概述絲桿升降機，SWL系列蝸輪絲杠升降機是一種基礎起重部件，符合JB/T88091998（原JB/ZQ439186）標準。承載能力2.5120T。具有結構緊湊、體積小、重量輕、動力源廣泛、噪音小、安裝方便、使用靈活、功能多、配套形式多、可靠性高、使用壽命長等優點。本設計是一種新式支撐桿的創造，利用電機來帶動絲杠的轉動從而實現支撐機構的升降。其中利用正反螺旋的疊加使用的加大行程的效果，以及螺旋機構的諸多特性來嘗試性的設計創新。當然這其中也多有用到連桿機構，包括四桿及多桿機構的使用。連桿的作用是相當必要的，連桿的正確使用使升降支撐機構實現了階梯性的升降。另外，此次建模是運用MATLAB和Solidworks聯合，此次設計是一個新的嘗試，相信實驗成功后能夠廣泛的應用于工業建筑，醫療科學，航天航空等各個領域，以得到更好的利用。第一章緒論現今社會，支撐系統的應用已是日益廣泛。在我們的日常生活領域，支撐系統已普遍應用。醫療領域，人工假肢以及工業領域的大型機械臂等都是支撐桿的廣泛應用場所。而在航空、航天等領域，支撐機構性能的優劣更是直接關系到仿真和測試試驗的可靠性和置信度,是保證航空、航天型號產品,以及武器系統精度和性能的基礎。因此，創造更好更優秀的支撐機構便是我們的新的目標。為了能在較短的周期內推出性能更好、更符合客戶需求的機械產品,可通過建立仿真軟件所支持的產品模型,實現機械產品方案確立后的快速仿真分析及反饋,及時對設計方案進行改進和優化。創造更好更優秀的支撐機構便是我們的新的目標。第二章螺旋傳動的設計2.1螺旋傳動的類型、應用和特點2.1.1螺旋傳動的類型和應用1）傳力螺旋：在傳動鏈中用于傳遞動力的螺旋傳動稱為傳力螺旋。其特點是承受較大的載荷，傳動精度要求較低，有的甚至對相對位移無精度要求，主要要求是具有足夠的強度。如一起底座的調節螺旋或起重螺旋等。2）示數測量螺旋傳動：在傳動鏈中用以精確地傳遞相對運動或相對位移的螺旋傳動。其特點是傳動式只需克服摩擦力矩和較小的附加阻力矩，其傳動誤差直接影響儀器的工作精度，因此對示數測量螺旋傳動的主要要求是傳動精度高、回差下、運動靈活。常用于機床進給、分度機構和測量儀表中的螺旋測微機構，如千分尺中的螺旋等。3）一般螺旋傳動：用于精密機械中某些構件的傳動或精確定位，對強度、剛度和精度均有較高的要求。當用于定位時，在定位后則要求螺紋不松動，故其螺紋升角必須很小，以保證自鎖。螺旋傳動按其接觸面的摩擦性質可分為滑動螺旋傳動、滾動螺旋傳動、靜壓螺旋傳動，本設計采用的是滑動螺旋傳動。2.1.2滑動螺旋的特點1）降速傳動比大。EMBEDEquation.3或EMBEDEquation.3，D為輪直徑，即螺桿（或螺母）轉動一圈，螺母（或螺桿）移動一個螺距（單頭）。一般的螺距都比較小，故而降速傳動比大。例如t=0.5，D=160，則i=1005.由于螺旋傳動的結構簡單、緊湊，傳動比大，實現同樣的傳動比，與其他傳動形式相比較，傳動環節少，故可以大大縮小傳動鏈，因而具有較高的傳動精度，且運動靈活、平穩。2）具有增力作用。由于傳動比大，根據在功率一定的條件下降速增矩的原則，給主動件一個較小的轉矩，從動件便可得到較大的軸向力。3）能自鎖。當螺紋升角小于當量摩擦角時，螺旋傳動具有自鎖能力。4）效率低、易磨損、低速存在爬行。由于螺旋工作表面為滑動摩擦，致使其傳動效率低，一般為30%40%，磨損快，因此不適于告訴大功率傳動。2.2螺旋機構的主要參數選擇與計算2.2.1傳動形式的選擇本設計采用正反螺旋形式，雙螺母配螺桿的結構，即一螺母固定，螺桿轉動并移動，另一螺母移動但不轉動來實現加大行程的移動效果。2.2.2普通螺紋的主要幾何參數1）大徑d(D):與外螺紋牙頂或內螺紋牙底相重合的假想圓柱體的直徑。2）小徑d1(D1):與外螺紋牙底或內螺紋牙頂相重合的假想圓柱體的直徑3）中徑d2(D2):一假想的圓柱體，該圓柱體的母線通過牙型中線的直徑，稱作用中經。這個假想的螺紋在規定旋和長度內，具有基本牙型的螺距、半角以及牙型高度，并在牙底和牙頂留有間隙，以保證不與實際螺紋的大、小徑發生干涉。4）底徑：與內螺紋或外螺紋底相重合的假想圓柱體的直徑，即外螺紋的小徑或內螺紋的大徑。5）螺距t:響鈴牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離。6）導程s:同一螺旋線上相鄰牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離，s=nt,n為螺紋頭數7）牙形角2:在螺紋牙形上，相鄰兩牙側面間的家教。8）螺紋升角:在中徑圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角，EMBEDEquation.3。9）螺紋旋和長度EMBEDEquation.3LEMBEDEquation.3:兩個相互配合的螺紋沿軸向相互旋和部分的長度。10）螺紋的公稱直徑:代表螺紋尺寸的直徑稱公稱直徑，標準規定按螺紋大徑的基本尺寸記。2.2.3螺旋傳動的計算在螺旋傳動鎮南關，螺桿所承受的載荷主要是轉矩和軸向拉力（或壓力）。這些力邀引起螺桿螺母工作表面的磨損、螺桿的變形及螺母牙的斷裂；同時當螺桿長徑比較大時，由于受壓發生縱向彎曲以致造成失穩。因此，滑動螺旋傳動的設計計算通常包括耐磨性、剛度、穩定性及強度等4個方面。根據需要有時還要進行摩擦力矩、效率及自鎖等其他方面的計算。1）耐磨性計算磨損是滑動螺旋傳動的主要是小形式，因此螺桿的直徑和螺母軸向長度（或高度）通常是根據耐磨進行計算的。影響螺紋磨損的因素很多，如載荷大小、表面粗糙度、螺桿牙面硬度、潤滑以及速度大小等。磨損的速度與螺紋工作表面的比壓大小有直接關系。為保證螺紋的耐磨性和使用壽命，必須限制螺紋工作表面的比壓，使其值小于或等于許用比壓，即EMBEDEquation.3式中p螺紋工作表面計算平均比壓；p許用比壓；EMBEDEquation.3軸向載荷；EMBEDEquation.3螺紋中徑；h螺紋工作高度，對于梯形和矩形螺紋h=0.5t,對于三角螺紋h=0.5413t；n螺紋工作圈數EMBEDEquation.3，H為螺母高度，t為螺距。令EMBEDEquation.3，則有EMBEDEquation.3式中，值可根據羅怒形式確定，對于整體式螺母=1.22.5，對于部分式螺母=2.53.5.2）剛度計算螺桿在軸向載荷EMBEDEquation.3和轉矩T的作用下將產生變形，引起螺距變化，從而影響螺旋傳動精度。因此，設計時應進行剛度計算，以便把螺距的變化限制在允許的范圍內。螺桿受軸向載荷EMBEDEquation.3時，1個螺距的變化量EMBEDEquation.3。EMBEDEquation.3式中，t螺距；E螺桿材料拉壓彈性模量，對于鋼E=2.15MPa；A螺桿螺紋截面面積，對梯形螺紋按螺紋中徑計算，即EMBEDEquation.3，螺桿受拉時上式取“+”號，受壓時取“”號。螺桿受扭矩T時，螺桿在1個螺距長度上產生的扭轉角EMBEDEquation.3為EMBEDEquation.3由此而引起的一個螺距的變化量EMBEDEquation.3為EMBEDEquation.3式中，G螺桿材料的剪切彈性模量對于鋼EMBEDEquation.3MPa；EMBEDEquation.3螺桿螺紋的極慣性矩，對于梯形螺紋按螺紋中徑EMBEDEquation.3計算，即EMBEDEquation.3。當T逆螺旋方向作用時上式取“+”號，順螺旋方向作用時取“”號。螺桿在軸向載荷和轉矩同時作用下，一個螺距總的變化量為EMBEDEquation.3