螺旋千斤顶的设计说明书.docx
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螺旋千斤顶的设计说明书
设计任务书
设计题目：
螺旋千斤顶的设计
设计要求：
1、设计一人力驱动的螺旋千斤顶，其轴向承载能力为F=60000N,要求提升高度为h=150mm；要求耐磨性好，螺母材料为ZCuSn10-1，采用梯形螺纹。
2、使用AoutCAD、Solidworks绘画装配图、零件图；
设计进度要求：
第一周：
选择课题，勾勒基本的设计思路；
第二周：
查找与其有关的资料；
第三周：
进行螺旋传动的设计和计算；
第四周：
进行千斤顶的设计；
第五周：
绘制草图；
第六周：
完善初稿及草图使其语言更加简练、布局更加合理；
第七周：
整理电子稿；
第八周:
再次修改论文，进行答辩。
指导教师（签名）：
摘 要
螺旋千斤顶主要是有螺杆、手柄、底座、螺套、旋转杆、挡环、托杯的零部件组装而成的。
在本次设计过程中对螺旋传动的计算和各零部件的设计与选材最为重要；并且重点运用了机械设计方面的知识，另外还运用了辅助绘图工具AoutCAD、Solidworks等。
本文从螺旋千斤顶的零部件的设计与选材等多方面，阐述了它设计的全过程。
尤其在工艺规程设计中，运用了大量的科学加工理论及计算公式，对它进行了精确地计算。
由于螺旋千斤顶是一种小型的起重设备，体积小方便携带，造价成本低，所以在日常生活中被广泛应用。
本设计既是产品开发周期中的关键环节，有贯穿于产品开发过程的始终。
设计决定了实现产品功能和目标的方案，结构和选材。
制造方法以及产品运行，使用和维修方法。
现代机械产品的要求不对传统机械产品高的多，因而在产品开发和改进过程中只有全面深入地运用现代设计理论，方法和技术才能满足社会对现代机械产品愈来愈苛刻的要求，提高其市场竞争能力。
关键词：
螺旋传动，体积小，方便，成本低
1起重机械的概述
起重机械是现代工业企业中实现生产过程机械化、自动化、减轻繁重体力劳动、提高劳动生产率的重要工具和设备。
起重机是机械化作业的重要物质基础，是一些工业企业中主要的固定资产。
对于工矿企业、港口码头、车站仓库、建筑施工工地，以及海洋开发、宇宙航行等部门，起重机已成为主要的生产力要素，在生产中进行着高效的工作，构成合理组织批量生和机械化流水作业的基础，是现代化生产的重要标志之一。
在某些关键岗位上增加一两台起重设备，劳动生产率就会成倍的增长。
起重机的驱动多为电力，也可用内燃机，人力驱动只用于轻小型起重设备或特殊需要的场合。
起重机械由运动机械、承载机构、动力源和控制设备以及安全装备、信号指示装备等组成；是一种以间歇作业方式对物料进行起升，下降和水平移动的搬运机械。
起重机械的作业通常带有重复循环的性质。
一个完整的作业循环一般包括取物、起升、平移、下降、卸载，然后返回原处等环节。
起重机械广泛用于交通运输业、建筑业、商业和农业等国民经济各部门及人们日常生活中。
起重机的驱动多为电力，也可用内燃机，人力驱动只用于轻小型起重设备或特殊需要的场合。
起重机械的工作特点：
（1）起重机械通常结构庞大，机构复杂，能完成一个起升运动、一个或几个水平运动；
（2）所吊运的重物多种多样，载荷是变化的；（3）大多数起重机械，需要在较大的空间范围内运行，有的要装设轨道和车轮，有的要装上轮胎或履带在地面上行走，有的需要在钢丝绳上行走（4）有的起重机械需要直接载运人员在导轨、平台或钢丝绳上做升降运动；（5）暴露的、活动的零件较多，且常与吊运作业员直接接触，潜在安全隐患；（6）作业环境复杂；（7）作业中常常需要多人配合，共同进行；起重机械的上述工作特点，决定了它与安全生产的关系很大。
如果对起重机械的设计、制造、安装使用和维修等环节上稍有疏忽，就可能造成伤亡或设备事故。
一方面造成人员的伤亡，另一方面也会造成很大的经济损失。
而千斤顶又属于起重机械的一种。
千斤顶是一种起重高度小（小于1ｍ）的最简单的起重设备。
（参考文献4）
2千斤顶的概述
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。
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。
2.1千斤顶的种类
千斤顶按其构造及工作原理的不同，通常分为机械式和液压式，机械式千斤顶又有齿条式与螺旋式两种，其中螺旋式千斤顶和液压式千斤顶较为常用；由于起重量小，操作费力，所以螺旋千斤顶一般只用于机械维修工作，在修桥过程中不适用。
液压式千斤顶结构紧凑，工作平稳，有自锁作用，故使用广泛。
其缺点是起重高度有限，起升速度慢。
液压千斤顶主要由油室、油泵、储油腔、活塞和摇把等组成，工作时，用千斤顶的手动摇把驱动油压泵，将工作油压入油室，推动活塞上升或下降，进而顶起或下落重物。
在工程施工时，YQ型手动液压千斤顶使用较多。
这种千斤顶质量轻，效率高，使用和搬运也比较方便，它又可以分为通用和专用两类。
专用液压千斤顶使专用的张拉机具，在制作预应力混凝土构件时，对预应力钢筋施加张力。
专用液压千斤顶多为双作用式。
常用的有穿心式和锥锚式两种。
穿心式千斤顶适用于张拉钢筋束或钢丝束，它主要由张拉缸、顶压缸、顶压活塞及弹簧等部分组成。
它的特点是：
沿拉伸机轴心有一穿心孔道，钢筋（或钢丝）穿入后由尾部的工具锚固。
螺旋式千斤顶又分为：
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。
如下图：
2.1螺旋千斤顶
齿条千斤顶主要由齿条和棘轮等组成，工作时，由1-2人转动千斤顶上的手柄，利用齿条的顶端顶起高处的重物。
同时，也可用齿条的下脚，顶起低处的重物。
另外，在千斤顶的手柄上备有制动时需要的齿轮。
千斤顶已实施出口产品质量许可制度，未取得和质量许可证的产品不准出口。
2.2千斤顶的结构和技术规格
油压千斤顶按其结构、用途分为如下两种：
①立式螺纹连接结构的油压千斤顶，其代号的表征字母为qyl。
②立卧两用油压千斤顶，其代号的表征字母为qw。
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qlz。
表2.1移动式螺旋千斤顶技术规格
轻重量（t）
顶起高度（mm）
螺杆落下最小高度（mm）
水平移动距离（mm）
自重（kg）
8
250
510
175
40
10
280
540
300
80
12.5
300
660
300
85
15
345
660
300
100
17.5
350
660
360
120
20
360
680
360
145
25
360
690
370
165
30
360
730
370
225
表2.2齿条千斤顶的技术规格
型号
01型
02型
起重量（t）
静负荷
15
15
动负荷
10
10
最大起重高度（mm）
280
330
钩面最低高度（mm）
55
55
机座尺寸（长
宽,mm）
260
166
260
166
外形尺寸（长
宽
高，mm）
370
166
525
414
166
550
自重（kg）
26
25
2.3千斤顶的工作原理
千斤顶有机械千斤顶和液压千斤顶等几种，原理各有不同。
从原理上来说，液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。
所以通过液体的传递，可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的。
我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。
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，但不如液压千斤顶简易。
（此部分参考文献4和5）
3螺旋传动的设计与计算
3.1螺旋传动的应用和类型
螺旋传动是利用螺杆（丝杠）和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。
它主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。
它具有结构紧凑、转动均匀、准确、平稳、易于自锁等优点，在工业中获得了广泛应用。
（1）按螺杆与螺母的相对运动方式，螺旋传动可以有以下四种运动方式：
①螺母固定不动，如图（a）螺杆转动并往复移动，这种结构以固定螺母为主要支承，结构简单，但占据空间大。
常用于螺旋压力机、螺旋千斤顶等。
②螺母转动，如图（b）螺杆做直线移动，螺杆应设防转机构，螺母转动要设置轴承均使结构复杂，且螺杆行程占据尺寸故应用较少。
③螺母旋转并沿直线移动，如图（c）由于螺杆固定不动，因而二端支承结构较简单，但精度不高。
有些钻床工作台采用了这种方式。
④螺杆转动，如图（d）螺母做直线运动，这种运动方式占据空间尺寸小，适用于长行程螺杆。
螺杆两端的轴承和螺母防转机构使其结构较复杂。
车床丝杠、刀架移动机构多采用这种运动方式。
（a）（b）
（c）（d）
图3.1运动方式
本次设计的螺旋千斤顶是运用了上图（a）的运动方式，即螺母固定不动。
（2）按照用途不同，螺旋传动分为三种类型。
①传力螺旋以传递动力为主，要求以较小的转矩产生较大的轴向推力，一般为间歇性工作，工作速度较低，通常要求具有自锁能力，下图3.2螺旋压力机均为传力螺旋。
图3.2螺旋压力机
②传导螺旋以传递运动为主，这类螺旋常在较长的时间内连续工作且工作速度较高，传动精度要求较高，下图3.3为机床进给机构的螺旋。
图3.3传导螺旋
③调整螺旋用于调整并固定零件间的相对位置，一般不经常转动，要求能自锁，有时也要求很高精度，如带传动张紧装置、机床卡盘和精密仪表微调机构的螺旋等。
本次设计的螺旋千斤顶就是运用了传力螺旋这种传动类型。
3.2螺旋传动的结构和用途
按照螺旋副摩擦性质的不同，螺旋传动又可分为滑动摩擦螺旋传动（简称滑动螺旋）、滚动摩擦螺旋传动（简称滚动螺旋）和静压滑动螺旋传动（简称静压螺旋）。
滑动螺旋传动又分为普通滑动螺旋传动和静压螺旋传动，且应用较广，其特点是结构简单，制造方便，成本低；易于实现自锁；运转平稳。
缺点在于当低速或进行运动微调时可能出现爬行现象；摩擦阻力大，传动效率低（一般为30%~50%）；螺纹（通常采用梯形螺纹和锯齿形螺纹）有侧向间隙，反向时有空行程；磨损较大。
广泛应用于机床的进给、分度、定位等机构，如此次设计过程中千斤顶的传力螺旋。
滚动螺旋也称滚珠丝杠，其特点是摩擦阻力小，传动效率高（90%以上）；运转平稳
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