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1、螺旋千斤顶 大作业院 系 机械工程 专业年级 车辆工程141 设 计 者 周六圆 指导教师 陈丰 2016 年 10 月 6 日.要求1、总体设计结构合理，操作方便（可自己设计结构如用侧面手柄上下往复式或脚踏式等）； 2、设计要求：绘制千斤顶装配图，主要零件图两张（计算机绘图，二维图必须，三维图随便）， 完整的设计说明书 ；3、网上有类似内容（哈工大机械设计大作业），不得抄袭；4、大胆创新，发动脑筋，奇思妙想，功能和结构上创新；5、螺杆和螺母材料自定，原始数据不同，具体分配如下：班级学号尾数起重量（KN)起重高度(mm)备注车辆工程141尾数为1,3,530150车辆工程141尾数为2,4,6
2、35200车辆工程141尾数为7,8,940150车辆工程142尾数为1,3,545200车辆工程142尾数为2,4,650150车辆工程142尾数为7,8,955200根据学号1608140134尾数可得：起重量为35KN 起重高度为200mm第一部分 千斤顶的概述 千斤顶又叫举重器、顶重机、顶升机等，是一种用比较小的力就能把重物顶升、下降或移位的简单起重机具，也可用来校正设备安装的偏差和构件的变形等。千斤顶主要用于厂矿、交通运输等部门作为车辆修理及其它起重、支撑等工作。其结构轻巧坚固、灵活可靠，一人即可携带和操作。千斤顶是用刚性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在小行程内顶升重物的
3、轻小起重设备，千斤顶的顶升高度一般为400mm，顶升速度一般为10-35mm/min，起重能力最大可达500t。第二部分 螺旋传动的设计与计算2.1螺旋传动的应用和类型螺旋传动是利用螺杆（丝杠）和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。它主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。它具有结构紧凑、转动均匀、准确、平稳、易于自锁等优点，在工业中获得了广泛应用。（1）按螺杆与螺母的相对运动方式，螺旋传动可以有以下四种运动方式：螺母固定不动，如图(a)螺杆转动并往复移动，这种结构以固定螺母为主要支承，结构简单，但占据空间大。常用于螺旋压力机、螺旋千斤顶等。螺母转动，如图(b)螺杆做直线移动，螺杆
4、应设防转机构，螺母转动要设置轴承均使结构复杂，且螺杆行程占据尺寸故应用较少。螺母旋转并沿直线移动，如图(c)由于螺杆固定不动，因而二端支承结构较简单，但精度不高。有些钻床工作台采用了这种方式。螺杆转动，如图(d)螺母做直线运动，这种运动方式占据空间尺寸小，适用于长行程螺杆。螺杆两端的轴承和螺母防转机构使其结构较复杂。车床丝杠、刀架移动机构多采用这种运动方式。 (a) (b) (c) (d)(c) (d)图2.1 运动方式本次设计的螺旋千斤顶是运用了上图（a）的运动方式，即螺母固定不动。（2）按照用途不同，螺旋传动分为三种类型。传力螺旋以传递动力为主，要求以较小的转矩产生较大的轴向推力，一般为间
5、歇性工作，工作速度较低，通常要求具有自锁能力，下图2.2螺旋压力机均为传力螺旋。 导螺旋以传递运动为主，这类螺旋常在较长的时间内连续工作且工作速度较高，传动精度要求较高，下图2.3为机床进给机构的螺旋。调整螺旋用于调整并固定零件间的相对位置，一般不经常转动，要求能自锁，有时也要求很高精度，如带传动张紧装置、机床卡盘和精密仪表微调机构的螺旋等。本次设计的螺旋千斤顶就是运用了传力螺旋这种传动类型。2.2螺旋传动的设计和选材滑动螺旋的结构包括螺杆、螺母的结构形式及其固定和支承结构形式。螺旋传动的工作刚度与精度等和支承结构有直接关系，当螺杆短而粗且垂直布置时，如起重及加压装置的传力螺旋，可以采用螺母本
6、身作为支承的结构。当螺杆细长且水平布置时，如机床的传导螺旋（丝杠）等，应在螺杆两端或中间附加支承，以提高螺杆工作刚度。螺母结构有整体螺母、组合螺母和剖分螺母等形式。整体螺母结构简单，但由磨损而产生的轴向间隙不能补偿，只适合在精度要求较低的场合中使用。对于经常双向传动的传导螺旋，为了消除轴向间隙并补偿旋合螺纹的磨损，通常采用组合螺母或剖分螺母结构。利用螺钉可使斜块将其两侧的螺母挤紧，减小螺纹副的间隙，提高传动精度。传动用螺杆的螺纹一般采用右旋结构，只有在特殊情况下采用左旋螺纹。螺杆和螺母材料应具有较高的耐磨性、足够的强度和良好的工艺性。表2.1 螺杆与螺母常用的材料螺纹副材料应用场合螺杆Q235
7、 Q275 45 50轻载、低速传动。材料不热处理40Gr 65Mn 20GrMnTi重载、较高速。材料需经热处理，以提高耐磨性9Mn2V GrWMn 38GrMoAl精密传导螺旋传动。材料需经热处理螺母ZcuSn10P1 ZcuSn5Pb5Zn5一般传动ZcuAL10Fe3 ZcuZn25AL6Fe3Mn重载、低速传动。尺寸较小或轻载高速传动，螺母可采用钢或铸铁制造，内空浇铸巴士合金或青铜表2.5 螺旋传动螺旋副的当量摩擦系数fV（定期润滑）螺旋副材料钢和青铜钢和耐磨铸铁钢和铸铁钢和钢淬火钢和青铜0.080.100.100.120.120.150.110.170.060.08第三部分 设计计
8、算计算项目计 算 及 说 明计算结果1.选材、设计螺旋幅尺寸（1）.选材（2）.由耐磨性计算螺纹中径D2、旋合圈数Z及螺母高度H(3).自锁性验算（4）.螺杆强度验算（5）.螺杆稳定性校核2.螺母的设计计算（1）.螺纹牙强度计算.螺纹牙弯曲强度.剪切强度校核：（2）.计算螺母外径D（3）.凸缘尺寸计算.计算凸缘直径D1及厚度a.凸缘支撑面挤压强度验算.凸缘根部弯曲强度验算.凸缘根部剪切强度验算4.效率计算5.托杯、底座等结构尺寸的确定.托杯设计.底座设计选材、设计螺旋幅尺寸设计选用梯形螺纹，基本牙型按GB/T5796.12005的规定。考虑到千斤顶转速较低，单个作用面受力不大，螺杆材料常用Q2
9、35，275，40，45，55等，此处螺杆选常用的45钢。由手册查=355Mpa，由教材式5-37，取安全系数S=4，则=88.75。滑动螺旋传动的许用压强螺纹副材料滑动副速度/(mmin-1)许用压强/MPa钢对青铜低速151825111871012钢-耐磨铸铁61268钢-灰铸铁2.4612131847钢-钢低速7.513 淬火钢-青铜6121013注：85时，当90时，当90时，本设计螺杆不淬火，90，所以=110750N，S=2.54,所以稳定性满足设计要求。螺母的设计计算校核螺纹牙强度螺母材料可选用青铜，由教材表5-13查得青铜螺母螺纹牙许用弯曲应力；许用剪切应。梯形螺纹螺纹牙根宽度mm；梯形螺纹螺纹牙工作高度。则：.弯曲强度校核： 合格。.剪切强度校核：，合格。式中：螺母螺纹大径，mm。Z螺母螺纹工作圈数。螺母外部尺寸计
