螺旋千斤顶的设计及三维建模【通过答辩毕业论文+CAD图纸】
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英文原文 s of . he is a of is s of of as as of s s is a s as in of a of in in of a so we do in to to of of a of of 2. in s of of of a of of s an of at in of s 0to of of of a (1) of RP is 00% of of is of of as a of is of of of in of be on Or to of of a of (2) s is in in C. of is a in to to to to (3) in of of be of is a of of do so (4) is an is a of of on of a of (5)of of (6) of to to a of of of (7) of in or of up is is no of (8) of M, M, I, C, as 3. to of t in of of of of to of is in of of of I, C, of of in to in of of is of a (1) a to of of of of to an (2) of To of to a of of of an by of to to of to of of (3) to of as to a of of a, to RP to of to of (4) in of a of so is (5) to to of a of a a to (6) of to of of of of a of to (7) be of so to of to 4. s of of in s to On (1) is a on of of of of of of as or to It of in of a of of a of of of to to of is a in as so of by is in to of to to is on of or be or to in of at as so of is a so is a or a of on to is on to a is by IT in of is be of to of to of of is a of in it a as Is a of of RP in of to to an 00,000 a he of of I do In of a is (2) as a of we RP as of RP is in to to on a at to of to of in of It is by of It be of of of as a of on of of of in to in on of of a in on of is of of s is to is by or on So RP to of of a a is (3) of it of In of is to of to So RP is in of by it be in s by At to in of a to to of of as (4) s is as a of of is so of In s is of is as as so is 5. in of to up of as an RP is We of on of (1) of 1. In of RP a or in of to RP on be to to It of to to of be C. 2. As a of to ce螺旋千斤顶 设计 一：设计题目 螺旋千斤顶设计 二螺旋千斤顶设总功能与设计要求 1、总功能要求 按螺旋传动原理，利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动。将回转运动转变为直线运动，并传递运动和动力。从而实现将一定重量的物体提升一定的高度的功能 2原始数据及设计要求： 、作出千斤顶的结构原理、结构简图、组成、受力分析。 、设计螺杆时，通过耐磨性计算确定螺纹付基本尺寸；通过校核自锁性要求确定螺距；并校核螺纹工作圈数、螺杆强度和螺杆稳定性 、设计螺母时 ,应通过凸缘拉伸强度计算确定直径；通过凸 缘环面挤压强度计算确定直径。通过凸缘根部弯曲强度计算确定凸缘厚度。并校核螺母螺纹牙的强度要求。 、底座和托杯的设计时，要满足一定的强度要求 、手柄的设计计算时，要求手柄的长度与工人施加的力的乘积，等于螺纹副摩擦力矩和托杯与螺杆摩擦力矩。 、机构应具有较好的传力性能。 ：起重重量 40重高度 H=200(60250)内容与时间安排： 设计内容：螺旋千斤顶结构尺寸设计。 本题设计的时间为二周。 根据功能要求，确定工作原理和结构原理、结构简图、组成、受力分析。 螺杆的 设计计算。 螺母的设计计算。 底座的设计。 手柄的设计计算。 托杯的设计。 绘制系统装配图。画 3# 装配图一张， 编写设计说明书。 设计提示： 螺杆的设计计算 材料： 35#， 45#， 40调质（任选一个）。 设计计算 耐磨性计算确定螺纹付基本尺寸。 自锁性要求确定螺距。 螺纹工作圈数的校核。 螺杆强度计算。 螺杆稳定性计算。（螺杆工作长度取螺母中点到托杯底 部，在进行螺杆稳定性计算前应先确定螺杆的各几何尺寸） 四、螺母的设计计算 材料：铸锡青铜，铸铝铁青铜（任选一个）。 设计计算： 凸缘拉伸强度计算确定直径。 凸缘环面挤压强度计算确定直径。 凸缘根部弯曲强度计算确定凸缘厚度。 螺母与底座的配合选过渡配合。 （ 另 注意：强度计算如不合格，可增大螺距或大径，但增大螺距要重新进行自锁验算。） 五、底座的设计 ：由手柄确定：取：工作行程4432322121510)()32(材料：灰铸铁 结构设计： 六、手柄的设计计算 材料： 设计计算： 长度计算： 直径计算： 由 b=W /(2)确定直径 、托杯的设计 材料：铸钢 结构设计 12/115122142斜度：壁厚：0302121杯与螺杆摩擦力矩：螺纹付摩擦力矩挥的力）工人在短期工作所能发04 79273编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 相关资料 题目： 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 信 机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0921032 学生姓名： 蒋申宁 指导教师： 彭勇 （职称： 副教授 ） （职称： ） 2013年 5月 25日 目 录 一、毕业设计（论文）开题报告 二、毕业设计（论文）外文资料翻译及原文 三、学生 “毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表 ” 四、实习鉴定表 编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 题目： 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0921032 学生姓名： 蒋申宁 指导教师： 彭勇 （职称： 副教授 ） （职称： ） 2013 年 5 月 25 日 无锡 太湖学院本科毕业设计（论文） 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 轴承内外圈加工专用机床上料机构设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械 93 学 号： 0921032 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 无锡 太湖学院 信 机 系 机械工程及自动化 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 1、 题目 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 2、专题 二、课题来源及选题依据 课题来源于生产实际 在现实生活和实际生产中，我们经常会遇到一些重型汽车抛锚需要更换轮胎或者维修 ,将一些重物如机床笨重的箱子、桥梁大墩、大型设备吊装等在没有起重设备的情况下移动或抬起，如果仅仅靠人工进行操作是相当困难的，在这个时候就需要用到千斤顶，发挥四两拨千斤的作用。千斤顶与我们的生活息息相关，比如铁路车辆检修、桥梁安装、矿山、建筑工程的支撑及车辆设备等重物的起重方面都离不开千斤顶。因此千斤顶技术的发展将直接或间接影响到 这些行业或部门的正常运作和未来的发展。本次对手驱动螺旋千斤顶的结构分析与设计是为了更深入地了解千斤顶的原理与应用。通过查阅大量文献资料，设计和绘制千斤顶各部件图零件图，熟悉了手驱动螺旋千斤顶的工作原理和过程，熟悉绘图软件的使用，同时加深对课本中有关液压传动与机械基础理论知识的理解。 、本设计（论文或其他）应达到的要求： 根据提供的毕业设计资料理解设计要求，查阅相关中外资料。 根据螺旋千斤顶的设计要求，设计一人力驱动的千斤顶。 要求完成总体设计、设计计算，绘制装配图和零件图。 对总体机构进行运动仿真分析。 阅读和翻译英文文献。 撰写毕业设计论文。 四、接受任务学生： 机械 93 班 姓名 蒋申宁 五、开始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师 签名 签名 签名 教研室主任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名 2012 年 11 月 12 日 要 机械设计在国民经济发展中起着重要作用，机械工业担负着为国民经济部门提供各种性能先进，价格低廉，使用安全可靠，造型美观的技术装备的任务，在国家现代化建设中举足轻重，机械产品的竞争力取决于产品的质量，产品的质量取决于产品的设计。 螺旋千斤顶是一种起重高度小（小于 1m）的最简单的设备。主要用于矿、交通运输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，底部托爪在小行程内顶升重物的轻小起重设备。 该 千斤顶是手动起重工具种类之一，其结构紧凑，合理的使用摇杆的摆动，使小齿轮转动，经一对圆锥齿轮啮合运转，带动螺杆旋转，推动升降套筒，从而使重物上升或下降。 设计既是产品开发周期中关键的环节，又贯穿于产品开发过称的始终，设计决定了产品功能和目标的方案，结构和选材，制造方法以及产品运行，使用和维修方法。设计不合理会导致产品不完善，成本提高或可靠性、安全性不高。产品设计上的缺陷造成的先天不足，难以采取制造和使用措施加以弥补。严重的设计不合理甚至会造成产品设计不出来或不能使用，导致产品设计失败。 本次设计中，我首先查 阅了大量资料，确定了将要设计的千斤顶结构，了解了零件的组成，和运行原理，然后通过计算得出了结构数据，再通过 出相关图形，使用 进行了运动仿真，进而得出成果。 关键词： 机械设计；螺旋千斤顶；设计计算；运动仿真。 s is to an in in of of is of of nd of on is a is in of in of is it be by a is up of in a is a by of to to is a of to of of of in of in is to up by of if in s it in of At to of so of of of of it by of by V 目 录 摘 要 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 目 录 . 绪论 . 错误 !未定义书签。 课题的研究内容和意义 . 错误 !未定义书签。 内外的发展概况 . 错误 !未定义书签。 课题应 达到的要求 . 错误 !未定义书签。 2 螺旋千斤顶 的概述和 设计要求 . 错误 !未定义书签。 3 螺旋千斤顶各部分的设计与计算 . 错误 !未定义书签。 杆的计算 . 错误 !未定义书签。 杆螺纹类型的选择 . 错误 !未定义书签。 取螺杆材料 . 错误 !未定义书签。 杆的直径 . 错误 !未定义书签。 锁性验算 . 错误 !未定义书签。 杆结构 . 错误 !未定义书签。 定性计算 . 错误 !未定义书签。 母的设计计算 . 错误 !未定义书签。 母的材料 . 错误 !未定义书签。 定螺纹旋合圈数 . 错误 !未定义书签。 母其它结构尺寸 . 错误 !未定义书签。 母外径和凸缘强度的计算及螺母悬置部分校核 . 错误 !未定义书签。 杯的设计计算 . 错误 !未定义书签。 算接触面间的压力强度 . 错误 !未定义书签。 杯的外口径 . 错误 !未定义书签。 柄的设计计算 . 错误 !未定义书签。 柄材料 . 错误 !未定义书签。 柄长度 . 错误 !未定义书签。 柄直径 . 错误 !未定义书签。 座的设计计算 . 错误 !未定义书签。 座材料 . 错误 !未定义书签。 主要结构尺寸 . 错误 !未定义书签。 斤顶的效率计算及绘制 纸 . 错误 !未定义书签。 4 基于 的千斤顶仿真 . 错误 !未定义书签。 斤顶主要零件的三维建模 . 错误 !未定义书签。 斤顶的装配设计 . 错误 !未定义书签。 真分析 . 错误 !未定义书签。 5 结论与展望 . 错误 !未定义书签。 论 . 错误 !未定义书签。 足与展望 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 附录 . 错误 !未定义书签。 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 开 题 报 告 题目： 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 信机 系 机械工程及自动化 专业 学 号： 0921032 学生姓名： 蒋申宁 指导教师： 彭勇 （职称 ： 副教授 ） （职称 ： ） 2012年 11月 25日 课题来源 自拟题目 科学依据 （ 1）课题科学意义 和应用前景 在我们的日常生活中和实际生产的过程中，经常会遇上汽车抛锚、更换轮胎或者维修，将一些重物如机床，桥梁的桥墩，大型设备吊装。在没有起重机的情况下，要移动或者抬起这些，仅仅靠人力是非常苦难的，在这个时候就要用到千斤顶，发挥它四两拨千斤的作用。生活中有许多方面都离不开千斤顶，应用最多最广的如车辆维修，桥梁安装，矿山，建筑工程，重物的起重等方面。所以，千斤顶技术的发展，会影响到这些行业的发展。 （ 2） 千斤顶在国内外的研究现状和发展趋势 国外： 早在 20世纪 40年代，卧式千斤顶就开始在汽车维修的行 业中得到使用，当由于当时技术和使用的原因，千斤顶设计时尺寸和体积较大，承载量较低，使用不便。后来随着社会需求量的加大以及千斤顶本身技术的发展，在 90年代初，国外大部分用户用卧式千斤顶顶取代了立式千斤顶。在 90年代后期一些新型的千斤顶也相继出现如充气式千斤顶和便携式千斤顶。 充气千斤顶由保加利亚一汽车运输研究所发明的，它由弹性的而又非常坚固的橡胶制成的。使用时，用软管将千斤顶连在汽车的排气管上，经过 1520秒，汽车将千斤顶鼓起，成为圆柱体。这种千斤顶可以把 115型便携式液压千斤顶则可以用于所有类型的铁道车辆，包括装运三层汽车的货车、联运车以及高车顶车辆。 国内：我国千斤顶技术发展较晚，由于缺少与国外先进技术的交流，所以直到 1979年才接触到类似国外卧式千斤顶这样的产品。但是经过我们重新对产品进行设 计改 造，在外型美观、使用方便、承载量大、寿命长等方面都已经超过国外同类的产品 并且迅速打入欧美市场。随着我国汽车工业的快速发展，汽车对千斤顶的要求也越来越高；同时随着市场竞争的加剧，用户要求的不断变化，将迫使千斤顶的设计质量要不断提高，以适应用户的需求。用户喜欢的、市场需要 的千斤顶将不仅要求重量轻，携带方便，外形美观，使用可靠，还会对千斤顶的进一步自动化，甚至智能化都有所要求。目前我国的汽配企业不仅需要供应国内市场的需要，每年还出口约 500 万台汽车用千斤顶到世界各地。虽然如此，仔细分析千斤顶设计制造的技术水平，采用先进技术不足，仍存在较大的改进空间。 研究内容 了解螺旋千斤顶的研究现状，以及手驱动螺旋千斤顶在国内外的使用情况，以及存在的一些问题。 了解螺旋千斤顶的组成以及手驱动螺旋千斤顶的详细构造、各个零件的尺寸功能以及组装方法。 螺旋千斤顶的结构设计与计算。 拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 （ 1）研究方法 借阅相关书籍杂志，充分利用图书馆及网络资源。 （ 2）技术路线 收集资料，设计尺寸制定出详细的设计的螺旋千斤顶设计目标。 （ 3）实验方案 明确设计要求，认真调查研究，收集设计资料，计算螺旋千斤顶以及各个零件的详细数据 （ 4）可行性分析 通过 件进行手驱动螺旋千斤顶的装配图以及零件图的绘制。过程中结合自己掌握的知识和在老师的指导下完成研究内容。 研究计划及预期成果 研 究计划： 2012 年 11 月 12 日 12 月 2 日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。 2012 年 12 月 3 日 1 月 20 日：填写毕业实习报告。 2013 年 1 月 21 日 3 月 1 日： 完成千斤顶的整体结构设计 。 2013 年 3 月 4 日 3 月 22 日： 螺旋千斤顶的各部分设计计算 。 2013 年 3 月 25 日 4 月 5 日： 完成二维零件图装配图。 2013 年 4 月 8 日 4 月 19 日： 完成千斤顶设计说明书 。 2013 年 4 月 22 日 5 月 25 日 ： 递交毕业设 计资料，准备答辩材料，并进行答辩。 预期成果： 通过对螺旋千斤顶的设计，熟悉千斤顶的工作原理和使用方法，了解千斤顶各零部件的结构特点，提高自己独立开发与设计的能力，学习设计的基本思路。 特色或创新之处 使用 制零件装配图，能够直观简单的表达出千斤顶的结构。 采用 二维三维图结合，使结构更加清晰， 简洁明了，行之有效。 已具备的条件和尚需解决的问题 实验方案思路已经非常明确，已经 初步 具备使用 图能力 。 使用 图的 能力尚需加强。 指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 教研室（学科组、研究所）意见 教研室主任签名： 年 月 日 系意见 主管领导签名： 年 月 日 编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 相 关 资 料 题目： 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 信 机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0921032 学生姓名： 蒋申宁 指导教师： 彭勇 （职称： 副教授 ） （职称： ） 2013年 5月 25日 目 录 一、毕业设计（论文）开题报告 二、毕业设计（论文）外文 资料翻译及原文 三、学生 “毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表 ” 四、实习鉴定表 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 开 题 报 告 题目： 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 信机 系 机械工程及自动化 专业 学 号： 0921032 学生姓名： 蒋申宁 指导教师： 彭勇 （职称 ： 副教授 ） （职称 ： ） 2012年 11月 25日 课题来源 自拟题目 科学依据 （ 1）课题科学意义 和应用前景 在我们的日常生活中和实际生产的过程中，经常会遇上汽车抛锚、更换轮胎或者维修，将一些重物如机床，桥梁的桥墩，大型设备吊装。在没有起重机的情况下，要移动或者抬起这些，仅仅靠人力是非常苦难的，在这个时候就要用到千斤顶，发挥它四两拨千斤的作用。生活中有许多方面都离不开千斤顶，应用最多最广的如车辆维修，桥梁安装，矿山，建筑工程，重物的起重 等方面。所以，千斤顶技术的发展，会影响到这些行业的发展。 （ 2） 千斤顶在国内外的研究现状和发展趋势 国外： 早在 20世纪 40年代，卧式千斤顶就开始在汽车维修的行业中得到使用，当由于当时技术和使用的原因，千斤顶设计时尺寸和体积较大，承载量较低，使用不便。后来随着社会需求量的加大以及千斤顶本身技术的发展，在 90年代初，国外大部分用户用卧式千斤顶顶取代了立式千斤顶。在 90年代后期一些新型的千斤顶也相继出现如充气式千斤顶和便携式千斤顶。 充气千斤顶由保加利亚一汽车运输研究所发明的，它由弹性的而又非常坚固的橡胶制成的。使用时， 用软管将千斤顶连在汽车的排气管上，经过 1520秒，汽车将千斤顶鼓起，成为圆柱体。这种千斤顶可以把 115便携式液压千斤顶则可以用于所有类型的铁道车辆，包括装运三层汽车的货车、联运车以及高车顶车辆。 国内：我国千斤顶技术发展较晚，由于缺少与国外先进技术的交流，所以直到 1979年才接触到类似国外卧式千斤顶这样的产品。但是经过我们重新对产品进行设 计改 造，在外型美观、使用方便、承载量大、寿命长等方面都已经超过国外同类的产品 并且迅速打入欧美市场。随着我国汽车工业的快速 发展，汽车对千斤顶的要求也越来越高；同时随着市场竞争的加剧，用户要求的不断变化，将迫使千斤顶的设计质量要不断提高，以适应用户的需求。用户喜欢的、市场需要的千斤顶将不仅要求重量轻，携带方便，外形美观，使用可靠，还会对千斤顶的进一步自动化，甚至智能化都有所要求。目前我国的汽配企业不仅需要供应国内市场的需要，每年还出口约 500 万台汽车用千斤顶到世界各地。虽然如此，仔细分析千斤顶设计制造的技术水平，采用先进技术不足，仍存在较大的改进空间。 研究内容 了解螺旋千斤顶的研究现状，以及手驱动螺旋千斤顶在国内 外的使用情况，以及存在的一些问题。 了解螺旋千斤顶的组成以及手驱动螺旋千斤顶的详细构造、各个零件的尺寸功能以及组装方法。 螺旋千斤顶的结构设计与计算。 拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 （ 1）研究方法 借阅相关书籍杂志，充分利用图书馆及网络资源。 （ 2）技术路线 收集资料，设计尺寸制定出详细的设计的螺旋千斤顶设计目标。 （ 3）实验方案 明确设计要求，认真调查研究，收集设计资料，计算螺旋千斤顶以及各个零件的详细数据 （ 4）可行性分析 通过 件 进行手驱动螺旋千斤顶的装配图以及零件图的绘制。过程中结合自己掌握的知识和在老师的指导下完成研究内容。 研究计划及预期成果 研究计划： 2012 年 11 月 12 日 12 月 2 日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。 2012 年 12 月 3 日 1 月 20 日：填写毕业实习报告。 2013 年 1 月 21 日 3 月 1 日： 完成千斤顶的整体结构设计 。 2013 年 3 月 4 日 3 月 22 日： 螺旋千斤顶的各部分设计计算 。 2013 年 3 月 25 日 4 月 5 日： 完成二维零件图装配图 。 2013 年 4 月 8 日 4 月 19 日： 完成千斤顶设计说明书 。 2013 年 4 月 22 日 5 月 25 日 ： 递交毕业设计资料，准备答辩材料，并进行答辩。 预期成果： 通过对螺旋千斤顶的设计，熟悉千斤顶的工作原理和使用方法，了解千斤顶各零部件的结构特点，提高自己独立开发与设计的能力，学习设计的基本思路。 特色或创新之处 使用 制零件装配图，能够直观简单的表达出千斤顶的结构。 采用 二维三维图结合，使结构更加清晰， 简洁明了，行之有效。 已具备的条件和尚需解决的问题 实验方案思路已经非 常明确，已经 初步 具备使用 图能力 。 使用 图的 能力尚需加强。 指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 教研室（学科组、研究所）意见 教研室主任签名： 年 月 日 系意见 主管领导签名： 年 月 日 英文原文 s of . he is a of is s of of as as of s s is a s as in of a of in in of a so we do in to to of of a of of 2. in s of of of a of of s an of at in of s 0to of of of a (1) of RP is 00% of of is of of as a of is of of of in of be on Or to of of a of (2) s is in in C. of is a in to to to to (3) in of of be of is a of of do so (4) is an is a of of on of a of (5)of of (6) of to to a of of of (7) of in or of up is is no of (8) of M, M, I, C, as 3. to of t in of of of of to of is in of of of I, C, of of in to in of of is of a (1) a to of of of of to an (2) of To of to a of of of an by of to to of to of of (3) to of as to a of of a, to RP to of to of (4) in of a of so is (5) to to of a of a a to (6) of to of of of of a of to (7) be of so to of to 4. s of of in s to On (1) is a on of of of of of of as or to It of in of a of of a of of of to to of is a in as so of by is in to of to to is on of or be or to in of at as so of is a so is a or a of on to is on to a is by IT in of is be of to of to of of is a of in it a as Is a of of RP in of to to an 00,000 a he of of I do In of a is (2) as a of we RP as of RP is in to to on a at to of to of in of It is by of It be of of of as a of on of of of in to in on of of a in on of is of of s is to is by or on So RP to of of a a is (3) of it of In of is to of to So RP is in of by it be in s by At to in of a to to me 1 摘 要 机械设计在国民经济发展中起着重要作用，机械工业担负着为国民经济部门提供各种性能先进，价格低廉，使用安全可靠，造型美观的技术装备的任务，在国家现代化建设中举足轻重，机械产品的竞争力取决于产品的质量，产品的质量取决于产品的设计。 螺旋千斤顶是一种起重高度小（小于 1m）的最简单的设备。主要用于矿、交通运输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，底部托爪在小行程内顶升重物的轻小起重设备。 该千斤顶是手动起重工具种 类之一，其结构紧凑，合理的使用摇杆的摆动，使小齿轮转动，经一对圆锥齿轮啮合运转，带动螺杆旋转，推动升降套筒，从而使重物上升或下降。 设计既是产品开发周期中关键的环节，又贯穿于产品开发过称的始终，设计决定了产品功能和目标的方案，结构和选材，制造方法以及产品运行，使用和维修方法。设计不合理会导致产品不完善，成本提高或可靠性、安全性不高。产品设计上的缺陷造成的先天不足，难以采取制造和使用措施加以弥补。严重的设计不合理甚至会造成产品设计不出来或不能使用，导致产品设计失败。 本次设计中，我首先查阅了大量资料，确定了将 要设计的千斤顶结构，了解了零件的组成，和运行原理，然后通过计算得出了结构数据，再通过 出相关图形，使用 出三维图，再进行了运动仿真，进而得出成果。 关键词： 机械设计；螺旋千斤顶；设计计算；运动仿真。 2 s is to an in in of of is of of nd of on is a is in of in of is it be by a is up of in a is a by of to to is a of to of of of in of in is to up by of if in s it in of At to of so of of of of it by of by 3 4 5 6 目 录 摘 要 错误 !未定义书签。 误 !未定义书签。 目 录 绪论 错误 !未定义书签。 课题的研究内容和意义 错误 !未定义书签。 内外的发展概况 . 错误 !未定义书签。 课题应达到的要求 . 错误 !未定义书签。 2 螺旋千斤顶 的概述和 设计要求 错误 !未定义书签。 3 螺旋千斤顶各部分的设计与计算 错误 !未定义书签。 杆的计算 . 错误 !未定义书签。 杆螺纹类型的选择 . 错误 !未定义书签。 取螺杆材料 . 错误 !未定义书签。 杆的直径 . 错误 !未定义书签。 锁性验算 . 错误 !未定义书签。 杆结构 . 错误 !未定义书签。 定性计算 . 错误 !未定义书签。 母的设计计算 . 错误 !未定义书签。 母的材料 . 错误 !未定义书签。 定螺纹旋合圈数 . 错误 !未定义书签。 母其它结构尺寸 . 错误 !未定义书签。 母外径和凸缘强度的计算及螺母悬置部分校核 . 错误 !未定义书签。 杯的设计计算 . 错误 !未定义书签。 算接触面间的压力强度 . 错误 !未定义书签。 杯的外口径 . 错误 !未定义书签。 柄的设计计算 . 错误 !未定义书签。 柄材料 . 错误 !未定义书签。 柄长度 . 错误 !未定义书签。 柄直径 . 错误 !未定义书签。 座的设计计算 . 错误 !未定义书签。 座材料 . 错误 !未定义书签。 主要结构尺寸 . 错误 !未定义书签。 斤顶的效率计算及绘制 纸 . 错误 !未定义书签。 4 基于 的千斤顶仿真 错误 !未定义书签。 斤顶主要零件的三维建模 . 错误 !未定义书签。 斤顶的装配设计 . 错误 !未定义书签。 真分析 . 错误 !未定义书签。 5 结论与展望 错误 !未定义书签。 论 . 错误 !未定义书签。 足与展望 . 错误 !未定义书签。 致谢 错误 !未定义书签。 参考文献 错误 !未定义书签。 附录 错误 !未定义书签。 7 1 绪论 课题的研究内容 和 意义 千斤顶是一个在我们平时的生活生产中，经常会使用到的设备。它 能够辅助我们完成一些单使用人力很难以完成的工作比如抬起轿车进行维修，移动笨重的设备物品，架设桥梁大墩等等一些列工作。 因此千斤顶技术的发展将直接或间接影响到这些行业或部门的正常运作和未来的发展。本次对螺旋千斤顶的结构分析与设计是为了更深入地了解千斤顶的原理与应用。通过查阅大量文献资料，设计和绘制千斤顶各部件图零件图，不仅熟悉了手驱动螺旋千斤顶的工作原理和过程，让我也熟悉和强化了一些绘图软件的使用，同时也加深了对机械基础知识的了解。 内外的发展概况 国外发展情况：早在 20世纪 40年代，卧式千斤顶就开始在 汽车维修的行业中得到使用，当由于当时技术和使用的原因，千斤顶设计时尺寸和体积较大，承载量较低，使用不便。后来随着社会需求量的加大以及千斤顶本身技术的发展，在 90年代初，国外大部分用户用卧式千斤顶顶取代了立式千斤顶 1。在 90年代后期一些新型的千斤顶也相继出现如充气式千斤顶和便携式千斤顶。 充气千斤顶由保加利亚一汽车运输研究所发明的，它由弹性的而又非常坚固的橡胶制成的。使用时，用软管将千斤顶连在汽车的排气管上，经过 1520秒，汽车将千斤顶鼓起，成为圆柱体。这种千斤顶可以把 1150便携式液压千斤顶则可以用于所有类型的铁道车辆，包括装运三层汽车的货车、联运车以及高车顶车辆。同时它具有一个将负载定位的机械锁定环，一个三维机械手，一个全封闭构架以及一个用于防止杂质进入液压系统的外置过滤器。另外一种名为 千斤顶能在现场从侧面对装有 70125能完全由转向架侧架支撑住。它适用于车间或轨道上无需使用钢轨道碴或轨枕作支承的情况。 国内发展情况： 我国千 斤顶技术发展较晚，由于缺少与国外先进技术的交流，所以直到 1979年才接触到类似国外卧式千斤顶这样的产品。但是经过我们重新对产品进行设 计改造，在外型美观、使用方便、承载量大、寿命长等方面都已经超过国外同类的产品 并且迅速打入欧美市场。经过多年设计与制造的实践，除了卧式千斤顶以外，我国的千斤顶还规格齐全，还研制出了新型折叠式液压千斤顶、新型剪式千斤顶、快速升降千斤顶、多用千斤顶、便携式电动千斤顶等等，形成系列产品。随着我国汽车工业的快速发展，汽车对千斤顶的要求也越来越高；同时随着市场竞争的加剧，用户要求的不断变化 ，将迫使千斤顶的设计质量要不断提高，以适应用户的需求。用户喜欢的、市场需要的千斤顶将不仅要求重量轻，携带方便，外形美观，使用可靠，还会对千斤顶的进一步自动化，甚至智能化都有所要求。目前我国的汽配企业不仅需要供应国内市场的需要，每年还出口约 500万台汽车用千斤顶到世界各地。虽然如此，仔细分析千斤顶设计制造的技术水平，采用先进技术不足，仍存在较大的改进空间 2。 8 课题应达到的要求 (1)了解螺旋千斤顶的研究现状，以及螺旋千斤顶在国内外的使用情况，以及存在的一些问题。 (2)了解螺旋千斤顶的组成 以及螺旋千斤顶的详细构造、各个零件的尺寸功能以及组装方法，工作原理。 (3)进行螺旋千斤顶的结构设计与计算。并使用 千斤顶各部分零件进行绘制装配。 (4)使用 对螺旋千斤顶进行仿真分析。 (5)熟悉千斤顶的工作原理和使用方法，了解千斤顶各零部件的结构特点，提高自己独立开发与设计的能力，学习设计的基本思路。 9 2 螺旋千斤顶 的概述和 设计要求 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。随着现在家用汽车的越来越普及，带动了一批与家用车相关的行业，家用车的售后维修就是其中之一，而家用车的维修中，千斤顶又是必备的工具之一。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轻小起重设备，千斤顶的顶升高度一般为 400升速度一般为 10重能力最大可达 500t。 螺旋千斤顶由底座、螺杆、螺母、托杯 、手柄等零件所组成。螺杆在固定螺母中旋转并上升或下降，把托杯上的重物举起或放下。 设计时某些零件的主要尺寸是通过理论计算确定的，其它结构尺寸则是根据经验公式或制造工艺决定的，必要时进行强度验算， 对这一装置的主要要求是 :保证各零件有足够的强度、耐磨性、能自锁、稳定性合格等。 螺旋式千斤顶分为：固定式螺旋式千斤顶、 固定式螺旋千斤顶和移动式螺旋千斤顶三大类。（ 1）固定螺旋式千斤顶有普通式和棘轮式两种，在作业时，未卸载之前不能作平面移动；（ 2） 固定螺旋式千斤顶结构紧凑、轻巧，使用方便。它有棘轮组、大小锥齿 轮、升降套筒、锯齿形螺杆、主架等组成；当往复搬动手柄时，撑牙推动棘轮组间歇回转，小锥齿轮带动大锥齿轮，使锯齿形螺杆旋转，从而使升降套筒上升或下降。由于推力轴承转动灵活，摩擦力小，因而操作灵敏，工作效率高。（ 3）移动式螺旋千斤顶是一种在顶升过程中可以移动的千斤顶，在作业时，它的移动主要是靠其底部的水平螺杆转动，从而使顶起或下降的重物连同千斤顶一同做水平移动。因此，移动式螺旋千斤顶在设备安装施工中用来就位便很使用。 螺旋千斤顶是利用螺旋传动来顶举重物， 螺旋千斤顶是通过往复扳动手柄，拔爪即推动棘轮间隙回转，小伞齿 轮带动大伞齿轮、使举重螺杆旋转，从而使升降套筒获得起升或下降，而达到起重拉力的功能， 是汽车修理和机械安装常用的一种起重或顶压工具，但顶举的高度不能太高。工作中，手柄穿在螺旋杆顶部的孔中，旋动手柄，螺旋杆在螺套中靠螺纹上、下移动，顶垫上的重物随着螺杆的上升而顶起。螺套镶在底座里，用螺钉定位，磨损后便于更换修配，在螺杆的球面型顶部，套一个顶垫，靠螺钉和螺旋杆联接而不固定，使顶垫相对螺杆滑动而不掉落。 螺旋千斤顶按其结构和使用场所分为： （ 1） 普通型螺旋千斤顶，其代号的表征字母为 （ 2） 普通高型螺旋 千斤顶，其代号的表征字母为 （ 3） 普通低型螺旋千斤顶，其代号的表征字母为 （ 4） 钩式螺旋千斤顶 ,其代号的表征字母为 （ 5） 剪式螺旋千斤顶 ,其代号的表征字母为 （ 6） 自落式螺旋千斤顶 ,其代号的表征字母为 。 10 按螺杆与螺母相对运动方式，螺旋传动有以下四种方式，如图 （ 1）螺母不动。如图 a），螺杆转动并且往复运动，这种结构以固定螺母为主要支撑，结构简单，但占据空间大。 （ 2）螺母转动。如图 b），螺杆做支线运动，螺杆应做防转机 构，螺母转动要设置轴承，结构较为复杂。 （ 3）螺母转动并沿直线运动。如图 c），螺杆固定不动，结构较为简单，但是精度不高。 （ 4）螺杆转动。如图 d），螺母做往复运动，这种方式运动占据空间小，但是结构较为复杂。 图 旋传动方式 本次设计使用的是如图（ a）的第一类结构 ，螺旋千斤顶的最大起重重量 F=65大起升高度 H=240 11 3 螺旋千斤顶各部分的设计与计算 杆的计算 杆螺纹类型的选择 螺纹有三角形、矩形、梯形、锯齿 形，常用的是梯形螺纹。梯形螺纹牙型是等腰梯形，牙型角 =30，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴近不易松动，能够起到传动作用。故选梯形螺纹，它的基本型号按 规定。 取螺杆材料 螺杆材料常用 40 钢、 45 钢、 55 钢等。螺杆承受重载，可初选螺杆的材料为 45 钢。最后根据强度条件来验证确定最终材料。由参考文献 1表 3得抗拉强度 00 ，屈服强度 55 。 杆的直径 螺杆工作时，同时受到压力和转矩的作用。因此它的计算可近似按螺栓联接的计算公式求得螺纹小径，即 1 （ 许用应力 (3 5)s （ 由参考文献 1表 3 223 1 5 , 5 3 0m m N m m 2315 1 0 5 6 3( 3 5 ) ( 3 5 )s N m m 取 80 则 314 1 . 3 6 5 1 0 3 6 . 6 880d m m 选梯形螺纹 48 8 螺纹大径 48d ， 1 4 8 1 4 9D d m m 螺纹中径 22 4 4 8 4 4 4d D d m m 螺纹小径 994891 1 8 4 8 8 4 0D d m m 螺距 8p 螺纹根部厚度 1 0 . 6 3 4 0 . 6 3 4 8 5 . 0 7 2t p m m 12 螺纹工作高度 mmh=4 较核螺杆强度 螺纹力矩 21 t a n ( ) 2v （ 螺纹升角 )2 （ 218a r c t a n ( ) a r c t a n ( ) 3 . 3 144np d 由参考文献 1表 3 (钢与铸铁的滑动摩擦系数无润滑 ) 当量摩擦角 0 . 1 8a r c t a n a r c t a n 1 0 . 5 5c o s c o s 1 5v 351 446 5 1 0 t a n ( 3 . 3 1 1 0 . 5 5 ) 3 . 5 3 1 02T N m m 按第四强度理论较核， 螺杆危险截面强度校核公式为 22 3 （ 22123114 3 0 . 2 2235234 6 5 1 0 3 . 5 3 1 03 7 4 . 9 6 8 03 9 0 . 2 3 9 p a M p a 满足要求。 图 杆受力图 根据数据画出螺杆受力简图，根据螺杆受力图 知，螺杆工作时主要承受转矩及轴向压力的作用，因此需要进行螺杆强度计算，此外还要进行自锁性计算。 13 锁性验算 自锁条件v其中 故 v，可用，且 4 4 3 0 ，可靠。 杆结构 螺杆上端直径 ( 1 . 7 1 . 9 ) ( 1 . 7 1 . 9 ) 4 8 8 1 . 6 9 1 . 2d m m 25( 0 ) 式中： 35pd 3 5 ( 0 . 5 1 ) 3 5 . 5 3 6kd m m 取 36kd ( 0 . 6 0 . 7 ) ( 0 . 6 0 . 7 ) 4 8 2 8 . 8 3 3 . 6d d m m ，取 30d 退刀槽直径 1 ( 0 . 2 0 . 5 ) 3 9 ( 0 . 2 0 . 5 ) 3 8 . 8 3 8 . 5d m m 刀槽宽度 螺杆膨大部分长度 748) 取 70l 12 ( 3 4 ) 1 3 ( 3 4 ) 1 6 1 7h h m m ，取1 16h 杆长度 6 616701 4 02 4 01 定性计算 细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力，螺杆可能失稳，为此按下式演算螺杆的稳定性。 2 （ 14 式中，22()。弹性模量 52 . 0 1 0E M p a 4 4 541 39 1 . 1 1 06 4 6 4dI m m 5 (1 . 4 1 . 6 )L H p d 2 4 0 5 8 ( 1 . 4 1 . 6 ) 4 8 3 4 7 . 2 3 5 6 . 8 ，取 350L 。 由 0 0 2 1 4 0 4 4 3 . 1 8 3l d d H，为固定支承， 2 （一端固定，一端自由） 2 5 5 522 . 0 1 0 1 . 1 1 0 4 . 5 7 1 0( 2 3 5 0 ) 534 . 5 7 1 0 6 5 1 0 7 . 0 3 2 . 5 ，螺杆可以稳定工作。 母的设计计算 母的材料 螺母的材料选用 定螺纹旋合圈数 根据耐磨性旋合圈数 z，即 2 h H （ 2 Fz d h p （ 由参考文献 1表 6-1 15 2 36 5 1 0 7 . 8 44 4 1 5 4z 螺母实际圈数 1 . 5 7 . 8 4 1 . 5 9 . 3 4 1 0 , 1 . 5 8 . 5z z z 取 则 螺母旋合长度 1 0 8 8 0H z p m m 校核螺母的高径比 8 0 4 4 1 . 8 2 2= H 1表 62 . 5 3 . 5 兼 做 支 承 的 螺 母，不能满足要求。故要重新确定螺母的 15 高度。 取 ，则2 3 . 2 4 4 1 4 0 . 8H d m m 取 140H 核螺母的螺牙强度 (1）剪切强度 由参考文献 1表 6 4 0 N m m 3 2216 5 1 0 9 . 8 4 04 9 5 . 0 7 2 8 . 5 N m m N m mD t z F 故满足要求。 (2）弯曲强 度 213 t z （ 式中 由参考文献 1表 6 4 5 5 5b N m m 3 223 6 5 1 0 4 2 3 . 2 4 9 5 . 0 7 2 8 . 5 m m 故满足要求。 母其它结构尺寸 (1)螺母外径 849) 取 80D (2)螺母凸缘厚度 1 (1 . 3 1 . 4 ) (1 . 3 1 . 4 ) 8 0 1 0 4 1 1 2D D m m 取 1 106D (3)螺母 凸缘厚度 80 2 6 . 6 73 3 取 25a 母外径和凸缘强度的计算及螺母悬置部分校核 （ 1）螺母外径 2 2( 1 . 2 1 . 3 ) 1 ()4（ 式中：螺母的许用拉应力 0 b螺母材料的许用弯曲应力 b， 2 4 5 5 5b N m m 16 0 . 8 3 0 . 8 3 4 5 5 5 3 7 . 3 5 4 5 . 6 5b M p a 3 2 2 2 2( 1 . 2 1 . 3 ) ( 1 . 2 1 . 3 ) 6 5 1 011( ) ( 8 0 4 9 )44 2 4 . 8 2 6 . 9 M p a 安全。 （ 2）凸缘与底座接触部分的挤压强度计算 2 211()4（ (1 . 5 1 . 7 ) (1 . 5 1 . 7 ) ( 4 5 5 5 ) 6 7 . 5 9 3 . 5 p a 3226 5 1 0 1 7 . 11 ( 1 0 6 8 0 )4p M p a ，安全 螺母上固定螺钉用 71 3）凸缘根部的弯曲强度计算 121 . 5 ( ) （ 321 . 5 6 5 1 0 ( 1 0 6 8 0 ) 1 6 . 1 58 0 2 5b M p a ，安全。 图 母简 图 根据 所得数据，画出螺母简图如图 17 杯的设计计算 算接触面间的压力强度 螺旋千斤顶起重时，因托杯底与螺杆接触面间相对滑动，所以要验算接触面间的压力强度， 22451()4（ 直径42 ( 2 4 ) 8 5 ( 2 4 ) 8 3 8 1D D m m 4 82D m m取直径 5 (1 2 ) 3 0 (1 2 ) 3 1 3 2D d m m 5 31D 则 322 2 2 2456 5 1 0 1 4 . 411( ) ( 8 2 3 1 )44 m 2 1 8p N m m （托杯材料 , ,故安全 杯的外口径 3 ( 2 . 4 2 . 5 ) ( 2 . 4 2 . 5 ) 4 8 1 1 5 . 2 1 2 0D d m m 3 118D m m取图 杯简图 根据数据，作出托杯简图如图 柄的设计计算 18 柄材料 手柄的材料选取 柄长度 1）作用于手柄上的力矩12L，从而可得 12P 2） K 为搬动手柄的臂力，起取值为 K = 1 5 0 2 5 0 N，取 K=200N 3）螺纹力矩 521 t a n ( ) 3 . 5 3 1 02v N m m 摩擦力矩 32 4 511( ) ( 8 2 3 1 ) 0 . 0 7 6 5 1 044T D D F 51 1 0 N m m 2 mT r F4533452245( ) 4 ,13 C （ p 为 常 数 ）（ p=C ）4）手柄长度 5512 3 . 5 3 1 0 1 . 2 8 1 0 2405200P m 1500PL m m取 5）手柄的实际长度 2 85( 5 0 1 5 0 ) 1 5 0 0 ( 5 0 1 5 0 )22P 1 5 9 2 . 5 1 6 9 2 . 5 =800 。 柄直径 按弯曲强度设计 3 0 . 1 则3 0 2 1 2 0 N m m b 19 3 2 0 0 2 4 0 5 3 4 . 20 . 1 1 2 0 取 柄简图 根据计算结果，作出手柄简图如图 座的设计计算 座材料 选用 铁壁厚 10 ，底座外形制成 1： 5 的锥度。 主要结构尺寸 240H 高度 1 (1 4 1 8 ) 2 4 0 1 4 0 (1 4 1 8 )H H H 3 9 4 3 9 8 取 1 395H 6 ( 5 1 0 ) 8 0 ( 5 1 0 ) 8 5 9 0D D m m 6 90D m m取7 6 111( ) 9 0 ( 3 9 5 1 4 0 2 5 ) 1 5 155D D H H a m m 7 150D m m取按挤压强度计算88D（ 取 2 P M p a 20 3 24 6 5 1 0 1 5 0 2 4 3 . 52 . 2 5 8取 D 图 座简图 根据计算结果，作出底座结构简图如图 斤顶的效率计算及绘制 纸 32 6 5 1 0 8 2 2 0 0 2 4 0 5 0 . 1 7 0 . 3pF p k L 可满足自锁条件的要求。 经过上面的设计计算，使用 出螺旋千斤顶主要零件图 5 张，装配图 1 张，使用 出螺旋千斤顶三维零件图 5 张，装配图 1 张。 21 4 基于 的千斤顶仿真 斤顶主要零件的三维建模 座 1、 首先新建实体零件文件 选择模板 图 图 座模板 2、 用旋转命令创建主体部分，截面图如下，生成主体部分。见图 图 体部分 22 3、 用孔命令做出如图所示孔。见图 图 座做孔 4、 用倒角命令在如下图所示位置倒角。见图 图 座倒角 5、完成后效果图。见图 图 座效果图 23 母 1、 新建实体零件文件 择模板 见图 2、用旋转做出主体 部分，草绘截面如下图 图 母模板 图 母草图 3、创建基准平面 下图 图 建基准平面 4、选 面为绘图平面，旋转出如下图所示定位孔，并镜像。见图 图 位孔 24 5、对需要倒角的位置进行倒角，完成后效果图如图 图 果图 杆 1、首先新建实体零件文件 择模板为 2、用旋转命令创建螺杆主体部分，草绘截面如下 图 图 杆模板 25 3、旋转切除如图所示部分，见图 图 转切除 4、用拉伸切除创建出手柄安装孔，见图 图 柄安装孔 5、用旋转切除创建如图所示小孔，见图 图 孔第一步 26 6、用旋转切除创建如图所示孔：见图 图 孔第二部 7、对螺杆底部进行倒角，见图 图 杆倒角 8、对地 5、 6 步所创建的螺纹孔做螺纹修饰 ，分别为 图 图 纹修饰 27 9、用螺旋扫描命令切剪出螺纹部分，完成后效果图如下：见图 图 果图 柄 1、首先新建实体零件文件 择模板 2、用拉伸命令创建手柄，完成后如下： 见图 图 柄创建 3、用孔命令创建如图所示孔，并镜像。 见图 图 柄打孔 28 4、在手柄 2 端倒角， 见图 图 柄倒角 杯 1、 首先新建实体零件文件 择模板 2、用旋转命令创建主体部分： 见图 图 杯模板 3、用抽壳命令对上一步所做实体进行抽壳，厚度为 10见图 图 杯抽壳 29 4、用孔命令创建如图所示孔 图 杯打孔 5、用拉伸命令创建如图所示槽， 见图 图 杯开槽 6、用轴阵列对上一步槽进行阵列
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