螺旋千斤頂設(shè)計

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1、 課 程 設(shè) 計題目螺旋千斤頂設(shè)計系別機械工程學(xué)院專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化班級姓名學(xué)號指導(dǎo)教師日期201510.16推薦精選設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計設(shè)計要求：1、 設(shè)計一人力驅(qū)動的螺旋千斤頂，起重載荷F=1.5t=5000N,高度差100mm2、 了解螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟?，掌握其設(shè)計方法；3、 本型號剪式千斤頂?shù)倪x型布局、總體設(shè)計與結(jié)構(gòu)計算，實現(xiàn)頂起自鎖與下落功能；目 錄摘要3第一章 起重機械的概述4第二章 千斤頂?shù)母攀?2.1 千斤頂?shù)姆N類52.2 千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)72.3千斤頂?shù)墓ぷ髟?第三章 螺旋傳動的設(shè)計與計算83.1螺旋傳動的應(yīng)用和類型93.2螺旋傳動的結(jié)構(gòu)和用途103.

2、3螺旋傳動的計算123.4螺旋傳動的設(shè)計和選材143.5螺旋機構(gòu)耐磨性的計算153.6螺母螺紋牙的計算163.7螺桿強度和穩(wěn)定性的校核173.7.1強度的校核173.7.2穩(wěn)定性的校核17推薦精選3.8自鎖性的校核19第四章 千斤頂?shù)脑O(shè)計204.1螺桿的設(shè)計計算204.1.1.選擇材料204.1.2.確定螺桿直徑214.1.3.螺紋副自鎖性驗算：214.1.4.螺桿強度校核224.2螺母的設(shè)計計算234.2.1選取螺母材料234.2.2確定螺母高度及螺紋工作圈數(shù)N234.2.3校核螺紋牙強度24第五章 千斤頂圖形的繪制25第六章 使用千斤頂?shù)淖⒁馐马?7參考文獻31摘要千斤頂是一種起重高度小(

3、小于1)的最簡單的起重設(shè)備。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(jié)構(gòu)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(shè)備。螺旋千斤頂采用機械傳動，主要有螺桿、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)計過程中對螺旋傳動的計算和各零部件的設(shè)計與選材最為重要；并且重點運用了機械設(shè)計方面的知識，另外還運用了輔助繪圖工具AoutCAD、等。本文從螺旋千斤頂?shù)牧悴考脑O(shè)計與選材等多方面，闡述了它設(shè)計的全過程。尤其在工藝規(guī)程設(shè)計中，運用了大量的科學(xué)加工理論及計算公式，對它進行了精

4、確地計算。 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，造價成本低，所以在日常生活中被廣泛應(yīng)用。推薦精選本設(shè)計既是產(chǎn)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)計決定了實現(xiàn)產(chǎn)品功能和目標的方案，結(jié)構(gòu)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(shè)計理論，方法和技術(shù)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(guān)鍵詞：螺旋傳動，體積小，方便，成本低第一章 起重機械的概述起重機械是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中實現(xiàn)生產(chǎn)過程機械化、自動化、減輕繁重體力勞動、提高勞動生產(chǎn)率的重要工具和設(shè)備。起

5、重機是機械化作業(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)。對于工礦企業(yè)、港口碼頭、車站倉庫、建筑施工工地，以及海洋開發(fā)、宇宙航行等部門，起重機已成為主要的生產(chǎn)力要素，在生產(chǎn)中進行著高效的工作，構(gòu)成合理組織批量生產(chǎn)和機械化流水作業(yè)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要標志之一。在某些關(guān)鍵崗位上增加一兩臺起重設(shè)備，勞動生產(chǎn)率就會成倍的增長。起重機械由運動機械、承載機構(gòu)、動力源和控制設(shè)備以及安全裝備、信號指示裝備等組成；是一種以間歇作業(yè)方式對物料進行起升，下降和水平移動的搬運機械。起重機械的作業(yè)通常帶有重復(fù)循環(huán)的性質(zhì)。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)。起重機械廣泛

6、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?在實際生產(chǎn)中，我們總是會遇到一些將重物如機床笨重的箱子井下的軌道等在沒有起吊設(shè)備的情況下移動或抬起的情況，僅靠工人操作是很難實現(xiàn)的，這時我們就需要用到千斤頂。千斤頂與我們的生活息息相關(guān)，在各行各業(yè)如建筑鐵路汽車維修等部門均得到廣泛的應(yīng)用，因此千斤頂技術(shù)的發(fā)展將直接或間接影響到這些部門的正常運轉(zhuǎn)和工作，而螺旋千斤頂又是千斤頂?shù)囊环N，推薦精選螺旋千斤頂是由人力通過螺旋副傳動，其結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低，使用攜帶較為方便；能長期支持重物，最大起重量已達100噸，應(yīng)用廣泛。通過研究螺旋千斤頂?shù)膬?nèi)部結(jié)構(gòu)，工作原理，使我們對千斤頂有進一步的了

7、解，使我們更加科學(xué)合理的應(yīng)用千斤頂。第二章 千斤頂?shù)母攀?千斤頂又叫舉重器、頂重機、頂升機等，是一種用比較小的力就能把重物頂升、下降或移位的簡單起重機具，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?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，通常分為機械式和液壓式，機械式千斤頂又有齒條式與

8、螺旋式兩種，其中螺旋式千斤頂和液壓式千斤頂較為常用。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。但液壓千斤頂傳動的缺點是：(1)液壓千斤頂系統(tǒng)中的漏油等因素，影響運動的平穩(wěn)性和正確性，使得液壓千斤頂傳動不能保證嚴格的傳動比。(2)液壓千斤頂傳動對油溫的變化比較敏感，溫度變化時，液體粘性變化，引起運動特性的變化，使得工作的穩(wěn)定性受到影響，所以它不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作。(3)為了減少泄漏，以及為了滿足某些性能上的要求，液壓元件的配合件制造精度要求較高，加工工藝較復(fù)雜。(4)液壓千斤頂傳動要求有單獨的能源，不像電源那樣使用方便。(5)液壓千斤頂系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除。 螺

9、旋千斤頂?shù)闹鬏S外表用鉻處理可增加使用壽命；其高度低，適用于一般窄小空間之作業(yè)需求，楊程短，可多次的墊高使用，它是由人力通過螺旋副傳動推薦精選，其結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低，使用攜帶較為方便；能長期支持重物，最大起重量已達100噸，使用更為廣泛。液壓千斤頂主要由油室、油泵、儲油腔、活塞和搖把等組成，工作時，用千斤頂?shù)氖謩訐u把驅(qū)動油壓泵，將工作油壓入油室，推動活塞上升或下降，進而頂起或下落重物。在工程施工時，YQ型手動液壓千斤頂（或稱移溜千斤頂）是一種內(nèi)回液雙作用的液壓機構(gòu)。使用較多。這種千斤頂質(zhì)量輕，效率高，使用和搬運也比較方便，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具，在制作預(yù)應(yīng)力混

10、凝土構(gòu)件時，對預(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。絕大時候使用穿心式。 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。螺旋式千斤頂又分為：固定式螺旋式千斤頂、固定式LQ型螺旋千斤頂和移動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，未卸載之前不能作平面移動；（2）固定式LQ型螺旋千斤頂結(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；當往復(fù)搬動手柄時，撐牙推動棘輪組間歇回轉(zhuǎn)，小

11、錐齒輪帶動大錐齒輪，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)動靈活，摩擦力小，因而操作靈敏，工作效率高。（3）移動式螺旋千斤頂是一種2.1 螺旋千斤頂在頂升過程中可以移動的千斤頂，在作業(yè)時，它的移動主要是靠其底部的水平螺桿轉(zhuǎn)動，從而使頂起或下降的重物連同千斤頂一同做水平移動。因此，移動式螺旋千斤頂在設(shè)備安裝施工中使用起來就很方很。如右圖：推薦精選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，其代號的表征字母為qyl。 立臥兩用油壓千斤頂，其代號的表征字母為qw。螺旋千斤頂按其結(jié)構(gòu)和使用場所分為： 普通型螺旋千斤頂，其代號的

12、表征字母為ql。 普通高型螺旋千斤頂，其代號的表征字母為qlg。 普通低型螺旋千斤頂，其代號的表征字母為qld。 鉤式螺旋千斤頂,其代號的表征字母為qlg。 剪式螺旋千斤頂,其代號的表征字母為qlj。 自落式螺旋千斤頂,其代號的表征字母為qlz。2.3千斤頂?shù)墓ぷ髟?千斤頂有機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

13、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(fù)扳動手柄，拔爪即推動棘輪間隙回轉(zhuǎn)，小傘齒輪帶動大傘齒輪、使舉重螺桿旋轉(zhuǎn)，從而使升降套筒獲得起升或下降，而達到起重拉力的功能，它是由人力通過螺旋副傳動，其結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低，使用攜帶較為方便；能長期支持重物，最大起重量已達100噸，使用更為廣泛。推薦精選第三章 螺旋傳動的設(shè)計與計算3.1螺旋傳動的應(yīng)用和類型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(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，同時傳遞運動和動力。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)動均勻、準確、平穩(wěn)、易于自鎖等優(yōu)點，在工業(yè)中獲得了廣泛應(yīng)用。（1）按螺桿與螺

14、母的相對運動方式，螺旋傳動可以有以下四種運動方式：螺母固定不動，如圖(a)螺桿轉(zhuǎn)動并往復(fù)移動，這種結(jié)構(gòu)以固定螺母為主要支承，結(jié)構(gòu)簡單，但占據(jù)空間大。常用于螺旋壓力機、螺旋千斤頂?shù)?。螺母轉(zhuǎn)動，如圖(b)螺桿做直線移動，螺桿應(yīng)設(shè)防轉(zhuǎn)機構(gòu)，螺母轉(zhuǎn)動要設(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，如圖(c)由于螺桿固定不動，因而二端支承結(jié)構(gòu)較簡單，但精度不高。有些鉆床工作臺采用了這種方式。螺桿轉(zhuǎn)動，如圖(d)螺母做直線運動，這種運動方式占據(jù)空間尺寸小，適用于長行程螺桿。螺桿兩端的軸承和螺母防轉(zhuǎn)機構(gòu)使其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。車床絲杠、刀架移動機構(gòu)多采用這種運動方式。 (a) (b)推薦

15、精選 (c) (d)(c)(d)圖3.1 運動方式本次設(shè)計的剪式千斤頂是運用了上圖（d）的運動方式。（2）按照用途不同，螺旋傳動分為三種類型。傳力螺旋以傳遞動力為主，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螺旋壓力機均為傳力螺旋。傳導(dǎo)螺旋以傳遞運動為主，這類螺旋常在較長的時間內(nèi)連續(xù)工作且工作速度較高，傳動精度要求較高，下圖3.3為機床進給機構(gòu)的螺旋。圖3.2 螺旋壓力機圖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位置，一般不經(jīng)常轉(zhuǎn)動，要求能自鎖，有時也要求很高精度，如帶傳動張緊裝置、機床卡盤和精密儀表微調(diào)機構(gòu)的螺旋等。推薦精選

16、本次設(shè)計的剪式千斤頂就是運用了傳力螺旋這種傳動類型。3.2螺旋傳動的結(jié)構(gòu)和用途按照螺旋副摩擦性質(zhì)的不同，螺旋傳動又可分為滑動摩擦螺旋傳動（簡稱滑動螺旋）、滾動摩擦螺旋傳動（簡稱滾動螺旋）和靜壓滑動螺旋傳動（簡稱靜壓螺旋）。滾動螺旋也稱滾珠絲杠，其特點是摩擦阻力小，傳動效率高（90%以上）；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，低速時不爬行，啟動時無抖動；螺旋副經(jīng)調(diào)整和預(yù)緊可實現(xiàn)高精度定位精度和重復(fù)定位精度；傳動具有可逆性，如果運用于禁止逆轉(zhuǎn)的場合，需要加設(shè)防逆轉(zhuǎn)機構(gòu)；不易摩擦，使用壽命長。缺點為結(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)控機床、測試機械、儀器的傳動和調(diào)整螺旋，車輛、飛機上的傳動螺旋。滾動螺旋傳動特點

17、：傳動效率高，傳動精度高，起動阻力矩小，傳動靈活平穩(wěn)，工作壽命長。滾動螺旋傳動應(yīng)用于機床、汽車、拖拉機、航空軍工等制造業(yè)。滾動螺旋傳動按滾珠循環(huán)方式分為：內(nèi)循環(huán)：滾珠始終和螺桿接觸，兩個封閉循環(huán)回路有兩個反向器，三個封閉循環(huán)回路有三個反向器。特點：流動性好，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。靜壓螺旋傳動螺桿與螺母被油膜隔開，不直接接觸。具有摩擦阻力小，傳動效率高（達99%）；螺母的結(jié)構(gòu)復(fù)雜；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象；傳動具有可逆性（不需要時應(yīng)加設(shè)防逆轉(zhuǎn)機構(gòu)）；反向時無空行程，定位精度高，軸向剛力大；磨損小，壽命長等優(yōu)點。其缺點為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造較難，需要一套壓力

18、穩(wěn)定，供油系統(tǒng)要求高。應(yīng)用于精密機床的進給、分度機構(gòu)的傳動螺旋?；瑒勇菪齻鲃佑址譃槠胀ɑ瑒勇菪齻鲃雍挽o壓螺旋傳動，且應(yīng)用較廣，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低;易于實現(xiàn)自鎖：運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。缺點在于當?shù)退倩蜻M行運動微調(diào)時可能出現(xiàn)爬行現(xiàn)象;摩擦阻力大，傳動效率低(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，反向時有空行程；磨損較大。推薦精選圖 矩形螺紋傳動螺紋也屬于普通滑動螺旋傳動，按牙型的不同可分為矩形螺紋，梯形螺紋，鋸齒型螺紋。矩形螺紋牙型為正方形，牙型角其傳動效率較其他螺紋高，但牙跟強度弱，螺旋副磨損后，間隙難易修復(fù)和補償，傳動精度降低。圖 梯形螺紋梯形螺紋牙型為等腰梯

19、形，牙型角。內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動。與矩形螺紋相比，傳動效率略低，但工藝性好，牙根強度高對中性好。如用剖分螺母，還可以調(diào)整間隙。圖 鋸齒型螺紋鋸齒型螺紋為不等腰梯形螺紋，工作面的牙側(cè)角為，非工作面的牙側(cè)角為。外螺紋旋合后，大徑處無間隙，便于對中。這種螺紋兼有矩形螺紋傳動效率高、梯形螺紋牙型根強度高的特點，但只能用于單向德螺紋連接或螺旋傳動中，如螺旋壓力機。此次剪式千斤頂?shù)脑O(shè)計采用梯形螺紋傳動。3.3螺旋傳動的計算在螺旋傳動中，結(jié)構(gòu)最簡單應(yīng)用最廣泛的是滑動螺旋，滑動螺旋副工作時，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滑動，因此，其主要失效形式是螺紋

20、牙破損?；瑒勇菪幕境叽缤ǔ８鶕?jù)耐磨條件確定。對于傳力螺旋還應(yīng)校核螺桿危險截面的強度；對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；對于精度傳動螺旋應(yīng)該校核螺桿的剛度；對于受壓螺桿，當其長徑比很大時，應(yīng)校核其穩(wěn)定性；對于高速長螺桿，應(yīng)校核其臨界轉(zhuǎn)速；要求自鎖時，多采用單線螺紋，要求高效時，多采用多線螺紋。推薦精選（1）一般螺旋機構(gòu)的計算一般螺旋機構(gòu)當螺桿轉(zhuǎn)角（rad）時，螺母軸向移動的位移L（mm）為: L=S/2(機械原理第七版) (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，則螺母移動速度v(mm/s)為:V=Sn/60 (機械原理第七版) (

21、式3.2) （2）差動螺旋機構(gòu)與復(fù)式螺旋機構(gòu)的計算1-機架 2-螺桿 3-螺母 4-導(dǎo)向桿圖3.4 差動螺旋機構(gòu)上圖的螺旋機構(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，則當螺桿轉(zhuǎn)角（rad）時，螺母軸向移動的位移L（mm）為： L=（SA-SB）/2 (機械原理第七版) (式3.3) 如果螺桿的轉(zhuǎn)速為n(r/min)時，則螺母移動速度v(mm/s)為： V=（SA-SB）n/60 (機械原理第七版) (式3.4) 由上式可知：當A、B兩螺旋的導(dǎo)程SA、SB接近時，螺母可得到微小位移，這種螺旋機構(gòu)稱為差動螺旋機構(gòu)（又稱微動螺旋機構(gòu)），常用

22、于分度機構(gòu)、測微機構(gòu)等。推薦精選如果兩螺旋的旋向相反，則螺母軸向移動的位移L為：L=（SA-SB）/2 (機械原理第七版) (式3.5) 移動速度為： V（SA-SB）n/60 (機械原理第七版) (式3.6) 這種螺旋機構(gòu)稱為復(fù)式螺旋機構(gòu)，適合于快速靠近或離開的場合?；瑒勇菪齻鲃庸ぷ鲿r，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，同時在螺桿和螺母的旋合螺紋間有較大的相對滑動?；瑒勇菪齻鲃拥闹饕问绞锹菁y磨損。因此，通常根據(jù)螺旋副的耐磨性條件，計算螺桿中徑及螺母高度，并參照螺紋標準確定螺旋的主要參數(shù)和尺寸，然后再對可能發(fā)生的其他失效逐一進行校核。3.4螺旋傳動的設(shè)計和選材滑動螺旋

23、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。螺旋傳動的工作剛度與精度等和支承結(jié)構(gòu)有直接關(guān)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(jié)構(gòu)。當螺桿細長且水平布置時，如機床的傳導(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(dǎo)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，提高傳動精度。傳動用螺桿的螺

24、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)用場合推薦精選螺桿Q235 Q275 45 50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(dǎo)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3.5螺旋機構(gòu)耐磨性的計算磨

25、損多發(fā)生在螺母，把螺紋牙展直后相當于一根懸臂梁。耐磨性的計算在于限制螺紋副的壓強P，其校核公式為： P=Fp/d2hHP (機械設(shè)計第四版) (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(MPa)。為便于推導(dǎo)設(shè)計公式，令 =H/d2，代入整理后得螺紋中徑的設(shè)計公式為：d2 (機械設(shè)計第四版) （式3.8） 對矩形、梯形螺紋，h=0.5p，則：d

26、20.8 (機械設(shè)計第四版) （式3.9）推薦精選對鋸齒形螺紋，h=0.75p，則 d20.65 (機械設(shè)計第四版) （式3.10） 表3.2 滑動螺旋傳動的許用壓強螺紋副材料滑動副速度/(mmin-1)許用壓強/MPa鋼對青銅低速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算。表3.4 長度系數(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）0.7兩端鉸支（

27、如傳導(dǎo)螺桿）1注：用下列辦法確定螺桿端部的支撐情況：采用滑動支承時：lo為支承長度，do為支承孔直徑，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。推薦精選當8590時，根據(jù)歐拉公式計算，即： （式3.15）當8590時；對b380MPa的碳素鋼（如Q235、Q275）Fc=(304/1.12) （式3.16）當8590時，對b470MPa的優(yōu)質(zhì)碳素鋼（如355、45）Fc=(461/2.57) （式3.17）當40時，無需進行穩(wěn)定性計算。式中:FC臨界載荷（N）；E 螺桿材料的彈性模量（MPa），對于鋼E=2.06105；I危險截面的慣性矩（mm4），I=

28、，d1為螺桿螺紋內(nèi)徑(mm)；長度系數(shù)，與螺桿端部結(jié)構(gòu)有關(guān)；L螺桿最大受力長度(mm)；i螺桿危險截面的慣性半徑(mm)，i=。 （式3.18）3.8自鎖性的校核 對于要求自鎖的螺旋傳動，應(yīng)校核是否滿足自鎖條件，即： （式3.19）式中，fV為螺紋副的當量摩擦系數(shù)表3.5 螺旋傳動螺旋副的當量摩擦系數(shù)fV（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推薦精選0.080.100.100.120.120.150.110.170.060.08推薦精選第四章 千斤頂?shù)脑O(shè)計已知軸向載荷F=15000N,最大舉升高度100mm. 方案圖如下所示。圖4.1千斤頂總裝圖4.1螺桿的設(shè)計計

29、算4.1.1. 選擇材料前面已做分析，此次設(shè)計選用梯形螺紋，基本牙型按GB/T5796.1-2005的規(guī)定。考慮到千斤頂轉(zhuǎn)速較低，單個作用面受力不大，螺桿材料常用Q235，275，40，45，55等，此處螺桿選常用的45鋼。由手冊查=360Mpa；為了提高耐磨性，螺母選較軟的材料錫青銅為推薦精選ZCuSn10P-1，由上表知鋼對青銅低速時，對人力驅(qū)動p可提高20%，即p=，p=25MPa，螺母為整體螺母由于磨損后不能調(diào)整間隙，可視受力比較均勻，螺紋工作圈數(shù)不宜過多，此處取。4.1.2. 確定螺桿直徑按耐磨性條件確定螺桿中徑d2,求出d2后，按標準選取相應(yīng)的公稱直徑d2，螺距p及其他尺寸。根據(jù)規(guī)

30、定對整體螺母，由于磨損后不能調(diào)整間隙，可視受力比較均勻，螺紋工作圈數(shù)不宜過多，故取，此處取。螺桿螺母材料分別取為鋼青銅，查表3.2滑動速度為低速，對人力驅(qū)動p可提高20%，即p=，p=25MPa，（摩擦系數(shù)起動時取大值，校核是為安全起見，應(yīng)以起動時為準。由f值0.08-0.1，應(yīng)取f=0.1,代入F=8660N梯形螺紋，h=05p,已知取，則計算d2則d2=10.53mm根據(jù)GB/T5796.3-,2005查得取標準d=16mm .取標準值p=2mm d1=13.875mm 4.1.3. 螺紋副自鎖性驗算：自鎖條件是式中：為螺紋中徑處升角； 為當量摩擦系數(shù)。（，式中為螺紋工作面的牙形斜角）；推

31、薦精選為當量摩擦角（為保證自鎖，螺紋中徑處升角至少要比當量摩擦角小10.）查教材表 得（取起動時計算用最大值）故，所以自鎖性可保證。4.1.4. 螺桿強度校核受力較大的螺桿需進行強度計算。螺桿工作時承受軸向力F及轉(zhuǎn)矩T的作用。螺桿危險截面上既有壓縮應(yīng)力，又有切應(yīng)力。因此，校核螺桿強度時，應(yīng)根據(jù)第四強度理論求出螺桿危險截面的計算應(yīng)力，強度校核公式為： （式4.13）式中: F-螺桿所受的軸向壓力，N；A-螺桿危險截面的面積；,；-螺桿螺紋段的抗扭截面系數(shù),；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.mm）；其中扭矩T=10.36N.m式中：為螺紋

32、中徑處螺紋升角；為當量摩擦角。查手冊GBT699-1999.45鋼的，推薦精選教材表5-13，如下表表 5-13 滑動螺旋副材料的許用應(yīng)力項目許用應(yīng)力/Mpa鋼制螺桿, 為材料的屈服極限/Mpa螺母材料許用彎曲應(yīng)力許用切應(yīng)力青銅40-6030-40耐磨鑄鐵50-6040鑄鐵45-5540鋼（1.0-1.2）0.6注：靜載荷許用應(yīng)力取大值。安全系數(shù)3-5，取3。故有：=60.64所以得到強度校核滿足設(shè)計要求。推薦精選4.2螺母的設(shè)計計算14.2.1 選取螺母材料 螺母選較軟的材料錫青銅由上表3.1選取材料為 ZCuSn10P-1。24.2.1 確定螺母高度及螺紋工作圈數(shù)U令：螺母高=20mm 則

33、：螺紋工作圈數(shù)z=H/P=20/2=10mm34.2.1 校核螺紋牙強度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b=0.65p=0.65x2=1.3mm；梯形螺紋螺紋牙工作高度h=0.5p=0.5x2=1mm。則： 彎曲強度校核：=30.60Mpa。合格 （式4.5）剪切強度校核：=F/3.14zD4b2=10.20Mpa，合格 （式4.6）式中：螺母螺紋大徑，mm.Z螺母螺紋工作圈數(shù)。 推薦精選4.6安裝要求 銷釘壓入螺母和支座內(nèi)時，接觸面間的配合為過盈配合，壓入時用橡皮錘砸入。第五章 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)當選定繪圖比例和圖幅后

34、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，還要進行尺寸標注，編注零件序號，填寫明細欄、標題欄等，完成全圖。同時要了解千斤頂?shù)墓ぷ髟恚呵Ы镯斒抢寐菪齻鲃觼眄斉e重物的一種起重或頂壓工具，常用于汽車修理及機械安裝中。工作時，重物壓于頂墊之上，將手炳穿入螺旋桿上部的孔中，旋動手炳，螺旋桿在螺套中靠螺紋做上、下移動，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，使頂墊相對螺旋桿旋轉(zhuǎn)而

35、不脫落。推薦精選圖4.1 剪式千斤頂?shù)妮S測圖第六章 使用千斤頂?shù)淖⒁馐马?.無論哪種千斤頂都不準超負荷使用，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，油液是否干凈，油閥、活塞、皮碗是否完好。3.千斤頂工作時，要放在平整堅實的地面上，并要在其下面墊枕木、木板或鋼板來擴大受壓面積，防止塌陷。4.千斤頂安放位置要擺正，頂升時，用力要均勻；卸載時，要檢查重物是否支撐牢固。5.幾臺千斤頂同時作業(yè)時，要動作一致，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

36、，以前少磨損避免銹蝕。液壓千斤頂應(yīng)按說明書要求，定時清洗和加油。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，造成過度磨損，降低使用壽命。同時轉(zhuǎn)動不分要添加潤滑油進行潤滑。9.液壓千斤頂?shù)膬σ浩饕３譂崈?，如產(chǎn)生渣滓或液體混濁，都會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.液壓千斤頂不準作永久支承。如必須做長時間支撐時，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。推薦精選11.齒條千斤頂放松時，不得突然下降，以防止其內(nèi)部機構(gòu)受到?jīng)_擊而損壞，或使搖把跳動傷人。12.各種千斤頂要定期進行維修保養(yǎng)。存放時，要將機體表面涂以防銹油，把頂升部分回落

37、至最低位置，并放在庫房干燥處，妥善保管。第七章 設(shè)計總結(jié)在校期間，開設(shè)有機械制圖及AUTOCAD、機械設(shè)計、機械制造等課程，這些課程對我們搞好這次課程設(shè)計有很大的幫助，運用好這些課程，加上我們平時的知識積累和老師的指導(dǎo)，為這次課程設(shè)計提供了非常有利的幫助。這次的課程設(shè)計是大學(xué)四年中的重要一個環(huán)節(jié)，是對四年的學(xué)習(xí)生活中所學(xué)知識的一個總結(jié)和概括，使我們每個人都能了解自己學(xué)到了多少，理解了多少，會運用多少，還有多少不了解的知識，需要進一步加深理解。所以，在以后的工作中，需要繼續(xù)學(xué)習(xí)。在此我非常感謝張宏偉和黃鵬飛老師在設(shè)計過程中對我的指導(dǎo)和幫助，在此向老師們致以誠摯的謝意！因水平有限，設(shè)計中必然有所許多不足之處，還望老師批評。總之，本次的設(shè)計是老師和同學(xué)共同完成的結(jié)果，在這段設(shè)計的時間里，我們合作的非常愉快，教會了大我許多道理，是我人生的一筆財富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝！推薦精選參考文獻1 王定國.機械原理與機械零件.北京,高等教育出版社,1996年（第十章第六節(jié)）2 鄭志祥,劉天一.機械零件.上海,高等教育出版社,1992年（第四章第六節(jié)）3 吳宗澤.機械零件.北京,廣播電視大學(xué)出版社,1994年（第三章第八節(jié)）4 黃景一,付榮伯.起重機械設(shè)計制造使用手冊.安徽文化出版社,2002年 （注：可編輯下載，若有不當之處，請指正，謝謝!） 推薦精選