螺旋千斤頂 專(zhuān)科 論文

螺旋式千斤頂裝置設(shè)計(jì)學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)：機(jī)械電子工程學(xué)號(hào)：025101512009姓名：周雪琪指導(dǎo)教師：唐偉日期：2012 年 9 月 21 日山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)2目錄目錄摘摘 要要.41 緒論緒論.11.1 起重機(jī)的概述.11.2 千斤頂設(shè)計(jì)的目的及意義.22 千斤頂?shù)母攀黾胺桨高x擇千斤頂?shù)母攀黾胺桨高x擇.32.1 千斤頂?shù)姆N類(lèi).32.2 千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)和技術(shù)規(guī)格.42.3 千斤頂?shù)墓ぷ髟砑胺桨复_定.53 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算.73.1 螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用和類(lèi)型.73.2 螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)和用途.93.3 螺旋傳動(dòng)的計(jì)算.103.4 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和選材.113.5 螺旋機(jī)構(gòu)耐磨性的計(jì)算.123.6 螺母螺紋牙的計(jì)算.143.7 螺桿強(qiáng)度和穩(wěn)定性的校核.143.8 自鎖性的校核.164 螺旋千斤頂本體的設(shè)計(jì)螺旋千斤頂本體的設(shè)計(jì).174.1 螺桿螺紋類(lèi)型的選擇.184.2 選取螺桿的材料.184.3 確定螺桿直徑.184.4 自鎖驗(yàn)算.204.5 螺桿結(jié)構(gòu).204.6 螺桿強(qiáng)度計(jì)算.214.7 穩(wěn)定性計(jì)算.224.8 選取螺母材料.234.9 確定螺母高度 H及螺紋工作圈數(shù)U.234.10 校核螺紋牙強(qiáng)度.234.11 螺母與底座孔配合.254.12 托杯的設(shè)計(jì)與計(jì)算.264.13 手柄材料.274.14 手柄長(zhǎng)度 LP.274.15 手柄直徑DP.294.16 結(jié)構(gòu).294.17 底座設(shè)計(jì).30山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)35 使用千斤頂?shù)淖⒁馐马?xiàng)使用千斤頂?shù)淖⒁馐马?xiàng).316 設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié).32致致謝謝.33參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).34山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)4摘摘 要要摘要摘要：本文從螺旋千斤頂?shù)牧悴考脑O(shè)計(jì)與選材等多方面，闡述了它設(shè)計(jì)的全過(guò)程。尤其在工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中，運(yùn)用了大量的科學(xué)加工理論及計(jì)算公式，對(duì)它進(jìn)行了精確地計(jì)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(jià)成本低，所以在日常生活中被廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)既是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有貫穿于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的始終。設(shè)計(jì)決定了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能和目標(biāo)的方案，結(jié)構(gòu)和選材。制造方法以及產(chǎn)品運(yùn)行，使用和維修方法。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的要求不對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品高的多，因而在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和改進(jìn)過(guò)程中只有全面深入地運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論，方法和技術(shù)才能滿足社會(huì)對(duì)現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品愈來(lái)愈苛刻的要求，提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。螺旋千斤頂主要是有螺桿、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(jì)過(guò)程中對(duì)螺旋傳動(dòng)的計(jì)算和各零部件的設(shè)計(jì)與選材最為重要；并且重點(diǎn)運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，另外還運(yùn)用了輔助繪圖工具 AoutCAD 等。關(guān)關(guān)鍵詞鍵詞： ：螺旋傳動(dòng)，體積小，方便，成本低Abstract：From the screw jack design and selection of components and other aspects, described the whole process of its design. Especially in process planning, the use of a large number of scientific processing theory and formula, it was precisely calculated. As a small screw jack lifting equipment, small size and portability, cost and low cost, so widely used in daily life.This design is both a product key in the development cycle, there is throughout the product development process from beginning to end. Design decisions to achieve product features and objectives of the program, structure and selection. Methods and products to run, use and maintenance methods. The requirements of modern machinery not traditional mechanical products, much higher, thus improving the process of product development and only in-depth application of modern design theory, methods and technologies to meet increasingly stringent modern requirements of mechanical products, increase its market Competitiveness.There is a screw jack screw key, handle, base, screw sets, rotating rods, gear ring, care 山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)5Cup assembled from parts. In this design process, the calculation of the screw drive and the parts most important to the design and selection; and focus on the use of the knowledge of mechanical design, in addition to use of CAD tools AoutCAD and so on.Key words: screw drive, small size, convenient, low cost山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)11 緒論緒論1.11.1 起重機(jī)的概述起重機(jī)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。山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)21.21.2 千斤頂設(shè)計(jì)的目的及意義千斤頂設(shè)計(jì)的目的及意義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。因此我在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中聯(lián)想到了千斤頂，而千斤頂?shù)姆N類(lèi)又有若干，我選擇了螺旋式千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)，其主要根據(jù)在于此種類(lèi)型的千斤頂在生活中應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，能夠利用大學(xué)所學(xué)的機(jī)械專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，它能讓我把大學(xué)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)融合在一起，對(duì)以后的工作有很大的幫助，其目的是探索生活中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，把自己所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到生活當(dāng)中去，通過(guò)課題的設(shè)計(jì)過(guò)程（原理及其總體方案）使我把學(xué)校中學(xué)習(xí)的理論應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，并檢驗(yàn)自己所學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)，讓理論在實(shí)踐中豐富，用實(shí)踐證實(shí)自己的理論。我主要的工作就是用自己所學(xué)的機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)螺旋式千斤頂進(jìn)行完整的校核及其設(shè)計(jì)，包括傳動(dòng)類(lèi)型、材料選擇、受力校核、耐磨性校核、穩(wěn)定性預(yù)測(cè)等各項(xiàng)工作。山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)32 千斤頂?shù)母攀銮Ы镯數(shù)母攀黾胺桨高x擇及方案選擇千斤頂又叫舉重器、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?400mm，頂升速度一般為 10-35mm/min，起重能力最大可達(dá) 500t。2.12.1 千斤頂?shù)姆N類(lèi)千斤頂?shù)姆N類(lèi)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(zhuān)用兩類(lèi)。專(zhuān)用液壓千斤頂使專(zhuān)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(zhuān)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(lèi)。 （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)山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)4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。2.22.2 千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)和技術(shù)規(guī)格千斤頂?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。 山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)5 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 型靜負(fù)荷1515起重量（t）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）26252.32.3 千斤頂?shù)墓ぷ髟砬Ы镯數(shù)墓ぷ髟砑胺桨复_定及方案確定千斤頂有機(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，可以得到不同山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)6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?；谶@次課題設(shè)計(jì)的要求及其原理分析，我選擇了通用機(jī)械式螺旋千斤頂作為這次的設(shè)計(jì)題目，在傳動(dòng)方面選擇螺紋傳動(dòng)，在設(shè)計(jì)中可以很好的利用其自鎖性，同時(shí)螺紋的制造相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低。螺旋式千斤頂?shù)目傮w設(shè)計(jì)思路是，通過(guò)直接的人力（1-2 人）轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，利用螺紋傳動(dòng)的原理使螺母、螺桿、螺套直接發(fā)生相對(duì)位移從而達(dá)到舉高物體的目的，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還需進(jìn)行各種計(jì)算，比如說(shuō)耐磨強(qiáng)度，自鎖性校核等等。山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)73 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.13.1 螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用和類(lèi)型螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用和類(lèi)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)。山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)8（2）按照用途不同，螺旋傳動(dòng)分為三種類(lèi)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(lèi)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)螺旋山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)9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(lèi)型。3.23.2 螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)和用途螺旋傳動(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(chēng)滑動(dòng)螺旋） 、滾動(dòng)摩擦螺旋傳動(dòng)（簡(jiǎn)稱(chēng)滾動(dòng)螺旋）和靜壓滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)（簡(jiǎn)稱(chēng)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(chēng)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。山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)10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。3.33.3 螺旋傳動(dòng)的計(jì)算螺旋傳動(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)算山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)111-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(chēng)為差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)（又稱(chēng)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）山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)12這種螺旋機(jī)構(gòu)稱(chēng)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。滑動(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)?；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。3.43.4 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和選材螺旋傳動(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，以提高耐磨性螺桿9Mn2V GrWMn 38GrMoAl精密傳導(dǎo)螺旋傳動(dòng)。材料需經(jīng)熱處理山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)13ZcuSn10P1 ZcuSn5Pb5Zn5一般傳動(dòng)螺母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3.53.5 螺旋機(jī)構(gòu)耐磨性的計(jì)算螺旋機(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）z2hd/FA/F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iL計(jì)算。當(dāng) 8590 時(shí)，根據(jù)歐拉公式計(jì)算，即：山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)16 （式 3.15）22cLEIF）（當(dāng) 8590 時(shí)；對(duì) b380MPa 的碳素鋼（如 Q235、Q275）Fc=(304/1.12) （式 3.16）421d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）421d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)；6441d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=。 4/21dI41d（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。山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)17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。3.83.8 自鎖性的校核自鎖性的校核 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）Vartanf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山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)184 螺旋千斤頂本體的設(shè)計(jì)螺旋千斤頂本體的設(shè)計(jì)斤頂一般由底座 1，螺桿 4、螺母 5、托杯 10，手柄 7 等零件所組成（見(jiàn)圖11）。螺桿在固定螺母中旋轉(zhuǎn)，并上下升降，把托杯上的重物舉起或放落。設(shè)計(jì)時(shí)某些零件的主要尺寸是通過(guò)理論計(jì)算確定的，其它結(jié)構(gòu)尺寸則是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式或制造工藝決定的，必要時(shí)才進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)194.14.1 螺桿螺紋類(lèi)型的選擇螺桿螺紋類(lèi)型的選擇螺紋有矩形、梯形與鋸齒形，千斤頂常用的是梯形螺紋。梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙形角 =30，梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動(dòng)；它的基本牙形按 GB/T5796.12005 的規(guī)定。千斤頂?shù)淖枣i行能要好，所以用單線螺紋。4.24.2 選取螺桿的材料選取螺桿的材料螺桿材料常用 Q235、Q275、40、45、55 等。在此選用的是 55 鋼。4.34.3 確定螺桿直徑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(biāo)準(zhǔn)選取相應(yīng)公稱(chēng)直徑 d、螺距t 及其它尺寸。 計(jì)算過(guò)程： 滑動(dòng)螺旋的耐磨性計(jì)算，主要是限制螺紋工作面上的壓力 p，使其小于材料的許用壓力p。22phHdFPhudFAFpF(KN):作用域螺桿的軸向力A()螺紋承壓面積2mm（）螺紋的中徑2dmmh（）螺紋的高度mmP（）螺紋的螺距mmH（）螺母的高度mm由于，所以有；2dH2phFPd對(duì)于等腰梯形螺紋，Ph5 . 0山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)20有，8 . 02pFd一般取 1.23.5,所以此處取 2.5因?yàn)榍Ы镯數(shù)穆輻U與螺母的相互運(yùn)動(dòng)是低速滑動(dòng)，所以兩者的材料均選為鋼，由查表可知，許用壓力p取為 10MPa。螺桿螺紋中徑，mmd7128.27105 . 2300008 . 02根據(jù)求得的此螺紋中徑，查表 GB/T5796.22005 和表 GB/T5796.32005 有：公稱(chēng)直徑，螺距，mmd36mmP10螺桿小徑，mmdd25111螺桿中徑，mmmmdd7128.273153652螺母大徑，mmdD371361螺母小徑，mmdD261036101螺母中徑，mmdD3122螺母高度，mmdH5 .77315 . 22旋合圈數(shù)。（圈）圈10)(875. 7105 .77PHu4.44.4 自鎖驗(yàn)算自鎖驗(yàn)算自鎖條件是v山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)21式中：為螺紋中徑處升角；v 為當(dāng)量摩擦角（當(dāng)量摩擦角v=arctanv，為保證自鎖，螺紋中徑處升角至少要比當(dāng)量摩擦角小 1）。ffarctancosarctan:當(dāng)量摩擦系數(shù)；：摩擦系數(shù)；：牙側(cè)角，。ff152/摩擦系數(shù)由查表可知，由于千斤頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)速度是很低的，所f17. 011. 0f以摩擦系數(shù)按起動(dòng)時(shí)區(qū)最大值 0.17。86. 53114. 3101arctanarctan2dnP98. 91517. 0arctancosarctanf至少為，所以有，符合自鎖條件。898. 986. 54.54.5 螺桿螺桿結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)螺桿上端用于支承托杯 10 并在其中插裝手柄 7，因此需要加大直徑。手柄孔徑dk 的大小根據(jù)手柄直徑 dp 決定，dkdp 十 0.5mm。由后面的計(jì)算可知手柄的直徑=30mm，所以pd。mmdk8 .338 . 033為了便于切制螺紋，螺紋上端應(yīng)設(shè)有退刀槽。退刀槽的直徑 d4 應(yīng)比螺桿小徑d1 約小 0.20.5mm。mmdd6 .244 . 014退刀槽的寬度可取為1.5P=15mm。為了便于螺桿旋入螺母，螺桿下端應(yīng)有倒角或制成稍小于 d1 的圓柱體。為了防止工作時(shí)螺桿從螺母中脫出，在螺桿下端必須安置鋼制擋圈(GB/T891-1986)，擋圈用緊定螺釘(GB/T68-2000)固定在螺桿端部。mmHmmD5,50166M山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)224.64.6 螺桿強(qiáng)度計(jì)算螺桿強(qiáng)度計(jì)算對(duì)受力較大的螺桿應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論校核螺桿的強(qiáng)度。強(qiáng)度計(jì)算方法參閱教材公式(6.23)，其中扭矩，式中為螺紋中徑處升角，為當(dāng)2)tan(2dFT量摩擦角。對(duì)受力較大的螺桿應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論交合螺桿強(qiáng)度：或)( 3)(32222TcaWTAF)4(31212dTFAcaF（N）螺桿所受的軸向壓；A（）：螺桿螺紋的危險(xiǎn)截面面積； （2mmTW）：螺桿螺紋段的抗扭截面系數(shù)；（mm）螺桿螺紋小徑；T（）；2mm1dmmN (MPa)：螺桿材料的許用應(yīng)力，由前面可知螺桿的材料是 55 號(hào)鋼，查表得其屈服強(qiáng)度，所以其許用應(yīng)力MPas380山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)23，由于千斤頂?shù)妮d荷是穩(wěn)定的，許用應(yīng)力取最大值有53s。MPas667.12633803計(jì)算：mmNdFT431.131932231)98. 986. 5tan(300002)tan(2則有：MPadTFAca904.104)4(31212，符合強(qiáng)度計(jì)算的條件。MPaMPaca667.126396.964.74.7 穩(wěn)定性計(jì)算穩(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可能失穩(wěn)，為此應(yīng)按穩(wěn)定性條件驗(yàn)算螺桿的穩(wěn)定性。Fcr / F 2.5 4。螺桿的臨界載荷 Fcr 與柔度 s 有關(guān)，s= l/i，為螺桿的長(zhǎng)度系數(shù)，與螺桿的端部結(jié)構(gòu)有關(guān)，l 為舉起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取 lH+5P+(1.41.6)d，i 為螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑，若危險(xiǎn)截面面積 A=d12/4，則(I 為螺桿危險(xiǎn)截面的軸慣性矩)，當(dāng)螺桿的柔41dAIi度 s40 時(shí)，可以不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核。計(jì)算時(shí)應(yīng)注意正確確定。臨界載荷，E（MPa）：22)(lEIFcr螺桿材料的拉壓彈性模量，;I（）：MPaE51006. 24mm螺桿危險(xiǎn)截面的慣性矩，。6441dI 該千斤頂一螺母座位支承時(shí)，作不完全固定支承，另一端有徑向和軸向約束，為固定支承，所以端部職稱(chēng)情況是一端固定，一端不完全固定。因此。60. 0；mmPdHl274365 . 11051705)5 . 1 (NFcr473.144032)2746 . 0(64/2514. 31006. 24 .312452，山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)24，所以經(jīng)過(guò)計(jì)算螺桿穩(wěn)定。scrscSFFS45 . 2484.84.8 選取螺母材料選取螺母材料螺母材料一般可選用青銅，對(duì)于尺寸較大的螺母可采用鋼或鑄鐵制造，其內(nèi)孔澆注青銅或巴氏合金。該千斤頂螺母材料采用 45 號(hào)鋼。4.94.9 確定螺母高度確定螺母高度 H H 及螺紋工作圈數(shù)及螺紋工作圈數(shù) u u螺母高度 H=d2，螺紋工作圈數(shù)，考慮退刀槽的影響，實(shí)際螺紋圈數(shù)PuHu = u+1.5(u應(yīng)圓整)。考慮到螺紋圈數(shù) u 越多，載荷分布越不均，故 u 不宜大于10，否則應(yīng)改選螺母材料或加大 d。螺母高度由下式計(jì)算：H= ut。，mmdH5 .77315 . 22)(75. 7105 .77圈PHu實(shí)際螺紋圈數(shù)，)(925. 95 . 175. 75 . 1圈 uu實(shí)際螺母高度。mmPu90109H4.104.10 校核螺紋牙強(qiáng)度校核螺紋牙強(qiáng)度一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，故只校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度。螺母的其它尺寸見(jiàn)圖 13。必要時(shí)還應(yīng)對(duì)螺母外徑 D3 進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。如圖有：mmDD639 .62377 . 1)8 . 16 . 1 (3mmDD85915.849 .6235. 1)4 . 13 . 1 (34mmHa303/903/山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)25螺紋牙多發(fā)生剪切和擠壓破壞，一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，股只需校核螺母的螺紋牙強(qiáng)度。假設(shè)螺母每圈螺紋 所承受的平均壓力為，并作用再螺紋中徑為直徑的圓周uF上，則螺紋牙危險(xiǎn)截面的剪切強(qiáng)度條件為，DbuF螺紋牙危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度條件為。62buDbFl式中：b（mm）：螺紋牙根部的厚度，對(duì)于梯形螺紋;mmPb5 . 61065. 065. 0l（mm）:彎曲力臂，；mmDDl42293722（MPa）螺母材料的許用切應(yīng)力，螺母材料為 45 號(hào)鋼，查表可知：；MPas998.7033556 . 0536 . 0 6 . 0（MPa）：螺母材料的許用彎曲應(yīng)力，b查表可知：。MPasb367.144532 . 1)2 . 10 . 1 (計(jì)算：，符合剪切強(qiáng)度條件；414. 495 . 63714. 330000MpaDbuF ，符合彎曲強(qiáng)度條件。298.1695 . 63714. 34300006622bMPauDbFl山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)264.114.11 螺母與底座孔配合螺母與底座孔配合螺母壓入底座上的孔內(nèi)，圓柱接觸面問(wèn)的配合常采用或等配合。為了安78rH78nH裝簡(jiǎn)便，需在螺母下端（圖 13）和底座孔上端（圖 17）做出倒角。為了更可靠地防止螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，還應(yīng)裝置緊定螺釘（圖 11），緊定螺釘直徑常根據(jù)舉重量選取，一般為 612mm。緊定螺釘選擇的是（GB/T711985）.208M4.124.12 托杯的設(shè)計(jì)與計(jì)算托杯的設(shè)計(jì)與計(jì)算托杯用來(lái)承托重物，可用鑄鋼鑄成，也可用 Q235 鋼模鍛制成，其結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖14。為了使其與重物接觸良好和防止與重物之間出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，在托杯上表面制有切口的溝紋。為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應(yīng)裝有擋板。山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)27當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，托杯和重物都不作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此在起重時(shí)，托杯底部與螺桿和接觸面間有相對(duì)滑動(dòng)，為了避免過(guò)快磨損，一方面需要潤(rùn)滑，另一方面還需要驗(yàn)算接觸面間的壓力強(qiáng)度。p4)(211212DD Fp如圖計(jì)算各尺寸：厚度；mm10p為許用壓強(qiáng)，取托杯和螺桿材料p中較小的一個(gè)，螺桿p=380MPa，托杯p=235MPa；mmdD226 .21366 . 0)7 . 06 . 0(11mmDpFD26428.25421112根據(jù)結(jié)構(gòu)，mmD6012所以進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算有：MpapMPaFp235511.38)2260(14. 33000044)DD(22211212滿足強(qiáng)度條件。山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)284.134.13 手柄材料手柄材料常用 Q235 和 Q215。該千斤頂采用的是 Q215。4.144.14 手柄長(zhǎng)度手柄長(zhǎng)度 LpLp板動(dòng)手柄的力矩：KLp=T1+T2，則式中：K加于手柄上一KTTL21p個(gè)工人的臂力，間歇工作時(shí)，約為 150250N，工作時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)為 100150N。T1螺旋副間的摩擦阻力矩，T2托杯與軸端支承面的摩擦力矩， T2 = (D12+D11) f F/4。2)tan(21dFTv山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)29T1螺旋副間的摩擦阻力矩，T2托杯與軸端支承面的摩擦力矩， T2 = (D12+D11) f F/4。 mmNdFT2774.150908231)98. 98tan(300002)tan(21mmNfFDDT612004/3000017. 0)2226(4/)(11122mmLp106154.1060200612002774.150908手柄計(jì)算長(zhǎng)度 Lp 是螺桿中心到人手施力點(diǎn)的距離，考慮螺桿頭部尺寸及工人握手距離，手柄實(shí)際長(zhǎng)度還應(yīng)加上+（50150）mm。手柄實(shí)際長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)千斤2D13頂，使用時(shí)可在手柄上另加套管。手柄的實(shí)際長(zhǎng)度是mmDLLpp117510023054.1060)15050(213。2)tan(21dFTv山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)304.154.15 手柄直徑手柄直徑 dpdp把手柄看成一個(gè)懸臂梁，按彎曲強(qiáng)度確定手柄直徑 dp，其強(qiáng)度條件為F 3ppFd1 . 0KL或?yàn)?dp3Fp 1 . 0KL式中：F手柄材料許用彎曲應(yīng)力，當(dāng)手柄材料為 Q215 和 Q235 時(shí)，F(xiàn)=120Mpa。計(jì)算：mmKLdFpp95.261201 . 01175200 1 . 033 所以手柄的直徑。mmdp304.164.16 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)手柄插入螺桿上端的孔中，為防止手柄從孔中滑出，在手柄兩端面應(yīng)加上擋環(huán)（圖 16），并用螺釘或鉚合固定。因?yàn)槭直木纫蟛桓?，如圖計(jì)算選用的螺釘為（GB/T68-2000）,而擋環(huán)尺寸為 D=38mm，厚 H=5mm。448M山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)314.174.17 底座設(shè)計(jì)底座設(shè)計(jì)底座材料常用鑄鐵（HT150 及 HT200）（圖 17），鑄件的壁厚 不應(yīng)小于812mm，為了增加底座的穩(wěn)定性，底部尺寸應(yīng)大些，因此將其外形制成 110 的斜度。圖中：mmHH802060)2814(1 mmDD70763)105(36mmHDD86580705167（為底座下枕墊物的許用擠壓應(yīng)力。對(duì)于木材，取2784DFDpp）MPap5 . 22計(jì)算：mmmmDFDp150607.150865.214.330000442278山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)325 使用千斤頂?shù)淖⒁馐马?xiàng)使用千斤頂?shù)淖⒁馐马?xiàng)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)使活塞頂升山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)33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。6 設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié)將近兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已告近尾聲，它不僅是大學(xué)三年中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是對(duì)三年的學(xué)習(xí)生活中所學(xué)知識(shí)的一個(gè)匯總和概括，同時(shí)也鞏固了前兩年所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，使我了解到自己學(xué)到了什么，理解多少，會(huì)運(yùn)用多少，還有多少知識(shí)不了解，需要進(jìn)一步加深理解，使我們對(duì)理論和實(shí)際的結(jié)合鋪就了一個(gè)接軌點(diǎn)。在本次的設(shè)計(jì)中主要做了的工作有，強(qiáng)度校核計(jì)算、傳動(dòng)強(qiáng)度校核、潤(rùn)滑方式選擇、cad 制圖及其裝配，在設(shè)計(jì)工程中是我增強(qiáng)了對(duì)大學(xué)專(zhuān)業(yè)課的了解及其知識(shí)的運(yùn)用能力，這對(duì)我以后的工作有極大的幫助，為以后的設(shè)計(jì)道路墊底了一定的基礎(chǔ)。畢竟理論的設(shè)計(jì)跟現(xiàn)實(shí)有很大的區(qū)別，比如說(shuō)耐用性，穩(wěn)定性等等，都需要在實(shí)踐中檢驗(yàn)才能找出其中的不足，從而從設(shè)計(jì)上加以改進(jìn)，進(jìn)而不斷豐富自己的理論知識(shí)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中深知自己自己學(xué)識(shí)的淺薄，還需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)加強(qiáng)。此次設(shè)計(jì)中有很多不走，比如說(shuō)材料的選擇上，外觀設(shè)計(jì)上等等，需要不斷的改進(jìn)，加強(qiáng)其可用性。在這兩個(gè)多月的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我也有厭煩的時(shí)候，有時(shí)真的很想放棄，但還是堅(jiān)持下來(lái)了，看到自己的結(jié)果有種興奮感；從總的來(lái)說(shuō)，我對(duì)本次設(shè)計(jì)也挺滿意的，由于各方面的原因，文章也會(huì)有一些缺陷，希望老師及同學(xué)多提意見(jiàn)，更加完善我山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)34的論文。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新精神，使我端正態(tài)度，樹(shù)立嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是和刻苦鉆研的作風(fēng)，為我步入社會(huì)的第一步打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),以便更好地適應(yīng)以后工作的需要, 從而為即將走入社會(huì)的我做了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的鋪墊。致致謝謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)兩個(gè)多月，從選題到 CAD 繪制零件圖、裝配圖，完成說(shuō)明書(shū)等每一過(guò)程都是在老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對(duì)我產(chǎn)生重要影響。他淵博的知識(shí)、開(kāi)闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。在此，我還要感謝在一起愉快的度過(guò)三年大學(xué)生生活的機(jī)械系全體老師和同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。通過(guò)這次對(duì)螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械知識(shí)進(jìn)一步的鞏固和加深，同時(shí)這次設(shè)計(jì)也是三年來(lái)學(xué)習(xí)過(guò)程中涵蓋面最廣的一次設(shè)計(jì)，它不僅體現(xiàn)了我們對(duì)設(shè)計(jì)思想；更重要的是對(duì)我們?nèi)陙?lái)所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到了實(shí)踐，使我明白了在今后設(shè)計(jì)過(guò)程中的一般步驟和方法?？偟膩?lái)說(shuō)，通過(guò)這次設(shè)計(jì)使我在基本理論和綜合適用以及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了較好的訓(xùn)練，提高了我獨(dú)立思考問(wèn)題，解決問(wèn)題、創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為今后的工作打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)，但同時(shí)這次設(shè)計(jì)也暴露了我的許多缺點(diǎn)，如對(duì)以前學(xué)過(guò)的知識(shí)沒(méi)有牢固掌握，以致在設(shè)計(jì)中多次出現(xiàn)問(wèn)題；為此我都時(shí)刻不能忘記學(xué)習(xí)，所謂學(xué)海無(wú)涯，融學(xué)習(xí)于工作中去，其樂(lè)盡在無(wú)窮。無(wú)論生活多么的艱辛,惟有讀書(shū)才能夠充實(shí)我的頭腦,才會(huì)使我抵達(dá)成功的彼岸。山東大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)35 參考文獻(xiàn)01 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02 鄭志祥,劉天一.機(jī)械零件.上海,高等教育出版社,1992 年03 吳宗澤.機(jī)械零件.北京,廣播電視大學(xué)出版社,1994 年04 黃景一,付榮伯.起重機(jī)械設(shè)計(jì)制造使用手冊(cè).安徽文化出版社,2002 年05 范祖堯，非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備實(shí)際手冊(cè).北京機(jī)械工業(yè)出版社,1996 年06 黃純穎，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì).高等教育出版社07 孫靖民，機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社08 吳宇澤主編機(jī)械設(shè)計(jì)北京：清華大學(xué)出版社，200109 先進(jìn)制造技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社10 楊家軍編著機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)武漢：華中科大學(xué)出版社200011 陳立德主編機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)北京：高等教育出版社，2000 12 邱宣懷主編機(jī)械設(shè)計(jì)第 7 版北京：高等教育出版社， 200313 彭文生等主編機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械原理考研指南武漢：華中科技大學(xué)出版社，2000 14 張鄂主編機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)指導(dǎo)西安：西安交通大學(xué)出版社，200215 張建中主編機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與訓(xùn)練指南北京高等教育出版社200316 李立斌主編機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)基礎(chǔ)北京：國(guó)防科技大學(xué)出版社，2002 17 王三民主編機(jī)械原理與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 18 黃森彬主編機(jī)械原理與機(jī)械零件選擇題集上海：高等教育出版社，1992 19 濮良貴，紀(jì)名剛主編機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)指南第 4 版北京：高等教育出版社，200120 黃華梁，彭文生主編機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第 3 版北京：高等教育出版社200121 彭文生等主編機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械原理考研指南武漢：華中科大學(xué)出版社200022 唐增寶，常建娥主編機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)第 3 版武漢：華中科大學(xué)出版社200623 張策主編機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)上冊(cè)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 24 張策主編機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)下冊(cè)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004