第一篇：螺旋千斤頂設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

螺旋千斤頂設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

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(huà)3# 裝配圖一張，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)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(shū)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(shū)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(shū)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(shū)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(kāi)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)

【1】 吳宗澤，羅圣國(guó)；機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)；北京：高等教育出版社；2006.05 【2】 濮良貴；機(jī)械設(shè)計(jì)；北京：高等教育出版社；2012.02

第二篇：螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)

螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)

精04 張為昭 2010010591

目錄

一、基本結(jié)構(gòu)和使用方法-----------3

二、設(shè)計(jì)要求---------------------3

三、基本材料選擇和尺寸計(jì)算-------3

（一）螺紋材料和尺寸---------3

（二）手柄材料和尺寸---------8

（三）底座尺寸---------------9

四、主要部件基本尺寸及材料-------9

五、創(chuàng)新性設(shè)計(jì)-------------------9

一、基本結(jié)構(gòu)及使用方法

要求設(shè)計(jì)的螺旋千斤頂主要包括螺紋舉升結(jié)構(gòu)、手柄、外殼體、和托舉部件幾個(gè)部分，其基本結(jié)構(gòu)如下圖所示：

AA

該螺旋千斤頂?shù)氖褂梅椒ㄊ牵簩⑶Ы镯斊椒€(wěn)放在木質(zhì)支承面上，調(diào)整千 斤頂托舉部件到被托舉重物合適的托舉作用點(diǎn)，然后插入并雙手或單手轉(zhuǎn)動(dòng) 手柄，即可將重物舉起。

二、設(shè)計(jì)要求

（1）最大起重量：Fmax?25kN；（2）最大升距：hmax?200mm；（3）可以自鎖；

（4）千斤頂工作時(shí)，下支承面為木材，其許用擠壓應(yīng)力：[?p]?3MPa；（5）操作時(shí)，人手最大可以提供的操作約為：200N。

三、基本部件材料選擇及尺寸計(jì)算

（一）螺紋材料和尺寸

考慮到螺旋千斤頂螺紋的傳力特性選擇的螺紋類型為梯形螺紋。（1）材料選擇

千斤頂螺桿的工作場(chǎng)合是：經(jīng)常運(yùn)動(dòng)，受力不太大，轉(zhuǎn)速較低，故材料選用不熱處理的45號(hào)鋼。千斤頂螺母的工作場(chǎng)合是：低速、手動(dòng)、不重要，故材料選用耐磨鑄鐵HT200。（2）螺桿尺寸設(shè)計(jì)

螺旋副受力如下圖所示：

1、耐磨性設(shè)計(jì)

由上圖螺旋副的受力分析可知，螺紋傳動(dòng)在旋合接觸表面的工作壓力為：

p?FPF ??d2hHZ?d2h其中，軸向載荷：F=25kN。螺紋高：h，由選擇螺紋的公稱直徑確定。

為了方便滿足自鎖性要求，采用單頭螺旋，一般旋合圈數(shù)：Z?10。

為方便計(jì)算，設(shè)螺紋參數(shù)中間變量：高徑比??耐磨性的要求是：

p?[p]

H。d2其中[p]為滿足耐磨性條件時(shí)螺紋副的許用壓力。對(duì)于鋼-鑄鐵螺紋螺母材料，由于千斤頂?shù)墓ぷ魉俣容^低，可認(rèn)為滑動(dòng)速度不大于3m/s。千斤頂中螺母為整體結(jié)構(gòu)，螺母磨損后不能調(diào)整，但螺母兼作支承作用，故設(shè)計(jì)時(shí)可先認(rèn)為 f=2.5，則可取此時(shí)的許用壓力[p]為17MPa。

由螺旋副接觸表面壓力公式及耐磨性公式得到耐磨性設(shè)計(jì)公式：

d2?FP ?h?[p]對(duì)梯形螺紋，h?0.5，代入上式求得： Pd2319.352mm

查國(guó)標(biāo)選梯形螺紋為公稱直徑d為T(mén)r36，導(dǎo)程P為10mm，中徑d2=31mm滿足要求。代入高徑比計(jì)算公式：

f=HZP==2.5 d2d2求得實(shí)際旋和圈數(shù)Z=7.75。

故暫定螺紋尺寸是公稱直徑d為T(mén)r36，導(dǎo)程P為10mm，旋合 圈數(shù)Z=7.75。

2、強(qiáng)度設(shè)計(jì)

已知最大載荷為25kN，則在載荷最大時(shí)，螺桿受到扭矩：

dTmax=Fmax2tan(g+rn)

2其中螺紋中徑：d2=31mm； 螺紋升角：g=arctannP?5.863°； pd2當(dāng)量摩擦角：rn=arctanfn； 當(dāng)量摩擦系數(shù)：fn=fcosa。

2由于螺桿－螺母為鋼－鑄鐵材料，考慮到千斤頂既有穩(wěn)定自鎖，又有上升運(yùn)動(dòng)過(guò)程，故取摩擦系數(shù)f=0.14。又由于采用梯形螺紋，故牙型角a=30°。

聯(lián)立以上各式解得螺桿受到的最大扭矩：

Tmax?97.408N×m

已知小徑：d1=25mm，則由第四強(qiáng)度理論，危險(xiǎn)截面應(yīng)力：

sca=(4Fmax2Tmax2)+3()?74.220MPa 23pd10.2d1 已知45號(hào)鋼屈服強(qiáng)度為355MPa，載荷穩(wěn)定故取許用當(dāng)量應(yīng)

力：

[s]=ss4=88.75MPa

則有：sca<[s]，即已選定螺紋可以達(dá)到強(qiáng)度條件。

3、自鎖性設(shè)計(jì)

千斤頂由于其用途，要求具有自鎖功能。由于自鎖是針對(duì)停止?fàn)顟B(tài)所說(shuō)，故摩擦系數(shù)f可取較大值0.14，由強(qiáng)度設(shè)計(jì)中的計(jì)算結(jié)果，此時(shí)當(dāng)量摩擦角：rn?8.247°大于螺旋升角：g=arctan

nP?5.863°，所以自鎖性條件可以滿足。pd25

4、穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

穩(wěn)定性條件：

Sc=Fcr3[S] Fmax由于千斤頂為傳力螺旋，故取安全系數(shù)［S］=3.5。

由千斤頂結(jié)構(gòu)，螺桿端部結(jié)構(gòu)為一端固定，一自由式支承，長(zhǎng)度 系數(shù)m為2.0。要求最大升距hmax為200mm，由裝配圖測(cè)量得到此 時(shí)從支承螺母中心到千斤頂頂部的等效長(zhǎng)度L為325mm，螺桿的 柔度：

??4?L?104 d1已知使用45號(hào)鋼且不做熱處理，則臨界載荷：

?2EIa?2E?d12Fcr???89.585kN(?L)2(?L)264Sc?3.58?3.5故穩(wěn)定性條件可以滿足。

綜上所述，螺桿選擇Tr36，導(dǎo)程P=10mm即可滿足設(shè)計(jì)條件。

（3）螺母尺寸設(shè)計(jì)

由螺桿中的設(shè)計(jì)，將旋和圈數(shù)Z定為7.75。一般來(lái)說(shuō)螺母只需校核螺紋牙即可，而且由于螺母材料為鑄鐵，強(qiáng)度小于螺桿材料，故只需要校核螺母螺紋牙的剪切強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和抗擠壓強(qiáng)度即可，螺桿上的螺紋牙強(qiáng)度則不用校核。螺母螺紋牙受力如下圖所示：

1、剪切強(qiáng)度校核

剪切強(qiáng)度條件：

t=Fmax￡[t] Zpdb其中旋合圈數(shù)：Z為7.75； 螺紋公稱直徑：d=36mm;螺紋牙根部厚度：b=0.65P=6.5mm。耐磨鑄鐵許用剪切應(yīng)力取為：[t]=40MPa。

代入各項(xiàng)數(shù)據(jù)得上述剪切強(qiáng)度不等式成立，即剪切強(qiáng)度滿足要求。

2、彎曲強(qiáng)度校核

彎曲強(qiáng)度條件：

sb=其中牙高：h=5.5mm；

3Fmaxh￡[sb] 2Zpdb耐磨鑄鐵許用彎曲應(yīng)力取為：[sb]=50MPa。

代入各項(xiàng)數(shù)據(jù)得上述彎曲強(qiáng)度不等式成立，即彎曲強(qiáng)度滿足要求。

3、抗擠壓強(qiáng)度校核

由螺母螺紋牙受力圖可得平均擠壓應(yīng)力：

a2=Fmax?6.023MPa sp=aZpd2hZpd2h/cos2Fmax/cos 已知螺母許用擠壓應(yīng)力：[sp]?1.5[sb]=75MPa，顯然滿足

sp<[sp]的抗擠壓強(qiáng)度準(zhǔn)則。

4、螺母外部尺寸設(shè)計(jì)

由基本結(jié)構(gòu)圖可以看到，螺母的外部形狀可以看作是兩個(gè)半徑不同的同心圓柱連接在一起，這樣設(shè)計(jì)的目的是保證螺母的定位。為了保證千斤頂?shù)恼９ぷ鳎枰O(shè)計(jì)這兩個(gè)圓柱的尺寸以使其在工作中不會(huì)失效。

由前述計(jì)算已知的螺母尺寸為：H=ZP=77.5mm，圓整后高度H=78mm，內(nèi)螺紋大徑D4=37mm。設(shè)螺母外部形狀：小圓柱外徑為D1=60mm，大圓柱外徑為D2及小圓柱的高度為H1未知待求。

為防止大圓柱與千斤頂殼體的接觸面被壓壞，需要滿足：

Fmax

sp=￡[s]p2p(D2-D12)/4

對(duì)耐磨鑄鐵HT200，許用的抗壓應(yīng)力[sp]=設(shè)計(jì)大圓柱外徑為：

1.5sb=100MPa,最后 3D2?80mm

為了防止大圓柱突出部分被剪斷，需要滿足：

t=Fmax￡[t]

pD1(H-H1)對(duì)耐磨鑄鐵許用剪切應(yīng)力為40MPa，最后設(shè)計(jì)小圓柱高度為：

H1=60mm 綜上所述，螺旋千斤頂?shù)穆菁y選為公稱直徑d為T(mén)r36,導(dǎo)程P=10mm。此

時(shí)螺母高度H=78mm，螺母外部小圓柱外徑60mm，高60mm，大圓柱外徑80mm。小圓柱表面與外殼體之間有基軸制配合關(guān)系，故選其公差帶為h7。查標(biāo)準(zhǔn) 得：所選螺紋配合為中等旋合長(zhǎng)度。由于千斤頂為中等精度機(jī)械設(shè)備，故查 標(biāo)準(zhǔn)得內(nèi)螺紋公差帶為6H，外螺紋公差帶為6g。螺母外部小圓柱裝配時(shí)對(duì) 精度要求不高，圓柱度公差取為9。螺母外部小圓柱與內(nèi)部螺孔需要有一定 同軸度以保證千斤頂工作正常，但形位度要求不高，取同軸度公差為9。螺 母外部小圓柱軸線與大圓柱和外殼體的接觸面還有垂直度的要求，也取公差 為9。整個(gè)螺母接觸面都較重要，表面粗糙度Ra值選為3.2，未接觸面Ra 可選為12.5以降低加工成本。

（二）手柄材料及尺寸（1）材料選擇

綜合考慮成本和強(qiáng)度，手柄的材料選用普通未經(jīng)熱處理的45號(hào)鋼。（2）長(zhǎng)度設(shè)計(jì)

由螺桿的強(qiáng)度設(shè)計(jì)可知，手柄需要提供最大97.408Nm的扭矩，則 手柄的有效作用長(zhǎng)度應(yīng)為：

TL=max?488mm

200N在實(shí)際設(shè)計(jì)中，由于手柄還要滿足插入螺桿上部接頭的要求，同時(shí)考慮 到千斤頂本身運(yùn)動(dòng)部件具有摩擦力，因此實(shí)際設(shè)計(jì)長(zhǎng)度還要在此長(zhǎng)度上 加上一部分，最終應(yīng)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為520mm。（3）直徑設(shè)計(jì)

手柄在操作時(shí)會(huì)受到剪力和彎矩的作用，最大操作力為200N,最大扭矩為97.408Nm，則力的分布圖如下所示：

剪力圖

彎矩圖

可見(jiàn)，危險(xiǎn)截面在手柄與螺桿接頭處。手柄的材料選為未經(jīng)熱處理的45號(hào)鋼，設(shè)計(jì)手柄直徑為D，則危險(xiǎn)截面最大剪應(yīng)力：

4200N t=23pD/4 危險(xiǎn)截面最大彎曲正應(yīng)力：

97.408N×m s=30.1D由第四強(qiáng)度理論，要使手柄正常工作，需要滿足條件：

sca=s2+3t2￡[s]

當(dāng)安全系數(shù)為2時(shí)，許用應(yīng)力[s]=600MPa=300MPa,代入第

s2 四強(qiáng)度理論計(jì)算式，并聯(lián)立剪應(yīng)力、切應(yīng)力計(jì)算公式，求得手柄直徑：

D=15mm 綜上所述，手柄長(zhǎng)520mm，直徑15mm。

（三）底座尺寸

千斤頂使用時(shí)的下支承面為木材，許用擠壓應(yīng)力為3MPa，則由抗擊壓強(qiáng)度準(zhǔn)則：

Fsp=max￡[sp]=3MPa

S=其中S為下支承面尺寸，解上述不等式，得S38334mm2，為滿足易于組

sb裝及各方向受力均勻的要求，選擇下支承面為環(huán)形結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑尺寸為100mm可以滿足準(zhǔn)則要求，綜合考慮到千斤頂本身具有的重量、體積和使用時(shí)的穩(wěn)定性，將外徑尺寸設(shè)計(jì)為180mm。

綜上所述，下支承面設(shè)計(jì)為環(huán)形，內(nèi)徑100mm，外徑180mm。

四、主要部件基本尺寸及材料

（1）螺桿螺紋：Tr36′10-6g，45號(hào)鋼；

（2）螺母螺紋：Tr36′10-6H，HT200耐磨鑄鐵；（3）手柄：長(zhǎng)度500mm，直徑15mm，45號(hào)鋼；

（4）底座：外徑180mm，內(nèi)徑100mm，HT200灰鑄鐵。

五、創(chuàng)新性設(shè)計(jì)

（1）手柄加上橡膠手柄球而非普通塑料手柄球，既節(jié)約成本，又易于拆卸，減少千斤頂存放的體積；

（2）為了攜帶方便，給千斤頂外殼加上把手；（3）為提高外殼強(qiáng)度，給外殼加上肋板；

（4）為了使用過(guò)程中省力，在托舉部分和旋轉(zhuǎn)的螺桿間加入推力軸承51105，并在相關(guān)旋轉(zhuǎn)部件處涂潤(rùn)滑油以減小使用阻力；（5）為了增強(qiáng)千斤頂對(duì)托舉點(diǎn)形狀的適應(yīng)能力，將托舉部件頂部由杯狀改成平頂，同時(shí)為了減小對(duì)被托舉物的損害，給托件部分加上橡膠保護(hù)套；（6）在千斤頂?shù)撞吭O(shè)計(jì)成密封用的橡膠蓋，使千斤頂在存放時(shí)，螺旋運(yùn)動(dòng)部件免受灰塵侵?jǐn)_。

第三篇：螺旋千斤頂設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

螺旋千斤頂設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)

千斤頂一般由底座1，螺桿

4、螺母

5、托杯10，手柄7等零件所組成（見(jiàn)圖1—1）。螺桿在固定螺母中旋轉(zhuǎn)，并上下升降，把托杯上的重物舉起或放落。

設(shè)計(jì)時(shí)某些零件的主要尺寸是通過(guò)理論計(jì)算確定的，其它結(jié)構(gòu)尺寸則是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式或制造工藝決定的，必要時(shí)才進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。

設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)是；最大起重量Q（KN）和最大提升高度l（mm）。

螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)步驟如下： 1.螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）螺桿螺紋類型的選擇

螺紋有矩（方）形、梯形與鋸齒形，常用的是梯形螺紋。

梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙形角α=300，梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動(dòng)；它的基本牙形按GB5796.1—86的規(guī)定。

（2）選取螺桿材料

螺桿材料常用Q235、Q275、40、45、55等。（3）確定螺桿直徑

按耐磨性條件確定螺桿中徑d2。求出d2后，按標(biāo)準(zhǔn)選取相應(yīng)公稱直徑d、螺距t及其它尺寸。

（4）自鎖驗(yàn)算 自鎖條件是λ≤φv

式中：λ為螺紋中徑處升角；φv為摩擦角（非矩形螺紋應(yīng)為當(dāng)量摩擦角φv=tg-1fv，為保證自鎖，螺紋中徑處升角至少要比摩擦角小1°。即φv－λ≥l°

（5）結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1—2）

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。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小，其值可查手冊(cè)按退刀槽規(guī)范確定。退刀槽的寬度可取為1.5t。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。為了防止工作時(shí)螺桿從螺母中脫出，在螺桿下端必須安置鋼制擋圈，擋圈用螺釘固定在螺桿端部。

（6）螺桿強(qiáng)度計(jì)算

對(duì)受力較大的螺桿應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論校核螺桿的強(qiáng)度。強(qiáng)度計(jì)算方法參閱教材。

（7）穩(wěn)定性計(jì)算

細(xì)長(zhǎng)的螺桿工作時(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，計(jì)算時(shí)應(yīng)注意正確確定螺桿長(zhǎng)度系數(shù)μ。

當(dāng)螺桿的柔度λs＜40時(shí)，可以不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核。2.螺母設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）選取螺母材料

螺母材料一般可選用青銅，對(duì)于尺寸較大的螺母可采用鋼或鑄鐵制造，其內(nèi)孔澆注青銅或巴氏合金。

（2）確定螺母高度H及螺紋工作圈數(shù)u

H，考慮到螺紋圈數(shù)u越多，t載荷分布越不均，故u不宜大于10，否則應(yīng)改選螺母材料或加大d。螺母高度H=φd2（H應(yīng)圓整為整數(shù)）螺紋工作圈數(shù)u?（3）校核螺紋牙強(qiáng)度

一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，故只校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度。螺母的其它尺寸見(jiàn)圖1—3。必要時(shí)還應(yīng)對(duì)螺母外徑D3進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。

（4）螺母壓入底座上的孔內(nèi)，圓柱接觸面問(wèn)的配合常采用

H8H或8等配合。為了安r7n7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。為了更可靠地防止螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，還應(yīng)裝置緊定螺釘（圖1—1），緊定螺釘直徑常根據(jù)舉重量選取，一般為6～12mm。

3.托杯的設(shè)計(jì)與計(jì)算

托杯用來(lái)承托重物，可用鑄鋼鑄成，也可用Q235鋼模鍛制成，其結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖1-4。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)，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。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，托杯和重物都不作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此在起重時(shí)，托杯底部與螺桿和接觸面間有相對(duì)滑動(dòng)，為了避免過(guò)快磨損，一方面需要潤(rùn)滑，另一方面還需要驗(yàn)算接觸面間的壓力強(qiáng)度。

p?Q22?(D12?D11)4≤[p]

（或1-1）

式中：[p]——許用壓強(qiáng)，應(yīng)取托杯與螺桿材料[p]的小者。4.手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）手柄材料 常用Q235和Q215（2）手柄長(zhǎng)度Lp

板動(dòng)手柄的力矩

F·Lp=T1+T2

則

T?T2

（式1-2）Lp?1F式中：F——加于手柄上一個(gè)工人的臂力，間歇工作時(shí)，約為150～250N，工作時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)為100～150N。

T1——螺旋副間的摩擦阻力矩

T2——托杯與軸端支承面的摩擦力矩

手柄計(jì)算長(zhǎng)度Lp是螺桿中心到人手施力點(diǎn)的距離，考慮螺桿頭部尺寸及工人握手距離，手柄實(shí)際長(zhǎng)D13+（50～150）mm。手柄實(shí)際長(zhǎng)度不2應(yīng)超過(guò)千斤頂，使用時(shí)可在手柄上另加套管。度還應(yīng)加上（3）手柄直徑dp

把手柄看成一個(gè)懸臂梁按彎曲強(qiáng)度確定其直徑dp，按彎曲強(qiáng)度條件，手柄彎曲應(yīng)力

?FF·Lp0.1d3p≤[σ]F

（式1-3）

故

dp≥

Lp·F

（式1-4）

0.1[?]F式中：[σ]F——手柄材料許用彎曲應(yīng)力，當(dāng)手柄材料為Q215和Q235時(shí)，[σ]F=120Mpa（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)（圖1-6），并用螺釘或鉚合固定。

5.底座設(shè)計(jì)

底座材料常用鑄鐵（HT150及HT200）（圖1—7），鑄件的壁厚δ不應(yīng)小于8～12mm，為了增加底座的穩(wěn)定性，底部尺寸應(yīng)大些，因此將其外形制成1∶10的斜度。

圖中

H1=l+（14～28）mm

D6=D3+（5～10）mm HD7=D6+1

5D8=4Q2 ?D3?[?]p式中：[σ]p——底座下枕墊物的許用擠壓應(yīng)力。

第四篇：螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)PB12009032-杜文文

《精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》大作業(yè)

螺旋千斤頂 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)

PB12009032 杜文文

目錄

1.設(shè)計(jì)題目......................................................2 2.設(shè)計(jì)任務(wù)......................................................2 3.設(shè)計(jì)要求......................................................2 4.工作原理及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖............................................3 5.螺桿設(shè)計(jì)......................................................4 6.螺母設(shè)計(jì)......................................................7 7.手柄設(shè)計(jì)......................................................8 8.底座設(shè)計(jì)......................................................9 9.托盤(pán)設(shè)計(jì)......................................................9 10.參考資料.....................................................10

一．設(shè)計(jì)題目

螺旋千斤頂

最大起重量：

Qmax＝10kN，最大升距：

Hmax＝200mm

二．設(shè)計(jì)任務(wù)

1.設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份(10頁(yè)，3000字)。2.裝配圖一張(1號(hào))，主要零件圖。

（螺桿、螺母、支座等）

3.選擇螺旋材料，設(shè)計(jì)螺旋尺寸，校核螺旋自鎖條件、強(qiáng)度和穩(wěn)定性。4.選擇螺母材料，設(shè)計(jì)螺紋圈數(shù)和螺母其它部分尺寸。5.確定手柄的截面尺寸和長(zhǎng)度。6.要求運(yùn)動(dòng)輕便靈活。

7.設(shè)計(jì)其它部分的結(jié)構(gòu)和尺寸。

三．設(shè)計(jì)要求

1.裝配圖

a.視圖符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，裝配關(guān)系正確，結(jié)構(gòu)布置合理，能滿足設(shè)計(jì)要求。

b.正確標(biāo)注裝配尺寸及輪廓尺寸，主要配合尺寸要標(biāo)注配合精度。

c.列出零件明細(xì)表及標(biāo)題欄，提出必要的裝配技術(shù)要求。2.零件圖

a.零件圖表達(dá)完整合理，比例合適，尺寸形狀與裝配圖一致。

b.尺寸標(biāo)注完整合理，標(biāo)注粗糙度、尺寸公差、材料、熱處理和技術(shù)要求等。3.寫(xiě)出設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)(16開(kāi)紙10頁(yè)3000字左右)應(yīng)包括:

a.設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)；

b.結(jié)構(gòu)方案的分析和選擇(結(jié)構(gòu),牙形,材料,強(qiáng)度,失效,安裝,工藝,標(biāo)準(zhǔn)化等)；

c.設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)參考有關(guān)資料按步驟進(jìn)行，寫(xiě)明計(jì)算公式，代入原始數(shù)據(jù)，寫(xiě)出結(jié)果和單位。計(jì)算公式和設(shè)計(jì)參數(shù)標(biāo)明來(lái)源[1],[2]...。d.列出參考資料[1],[2]...。

四．工作原理及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

從圖中可以看出，千斤頂?shù)墓ぷ髟硎牵和ㄟ^(guò)螺桿和螺母組成的螺旋副來(lái)實(shí)現(xiàn)將物體有低處向高處的傳送的，并使托杯中的物體做直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)我們的傳動(dòng)要求。其中，螺母固定，當(dāng)手柄旋動(dòng)的時(shí)候，螺桿通過(guò)與螺母的螺旋副的運(yùn)動(dòng)，螺紋之間產(chǎn)生自鎖，使裝有重物的托杯往上運(yùn)動(dòng)。

從其工作原理中可以看出，這對(duì)螺桿與螺母螺紋的耐磨性、穩(wěn)定性等要求較高，同時(shí)對(duì)底座及其他相應(yīng)材料的強(qiáng)度也有一定的要求。

其機(jī)構(gòu)特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易操作，便宜制造。

五．螺桿設(shè)計(jì)

1.材料選擇

螺桿材料常用Q235、Q275、40、45、55等。這里我選45鋼。

2.螺桿結(jié)構(gòu)選擇

(1)螺旋傳動(dòng)選擇：螺旋傳動(dòng)按其螺旋副的摩擦性質(zhì)不同，分為滑動(dòng)螺旋副，滾動(dòng)螺旋副和靜壓螺旋副?；瑒?dòng)螺旋副結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，易于自鎖，所以螺旋千斤頂選擇滑動(dòng)螺旋副。

(2)滑動(dòng)螺旋采用的螺紋類型有矩形、梯形和鋸齒形。其中以梯形和鋸齒形螺紋應(yīng)用最廣。本設(shè)計(jì)中千斤頂?shù)穆菁y選擇梯形螺紋，并為右旋的方式。因?yàn)槠鋬?nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動(dòng)，對(duì)中性好，并牙根強(qiáng)度高，同時(shí)采用單線螺紋，螺紋的自鎖性也比較高。

3.螺桿尺寸設(shè)計(jì)及校核

（1）按耐磨性計(jì)算螺紋中徑

利用教材表9-1，由螺旋副材料得許用壓強(qiáng)[P]=18～25 Mpa，取為均值18Mpa；螺距為P；螺紋工作高度為h=0.5P;ζ=H/d2;采用整體式螺紋，ζ=1.2-2.5，則取ζ=1.4；而千斤頂載荷10KN，F(xiàn)a=10000N；則：

d2≥FP = ?hζ?p?10000FP =?15.9mm；

0.5?3.14?1.4?18?1060.5Pζ??p?根據(jù)計(jì)算得的錯(cuò)誤！未找到引用源。選擇螺紋及螺桿的尺寸(GB/T 5796.2-2005，GB/T 5796.3-2005，)：

螺距（外螺紋）P=4mm；公稱尺寸d=20mm;中徑錯(cuò)誤！未找到引用源。=18mm;外螺紋小徑d3=15.5mm;查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第五版)12篇第一章螺旋傳動(dòng)，依次計(jì)算得軸的徑向尺寸：

D=32mm;D1=14mm;D2=30mm;

(2)螺桿軸向尺寸設(shè)計(jì)（參考 圖12-1-2）

工作行程為200mm；

則軸向從上依次?。簂1=12mm;h1=26mm;螺母高度H=ζ*d2=25.2mm,取26mm;此時(shí)螺母螺紋圈數(shù)Z=H/P=6.5；

則軸的螺紋部分長(zhǎng)度l2?200+24mm,取230mm； 螺紋退刀槽取2mm；

螺桿軸端螺釘為標(biāo)準(zhǔn)件，取M6?10，(3)螺紋自鎖校核

自鎖條件是???v，式中：?為螺紋升角；?v為螺旋副當(dāng)量摩擦角，?v=arctanfv，當(dāng)螺旋副材料為鋼對(duì)青銅時(shí)取f?0.08～0.10,n=1;fv?1.155f?0.104;

?=arctan(n*P / ?d2)=arctan（1*4/3.14/18）?4.05°

?v=arctan0.104?5.94° <5.94°，所以滿足自鎖條件.?=4.05°

(4)螺桿強(qiáng)度校核

由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版）表12-1-3，螺紋摩擦力矩： 45號(hào)鋼屈服極限??S??355Mpa;

Mt1=1/2*d2*Ftan(?+?V)=0.5×18×10000×tan(4.05°+5.94°)=15853 N·mm； 帶入表12-1-2中式4：

?4F??T? ?ca????d2???3??0.2d3??1??1??對(duì)45號(hào)鋼： 22????故 ?s3~5??s4?355?88.75MPa4

?ca?????88.75Mpa符合強(qiáng)度要求。(5)穩(wěn)定性校核

在正常情況下，螺桿承受的軸向力

?4?10?103??15853??????3?F必須小于臨界載荷Fcr。則螺桿穩(wěn)?3.14??15.5?2??0.2??15.5?3???64.56MPa????定性條件為：

22Ssc? 又臨界載荷可按歐拉公式計(jì)算，即

Fcr?Ss F?2EIa Fsc???L?2d化簡(jiǎn)為：Fac?m32；

L4?d344同時(shí)，m?2mm，取m?2.5?10;64?4Fac?36075N 又螺桿的穩(wěn)定性安全系數(shù)Ss為：2.5-4，則：

Ssc?Fsc36075??3.6?Ss F10000由上式可知，本設(shè)計(jì)滿足螺桿的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)。

六．螺母設(shè)計(jì)

1.螺母材料選擇為鑄錫青銅

則：許用應(yīng)力??b??40～60Mpa，????30～40Mpa； 其擠壓許用應(yīng)力為：????1.4?b??56～84Mppa，取其平均值為70Mpa;拉伸許用應(yīng)力為：????0.832??b??32.28～49.92 Mpa，取其平均值為41.1Mpa。

2.螺母尺寸設(shè)計(jì)：

根據(jù)圖12-1-2：H=26mm；D2=30mm；D3=42mm；b=6mm;內(nèi)螺紋大徑D4=20.5mm；D1=16mm；

3.強(qiáng)度校核

（1）螺紋牙強(qiáng)度校核

梯形螺紋的螺紋牙根部寬度b?0.65P?0.65?4?2.6mm 青銅螺母的????30~40MPa 考慮剪切強(qiáng)度

F10?103????9.19MPa????，所以滿足條件 ?3?3?D4bZ3.14?20.5?10?2.6?10?6.5

（2）螺母凸緣拉伸強(qiáng)度校核 拉伸應(yīng)力： ?? 1.2F??D422?d2??1.2?10000??(30?104?32)?(20?10?3)2??30.56Mpa????，滿足條件

螺母凸緣與底座接觸表面的擠壓強(qiáng)度：

?p?F?4?2(D3?D2)2???42?10410?103?32???30?10???32?14.7MPa??p??，滿足條件；

七．手柄設(shè)計(jì)

1.手柄材料

由于螺旋千斤頂是手動(dòng)產(chǎn)生力矩，普通碳素鋼即可滿足強(qiáng)度要求，這里手柄材料選擇Q235,許用彎曲應(yīng)力????120Mpa； 2.由前面知道，驅(qū)動(dòng)螺旋運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力矩

T1=Mt1=1/2*d2*Ftan(?+?V)=0.5×18×10000×tan(4.05°+5.94°)=15853 N·mm； 同時(shí)考慮托杯與螺桿間的摩擦力矩

1D3?D1；其中f取0.1-0.12； T2?F?f?223D?D11323?1433?12087N?mm 則T2??10?10?0.1?2332?1423而通常人手施加的力Fb取100N；

故手柄長(zhǎng)度L?(T1?T2)?Fb?(15853?12087)?100?279.4mm，取280mm； 3.手柄直徑設(shè)計(jì) 考慮手柄彎曲應(yīng)力：

?a?T?Wa??a32TT????（材料力學(xué)第6章）3132?d132?27940d1?3?3??120?106?13.3mm，取15mm； 4.鎖定手柄的球狀螺釘

為方便手持，球直徑取25mm，螺釘M4?8;;八．底座設(shè)計(jì)

1.材料

底座需要較好的抗壓強(qiáng)度，選用灰口鑄鐵即可 2.尺寸設(shè)計(jì)

由于該千斤頂為最大起重10KN，壁厚?一般取8-10mm，取10mm； 斜度取1:10；底座下底D5取80mm；則各部分尺寸可以計(jì)算得到：

D4?1.4D5?98mm，取112mm

螺母凸緣直徑D3=42mm;底座上底寬度取60mm則底座高度 底座厚度S?(1.5?2)??15mm;

Hd??D5?D3??斜度?S?H?b?(80?60)?10?15?26?6?235mm；

九．托盤(pán)設(shè)計(jì)

1.材料

托盤(pán)相對(duì)比較薄，需要承受較大的彎曲應(yīng)力及壓應(yīng)力，且與載重接觸面間摩擦很大，需要有較低缺口靈敏性，因此選擇鑄鋼ZG230-450；

2.尺寸

由前面的參數(shù)的托盤(pán)參數(shù)：

厚度?1取8mm；D1=14mm；h=D=32mm；底面直徑Df=螺桿D直徑除去倒角，取30mm；

為了增加穩(wěn)定性，斜度取1:4，則支撐面直徑DW?Df?2?h?1;4?46mm在工作面上開(kāi)槽減少加工面大小：槽數(shù)取4；寬度取10mm；

參考資料

1.《精密機(jī)械設(shè)計(jì)》.龐振基、黃其圣.機(jī)械工業(yè)出版社 2.《Mechanics of materials fifth eddition》R.C.HIBBELER.3.《工程材料及成型技術(shù)》.林建榕.高等教育出版社.4.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版）》第3卷.5.《金屬工藝學(xué)》.鄧文英.郭曉鵬.

第五篇：螺旋千斤頂產(chǎn)品設(shè)計(jì)書(shū)

課程產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

項(xiàng) 目 名 稱： 螺旋千斤頂

小 組 成 員：胡天陽(yáng)*** 李雪峰*** 耿杰*** 專 業(yè) 班 級(jí)： 13機(jī)械（4）指 導(dǎo) 教 師： 楊清艷

目錄

第一章緒論..............................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。第二章市場(chǎng)分析及調(diào)查............................................................................2 第三章模擬仿真概述................................................................................3 3.1模擬仿真的概念............................................................................3 3.2模擬仿真在機(jī)械教學(xué)中的影響....................................................4 第四章螺旋千斤頂具體零件設(shè)計(jì)............................................................7 4.1 SolidWorks模擬仿真基本概述.................................................7 4.2螺旋千斤頂?shù)慕M成.......................................................................8 第五章 螺旋千斤頂?shù)娜S模型............................................................10

5.1 螺旋千斤頂零件圖......................................................................10

5.2 螺旋千斤頂?shù)难b配圖..................................................................13 第六章設(shè)計(jì)小結(jié)......................................................................................15 參考文獻(xiàn)...................................................................................................16

第一章 緒論

SolidWorks有全面的零件實(shí)體建模功能，變量化的草圖輪廓繪制，驅(qū)動(dòng)參數(shù)改變特征的大小和位臵，豐富的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口使SolidWorks可以將幾乎所有的機(jī)械CAD 軟件集成到現(xiàn)在的設(shè)計(jì)環(huán)境中來(lái)，在SolidWorks的模擬功能中，不僅可以做機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，模擬機(jī)構(gòu)的運(yùn)行過(guò)程，還可同時(shí)將運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行演示，但是這種演示只能在SolidWorks中進(jìn)行觀看，但在新版本的SolidWorks中，結(jié)合使用模擬功能和運(yùn)用插件Animator制作動(dòng)畫(huà)，可以真實(shí)地反映機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，并把這個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程制成avi格式的動(dòng)畫(huà)文件，用于諸多播放器中隨時(shí)、隨地地進(jìn)行演示。

SoildWorks為實(shí)現(xiàn)用戶可以更加快捷方便的使用模擬仿真功能，從而進(jìn)行幾次開(kāi)發(fā)，SolidWorks 的開(kāi)發(fā)通常是利用SolidWorks 公司提供的功能齊全的API 函數(shù)庫(kù)，使用Visual C ++ 或者Visual Basic 語(yǔ)言設(shè)計(jì)完成的。這樣的工作對(duì)于軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，而一旦二次開(kāi)發(fā)軟件交付用戶使用，理解和修改代碼的工作對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)將變得十分困難。下面的討論就是基于用戶只具有基本的計(jì)算機(jī)操作能力，沒(méi)有軟件開(kāi)發(fā)能力的前提之下，如何繞開(kāi)代碼修改，仍能夠?qū)Χ伍_(kāi)發(fā)軟件進(jìn)行補(bǔ)充和升級(jí)的四種方法，以滿足企業(yè)創(chuàng)新和發(fā)展的需要。

第二章 市場(chǎng)分析及調(diào)查

又稱機(jī)械千斤頂，是由人力通過(guò)螺旋副傳動(dòng)，螺桿或螺母套筒作為頂舉件。普通螺旋千斤頂靠螺紋自鎖作用支持重物，構(gòu)造簡(jiǎn)單，但傳動(dòng)效率低，返程慢。自降螺旋千斤頂?shù)穆菁y無(wú)自鎖作用，裝有制動(dòng)器。放松制動(dòng)器，重物即可自行快速下降，縮短返程時(shí)間，但這種千斤頂構(gòu)造較復(fù)雜。螺旋千斤頂能長(zhǎng)期支持重物，最大起重量已達(dá)100噸，應(yīng)用較廣。下部裝上水平螺桿后，還能使重物作小距離橫移。機(jī)械千斤頂是手動(dòng)起重工具種類之一，其結(jié)構(gòu)緊湊，合理的利用搖桿的擺動(dòng)，使小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)一對(duì)圓錐齒輪合運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)升降套筒，從而重物上升或下降。

目前市場(chǎng)上多用螺旋千斤頂，其可以節(jié)約成本，使用簡(jiǎn)單方便，應(yīng)用范圍廣。螺旋千斤頂?shù)慕］^為簡(jiǎn)單，因此選用螺旋千斤頂作為本次課程設(shè)計(jì)的課題。

第三章 模擬仿真概述

3.1模擬仿真的概念

模擬仿真就是用模型（物理模型或數(shù)學(xué)模型）來(lái)模仿實(shí)際系統(tǒng)，代替實(shí)際系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究。事實(shí)上，習(xí)慣定義的模擬仿真，即用模型來(lái)模仿實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究，從來(lái)就是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的常用技術(shù)手段。計(jì)算機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真作為計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的一個(gè)重要分支，可以歸入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)VR(Virtual Reality)的范疇，它匯集了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、實(shí)時(shí)計(jì)算技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。作為一門(mén)新興的高技術(shù)，己經(jīng)成為工程技術(shù)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)應(yīng)用的重要方向。

3.2模擬仿真在機(jī)械教學(xué)中的影響

傳統(tǒng)的機(jī)械類課程休系一般采用二維設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)，所存在的主要問(wèn)題如下:

（1）傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)僅僅用于設(shè)計(jì)工程圖，無(wú)法滿足后續(xù)CAE/CAM/PDM等課程的信息需求。

（2）以二維設(shè)計(jì)為主線展開(kāi)教學(xué)，耗時(shí)過(guò)大，又不便于掌握和理解。

（3）課程體系松散，沒(méi)有考慮課程之間的相互關(guān)系，無(wú)法形成產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造整個(gè)生命周期的信息鏈條。

（4）傳授的知識(shí)陳舊，無(wú)法體系現(xiàn)代制造技術(shù)的特點(diǎn)，因而也無(wú)法滿足用人單位的需要。

（5）設(shè)計(jì)、制圖、修改工作大，使學(xué)生無(wú)法把主要經(jīng)歷放在創(chuàng)新設(shè)計(jì)上。因而也不利于學(xué)生綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

工程制圖教學(xué)改革:在工程制圖課程教學(xué)中，大幅度增加三維設(shè)計(jì)的內(nèi)容，改變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)以二維-三維-二維的傳統(tǒng)教學(xué)模式，運(yùn)用Solidworks系統(tǒng)進(jìn)行二維實(shí)體設(shè)計(jì)技術(shù)，采用新的三維-二維-三維的教學(xué)新模式。

機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)改革：把Solidworks引入到這些課程的教學(xué)中可以極大地提高學(xué)牛的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)的積極性，也為應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)奠定了素質(zhì)基礎(chǔ)。Solidworks軟件不僅可以進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、還可以進(jìn)行裝配、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。

課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革:引入Solidworks后，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性提高了，最后設(shè)計(jì)的作品還可以進(jìn)行裝配體的爆炸動(dòng)畫(huà)以及裝配動(dòng)畫(huà)，設(shè)計(jì)的效果很快就可以進(jìn)行評(píng)價(jià)，一個(gè)成功的設(shè)計(jì)使學(xué)生的學(xué)習(xí)很有成就感，進(jìn)一步加強(qiáng)了付專業(yè)的認(rèn)識(shí)。

數(shù)控技術(shù)教學(xué)改革:Solidworks軟件也充分體現(xiàn)了現(xiàn)代制造工程的特點(diǎn)。它 提供了無(wú)縫集成的CAMWorks擂件數(shù)控加工環(huán)境，該環(huán)境提供數(shù)控車(chē)、數(shù)控銑、數(shù)控線切割、加工中心的編程等內(nèi)容，基本可以滿足現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)的需求。

畢業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用:畢業(yè)設(shè)汁是大學(xué)生最后的一個(gè)集中性學(xué)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)中我們大量地引人了Solidworks軟件的應(yīng)用。比如，注塑模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程都可以在Solidwork環(huán)境下進(jìn)行。設(shè)計(jì)流程圖為：產(chǎn)品模型—模具分?！⑺芊治觥＞哐b配—模具加工。

綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng):在技術(shù)進(jìn)步的大背景下，產(chǎn)品的制造和加工工藝越來(lái)越精細(xì)，產(chǎn)品的成品品質(zhì)越來(lái)越精致、優(yōu)良。表現(xiàn)在產(chǎn)品的性能特征方面是產(chǎn)品的功能日益強(qiáng)大化，產(chǎn)品的形態(tài)特征上表現(xiàn)為品種的多樣化，在操作、控制上越來(lái)越簡(jiǎn)單方便化。

第四章 螺旋千斤頂具體零件設(shè)計(jì)

4.1 SolidWorks模擬仿真基本概述

SolidWorks是世界上第一款完全基于Windows的3D CAD軟件 ,自1995年問(wèn)世以來(lái) ,以其優(yōu)異的三維設(shè)計(jì)功能 ,操作簡(jiǎn)單等一系列的優(yōu)點(diǎn) ,極大地提高了設(shè)計(jì)效率 ,在與同類軟件的激烈競(jìng)爭(zhēng)中已經(jīng)確立了它的市場(chǎng)地位 ,已經(jīng)成為三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的標(biāo)準(zhǔn)。利用SolidWorks不僅可以生成二維工程圖，而且可以生成三維零件，用戶可以利用這些三維零件來(lái)建立二維工程圖及三維裝配體。SolidWorks采用雙向關(guān)聯(lián)尺寸驅(qū)動(dòng)機(jī)制，設(shè)計(jì)者可以指定尺寸和各實(shí)體間的幾何關(guān)系，改變尺寸會(huì)改變零件的尺寸與形狀，并保留設(shè)計(jì)意圖。

Solidworks用戶界面非常人性化,便于操作。在Solidworks的標(biāo)準(zhǔn)菜單中包含了各種用于創(chuàng)建零件特征和基準(zhǔn)特征的命令。其中基礎(chǔ)實(shí)體特征主要有拉伸凸臺(tái)基體、旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)Π基體等。在基礎(chǔ)實(shí)體特征上可添加圓角、倒角、肋、抽殼、拔模及異型孔、線性陣列、圓角陣列、鏡像等放臵特征,這些特征的創(chuàng)建對(duì)于實(shí)體造型的完整性非常重要。在處理復(fù)雜的幾何形狀時(shí)還需要其他高級(jí)特征選項(xiàng),包括掃描、放樣凸臺(tái)Π基體及參考幾何體中基準(zhǔn)軸、基準(zhǔn)面這些定位特征等。通過(guò)以上特征造型技術(shù)在Solidwork中能設(shè)計(jì)出需要的實(shí)體特征。

4.2螺旋千斤頂?shù)慕M成

我們根據(jù)螺旋千斤頂?shù)膶?shí)物進(jìn)行了一系列的測(cè)繪，然后根據(jù)其實(shí)際尺寸，進(jìn)行了三維立體建模，使用了SolidWorks軟件。

該圖是螺旋千斤頂?shù)娜S建模的裝配圖

螺旋千斤頂由底座，頂墊，鉸杠，螺釘，螺套，螺旋桿組成。

該圖是我們測(cè)繪的螺旋千斤頂實(shí)物圖

第五章 螺旋千斤頂?shù)娜S模型

5.1 螺旋千斤頂零件圖

頂墊

底座

鉸杠

螺釘

螺套

螺旋桿

以上就是該螺旋千斤頂?shù)牟考?gòu)成，該圖全都是由SolidWorks作圖繪制而成。

5.2 螺旋千斤頂?shù)难b配圖

螺旋千斤頂裝配圖

該圖即為螺旋千斤頂裝配圖，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，我們?cè)诖嘶A(chǔ)上，進(jìn)行了實(shí)物運(yùn)動(dòng)仿真。

螺旋千斤頂?shù)难b配過(guò)程：

（1）單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的“新建”工具，單擊（裝配體），新建一個(gè)裝配體文件。

（2）單擊（插入零部件），瀏覽要打開(kāi)的文件，點(diǎn)擊確定）。

（3）插入千斤頂?shù)闹鞲闪慵菪龡U，然后插入頂墊，用移動(dòng)零件，單擊（配合），在配合列表中選擇“同心軸”，“配合選擇”中選擇螺旋桿和頂墊的大小相等的圓周，單擊（確定）。

（4）再插入螺套，用移動(dòng)零件，單擊（配合），在配合列表中“”選擇“同心軸”，”配合選擇”中選擇螺旋桿和螺套的大小相等的圓周，點(diǎn)擊高級(jí)配合，在菜單中選擇齒輪，讓螺旋桿和螺套的螺紋進(jìn)行嚙合，單擊（確定）。

（5）再插入底座，用移動(dòng)零件，單擊（配合），在配合列表中選擇“同心軸”和“重合”，“配合選擇”中選擇螺套和底座的大小相等的圓周和上表面，單擊（確定）。

（6）最后插入絞杠，用移動(dòng)零件，單擊（配合），在配合列表中選擇“重合”，“配合選擇”中選擇螺旋桿和絞杠，使螺旋桿上的圓的圓心和絞杠的軸線相重合，單擊（確定）。

（7）生成裝配列表。

（8）配合完畢，生成千斤頂?shù)难b配體。

第六章 設(shè)計(jì)小結(jié)

在整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，通過(guò)對(duì)SolidWorks軟件知識(shí)的學(xué)習(xí)，我了解到了Solidworks的基本原理和具體運(yùn)用方法。并且能夠運(yùn)用SolidWorks軟件對(duì)各種零件進(jìn)行三維實(shí)體建模，掌握了利用插件對(duì)裝配體進(jìn)行動(dòng)畫(huà)演示。在本文中我利用SolidWorks軟件對(duì)千斤頂進(jìn)行了三維造型設(shè)計(jì)，并利用軟件完成了對(duì)千斤頂?shù)娜S實(shí)體設(shè)計(jì)和動(dòng)畫(huà)演示制作，但還有很多不理解的地方需要更加努力學(xué)習(xí)。

另外在本次設(shè)計(jì)中，我們培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)精神，團(tuán)隊(duì)分工明確，任務(wù)分配合理，共同學(xué)習(xí)共同進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

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