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螺螺 旋旋 千千 斤斤 顶顶 说说 明明 书书 1 说 明 书说 明 书 设计题目：设计题目：便携式螺旋千斤顶便携式螺旋千斤顶 学 院：机电与车辆工程学院学 院：机电与车辆工程学院 班 级班 级: 车辆工程车辆工程 103班班 设 计 者：赵 渤 设 计 者：赵 渤 1608100323 钟孝伟 钟孝伟 1608100325 赵 杰 赵 杰 1608100324 张 朋 张 朋 1608100322 指导老师：陈丰指导老师：陈丰 课 题 目 录课 题 目 录 2 1.1.设计题目设计题目 2.2.设计方案设计方案 3.3.设计零件分析设计零件分析 4.4.设计数据分析设计数据分析 5.5.工作原理及运行过程工作原理及运行过程 6.6.设计优缺点设计优缺点 7.7.总结总结 8.8.参考文献参考文献 1、设计题目：螺旋千斤顶设计设计题目：螺旋千斤顶设计 3 在日常生活中我们会遇到很多情况需要将某一重物举起或抬到在日常生活中我们会遇到很多情况需要将某一重物举起或抬到 一定高度，而由于这些重物质量太大非人力所能及，所以需要用某一定高度，而由于这些重物质量太大非人力所能及，所以需要用某 一装置将这一重物抬起，而这种装置需要有足够的刚度和强度能用一装置将这一重物抬起，而这种装置需要有足够的刚度和强度能用 来承受重物的挤压。故我小组设计了超强度螺旋千斤顶。来承受重物的挤压。故我小组设计了超强度螺旋千斤顶。 2、设计方案：设计方案： 该方案主要由该方案主要由 6 个零件组成，其中个零件组成，其中 3个主要零件，分别是圆筒个主要零件，分别是圆筒 形螺旋腰筒、 圆筒型套筒、 圆柱形螺柱。形螺旋腰筒、 圆筒型套筒、 圆柱形螺柱。 3个副零件分别是圆台型开口个副零件分别是圆台型开口 底座、 省力杠杆、 圆台型支点座。 该装配的主零件图主要由镁合金制成底座、 省力杠杆、 圆台型支点座。 该装配的主零件图主要由镁合金制成 以保证其较高的刚度和强度。其装配图如下所示：以保证其较高的刚度和强度。其装配图如下所示： 工作原理简图 工作原理简图 4 1 受到重力有向下运动的趋势，但受到右侧槽的约束和外力的受到重力有向下运动的趋势，但受到右侧槽的约束和外力的 作用只能向上运动，当作用只能向上运动，当 1 运到到运到到 a点时，没有了槽对其约束，点时，没有了槽对其约束，1转动转动 滑落到缺口中，形成一次上升过程。滑落到缺口中，形成一次上升过程。 3、设计结构分析：设计结构分析： 1.圆筒形螺旋腰筒：圆筒形螺旋腰筒： 5 上图一是沿该圆筒的一条母线剪开后将其展平后观察其内部的的主上图一是沿该圆筒的一条母线剪开后将其展平后观察其内部的的主 视图，其上的视图，其上的 9 条斜形阶梯是围绕在圆筒内壁的厚度为条斜形阶梯是围绕在圆筒内壁的厚度为 15毫米、水毫米、水 平角度为平角度为 30 度的斜行阶梯，中间度的斜行阶梯，中间 8条小的是水平高对均为条小的是水平高对均为 20 毫米毫米， 用来支撑圆柱形螺旋柱，保持其上升后的位置，每条阶梯所对的圆用来支撑圆柱形螺旋柱，保持其上升后的位置，每条阶梯所对的圆 心角均为心角均为 20 度。 该度。 该 8 个阶梯保持沿逆时针方向为上升趋势。 最后一个个阶梯保持沿逆时针方向为上升趋势。 最后一个 大的阶梯是水平高最为大的阶梯是水平高最为 160毫米的坡度，作用是将圆柱形螺旋柱降毫米的坡度，作用是将圆柱形螺旋柱降 为原起点。 上图二是该零件的俯视图。 其中圆筒壁厚为原起点。 上图二是该零件的俯视图。 其中圆筒壁厚 20毫米。 该圆筒毫米。 该圆筒 总高度总高度 260 毫米，除用来上升的毫米，除用来上升的 160毫米外，剩下的用来保持圆柱毫米外，剩下的用来保持圆柱 形螺旋柱在最高点时圆柱形螺旋柱的平衡，保证其工作稳定性，具形螺旋柱在最高点时圆柱形螺旋柱的平衡，保证其工作稳定性，具 体请见圆柱形螺旋柱零件图。体请见圆柱形螺旋柱零件图。 2.圆柱形螺旋柱：圆柱形螺旋柱： 6 图一 图二 如图所示为零件圆柱形螺旋柱的三视图，该零件分为两部分，如图所示为零件圆柱形螺旋柱的三视图，该零件分为两部分， 下面的圆柱直径为下面的圆柱直径为 170 毫米，全部套在圆筒形套筒内。 上面的圆柱直毫米，全部套在圆筒形套筒内。 上面的圆柱直 径为径为 180 毫米，其一侧有一个水平角度为毫米，其一侧有一个水平角度为 30度的斜行齿，该齿向外度的斜行齿，该齿向外 突出突出 15 毫米。其中毫米。其中 5 毫米用来与圆柱形套筒啮合，剩余毫米用来与圆柱形套筒啮合，剩余 10毫米用来毫米用来 与圆筒形螺旋腰筒的内壁斜行阶梯啮合。 具体请见圆柱形螺旋柱零件与圆筒形螺旋腰筒的内壁斜行阶梯啮合。 具体请见圆柱形螺旋柱零件 图。图。 3.圆筒型套筒：圆筒型套筒： 7 如上图所示为如上图所示为圆筒型套筒圆筒型套筒的三视图。其壁厚为的三视图。其壁厚为 10毫米，整个套毫米，整个套 筒深为筒深为 160 毫米（不包括下部圆弧形槽内的间隙），圆筒底部设计毫米（不包括下部圆弧形槽内的间隙），圆筒底部设计 为圆弧形，是为了避免圆柱形螺旋柱在与套筒底接触时面积太大，为圆弧形，是为了避免圆柱形螺旋柱在与套筒底接触时面积太大， 在压力作用下而不能旋转。圆形套筒下部留有在压力作用下而不能旋转。圆形套筒下部留有 52毫米的实心部分，毫米的实心部分， 其作用一方面是增加套筒的刚度和强度，一方面是为了使套筒有足其作用一方面是增加套筒的刚度和强度，一方面是为了使套筒有足 够的部分凸出来与杠杆接触，达到规定的工作要求。 具体请见圆筒型够的部分凸出来与杠杆接触，达到规定的工作要求。 具体请见圆筒型 套筒的零件图。套筒的零件图。 4.开口式圆台型底座：开口式圆台型底座： 该底座是套在圆筒形螺旋腰筒下面的，起整体支撑的作用，其在该底座是套在圆筒形螺旋腰筒下面的，起整体支撑的作用，其在 一侧开口是为了让省力杠杆伸入到其内侧与圆筒型套筒底部接触。一侧开口是为了让省力杠杆伸入到其内侧与圆筒型套筒底部接触。 5.省力杠杆：省力杠杆： 该杠杆一端与圆筒型套筒底部接触，一部分伸出，用于人为的施该杠杆一端与圆筒型套筒底部接触，一部分伸出，用于人为的施 8 加压力用于撬动圆筒型套筒，从而推动圆柱形螺旋柱上升。如果重加压力用于撬动圆筒型套筒，从而推动圆柱形螺旋柱上升。如果重 物质量太大，可在杠杆外端加一圆筒，以增加臂，减小动力。物质量太大，可在杠杆外端加一圆筒，以增加臂，减小动力。 6.圆台型支点座：圆台型支点座： 该支点座是用来支撑杠杆的，之所以设计为圆台型是保证其良好该支点座是用来支撑杠杆的，之所以设计为圆台型是保证其良好 的刚度和硬度。的刚度和硬度。 4、工作原理及运行过程：工作原理及运行过程： 该机构是利用省力杠杆将圆筒型套筒顶起从而推动圆柱形螺旋该机构是利用省力杠杆将圆筒型套筒顶起从而推动圆柱形螺旋 柱上移，使其侧齿与圆筒形螺旋腰筒的内壁斜齿上下啮合并保持原柱上移，使其侧齿与圆筒形螺旋腰筒的内壁斜齿上下啮合并保持原 有位置，达到上升的目的，从而推动物体上移。其具体步骤如下：有位置，达到上升的目的，从而推动物体上移。其具体步骤如下： 1.圆柱形螺旋柱侧齿处在圆筒形螺旋腰筒的最低端，侧齿与腰筒圆柱形螺旋柱侧齿处在圆筒形螺旋腰筒的最低端，侧齿与腰筒 内壁 的斜行阶梯刚好完全啮合。内壁 的斜行阶梯刚好完全啮合。 2.人为向下压动杠杆的外端从而推动杠杆内端向上移动，从而推人为向下压动杠杆的外端从而推动杠杆内端向上移动，从而推 动圆筒型套筒向上移动，从而带动在套筒内的螺旋柱向上移动。由动圆筒型套筒向上移动，从而带动在套筒内的螺旋柱向上移动。由 于螺旋柱和套筒上下同时受较大压力作用，并且螺旋柱侧齿中心于螺旋柱和套筒上下同时受较大压力作用，并且螺旋柱侧齿中心 向右偏移，所以螺旋柱和套筒具有向逆时针方向（较高方向）移向右偏移，所以螺旋柱和套筒具有向逆时针方向（较高方向）移 动的趋势，但由于受到圆筒形螺旋腰筒的内壁较高斜齿壁的抵挡动的趋势，但由于受到圆筒形螺旋腰筒的内壁较高斜齿壁的抵挡 而保持竖直方向运动。而保持竖直方向运动。 2.当圆柱形螺旋柱侧齿的最低点高于下一阶梯的最高点时，螺旋当圆柱形螺旋柱侧齿的最低点高于下一阶梯的最高点时，螺旋 柱和套筒立即顺时针移动，知道遇到下一个阻碍才停止，当外界柱和套筒立即顺时针移动，知道遇到下一个阻碍才停止，当外界 所施加的压力解除时，圆柱形螺旋柱侧齿沿圆筒形螺旋腰筒的内所施加的压力解除时，圆柱形螺旋柱侧齿沿圆筒形螺旋腰筒的内 壁斜齿移动直到正确啮合。（注：在外界人为的压杠杆时幅度不能壁斜齿移动直到正确啮合。（注：在外界人为的压杠杆时幅度不能 9 太大，以免使其内部所升的高度太大而跨级上升，从而影响机构太大，以免使其内部所升的高度太大而跨级上升，从而影响机构 的稳定性。）的稳定性。） 3.机构按照机构按照 2、3 的原理一级级上升，直到升到最后一层，当外界的原理一级级上升，直到升到最后一层，当外界 再施加压力，螺旋柱侧齿接着上升，当其最低点超过套筒内齿的再施加压力，螺旋柱侧齿接着上升，当其最低点超过套筒内齿的 最高点时，侧齿进入下滑道，一直滑回原点，千斤顶下降到最初最高点时，侧齿进入下滑道，一直滑回原点，千斤顶下降到最初 位置，起到降低位置的作用。如此，一个工作循环完成。、位置，起到降低位置的作用。如此，一个工作循环完成。、 5、设计优缺点设计优缺点: 1.优点：优点： （ （1）、整个装置无需任何连接件连接，各零件间靠过度）、整个装置无需任何连接件连接，各零件间靠过度 结合就可工作，拆装方便，因此便于携带。结合就可工作，拆装方便，因此便于携带。 （ （2）、上升的高度固定，结果比较精确。）、上升的高度固定，结果比较精确。 2.缺点：缺点： （ （1）、上升的高度不连续，使用范围受到限制。）、上升的高度不连续，使用范围受到限制。 （ （2）、整个装置靠过度方式结合，靠侧齿与内齿之间的）、整个装置靠过度方式结合，靠侧齿与内齿之间的 支撑来保持高度，磨损太大，影响机构的精确度和使用寿命。支撑来保持高度，磨损太大，影响机构的精确度和使用寿命。 （ （3）、人为下压杠杆外端时高度难以控制。）、人为下压杠杆外端时高度难以控制。 6、总结：总结： 通过本次课程设计，我们自己设计了通过本次课程设计，我们自己设计了千斤顶千斤顶。认认真真踏踏实实的。认认真真踏踏实实的 将课本上的理论知识贯彻到实际生产中。然而设计绝对不是简单轻将课本上的理论知识贯彻到实际生产中。然而设计绝对不是简单轻 松的事，在设计过程中我们遇到许多的问题及困难，当然最终我松的事，在设计过程中我们遇到许多的问题及困难，当然最终我 10 们还是通过自己的努力解决了问题。我们团队手心相连、携手共进们还是通过自己的努力解决了问题。我们团队手心相连、携手共进 一起投入了更多的精力和时间，尽管我们的方案还是有不足的地一起投入了更多的精力和时间，尽管我们的方案还是有不足的地 方，但是通过我们的努力设计还是很成功圆满的完成。通过此次设方，但是通过我们的努力设计还是很成功圆满的完成。通过此次设 计，我发现我们平时接触的都是课本上的理论知识，而实际生产计，我发现我们平时接触的都是课本上的理论知识，而实际生产 机械是很少的，这从一定的方面影响到我们动手实践能力的发展机械是很少的，这从一定的方面影响到我们动手实践能力的发展， 我希望在以后的生活中多多接触理解生产机械，加强自身的动手我希望在以后的生活中多多接触理解生产机械，加强自身的动手 能力和创新意识，设计出更好更完美的方案，方便生活，方便生能力和创新意识，设计出更好