课程设计-螺旋千斤顶.doc

课程设计齐齐哈尔大学-1- 论文题目: 附图: 课程设计齐齐哈尔大学-2- 结果设计要求: 设计一个人力驱动的螺旋千斤顶,示意图如下: 一、千斤顶的概述千斤顶是一种起重高度小( 小于 1m) 的最简单的起重设备。它有机械式和液压式两种。机械式千斤顶又有齿条式与螺旋式两种。千斤顶按工作原理分为:螺旋千斤顶、齿条千斤顶、油压千斤顶。二、螺旋传动的设计和计算 1 、螺旋传动的应用和类型螺旋传动是利用螺杆(丝杠)和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。它主要用于将回转运动转变为直线运动,同时传递运动和动力。它具有结构紧凑、转动均匀、准确、平稳、易于自锁等优点,在工业中获得了广泛应用。(1 )按螺杆与螺母的相对运动方式,螺旋传动可以有以下四种运动方式: ①螺母固定不动,如图课程设计齐齐哈尔大学-3- 螺杆转动并往复移动,这种结构以固定螺母为主要支承,结构简单,但占据空间大。常用于螺旋压力机、螺旋千斤顶等。②螺母转动,如图螺杆做直线移动,螺杆应设防转机构,螺母转动要设置轴承均使结构复杂,且螺杆行程占据尺寸故应用较少。③螺母旋转并沿直线移动,如图由于螺杆固定不动,因而二端支承结构较简单,但精度不高。有些钻床工作台采用了这种方式。④螺杆转动,如图螺母做直线运动,这种运动方式占据空间尺寸小,适用于长行程螺杆。螺杆两端的轴承和螺母防转机构使其结构较复杂。车床丝杠、刀架移动机构多采用这种运动方式。本次设计的螺旋千斤顶是运用了上图( a )的运动方式,即螺母固定不动。(2)按照用途不同,螺旋传动分为三种类型。①传力螺旋以传递动力为主,要求以较小的转矩产生较大的轴向推力,一般为间歇性工作,工作速度较低,通常要求具有自锁能力。如图: 课程设计齐齐哈尔大学-4- ②传导螺旋以传递运动为主,这类螺旋常在较长的时间内连续工作且工作速度较高,传动精度要求较高,如图: ③调整螺旋用于调整并固定零件间的相对位置,一般不经常转动,要求能自锁,有时也要求很高精度,如带传动张紧装置、机床卡盘和精密仪表微调机构的螺旋等。本次设计的螺旋千斤顶就是运用了传力螺旋这种传动类型。 2 、螺旋传动的计算按照螺旋副摩擦性质的不同,螺旋传动又可分为滑动摩擦螺旋传动(简称滑动螺旋)、滚动摩擦螺旋传动(简称滚动螺旋)和静压滑动螺旋传动(简称静压螺旋)。在螺旋传动中,结构最简单应用最广泛的是滑动螺旋,滑动螺旋副工作时,主要承受转矩和轴向拉力(或压力)的作用,由于螺杆和螺母的旋合螺纹间存在着较大的相对滑动,因此,其主要失效形式是螺纹牙破损。滑动螺旋的基本尺寸通常根据耐磨条件确定。对于传力螺旋还应校核螺杆危险截面的强度;对于青铜课程设计齐齐哈尔大学-5- 或铸铁螺母以及承受重载的调整螺旋应校核其自锁性;对于精度传动螺旋应该校核螺杆的刚度;对于受压螺杆,当其长径比很大时,应校核其稳定性;对于高速长螺杆,应校核其临界转速;要求自锁时,多采用单线螺纹,要求高效时,多采用多线螺纹。(1)一般螺旋机构的计算一般螺旋机构当螺杆转Ψ角(rad )时,螺母轴向移动的位移 L(mm)为:L=S Ψ/2π(式 ) 则式中 S为螺旋线导程( mm)。如果螺杆的转速为 n(r/min) 时,则螺母移动速度 v(mm/s) 为: V=Sn/60 (式 ) (2)差动螺旋机构与复式螺旋机构的计算 1-机架 2-螺杆 3-螺母 4- 差动螺旋机构上图的螺旋机构中,螺杆 1上有 A、B两段螺旋,A段螺旋导程为 S A(mm),B 段螺旋导程为 S B(mm) ,两者旋向相同,则当螺杆转Ψ角( rad )时,螺母轴向移动的位移 L(mm)为: L=(S A-S B)Ψ/2π(式 ) 如果螺杆的转速为 n(r/min) 时,则螺母移动速度 v(mm/s) 为: 课程设计齐齐哈尔大学-6- L=(S A-S B)n/60 (式 ) 由上式可知:当 A、B 两螺旋的导程 S A、S B 接近时,螺母可得到微小位移,这种螺旋机构称为差动螺旋机构(又称微动螺旋机构),常用于分度机构、测微机构等。如果两螺旋的旋向相反,则螺母轴向移动的位移 L为: L=(S A-S B)Ψ/2π(式 ) 移动速度为: V =( SA-SB )n/60 (式 ) 这种螺旋机构称为复式螺旋机构,适合于快速靠近或离开的场合。滑动螺旋传动工作时,螺杆和螺母主要承受转矩和轴向载荷(拉力或压力)的作用,同时在螺杆和螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动。滑动螺旋传动的主要失效形式是螺纹磨损。因此, 通常根据螺旋副的耐磨性条件,计算螺杆中径及螺母高度,并参照螺纹标准确定螺旋的主要参数和尺寸,然后再对可能发生的其他失效逐一进行校核。 3 、螺旋传动的设计和选材滑动螺旋的结构包括螺杆、螺母的结构形式及其固定和支承结构形式。螺旋