螺旋千斤顶的设计及运动仿真Word文档格式.docx

1、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

2、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

3、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。2螺旋千斤顶的概述和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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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。3螺旋千斤顶各部分的设计与计算3.1 螺杆的计算 3.1.1 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

9、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。 3.1.3 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）许用应力 （3.2）由参考文献1表3-2得取 则 选梯形螺纹螺纹大径 ， 螺纹中径 螺纹小径 螺距螺纹根部厚度 螺纹工作高度较核螺杆强度螺纹力矩 （3.3）螺纹升角 （3.4）由参考文献1表3-6 （钢与铸铁的滑动摩擦系数无润滑）当量摩擦角按第四强度理论较核，螺杆危险截面强度校核公式

10、为 （3.5）满足要求。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 自锁条件其中故，可用，且，可靠。 3.1.5 螺杆结构 螺杆上端直径取手柄孔径式中：则，取退刀槽直径退刀槽宽度螺杆膨大部分长度螺杆长度 3.1.6 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）式中，为螺杆的临界压力。弹性模量由，为固定支承，（一端固定，一端自由），螺杆可以稳定工作。3.2 螺母的设计计算3.2.1 螺母的材料螺母的

11、材料选用HT300。3.2.2 确定螺纹旋合圈数根据耐磨性旋合圈数z，即 （3.7） （3.8）由参考文献1表6-12螺母实际圈数螺母旋合长度校核螺母的高径比由参考文献1表6-1，不能满足要求。故要重新确定螺母的高度。，则3.2.3 校核螺母的螺牙强度 （1）剪切强度故满足要求。 （2）弯曲强度 （3.9）式中3.2.4 螺母其它结构尺寸（1）螺母外径（2）螺母凸缘厚度 取（3）螺母凸缘厚度 3.2.5 螺母外径和凸缘强度的计算及螺母悬置部分校核 （3.10）螺母的许用拉应力 螺母材料的许用弯曲应力安全。 （2）凸缘与底座接触部分的挤压强度计算 （3.11），安全螺母上固定螺钉用GB/T 71 M12 （3）凸缘根部的弯曲强度计算 （3.12），安全。图3.2 螺母简图 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 3.3.1 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）直径（托杯材料Q235）,