电动举高器设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 摘  要  举高器 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。 电动举高器是利用螺旋传动举升重物的 举高器 。其只要由 电机、带传动 、 涡轮涡杆传动、 螺杆、螺母、 举升杆 等构成。  本次设计首先，通过对 电动举高器 结构及原理进行分析，在此分析基础上提出了总体结构方案接着，对主要技术参数各主要零部件进行了设计与校核；然后，通过 动举高器 并进行了运动仿真；最后，绘制了 电动举高器 装配图及主要零部件图。  通过本次设计， 巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。  关键词： 举高器 ； 涡轮 ； 螺旋；设计 ；仿真  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 a is a or of be to of of is a by is of a a a a a a  on of of on of of of is  E is of of of of of be to in is of 要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 目  录  摘  要  . I .  1 章  绪论  . 1 究背景及意义  . 1 内外研究及发展现状  . 1 要内容与基本要求  . 2 第 2 章  总体方案设计  . 3 计要求  . 3 数要求  . 3 容要求  . 3 案设计  . 3 第 3 章  总体参数选择与计算  . 4 择电动机  . 4 动机类型的选择  . 4 动机功率的选择  . 4 动机转速的选择  . 4 力参数计算  . 5 动比的计算  . 5 轴的转速  . 5 轴的输入 功率  . 5 轴的输入转矩  . 5 第 4 章  主要零部件的设计与校核  . 7  带传动的设计  . 7  带的基本参数  . 7 轮结构的设计  . 9 轮涡杆设计  . 9 择涡轮涡杆的传动类型  . 9 择材料  . 10 计齿面接触疲劳强度计算进行设  . 10 杆与涡轮的主要参数与几何尺寸  . 12 核齿根弯曲疲劳强度  . 12 的设计与校核  . 13 杆轴  . 13 需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 轮轴  . 16 承的校核  . 16 杆轴上的轴 承寿命校核  . 16 轮轴上的轴承校核  . 17 的校核  . 18 杆轴上键的强度校核  . 18 轮轴上键的强度校核  . 18 旋传动设计  . 18 旋传动的类型  . 18 旋传动的运动分析  . 19 动螺旋传动的设计  . 21 动螺旋的结构及材料  . 21 磨性计算  . 22 核计算  . 23 第 5 章  基于  的三维设计及仿真  . 26  三维设计软件概述  . 26 零部件的三维设计  . 28 轮、涡杆  . 28 轮  . 28 升杆  . 29 动小车  . 29 体  . 29 维装配  . 30 维仿真  . 31 真的简单介绍  . 31 真过程  . 31 结  论  . 33 致  谢  . 34 参考文献  . 35 附  录  . 36 需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第 1 章  绪论  究背景及意义  在研究本课题时就发现在现实生活和实际生产中，我们经常会遇到一些汽车需要更换轮胎或者维修，将一些重物在没有起重装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，这个时候就用到了电动举高器。电动举高器与我们生活息息相关，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电动举高器。因此电动举高器技术的发展将直接影响到这些行业或部门的正常运作和未来的发展。本次通过研究学习机械原理，机械制造基础，机械加工工艺，工程力学等书籍，设计出以电动驱动举重螺杆旋转，从而使伸降套筒获得起伸或下降达到起重拉力功能的螺旋式电动举高器。通过查阅大量文献资料，设计和绘制电动举高器各部件零件图，不仅熟悉了 移动式 电动举高器的工作原理，让我也熟悉和强化了一些绘图软件的使用，同时加深了对课本中有关传动与机械基础理论知识的理解。  本 此设计的 可移螺旋式汽车电动举高器。它主要 由电动机、 涡杆 、 涡 轮箱、螺旋、轮等组成。它改变了习惯建筑地坑和人仰卧钻在车腹下修车的方式。它工作安全可靠、结构简单、造价低廉，是维修厂（站）和其它类似举高作业的得力器具。  内外 研究及发展现状  （ 1）国外  早在 20 世纪 40 年代， 移动式电动举高器 就开始在汽车维修行业中得到使用，但由于当时技术和使用的原因， 电动举高器 设计时的尺寸和体积较大，承载能力较低，使用起来很不不便。后来随着社会需求量的加大以及 电动举高器 本身技术的发展，在 90 年代初，国外大部分用户用 移动式电动举高器 取代了立式 电动举高器 。在 90 年代后 期一些新型的 电动举高器 也相继出现如充气式 电动举高器 和便携式 电动举高器 。充气 电动举高器 是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。便携式液压 电动举高器 则可以用于所有类型的铁道车辆。另外一种名为便携式液压 电动举高器 则可以用于对已断裂的货车转向弹簧进行快速的现场维修，并能完全由转向架侧架支撑住。  （ 2）国内  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 我国 电动举高器 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 移动式电动举高器 这样的产品。但是经过我们 重新对产品进行设计改造，在外观美观、使用方便、承载能力强、寿命长等方面都超过了国外同类的产品并迅速打入欧美市场。经过多年设计制造的实践，除了 移动式电动举高器 外，我国的 电动举高器 还规格齐全，还研制出了新型折叠式液压 电动举高器 、新型剪式 电动举高器 、快速升降 电动举高器 、多用途 电动举高器 、便携式电动 电动举高器 等等，形成了一套系列产品。随着我国汽车工业的快速发展，汽车对 电动举高器 的要求也越来越高；同时随着市场竞争的加剧，用户要求的不断的变化，将迫使 电动举高器 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 电动举高器 不仅要求重量轻，携带方便，外形美观，使用可靠，还会对 电动举高器 的进一步自订化，甚至智能化都有所要求。  要内容与基本要求  完成电动举高器的设计，采用三维手段对所设计各零部件进行虚拟装配，生成整机装配图及部装图图纸，编写设计说明书。  主要内容：  （ 1）电动举高器的总体结构设计  （ 2）传动装置设计  （ 3）机架设计  （ 4）电动控制装置设计  （ 5）完成电动举高器的三维实体装配  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第 2 章  总体方案设计  计要求  数要求  已知最大载重为 40大升距 280高度调节范围 0210大起重高度约 1000右，起升速度 s。  容要求  1）查阅文献资料，了解电动举高器的工作原理；  2）根据设计要求确定设计方案，完成电动举高器的总体设计；  3）完成电动举高器机械部分的具体设计；  4）绘制总装图，利用三维软件绘制三维实体模型、工程图及零件图，进行虚拟样机的装配和运动仿真；  案设计  根据设计要求本次采用移动式结构，有电机通过 V 带传动驱动涡轮 涡杆 带动螺杆升降实现举高。螺杆设有两处，一处用于负载状态下有电机带动实现升降举高，一处用于空载 状态下手动旋转实现高度调节。结构方案如下图示。  图 2动举高器总体方案简图  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第 3 章  总体参数选择与计算  择电动机  动机类型的选择  按工作要求和工作条件选用 Y 系列三相异步电动机。  动机功率的选择  标准电动机的容量由额定功率表示。所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，则不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载、发热大而过早损坏；容量过大，则增加成本，并且由于效率和功率因数低而造成电能浪费。  （ 1） 举升重物所需 的功率 )(  （ 2）电动机的输出功率0)(0   电动机至 涡轮轴 的传动装置总效率。  V 带 传动效率 ， 涡杆 传动效率 ，滚子轴承传动效率 ，螺旋传动 的效率  则从电动机到 举升杆 的总效率为：  3 4 542321  （ 3）电动机所需功率为：  w    考虑到摩擦影响结合现有举高器 查机械设计 手册 表 19取电动机额定功率为  动机转速的选择  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 取螺杆导程为 P=6螺杆每转一圈重物上升 6 螺杆 转速： m 560 rP 涡轮 涡杆 传动比为： 408蜗i  带传动 的传动比为： 42链i  所以电动机实际转速的推荐值为：  m 400840 w  符合这一范围的同步转速为 1000、 1500、 3000r/ 综合考虑传动装置机构紧凑性和经济性，选用同步转速 1500r/电机。  型号为 载转速 400 rn m ，功率   力参数计算  动比的计算  （ 1）传动比为： m 6251 4 0 0 ri  （ 2）传动比  取涡轮 涡杆 传动比： 31则 带传动 的传动比为：  轴的转速  1 轴  m  2 轴   m i n/ ；  轴的输入功率  1 轴   m ；  2 轴   ；  轴的输入转矩  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 1 轴        5 09 5 5 0 111；  2 轴        5 09 5 5 0 222；  将各轴动力参数整理如下表：  轴名  功率  转矩  )/( 传动比  电机轴  1400  1 轴   轴  5 31 需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第 4 章  主要零部件的设计与校核   带传动的设计   带的基本参数  1）确定计算功率   已知： ； 400 rn m ；  查机械设计基础表 13工况系数： K ；  则： 2）选取 V 带型号：  根据cP、械设计基础图 13用 A 型 V 带 , 3）确定大、小带轮的基准直径1）初选小带轮的基准 直径：  d 801 ；  （ 2）计算大带轮基准直径：   5    ；  圆整取 d 1502 ，误差小于 5%，是允许的。  4）验算带速：  )25,5(/  带的速度合适。  5）确定 V 带的基准长度和传动中心距：  中心距：  )(2)(1021  初选中心距 50  （ 2）基准长度：  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 0150()15075()(22202122100对于 A 型带选用 0  （ 3）实际中心距：  592 8829002502 00  6）验算主动轮上的包角 1 ：  由 1 8 0121 得 2  22 5 9 51 5 0(1 8 01 主动轮上的包角合适。  7）计算 V 带的根数 z ：  c)( 00  400 rn m ， d 751 查机械设计基础表 13：  ；  （ 2）  4 0 0   m ，查表得： ；  （ 3）由 查表得，包角修正系数 K  （ 4）由 00 ，与 V 带型号 A 型查表得：  01.1综上数据，得  z  取 102 z 合适。  8）计算预紧力 0F （初拉力）：  根据带型 A 型查机械设计基础表 13：  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 9）计算作用在轴上的压轴力   0o其中 1 为小带轮的包角。  10） V 带传动的主要参数整理并 列表：  带型  带轮基准 直径(传动比  基准长度 (A 751 00 中心距（  根数  初拉力 (N) 压轴力 (N) 259 2  带轮结构的设计  1）带轮的材料：  采用铸铁带轮（常用材料  2）带轮的结构形式：  V 带轮的结构形式与 V 带的基准直径有关。小带轮接电动机， d 751 较小，所以采用实心式结构带轮；大带轮接 减速器， d 1502 ，所以采用孔板式结构带轮。  轮 涡杆 设计  择 涡 轮 涡杆 的传动类型  传动参数：   31i    需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 根据设计要求选用阿基米德 涡杆 即 。  择材料  设 '  滑动速度： 100 2 6.0'co  0 060 111  涡杆 选 45 钢，齿面要求淬火，硬度为 45涡 轮用 属模制造。  为了节约材料齿圈选青铜，而轮芯用灰铸铁 造  （ 1）确定许用接触应力 H  根据选用的 涡 轮材料为 属模制造， 涡杆 的螺旋齿面硬度 45从文献 1 11查 涡 轮的基本许用应力 ' 2 6 8H M P a  应力循环次数   82 7 7 7 . 8 06 0 6 0 1 1 1 0 3 0 0 1 6 4 . 2 8 1 031hN j n L 寿命系数 8 7810 0 . 6 2 54 . 2 8 1 0则   ' 0 . 6 2 5 2 6 8 1 6 7 . 5H H N  P a M P a （ 2）确定许用弯曲应力 F  从文献 1 11查得有 造的 涡 轮的基本许用弯曲应力 F ' =56命系数     9 6810 0 . 5 14 . 2 8 1 0 5 6 0 . 5 1 2 8 . 5 6F M P a 计齿面接触疲劳强度计算进行设  （ 1）根据闭式 涡杆 传动的设计进行计算，先按齿面接触疲劳强度计进行 设计，再校对齿根弯曲疲劳强度。  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 22212 式中：  涡杆 头数： 1  涡轮齿数： 31131z 12 涡轮转矩：   载荷系数：   K K  因工作比较稳定，取载荷分布不均系数 K ；由文献 1 11取使用系数  ；由于转速不大，工 作冲击不大，可取动载系 05.1则  1 . 3 1 . 2 5 1 . 0 5 1 . 7 0 6 K K 选用的是 45 钢的 涡杆 和 涡 轮用 配的缘故，有21160  故有：  32312 查机械设计表 应取 涡杆 模数： 5m  取 涡杆 直径系数： 10q  涡杆 分度圆直径： 1 50d m q m m  涡杆 导程角： ' 5 4 2 ' 3 8 "  涡轮分度圆直径： 5531522  变位系数： 1   中心距：  0 02 121 涡轮圆周速度：  22  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 杆 与 涡 轮的主要参数与几何尺寸  （ 1） 涡杆  轴向尺距  1 5 . 7aP m m m  直径系数  101 02 *11     齿根圆直径 8)(2 *11  涡杆 螺线部分长度： 21 取 70 2） 涡 轮    涡 轮齿数 312 z  涡 轮分度圆直径 5531522  齿顶直径  6 0)21 5 5)(2 2*22  齿根圆直径  38)2155)(2 *2*22  咽喉母圆半径 2 涡轮外圆直径 a   取 160轮宽度  a   取 40 校核齿根弯曲疲劳强度   T 当量齿数    22 3341 4 2 . 6c o s c o s 1 1 . 3 1 根据   220 . 5 , 4 5 . 6 从图 11可查得齿形系数 Y 2要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 螺旋角系数： 1 1 . 3 11 1 0 . 8 8 9 11 4 0 1 4 0Y 许用弯曲应力：  从文献 1 11查得有 造的 涡 轮的基本许用弯曲应力 F ' =56命系数     9 6710 0 . 6 8 43 . 6 8 1 0 5 6 0 . 6 8 4 3 8 . 3F M P a 1 . 5 3 1 . 2 1 2 4 6 4 1 0 2 . 3 7 0 . 8 8 9 1 1 9 . 59 0 5 3 7 . 5 1 2 . 5F M P a 可以得到： F 15 1825 1118 710 12 钢 612 68 钢 4。  临界载荷 螺杆的柔度 及材料有关，根据 的大小选用不同的公式计算。  当 9085 时，根据欧拉公式计算，即 ： 2/  式中， 临界载荷（ N）； E 为螺杆材料的弹性模量（ 对于钢需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 ； I 为危险截面的惯性矩（  64/41 ， 螺杆螺纹内径( 为长度系数，与螺杆端部结构有关； L 为螺杆最大受力长度 ( i 为螺杆危险截面的惯性半径 ( 4/4121 当 3 固定。  采用滚动支承时：只有径向约束时为铰支；径向和轴向都有约束为固定。  （ 4） 自锁性校核  对于要求自锁的螺旋传动，应校核是否满足自锁条件，即   ar ct   式中， 为螺纹副的当量摩擦系数，见表 2 2 旋传动螺旋副的当量摩擦系数 （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   要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第 5 章  基于 &