度H05P05525MM。1彎曲強度校核1608合格2剪切強度校核696合格434螺母外部尺寸計算A計算D3螺母懸置部分受拉伸和扭轉聯(lián)合作用,為計算簡單,將F增大30,按拉伸強度計算得式中,為螺母材料的許用拉伸應力,可取083B,由表14取B50MPA,因此083B415MPA。故D3315MM取D335MMB確定D0和A按經(jīng)驗公式D01314D3及A確定。D013143545549MM取D048MMA143取A15MMC校核凸緣支承表面的擠壓強度,強度條件為PP合格D校核凸緣根部彎曲強度P788MPAB50MPA合格E校核凸緣根部剪切強度,強度條件為式中,螺母材料的許用切應力35MPA故6MPA合格435螺桿的穩(wěn)定性計算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L、螺母高H、鉸支頭高H1及螺桿軸向預留余量決定,因LLHH1150433612241MM螺桿危險截面慣性半徑I4625MM。101212計算臨界載荷I57499MM4因為574998590因此FC502681350264合格436旋轉桿的設計計算確定旋轉桿的長度旋轉桿上的工作轉矩為TFHLHT1T2式中,T1、T2分別為螺紋副摩擦力矩及頂蓋與接觸面摩擦力矩NMMFC015為頂蓋與支承面的摩擦系數(shù)D0為頂蓋底座與支承面接觸部分外徑MM,由經(jīng)驗公式D01618D確定,取D045MMD0為頂蓋底座與支承面接觸部分內(nèi)徑MM,取D018MM,FH為手作用在旋轉桿上的力N,如一人連續(xù)工作,手作用力通常取FH150200N,取FH180NLH為旋轉桿有效長度MM。故180LH得LH253MM取LH300MM2確定旋轉桿直徑DK選旋轉桿材料為45鋼,S355MPA,許用彎曲應力237178MPA,取B220MPA。旋轉桿的彎曲強度條件為B因此,DK15334MM,DK200MM。頂蓋其他部分尺寸為頂蓋高H081DO3645MM取H40MM5附圖起重螺桿底座螺釘結論過本次螺旋千斤頂?shù)脑O計,了解了一些基本的機械設計的方法,同時也運用了一些材料力學的知識,也是將理論知識在實踐中的進一步應用,例如在設計過程中,需要對其耐磨性、強度、螺桿穩(wěn)定性以及材料許用壓力的校對等一些基本的材料力學知識。在設計過程中,對于一些自己不了解的內(nèi)容,學會了去查閱一些相關資料去解決實際問題,同時也嘗試著運用所學的知識解決設計中所遇到的具體實際問題,培養(yǎng)獨立工作能力,以及初步學會綜合運用所學知識,解決材料的選擇,強度計算和剛度計算,制造工藝與裝配工藝等方面的問題,這樣對于提高自身專業(yè)素質有很大的幫助。在了解螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟淼耐瑫r,運用所掌握的知識綜合起來去解決實際問題,這是在此過程中獲得的最大收獲。對于一些基本數(shù)據(jù)的查詢,這也是以前沒接觸到的,這也為以后專業(yè)的嚴密性打下基礎?？偠灾?通過此次設計我們提高了自身運用知識的能力,懂得了學以致用的道理,為以后的工作奠定了基礎。致謝歷時將近兩個月的時間終于將這篇論文寫完,在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙,都在同學和老師的幫助下度過了。尤其要強烈感謝我的論文指導老師呂俊老師,他對我進行了無私的指導和幫助,不厭其煩的幫助進行論文的修改和改進。另外,在校圖書館查找資料的時候,圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導過我的各位老師表示最中心的感謝感謝這篇論文所涉及到的各位學者。本文引用了數(shù)位學者的研究文獻,