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毕业设计论文
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螺旋千斤顶设计,毕业设计论文
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济宁职业技术 学院机电工程系毕业论文 题目： 螺旋千斤顶 设计 姓 名： XXXX 学 号： 2005XXX 专 业： 机械制造与自动化 院 系： 机电工程系 指导老师： XXX 二 00八年一月至二 00八年六月 nts济宁职业技术 学院毕业设计论文 2 济宁职业技术 学院毕业设计（论文）任务书 设计论文题 目： 螺旋千斤顶 设计 系、专业： 机电系机械制造与自动化 学生姓名： XXX学号： 200517255 指导教师姓名： XXX 开题日期： 2008.01.07 设计（论文）的主要内容（技术指标）与要求： 螺旋千斤顶结构轻巧，携带方便，维护简易，尤其适用于车辆检修、铁道车辆换轴衬、拆换轮胎等流动性起重作业。本论文主要内容是： （ 1） 选择、确定了螺杆、螺母的材料； （ 2） 对螺杆、螺纹进行了强度、耐磨性交合。 （ 3） 对论文进行总结，提出改进方案。 毕业设计要求 ： （ 1）独立完成所承担的毕业设计 任务； （ 2）掌握千斤顶的组成、结构及特点； （ 3）设计方案合理； 进度安排： 1、查阅资料 l周。 2、确定设计（论文）方案 l周。 3、课题设计计算，绘图等 7周。 4、编写毕业设计说明书（论文）、毕业设计答辩 l周。 5、毕业设计答辩 l周。 系意见： 盖章 注： 1、任务书由指导老师填写。 2、任务书必须再第七学期 13周前下达给学生。 nts济宁职业技术 学院毕业设计论文 3 济宁职业技术 学院毕业设 计（论文） 开题报告 设计（论文）题目 螺旋千斤顶 设计 系、专业 机电 系机械制造与自动化专业 年级 2005级 开题日期 2008.01.07 学号 200517255 学生姓名 XXX 指导教师 XXX 课题研究意义 ： 螺旋千斤顶结构轻巧，携带方便，维护简易，尤其适用于车辆检修、铁道车辆换轴衬、拆换轮胎等流动性起重作业。 研究内容： （ 1）选择、确定了螺杆、螺母的材料； （ 2）对螺杆、螺纹进行了强度、耐磨性交合。 （ 3）对论文进行总结，提出改进方案。 nts济宁职业技术 学院毕业设计论文 4 摘要 螺旋式千斤顶 亦称机械式千斤顶 ， 螺杆的螺旋角度小，自锁好，因而在顶重后能自动制动，不会自动下降，不需要装安全摇柄。 注油孔采用螺旋式密封，密封性能好、易拆装、使用方便。采用优质密封件、优质材质及特殊工艺制造，使整机性能更加优良。 用钢性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在行程内顶升重物的轻小起重设备。头部经特殊热处理，梅花型防滑面设计，使产品在使 用中不易产生滑脱、顶弯、折断等现象。 关键词： 螺旋 千斤顶 螺杆 Abstract Screw type hoisting jack, also known as Mechanical hoisting jack，Since the Screw has small spiral angle, the roof can automatically brake with heavy load, and does not automatically fall, does not need safety equipment. Note hole using spiral sealed, Sealing performance, and easy access, easy to use. A quality seal, high-quality materials and special manufacturing process is used, The more excellent overall performance is got. Top cited pieces of steel as a working device, entrusted by the top or bottom Block care claws in the itinerary Lifting weights in the small in lifting equipment. Head with a special heat treatment, Plum Blossom type of anti-skid surface design, So that their products can not be easily produced in the use of spondylolisthesis, the top bend, phenomena such as broken. Key word: Spiral Jack Screw nts济宁职业技术 学院毕业设计论文 5 目 录 毕业设计（论文）任务书 . 2 毕业设计（论文）开题报告 . 3 摘要 . 4 前言 . 6 1、电动机的选择与计算： . 6 1.1、电动机类型的选择： . 6 1.2、确定电动机的转速： . 7 1.3、电动机功率选择： . 7 1.4、电动机的型号确定： . 7 1.5、传动比的分配： . 7 2、传动装置的运动和动力参数的计算： . 8 2.1、各轴转速的计算： . 8 2.2、各轴的输入功率计算： . 8 2.3各轴的输入转矩计算： . 8 3、 减速器（单级直齿齿轮传动）设计： . 9 3.1、齿面接触强度计算： i=3.91 . 9 3.2齿轮弯曲强度验算 . 10 4、计算轴的直径： . 11 5、选择联轴器： . 11 6、初选滚动轴承： . 11 7、减速器的结构与润滑： . 12 7.1、选择铸造箱体。 . 12 7.2、齿轮传动润滑： . 12 7.3、滚动轴承的润滑： . 12 8、有关的数据准备： . 12 9、减速器铸造箱体的结构 尺寸： 单位 mm . 12 10、轴的校核： . 13 10.1、轴（低速轴） . 13 10.2、轴（高速轴） . 16 12.键联接强度校核： . 17 结论： . 18 致谢 . 19 参考文献 . 20 nts济宁职业技术 学院毕业设计论文 6 前言 已知某车间螺旋输送带上的单级圆柱齿轮减速器。单向传动，工作有轻度振动，两班制工作。输送机工作轴转速的允许误差为 5% ，减速器系小批量生产，使用年限为 5年。 已知数据：输送机工作轴功率 P（ kw） =3.5 输送机工作轴转速 n= 70r/min 圆锥齿轮传动比 i=3.5 运动简图： 1.电动机 2， 4 联轴器 3.减速器 5.圆锥齿轮传动 6螺旋运输机 1、电动机的选择与计算： 1.1、电动机类型的选择： 电动机根据动力源和工作条件，选用 Y 系列三相异步电动机。 nts济宁职业技术 学院毕业设计论文 7 1.2、 确定电动机的转速： 1000r/min和 1500r/min 1.3、电动机功率选择： 选择圆锥齿轮传动 5=0.93 圆柱齿轮（ 8级精度）传动 3=0.97 滚动轴承 2对 7=0.98 联轴器 2个 2 =0.99 传动装置的总效率 =35 27 22 =0.97 0.93 0.9820.992=0.85 电动机所需功率 Pd=P/ =3.5/0.85=4.1kw 所以选择电动机的额定功率为 4kw。 1.4、电动机的型号确定： 电动机类型 额定功率 kw 同步转速 r/min 满载转速 r/min 总传动比 i 减速器传动 比 i3 Y132M1-6 4 1000 960 13.7 3.91 Y112M-4 4 1500 1440 20.6 5.89 其中 总传动比 i= 电动机满载转速 n / 输送机工作轴转速 圆柱齿轮传动比 = i / 圆锥齿轮传动比 当同步转速为 1500 r/min 时， i3= 5.98 不 在 35内。 所以 应选择 Y132M1-6，该满载转速为 960 r/min. 中心高 H = 132mm ，外伸轴径为 38mm ，轴外伸长度为 80mm 。 1.5、传动比的分配： i3= 3.91 nts济宁职业技术 学院毕业设计论文 8 2、传动装置的运动和动力参数的计算： 2.1、各轴转速的计算： n1=nm=960r/min n =n1/nB=960/3.91=245.5r/min n =n=70r/min 2.2、各轴的输入功率计算： P =Pd 2 =4.1 0.99=4.059kw P =P 27=4.059 0.982=3.898kw P =P 2 5=3.898 0.99 0.93=3.589kw 2.3 各轴的输入转矩计算： T =9550P1/n1=9550 4.059/960=40.379N.m T =9550P /n =9550 3.898/245.5=151.633N.m T =9550P /n =9550 3.589/70=489.642N.m 轴号 转速 r/min 功率 kw 转矩 n.m 传动比 960 4.059 40.379 3.91 245.5 3.898 151.633 3.5 70 3.589 489.643 nts济宁职业技术 学院毕业设计论文 9 3、减速器（单级直齿齿轮传动）设计： 3.1、齿面接触强度计算： i=3.91 （ 1）作用在小齿轮上的转矩 T =40.391 N.m （ 2）选择齿轮材料，确定许用接触应力 H 根据接触要求，采用齿面硬度 350 HBS 小齿轮选用 45钢，调质，硬度为 260 HBS. 大齿轮选用 45钢 ，调质，硬度为 220 HBS. 确定许用应力 H ： 小齿轮 H =380+0.7HBS = 380+0.7 260 = 562 Mpa 大齿轮 H 2=380+0.7HBS = 380+0.7 220 = 534 Mpa （ 3） 选择齿宽系数 K ：取 a=0.4 （ 4） 确定载荷系数 K：因齿轮的相对轴承对称布置，且载荷较平稳，故取 K =1.35 （ 5） 计算中心距： a=48 (i+1) 3 2Hai KT =48 (3.91+1) 3 235344.091.310379.4035.1 (6) 选择齿数并确定模数：取 Z1= 24 则 Z2= Z1 i=3.91 24=94 m=212 ZZ a = 9424 96.1162 =1.98mm 取标准模数 m=2 （ 7） 齿轮的几何尺寸计算：小齿轮分度圆直径及齿顶圆直径 d1=m Z1=2 24=48mm da1= d1 2m=48+2 2=52mm 大齿轮分度圆直径及齿顶圆直径 d2=m Z2=2 94=188mm nts济宁职业技术 学院毕业设计论文 10 da2= d2 2m=188+2 2=192mm 中心距： a=2 188482 21 dd=118 120mm 大齿轮宽度： b2= 481204.0 aamm 小齿轮宽度： b1=b2+5=53mm （ 8）确定齿轮的精度等级与齿轮圆周速度： 41.260000/9604814.360000/11 ndv m/s 根据工作要求和圆周速度，选用 8级精度。 3.2 齿轮弯曲强度验算 （ 1）确定许用弯曲应力： 1922602.01402.01401 H B SFMpa 1842202.01402.01402 H B SFMpa （ 2）查齿型系数 FY 比较 FFY / ： 小齿轮 Z1=24，查得 1FY =2.67 大齿轮 Z2=94，查得 2FY =2.22 0139.019267.211 FFY： 0121.018422.222 FFY因为 11FFY 22FFY所以，应验算小齿轮 （ 3）验算弯曲应力 ：计算时应以齿宽 b2代入得 17.632244867.210379.4035.12223212 111 mzbYKT FF 1F所以齿轮校核为安全。 nts济宁职业技术 学院毕业设计论文 11 4、计算轴的直径： 轴的材料为 45 钢，取 C=106 117，工艺为调质。 92.1814.17960/059.4117106/ 313 dnPcd mm 取 d1=18.9mm d2= 41.2964.265.245/898.3117106 3 mm 取 d2=27.0mm 因为键槽对轴的强度影响， 所以 mmmmd 208.19%510.181 ，选择 32mm mmmmd 284.28%510.272 ，选择 35mm 5、选择联轴器： 由于轴的转速较高，为减小启动载荷，缓和冲击，所以应选用具有较小转动惯量和具有弹性的联轴器，即选择弹性套柱销联轴器，又因为转矩 轴 的转矩T1=40.379 Nm， 转速为 960 r/min,轴径为 32mm;轴 II 的转矩为 TII=151.633Nm，转速为 245.5r/min，轴颈为 35mm，查表 GB4323-84，选用型号 TL6 的弹性套柱销联轴器。 6、初选滚动轴承： 因该减速器采用圆柱齿轮传动，主要承受径向载荷，所以选用深 沟球轴承。查表 GB276-89 轴 I 上的轴承选用 6207，轴 II 上的轴承选用型号为 6208。其寿命校核见后面十一。 nts济宁职业技术 学院毕业设计论文 12 7、减速器的结构与润滑： 7.1、选择铸造箱体。 7.2、齿轮传动润滑： 润滑油，转速 v=2.4m/s。 7.3、滚动轴承的润滑： 润滑油，牌号 GB443-89,AN150,全损耗系统用油。 润滑方式：飞溅润滑。 8、有关的数据准备： (1)齿轮传动主要尺寸： a=120mm 小齿轮： d=48mm d =52mm b=53mm 轮毂长度为 55mm 大齿轮： d=188mm d =192mm b=48mm 轮毂长度为 50mm （ 2）电动机安装尺寸： H=132mm d=38mm L=80mm 联轴器的轴孔直径： 联轴器 2：主动端 dZ=38mm L1=60mm 主动端 d2=32mm L=82mm 联轴器 4：主动端 dZ=35mm L1=60mm 主动端 d2=32mm L=82mm （ 3）减速器传动件的圆周速度 v=2.4m/s 滚动轴承的润滑方式：飞溅润滑。 9、减速器铸造箱体的结构尺寸： 单位 mm 箱座体壁厚： =8 箱盖壁厚： 81 箱座、箱盖上的肋厚： b=12 b1=12 b2=20 nts济宁职业技术 学院毕业设计论文 13 轴承旁凸台的高度和半径： h=45 R1=23 轴 承盖（轴承座）的外经： D2=107， 115 地脚螺钉：直径 df=16 数目 n=4 沉头座直径 D0=45 地座凸缘尺寸 C1=25 C2=23 联接螺栓：轴承旁联接螺栓直径 d1=12 箱底、箱盖联接螺栓直径 d2=8 联接螺栓直径 d=8 通孔直径 d=9 沉头座直径 D=20 凸缘尺寸 C1=15 C2=12 定位销直径： d=8 轴承盖螺钉直径： d3=7 视孔盖螺钉直径： d4=6 箱体外壁至轴承断面的距离： L1=35 大齿轮顶圆与箱体内壁的距离： 1=10 齿轮端面与箱体内的距离： 2=8 轴承盖：小轴承盖 d0=9 d5=70 D0=92 D5=68 D2=112 b=10 h=10 大轴承盖 d0=9 d5=78 D0=100 D5=76 D2=120 B=10 h=10 10、轴的校核： 10.1、轴（低速轴） nts济宁职业技术 学院毕业设计论文 14 已知 ： T=151.633， 0=20o；大齿轮节圆直径 d=188mm；轴的材料 45 钢，调质： B =700Mpa （ 1）决定作用在轴上的载荷： tRBH NFdTF 1 6 1 3188 10633.15122 3 圆周力 rRCVRBV FFF径向 力 NtgFFtr 5870 （ 2） 决定支点的反作用力及弯曲力矩： 水平弯矩图 Ncb cFFF tRBHR C H 8064848 481613 则截面 1-1的弯曲力矩 N m mbFM RBHH 38712488061 垂直弯矩图 nts济宁职业技术 学院毕业设计论文 15 Ncb cFFF rR B VR C V 2944848 48587 截面 1-1的弯曲力矩 NmmbFMRBVH 14088482941 合成弯矩 NmmMMMHH 411961408838712 2221211 轴上的转 矩图 N m mT 310633.151 画出当量弯矩图 已知轴的材料为 45钢，调质，其 MpaB 700 ，查表得 MpaB 651 MpaB 1100 59.01106501 BB轴截面 1-1处的当量弯矩： N m mTMM 9 8 4 9 31 5 1 6 3 359.04 1 1 9 6 222211 轴截面 2-2处的 当量弯矩： N m mTM 8 9 4 6 31 5 1 6 3 359.02 nts济宁职业技术 学院毕业设计论文 16 截面 1-1： b1-3311 11451.0 9 8 4 9 31.0 Mp adMb 截面 2-2： 2b-3322 21351.0 984931.0 M p adMb 10.2、轴（高速轴） 已知： T=40379Nmm d=48mm a=95mm b=48mm c=48mm 59.0 00 20 Mpab 651 其图形同轴： 圆周力： NdTF t 1682484 0 3 7 922 径向力： NtgtgFFtr 612201 6 8 2 00 水平面弯矩： Ncb cFFF tR C HRBH 8414848 481682 垂直面弯矩： Ncb cFFF rR C VRBV 3064848 48612 N mmcFMR C VH 1 4 6 8 8483061 合成弯矩： N m mMMMHH 4 2 9 5 71 4 6 8 84 0 3 6 8 2221211 转矩： T=40397Nmm 当量弯矩： NmmTMM 491214037959.042957 222211 N m mTM 238244037959.02 截面 1-1： bb Mp adM 1-3311 7.6421.0 491211.0 bb Mp adM 2-3322 3.7321.0 238241.0 轴、均满足强度校核 11、滚动轴承的寿命校核： 轴上的轴承为深沟球轴承 6207 nts济宁职业技术 学院毕业设计论文 17 909841306 22 rF N NC 30 102.15 X=0.56 fp=1.2 P=XFr=0.56 909=509N c83142.1166674380096050916667 33 NfnLPcph 轴上的轴承为深沟球轴承 6208 NF r 8582942806 2 n=245.5r/min 查 GB/T276-94表得： Nc 3105.29 NC 30 1000.18 X=0.56 fp=1.2 则 P=XFr=0.56 858=480N c49772.116667438005.24548016667 33 NfnLPcph 满足寿命校核条件 12.键联接强度校核： 材料 45钢 键选择平键：轴的直径为 45mm，装键 处轴的长度为 48mm，所以查表 GB1096-79 选择公称尺寸 b h L=14 9 40（ mm3） 半径 rmin=0.25， rmax=0.40， L=40min 已知 Ft=1613n P =40Mpa 则 Ls=L-2R=L-22b=40-14=26mm P14269161322 M p ahL FstP M p abLF st 4
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