【正文】
/ ? (29) 對鋸齒形螺紋, Ph ? ,則 ? ?pFd ?/ ? (210) 248。min) 許用壓強(qiáng) /MPa 鋼對青銅 低速 6~12 15 18~25 11~18 7~10 1~2 鋼 耐磨鑄鐵 6~12 6~8 10 鋼 灰鑄鐵 6~12 13~18 4~7 鋼 鋼 低速 ~13 淬火鋼 青銅 6~12 10~13 注: 248。); d2 為螺紋中徑 (mm); P 為螺距 (mm); h 為螺紋工作高度 (mm),矩形與梯形螺紋的工作高度 h=,鋸齒形螺紋高度 h=。材料需經(jīng)熱處理 螺母 ZcuSn10P1 ZcuSn5Pb5Zn5 一般傳動 ZcuAL10Fe3 ZcuZn25AL6Fe3Mn 重載、低速傳動。材料不熱處理 40Gr 65Mn 20GrMnTi 重載、較高速。螺桿與螺母常用材料見表 21。 傳動用螺桿的螺紋一般采用右旋結(jié)構(gòu),只有在特殊情況下,采用左旋螺紋。對于經(jīng)常雙向傳動的傳導(dǎo)螺旋,為了消除軸向間隙并補(bǔ)償旋合螺紋的磨損,通常采用組合螺母或剖分螺母結(jié)構(gòu)。 螺母結(jié)構(gòu)有整體螺母、組合螺母和剖分螺母等形式。螺旋傳動的工作剛度與精度等和支承結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系,當(dāng)螺桿短而粗且垂直布置時,如起重及加壓裝置的傳力螺旋,可以采用螺母本身作為支承的結(jié)構(gòu)。因此,通常根據(jù)螺旋副的耐磨性條件,計算螺桿中徑及螺母高度,并參照螺紋標(biāo)準(zhǔn)確定螺旋的主要參數(shù)和尺寸,然后再對可能發(fā)生的其他失效逐一進(jìn)行校核。 8 滑動螺旋傳動的設(shè)計 滑動螺旋傳動工作時,螺桿和螺母主要承受轉(zhuǎn)矩和軸 向載荷(拉力或壓力)的作用,同時在螺桿和螺母的旋合螺紋間有較大的相對滑動。 如螺桿的轉(zhuǎn)速為n( r/min),則螺母移動速度 v( mm/s)為 60/SnV? ( 22) 2. 差動螺旋機(jī)構(gòu)與復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu) 7 圖 24 差動螺旋機(jī)構(gòu) 圖 24 中的螺旋機(jī)構(gòu)中,螺桿 1 上有 A、 B 兩段螺旋, A 段螺旋導(dǎo)程為 SA( mm), B段螺旋導(dǎo)程為 SB( mm),兩者旋向相同,則當(dāng)螺桿轉(zhuǎn) Ψ 角( rad)時,螺母軸向移動的位移 L( mm)為 ?? 2/)( BA SSL ?? ( 23) 如螺桿的轉(zhuǎn)速為n( r/min),則螺母移動速度 v( mm/s)為 60/)( nSSV BA ?? ( 24) 由圖 24 可知:當(dāng) A、 B 兩螺旋的導(dǎo)程 SA、 SB 接近時,螺母可得到微小位移,這種螺旋機(jī)構(gòu)稱為差動螺旋機(jī)構(gòu)(又稱微動螺旋 機(jī)構(gòu)),常用于分度機(jī)構(gòu)、測微機(jī)構(gòu)等。對 于傳力螺旋還應(yīng)校核螺桿危險截面的強(qiáng)度;對于青銅或鑄鐵螺母以及承受重載的調(diào)整螺旋應(yīng)校核其自鎖性;對于精度傳動螺旋應(yīng)該校核螺桿的剛度;對于受壓螺桿,當(dāng)其長徑比很大時,應(yīng)校核其穩(wěn)定性;對于高速長螺桿,應(yīng)校核其臨界轉(zhuǎn)速;要求自鎖時,多采用單線螺紋,要求高效時,多采用多線螺紋。 滑動螺旋副工作時,主要承受轉(zhuǎn)矩和軸向拉力(或壓力)的作用,由于螺桿和螺母的旋合螺紋間存在著較大的相對滑動,因此,其主要失效形式是螺紋牙破損。應(yīng)用于精密機(jī)床的進(jìn)給、分度機(jī)構(gòu)的傳動螺旋。具有摩擦阻力小,傳動效率高(達(dá) 99%);螺母的結(jié)構(gòu)復(fù)雜;運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),無爬行 現(xiàn)象;傳動具有可逆性(不需要時應(yīng)加設(shè)防逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu));反向時無空行程,定位精度高,軸向剛力大;磨損小,壽命長等優(yōu)點。特點:流動性好,效率高,經(jīng)向尺寸小。 6 滾動螺旋傳動應(yīng)用于機(jī)床、汽車、拖拉機(jī)、航空軍工等制造業(yè)。應(yīng)用于精密和數(shù)控機(jī)床、測試機(jī)械、儀器的傳 動和調(diào)整螺旋,車輛、飛機(jī)上的傳動螺旋。 滾動螺旋也稱滾珠絲杠,其特點是摩擦阻力小,傳動效率高( 90%以上);運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),低速時不爬行,啟動時無抖動;螺旋副經(jīng)調(diào)整和預(yù)緊可實現(xiàn)高精度定位精度和重復(fù)定位精度;傳動具有可逆性,如果運(yùn)用于禁止逆轉(zhuǎn)的場合,需要加設(shè)防逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);不易摩擦,使用壽命長。缺點在于當(dāng)?shù)退龠M(jìn)行運(yùn)動 微調(diào)時可能出現(xiàn)爬行現(xiàn)象;摩擦阻力大,傳動效率低(一般為 30%~50%);螺紋間有側(cè)向間隙,反向時有空行程;磨損較大。 圖 21 螺旋千斤頂 圖 22 螺旋壓力機(jī) 5 圖 23 傳導(dǎo)螺旋 按照螺旋副摩擦性質(zhì)的不同,螺旋傳動又可分為滑動摩擦螺旋傳動(簡稱滑動螺旋)、滾動摩擦螺旋傳動(簡稱滾動螺旋)和靜壓滑動螺旋傳動(簡稱靜壓螺旋)。傳導(dǎo)螺旋以傳遞運(yùn)動為主,這類螺旋常在較長的時間內(nèi)連續(xù)工作且工 作速度較高,傳動精度要求較高,如圖 23 所示的機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的螺旋。 按照用途不同,螺旋傳動分為傳力螺旋、傳導(dǎo)螺旋和調(diào)整螺旋三種類型。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動,同時傳遞運(yùn)動和動力。通過查閱大量文獻(xiàn)資料,設(shè)計和繪制千斤頂各部件零件圖 。 主要研究內(nèi)容 對螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計計算及強(qiáng)度校核,了解千斤頂?shù)墓ぷ髟恚Y(jié)構(gòu),特點,用 pro/e軟件畫出生成零件,并裝配制作仿真動畫,導(dǎo)出工程圖。當(dāng)升降套筒上出現(xiàn)紅色警戒線時應(yīng)該立即停止搬動手柄。 調(diào)整搖桿上的撐牙方法,先用手直接按順時針方向轉(zhuǎn)動搖桿,使升降套筒快速上升頂重物。 使用原理 機(jī)械千斤頂是手動起重工具種類之一,其結(jié)構(gòu)緊湊,合理的利用搖桿的擺動,使小齒輪轉(zhuǎn)動,經(jīng)一對圓錐齒輪合運(yùn)轉(zhuǎn),帶動螺桿旋轉(zhuǎn),推動升降套筒,從而重物上升或下降。隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展,汽車對千斤頂?shù)囊笠苍絹碓礁撸煌瑫r隨著市場競爭的加劇,用戶要求的不斷的變化,將迫使千斤頂?shù)脑O(shè)計質(zhì)量要不斷提高,以適應(yīng)用戶的需求。但是經(jīng)過我們重新對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計改造,在外觀美觀、使用方便、承載量打、壽命長等方面都已經(jīng)超過 國外同類的產(chǎn)品并迅速打入歐美市場。另外一種名為 Tcuck Jack 的便攜式液壓千斤頂則可以用于對已斷裂的貨車轉(zhuǎn)向彈簧進(jìn)行快速的現(xiàn)場維修,并能完全由轉(zhuǎn)向架側(cè)架支撐住。充氣千斤頂由保加利亞一汽車運(yùn)輸研究所發(fā)明的,它由彈性的而又非常堅固的橡膠制成的。后來隨著社會需求量的加大以及千斤頂本身技術(shù)的發(fā)展,在 90 年代初,國外大部分用戶用臥室千斤頂取代了立式千斤頂。 2 其意義在于: 1) 要求熟悉螺旋傳動的工作原理,掌握螺旋傳動的設(shè)計過程和方法,培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計能力,初 步額機(jī)械設(shè)計的一般程序; 2) 要求學(xué)會綜合運(yùn)用所學(xué)知識 ,培養(yǎng)獨(dú)立解決工程的問題的能力; 3) 培養(yǎng)查閱機(jī)械設(shè)計零件手冊及有關(guān)技術(shù)資料,能正確使用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范能力。本次通過研究學(xué)習(xí)機(jī)械原理,設(shè)計出以往復(fù)扳動手柄拔抓,即推動刺輪間隙回轉(zhuǎn),小傘齒輪帶動大傘齒輪使舉重螺桿旋轉(zhuǎn),從使伸降套筒獲得起伸或下降達(dá)到起重拉力功能的螺旋式千斤頂,更是為了深入了解千斤頂?shù)脑砼c應(yīng)用。千斤頂與我們生活息息相關(guān),比如鐵路車輛檢修、橋梁安裝、礦山、建筑工程的支撐及車輛設(shè)備等重物的起重方面都離不開千斤頂。 千斤頂按工作原理分為:螺旋千斤頂、齒條千斤頂、油壓千斤頂。它有機(jī)械式和液壓式兩種。 然而,千斤頂又屬于起重機(jī)械的一種。 起重機(jī)械的驅(qū)動多為電力,也可用內(nèi)燃機(jī),人力驅(qū)動只用于輕小型起重設(shè)備或特殊需要的場合。起重機(jī)械廣泛用于交通運(yùn)輸業(yè)、建筑業(yè)、商業(yè)和農(nóng)業(yè)等國民經(jīng)濟(jì)各部門及人們?nèi)粘I钪?。一個完整的作業(yè)循環(huán)一般包括取物、起升、平移、下降、卸載, 然后返回原處等環(huán)節(jié)。 關(guān)鍵詞: 螺旋千斤頂 ; 設(shè)計 ; 裝配 ; pro/e; 仿真 VI Abstract The graduation project is to design a mechanical screw jack, the main design elements is the calculation of the size of the various parts, checking the strength of the special parts, to achieve a reasonable request under the premise of the pro / e assembly and simulation. First, by calculating the parameters check the manual as well as books to take reasonable parameters, and then modify the size, in the process of checking the structural data on the whole more optimization. Secondly, the pro / e assembly, we should pay attention to the types of constraints and constraint object known constraint conditions are not met, the new benchmark as a constrained object will affect the overall simulation. In the simulation to add two motors, respectively, as the up and down movement and rotation, to choose a reasonable speed before the capture. Export a reasonable view and proportion guide drawings, the new drawing, select, and then modify and save as dwg format files on the basis of this figure. In this graduation project, understand the principle of the structure of the jack, and recognize the role of threedimensional modeling in the design process, learned a simple simulation and drawing skill. Keywords: Screw jack ; design ; assembly ; pro/e ; emulate VII 目 錄 第一章 緒論 .............................................. ...1 起重機(jī)械的概述 ...................................................... 1 目的 ................................................................ 1 國內(nèi)外千斤頂行業(yè)發(fā)展趨勢 ............................................ 2 使用原理 ............................................................ 2 使用方法 ............................................................ 3 主要研究內(nèi)容 ........................................................ 3 第二章 螺旋傳動的設(shè)計和計算 ................................... 4 螺旋傳動的類型和應(yīng)用 ................................................ 4 螺旋傳動的運(yùn)動關(guān)系 .................................................. 6 滑動螺旋傳動的設(shè)計 .................................................. 8 滑動螺旋的結(jié)構(gòu)及材料 ................................................ 8 耐磨性計算 .......................................................... 9 螺母螺紋牙的強(qiáng)度計算 ............................................... 10 螺桿強(qiáng)度校核 ....................................................... 11 螺桿穩(wěn)定性校核 .....................................................