工程硕士学术交流报告范文2

1、学术交流流报告报告题目目：螺旋旋千斤顶顶螺纹副副的MAATLAAB优化化设计报告人：宋瑞银银（贵州工工业大学学）报告地点点：北京京机械工工程学会会报告厅厅正文手动螺旋旋千斤顶顶主要包包括底座座、棘轮轮、圆锥锥齿轮副副、托杯杯、传动动螺纹副副等部分分。千斤斤顶最大大起重量量是其最最主要的的性能指指标之一一。千斤斤顶在工工作过程程中，传传动螺纹纹副承受受主要的的工作载载荷，螺螺纹副工工作寿命命决定千千斤顶使使用寿命命，故传传动螺纹纹副的设设计最为为关键，其设计计与最大大起重量量、螺纹纹副材料料、螺纹纹牙型以以及螺纹纹头数等等都有关关系。（图1为为丝杠螺螺纹的示示意图）图1：丝丝杠梯形形螺纹示示意图

2、目标函数数与设计计变量手动螺旋旋千斤顶顶在满足足设计性性能和要要求的前前提下，从结构构紧凑、减轻重重量、节节省材料料和降低低成本考考虑。在在给出千千斤顶最最大起重重量、传传动螺纹纹副材料料及其屈屈服应力力、螺纹纹头数等等基本设设计要求求和圆锥锥齿轮副副等已定定的情况况下，可可从螺纹纹副设计计着手考考虑，使使螺纹副副所用材材料最少少，即在在满足设设计性能能的情况况下，传传动螺杆杆、螺母母所占体体积最少少。丝杠的体体积为：螺母的体体积为：式中：丝杠中径径, mmm螺母外径径（虚拟拟）, mm螺母中径径, mmm丝杠总长长, mmm螺母总长长, mmm考虑到传传动效率率要求较较高和螺螺纹受力力较大等

3、等因素，架车机机一般采采用梯形形螺纹传传动，其其大径、中径、小径之之间有如如下关系系：=且内、外外螺纹有有如下关关系:, ,式中、分分别为螺螺母和丝丝杠的中中径，、分别为为螺母和和丝杠的的外径，为丝杠杠的小径径。则目标函函数，螺螺旋传动动副的体体积为:从目标函函数表达达式中可可以看出出，L(丝杠长长度)、（螺母母外径） 均为为常量，而螺距距P取值值虽为整整数，但但其取值值随螺纹纹公称直直径而变变化，这这里将其其作为变变量。故三个变变量记作作：目标函数数的表达达式为：优化约束束条件约束条件件分析耐磨性条条件锯齿形螺螺纹工作作高度 h hh=0.75PP根据手动动螺旋千千斤顶传传动螺纹纹副滑动动速

4、度较较低，及及螺母和和螺杆材材料等条条件，查查取许用用比压p：计算比压压为:螺纹自锁锁条件螺旋升角角=当量摩擦擦角=, 为螺螺纹副当当量摩擦擦系数自锁条件件为：-(111.55)，即即-(111.55)螺杆的强强度条件件螺纹危险险截面面面积A为：A=螺杆所受受转矩 T: （）/22当量应力力为：=式中， F为千斤斤顶最大大起重量量，单位位为查表，确确定许用用应力当量应力力应小于于许用应应力，即即： (4) 螺纹纹牙剪切切强度条条件按机械性性能较弱弱的螺母母材料进进行计算算：螺母的外外径D等于螺螺杆外径径d ：D=d螺纹牙根根厚b ：b=0.775P螺纹旋合合圈数zz: zz=H/P查表取得得许

5、用剪剪切应力力按剪切强强度进行行计算：= ，(5) 螺纹纹牙弯曲曲强度条条件同样，取取机械性性能较弱弱的螺母母材料进进行计算算。按弯曲强强度进行行计算:=对静载，许用应应力应取取较大值值。（6）螺螺杆的稳稳定性条条件确定螺杆杆的柔度度值：式中， L为螺杆杆的长度度系数，L为螺杆杆的总长长度，ii为螺杆杆危险截截面惯性性半径，, 螺杆杆的长度度系数根根据螺纹纹副固定定形式取取值。值小于许许用值，即即：（7）螺螺杆公称称直径取取值范围围查机械械设计手手册，取值范范围为：20mmmd650mmm（8）螺螺母最大大高度（螺纹啮啮合长度度）范围围：30mmmH280mmm（9）螺螺纹螺距距取值范范围查机

6、械械设计手手册，取值范围围为：22mmP24mmm2.2约约束条件件约束条件件表达式式如下：=-=3.优化化方法本问题有有三个变变量122个约束束条件，采用MMATLLAB优优化工具具对其进进行优化化设计。4.优化化设计实实例某厂生产产一种手手动螺旋旋千斤顶顶，最大大设计起起重量为为 ，螺螺纹为锯锯齿形，螺杆材材料采用用40CCr ，热处理理HRCC45-50,=7885Mppa，螺螺母采用 ，螺螺纹副当当量摩擦擦系数为为0.113 ，千斤顶顶最大起起重高度度为1330mmm,圆锥锥齿轮厚厚为300mm,轴承固固定端为为，试设计计传动螺螺纹副，使其结结构紧凑凑、所用用材料最最省。根据前面面的数

7、学学建模，我们先先通过查查表或计计算，得得到约束束条件的的各个相相关参数数，然后后再将其其代入上上述建模模的约束束条件，从而得得到螺纹纹副的最最优设计计方案。现将原设设计与优优化设计计结果加加以对照照（表11），可可以看出出，优化化设计后后螺纹副副体积比比原设计计减少 。表1原设设计及优优化设计计结果螺纹公称称直径d()螺母高度度H()螺距P()目标函数数V()原设计254851339969优化设计计283351190074采用优化化设计方方法，不不仅节省省材料，降低工工厂生产产成本，而且节节省设计计时间。这有助助于改革革传统的的设计方方法，为为新产品品开发改改进提供供了有力力的依据据。心得体会会通过这次次交流报报告的学学习，对对如何利利用MAATLAAB来辅辅助进行行螺旋副副传动的的传动设设计有了了一定的的了解。固定式式架车机机属