螺旋千斤顶的设计.docx

螺旋千斤顶的设计专 业：机械制造与自动化学生姓名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 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、 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，成本低摘要 I1起重机械的概述 12千斤顶的概述 22.1千斤顶的种类 22.2千斤顶结构和规格 22.3千斤顶的工作理 23螺旋传动的设计算 33.1螺旋传动的应用 33.2螺旋传动的设计与计算 53.3螺旋机构耐磨性的计算 63.4螺母螺纹牙的计算 73.5螺杆强度和稳定性的校核 83.5.1强度的校核 93.5.2稳定性的校 93.6自锁性的校核 104千斤顶的设计 114.1选择材料 124.2耐磨性计算 134.3螺母外部尺 144.4手柄设计计 154.5螺杆稳定性 165螺旋千斤顶图形的绘制 176使用千斤顶注意的事项 187设计总结 20结论 20致谢 21参考文献 221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500t2.1千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。

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qlg③ 普通低型螺旋千斤顶，其代号的表征字母为qld④ 钩式螺旋千斤顶，其代号的表征字母为qlg⑤ 剪式螺旋千斤顶，其代号的表征字母为qlj⑥ 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）825051017540102805403008015345660300100203606803601452.3螺旋千斤顶的工作原理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a)(b)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c)(d)运动方式（a）的运动方式，即螺母固定不动图3.1本次设计的螺旋千斤顶是运用了上图（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3.1螺杆与螺母常用的材料螺纹副材料应用场合螺杆Q235 Q275 45 50轻载、低速传动材料不热处理40Gr 65Mn 20GrMnTi重载、较高速材料需经热处理， 以提高耐磨性9Mn2V GrWMn 38GrMoAl精密传导螺旋传动。

材料需经热处 理螺母ZcuSn10P1ZcuSn5Pb5Zn5一般传动ZcuAL10Fe3ZcuZn25AL6Fe3Mn重载、低速传动尺寸较小或轻载 高速传动，螺母可采用钢或铸铁制造，内空浇铸巴士合金或青铜3.3螺旋机构耐磨性的计算耐磨性计算尚无完善的计算方法，目前是通过限制螺纹副接触面上的压强P作 为计算条件，其校核公式为：P= F/A = F/兀d2h W[P] (式3.7)式中，F为轴向工作载荷(N)； A为螺纹工作表面投影到垂直于轴向力的平面上 的面积(mm2)； d2为螺纹中径(mm)； P为螺距(mm)； h为螺纹工作高度(mm),矩形与 梯形螺纹的工作高度h=0.5P,锯齿形螺纹高度h=0.75P； z=H/P为螺纹工作圈数，H 为螺纹高度(mm)，[p]为许用压强(MPa)表3.2滑动螺旋传动的许用压强螺纹副材料滑动副速度/(m • min )许用压强/MPa低速18~25钢对青铜<3.011〜186~127~10>151~2钢-耐磨铸铁6~126〜8钢-灰铸铁<2.46~1213〜184~7钢-钢低速7.5〜13淬火钢-青铜6~12。