基于SolidWorks伸缩式螺旋千斤顶设计与造型（全套资料）.docx

目录1绪论 12设计要求 13系统结构 24设计计算 24」主要构件受力分析 34.2选择材料和许用应力 34.3按耐磨性计算螺纹中径 34.4自锁性验算 44.5螺杆强度计算 44.6螺母螺纹强度计算 44.7螺杆的稳定性计算 54.8设计支臂 54.9计算销轴直径D 55虚拟设计及装配 65」虚拟装配的概念及内涵 65.2实体建模 65.2.1螺杆实体造型与设计参数 75.2.2螺纹套实体造型与设计参数 85.2.3辅助齿轮造型 105.2.4承重底座造型 115.3模拟装配的实施方案 135.4伸缩式螺旋千斤顶组件装配 135.5三视图的建立 146结论 15致谢 16参考文献 181绪论在生产实践中我们经常会遇到一些将重物如机床、笨重的箱子、井下的轨 道等在没有起吊设备的情况下移动或抬起，仅靠人工操作是很困难的，这就需 要用到千斤顶来帮助我们千斤顶与我们的生活密切相关，在建筑、铁路、汽 车维修等部门均得到广泛的应用，因此千斤顶技术的发展将直接或间接影响到 这些部门的正常运转和工作目前在生产实践中使用着各种各样的千斤顶：(a) .在建筑领域中应用的千斤顶主要有钢绞线千斤顶、松卡式千斤顶、穿 心式千斤顶、掩护支架平衡千斤顶、预应力前卡式千斤顶、预应力张拉千斤顶、 窄空间小吨位千斤顶等等；(b) .在汽车运输维修部门应用的千斤顶有螺旋千斤顶、液压千斤顶、充气 千斤顶等许多种类；(c) .在医疗卫生部门应用的有x线刀机械微调千斤顶。

d) .除此以外还有应用在其他领域的一些千斤顶根据动力装置的不同，可分为电动千斤顶、手动千斤顶和电动手动两用千 斤顶根据传动类型的不同，可分为机械传动千斤顶和液压传动千斤顶螺旋千斤顶作为一种传统的机械式千斤顶，广泛应用于起重、运输、装卸、 安装及某些特殊的工艺操作它通过齿轮传动，使螺杆旋转，带动套筒或举臂 升降，从而达到起重或顶压的目的其特点为：起重高度小，起重量大本论文所设计的伸缩式螺旋千斤顶是一种新型螺旋千斤顶，它具有结构简 单，起重重量大且稳定的优点汽车千斤顶是汽车保养、维修不可缺少的主要举升工具随着我国国民经 济和汽车工业的发展，小轿车的产量逐年递增，轿车普遍进入平民百姓的家庭 生活将成为社会发展的趋势，这使得千斤顶的需求量日益增大因此对千斤顶 技术的进一步研究，生产出外形美观、安全可靠、使用方便的高性价比产品显 得尤为重要伸缩式螺旋千斤顶做为一种新型的汽车千斤顶，对此进一步的研 究也是不能忽视的2设计要求论文(设计)主要内容及主要技术指标：(一)主要内容本课题主要研究伸缩式螺旋千斤顶设计的实体建模与虚拟装配技术该题目主要内容有：1） 虚拟建模与装配技术的发展概念及内涵、发展和应用）2） 装配实体模型的建立。

3） 虚拟装配过程的实现实现伸缩式螺旋千斤顶的虚拟装配、）4） 虚拟装配的应用分析动画、爆炸图、运动仿真）5） 二维工程制图二）主要技术指标已知条件：1 ）最大升程252mm;2） 承载 T=10000N;3） 摇杆操作力180N;3系统结构图1千斤顶结构简图1 •摇杆2•螺杆3 •支臂4 •承重台5 •齿轮6 •底座7 •螺栓4设计计算在设计计算时，取支臂夹角25较好，以这个角度设计的支臂，螺杆和销 轴的横截面尺寸比较合理但在实际使用中，起初起重位置取角度为40开始 承重比较好随着起重过程在各个构件上作用的载荷逐渐减小，然而主操作力 也逐渐减小4.1主要构件受力分析计算垂直载荷，支臂的载荷，螺杆的载荷: 区域安全系数k= ( 1.1 ~ 1.3 )，取k=1.2o垂直载荷 Gk=10000xl.2=1.2xl04No支臂载荷T=2 sin 25_1.2xlQ40.844= 1.422x1047Vo螺杆载荷F=岛尹篇J.553X1OM4.2选择材料和许用应力起重螺旋为传力螺旋，主要特点是能承受较大的轴向力，通常要求自锁，螺杆 材料应具有较高的强度,较高的耐磨性，螺母材料出要求有较高的强度外，还应有 较好的减磨性.因此螺旋副选用梯形螺纹.右旋单线。

材料选取钢■铸铁，螺杆选用45号钢，调质处理=360N/mm2 ,cr/?=100N/mm2,6 =工」=120: 72N/mm2手动可取3 : 5螺母材料选铸铁 6中=45 : 55N/mm2取50N/mm2,rp =40N/mm2,千斤顶螺旋 手动低速 查表 取Pp=18: 25N/mm2取20N/mn?4.3按耐磨性计算螺纹中径螺纹受力范围是F=Tcot75 - cot 10去F最大值为3.7x10",对于梯形螺纹h=0.5P,取0=1.7 d2> l-^-=.0.8 ^ = 0.8xJ2-553x14 =21.9mm,*■ 匕 “匕 V 1.7x20由 GB/T57963-1986 可选:d=24mm P=5mm d2=21.5mm D4=24.5mm d3=l 8.5mm D|=19mm螺母高 H=(pd2=l.7x21.5=36.55 ,=兰至=7.35 取整 n=8 H=nP=5x8=40P 54.4自锁性验算由于系单头螺纹，导程S=P=5mm,钢对铸铁f=0.1: 0.12取40.11可得螺纹升角为：V 5A = arctan = arctan = 4.24 = 41424n,兀也 7TX21.5p1 = arctanaarccos—2詮如黑= 5.3265923”,4. 5螺杆强度计算螺杆工作是受轴向压力（拉力）F和扭矩T的作用，螺杆危险截面上既有 压缩（拉伸）的应力，又有切应力，因此校核螺杆强度时应根据第四强度理论求危险截面的计算应力込/f 4x2.553x10“2+ 3x< 46252 丫1 ^-xl8.52 110.2x18.5’丿=89.2 2〉入，所以临界载荷Fc =(g—ZU)x 亍=(461 —2.56x4.625)x^—= 123843.3N,鼻=空兰=4.85 > 2.5故稳定性条件满足。

F 255004. 8设计支臂设计支臂宽度为b=25mm,厚度为t=4mm,材料为A3钢，许用压应力[a] = 160MPa,横截面积：A = 2.5x4 =]cm2验算支臂的工作压缩力 厂E = M眄=71M町强度满足2A 2x1x100设计支臂的长度千斤顶的全升程为252mm支臂长度J2522L]sin75=252 L】= =130.56 取整 L]=135mmo2 sin 754.9计算销轴直径D材料为4钢，许用剪切应力[可=0.6:0.80]取[r] = 0.7[(r],[r] = 0.7[

采用虚拟装配技术可在设计阶段验证零件之间的配合和可装配性， 保证设计的正确性，随着社会的发展，虚拟制造成为制造业发展的重要方向之 一，而虚拟装配技术作为虚拟制造的核心技术之一也越来越引人注目虚拟装 配的实现有助于对产品零部件进行虚拟分析和虚拟设计，有助于解决零部件从 设计到生产岀现的技术问题，以达到缩短产品开发周期、降低生产成本及优化 产品性能等目的在许多世界级大企业中被广泛应用的计算机辅助三维设计 (CAD)的软件SolidWorks的装配模块就采用了虚拟装配技术，即便是在产品设 计的初期阶段，所产生的最初模型也可放入虚拟环境进行实验，可在虚拟环境 中创建产品模型，使产品的外表、形状和功能得到模拟，而且有关产品的人机 交互性能也能得到测试校验，产品的缺陷和问题在设计阶段就能被及时发现并 加以解决本文是对直齿轮传动减速器应用SolidWorks三维设计软件进行参数化 设计和虚拟装配设计工作的介绍5.2实体建模实体建模是SolidWorks设计技术的基础实体模型又称主模型，SolidWorks 虚拟装配、工程制图、机构运动分析、有限元分析、编制加工程序等均须直接应 用已建立的主模型如在SolidWorks机构运动分析模块中，直接应用主模型进行 二维或三维机械系统的复杂运动分析和设计仿真，并可完成大量的装配分析工 作，如最小距离、干涉检查、反作用力、图解合成位移、速度和加速度、绘制运 动轨迹包络等。

SolidWorks三维设计直接从三维模型入手，省去三维与二维之间的转化设 计者可以方便的通过拉伸、旋转、薄壁特征、高级抽壳、特征阵列、钻孔等操作 不断改变其结构，最终完成全部零部件的设计，直观易学，操作方便，实现了设 计方法的变革建立模型时，SolidWoks对每个特征尺寸自动赋值，这些数值可随时更改由于SolidWorks的参数设计功能，实体模型将随特征尺寸数值的变化 重新生成，因此修改非常方便螺杆的三维造型(图2)图2螺杆三维实型SolidWorks实体建模模块提供了能满足多种设计需求的建模工具：(1) 可进行实体、特征、曲面、线框和参数化建模等；(2) 支持和建立编辑孔、槽、型腔、圆柱、体、块、球体、管、杆、倒圆和 倒角等各种标准的设计特征；(3) 既可以先画草图，根据特定要求生成参数化的实体模型，又可根据产 品的特征直接进行实体建模；5.2.1螺杆实体造型与设计参数螺杆是伸缩式螺旋千斤顶的力传动件，主要通过螺杆把旋转运动变为直线 运动，同时进行能量和力的传递，从而达到升降的效果螺杆螺纹部分采用梯 形牙型的。