机械毕业设计（论文）-螺旋千斤顶的设计及运动仿真【全套图纸PROE三维】

螺旋千斤顶的设计及运动仿真 1 1 绪论绪论 1.1 本课题的研究内容和意义本课题的研究内容和意义 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 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。 1.2 国内外的发展概况国内外的发展概况 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115t重的汽车顶起 70cm。Power-Riser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。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Tcuck Jack的便携式液压千斤顶则可以用于对已断裂的货车转向架弹簧进行快 速的现场维修。该千斤顶能在现场从侧面对装有70125t级转向架的大多数卸载货车进行 维修，并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 无锡太湖学院学士学位论文 2 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。 1.3 本课题本课题应达到的要求应达到的要求 (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 CAD 对千斤顶各部分零件进行绘制装 配。 (4)使用 PRO/E 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。 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 3 2 螺旋千斤顶螺旋千斤顶的概述和的概述和设计要求设计要求 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 400mm，顶升速度一般为 10- 35mm/min，起重能力最大可达 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、LQ 型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）LQ 型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 无锡太湖学院学士学位论文 4 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 ql。 （2） 普通高型螺旋千斤顶，其代号的表征字母为 qlg。 （3） 普通低型螺旋千斤顶，其代号的表征字母为 qld。 （4） 钩式螺旋千斤顶,其代号的表征字母为 qlg。 （5） 剪式螺旋千斤顶,其代号的表征字母为 qlj。 （6） 自落式螺旋千斤顶,其代号的表征字母为 qlz3。 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 2.1。 （1）螺母不动。如图 2.1（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 2.1（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 2.1（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 2.1（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 2.1 螺旋传动方式 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=65KN， 最大起升高度 H=240mm。 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 5 3 螺旋千斤顶各部分的设计与计算螺旋千斤顶各部分的设计与计算 3.1 螺杆的计算螺杆的计算 3.1.1 螺杆螺纹类型的选择螺杆螺纹类型的选择 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 GB/T5796.1-2005 的规定。 3.1.2 选取螺杆材料选取螺杆材料 螺杆材料常用 Q235、Q275、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 3-1 查得抗拉 强度 ，屈服强度。MPa b 600MPa s 355 3.1.3 螺杆的直径螺杆的直径 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 （3.1） 1 PF d 许用应力 （3.2） (35) s 由参考文献1表 3-2 得 22 315,530 sB N mmN mm 2 315 10563 (35)(35) s N mm 取 80Mpa 无锡太湖学院学士学位论文 6 则 3 1 4 1.3 65 10 36.68 80 dmm 选梯形螺纹 48 8Tr 螺纹大径 ，48dmm148 149Ddmm 螺纹中径 22 448444dDdmm 螺纹小径 mmdd399489 1 1 848840Ddmm 螺距 8pmm 螺纹根部厚度 1 0.6340.634 85.072tpmm 螺纹工作高度 mmh=0. 5p=0. 5 8=4 较核螺杆强度 螺纹力矩 （3.3） 2 1 tan() 2 v d TF 螺纹升角 （3.4）)arctan( 2 d np 2 1 8 arctan()arctan()3.31 44 np d 由参考文献1表 3-6 (钢与铸铁的滑动摩擦系数无润滑)0.18 当量摩擦角 0.18 arctanarctan10.55 cos cos15 v 35 1 44 65 10tan(3.31 10.55)3.53 10 2 TN mm: 按第四强度理论较核，螺杆危险截面强度校核公式为 （3.5） 22 3ca 22 1 23 11 4 3 0.2 ca TF dd 22 35 23 4 65 103.53 10 374.96 80 390.2 39 ca MpaMpa 满足要求。 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 7 图 3.1 螺杆受力图 根据数据画出螺杆受力简图，根据螺杆受力图 3.1 可知，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。 3.1.4 自锁性验算自锁性验算 自锁条件 v 其中3.31 故 ，可用，且，可靠。 v 44 30 3.1.5 螺杆结构螺杆结构 螺杆上端直径(1.7 1.9)(1.7 1.9) 4881.691.2dmm 2 D 取85mm 2 D 手柄孔径 (0.5 1) kp dd 式中：35 p dmm 则 35(0.5 1)35.536 k dmm 取 36 k dmm ，取 (0.60.7)(0.60.7) 4828.833.6ddmm 30dmm 退刀槽直径 1 (0.20.5)39(0.20.5)38.838.5dmm c d 取38.6 c dmm 无锡太湖学院学士学位论文 8 退刀槽宽度mmpb1285 . 15 . 1 螺杆膨大部分长度mmdl 8 . 76 2 . 6748)6 . 14 . 1 ()6 . 14 . 1 ( 取 70lmm ，取 12 (34)13(34)16 17hhmm 1 16hmm 螺杆长度mmhlHHl4661670140240 1 3.1.6 稳定性计算稳定性计算 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。 （3.6）2.54.0 cr FF 式中，为螺杆的临界压力。弹性模量 cr F 2 2 () cr EI F L 5 2.0 10EMpa 44 54 1 39 1.1 10 6464 d Imm 5(1.4 1.6)LHpd ，取。2405 8(1.4 1.6) 48347.2356.8mm 350Lmm 由，为固定支承，（一端固定，一端自由） 002 140 443.183lddH2 255 5 2 2.0 101.1 10 4.57 10 (2 350) cr FN ，螺杆可以稳定工作。 53 4.57 1065 107.032.5 cr FF 3.2 螺母的设计计算螺母的设计计算 3.2.1 螺母的材料螺母的材料 螺母的材料选用 HT300。 3.2.2 确定螺纹旋合圈数确定螺纹旋合圈数 根据耐磨性旋合圈数 z，即 （3.7） 2 FP pp d hH 2 F z d h p （3.8） 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 9 由参考文献1表 6-1 2 mnNp/15 3 65 10 7.84 44 15 4 z 螺母实际圈数 1.57.84 1.59.34zz 10, 1.58.5zzz取则 螺母旋合长度10 880Hz pmm : 校核螺母的高径比80 441.82 2 =H d 由参考文献1表 6-1，不能满足要求。故要重新确定螺母的2.53.5兼做支承的螺母 高度。，则3.2取 2 3.2 44140.8Hdmm 取 140Hmm 3.2.3 校核螺母的螺牙强度校核螺母的螺牙强度 (1）剪切强度 由参考文献1表 6-1 2 40N mm 3 22 1 65 10 9.8 40 49 5.072 8.5 N mmN mm Dt z F 故满足要求。 (2）弯曲强度 （3.9） 2 1 3 bb Fh Dt z 式中 mmh=4 由参考文献1表 6-1 2 4555 b N mm 3 2 2 3 65 104 23.2 49 5.0728.5 bb N mm 故满足要求。 3.2.4 螺母其它结构尺寸螺母其它结构尺寸 (1)螺母外径 取MMDD2 .88 4 . 7849)8 . 16 . 1 ()8 . 16 . 1 ( 80Dmm 无锡太湖学院学士学位论文 10 (2)螺母凸缘厚度 取 1 (1.3 1.4)(1.3 1.4) 80104 112DDmm 1 106Dmm (3)螺母凸缘厚度 取 80 26.67 3 mm H a= 3 25amm 3.2.5 螺母外径和凸缘强度的计算及螺母悬置部分校核螺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 （3.10） 22 (1.2 1.3) 1 () 4 F DD 式中：螺母的许用拉应力 0.83 b 螺母材料的许用弯曲应力， b 2 4555 b N mm 0.830.83 455537.3545.65 b Mpa 3 2222 (1.2 1.3)(1.2 1.3) 65 10 11 ()(8049 ) 44 F DD 24.826.9 Mpa 安全。 （2）凸缘与底座接触部分的挤压强度计算 （3.11） 22 1 1 () 4 pp F DD (1.5 1.7)(1.5 1.7) (4555)67.593.5 pb Mpa 3 22 65 10 17.1 1 (10680 ) 4 p Mpa ，安全 pp 螺母上固定螺钉用 GB/T 71 M12 （3）凸缘根部的弯曲强度计算 （3.12） 1 2 1.5 () bb F DD Da 3 2 1.5 65 10 (10680) 16.15 80 25 b Mpa 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 11 ，安全。 bb 图 3.2 螺母简图图 根据所得数据，画出螺母简图如图 3.2。 3.3 托杯的设计计算托杯的设计计算 3.3.1 验算接触面间的压力强度验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， （3.13） 22 45 1 () 4 F pp DD 直径 42 (24)85(24)83 81DDmm 4 82Dmm取 直径 5 (1 2)30(1 2)31 32Ddmm 5 31Dmm取 则 3 2 2222 45 65 10 14.4 11 ()(8231 ) 44 F pN mm DD （托杯材料 Q235）,故安全 2 18pN mm pp 3.3.2 托杯的外口径托杯的外口径 无锡太湖学院学士学位论文 12 3 (2.42.5)(2.42.5) 48115.2 120Ddmm 3 118Dmm取 图 3.3 托杯简图 根据数据，作出托杯简图如图 3.3。 3.4 手柄的设计计算手柄的设计计算 3.4.1 手柄材料手柄材料 手柄的材料选取 Q235。 3.4.2 手柄长度手柄长度 1）作用于手柄上的力矩，从而可得 12 TT P T=KL 12 P TT L K 2）K 为搬动手柄的臂力，起取值为，取K=150250N:K=200N 3）螺纹力矩 5 2 1 tan()3.53 10 2 v d TFN mm: 摩擦力矩 3 245 11 ()(8231) 0.07 65 10 44 TDDF: 5 1.28 10 N mm: 2m TrF 45 33 45 22 45 () 4, 1 3 m DDC C r DD DD : : （p为常数） （p=C ） 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 13 4）手柄长度 55 12 3.53 101.28 10 2405 200 P TT Lmm K 1500 P Lmm取 5）手柄的实际长度 2 85 (50 150)1500(50 150) 22 P D LL 1592.51692.5mm: 。mm取L=800 3.4.3 手柄直径手柄直径 按弯曲强度设计 （3.14） 3 0.1 P KL bb P d 则 （3.15） 3 0.1 P KL P b d 2 120N mm b 3200 2405 34.2 0.1 120 mm P d 35mm P 取d 图 3.4 手柄简图 根据计算结果，作出手柄简图如图 3.4。 3.5 底座的设计计算底座的设计计算 3.5.1 底座材料底座材料 选用 HT150，铸铁壁厚，底座外形制成 1：5 的锥度。10mm 无锡太湖学院学士学位论文 14 3.5.2 其主要结构尺寸其主要结构尺寸 240Hmm 高度 1 (14 18)240 140(14 18)HHH 394398mm 取 1 395Hmm 6 (5 10)80(5 10)8590DDmm 6 90Dmm取 761 11 ()90(395 14025)151 55 DDHHamm 7 150Dmm取 按挤压强度计算 8 D （3.16） 2 7 4 P F D 8 D 取 2.25 P Mpa 3 2 4 65 10 150243.5 2.25 mm 8 D 240mm 8 取D 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 15 图 3.5 底座简图 根据计算结果，作出底座结构简图如图 3.5。 3.6 千斤顶的效率计算及绘制千斤顶的效率计算及绘制 CAD 图纸图纸 3 265 108 2200 24050.170.3 p FpkL 可满足自锁条件的要求。 经过上面的设计计算，使用 CAD 作出螺旋千斤顶主要零件图 5 张，装配图 1 张，使 用 PROE 作出螺旋千斤顶三维零件图 5 张，装配图 1 张。 4 基于基于 PRO/EPRO/E 的千斤顶仿真的千斤顶仿真 4.1 千斤顶主要零件的三维建模千斤顶主要零件的三维建模 4.1.1 底座底座 1、首先新建实体零件文件 dizuo，选择模板 mmns_part_soild。见图 4.1。 无锡太湖学院学士学位论文 16 图 4.1 底座模板 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 4.2。 图 4.2 主体部分 3、用孔命令做出如图所示孔。见图 4.3。 图 4.3 底座做孔 4、用倒角命令在如下图所示位置倒角。见图 4.4。 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 17 图 4.4 底座倒角 5、完成后效果图。见图 4.5。 图 4.5 底座效果图 4.1.2 螺母螺母 1、新建实体零件文件 luomu，选择模板 mmns_part_soild。见图 4.6。 2、用旋转做出主体部分，草绘截面如下图 4.7。 图 4.6 螺母模板 图 4.7 螺母草图 3、创建基准平面 DTM1，如下图 4.8。 无锡太湖学院学士学位论文 18 图 4.8 创建基准平面 4、选 DTM1 平面为绘图平面，旋转出如下图所示定位孔，并镜像。见图 4.9。 图 4.9 定位孔 5、对需要倒角的位置进行倒角，完成后效果图如图 4.10。 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 19 图 4.10 效果图 4.1.3 螺杆螺杆 1、首先新建实体零件文件 luogan，选择模板为 mmns_part_soild。 2、用旋转命令创建螺杆主体部分，草绘截面如下图 4.11。 图 4.11 螺杆模板 3、旋转切除如图所示部分，见图 4.12。 无锡太湖学院学士学位论文 20 图 4.12 旋转切除 4、用拉伸切除创建出手柄安装孔，见图 4.13。 图 4.13 手柄安装孔 5、用旋转切除创建如图所示小孔，见图 4.14。 图 4.14 打孔第一步 6、用旋转切除创建如图所示孔：见图 4.15。 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 21 图 4.15 打孔第二部 7、对螺杆底部进行倒角，见图 4.16。 图 4.16 螺杆倒角 8、对地 5、6 步所创建的螺纹孔做螺纹修饰，分别为 M6-20，M8-22，见图 4.17。 图 4.17 螺纹修饰 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 4.18。 无锡太湖学院学士学位论文 22 图 4.18 效果图 4.1.4 手柄手柄 1、首先新建实体零件文件 shoubing，选择模板 mmns_part_soild。 2、用拉伸命令创建手柄，完成后如下：见图 4.19。 图 4.19 手柄创建 3、用孔命令创建如图所示孔，并镜像。见图 4.20。 图 4.20 手柄打孔 4、在手柄 2 端倒角，见图 4.21。 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 23 图 4.21 手柄倒角 4.1.5 托杯托杯 1、首先新建实体零件文件 tuobei，选择模板 mmns_part_soild。 2、用旋转命令创建主体部分：见图 4.22。 图 4.22 托杯模板 3、用抽壳命令对上一步所做实体进行抽壳，厚度为 10mm。见图 4.23。 图 4.23 托杯抽壳 4、用孔命令创建如图所示孔.见图 4.24。 无锡太湖学院学士学位论文 24 图 4.24 托杯打孔 5、用拉伸命令创建如图所示槽，见图 4.25。 图 4.25 托杯开槽 6、用轴阵列对上一步槽进行阵列，完成后效果如下图：见图 4.26。 图 4.26 效果图 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 25 4.2 千斤顶的装配设计千斤顶的装配设计 应用 PROE 软件里的装配功能，完成千斤顶的装配，过程如下： 1、新建文件 qianjinding，类型选组件，子类型选设计，模版选 mmns_asm_design。 2、装配底座。首先调入底座零件，在缺省位置放置，完成底座的装配。见图 4.27。 图 4.27 底座装配 3、装配螺套。调入零件螺套，首先对齐如图所示 2 个平面，见图 4.28。 无锡太湖学院学士学位论文 26 图 4.28 螺套装配 然后对齐如图所示 2 轴（底座中心轴和螺套中心轴） ，完成。见图 4.29。 图 4.29 对轴 4、装配螺杆。首先调入零件螺杆，选择连接类型为圆柱。见图 4.30。 图 4.30 装配螺杆 选择参考面为 2 个螺纹部分内圆柱面，见图 4.31,4.32。 图 4.31 螺纹内圆柱面 图 4.32 螺纹内圆柱面 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 27 完成后如图：见图 4.33。 图 4.33 装配成果图 5、装配手柄。调入零件手柄，先选择对齐，对齐手柄中心轴和螺杆上的手柄安装孔的轴， 然后将手柄中间平面和螺杆上如图所示平面对齐。见图 4.34。 无锡太湖学院学士学位论文 28 图 4.34 手柄装配 6、装配托杯。调入零件托杯，对齐如图所示 2 个面，见图 4.35。 图 4.35 托杯装配 7、将托杯中心轴和螺杆中心轴对齐，完成装配。见图 4.36。 图 4.36 对轴 4. .3 仿真分析仿真分析 计算机仿真技术是世界各国十分重视的一项高新技术。仿真是以计算机系 统为基础， 根据用户的要求，建立实际系统的数学模型，并使之转换为仿真模型， 在不同的工况下， 在计算机系统中运行演示，从而真实地展现实际系统运行状态 的过程。它是涉及计算数 学、工程控制、各种实际系统的专业知识、计算机软硬 件技术等多学科领域的一项综合 性高科技技术。是科学工作者、工程技术人员、 运行操作人员进行系统分析、优化设计、 性能评估、运行试验、教育培训、操作 训练的有力工具。它在国防、能源、交通、航空 航天等重要的军事与非军事领域， 得到了越来越广泛的应用。美国 1992 年提出的 22 项国家重点发展的关键技术报 告中，计算机仿真技术被列为第 16 项。同年提出的 21 项国防及军事重点发展的 关键技术报告中，被列为第 6 项。足见其在现代科学技术领域 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 29 中的重要地位1。 传统的设计方法是首先在设计者头脑中建立起产品的三维实体形状后 借助于正投影方法，把头脑中的三维实体投影为多二维视图。在读图时又需要将各个 视 图的信息通过想象加以综合，在头脑中恢复回原来的三维实体形状，再进行工 艺设计、 加工等工作。这样一个复杂的过程，大大降低工作效率，且容易出错。 运用 pro/e 系统 进行三维实体设计技术，采用新的三维-二维-三维的新模 式，通过计算设计训练，培养 了空间想象能力和设计思想表达能力5。 在使用 pro/e 进行千斤顶装配的时，要注意约束类型及约束对象，在已知约束条件不 满足的时候，可以新建基准以此作为约束对象，这里会影响整体的仿真。 根据上文 pro/e 所作出的千斤顶三维图，进行运动仿真研究。 1、应用程序，然后选择机构，再进入运动仿真界面。 2、设置伺服电动机。首先定义伺服电动机 ServoMotor1，运动轴选中心轴，轮廓速 度，设置为 10（可根据需要设置） 。见图 4.37。 图 4.37 ServoMotor1 设置 3、设置伺服电动机 ServoMotor2。插入伺服电动机，类型选几何，见图 4.38。 无锡太湖学院学士学位论文 30 图 4.38 ServoMotor2 设置 第一个可以选如图所示螺杆最下端孔内的点，见图 4.39。 图 4.39 ServoMotor2 设置 第二个选如图所示螺套上表面，然后轮廓速度，设置为 0.5（可根据需要设置） 。见 图 4.40。 图 4.40 ServoMotor2 设置 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 31 4、进行机构分析，检验运动关系。分析机构分析，设置终止时间为 20（可根据需要 设置） 。点运行，就可以看到螺杆在向上做螺旋上升运动了。见图 4.41。 图 4.41 设置完成图 无锡太湖学院学士学位论文 32 5 结论与展望结论与展望 5.1 结论结论 辛苦而又充实的毕业设计完成了，在此次毕业设计中，我收益匪浅。 此次设计目的是根据螺旋千斤顶的设计要求，设计出一个螺旋千斤顶。过程中首先 要对螺旋千斤顶进行结构选择，总体设计，设计计算，参数分析，数据校核，并且使用 CAD 进行装配图和零件图的绘制，然后对总体机构做基于 PRO/E 进行运动仿真分析。通 过老师的指导，同学的帮助，和我自己查阅相关资料，学习相关知识，基本完成了任务， 达到了之前预期的要求。通过设计，我发现螺旋千斤顶工作时传动效率低，返程慢，并 且螺杆主轴承受压力较大，可以进行强度方面的处理，已达到更好的工作效果。 5.2 不足与展望不足与展望 毕业设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会、从事职业 工作前一个必不可少的过程。 “千里之行始于足下” ，通过这次毕业设计我们深深体会到 这句千古名言的真正含义。我今天认真地进行毕业设计，学会脚踏实地地迈开这一步， 就是为了明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。 本次毕业设计，还有许多缺陷有待改善，如设计计算过程比较繁复，原理分析不够 透彻深入，通过这次毕业设计，我也深深感觉到机械这门学科的博大精深,许多平时想当 然很简单的知识点，到了要切实应用的时候，明显感到会有一些迟滞，实践果然是检验 知识水平的标杆，我会在未来的学习，工作，生活中，不断努力，不断前进，发挥出自 己的价值。 螺旋千斤顶的设计及运动仿真 33 致谢致谢 首先，我要感谢彭勇老师对我的毕业设计指导。在毕业设计中，他给予了我学术和 指导性的意见。没有老师的指导，我不可能如此顺利的完成此次毕业设计，我万分的感