第一篇：液壓千斤頂設(shè)計(jì)說(shuō)明書

液壓千斤頂研究設(shè)計(jì)報(bào)告

一、液壓千斤頂功能分析。

千斤頂是一種起重高度小(小于1m)的最簡(jiǎn)單的起重設(shè)備。它有機(jī)械式和液壓式兩種。機(jī)械式千斤頂又有齒條式與螺旋式兩種，由于起重量小，操作費(fèi)力，一般只用于機(jī)械維修工作，在修橋過(guò)程中不適用。液壓式千斤頂又稱油壓千斤頂，是一種采用柱塞或液壓缸作為剛性頂舉件的千斤頂，其結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，有自鎖作用，故使用廣泛。其缺點(diǎn)是起重高度有限，起升速度慢。

液壓千斤頂充分運(yùn)用了帕斯卡原理，實(shí)現(xiàn)了力的傳遞和放大，使得用微小的力就可以頂起重量很大的物體。在液壓千斤頂中，除了其自身所具有的元件外，還需要一種很重要的介質(zhì)，即工作介質(zhì)，又叫液壓油。液壓油的好壞直接影響到千斤頂能否正常地工作。因此，就需要液壓油具有良好的性能。在液壓千斤頂中，液壓油所應(yīng)該具備的功能有以下幾點(diǎn)：

1．傳動(dòng)，即把千斤頂中活塞賦予的能量傳遞給執(zhí)行元件。

2．潤(rùn)滑，對(duì)活塞、單向閥、回油閥桿和執(zhí)行元件等運(yùn)動(dòng)元件進(jìn)行潤(rùn)滑。3．冷卻，吸收并帶出千斤頂液壓裝置所產(chǎn)生的熱量。

4．防銹，防止對(duì)液壓千斤頂內(nèi)的液壓元件所用的金屬產(chǎn)生銹蝕。除此之外，液壓油還需要有以下這些工作性能的要求。1．可壓縮性?？蓧嚎s性小可以確保傳動(dòng)的準(zhǔn)確性。2．粘溫特性。要有一個(gè)合適的粘度并隨溫度的變化小。

3．潤(rùn)滑性。油膜對(duì)材料表面要有牢固的吸附力，同時(shí)油膜的抗擠壓強(qiáng)度要高。

4．安定性。油不能因熱、氧化或水解而變化，使用的壽命要長(zhǎng)。5．相容性。對(duì)金屬、密封件、橡膠軟管、涂料等有良好的相容性。液壓千斤頂廣泛使用在電力維護(hù)，橋梁維修，重物頂升，靜力壓樁，基礎(chǔ)沉降，橋梁及船舶修造，特別在公路鐵路建設(shè)當(dāng)中及機(jī)械校調(diào)、設(shè)備拆卸等方面。由于液壓用途廣泛，所以行程范圍也需要比較廣。

二、液壓千斤頂工作原理

液壓千斤頂工作時(shí)，扳手往上走帶動(dòng)小活塞向上，油箱里的油通過(guò)油管和單向閥門被吸進(jìn)小活塞下部，扳手往下壓時(shí)帶動(dòng)小活塞向下，油箱與小活塞下部油路被單向閥門堵上，小活塞下部的油通過(guò)內(nèi)部油路和單向閥門被壓進(jìn)大活塞下部，因杠桿作用小活塞下部壓力增大數(shù)十倍，大活塞面積又是小活塞面積的數(shù)十倍，由手動(dòng)產(chǎn)生的油壓被擠進(jìn)大活塞，由帕斯卡原理（液壓傳遞壓強(qiáng)不變的原理，受力面積越大壓力越大，面積越小壓力越?。┲笮』钊娣e比與壓力比相同。這樣一來(lái)，手上的力通過(guò)扳手到小活塞上增大了十多倍(暫按15倍)，小活塞到大活塞力有增大十多倍(暫按

圖1帕斯卡原理圖

15倍)，到大活塞（頂車時(shí)伸出的活動(dòng)部分）力=15X15=225倍的力量了，假若手上用每20公斤力，就可以產(chǎn)生20X225=4500公斤（4.5噸）的力量。工作原理就是如此。當(dāng)用完后，有一個(gè)平時(shí)關(guān)閉的閥門手動(dòng)打開，油就靠汽車重量將油擠回油箱。

三、自鎖原理

圖2單向閥自鎖

單向閥自鎖：為了能實(shí)現(xiàn)千斤頂在支撐中實(shí)現(xiàn)自鎖，此設(shè)計(jì)采用單向閥組成設(shè)計(jì)回路。在液壓千斤頂在小油缸與大油缸之間設(shè)置有一個(gè)單向閥。在手柄向上提升帶動(dòng)小油缸中的小活塞時(shí)，由于小油缸與大油缸之間設(shè)有單向閥，此時(shí)單向閥處于關(guān)閉狀態(tài)，大油缸中的油液并不會(huì)回流至小油缸。在手柄下壓帶動(dòng)活塞壓油液時(shí)，小油缸與大油缸之間的單向閥處于開啟狀態(tài)，而小油缸與儲(chǔ)油裝置之間的單向閥處于關(guān)閉狀態(tài)，油液進(jìn)入大油缸將負(fù)載頂起。將負(fù)載頂?shù)侥繕?biāo)高度后，大油缸與小油缸之間的單向閥仍處于工作狀態(tài)，油液只能存在大油缸之中，負(fù)載無(wú)法下行，形成自鎖。

液壓千斤頂頂起重物后，靠液壓?jiǎn)蜗蜷y能起鎖緊作用，但專業(yè)人士都知道，液壓系統(tǒng)都有泄漏現(xiàn)象，壓力越大泄漏越嚴(yán)重，液壓缸內(nèi)高壓油一泄漏液壓桿肯定要下行，時(shí)間越長(zhǎng)下滑越明顯。這說(shuō)明液壓千斤頂頂起的重物自鎖時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，這勢(shì)必對(duì)操作者造成一定的心里壓力，為了避免液壓系統(tǒng)因泄漏而造成的不良后果，消除操作者心里負(fù)擔(dān)，我們的設(shè)計(jì)除液壓自鎖外，還設(shè)置了機(jī)械自鎖裝置。

機(jī)械自鎖：在大活塞螺旋桿和液壓千斤頂外殼設(shè)計(jì)鎖緊螺母，當(dāng)液壓千斤頂在任意高度頂起重物需要鎖緊時(shí)，旋緊鎖緊螺母，使之與液壓千斤頂外殼頂端完全接觸，外載荷由鎖緊螺母?jìng)鹘o液壓千斤頂?shù)耐鈿?，液壓缸活塞不承受載荷，液壓系統(tǒng)可以卸荷。鎖緊螺母與螺旋桿采用梯形螺紋傳動(dòng)，頂起重物后，由手動(dòng)旋合鎖緊螺母，達(dá)到鎖緊目的（如圖3）。

四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，增大起重行程

液壓千斤頂中的活塞桿是千斤頂頂起重物的執(zhí)行部件，液壓桿的長(zhǎng)度，就是千斤頂頂起重物的最大行程。要增大液壓千斤頂頂起重物的行程，就必須增加活塞桿的長(zhǎng)度，這勢(shì)必增大了液壓千斤頂?shù)捏w積和輸油量。為了避免這些困惑，將活塞桿進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，如圖4所示，加設(shè)螺旋配合機(jī)構(gòu)，采用梯形螺紋傳動(dòng)，能承受較大的載荷，由于螺旋桿能上下螺旋移動(dòng)，就增大了液壓千斤頂?shù)挠行谐?。螺旋桿頂部設(shè)計(jì)通孔，可以利用加長(zhǎng)桿與之配合，旋轉(zhuǎn)螺桿，便能在頂起重物的狀態(tài)下增大頂起高度行程，當(dāng)然也可以在沒(méi)有頂起重物時(shí)預(yù)先旋轉(zhuǎn)螺紋提升螺旋桿達(dá)到提高行程的目的。在不需要增大起重行程時(shí)，螺旋桿旋進(jìn)活塞桿，保持原

圖4

圖3螺母鎖緊裝置

來(lái)的起重行程。

（2）扳手省力結(jié)構(gòu)

液壓千斤頂雖然能利用帕斯卡原理，利用大油缸面積大于油缸截面面積縮小力。但考慮到材料強(qiáng)度及設(shè)備體積原因（小油缸面積不能過(guò)小，要保證一定的壁厚及小活塞的壓桿

圖5油泵扳手

穩(wěn)定，大油缸面積不能過(guò)大），大油缸與小油缸的截面積之比一般設(shè)計(jì)在10到20 之間（我們?cè)O(shè)計(jì)取15）。我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)面積比只能將力縮小到原載荷的十五分之一。這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，所以我們將手動(dòng)油泵扳手設(shè)計(jì)成杠桿（如圖5）。最左端豎直桿與底座相連，右邊與滑套相連的為活塞桿，橫桿為扳手。根據(jù)杠桿原理，各部分設(shè)計(jì)合理距離以及桿長(zhǎng)設(shè)計(jì)合理，這個(gè)可將力縮小為小活塞受力的十五分之一。這樣就可將力縮小至負(fù)載的1/225。（3）出油裝置

圖6底部油通道

上述已闡明如何將負(fù)載頂起。在工作結(jié)束的時(shí)候需要卸載，這就需要一個(gè)將大油缸中的油液排除的裝置。圖6為底部油通道示意圖?？梢钥闯?，1通道為油液進(jìn)入手動(dòng)油泵的通道（油液存儲(chǔ)在外油箱中）。圖6中的2出口就是工作結(jié)束卸載時(shí)油液的通道?？紤]到千斤頂正常工作時(shí)油液不能從大油缸中流出，因此在2通道口裝有一個(gè)手動(dòng)閥，在工作結(jié)束后打開手動(dòng)閥，讓油在負(fù)載的作用下流回外油箱中，完成卸載。

五、設(shè)計(jì)心得

這次設(shè)計(jì)的大作業(yè)，是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用較為廣泛的一種伸縮傳動(dòng)裝置——千斤頂。由于理論知識(shí)不足，而且平時(shí)幾乎沒(méi)有設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，在一開始的時(shí)候有些手忙腳亂，不知道該從什么地方入手。在本次大作業(yè)的完成過(guò)程中，讓我感觸最深的就是要不斷地查閱資料和修改圖紙使得我們的設(shè)計(jì)更加符合現(xiàn)實(shí)生活中的標(biāo)準(zhǔn)。我們作為機(jī)械工程專業(yè)的學(xué)生，最重要的就是要時(shí)時(shí)刻刻與實(shí)際相結(jié)合，所設(shè)計(jì)的每一個(gè)機(jī)械部件、每一個(gè)零件都必須不離實(shí)際。與藝術(shù)家可以盡情的幻想不同，一切不切實(shí)際的構(gòu)想就永遠(yuǎn)只能是幻想，永遠(yuǎn)無(wú)法成為設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要用到AutoCAD軟件進(jìn)行制圖。因此為了更加有效率地繪制各種零件圖、裝配圖，我們必須學(xué)會(huì)熟練的掌握它。

在設(shè)計(jì)過(guò)程結(jié)束后，我自己學(xué)到了不少的知識(shí)，也讓我撿起了很多遺忘的知識(shí)。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我明白了很多東西，也培養(yǎng)了我工作和與人合作的能力，而且我也充分地體會(huì)道路在創(chuàng)造設(shè)計(jì)過(guò)程的艱辛和成功時(shí)的喜悅。盡管這個(gè)設(shè)計(jì)做得并不優(yōu)秀，但這個(gè)在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西將是我人生路上強(qiáng)有力的墊腳石，對(duì)我日后的工作、設(shè)計(jì)都會(huì)有很大的益處。

第二篇：液壓千斤頂設(shè)計(jì)論文

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目 錄

1、引言..................................................................1 1.1 液壓千斤頂?shù)姆诸?................................................1

2、液壓千斤頂發(fā)展現(xiàn)狀及常見(jiàn)故障排除......................................1 2.1 國(guó)外發(fā)展情況.....................................................1 2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展情況.....................................................2 2.3 液壓千斤頂?shù)奶攸c(diǎn).................................................2 2.4 液壓千斤頂優(yōu)缺點(diǎn).................................................2 2.5 液壓千斤頂常見(jiàn)故障排除...........................................3

3、液壓千斤頂?shù)慕M成結(jié)構(gòu)及工作原理........................................3 3.1 液壓千斤頂?shù)慕M成.................................................3 3.2 液壓千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)圖...............................................4 3.3 液壓千斤頂工作原理...............................................4

4、液壓千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)....................................................5 4.1 內(nèi)管設(shè)計(jì).........................................................5 4.2 外管設(shè)計(jì).........................................................6 4.3 活塞桿設(shè)計(jì).......................................................6 4.4 導(dǎo)向套的設(shè)計(jì).....................................................7 4.5 液壓千斤頂活塞部位的密封.........................................9

5、液壓千斤頂裝配圖.....................................................10

6、結(jié)論.................................................................11 參考文獻(xiàn)................................................................12 致謝....................................................................13

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1、引言

液壓千斤頂是典型的利用液壓傳動(dòng)的設(shè)備，液壓千斤頂具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、攜帶方便、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于流動(dòng)性起重作業(yè), 是維修、汽車、拖拉機(jī)等理想工具。其結(jié)構(gòu)輕巧堅(jiān)固、靈活可靠，一人即可攜帶和操作。千斤頂是用剛性頂舉件作為工作裝置，通過(guò)頂部托座或底部托爪在小行程內(nèi)頂升重物的輕小起重設(shè)備。本次對(duì)液壓千斤頂進(jìn)行設(shè)計(jì)可以了解液壓千斤頂?shù)脑硪约皯?yīng)用。通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)，和對(duì)千斤頂各部件進(jìn)行設(shè)計(jì)使我熟悉了千斤頂內(nèi)液壓傳動(dòng)原理，同時(shí)也在以前書本學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上對(duì)液壓傳動(dòng)加深了理解。1.1 液壓千斤頂?shù)姆诸?/p>

液壓千斤頂分為通用和專用兩類。

通用液壓千斤頂適用于起重高度不大的各種起重作業(yè)。它由油室、油泵、儲(chǔ)油腔、活塞、搖把、油閥等主要部分組成。

工作時(shí)，只要往復(fù)扳動(dòng)搖把，使手動(dòng)油泵不斷向油缸內(nèi)壓油，由于油缸內(nèi)油壓的不斷增高，就迫使活塞及活塞上面的重物一起向上運(yùn)動(dòng)。打開回油閥，油缸內(nèi)的高壓油便流回儲(chǔ)油腔，于是重物與活塞也就一起下落。

專用液壓千斤頂使專用的張拉機(jī)具，在制作預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時(shí)，對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋施加張力。專用液壓千斤頂多為雙作用式。常用的有穿心式和錐錨式兩種。

2、液壓千斤頂發(fā)展現(xiàn)狀及常見(jiàn)故障排除

2.1 國(guó)外發(fā)展情況

早在20世紀(jì)40年代，臥式千斤頂就已經(jīng)開始在國(guó)外的汽車維修部門使用，但由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)和使用上的原因，其尺寸較大，承載量較低。后來(lái)隨著社會(huì)需求量的增大以及千斤頂本身技術(shù)的發(fā)展，在90年代初國(guó)外絕大部分用戶已以臥式千斤頂替代了立式千斤頂。在90年后期國(guó)外研制出了充氣千斤頂和便攜式液壓千斤頂?shù)刃滦颓Ы镯?。充氣千斤頂是由保加利亞一汽車運(yùn)輸研究所發(fā)明的，它用有彈性而又非常堅(jiān)固的橡膠制成。使用時(shí)，用軟管將千斤頂連在汽車的排氣管上，經(jīng)過(guò)15～20秒，汽車將千斤頂鼓起，成為圓柱體。這種千斤頂可以把115t重的汽車頂起70cm。Power-Riser Ⅱ型便攜式液壓千斤頂則可用于所有類型的鐵道車輛，包括裝運(yùn)三層汽車的貨車、聯(lián)運(yùn)車以及高車頂

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車輛。同時(shí)它具有一個(gè)將負(fù)載定位的機(jī)械鎖定環(huán)，一個(gè)三維機(jī)械手，一個(gè)全封閉構(gòu)架以及一個(gè)用于防止雜質(zhì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)的外置過(guò)濾器。另外一種名為Truck Jack 的便攜式液壓千斤頂則可用于對(duì)已斷裂的貨車轉(zhuǎn)向架彈簧進(jìn)行快速的現(xiàn)場(chǎng)維修。該千斤頂能在現(xiàn)場(chǎng)從側(cè)面對(duì)裝有70～125t級(jí)轉(zhuǎn)向架的大多數(shù)卸載貨車進(jìn)行維修，并能完全由轉(zhuǎn)向架側(cè)架支撐住。它適用于車間或軌道上無(wú)需使用鋼軌道碴或軌枕作承。2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展情況

我國(guó)千斤頂技術(shù)起步較晚，由于歷史的原因直到1979年才接觸到類似于國(guó)外臥式千斤頂這樣的產(chǎn)品。但是經(jīng)過(guò)全面改進(jìn)和重新設(shè)計(jì)，在外形美觀、使用方便、承載力大、壽命長(zhǎng)等方面，都超過(guò)了國(guó)外的同類產(chǎn)品，并且迅速打入歐美市場(chǎng)。經(jīng)過(guò)多年設(shè)計(jì)與制造的實(shí)踐，除了臥室斤頂以外，我國(guó)研究規(guī)格齊全并形成系列產(chǎn)品。2.3 液壓千斤頂?shù)奶攸c(diǎn)

液壓千斤頂是一種將密封在油缸中的液體作為介質(zhì)，把液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能從而將重物向上頂起的千斤頂。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、舉升力大、易于維修。但同時(shí)制造精度要求較高，若出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象將引起舉升汽車的下降，保險(xiǎn)系數(shù)降低，使用其舉升時(shí)易受部位和地方的限制。傳統(tǒng)液壓千斤頂由于手柄、活塞、油缸、密封圈、調(diào)節(jié)螺桿、底座和液壓油組成。它利用了密閉容器中靜止?jié)L體的壓力以同樣大小向各個(gè)方向傳遞的特性。

2.4 液壓千斤頂優(yōu)缺點(diǎn)

液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn):（1）體積小、重量輕，例如同功率液壓馬達(dá)的重量只有電動(dòng)機(jī)的10％～20%。因此慣性力較小，當(dāng)突然過(guò)載或停車時(shí)，不會(huì)發(fā)生大的沖擊；（2）能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動(dòng)調(diào)節(jié)牽引速度，并可實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，且調(diào)速范圍最大可達(dá)1：2000(一般為1：100)。（3）換向容易，在不改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換；（4）液壓泵和液壓馬達(dá)之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴(yán)格限制；（5）由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間能自行潤(rùn)滑，磨損小，使用壽命長(zhǎng)；（6）操縱控制簡(jiǎn)便，自動(dòng)化程度高；（7）容易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。（8）液壓元件實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、便于設(shè)計(jì)、制造和使用。

液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn):（1）使用液壓傳動(dòng)對(duì)維護(hù)的要求高，工作油要始終保持清潔；（2）對(duì)液壓元件

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制造精度要求高，工藝復(fù)雜，成本較高；（3）液壓元件維修較復(fù)雜，且需有較高的技術(shù)水平；（4）液壓傳動(dòng)對(duì)油溫變化較敏感，這會(huì)影響它的工作穩(wěn)定性。因此液壓傳動(dòng)不宜在很高或很低的溫度下工作，一般工作溫度在-15℃~60℃范圍內(nèi)較合適；（5）液壓傳動(dòng)在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，特別是在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，其壓力大，流量損失大，故系統(tǒng)效率較低。

2.5 液壓千斤頂常見(jiàn)故障排除 重載時(shí)頂桿不能升起。當(dāng)千斤頂頂?shù)侥骋桓叨群?，頂桿就不再升高這表明千斤頂內(nèi)缺少工作油，應(yīng)予補(bǔ)足。頂桿抖動(dòng)。這說(shuō)明回油閥關(guān)閉不嚴(yán)，可將回油閥針再向里擰緊一些。若仍不能頂起，且壓桿周圍漏油，則為頂桿密封圈損壞，應(yīng)予更換。若不能頂起且壓桿周圍也無(wú)漏油，再檢查回油閥和進(jìn)油閥門能否關(guān)嚴(yán)包括壓桿筒體端面接合處的密封墊圈情況若上述均無(wú)異常，則為頂桿密封圈損壞或其固定螺栓松動(dòng)，應(yīng)予更換或擰緊?？蛰d時(shí)頂桿就不能升起。首先檢查千斤頂?shù)挠土?，不足時(shí)應(yīng)添加。若千斤頂不缺油可將千斤頂回油閥針?biāo)砷_，拆下加油孔油塞，然后用腳踩住千斤頂?shù)鬃?，雙手向上拔起頂桿再壓下去，如此反復(fù)拔、壓頂桿幾次，以排除空氣若做完上述檢查后，擰緊加油孔油塞和回油閥，再試空頂若此時(shí)頂桿仍不能上升，應(yīng)將千斤頂放平，拆去回油閥，檢查閥與座的接觸情況是否良好，若有臟物，應(yīng)予清除若有坑、槽、不平應(yīng)予更換。最后檢查進(jìn)油閥門是否密封良好，頂桿密封圈有無(wú)損壞或脫落，若有則及時(shí)更換。漏油。千斤頂?shù)穆┯筒课欢嘣谧c筒體結(jié)合處、頂桿周圍、回油閥的鎖緊螺紋處、加油孔的固定油塞處、壓桿周圍等。漏油原因多為密封墊圈損壞必須及時(shí)更換。

3、液壓千斤頂?shù)慕M成結(jié)構(gòu)及工作原理

3.1 液壓千斤頂?shù)慕M成

液壓系統(tǒng)主要由：動(dòng)力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達(dá)）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。

動(dòng)力元件（油泵）它的作用是把液體利用原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓力能，是液壓傳動(dòng)中的動(dòng)力部分。

執(zhí)行元件（油缸、液壓馬達(dá)）它是將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。其中，油缸做直線運(yùn)動(dòng)，馬達(dá)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

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控制元件 包括壓力閥、流量閥和方向閥等，它們的作用是根據(jù)需要無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)液壓動(dòng)機(jī)的速度，并對(duì)液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。

輔助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件及郵箱等，它們同樣十分重要。

工作介質(zhì) 工作介質(zhì)是指各類液壓傳動(dòng)中的液壓油或乳化液，它經(jīng)過(guò)油泵和液動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。

3.2 液壓千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)圖

液壓千斤頂結(jié)構(gòu)圖1所示，工作時(shí)通過(guò)上移6手柄使7小活塞向上運(yùn)動(dòng)從而形成局部真空，油液從郵箱通過(guò)單向閥9被吸入小油缸，然后下壓6手柄使7小活塞下壓，把小油缸內(nèi)的液壓油通過(guò)10單向閥壓入3大油缸內(nèi)，從而推動(dòng)2大活塞上移，反復(fù)動(dòng)作頂起重物。通過(guò)1調(diào)節(jié)螺桿可以調(diào)整液壓千斤頂?shù)钠鹗几叨?，使用完畢后扭轉(zhuǎn)4回油閥桿，連通3大油缸和郵箱，油液直接流回郵箱，2大活塞下落，大活塞下落速度取決于回油閥桿的扭轉(zhuǎn)程度。

圖1 液壓千斤頂內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

3.3 液壓千斤頂工作原理

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圖2 液壓千斤頂工作原理圖

1—油箱 2—放油閥 3—大缸 4—大活塞 5—單向閥 6—杠桿手柄 7—小活塞 8—小缸體

9—單向閥

液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟砣鐖D所示，大缸體3和大活塞4組成舉升缸；杠桿手柄

6、小缸體

8、活塞

7、單向閥5和9組成手動(dòng)液壓泵?；钊透左w之間保持良好的配合關(guān)系，又能實(shí)現(xiàn)可靠的密封。當(dāng)抬起手柄6，使小活塞7向上移動(dòng)，活塞下腔密封容積增大形成局部真空時(shí)，單向閥9打開，油箱中的油在大氣壓力的作用下通過(guò)吸油管進(jìn)入活塞下腔，完成一次吸油動(dòng)作。當(dāng)用力壓下手柄時(shí)，活塞7下移，其下腔密封容積減小，油壓升高，單向閥9關(guān)閉，單向閥5打開，油液進(jìn)入舉升缸下腔，驅(qū)動(dòng)活塞4使重物G上升一段距離，完成一次壓油動(dòng)作。反復(fù)地抬、壓手柄，就能使油液不斷地被壓入舉升缸，使重物不斷升高，達(dá)到起重的目的。如將放油閥2旋轉(zhuǎn)90°（在實(shí)物上放油閥旋轉(zhuǎn)角度是可以改變的），活塞4可以在自重和外力的作用下實(shí)現(xiàn)回程。這就是液壓千斤頂?shù)墓ぷ鬟^(guò)程。

4、液壓千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)液壓千斤頂?shù)念~定載荷為19600N，初定額定壓力為15Mpa。千斤頂?shù)淖畹褪褂酶叨葹?92mm,最高使用高度為277mm。4.1 內(nèi)管設(shè)計(jì)

根據(jù)以上設(shè)計(jì)要求可以得到如下計(jì)算結(jié)果：

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F=P×A 得到A=19600/9.8/150=13.3cm2

所以內(nèi)管的直徑D=42mm，長(zhǎng)為115mm,有效長(zhǎng)度為85mm 這里： F=外部作用力（㎏f）A=內(nèi)管的作用面積(cm2)P=被傳遞的壓力（㎏f/cm2）

內(nèi)管的壁厚δ為 δ=δ0+C1+C2

根據(jù)公式δ0>PmaxD/2δp(m)δp=δb/N 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知δb=550（無(wú)縫鋼管，牌號(hào)20）N為安全系數(shù)一般取5 δ0>15×0.042/(2×550/5)=0.002m=2mm δ=δ0+C1+C2=3mm 上式中C1為缸筒外徑公差余量

C2為腐蝕余

缸筒壁厚的驗(yàn)算

根據(jù)公式Pn≤0.35δs(D12-D2)/D12MPa 0.35×550×0.00054/0.002304=50MPa Pn=15MPa 所以缸筒的臂厚完足滿足設(shè)計(jì)需要的要求。4.2 外管設(shè)計(jì)

立式千斤頂?shù)耐夤苤饕淖鳛槭怯脕?lái)儲(chǔ)存多余的液壓油，在無(wú)電動(dòng)源作用的情況下，外管起了一個(gè)油箱的作用。

由上可知道內(nèi)管的內(nèi)徑為42mm 可得V內(nèi)=AH=3.14×2.12×8.5=117.7cm2 外管的外徑D=66mm 可得V外=AH=3.14×3.32×10=341.94cm2 △V= V外-V內(nèi)=341.94-117.7=224.24cm2 所以△V>V內(nèi)，完全滿足要求。4.3 活塞桿設(shè)計(jì)

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活塞桿是液壓缸傳遞力的重要零件，它承受拉力，壓力，彎力，曲力和振動(dòng)沖擊等多種作用力，所以必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，由于千斤頂?shù)囊簤焊谉o(wú)速比要求，可以根據(jù)液壓缸的推力和拉力確定。

可根椐內(nèi)管的內(nèi)徑D=42mm，初步確定活塞桿的外徑為d=30mm 活塞桿強(qiáng)度的計(jì)算：

活塞桿在穩(wěn)定的工況下，只受縱向推力，可按下式進(jìn)行計(jì)算 δ=F×10-6/(nd2/4)<= δp MPa 可得δ=19600×10/(0.03×3.14/4)=27.7 查表可知δp的許用應(yīng)力為100-110MPa（無(wú)縫鋼管）所以δ<δp

所以活塞桿的設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度完全滿足。

活塞桿彎曲穩(wěn)定性驗(yàn)算可以用實(shí)用驗(yàn)算法活塞桿彎曲計(jì)算長(zhǎng)度為L(zhǎng)f= KSm具體可以根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表中選取。4.4 導(dǎo)向套的設(shè)計(jì)

活塞桿導(dǎo)向套裝在內(nèi)管的有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用以對(duì)活塞桿進(jìn)行導(dǎo)行，內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有桿腔的密封，導(dǎo)向套采用非耐磨材料時(shí)，內(nèi)圈可設(shè)導(dǎo)向環(huán)，用以作活塞桿的導(dǎo)向。-6

圖3 導(dǎo)向套

根據(jù)千斤頂?shù)氖芰Ψ绞?，可以作以下分?/p>

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圖4 活塞桿導(dǎo)向套受力分析圖

如圖4所示，垂直安放的千斤頂，無(wú)負(fù)載導(dǎo)向裝置，受偏心軸向載荷9800N,L=0.1m時(shí)

M0=F1L Nm Fd=K1 M0/LG N 可得M0=9800×0.1=9800Nm Fd= K1 M0/LG（N）

可得Fd=1.5×9800/0.057=2.5×105N 在上式中

Fd-----------------導(dǎo)向套承受的載荷，N M0----------------外力作用于活塞上的力矩，N.m F1-----------------作用于活塞上的偏心載荷，N L------------------載荷作用的偏心矩，m

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LG-----------------活塞至導(dǎo)向套間距，m。D、d---------------分別為活塞及活塞桿外徑，m 4.5 液壓千斤頂活塞部位的密封

圖5 液壓千斤頂活塞部位密封圖

在大活塞與大油缸配合部位采用的尼龍碗形密封件與O形密封圈組合而成的組合密封裝置，由于橡膠具有良好的彈性，受力時(shí)迫使尼龍碗的唇邊與缸壁貼合，起良好的密封作用。

缺點(diǎn)如圖：

圖6 液壓千斤頂活塞密封缺點(diǎn)分析圖

密封圈處在小孔口，缸中的超高壓工作油在限位孔處存在極大的壓力差，會(huì)使密封圈在此處遭受極大的撕拉作用。從而產(chǎn)生損傷，形成軸向溝痕。此溝痕隨著起重物的加

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重，限位孔直徑的增大以及超越限位孔次數(shù)的增多而變大加深，最終會(huì)破壞了密封圈的密封性能。致使活塞不能推動(dòng)重物上升。為此。要求密封圈材質(zhì)的強(qiáng)度要高。由于面柱與面柱面的配合始終存在一定的誤差，為了避免因?yàn)橛鸵簡(jiǎn)为?dú)進(jìn)入一邊空隙造成壓力不平衡而引起活塞卡死現(xiàn)象，可以在活塞與大油缸配合的活塞頭上適當(dāng)開辟油溝，平衡各邊壓力。

5、液壓千斤頂裝配圖

圖7液壓千斤頂

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圖8 單向閥裝配圖

6、結(jié)論

畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，通過(guò)這次對(duì)液壓千斤頂理論知識(shí)和實(shí)際設(shè)計(jì)的相結(jié)合，鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)，解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高了我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范能力以及其他專業(yè)知識(shí)水平，而且通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力以及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在，提高是有限的但卻是全面的，正是這一次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我積累了許多實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被知識(shí)武裝起來(lái)，也必然讓我在未來(lái)的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。

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參考文獻(xiàn)

XXXXX 主編 《液壓與氣壓傳動(dòng)》 機(jī)械工業(yè)出版社，2009 XXXXX 主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 國(guó)防科技大學(xué)出版社，2008 XXXX 主編 《公差配合與幾何精度檢測(cè)》 人民郵電出版社，2007 XXXX 主編 《液壓原件》 機(jī)械工業(yè)出版社，1982 XXXX 主編 《液壓傳動(dòng)》 冶金工業(yè)出版社，1998 XXXX，XXXX主編?！兑簤簜鲃?dòng)概論》 機(jī)械工業(yè)出版社，1992 XXXX主編?！兑簤涸?機(jī)械工業(yè)出版社，1982 XXXX主編?！兑簤簜鲃?dòng)》 中央廣播電視大學(xué)出版社，1995 XXXX主編?！兑簤簜鲃?dòng)》 冶金工業(yè)出版社。1998

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致謝

大學(xué)四年即將結(jié)束，在這短短的四年里，讓我結(jié)識(shí)了許許多多熱心的朋友、工作嚴(yán)謹(jǐn)教學(xué)相幫的教師。畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成也脫離不了他們的熱心幫助及指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)，在此向所有給予我此次畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)表示最誠(chéng)摯的感謝。

畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年的總結(jié)，因而投入了極大的熱情和很高的積極性，更幸得指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)，使我能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，感謝老師在百忙之中還時(shí)常來(lái)對(duì)我們進(jìn)行指導(dǎo)，老師總是不厭其煩，耐心細(xì)心的指導(dǎo)我們，讓我們受益匪淺。同時(shí)老師實(shí)事求是，不擺架子的作風(fēng)也讓我很是敬佩。

其次，要向給予此次畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助的老師們，以及同學(xué)們以誠(chéng)摯的謝意，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，他們也給我很多幫助和無(wú)私的關(guān)懷，在此感謝他們。

本次的設(shè)計(jì)是老師和同學(xué)共同完成的結(jié)果，在設(shè)計(jì)的一個(gè)月里，我們合作的非常愉快，從中學(xué)到的知識(shí)是我人生中的一筆寶貴財(cái)富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)們表示誠(chéng)摯的感謝！

第三篇：千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書

哈爾濱工業(yè)大學(xué)

機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書

題目：設(shè)計(jì)螺旋起重器（千斤頂）系別： 班號(hào)： 姓名：

日期：2014.10.12

哈爾濱工業(yè)大學(xué) 機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)任務(wù)書

題 目：設(shè)計(jì)螺旋起重器

設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)： 起重量：FQ=30KN 最大起重高度：H=180mm

目 錄

1.選擇螺桿、螺母的材料·······································3 2.耐磨性計(jì)算··················································3 3.螺桿強(qiáng)度校核················································4 4.螺母螺紋牙的強(qiáng)度校核······································4 5.自鎖條件校核················································5 6.螺桿的穩(wěn)定性校核···········································5 7.螺母外徑及凸緣設(shè)計(jì)·········································6 8.手柄設(shè)計(jì)····················································6 9.底座設(shè)計(jì)····················································7 10.其他零件設(shè)計(jì)··············································8 11.繪制螺旋起重器（千斤頂）裝配圖·························8 12.參考文獻(xiàn)···················································8

1.選擇螺桿、螺母的材料

考慮到螺桿承受重載，需要有足夠的強(qiáng)度，因此選用45鋼，需要調(diào)質(zhì)處理。由參考文獻(xiàn)[3]表10.2查得45鋼的抗拉強(qiáng)度σb=600MPa，屈服強(qiáng)度

σs=355MPa。

螺母是在重載低速的工況下使用的，并且要求與螺桿材料配合時(shí)的摩擦系數(shù)小、耐磨，因此，螺母的材料選擇鑄造鋁青銅ZCuAl10Fe3。

2.耐磨性計(jì)算

螺桿選用45鋼，螺母選用鑄造鋁青銅ZCuAl10Fe3，由參考文獻(xiàn)[1]表5.8查得，鋼對(duì)青銅的許用壓強(qiáng)[p]=18~25MPa，由表5.8注釋查得，人力驅(qū)動(dòng)時(shí)，[p]值可提高約20%，即[p]=21.6~30MPa,取[p]=25MPa。由參考文獻(xiàn)[1]表5.8查得，對(duì)于整體式螺母，系數(shù)ψ=1.2~2.5，取ψ=2.5。

按照耐磨性條件設(shè)計(jì)螺桿螺紋中徑d2，選用梯形螺紋，則螺紋的耐磨性條件為

ps=

FQp?d2hH≤[p]

H以消去H，得 d2計(jì)算螺紋中徑d2時(shí)，引入系數(shù)ψ=

FQp

d2≥0.8??h[p]FQ

對(duì)于梯形螺紋，h=0.5p，則

d2≥0.8?[p]=0.830000=19.6mm 2?25以上三式中，F(xiàn)Q—螺旋的軸向載荷，N；

p —螺距，mm；

d2—螺紋中徑，mm；

h —螺紋工作高度，mm；

H—螺母旋合高度，mm；

ps—螺紋工作面上的壓強(qiáng)，MPa；

[p]—許用壓強(qiáng)，MPa。

根據(jù)螺紋中徑d2的取值范圍，由文獻(xiàn)[3]表11.5查得，取螺桿的公稱直徑d=32mm，螺距p=6mm，中徑d2=29mm，小徑d1=25mm，內(nèi)螺紋大徑D4=33mm。

說(shuō)明：此處如果選擇螺桿的公稱直徑d=24mm，螺距p=3mm，中徑d2=22.5mm，小徑d1=20.5mm，內(nèi)螺紋大徑D4=24.5mm，螺桿的強(qiáng)度校核不滿足要求。

3.螺桿強(qiáng)度校核

螺桿的斷面承受軸向載荷FQ和螺紋副摩擦轉(zhuǎn)矩T1。根據(jù)第四強(qiáng)度理論，螺桿危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度理論為

?4FQ??16T1?????≤ [σ]

σ=

??d2??3??d3??1??1?式中：FQ—軸向載荷，N；

d1—螺紋小徑，mm；

T1—螺紋副摩擦力矩，N·mm，T1=FQtan(ψ+ρ’）

d2； 22

2[σ]—螺桿材料強(qiáng)度的許用應(yīng)力，MPa，[σ]=

?s。3~5查參考文獻(xiàn)[1]表5.10，鋼對(duì)青銅的當(dāng)量摩擦系數(shù)f ‘=0.08~0.10,取 f ‘=0.09，則螺紋副當(dāng)量摩擦角ρ’=arctan f ‘=arctan0.09=5.1427°。

ψ為螺紋升角，ψ=arctan

1?6np=arctan=3.7679°。

??29?d2把已知的數(shù)據(jù)帶入T1的計(jì)算公式中，則得

T1=30000?tan(3.7679°+5.1427°)=68201N·mm

2代入強(qiáng)度計(jì)算公式，則

?4?30000??16?68201??3?

σ=????=72.2MPa 23??25??25????22由參考文獻(xiàn)[1]表5.9可以查得螺桿材料的許用應(yīng)力[σ]=

?s，3~5σs=355MPa，[σ]=71~118MPa,取[σ]=95MPa。

顯然，σ≤[σ]，螺桿滿足強(qiáng)度條件。4.螺母螺紋牙的強(qiáng)度校核 由系數(shù)ψ=

H可求得螺母的旋合高度H=ψ×d2=2×29=58mm。d2螺母螺紋牙根部的剪切強(qiáng)度條件為

τ=

FQ?ZD4b≤[τ]

式中：FQ—軸向載荷，N；

D4—螺母螺紋大徑，mm；

Z—螺紋旋合圈數(shù)，Z=

H58==9.7，取Z=10； p64

b—螺紋牙根部厚度，對(duì)于梯形螺紋，b=0.65p=0.65×6=3.9mm。代入數(shù)值計(jì)算得

30000

τ==7.4MPa

??10?33?3.9查參考文獻(xiàn)[1]表5.9得螺母材料的許用剪切應(yīng)力[τ]=30~40MPa，顯然，τ≤[τ]。

螺紋牙根部的彎曲強(qiáng)度條件為

σb=

3FQl?ZD4b2≤[σb]

式中：l—彎曲力臂，l=

D4?d233?29==2mm；

FQ—軸向載荷，N；

D4—螺母螺紋大徑，mm；

Z—螺紋旋合圈數(shù)，Z=

H58==9.7，取Z=10； p6

b—螺紋牙根部厚度，對(duì)于梯形螺紋，b=0.65p=0.65×6=3.9mm。代入數(shù)值計(jì)算得

3?30000?2

σb==11.4MPa

??10?33?3.92查參考文獻(xiàn)[1]表5.9得螺母材料的許用彎曲應(yīng)力[σb]=40~60MPa。顯然，σb≤[σb]，由上述計(jì)算分析可知，螺母螺紋牙滿足強(qiáng)度條件。5.自鎖條件校核 由ψ=3.7679°，ρ’=5.1427°，得

ψ≤ρ’ 因此，滿足自鎖性條件。6.螺桿的穩(wěn)定性校核 受壓螺桿的穩(wěn)定性條件為

Fc≥2.5~4 FQ式中：Fc—螺桿穩(wěn)定的臨界載荷，N；

FQ—螺桿所受軸向載荷，N。

螺桿的柔度值為

λ=

4?l d1式中：l—螺桿的最大工作長(zhǎng)度，mm。當(dāng)螺桿升到最高位置時(shí)，取其頂端承受載荷的截面到螺母高度中點(diǎn)的距離作為最大工作高度，則

l=180+

H螺母2+h手柄座+l退刀槽

查參考文獻(xiàn)[3]表11.25得，l退刀槽=7.5mm。手柄直徑d手柄=24mm(將在手柄設(shè)計(jì)中給出這一尺寸的計(jì)算），由結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗(yàn)公式得

h手柄座=（1.8~2）d手柄=43.2~48mm 取h手柄座=44mm。

代入數(shù)值計(jì)算得

l=180+29+44+7.5=260.5mm

μ—長(zhǎng)度系數(shù)，對(duì)于千斤頂，可看作一端固定，一端自由，故取μ=2。代入以上數(shù)值計(jì)算得

λ=

4?2?260.5=83.36

25對(duì)于45鋼調(diào)質(zhì)（淬火+高溫回火），當(dāng)λ<85時(shí)，有

?d1490490???252? Fc===100648.8 N 41?0.0002?21?0.0002?83.362?42??于是有

Fc100648.8= =3.35≥2.5

30000FQ因此，螺桿滿足穩(wěn)定性條件。

7.螺母外徑及凸緣設(shè)計(jì)

螺母外徑由結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗(yàn)公式得

D2 ≈1.5d=1.5×32=48mm 螺母凸緣外徑由結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗(yàn)公式得

D3 ≈1.4D2=1.4×48=67mm 螺母凸緣厚度由結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗(yàn)公式得

b=(0.2~0.3)H=(0.2~0.3)×58=11.6~17.4mm 取b=14mm。

8.手柄設(shè)計(jì)

加在手柄上的力需要克服螺紋副之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力矩和托杯支撐面之間的摩擦力矩。

設(shè)F為加在手柄上的力，取F=200N，L為手柄長(zhǎng)度，則

FL=T1+T2

式中：T1—螺紋副之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力矩，N·mm；

T2—托杯支撐面之間的阻力矩，N·mm。由前述計(jì)算可得

T1=68201N·mm

331?D??2~4????D1?2?

T2=fFQ3?D??2~4??2??D?2?21

式中：D—手柄座直徑，mm，由結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗(yàn)公式得

D=(1.6~1.8)d=(1.6~1.8)×32=51.2~57.6mm 取D=52mm；

D1—螺柱與托杯連接處直徑，mm，由結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗(yàn)公式得

D1=(0.6~0.8)d=(0.6~0.8)×32=19.2~25.6mm 取D1=22mm。

托杯選用鑄鐵，手柄選用Q215，摩擦因數(shù)f=0.12，則

?52?4???22?2?=67200N·mm T2=?0.12?30000?3?52?4?2??22?2?233于是有

L=T1?T268201?67200=≈677mm

200F取L=200mm，加套筒長(zhǎng)500mm。

手柄直徑

d手柄≥3FL

0.1??b?查教材可知[σb]=

?s1.5~2，查參考文獻(xiàn)[3]可知，σs=205MPa,則

[σb]=102.5~136.7MPa，取[σb]=110MPa。

代入數(shù)值計(jì)算得

d手柄≥3200?677=23.1mm

0.1?110取手柄直徑d手柄=24mm。

9.底座設(shè)計(jì)

螺桿下落到最低點(diǎn)，再留10~30mm空間，底座鑄造拔模斜度1:10，厚度選擇8mm。

D5由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定，則D5=128mm。由結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗(yàn)公式得

D4=1.4D5=1.4×128=179mm 結(jié)構(gòu)確定后，校核底面的擠壓應(yīng)力

σp=

FQ??D424?D52?=

30000??17947

2?1282?=2.4MPa

底面材料選用HT100，查參考文獻(xiàn)[3]表10.3得，當(dāng)鑄件壁厚δ=2.5~10

時(shí)，σb≥130MPa，[σp]=(0.4~0.5)σb=(0.4~0.5)×130=52~65MPa。

顯然，σp≤[σp]，滿足設(shè)計(jì)要求。

10.其他零件設(shè)計(jì)

⑴ 螺桿頂部和底部的擋圈及螺釘尺寸設(shè)計(jì)

螺桿底部必須有一個(gè)擋圈，并用螺釘加以固定，以防止螺桿全部從螺母中旋出。托杯在相應(yīng)的位置也要設(shè)置擋圈，以防止托杯與螺桿脫離。

擋圈的直徑略大于螺桿外徑，所以，頂部擋圈直徑取為26mm，底部擋圈直徑取為36mm。

根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗(yàn)公式得螺釘大徑為

d3=(0.25~0.3)D1=(0.25~0.4)×22=5.5~8.8mm 取其直徑為M8，根據(jù)GB/T 5783—2000確定其他尺寸。

⑵ 緊定螺釘尺寸設(shè)計(jì)

對(duì)于螺母與底座分開的結(jié)構(gòu)，為了防止螺母隨螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，必須用緊定螺釘加以固定，緊定螺釘?shù)闹睆饺镸6，根據(jù)GB/T71—1985確定其他尺寸。

⑶ 托杯尺寸設(shè)計(jì)

托杯直徑根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式得

DT=(2.0~2.5)d=(2.0~2.5)×32=64~80mm 取DT=70mm。

托杯高度根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式得 h=(0.8~1)D=(0.8~1)×52=41.6~52mm 取h=42mm。

托杯頂部開槽的槽深和槽寬根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得

a=6~8mm

t=6~8mm 取a=8mm，t=8mm。

⑷ 倒角、鑄造圓角及拔模斜度設(shè)計(jì) 所有加工表面需要倒角。拔模斜度取為1:10。鑄造圓角R=2mm。

11.繪制螺旋起重器（千斤頂）裝配圖 見(jiàn)附A2圖紙。

參考文獻(xiàn)

[1] 王黎欽，陳鐵鳴.機(jī)械設(shè)計(jì).4版.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008.[2] 張鋒，宋寶玉.機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)指導(dǎo)書.北京：高等教育出版社，2009.[3] 王連明，宋寶玉.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).4版.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)

出版社，2010.

第四篇：基于PROE液壓千斤頂設(shè)計(jì)解讀

基于PROE 基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性申明

本人鄭重申明：所呈交的設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行 研究，所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。

學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書

本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保 留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)江西藍(lán)天學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。

（請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√”）

學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 指導(dǎo)老師簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 摘 要

本文從基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與工作原理的分析，按要求對(duì)參數(shù)進(jìn)行選擇，按參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、教核，四個(gè)方面，層層推進(jìn)，步步為營(yíng)，逐步闡述基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的全過(guò)程。尤其在手柄，頂桿，液壓缸，焊接夾具設(shè)計(jì)中，運(yùn)用已掌握的液壓結(jié)構(gòu)原理知識(shí)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造理論及計(jì)算公式、機(jī)械加工工藝，確定了整個(gè)液壓系統(tǒng)各個(gè)零件的幾何尺寸，確保了基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)的質(zhì)量和強(qiáng)度。

該基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)額定起重量為5 T，極限為6 T，當(dāng)超過(guò)5.5 T 時(shí)自動(dòng)泄荷，保證千斤頂不會(huì)因?yàn)槌?fù)荷而損壞。該基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，成本低，使用維護(hù)方便，抗拉性能強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。手柄的靈活設(shè)計(jì)及低強(qiáng)度運(yùn)行，更增加了千斤頂使用的普便性。

關(guān)鍵詞：液壓千斤頂，Proe Abstract In this paper, based on hydraulic jacks PROE design structure and working principle of the analysis, the parameters required to select, according to the parameters of design, teaching core, four, layers forward, every step, and gradually elaborate design based on hydraulic jacks PROE design process.Especially in the handle, plunger, hydraulic cylinder, welding fixture design, the use of the available knowledge of the principle of hydraulic structures, mechanical design and manufacturing theory and formulas, machining process, the entire hydraulic system to determine the geometry of each part to ensure that the PROE hydraulic jack designed based on the quality and strength.The design is based PROE hydraulic jacks rated lifting capacity of 5 T, the limit is 6 T, when more than 5.5 T automatic unloading to ensure that the jack will not overload and damage.The design of systems based on hydraulic jacks PROE simple, practical, low cost, easy maintenance, tensile properties, stable and reliable.The flexible design of the handle and low-intensity running, but also increased the use of the general will of the jack.Keywords: hydraulic jacks, Proe 目 錄

摘 要.............................................................III Abstract..............................................................IV 第一章 緒論............................................................1 1.1液壓技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用............................................1 1.2千斤頂?shù)姆诸惣坝猛?.............................................2 第二章 基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)工作原理分析............................4 2.1基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)的作用...................................5 2.2基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)主要構(gòu)件分析.............................5 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì)....................................................6 3.1 液壓缸的主要形式及選材..........................................6 3.2（液壓缸主要參數(shù)的計(jì)算）液壓缸的壓力.............................6 3.3液壓缸的輸出力與輸出力..........................................7 3.4 液壓缸的輸出速度................................................7 3.5 液壓缸的功率....................................................8 3.6小液壓缸的主要參數(shù)計(jì)算..........................................8 第四章 液壓控制閥.....................................................10 4.1 方向控制閥.....................................................10

4.2普通單向閥.....................................................10 4.3背壓閥.........................................................10 第五章 拉壓桿和彎曲桿的設(shè)計(jì)...........................................12 5.1 彎曲桿(手柄 的設(shè)計(jì).............................................12 5.2求得支座反力...................................................12 5.3梁的剪應(yīng)力F S 及彎矩M............................................12 5.4確定危險(xiǎn)截面...................................................13 5.5活塞桿（拉壓桿）的設(shè)計(jì).........................................15 第六章 液壓油的選用和工藝規(guī)程設(shè)計(jì).....................................16 6.2液壓油的選用...................................................16 6.2熱處理.........................................................16 6.3制訂工藝路線...................................................17 第七章 焊接夾具設(shè)計(jì)...................................................19 7.1設(shè)計(jì)理由.......................................................19 7.2焊接夾具的設(shè)計(jì)原理.............................................19 7.3 確定夾具結(jié)構(gòu)方案...............................................19（1）確定夾具結(jié)構(gòu)..................................................19 結(jié) 論..............................................................24 參考文獻(xiàn)..............................................................25

致 謝..............................................................26 第一章 緒論

1.1液壓技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

自18世紀(jì)末英國(guó)制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳動(dòng)技術(shù)已有二三百年的歷史。直到20世紀(jì)30年代它才較普遍地用于起重機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭(zhēng)需要，出現(xiàn)了由響應(yīng)迅速、精度高的液壓控制機(jī)構(gòu)所裝備的各種軍事武器。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，液壓技術(shù)不斷應(yīng)用于各種自動(dòng)機(jī)及自動(dòng)生產(chǎn)線。

本世紀(jì)60年代以后，液壓技術(shù)隨著原子能、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展。因此，液壓傳動(dòng)真正的發(fā)展也只是近三四十年的事。當(dāng)前液壓技術(shù)正向迅速、高壓、大功率、高效、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。同時(shí)，新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT、計(jì)算機(jī)直接控制(CDC、機(jī)電一體化技術(shù)、可靠性技術(shù)等方面也是當(dāng)前液壓傳動(dòng)及控制技術(shù)發(fā)展和研究的方向。我國(guó)的液壓技術(shù)最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備上，后來(lái)又用于拖拉機(jī)和工程機(jī)械。現(xiàn)在，我國(guó)的液壓元件隨著從國(guó)外引進(jìn)一些液壓元件、生產(chǎn)技術(shù)以及進(jìn)行自行設(shè)計(jì)，現(xiàn)已形成了系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。

液壓傳動(dòng)之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是由于它具有以下的主要優(yōu)點(diǎn)：(1由于液壓傳動(dòng)是油管連接，所以借助油管的連接可以方便靈活地布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動(dòng)優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)，以克服長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)軸效率低的缺點(diǎn)。由于液壓缸的推力很大，又加之極易布置，在挖掘機(jī)等重型工程機(jī)械上，已基本取代了老式的機(jī)械傳動(dòng)，不僅操作方便，而且外形美觀大方。

(2液壓傳動(dòng)裝置的重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。例如，相同功率液壓馬達(dá)的體積為電動(dòng)機(jī)的12%～13%。液壓泵和液壓馬達(dá)單位功率的重量指標(biāo)，目前是發(fā)電

機(jī)和電動(dòng)機(jī)的十分之一，液壓泵和液壓馬達(dá)可小至0.0025 N/W(牛/瓦, 發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)則約為0.03 N/W。

(3可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達(dá)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)1∶2000，并可在液壓裝置運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)行調(diào)速。

(4傳遞運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時(shí)速度較穩(wěn)定。正因?yàn)榇颂攸c(diǎn)，金屬切削機(jī)床

中的磨床傳動(dòng)現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動(dòng)。

(5液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)——借助于設(shè)置溢流閥等，同時(shí)液壓件能自行潤(rùn)滑，因此使用壽命長(zhǎng)。

(6液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化——借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結(jié)合使用時(shí)，能很容易地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。

(7液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：

(1液壓系統(tǒng)中的漏油等因素，影響運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和正確性，使得液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。

(2液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，溫度變化時(shí)，液體粘性變化，引起運(yùn)動(dòng)特性的變化，使得工作的穩(wěn)定性受到影響，所以它不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作。

(3為了減少泄漏，以及為了滿足某些性能上的要求，液壓元件的配合件制造精度要求較高，加工工藝較復(fù)雜。

(4液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源，不像電源那樣使用方便。(5液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除。

總之，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是主要的，隨著設(shè)計(jì)制造和使用水平的不斷提高，有些缺點(diǎn)正在逐步加以克服。液壓傳動(dòng)有著廣泛的發(fā)展前景。

1.2千斤頂?shù)姆诸惣坝猛?/p>

千斤頂是一種起重高度小(小于1ｍ 的最簡(jiǎn)單的起重設(shè)備，它主要用于廠礦、交通運(yùn)輸?shù)炔块T作為車輛修理及其它起重、支撐等工作。其結(jié)構(gòu)輕巧堅(jiān)固、靈活可靠，一人即可攜帶和操作。千斤頂是用剛性頂舉件作為工作裝置，通過(guò)頂部托座或底部托爪在小行程內(nèi)頂升重物的, 輕小起重設(shè)備它有機(jī)械式和液壓式兩種。機(jī)械式千斤頂又有齒條式與螺旋式兩種，由于起重量小，操作費(fèi)力，一般只用于機(jī)械維修工作，在修橋過(guò)程中不適用。液壓式千斤頂結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，有自鎖作用，故使用廣泛。其缺點(diǎn)是起重高度有限，起升速度慢。

基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)分為通用和專用兩類。

專用基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)使專用的張拉機(jī)具，在制作預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時(shí)，對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋施加張力。專用基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)多為雙作用式。常用的有穿心式和錐錨式兩種。

穿心式千斤頂適用于張拉鋼筋束或鋼絲束，它主要由張拉缸、頂壓缸、頂壓活塞及彈簧等部分組成。它的特點(diǎn)是：沿拉伸軸心有一穿心孔道，鋼筋(或鋼絲 穿入后由尾部的工具錨固。

近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，同時(shí)帶動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)日新月異更新，液壓技術(shù)的應(yīng)用正在不斷地走向深入。

第二章 基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)工作原理分析

圖2.1 基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)工作原理圖

1.杠桿手柄 2.小油缸 3.小活塞 4.單向閥 5.吸油管 6.管道 7.單向閥 8.大活塞 9.大油缸 10.管道 11.截止閥 12.油箱

圖2.1是基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)的工作原理圖。大油缸9和大活塞8組成舉升液壓缸。杠桿手柄

1、小油缸

2、小活塞

3、單向閥4和7組成手動(dòng)液壓泵。如提起手柄使小活塞向上移動(dòng)，小活塞下端油腔容積增大，形成局部真空，這時(shí)單向閥4打開，通過(guò)吸油管5從油箱12中吸油；用力壓下手柄，小活塞下移，小活塞下腔壓力升高，單向閥4關(guān)閉，單向閥7打開，下腔的油液經(jīng)管道6輸入舉升油缸9的下腔，迫使大活塞8向上移動(dòng)，頂起重物。再次提起手柄吸油時(shí)，單向閥7自動(dòng)關(guān)閉，使油液不能倒流，從而保證了重物不會(huì)自行下落。不斷地往復(fù)扳動(dòng)手柄，就能不斷地把油液壓入液壓缸下腔，使重物逐漸地升起。如果打開截止閥11，液壓缸下腔的油液通過(guò)管道

10、截止閥11流回油箱，重物就向下移動(dòng)。這就是基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)的工作原理。

通過(guò)對(duì)上面基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)工作過(guò)程的分析，可以初步了解到液壓傳動(dòng)的基本工作原理。液壓傳動(dòng)是利用有壓力的油液作為傳遞動(dòng)力的工作介質(zhì)。

壓下杠桿時(shí)，小油缸2輸出壓力油，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能，壓力油經(jīng)過(guò)管道6及單向閥7，推動(dòng)大活塞8舉起重物，是將油液的壓力能又轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。大活塞8 舉升的速度取決于單位時(shí)間內(nèi)流入大油缸9中油容積的多少。由此可見(jiàn)，液壓傳動(dòng)是一個(gè)不同能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程。

2.1基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)的作用

本基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)是杭州萬(wàn)海五金經(jīng)營(yíng)部銷售的QYL5D 油壓千斤。為三一重工股份有限公司配套加工的外協(xié)件，它用在飛機(jī)的起落架以及吊車，挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)、壓路機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)的支撐架的機(jī)構(gòu)中，主要是起到支撐作用。因此，該零件的質(zhì)量及精度在使用中是非常重要的，必須制作出合理的工藝規(guī)程以確保零件的質(zhì)量。

2.2基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)主要構(gòu)件分析

該系統(tǒng)是一個(gè)組焊件，技術(shù)條件要求為：組焊后加工，熱處理調(diào)質(zhì)達(dá)到HB240～HB280。表面粗糙度最高達(dá)到Ra2.3 μm，最低達(dá)到Ra12.5 μm，尺寸公差較小，另外有一處位置公差要求，這就需要經(jīng)過(guò)粗加工、半精加工、精加工過(guò)程。本零件用于大批量生產(chǎn)。本系統(tǒng)主要運(yùn)用了：杠桿原理，帕斯卡原理，單向閥單向?qū)ㄔ淼取?/p>

第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 3.1 液壓缸的主要形式及選材

液壓缸能將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用來(lái)驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)作直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。它是液壓執(zhí)行元件。液壓缸由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，除單個(gè)使用外，還可幾個(gè)組合或與杠桿、連杠、齒輪齒條、棘輪棘爪、凸輪等其他機(jī)構(gòu)配合，實(shí)現(xiàn)多種機(jī)械運(yùn)動(dòng)，因此應(yīng)用十分廣泛。

液壓缸有多種類型。按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為活塞式、柱塞式和組合式三大類；按作用方式又可分為單作用式和雙作用式兩種。

由于液壓缸要承受較大壓強(qiáng)，故液壓缸采用：45號(hào)鋼活塞式單作用液壓缸。3.2（液壓缸主要參數(shù)的計(jì)算）液壓缸的壓力（1）額定壓力Pn: 也稱為公稱壓力，是液壓缸能用以長(zhǎng)期工作的最高壓力。油液作用在活塞單位面積上的法向力圖3.1。單位為Pa，其值為: Pn=G/A=5×104 ÷（3.14×0.2×0.2）=3.98×105 Pa

圖3.1 液壓缸的計(jì)算簡(jiǎn)圖

式中：F L 為活塞桿承受的總負(fù)載；A 為活塞的工作面積。

上式表明，液壓缸的工作壓力是由于負(fù)載的存在而產(chǎn)生的，負(fù)載越大，液壓缸的壓力也越大。

表3.1為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓缸公稱壓力系列。表3.1 液壓缸公稱壓力（MPa）

（2）工作壓力P ：

由于活塞的重力大約在g=10 N 左右，要遠(yuǎn)比物體的重力小，所以可以忽略不計(jì)。所以 p = F L =(g+G/A=5.001×104 ÷（3.14×0.2×0.2）A =3.98168×105 Pa ≈Pn = 3.98×105 Pa（3）最高允許壓力p max ：

也稱試驗(yàn)壓力，是液壓缸在瞬間能承受的極限壓力。通常為 p max ≤ 1.5Pn =1.5×3.98×105 Pa =5.97×105 Pa ≈0.6 MPa 3.3液壓缸的輸出力與輸出力

（1）液壓缸的理論輸出力F 出等于油液的壓力和工作腔有效面積的乘積，即 F =pA =AG=5×10 N 4 由于液壓缸為單活塞桿形式，因此兩腔的有效面積不同。所以在相同壓力條件下液壓缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)的輸出力也不同。由于液壓缸內(nèi)部存在密封圈阻力回油阻力等，故液壓缸的的實(shí)際輸出力小于理論作用力。（2）液壓缸的理論輸入力：

F 入 =F 出×A 1÷A 2=5×104 ×(0.022÷0.22=5×102 N 式中:A1表示小液壓缸的橫截面積,0.02(m 表示小液壓缸的半徑 ,A2表示大液壓缸的橫截面積,0.2(m 表示大液壓缸的半徑。

3.4 液壓缸的輸出速度（1）大液壓缸的輸出速度 v = q = nSA1/A2=10×0.3×0.01=0.03 m/min A q=nSA1=10×0.3×3.14×(0.022=3.768×10-3 L/min 式中：V 為液壓缸的輸出速度；q 為輸入液壓缸工作腔的流量；A 2為大液壓缸工作腔的有效面積；A 1表示小液壓缸的橫截面積；n =10表示小液壓缸每分鐘回程10次；S=0.3 m表示小液壓缸工作行程為300 mm（2）速比 λV

λv = v 2A 1 = v 1A 2 式中：V 1為活塞前進(jìn)速度；V 2為活塞退回速度；A 1為活塞無(wú)桿腔有效面積；A 2為活塞有桿腔有效面積。

速度不可過(guò)小，以免造成活塞桿過(guò)細(xì)，穩(wěn)定性不好。其值如表3.2示： 表3.2 液壓缸往復(fù)速度比推薦值

3.5 液壓缸的功率

（1）輸出功率P 0：液壓缸的輸出為機(jī)械能。單位W，其值為: p 0=Fv =5×10×0.03 =1500 W 式中：F 為作用在活塞桿上的外負(fù)載；v 為活塞平均運(yùn)動(dòng)速度。

（2）輸入功率p i ：液壓缸的輸入為液壓能。單位為W，它等于壓力和流量的乘積，即 q=nSA1=10×0.3×3.14×(0.022=3.768×10-3 L/min 5-3 p i =pq =3.98168×10×3.768×10 =1500.3 W 4 式中：p 為大液壓缸的工作壓力；q 為大液壓缸的輸入流量。

由于液壓缸內(nèi)存在能量損失（摩擦和泄露等），因此，輸出功率小于輸入功率。

3.6小液壓缸的主要參數(shù)計(jì)算

（1）小液壓缸的輸出力等于大液壓缸的輸入力, 即： F=500 N（2）小液壓缸的流速為：

V=(A大/A小 ×V 大=100×0.03=3 m/min（3）小液壓缸的流量為：

q=nSA1=10×0.3×3.14×(0.022=3.768×10-3 L/min

第四章 液壓控制閥 4.1 方向控制閥

方向控制閥是控制液壓系統(tǒng)中油液流動(dòng)方向的，它為單向閥和換向閥兩類。單向閥有普通單向閥和液控單向閥兩種。

4.2普通單向閥

普通單向閥簡(jiǎn)稱單向閥，它的作用是使用油液只能沿一個(gè)方向流動(dòng)，不許反向倒流。圖4.1 所示為直通式單向閥的結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)。壓力油從p1流入時(shí)，克服彈簧3作用在閥芯2上的力，使閥芯2向右移動(dòng)，打開閥口，油液從p1口流向p2口。當(dāng)壓力油從p2口流人時(shí)，液壓力和彈簧力將閥芯壓緊在閥座上，使閥口關(guān)閉，液流不能通過(guò)。

（a）結(jié)構(gòu)原理圖（b）圖形符號(hào)

圖4.1單向閥

1、閥體；

2、閥芯；

3、彈簧

單向閥的彈簧主要用來(lái)克服閥芯的摩擦阻力和慣性力，使閥芯可靠復(fù)位，為了減小壓力損失，彈簧鋼度較小，一般單向閥的開啟為0.03 MPa～0.05 MPa（如換上剛度較大的彈簧，使閥的開啟壓力達(dá)到0.2 MPa～0.6 MPa，便可當(dāng)背壓閥使用）。

4.3背壓閥

為了液壓缸不超過(guò)最高允許壓力p max =0.6 Mpa，需要在回油路上并聯(lián)一個(gè)0.55 MPa 的背壓閥。只需將4.2中設(shè)計(jì)的單向閥換上剛度較大的彈簧，使閥的開啟壓力達(dá)到0.55 MPa，便可當(dāng)背壓閥使用。這樣，當(dāng)壓力超過(guò)0.55 MPa時(shí)，背壓閥自動(dòng)打開

泄荷，使液壓缸免受損壞。第五章 拉壓桿和彎曲桿的設(shè)計(jì) 5.1 彎曲桿(手柄 的設(shè)計(jì)

工程中常存在大量受彎曲的桿件, 這些桿件在外力作用下常發(fā)生彎曲變形, 以彎曲為主要變形的桿件稱為梁.工程力學(xué)中對(duì)梁作以下規(guī)定: 梁任一橫截面上的剪力, 其值等于該截面任一側(cè)梁上所有橫向力的代數(shù)和。梁任一橫截面上的彎矩, 其值等于該截面任一側(cè)所有外力對(duì)形心的力矩的代數(shù)和。

5.2求得支座反力

試選擇45號(hào)正火鋼, 設(shè)計(jì)為環(huán)形截面(如圖5.5, 畫出受力圖(如圖5.1 a 進(jìn)行受力分析, 由梁的平衡方程求得支座反力(如圖5.2 b: F 1 + F2FL2 = 0(式5-2 聯(lián)立(1(2代入數(shù)據(jù) F2=500 N L1=1 M L2=0.2 M ,得: F 1= 125 N F = 625 N 5.3梁的剪應(yīng)力F S 及彎矩M 以B 點(diǎn)為分界點(diǎn)將AC 桿分為兩段: AB 段: FS(A = F1 = 125 N M(B點(diǎn)右側(cè)=125×(1-0.2=100 N*M BC 段: FS(C =-F2 =-500 N M(B點(diǎn)右側(cè)= 500×0.2 =100 N*M 根據(jù)以上結(jié)果可繪出剪力圖(圖5.3 c和彎矩圖(圖5.4 d：

圖5.1a 受力圖，圖5.2b 支座反力，圖5.3c 剪力圖, 圖5.4d 彎矩圖 5.4確定危險(xiǎn)截面

（1）B 點(diǎn)所在截面的彎矩最大, 即正應(yīng)力最大, C點(diǎn)所在截面的剪力最大, 即切應(yīng)力最大。所以C,B 兩點(diǎn)所在截面為危險(xiǎn)截面。

（2）B 截面的截面系數(shù)為: 3.14D 3(1-α4 3.14?0.33(1-0.44 =3232 =1.5986?103m 3 w z =w y = 其中：α4=d 0.25==0.4 D為外徑, d為內(nèi)徑(如圖5.5 D 0.3 B 截面的正應(yīng)力為: σmax =M/WZ =100/1.5986×10-3 =6.25×104 Pa C 截面的切應(yīng)力為: Tmax =2FS /A =2×500/(3.14×0.3×0.3=3.538×103 Pa 有機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得45號(hào)，正火鋼的許用切應(yīng)力為30 MPa～40 MPa，許用正應(yīng)力為275 MPa，由于B 截面的正應(yīng)力遠(yuǎn)小于其許用應(yīng)力，C 截面的切應(yīng)力遠(yuǎn)小于其許用應(yīng)力，這樣勢(shì)必造成鋼材的浪費(fèi)，為節(jié)省鋼材降低成本，提高效益，需要重新選擇材料。

圖 5.5 環(huán)形截面 圖5.6 實(shí)心截面

（3）重新選擇材料設(shè)計(jì)截面

選用實(shí)心圓柱松木梁(如圖5.6, 其許用正應(yīng)力為[σ]=7 MPa，其許用切應(yīng)力為 [T]=1 MPa。

B 截面的彎曲截面系數(shù)為：

W Z = WY = 3.14D3/32 =3.14×0.027/32=2.649×10-3 M3 B 截面的正應(yīng)力為: σmax = M/WZ =100/2.649×10-3=3.7×104 Pa C 截面的切應(yīng)力為: Tmax = 4FS /3A =4×500/3×(3.14×0.152=9.436×103 Pa(4校核強(qiáng)度：

σmax = 3.7×104 Pa ＜[σ]= 7 MPa Tmax = 9.436×103 Pa ＜[T]= 1 MPa 因此，梁的強(qiáng)度是足夠的，其實(shí)際生活中，許多木材都是能夠滿足其強(qiáng)度的，如柳木，楊木。所以，將梁制成可活動(dòng)的零件，則千斤頂?shù)膽?yīng)用，尤其是在農(nóng)業(yè)、工業(yè)生活中的應(yīng)用，更為廣泛和方便。

5.5活塞桿（拉壓桿）的設(shè)計(jì)

工程實(shí)際中經(jīng)常遇到承受軸向拉伸或壓縮的構(gòu)件。例如，內(nèi)燃機(jī)中的連桿，鋼木組合桁架中的鋼拉桿等。

承受軸向拉伸或壓縮的桿件稱為拉壓桿。實(shí)際拉壓桿的形狀，加載和連接方式各不相同，但都可簡(jiǎn)化成圖5.7所示的計(jì)算簡(jiǎn)圖，它們的共同特點(diǎn)是作用于桿件上 的外力的合力作用線與桿件軸線重合，桿件的主要變形是沿軸線方向的伸長(zhǎng)或縮短。

(1千斤頂?shù)幕钊麠U即為簡(jiǎn)單的拉壓桿，圖5.7即為水平放置的活塞桿，試選材HT100，有《機(jī)械設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)》（陳立德主編）查得其許用拉應(yīng)力為[σ]= 80 MPa(2設(shè)計(jì)截面：選擇拉壓桿的半徑為r= 4mm 則其許用應(yīng)力為： σmax = F/A= 500/(3.14×0.004×0.004=9.95 MPa(3教核強(qiáng)度: σmax = 9.95 MPa ＜[σ]= 80 MPa 由此可見(jiàn), 滿足其強(qiáng)度。(4確定許用載荷: Fmax ≤ A×[σ]=(3.14×0.004×0.004 ×80×106= 4×103

N 圖5.7 拉壓桿計(jì)算簡(jiǎn)圖

第六章 液壓油的選用和工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 6.2液壓油的選用

液壓傳動(dòng)所用液壓油一般為礦物油。它不僅是液壓系統(tǒng)傳遞能量的工作介質(zhì)，而且還有潤(rùn)滑，冷卻和防銹的作用。液壓油質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響液壓系統(tǒng)的工作性能。

為了更好地傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，液壓油應(yīng)具備如下性能：(1潤(rùn)滑性能好；(2純凈度好，雜質(zhì)少；

(3合適的粘度和良好的粘溫特性；

(4抗泡沫性，抗乳化性和防銹性好，腐蝕性小；(5對(duì)熱，氧化，水解都有良好的穩(wěn)定性，使用壽命長(zhǎng)；(6對(duì)液壓系統(tǒng)所用金屬及密封件材料等有良好的相容性；

(7比熱和傳熱系數(shù)大，體積膨脹系數(shù)小，閃點(diǎn)和燃點(diǎn)高，流動(dòng)點(diǎn)和凝固點(diǎn)低。一般根據(jù)液壓系統(tǒng)的使用性能和工作環(huán)境等因素確定液壓油的品種。當(dāng)品種確定后，主要考慮油液的粘度。在確定油液粘度時(shí)主要應(yīng)考慮系統(tǒng)工作壓力，環(huán)境溫度及工作部件的運(yùn)動(dòng)速度。當(dāng)系統(tǒng)的工作壓力大，環(huán)境溫度較高，工作部件運(yùn)動(dòng)速度較大時(shí)，為了減少泄漏，宜采用粘度較高的液壓油。當(dāng)系統(tǒng)工作壓力小，環(huán)境溫度較低，而工作部件運(yùn)動(dòng)速度較高時(shí)，為了減少功率損失，宜采用粘度較低的液壓油。

當(dāng)選購(gòu)不到合適粘度的液壓油時(shí)，可采用調(diào)和的方法得到滿足粘度要求的調(diào)和油。當(dāng)液壓油的某些性能指標(biāo)不能滿足某些系統(tǒng)較高要求時(shí)，可在油中加入各種改善其性能的添加劑，如抗氧化，抗泡沫，抗磨損，防銹以及改進(jìn)粘溫特性的添加劑，使之適用于特定的場(chǎng)合。

因此，該千斤頂選用千斤頂專用液壓油。6.2熱處理

千斤頂絲杠是由連接頭和缸體組成的, 它們都是采用45鋼的。而在它們加工前要經(jīng)過(guò)正火處理，以增加它們的切削性能，來(lái)消除應(yīng)力，細(xì)化組織，防止產(chǎn)生變形

與開裂。接著進(jìn)行粗加工、調(diào)質(zhì)和精加工。然后需要進(jìn)行高頻感應(yīng)加熱淬火和低溫回火，以便提高表面的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度；低溫回火的目的是消除應(yīng)力，防止，磨削

加工時(shí)產(chǎn)生裂紋。

加工后需要進(jìn)行保溫處理，可以使工件不易變形，誤差較小。最后用冷卻液進(jìn)行處理，為以后使連接頭和缸體的裝配打下基礎(chǔ)。

6.3制訂工藝路線

制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。

（1）連接頭的加工工序如下：

工序一：選擇實(shí)心鋼外徑為ф140mm 的毛坯，在下料機(jī)上取L=100mm 長(zhǎng)。工序二：在CA6140x1500車床上夾右端外圓車左端外圓車成ф133、車成ф121、ф

42、ф100、8×45°、1.5×45°，掉頭夾外圓找正車成SR80球面。工序三：檢驗(yàn)。

（2）杠體的加工工序如下：

工序一：選擇毛皮ф168×28管材，在下料機(jī)上取L=500mm 長(zhǎng)。

0.2工序二：車距左、右端面100往里車架位見(jiàn)圓，L-60，在左端面車深孔引孔φ120+

-0.2，L=90mm 深。

0.2工序三：深孔鏜：粗、精鏜內(nèi)孔為φ120+-0.2。

..05工序四：夾左端內(nèi)孔，右端上中心架，在右端車接頭止口配合尺寸φ121+0，L=160 深。

（3）組焊件的加工工序如下：

工序一：鉗工：①將焊接件備齊，并清洗干凈。②用自制夾具按焊接圖裝配并點(diǎn)焊牢固。

工序二：焊接：局部預(yù)熱按圖要求焊接成型，保證質(zhì)量。工序三：熱處理：硬質(zhì)為HB240～280后（ф120內(nèi)孔酸洗干凈）。

工序四：夾右端ф130，左端架中心架車端面?？咨?75mm。車成外圓ф167內(nèi)孔倒

角2×45°，調(diào)頭夾外圓上中心架車成Ф130、焊接尺寸、打中心孔A3?？?長(zhǎng)，夾頂車成Ф150、Ф143、Tr150×6-7e 各尺寸，調(diào)頭夾外圓找正在0.05 +0.20.1內(nèi)上中心架車成φ160+-0.1、φ1600。

工序五：劃Z3/8位置線。工序六：鉆孔Z3/

8、Ф14.4。

工序七：檢驗(yàn)。第七章 焊接夾具設(shè)計(jì) 7.1設(shè)計(jì)理由

千斤頂絲杠連接頭和缸體在粗加工后，要將兩者焊接到一起，進(jìn)行熱處理，再進(jìn)行最后的成型加工。因本工件是大批量的生產(chǎn)，為了提高加工效率，并能保證加工精度，因此，需設(shè)計(jì)制造專用焊接夾具來(lái)保證裝配關(guān)系、焊接效率和質(zhì)量。

7.2焊接夾具的設(shè)計(jì)原理

千斤頂絲杠為軸類零件，一般都以中心軸線為基準(zhǔn)來(lái)加工其外表面。焊接夾具就是以千斤頂絲杠的中心軸線為基準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的。

將千斤頂絲杠ф150的部分放到60°的V 形槽，（如圖8.1所示）。

圖 8.1 V形槽 圖 8.2 特制螺栓固定

絲杠缸體的軸線與裝夾在機(jī)床上的連接頭的軸線重合，用另一部分V 形槽夾緊杠體，使用特制的螺栓固定(如圖8.2所示。

這樣千斤頂絲杠和連接頭就被固定。用電焊機(jī)進(jìn)行點(diǎn)焊，使工件的位置固定。點(diǎn)焊后，取下工件，按照技術(shù)要求進(jìn)行焊接就可以了。此焊接夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，定位作用好。

7.3 確定夾具結(jié)構(gòu)方案（1）確定夾具結(jié)構(gòu)

根據(jù)夾具原理的設(shè)計(jì)可知：夾具必須加緊杠體，使之在機(jī)床上固定，避免松動(dòng)。

為了使連接頭更好的和缸體焊接起來(lái)，就設(shè)計(jì)了兩種形狀的夾具，形狀如圖8.3。

零件草圖 V型塊草圖 圖 8.3 草圖

（2）夾具非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖 a.夾緊蓋零件圖樣8.4如下

: 圖8.4 夾緊蓋

b.夾緊螺栓零件圖樣8.5如下:

圖8.5 夾緊螺栓

c.連接鉸鏈零件圖樣8.6如下

: 圖8.6 連接鉸鏈（3）繪制夾具總裝圖

a.布置圖面 選擇適當(dāng)比例，在圖紙上繪出所設(shè)計(jì)的工裝簡(jiǎn)略圖（圖8.7），（圖

8.8）各視圖之間要留有足夠的空間以便繪制夾具元件及標(biāo)注尺寸。b.繪制定位元件 根據(jù)選好的定位基準(zhǔn)面確定定位元件類型、尺寸、結(jié)構(gòu)，將其繪制在相應(yīng)位置上（圖8.9）。

c.布置對(duì)刀、引導(dǎo)元件 用于保證刀具和夾具相對(duì)位置的對(duì)刀元件類型，結(jié)構(gòu)，空間位置，將其視圖繪制在相應(yīng)位置上。

d.設(shè)計(jì)夾具裝置輔助支承 根據(jù)所確定的夾緊裝置和輔助支承將其視圖繪制在相應(yīng)位置上（圖8.10）。

圖 8.7 浮動(dòng)V 型塊

圖 8.8 工裝簡(jiǎn)略圖

圖 8.9 定位元件

圖 8.10 夾具裝置輔助支承

結(jié) 論

畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完大學(xué)全部基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后進(jìn)行的，它是一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。

畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所掌握的專業(yè)技術(shù)理論和基本技能來(lái)分析和解決工程技術(shù)問(wèn)題，使我們建立正確的工程設(shè)計(jì)思想。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們把理論與實(shí)踐相結(jié)合，初步學(xué)會(huì)了如何編寫技術(shù)文件、正確使用技術(shù)資料手冊(cè)及相關(guān)的工具書，培養(yǎng)了我們嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍和實(shí)事求是的工作作風(fēng)，進(jìn)一步鞏固和提高自己所掌握的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本技能，提高了自己的設(shè)計(jì)、計(jì)算、制圖以及計(jì)算機(jī)繪圖的能力。是從一名學(xué)生向一名工程技術(shù)人員轉(zhuǎn)變的過(guò)渡過(guò)程，為我們以后走上工作崗位打下了一個(gè)很好的基礎(chǔ)。

本次設(shè)計(jì)的題目為基于PROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是理論性、應(yīng)用性、實(shí)踐性、綜合性的設(shè)計(jì)過(guò)程?；赑ROE 液壓千斤頂設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是集液壓技術(shù)，機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造于一身的實(shí)踐與理論與一體的大練兵！

機(jī)械加工工藝、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造是企業(yè)技術(shù)人員的一項(xiàng)主要工作內(nèi)容。機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂與生產(chǎn)實(shí)際有著密切的聯(lián)系，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造要求設(shè)計(jì)者具有一定的專業(yè)技術(shù)理論。

這種千斤頂廣泛使用于中小型城市及農(nóng)村的日常生活，主要用于廠礦、交通運(yùn)輸?shù)炔块T作為車輛理及其它起重、支撐等工作。其結(jié)構(gòu)輕巧堅(jiān)固、靈活可靠，一人即可攜帶和操作。

參考文獻(xiàn)

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第五篇：螺旋千斤頂設(shè)計(jì)說(shuō)明書

螺旋千斤頂設(shè)計(jì)說(shuō)明書

姓名：班級(jí): 學(xué)號(hào): 2012年11月3日

設(shè)計(jì)要求：

一、設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一螺旋千斤頂，已知起重重量50kN，起重高度250mm。

畫3# 裝配圖一張，設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。

二、結(jié)構(gòu)原理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、組成、受力分析。

三、螺桿的設(shè)計(jì)計(jì)算

四、螺母的設(shè)計(jì)計(jì)算

五、底座的設(shè)計(jì)

六、手柄的設(shè)計(jì)計(jì)算

七、托杯的設(shè)計(jì)

圖1 結(jié)構(gòu)原理圖

1.螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算

1.1螺桿螺紋類型的選擇

選擇梯形螺紋，牙型角α=30?,梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動(dòng)；它的基本牙型按GB/T5796.1-2005的規(guī)定。選取螺桿材料為45鋼。確定螺桿直徑：

按耐磨性條件確定中徑d2對(duì)于梯形螺紋，其設(shè)計(jì)公式為：

d2?0.8F/?[p]

對(duì)于整體式螺母，為使受力分布均勻,螺紋工作圈數(shù)不宜過(guò)多，宜取??1.2～2.5;此處取

??1.5,許用壓力P?2Mpa從滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的許用壓強(qiáng)表中查得：人力驅(qū)動(dòng)時(shí)，?P?可提高20%。故得

?P??20??1?2000??24Mpa

帶入設(shè)計(jì)公式，得

d2?24.5mm

按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選擇公稱直徑和螺距為：

D?d?32mmd2?d?3?29mmP?6mm1.2自鎖驗(yàn)算

自鎖驗(yàn)算條件是???v d2?d?7?25mm

?v?arctan?f/cos???arctan0.08/cos15o ?4.73o???np/?d2???arctan?arvtan?6/29??

?3.77o???v

且螺紋中徑處升角滿足比當(dāng)量摩擦角小1°，符合自鎖條件。

1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)圖2進(jìn)行螺母的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）螺桿上端用于支承托杯10并在其中插裝手柄7，因此需要加大直徑。手柄孔徑dk的大小根據(jù)手柄直徑dp決定，dk≥dp十0.5mm。

（2）為了便于切制螺紋，螺紋上端應(yīng)設(shè)有退刀槽。退刀槽的直徑d4應(yīng)比螺桿小徑d1約小0.2~0.5mm。退刀槽的寬度可取為1.5P，取d4?d1?0.5?28.5mm。（3）為了便于螺桿旋入螺母，螺桿下端應(yīng)有倒角或制成稍小于d1的圓柱體。

圖2 螺桿頂端

1.4螺桿強(qiáng)度計(jì)算

螺桿受力較大，應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論校核螺桿的強(qiáng)度

強(qiáng)度計(jì)算公式為：

?ca??2?3?2??F/A?2?3?T/W?????2

其中T為扭矩

T?Ftan??v????d2/2

查書上表5—8可得?s?360MPa

??????s/3?120MPa

已知F?50kN，又 T?Ftan??v????d2/2?108.35N?m2A?1/4?d2?490.625mm2

W??d13?3066.4mm3代入校核公式，得

?ca?118MPa

?ca????滿足強(qiáng)度要求。

1.5穩(wěn)定性計(jì)算

細(xì)長(zhǎng)螺桿工作時(shí)受到較大的軸向壓力可能失穩(wěn)，為此應(yīng)按穩(wěn)定性條件驗(yàn)算螺桿的穩(wěn)定性。

Fcr/F?2.5~4

螺桿的臨界載荷Fcr與柔度?s有關(guān) 其中?s??l/i 取??2

l?H?5t?1.5d?(250?5*6?1.5?32)mm?328mmi?I/A?1/2d1?25/4mm?6.25mm其中I為螺桿危險(xiǎn)截面的軸慣性矩。將以上數(shù)據(jù)代入柔度計(jì)算公式，得

?s?2?328?6.25?104.96?40

需進(jìn)行穩(wěn)定性校核。實(shí)際應(yīng)力的計(jì)算公式為：

2Fcr??2EI/??l?

其中I?iA?i?12?d24?31400

E?210GPa 將上述數(shù)據(jù)代入公式得

Fcr?210309.4kN Fcr/F?2.5~4

螺桿滿足穩(wěn)定性要求

2.螺母設(shè)計(jì)計(jì)算

2.1選取螺母材料為青銅

確定螺母高度H'及工作圈數(shù)u'

H'??d2?1.5?29?43.5mm

u'?H'/t?43.5?6?7.25mm

考慮退刀槽的影響，取實(shí)際工作圈數(shù)為

u'?u?1.5?7.25?1.5?8.75

?'應(yīng)當(dāng)圓整，又考慮到螺紋圈數(shù)u越多，載荷分布越不均，故u不宜大于10，故取

?'?9

H'?u'?t?9?6?54mm

圖3 螺母

2.2校核螺紋牙強(qiáng)度

螺母的其它尺寸見(jiàn)圖3，螺紋牙多發(fā)生剪切與彎曲破壞。由于螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，故只需校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度。

（1）剪切強(qiáng)度校核

已知D?d?32mm

D2?d2?29mm 剪切強(qiáng)度條件為：

??F≤[?] ?Db?b?0.65P?0.65?6mm?3.9mm [?]?30~40MPa，查書上表5—13得：梯形螺紋：則剪切強(qiáng)度為 ??50000?14.17MPa

??32?3.9?9??[?]

符合剪切強(qiáng)度條件。

（2）彎曲條件校核

彎曲強(qiáng)度條件為：

??3Fh?[?b]

?Db2?查書上表5—13得：[?b]?40~60MPa，h?0.5P?0.5?6mm?3mm 則彎曲強(qiáng)度為

??3?45?3=29.44Mpa ??32?3.92?9??[?b]

符合彎曲強(qiáng)度條件。

2.3配合：

（1）采用H8配合。r7（2）為了安裝簡(jiǎn)便，需在螺母下端（圖1―3）和底座孔上端（圖1―7）做出倒角。（3）為了更可靠地防止螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，還應(yīng)裝置緊定螺釘，查書上表5—2選擇緊定螺釘。

3.托環(huán)的設(shè)計(jì)與計(jì)算

3.1托杯材料的選擇

選擇托環(huán)材料為Q235鋼。

3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖4。

為了使其與重物接觸良好和防止與重物之間出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，應(yīng)在托杯上表面制有切口的溝紋。為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應(yīng)裝有擋板。

3.3接觸面強(qiáng)度校核

查表得Q235鋼的許用壓強(qiáng)為?P??225MPa 為避免工作時(shí)過(guò)度磨損，接觸面間的壓強(qiáng)應(yīng)滿足

P?F??P? 22?(D12?D11)4根據(jù)圖1-4，取相關(guān)尺寸為：

D11?0.6d?0.6?32mm?19.2mm

D10?2.5d?80mmD13?1.8d?58mmD12?D13?4mm?54mm

?P?50000?25.3MPa??P?

?(542?19.22)4接觸面壓強(qiáng)滿足要求，選材合理。

圖4 托杯頂端

4.手柄的設(shè)計(jì)計(jì)算

4.1手柄材料的選擇

選擇手柄材料為Q235鋼

4.2計(jì)算手柄長(zhǎng)度Lp 扳動(dòng)手柄的力矩：K?Lp?T1?T2，則

Lp?T1?T2 K取K?200N

???v)?又 T1?Ftan(d2?97.51N?m 2T2?(D12?D11)fF/4?(19.2?66)?0.083?45/4?88.39N?m?LP?

T1?T297.51?88.39?m?929.5mm K200手柄實(shí)際長(zhǎng)度為：

Lp?929.5?58?100?1058.5mm 2由于手柄長(zhǎng)度不超過(guò)千斤頂，因此取Lp?350mm，使用時(shí)在手柄上另加套筒。

4.3手柄直徑dp的確定

把手柄看成一個(gè)懸臂梁，按彎曲強(qiáng)度確定手柄直徑Dp，強(qiáng)度條件為

?F?KLp0.1d3p?[?F]

得設(shè)計(jì)公式為

dp?3KLp0.1[?F]

已知[?F]?120MPa

?dp?3200?1058mm?26.03mm

0.1?120取dp?30mm

4.4結(jié)構(gòu)

手柄插入螺桿上端的孔中，為防止手柄從孔中滑出，在手柄兩端面應(yīng)加上擋環(huán)，并用螺釘固定，選擇開槽沉頭螺釘GB/T67 M8?16

5.底座設(shè)計(jì)

5.1選擇底座材料

選擇底座材料為HT200，其???p?2MPa

5.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖5 底座

H1?(H?20)mm?(250?20)mm?270mmD6?(D3?8)mm?(54?8)mm?62mmH1250?(62?)mm?112mm 554F4?50000D8??D72??1122mm?210mm????p2?D7?D6?取??10mm，則有

H'?a?(54?18)mm?36mm

參考文獻(xiàn)

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