1、 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The Design Of Screw Jack By Pro/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奉獻(xiàn)的個(gè)人或集體,均已在文中作

2、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效勞;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颊撐牡木植炕蛉績?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2021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)

3、(論文)內(nèi)容及要求(包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、到達(dá)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1.5萬字); 2外文譯文一篇(不少于5000英文單詞)

4、; 3. 千斤頂?shù)难b配圖和零件圖。三、完成日期及進(jìn)度 自 2021 年3月12 日起至 2021年6月1日止進(jìn)度安排: 3.123.22 檢索文獻(xiàn)、資料收集與整理; 3.234.1 完成英文翻譯,擬寫綜合報(bào)告; 4.24.9開題報(bào)告的撰寫; 4.104.16 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及各局部參數(shù)的設(shè)定與強(qiáng)度校核; 5.25.10 繪制各零件圖及千斤頂?shù)难b配圖; 5.115.17 千斤頂三維建模與仿真模擬; 5.185.30 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文; 5.31日之前 必須提交論文; 5.316.1畢業(yè)辯論。四、同組設(shè)計(jì)者(假設(shè)無那么留空):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

5、,常用設(shè)計(jì)資料.(第五版)M。北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20212 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,2021.3 楊黎明.機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京:高等教育出版社,2021.114 野火科技組.Pro/Engineer wirdfire 5.0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,20215 陸海濤.基于優(yōu)化設(shè)計(jì)的螺旋千斤頂零件庫的建立.起重運(yùn)輸機(jī)械J.2007(6)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

6、的強(qiáng)度,在到達(dá)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,再此圖的根底上修改并另存為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)

7、;裝配;pro/e;仿真 Abstract The graduation project is to design a mechanical screw jack, the main design elements is the calculation of the size of the various parts, checking the strength of the special parts, to achieve a reasonable request under the premise of the pro / e assembly and simulation. First

8、, by calculating the parameters check the manual as well as books to take reasonable parameters, and then modify the size, in the process of checking the structural data on the whole more optimization. Secondly, the pro / e assembly, we should pay attention to the types of constraints and constraint

9、 object known constraint conditions are not met, the new benchmark as a constrained object will affect the overall simulation. In the simulation to add two motors, respectively, as the up and down movement and rotation, to choose a reasonable speed before the capture. Export a reasonable view and pr

10、oportion guide drawings, the new drawing, select, and then modify and save as dwg format files on the basis of this figure. In this graduation project, understand the principle of the structure of the jack, and recognize the role of three-dimensional modeling in the design process, learned a simple

11、simulation and drawing skill. Keywords: Screw jack ;design ;assembly ;pro/e ;emulate目錄第一章 緒論.1 1.1 起重機(jī)械的概述.1 1.2 目的.1 1.3 國內(nèi)外千斤頂行業(yè)開展趨勢(shì).2 1.4 使用原理.2 1.5 使用方法.3 1.6 主要研究內(nèi)容.3第二章 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算.4 2.1 螺旋傳動(dòng)的類型和應(yīng)用.4 2.2 螺旋傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系.4 2.3 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì).8 2.4 滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)及材料.8 2.4.1 滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu).8 2.4.2螺桿與螺母常用材料8 2.5 耐磨性計(jì)算.9 2.

12、6 螺母螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算10 2.7 螺桿強(qiáng)度校核11 2.8 螺桿穩(wěn)定性校核11 2.9 自鎖性校核13第三章 千斤頂?shù)墓ぷ髟砗驮O(shè)計(jì).14 3.1千斤頂?shù)母攀?14 3.2 千斤頂?shù)姆N類和規(guī)格14 3.2.1 油壓千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)、用途.14 3.2.2 螺旋千斤頂?shù)姆N類、規(guī)格.16 3.3千斤頂?shù)墓ぷ髟?6 3.4千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)17 3.4.1 選擇材料18 3.4.2 耐磨性計(jì)算18 3.4.3 計(jì)算驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩19 3.4.4 螺桿強(qiáng)度計(jì)算19 3.4.5 驗(yàn)證螺桿的穩(wěn)定性20 3.4.6 校核螺紋牙強(qiáng)度20 3.4.7底座的設(shè)計(jì)計(jì)算.21 3.4.8 手柄的設(shè)機(jī)計(jì)算21 3.4.9 托杯的

13、設(shè)計(jì)計(jì)算22 3.4.10 斤頂?shù)男视?jì)算.23 3.4.11 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24 4.1 各部件繪制24 4.1.1 整體螺母的繪制24 4.1.2 螺桿的繪制28 4.1.3 底座的繪制30 4.1.4 手柄的繪制32 4.1.5 托杯的繪制33 4.2千斤頂?shù)母髁慵叽绻こ虉D34 4.3 千斤頂?shù)难b配圖和爆炸圖.36第五章 基于pro/e仿真42 5.1 仿真的簡(jiǎn)單介紹42 5.2 基于pro/e的仿真方法.42 5.3 千斤頂仿真過程.43 5.3.1 機(jī)構(gòu)仿真43 5.3.2 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1.

14、1 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)械的根本特點(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)等國民經(jīng)濟(jì)各部門及人們?nèi)粘Ｉ钪小?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)備以及平安裝備、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

15、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。1.2 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),比方鐵路車輛檢修、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)的開展將直接影響到這些行

16、業(yè)貨部門的正常運(yùn)作和未來的開展。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到達(dá)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)械根底理論知識(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)

17、零件手冊(cè)及有關(guān)技術(shù)資料,能正確使用國家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)能力。1.3 國內(nèi)外千斤頂行業(yè)開展趨勢(shì) 國外開展情況: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)的開展,在90年代初,國外大局部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)輸研究所創(chuàng)造的,它由彈性的而又非常鞏固的橡膠制成的。Power-RiserII型便攜式液壓千斤頂那么可以用于所有類型的鐵道車輛。另外一種名為Tcuck

18、 Jack的便攜式液壓千斤頂那么可以用于對(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。 國內(nèi)開展情況:我國千斤頂技術(shù)開展較晚,由于缺少與外國先進(jìn)技術(shù)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(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、壽命長等方面都已經(jīng)超過國外同類的產(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。隨著我國汽車工業(yè)的快速開展,汽車對(duì)千斤頂?shù)囊笠苍絹碓礁?/p>

19、;同時(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。1.4 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。 1.5 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

20、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。主要研究內(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到達(dá)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2.1 螺旋傳

21、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2-1的螺旋千斤頂及圖2-2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2-3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

22、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2-1螺旋千斤頂圖2-2螺旋壓力機(jī) 圖2-3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)。 滑動(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,本錢低;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30%50%);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取?滾動(dòng)螺旋也稱滾

23、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。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。 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

24、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):別離,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。2.2 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)。 滑動(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

25、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?；瑒?dòng)螺旋的根本尺寸通常根據(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)其長徑比很大時(shí),應(yīng)校核其穩(wěn)定性;對(duì)于高速長螺桿,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L(mm)為 (2-1) 式中,S為螺旋線導(dǎo)程(mm)。 如螺桿的轉(zhuǎn)速為n(r/min),那么螺母移動(dòng)速度v(mm/s)為 (2

26、-2) 2. 差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)與復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)圖2-4差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu) 圖2-4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SA(mm),B段螺旋導(dǎo)程為SB(mm),兩者旋向相同,那么當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)角(rad)時(shí),螺母軸向移動(dòng)的位移L(mm)為 (2-3) 如螺桿的轉(zhuǎn)速為n(r/min),那么螺母移動(dòng)速度v(mm/s)為 (2-4) 由圖2-4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 (2-5) 移動(dòng)速度為 (2-6) 這種螺旋機(jī)構(gòu)稱為復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu),適

27、合于快速靠近或離開的場(chǎng)合,如圖2-4所示的車鉤快速合攏或分開裝置。2.3 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 滑動(dòng)螺旋傳開工作時(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。2.4 滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)及材料2.4.1 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

28、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2-4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。2.4.2 螺桿與螺母常用材料螺桿和螺母材料應(yīng)具有較高的

29、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2-1。表2-1 螺桿與螺母常用材料螺紋副材料應(yīng)用場(chǎng)合螺桿Q235Q27545 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2.5 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)

30、算條件,其校核公式為 2-7式中,F為軸向工作載荷(N);A為螺紋工作外表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h0.5P,鋸齒形螺紋高度h0.75P;zH/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2-2表2-2 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許用壓強(qiáng)/MPa鋼對(duì)青銅低速3.0612151825111871012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:?2.5或人力驅(qū)動(dòng)時(shí),p可提高20%;螺母為剖分式時(shí)

31、,p應(yīng)降低15%-20%。 為便于推導(dǎo)設(shè)計(jì)公式,令,代入式(2-7)整理后得螺紋中徑的設(shè)計(jì)公式為 2-8對(duì)矩形、梯形螺紋,那么 2-9對(duì)鋸齒形螺紋,那么 2-10 ?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?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?2.53.5; 傳動(dòng)精度高或要求壽命長時(shí),允許?4。 根據(jù)公式計(jì)算出螺紋中徑d2后,按國家標(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。 2.6 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

32、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2-4),螺紋牙根部aa處的彎曲強(qiáng)度校核公式為2-11剪切強(qiáng)度校核公式為 2-12 式中,F、h、z同式(1-6);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(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2-3 表2-3 滑動(dòng)螺旋副材料的許用應(yīng)力工程許用應(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506

33、040鑄鐵455540鋼(1.01.2)0.6 假設(shè)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。2.7 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 2-13式中,d1為螺桿螺紋的小徑(mm);為螺桿材料的許用應(yīng)力(MPa),見表2-3;T為螺桿所受轉(zhuǎn)矩N?m;可由公式計(jì)算。 2.8 螺桿穩(wěn)定性校核對(duì)于長徑比大的受壓螺桿,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)長螺紋應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性校核。螺桿的穩(wěn)定性條

34、件為 2-14式中,S為穩(wěn)定性平安系數(shù),對(duì)于傳力螺旋取S3.55;對(duì)于傳導(dǎo)螺旋取S2.54;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 2-15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;I為危險(xiǎn)截面的慣性矩(mm4),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(guān);L為螺桿最大受力長度mm;i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、Q275) 2-16當(dāng)8590時(shí),對(duì)b470MPa的優(yōu)質(zhì)碳素鋼(如Q355、45) 2-17當(dāng)40時(shí),無需進(jìn)

35、行穩(wěn)定性計(jì)算。表2-4 長度系數(shù)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:用以下方法確定螺桿端部的支撐情況:采用滑動(dòng)支承時(shí):lo為支承長度,do為支承孔直徑,lo/do1.5鉸支;lo/do1.53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。2.9 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 2-18式中,?為螺紋副的當(dāng)量摩擦系數(shù),見表2-5表2-5 螺旋傳動(dòng)螺旋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)?(定期潤滑)螺旋副材料鋼和青銅鋼和耐磨

36、鑄鐵鋼和鑄鐵鋼和鋼淬火鋼和青銅?0.010.170.060.08 第三章 千斤頂?shù)墓ぷ髟砑霸O(shè)計(jì)3.1 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

37、。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、頂壓活塞及彈簧等局部組成。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)輕巧鞏固、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

38、可制度,未取得和質(zhì)量許可證的產(chǎn)品不準(zhǔn)出口。3.2 千斤頂?shù)姆N類和規(guī)格3.2.1 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)母緟?shù)應(yīng)符合表3-1中規(guī)定。 表3-1 油壓千斤頂根本參數(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 度

39、公 稱 壓 力 手 柄 操 作 力 活 塞 桿 壓 下 力 凈 重 t mm mpa n kg qyl1.6 1.6 158 90 60 24 50 450 34.7 330 220 2.2 qyl3.2 3.2 195 125 30 32 550 44.4 3.5 qyl5g 5 232 160 80 36 12 22 620 48.25 5.0 qyl5d 200 125 22 4.6 qyl8 8 236 160 24 16 700 56.68 6.9 qyl10 10 240 45 14 730 61.68 7.3 qyl12.5 12.5 245 50 12 11 850 62.47

40、 9.3 qyl16 16 250 56 9 63.74 11.0 qyl20 20 280 180 - 60 9.5 1000 69.33 445 15.0 qyl32 32 285 75 6 71.00 23.0 qyl50 50 300 90 4 77.08 33.5 qyl71 71 320 110 18 3快進(jìn)10 73.27 66.0 qw100 100 360 200 - 140 4.5 950 63.74 350 x2 785 120 qw200 200 400 190 2.5 69.23 250 3.2.2 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

41、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)母緟?shù)應(yīng)符合表3-2中的規(guī)定。3.3 千斤頂?shù)墓ぷ髟?螺旋千斤頂是通過往復(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,而到達(dá)起重拉力的功能。表3-2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 手柄長度自重 t mm mm n mmkg qlj0.5 0.5 11

42、0 180 120 1502.5 qlj1 1 3 qlj1.6 1.6 200 2004.8 ql2 2 170 180 80 300 5 ql3.2 3.2 200 110 100 500 6 qld3.2 3.2 160 50 5 ql5 5 250 130 160 6007.5 qld5 5 180 65 7 qlg5 5 270 13011 ql8 8 260 140 200 80010 ql10 10 280 150 250 80011 qld10 10 200 7510 qlg10 10 310 13015 ql16 16 320 180 400 100017 qld16 16

43、225 9015 qlg16 16 445 20019 qlg16 16 370 18020 ql20 20 325 180 500 100018 qlg20 20 445 30020 ql32 32 395 200 650 140027 qld32 32 320 18024 qlg36 36 470 200 710 140082 ql50 50 452 250 510 1000 56 qld50 50 330 15052 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。 3.4 千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)圖3-1 螺旋千斤頂 3.4.1 選擇材料 設(shè)計(jì)螺旋千斤頂,軸向載荷F100

44、000N,起重高度為h200mm,方案圖3-1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那么如下: 高精度傳動(dòng)時(shí)多項(xiàng)選擇碳素工具鋼; 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2-1螺桿選材料為45鋼,由手冊(cè)查s360Mpa;螺母材料為ZCuSn10P1,由表2-2查得p20Mpa;取單頭右旋梯形螺紋,整體螺母。3.4.2 耐磨性計(jì)算 1 取1.7 2 計(jì)算d2 由公式2-9得: mm2-19 由計(jì)算出的d2查手冊(cè)GB/T5796.3?1986確定螺紋的標(biāo)準(zhǔn)值為 外螺紋大徑:d48mm 螺距:P8mm 牙頂間隙:ac 0.5mm 根本牙型高度:H10.5P4mm 外螺紋牙高:h3 H1+ ac 4.5mm 內(nèi)螺紋牙高:H4 H1+ ac4.5mm 牙頂高:Z0.25P2mm 外螺紋中徑:d2d-2Z48-444mm 內(nèi)螺紋中徑:D2d-2Z48-44