【文章內(nèi)容簡介】 剪式千斤頂?shù)木唧w設計剪式千斤頂主要從四個方面進行具體設計：包括螺桿的設計與計算、螺母的設計與計算、承重臺的設計與計算、底座的設計。（1） 螺桿的設計與計算依照我們現(xiàn)有的普通機械千斤頂?shù)穆輻U結(jié)構(gòu)形式，本篇論文中的千斤頂螺桿設計依然采用的是梯型螺紋的螺桿。作為常見螺桿結(jié)構(gòu)的一種，梯型螺紋的螺桿相對于其它牙型的螺紋具有工藝性好、牙根強度高、對中性好的特點，該螺桿的材質(zhì)選用普通碳鋼45鋼加表面發(fā)黑的處理方式。（2）螺母的設計與計算由于我們使用剪式千斤頂?shù)臅r候是通過螺桿和螺母的螺旋傳動，上提整個支撐臂運動從而達到將物體舉升的目的，所以我們需要對螺母螺紋牙的強度進行計算校核，判斷其在工作過程中保持穩(wěn)定的條件。（3）承重臺的設計與計算該承重臺安裝于整個剪式千斤頂?shù)捻敹松?，將兩根上支撐臂和兩根頂部銷軸連接起來，它的作用在于當我們用手搖動手柄時，螺桿和螺母在螺旋傳動的作用下轉(zhuǎn)動到限位套與左右螺母相接觸的時候，此時承重臺已經(jīng)達到最高點，且將物體舉升起來離開地面，我們需要對承重臺與物體之間的接觸面的壓力強度進行計算校核，判斷其在使用過程中能否保證安全。（4）底座的設計底座支撐著整個剪式千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)，它將兩根下支撐臂和兩根底部銷軸連接起來，我們需要考慮其尺寸、質(zhì)量、材質(zhì)的強度等等因素，既要讓它的結(jié)構(gòu)輕便，尺寸合適，也要讓其使用起來安全系數(shù)高，并結(jié)合人機工程學的基本原理，讓整個剪式千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)使用起來更加人性化合理化。 螺桿的設計與計算本設計中整個剪式千斤頂?shù)呐e升和下降的動力來源是通過螺桿與螺母的螺旋傳動來實現(xiàn)的，而螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的。它將螺桿的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)槁菽傅闹本€運動，并且傳遞了動力。螺旋傳動具有結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)動均勻、精確平穩(wěn)、易于自鎖等優(yōu)點，在機械行業(yè)中應用十分廣泛。（1）螺桿與螺母螺旋傳動方式本設計中的螺旋傳動運動方式和我們?nèi)粘３Ｒ姷慕z桿傳動方式基本一致，它通過轉(zhuǎn)動螺桿，使得螺母做直線運動，這種螺旋傳動運動方式占用空間小，易于自鎖、通常使用長行程螺桿。螺桿兩端的左螺母和右螺母使得整個傳動結(jié)構(gòu)更加精確穩(wěn)定。 (d) 螺旋傳動方式該螺旋傳動方式以傳遞動力為主，通過螺桿的轉(zhuǎn)動直接帶動左右兩個螺母的直線移動，而千斤頂?shù)纳现伪酆拖轮伪凼峭ㄟ^左右兩個螺母連接起來的，因此左右螺母的直線移動便使的動力傳遞給了上下支撐臂，從而實現(xiàn)整個千斤頂?shù)呐e升和下降。本設計中的螺旋傳動要求以較小的轉(zhuǎn)動力矩產(chǎn)生較大的軸向推動力，且一般為間歇性運動，工作速度相對較低，通常要求具有自鎖功能。本設計中的剪式千斤頂就是運用了傳力螺旋這種螺旋傳動運動方式。（2）螺桿與螺母螺旋傳動的結(jié)構(gòu)按螺旋傳動的結(jié)構(gòu)不同，可分為滾動螺旋傳動、靜壓螺旋傳動和滑動螺旋傳動三種滾動螺旋傳動的優(yōu)點是運動阻力小，傳動效率高；轉(zhuǎn)動穩(wěn)定，定位精度高；缺點是結(jié)構(gòu)復雜，生產(chǎn)加工成本高；抗沖擊能力差。通常應用于機床、汽車、拖拉機、航空軍工等制造業(yè)。靜壓螺旋傳動的特點是螺桿與螺母被油膜隔開，不直接接觸。其優(yōu)點是具有摩擦阻力小，傳動效率高；定位精度高，軸向剛力大；磨損小，壽命長等方面。其缺點為結(jié)構(gòu)復雜，且需要一套壓力穩(wěn)定的供油系統(tǒng)。通常應用于精密機床的進給、分度機構(gòu)的傳動螺旋?；瑒勇菪齻鲃悠涮攸c是結(jié)構(gòu)簡單緊湊，生產(chǎn)加工方便，成本低廉。且容易實現(xiàn)自鎖功能。缺點在于低速運動時摩擦阻力大，傳動效率低?；瑒勇菪齻鲃拥穆菁y通常有側(cè)向間隙，反向轉(zhuǎn)動時有空行程；磨損較大。圖 矩形螺紋滑動螺旋傳動，按牙型的不同可分為矩形螺紋，梯形螺紋，鋸齒型螺紋。矩形螺紋牙型為正方形，牙型角其傳動效率比其他螺紋要高，但牙根強度低，螺旋副磨損后，間隙難修復和補償，傳動精度降低。圖 梯形螺紋梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙型角。內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動。與矩形螺紋相比，傳動效率略低，但工藝性好，牙根強度高、對中性好。如用剖分螺母，還可以調(diào)整傳動間隙。圖 鋸齒型螺紋鋸齒型螺紋為不等腰梯形螺紋，工作面的牙側(cè)角為，非工作面的牙側(cè)角為。外螺紋旋合后，大徑處無間隙，便于對中。這種螺紋兼有矩形螺紋傳動效率高、梯形螺紋牙根強度高的特點，但只能用于單向螺紋連接或螺旋傳動中。 本設計中剪式千斤頂螺旋傳動運動方式采用梯形螺紋傳動方式。（3）剪式千斤頂?shù)氖芰Ψ治鲆阎羰角Ы镯旐斏淖畲蟪休d力F=18000N,承重臺升降最小高度為110mm，最大高度為400mm,即最大舉升高度范圍為400110=290mm. 升降尺寸示意圖如下所示： 剪式千斤頂升降尺寸示意圖在設計計算螺桿之前，我們需要對剪式千斤頂?shù)恼麄€機構(gòu)的受力做一個系統(tǒng)的分析計算，C點相當于承重臺，被舉升物給支撐點C施加了一個重力G，兩個上支撐臂受到舉升物重力的作用產(chǎn)生了兩個壓力，分別是T1和T2，相應的根據(jù)作用力與反作用的關(guān)系，兩個上支撐臂對支撐點C也形成了兩個反作用力為T1’和T2’，反作用力T1’和T2’與重力G互相達到力的平衡。與此同時當螺桿隨著使用者的連續(xù)轉(zhuǎn)動，上支撐臂受到左螺母向左運動作用產(chǎn)生了一個壓力T3，同理下支撐臂受到左螺母向左運動作用產(chǎn)生了一個壓力T4，同樣依據(jù)作用力與反作用的關(guān)系，上支撐臂和下支撐臂對左螺母也形成了兩個反作用力T3’和T4’，左螺母在轉(zhuǎn)動過程中也受到了一個水平拉力載荷F，因此反作用力T3’和T4’與拉力F也形成了力的平衡。 剪式千斤頂受力分析示意圖我們可以根據(jù)理論力學的知識分析計算整個剪式千斤頂?shù)氖芰η闆r，其中α為螺桿與下支撐臂的夾角（0176。≤α≤90176。），得到計算關(guān)系式：T=T1=T2=T3=T4=T1’=T2’=T3’=T4’T=G2sinαF=Gtanα式中，T 上支撐臂受到的壓力，N； F螺桿受到的拉力，N。由關(guān)系式可知：當重力G大小一定時，上支撐臂受到的壓力T隨著α的增大而減小，螺桿受到的拉力F也隨著α的增大而減小。我們在設計計算的時候，取螺桿與下支撐臂的夾角α為70176。，以這個角度設計計算的上下支撐臂、螺桿和銷軸的橫截面的尺寸比較合適。然而在實際操作剪式千斤頂?shù)臅r候，它的最初舉升位置是在夾角α為40176。的時候開始承重的，從上面的計算關(guān)系式可以看出，隨著將重物頂升的過程中夾角α會逐漸增大，作用于千斤頂上各個構(gòu)件的作用力也逐漸減小，使用者的搖動手柄操作力也在逐漸減小。已知本設計中剪式千斤頂?shù)淖畲蟪休d力為18000N，考慮到使用剪式千斤頂?shù)陌踩院涂煽啃裕@里我們增加區(qū)域安全系數(shù)K，~，我們這里取K=重力載荷G=18000=21600N支撐臂壓力T=21600/（2sin 70176。）=11493N螺桿拉力F=21600/tan 70176。=7862N（4）螺桿的設計計算