汽車(chē)用螺旋千斤頂設(shè)計(jì)

汽車(chē)用螺旋千斤頂設(shè)計(jì),汽車(chē),螺旋,千斤頂,設(shè)計(jì) 271 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(guò)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(chē)站倉(cāng)庫(kù)、建筑施工工地，以及海洋開(kāi)發(fā)、宇宙航行等部門(mén)，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)、建筑業(yè)、商業(yè)和農(nóng)業(yè)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)及人們?nèi)粘Ｉ钪?。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(chē)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(lái)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(mén)作為車(chē)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(guò)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?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(guò)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。液壓千斤頂主要由油室、油泵、儲(chǔ)油腔、活塞和搖把等組成，工作時(shí)，用千斤頂?shù)氖謩?dòng)搖把驅(qū)動(dòng)油壓泵，將工作油壓入油室，推動(dòng)活塞上升或下降，進(jìn)而頂起或下落重物。在工程施工時(shí)，YQ型手動(dòng)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(yùn)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(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。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(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。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，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(guò)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(lái)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。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（mm）螺桿落下最小高度（mm）水平移動(dòng)距離（mm）自重（kg）825051017540102805403008012.5300660300851534566030010017.5350660360120203606803601452536069037016530360730370225表2.2 齒條千斤頂?shù)募夹g(shù)規(guī)格型號(hào)01型02型起重量（t）靜負(fù)荷1515動(dòng)負(fù)荷1010最大起重高度（mm）280330鉤面最低高度（mm）5555機(jī)座尺寸（長(zhǎng)寬,mm）260166260166外形尺寸（長(zhǎng)寬高，mm）370166525414166550自重（kg）26252.3千斤頂?shù)墓ぷ髟砬Ы镯斢袡C(jī)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(lái)說(shuō)，液壓傳動(dòng)所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說(shuō)，液體各處的壓強(qiáng)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(guò)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(dá)到一個(gè)變換的目的。我們所常見(jiàn)到的液壓千斤頂就是利用了這個(gè)原理來(lái)達(dá)到力的傳遞。螺旋千斤頂是通過(guò)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(lái)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。（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。有些鉆床工作臺(tái)采用了這種方式。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(chē)床絲杠、刀架移動(dòng)機(jī)構(gòu)多采用這種運(yùn)動(dòng)方式。 (a) (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(pán)和精密儀表微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋等。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)的結(jié)構(gòu)和用途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）?；瑒?dòng)螺旋傳動(dòng)又分為普通滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)和靜壓螺旋傳動(dòng)，且應(yīng)用較廣，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，成本低；易于實(shí)現(xiàn)自鎖；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。缺點(diǎn)在于當(dāng)?shù)退倩蜻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（通常采用梯形螺紋和鋸齒形螺紋）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)，如此次設(shè)計(jì)過(guò)程中千斤頂?shù)膫髁β菪?。滾動(dòng)螺旋也稱滾珠絲杠，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(wú)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(zhǎng)。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(chē)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(zhǎng)。滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)應(yīng)用于機(jī)床、汽車(chē)、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)：分離，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(kāi)，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(wú)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(wú)空行程，定位精度高，軸向剛力大；磨損小，壽命長(zhǎng)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。3.3螺旋傳動(dòng)的計(jì)算在螺旋傳動(dòng)中，結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單應(yīng)用最廣泛的是滑動(dòng)螺旋，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)螺旋的基本尺寸通常根據(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(zhǎng)徑比很大時(shí)，應(yīng)校核其穩(wěn)定性；對(duì)于高速長(zhǎng)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)的計(jì)算一般螺旋機(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: L=S/2 （式3.1）則式中S為螺旋線導(dǎo)程（mm）。如果螺桿的轉(zhuǎn)速為n(r/min)時(shí)，則螺母移動(dòng)速度v(mm/s)為:V=Sn/60 （式3.2） （2）差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)與復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)的計(jì)算1-機(jī)架 2-螺桿 3-螺母 4-導(dǎo)向桿圖3.4 差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)上圖的螺旋機(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，則當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)角（rad）時(shí)，螺母軸向移動(dòng)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(shí)，則螺母移動(dòng)速度v(mm/s)為： L=（SA-SB）n/60 （式3.4）由上式可知：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。如果兩螺旋的旋向相反，則螺母軸向移動(dòng)的位移L為：L=（SA-SB）/2 （式3.5）移動(dòng)速度為： V（SA-SB）n/60 （式3.6）這種螺旋機(jī)構(gòu)稱為復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)，適合于快速靠近或離開(kāi)的場(chǎng)合?；瑒?dòng)螺旋傳動(dòng)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)。滑動(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。3.4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3.5螺旋機(jī)構(gòu)耐磨性的計(jì)算耐磨性計(jì)算尚無(wú)完善的計(jì)算方法，目前是通過(guò)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（mm）；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/(mmin-1)許用壓強(qiáng)/MPa鋼對(duì)青銅低速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：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(wú)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=2.06105；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(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/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。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/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。3.8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0.080.100.100.120.120.150.110.170.060.08計(jì) 算 與 說(shuō) 明結(jié) 果4.1 螺桿的設(shè)計(jì)計(jì)算1.確定螺紋直徑螺桿工作時(shí)，同時(shí)受到壓力和轉(zhuǎn)矩的作用。因此它的計(jì)算可近似按螺栓聯(lián)接的計(jì)算公式求得螺紋小徑，即 許用應(yīng)力 由手冊(cè)，取 則 選梯形螺紋 螺紋大徑 ，螺紋中徑 螺紋小徑 螺距 螺紋根部厚度 螺紋工作高度 較核螺桿強(qiáng)度螺紋力矩 螺紋升角 查手冊(cè)P6表1-10 (鋼與鑄鐵的滑動(dòng)摩擦系數(shù)無(wú)潤(rùn)滑)當(dāng)量摩擦角 計(jì) 算 與 說(shuō) 明結(jié) 果按第四強(qiáng)度理論較核，壓扭組合校核滿足要求。圖1-1 螺桿受力圖2.自鎖性驗(yàn)算自鎖條件其中故 ，可用，且，可靠3.螺桿結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1-2）螺桿上端直徑取手柄孔徑 式中：則 取 滿足螺桿強(qiáng)度要求。 計(jì) 算 與 說(shuō) 明結(jié) 果，取退刀槽直徑 取退刀槽寬度螺桿膨大部分長(zhǎng)度取，取螺桿長(zhǎng)度4.穩(wěn)定性計(jì)算細(xì)長(zhǎng)的螺桿工作時(shí)受到較大的軸向壓力，螺桿可能失穩(wěn)，為此按下式演算螺桿的穩(wěn)定性。式中，為螺桿的臨界壓力。彈性模量。，取。由，為固定支承，（一端固定，一端自由），螺桿可以穩(wěn)定工作。圖1-2螺桿簡(jiǎn)圖計(jì) 算 與 說(shuō) 明結(jié) 果4.2 螺母的設(shè)計(jì)計(jì)算螺母的材料選用HT3001. 確定螺紋旋合圈數(shù)z根據(jù)耐磨性旋合圈數(shù)z，即 螺母實(shí)際圈數(shù)螺母旋合長(zhǎng)度校核螺母的高徑比，不能滿足要求。故要重新確定螺母的高度。，則取 緊定螺釘選擇參照手冊(cè)P452. 校核螺母的螺牙強(qiáng)度（1） 剪切強(qiáng)度 故滿足要求。（2） 彎曲強(qiáng)度式中 ，滿足剪切強(qiáng)度要求計(jì) 算 與 說(shuō) 明故滿足要求3. 螺母其它結(jié)構(gòu)尺寸螺母外徑 取螺母凸緣厚度 取螺母 取4. 螺母外徑和凸緣強(qiáng)度的計(jì)算及螺母懸置部分拉扭組合校核（1）式中：螺母的許用拉應(yīng)力 螺母材料的許用彎曲應(yīng)力，安全。（2） 凸緣與底座接觸部分的擠壓強(qiáng)度計(jì)算結(jié) 果滿足彎曲強(qiáng)度要求。故安全計(jì) 算 與 說(shuō) 明結(jié) 果，安全螺母上固定螺釘用GB/T 71 M12（3） 凸緣根部的彎曲強(qiáng)度計(jì)算，安全。圖1-3 螺母簡(jiǎn)圖4.3 托杯的設(shè)計(jì)計(jì)算1.驗(yàn)算接觸面間的壓力強(qiáng)度：螺旋千斤頂起重時(shí)，因托杯底與螺桿接觸面間相對(duì)滑動(dòng)，所以要驗(yàn)算接觸面間的壓力強(qiáng)度，直徑 直徑則 （托杯材料Q235）,故安全故安全,故安全計(jì) 算 與 說(shuō) 明結(jié) 果2.托杯的外口徑圖1-4 托杯簡(jiǎn)圖4.4 手柄的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 選材：手柄的材料選取Q2352. 手柄長(zhǎng)度 1）作用于手柄上的力矩，從而可得2）K為搬動(dòng)手柄的臂力，起取值為，取3）螺紋力矩摩擦力矩4）手柄長(zhǎng)度5）手柄的實(shí)際長(zhǎng)度計(jì) 算 與 說(shuō) 明結(jié) 果3.手柄直徑按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)則 圖1-5 手柄簡(jiǎn)圖4.5 底座的設(shè)計(jì)計(jì)算 底座材料選用HT150，鑄鐵壁厚，底座外形制成1：5的錐度，其主要結(jié)構(gòu)尺寸如下：（任務(wù)書(shū)）高度 取 計(jì) 算 與 說(shuō) 明結(jié) 果按擠壓強(qiáng)度計(jì)算取 圖1-6 底座簡(jiǎn)圖4.6 千斤頂?shù)男视?jì)算 可滿足自鎖條件的要求。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(huà)出主要軸線、中心線及基準(zhǔn)線。然后開(kāi)始畫(huà)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(huà)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(xiě)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镯斒抢寐菪齻鲃?dòng)來(lái)頂舉重物的一種起重或頂壓工具，常用于汽車(chē)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。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(méi)有表達(dá)充分，故采用剖面圖AA表達(dá)清楚。6 使用千斤頂?shù)淖⒁馐马?xiàng)1.無(wú)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(wú)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(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(lái)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.幾臺(tái)千斤頂同時(shí)作業(yè)時(shí)，要?jiǎng)幼饕恢?，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(zhǔn)使用。7.螺旋千斤頂和齒條千斤頂，應(yīng)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(yīng)按說(shuō)明書(shū)要求，定時(shí)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，造成過(guò)度磨損，降低使用壽命。同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)不分要添加潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑。9.液壓千斤頂?shù)膬?chǔ)液器要保持潔凈，如產(chǎn)生渣滓或液體混濁，都會(huì)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(zhǔn)作永久支承。如必須做長(zhǎng)時(shí)間支撐時(shí)，應(yīng)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(shí)，不得突然下降，以防止其內(nèi)部機(jī)構(gòu)受到?jīng)_擊而損壞，或使搖把跳動(dòng)傷人。12.各種千斤頂要定期進(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(kù)房干燥處，妥善保管。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 王定國(guó).機(jī)械原理與機(jī)械零件.北京,高等教育出版社,1996年（第十章第六節(jié)）2 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