机械设计-螺旋千斤顶

螺旋千斤顶

大作业

院系机械工程

专业年级车辆工程141

设计者周六圆

指导教师丰

2016 年10 月 6 日

.

.

要求

1、总体设计结构合理，操作方便（可自己设计结构如用侧面手柄上下往复式或脚踏式等）；

2、设计要求：绘制千斤顶装配图，主要零件图两（计算机绘图，二维图必须，三维图随便），完整的设计说明书；

3、网上有类似容（哈工大机械设计大作业），不得抄袭；

4、大胆创新，发动脑筋，奇思妙想，功能和结构上创新；

5、螺杆和螺母材料自定，原始数据不同，具体分配如下：

根据学号1608140134尾数可得：起重量为35KN

起重高度为200mm

第一部分千斤顶的概述

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。

第二部分螺旋传动的设计与计算

2.1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)

(c) (d)

图2.1 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2.2螺旋压力机均为传力螺旋。

①导螺旋以传递运动为主，这类螺旋常在较长的时间连续工作且工作速度较

高，传动精度要求较高，下图2.3为机床进给机构的螺旋。

图2.2 螺旋压力机图2.3 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。

2.2螺旋传动的设计和选材

滑动螺旋的结构包括螺杆、螺母的结构形式及其固定和支承结构形式。

螺旋传动的工作刚度与精度等和支承结构有直接关系，当螺杆短而粗且垂直布置时，如起重及加压装置的传力螺旋，可以采用螺母本身作为支承的结构。

当螺杆细长且水平布置时，如机床的传导螺旋（丝杠）等，应在螺杆两端或中间附加支承，以提高螺杆工作刚度。

螺母结构有整体螺母、组合螺母和剖分螺母等形式。整体螺母结构简单，但由磨损而产生的轴向间隙不能补偿，只适合在精度要求较低的场合中使用。对于经常双向传动的传导螺旋，为了消除轴向间隙并补偿旋合螺纹的磨损，通常采用组合螺母或剖分螺母结构。利用螺钉可使斜块将其两侧的螺母

挤紧，减小螺纹副的间隙，提高传动精度。

传动用螺杆的螺纹一般采用右旋结构，只有在特殊情况下采用左旋螺纹。

螺杆和螺母材料应具有较高的耐磨性、足够的强度和良好的工艺性。

表2.1 螺杆与螺母常用的材料

表2.5 螺旋传动螺旋副的当量摩擦系数f V（定期润滑）

第三部分设计计算

]

[9.2425.35.2614.301000

354τπτ≤=⨯⨯⨯=

=

MPa b

D z F

， 合格。

式中：4D ——螺母螺纹大径，mm 。 Z ——螺母螺纹工作圈数。 螺母外部尺寸计算

][)

(4

3.122σπ

σ≤'-=

d D F

从而

2

][2.5d F

D '+≥

σπ

式中螺母许用拉应力可按下式计算：

σ[]=0.83b σ，由表5-13, ,6040][MPa b -=σ 取=][b σ40MPa ，则

，44.09=5.2640

14.335000

2.52+⨯⨯≥

D

D 1 d'

D

H ’

a

托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q235

钢模锻制成，取材料为Q235。其结构尺寸见图。为了使其与重物接触良好和防止与重物之间出现相对滑动，在托杯上表面制有切口的沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。

当螺杆转动时，托杯和重物都不作相对转动。因此在起重时，托杯底部与螺杆和接触面间有相对滑动，为了避免过快磨损，一方面需要润滑，另一方面还需要验算接触面间的压力强度。

[]

p F p ≤-=

4

)

d D (20

20

π

式中：[p]——许用压强，应取托杯与螺杆材料[p]的小者。

Q235:[p]杯= 225MPa ； 45钢：[p]杆=570MPa ， 取[p]杯，故

4

)

d D (2

020-=

πF

p