1、江蘇科技大學本 科 畢 業 設 計（論文）學 院 機電與汽車工程學院 專 業 機械設計制造及其自動化（車輛工程） 學生姓名 蔣茂邦 班級學號 0845524216 指導教師 龔嬋媛 二零一二年六月江蘇科技大學本科畢業論文基于Pro/E的螺旋千斤頂的設計與仿真The Design Of Screw Jack By Pro/E江蘇科技大學畢業論文（設計）任務書學 院： 機電與汽車工程學院 專 業： 機 制 學 號： 0845524216 姓 名： 蔣茂邦 指導教師： 龔 嬋 媛 職 稱： 講 師 2012年 01 月 03 日畢業設計（論文）題目： 基于Pro/E的螺旋千斤頂的設計與仿真 一、 畢

2、業設計（論文）內容及要求（包括原始數據、技術要求、達到的指標和應做的實驗等）設計任務：1. 深入了解螺旋千斤頂的工作原理和主要結構；2. 千斤頂最大起重量為10t；3. 工作行程L=200mm，單臂操作；4. 作出結構原理、結構簡圖；5. 編寫設計說明書設計要求：1. 設計螺桿要求校核耐磨性、自鎖性；校核螺紋工作圈數、螺桿強度和穩定性；2. 設計螺母要求校核螺母螺紋牙強度；3. 底座和托杯要求滿足一定的強度；4. 機構應具有良好的傳力性能；5. 繪制零件圖和千斤頂裝配圖；6. 利用Pro/E對千斤頂進行三維建模和仿真模擬。二、完成后應交的作業（包括各種說明書、圖紙等）1 畢業設計論文一份（不少

3、于1.5萬字）；2. 外文譯文一篇（不少于5000英文單詞）；3 千斤頂的裝配圖和零件圖。三、完成日期及進度自 2012 年3月12 日起至 2012年6月1日止進度安排：3.123.22 檢索文獻、資料收集與整理；3.234.1 完成英文翻譯，擬寫綜合報告；4.24.9 開題報告的撰寫；4.104.16 結構設計及各部分參數的設定與強度校核；5.25.10 繪制各零件圖及千斤頂的裝配圖；5.115.17 千斤頂三維建模與仿真模擬；5.185.30 撰寫畢業設計論文；5.31日之前 必須提交論文；5.316.1 畢業答辯。四、同組設計者（若無則留空）： 五、主要參考資料（包括書刊名稱、出版年月

4、等）:1 聞邦椿.機械設計手冊.第1卷,常用設計資料.（第五版）M。北京：機械工業出版社，20102 聞邦椿.機械設計手冊.第2卷，機械零部件設計.（第五版）M。北京：機械工業出版社，2010.3 楊黎明.機械設計M.北京：高等教育出版社，2008.114 野火科技組.Pro/Engineer wirdfire 5.0產品設計一體化解決方案.造型+裝配+工程圖設計篇M.北京：機械工業出版社，20115 陸海濤.基于優化設計的螺旋千斤頂零件庫的建立.起重運輸機械J.2007（6） 系(教研室)主任： （簽章） 年 月 日 學院主管領導： （簽章） 年 月 日摘 要 本次畢業設計是設計一個機械螺旋

5、千斤頂，主要設計內容為計算各零部件尺寸，校核特別零件的強度，在達到合理要求的前提下進行pro/e裝配并進行仿真。首先，通過計算獲得參數查手冊以及書籍取合理參數，然后在校核的過程中不斷地修改尺寸，使其結構數據在整體上更為優化。其次，在用pro/e裝配時，要注意約束類型以及約束對象，在已知約束條件不滿足時，可以新建基準以此作為約束對象，這里會影響整體的仿真。在仿真時要添加兩個電動機分別作為上下運動和旋轉運動，在捕獲前要選擇合理速度。在導工程圖方面，新建繪圖后選擇合理的視圖和比例導出，再此圖的基礎上修改并另存為dwg格式文件。在這次畢業設計中，了解了千斤頂的結構原理，在設計過程中認識到三維建模的作用

6、，還學會了簡單的仿真和繪圖技巧。關鍵詞：螺旋千斤頂；設計；裝配；pro/e；仿真AbstractThe 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 asse

7、mbly 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

8、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. Expor

9、t 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 three-dimensional modeling in the design

10、process, learned a simple simulation and drawing skill.Keywords: Screw jack ；design ；assembly ；pro/e ；emulate目錄第一章 緒論.11.1 起重機械的概述.11.2 目的.11.3 國內外千斤頂行業發展趨勢.21.4 使用原理.21.5 使用方法.31.6 主要研究內容.3第二章 螺旋傳動的設計和計算.42.1 螺旋傳動的類型和應用.42.2 螺旋傳動的運動關系.42.3 滑動螺旋傳動的設計.82.4 滑動螺旋的結構及材料.82.4.1 滑動螺旋的結構.82.4.2螺桿與螺母常用材料82.

11、5 耐磨性計算.92.6 螺母螺紋牙的強度計算102.7 螺桿強度校核112.8 螺桿穩定性校核112.9 自鎖性校核13第三章 千斤頂的工作原理和設計.143.1千斤頂的概述.143.2 千斤頂的種類和規格143.2.1 油壓千斤頂的結構、用途.143.2.2 螺旋千斤頂的種類、規格.163.3千斤頂的工作原理163.4千斤頂的設計173.4.1 選擇材料183.4.2 耐磨性計算183.4.3 計算驅動轉矩193.4.4 螺桿強度計算193.4.5 驗證螺桿的穩定性203.4.6 校核螺紋牙強度203.4.7底座的設計計算.213.4.8 手柄的設機計算213.4.9 托杯的設計計算223

12、.4.10 斤頂的效率計算.233.4.11 千斤頂的其他附加碼附件尺寸設定.23第四章 計算結論圖及繪制244.1 各部件繪制.244.1.1 整體螺母的繪制244.1.2 螺桿的繪制284.1.3 底座的繪制304.1.4 手柄的繪制324.1.5 托杯的繪制334.2千斤頂的各零件尺寸工程圖344.3 千斤頂的裝配圖和爆炸圖.36第五章 基于pro/e仿真.425.1 仿真的簡單介紹.425.2 基于pro/e的仿真方法.425.3 千斤頂仿真過程.435.3.1 機構仿真435.3.2 動畫仿真46結論 .42總結.43參考文獻.44第一章 緒論1.1 起重機械的概述起重機械是一種以間

13、歇作業方式對物料進行起升和水平移動的搬運機械。起重機械的作業通常帶有重復循環的性質。一個完整的作業循環一般包括取物、起升、平移、下降、卸載，然后返回原處等環節。經常起動、制動、正向和反向運動是起重機械的基本特點。起重機械廣泛用于交通運輸業、建筑業、商業和農業等國民經濟各部門及人們日常生活中。起重機械由運動機械、承載機構、動力源和控制設備以及安全裝備、信號指示裝備等組成。起重機械的驅動多為電力，也可用內燃機，人力驅動只用于輕小型起重設備或特殊需要的場合。起重機械按結構特征和使用場合分為：輕小型起重設備、橋架型起重機、纜索型起重機、臂架型起重機、堆垛起重機、升降機械。然而，千斤頂又屬于起重機械的一

14、種。千斤頂是一種起重高度小(小于1m)的最簡單的起重設備。它有機械式和液壓式兩種。機械式千斤頂又有齒條式與螺旋式兩種。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。1.2 目的在研究本課題時就發現在現實生活和實際生產中，我們經常會遇到一些汽車需要更換輪胎或者維修，將一些重物在沒有起重裝備的前情況下移動或抬起，如果僅僅靠人工進行操作是相當困難的，這個時候就用到千斤頂，發揮四兩撥千斤的作用。千斤頂與我們生活息息相關，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備等重物的起重方面都離不開千斤頂。因此千斤頂技術的發展將直接影響到這些行業貨部門的正常運作和未來的發展。本次通過研究

15、學習機械原理，設計出以往復扳動手柄拔抓，即推動刺輪間隙回轉，小傘齒輪帶動大傘齒輪使舉重螺桿旋轉，從使伸降套筒獲得起伸或下降達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的原理與應用。通過查閱大量文獻資料，設計和繪制千斤頂各部件零件圖，不僅熟悉了螺旋千斤頂的工作原理，讓我也熟悉和強化了一些繪圖軟件的使用，同時加深了對課本中有關液壓傳動與機械基礎理論知識的理解。其意義在于：1） 要求熟悉螺旋傳動的工作原理，掌握螺旋傳動的設計過程和方法，培養結構設計能力，初步額機械設計的一般程序；2） 要求學會綜合運用所學知識，培養獨立解決工程的問題的能力；3） 培養查閱機械設計零件手冊及有關技術資料，能正

16、確使用國家標準規范能力。1.3 國內外千斤頂行業發展趨勢國外發展情況：早在20世紀40年代，臥式千斤頂就開始在汽車維修行業中得到使用，但由于當時技術和使用的原因，千斤頂設計時的尺寸和體積較大，承載量較低，使用不便。后來隨著社會需求量的加大以及千斤頂本身技術的發展，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。在90年代后期一些新型的千斤頂也相繼出現如充氣式千斤頂和便攜式千斤頂。充氣千斤頂由保加利亞一汽車運輸研究所發明的，它由彈性的而又非常堅固的橡膠制成的。Power-RiserII型便攜式液壓千斤頂則可以用于所有類型的鐵道車輛。另外一種名為Tcuck Jack的便攜式液壓千斤頂則可

17、以用于對已斷裂的貨車轉向彈簧進行快速的現場維修，并能完全由轉向架側架支撐住。國內發展情況：我國千斤頂技術發展較晚，由于缺少與外國先進技術交流，所以直到1979年才接觸到類似國外臥式千斤頂這樣的產品。但是經過我們重新對產品進行設計改造，在外觀美觀、使用方便、承載量打、壽命長等方面都已經超過國外同類的產品并迅速打入歐美市場。經過多年設計制造的實踐，除了臥式千斤頂外，我國的千斤頂還規格齊全，還研制出了新型折疊式液壓千斤頂、新型剪式千斤頂、快速升降千斤頂、多用途千斤頂、便攜式電動千斤頂等等，形成了一套系列產品。隨著我國汽車工業的快速發展，汽車對千斤頂的要求也越來越高；同時隨著市場競爭的加劇，用戶要求的

18、不斷的變化，將迫使千斤頂的設計質量要不斷提高，以適應用戶的需求。用戶喜歡的、市場需要的千斤頂不僅要求重量輕，攜帶方便，外形美觀，使用可靠，還會對千斤頂的進一步自訂花，甚至智能化都有所要求。1.4 使用原理機械千斤頂是手動起重工具種類之一，其結構緊湊，合理的利用搖桿的擺動，使小齒輪轉動，經一對圓錐齒輪合運轉，帶動螺桿旋轉，推動升降套筒，從而重物上升或下降。1.5 使用方法1、使用前必須檢查千斤頂是否正常，各部件是否靈活，加注輪滑油，并正確估計重物的重量，選用適當噸位的千斤頂，切忌超載使用。2、 調整搖桿上的撐牙方法，先用手直接按順時針方向轉動搖桿，使升降套筒快速上升頂重物。3、 將手柄插入搖桿孔

19、內，上下往返搬動手柄，重物隨之上升。當升降套筒上出現紅色警戒線時應該立即停止搬動手柄。如需下降時撐牙調至反方向，重物便開始下降。1.6 主要研究內容對螺旋千斤頂的設計計算及強度校核，了解千斤頂的工作原理，結構，特點，用pro/e軟件畫出生成零件，并裝配制作仿真動畫，導出工程圖。本次通過研究學習機械原理，設計出以往復扳動手柄拔抓，即推動刺輪間隙回轉，小傘齒輪帶動大傘齒輪使舉重螺桿旋轉，從使伸降套筒獲得起伸或下降達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的原理與應用。通過查閱大量文獻資料，設計和繪制千斤頂各部件零件圖。第二章 螺旋傳動的設計和計算2.1 螺旋傳動的類型和應用螺旋傳動是利

20、用螺桿（絲杠）和螺母組成的螺旋副來實現傳動要求的。它主要用于將回轉運動轉變為直線運動，同時傳遞運動和動力。它具有結構緊湊、轉動均勻、準確、平穩、易于自鎖等優點，在工業中獲得了廣泛應用。按照用途不同，螺旋傳動分為傳力螺旋、傳導螺旋和調整螺旋三種類型。傳力螺旋以傳遞動力為主，要求以較小的轉矩產生較大的軸向推力，一般為間歇性工作，工作速度較低，通常要求具有自鎖能力，圖2-1的螺旋千斤頂及圖2-2的螺旋壓力機均為傳力螺旋。傳導螺旋以傳遞運動為主，這類螺旋常在較長的時間內連續工作且工作速度較高，傳動精度要求較高，如圖2-3所示的機床進給機構的螺旋。調整螺旋用于調整并固定零件間的相對位置，一般在空載下工作

21、，要求能自鎖，如帶傳動張緊裝置、機床卡盤、軋鋼機軋滾下壓螺旋等。圖2-1螺旋千斤頂圖2-2螺旋壓力機圖2-3傳導螺旋按照螺旋副摩擦性質的不同，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）?；瑒勇菪齻鲃討幂^廣，其特點是結構簡單，制造方便，成本低；易于實現自鎖；運轉平穩。缺點在于當低速進行運動微調時可能出現爬行現象；摩擦阻力大，傳動效率低（一般為30%50%）；螺紋間有側向間隙，反向時有空行程；磨損較大。廣泛應用于機床的進給、分度、定位等機構，如壓力機、千斤頂的傳力螺旋等。滾動螺旋也稱滾珠絲杠，其特點是摩擦阻力小，傳動效率高

22、（90%以上）；運轉平穩，低速時不爬行，啟動時無抖動；螺旋副經調整和預緊可實現高精度定位精度和重復定位精度；傳動具有可逆性，如果運用于禁止逆轉的場合，需要加設防逆轉機構；不易摩擦，使用壽命長。缺點為結構復雜，制造困難；抗沖擊能力差。應用于精密和數控機床、測試機械、儀器的傳動和調整螺旋，車輛、飛機上的傳動螺旋。滾動螺旋傳動特點：傳動效率高，傳動精度高，起動阻力矩小，傳動靈活平穩，工作壽命長。滾動螺旋傳動應用于機床、汽車、拖拉機、航空軍工等制造業。滾動螺旋傳動按滾珠循環方式分為：內循環：滾珠始終和螺桿接觸，兩個封閉循環回路有兩個反向器，三個封閉循環回路有三個反向器。特點：流動性好，效率高，經向尺寸

23、小。外循環：分離，工藝性好，分為螺旋式，插管式，擋珠式靜壓螺旋傳動螺桿與螺母被油膜隔開，不直接接觸。具有摩擦阻力小，傳動效率高（達99%）；螺母的結構復雜；運轉平穩，無爬行現象；傳動具有可逆性（不需要時應加設防逆轉機構）；反向時無空行程，定位精度高，軸向剛力大；磨損小，壽命長等優點。其缺點為結構復雜，制造較難，需要一套壓力穩定，供油系統要求高。應用于精密機床的進給、分度機構的傳動螺旋。2.2 螺旋傳動的運動關系在螺旋傳動中，結構最簡單應用最廣泛的是滑動螺旋，本節主要介紹這種螺旋傳動的設計?；瑒勇菪惫ぷ鲿r，主要承受轉矩和軸向拉力（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，

24、因此，其主要失效形式是螺紋牙破損?；瑒勇菪幕境叽缤ǔ８鶕湍l件確定。對于傳力螺旋還應校核螺桿危險截面的強度；對于青銅或鑄鐵螺母以及承受重載的調整螺旋應校核其自鎖性；對于精度傳動螺旋應該校核螺桿的剛度；對于受壓螺桿，當其長徑比很大時，應校核其穩定性；對于高速長螺桿，應校核其臨界轉速；要求自鎖時，多采用單線螺紋，要求高效時，多采用多線螺紋。1. 一般螺旋機構一般螺旋機構當螺桿轉角（rad）時，螺母軸向移動的位移L（mm）為 （2-1）式中，S為螺旋線導程（mm）。如螺桿的轉速為（r/min），則螺母移動速度v（mm/s）為 （2-2）2. 差動螺旋機構與復式螺旋機構圖2-4差動螺旋機構圖2-

25、4中的螺旋機構中，螺桿1上有A、B兩段螺旋，A段螺旋導程為SA（mm），B段螺旋導程為SB（mm），兩者旋向相同，則當螺桿轉角（rad）時，螺母軸向移動的位移L（mm）為 （2-3）如螺桿的轉速為（r/min），則螺母移動速度v（mm/s）為 （2-4）由圖2-4可知：當A、B兩螺旋的導程SA、SB接近時，螺母可得到微小位移，這種螺旋機構稱為差動螺旋機構（又稱微動螺旋 機構），常用于分度機構、測微機構等。如兩螺旋的旋向相反，螺母軸向移動的位移L為 （2-5）移動速度為 （2-6）這種螺旋機構稱為復式螺旋機構，適合于快速靠近或離開的場合，如圖2-4所示的車鉤快速合攏或分開裝置。2.3 滑動螺旋傳

26、動的設計滑動螺旋傳動工作時，螺桿和螺母主要承受轉矩和軸向載荷（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?；瑒勇菪齻鲃拥闹饕问绞锹菁y磨損。因此，通常根據螺旋副的耐磨性條件，計算螺桿中徑及螺母高度，并參照螺紋標準確定螺旋的主要參數和尺寸，然后再對可能發生的其他失效逐一進行校核。2.4 滑動螺旋的結構及材料 滑動螺旋的結構滑動螺旋的結構包括螺桿、螺母的結構形式及其固定和支承結構形式。螺旋傳動的工作剛度與精度等和支承結構有直接關系，當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構。當螺桿細長且水平布置時，如機床的傳導螺旋（絲杠）等，應在

27、螺桿兩端或中間附加支承，以提高螺桿工作剛度。螺母結構有整體螺母、組合螺母和剖分螺母等形式。整體螺母結構簡單，但由磨損而產生的軸向間隙不能補償，只適合在精度要求較低的場合中使用。對于經常雙向傳動的傳導螺旋，為了消除軸向間隙并補償旋合螺紋的磨損，通常采用組合螺母或剖分螺母結構。圖2-4為組合螺母的一種結構形式，利用螺釘可使斜塊將其兩側的螺母擠緊，減小螺紋副的間隙，提高傳動精度。傳動用螺桿的螺紋一般采用右旋結構，只有在特殊情況下，采用左旋螺紋。 螺桿與螺母常用材料螺桿和螺母材料應具有較高的耐磨性、足夠的強度和良好的工藝性。螺桿與螺母常用材料見表2-1。表2-1 螺桿與螺母常用材料螺紋副材料應用場合螺

28、桿Q235 Q275 45 50輕載、低速傳動。材料不熱處理40Gr 65Mn 20GrMnTi重載、較高速。材料需經熱處理，以提高耐磨性9Mn2V GrWMn 38GrMoAl精密傳導螺旋傳動。材料需經熱處理螺母ZcuSn10P1 ZcuSn5Pb5Zn5一般傳動ZcuAL10Fe3 ZcuZn25AL6Fe3Mn重載、低速傳動。尺寸較小或輕載高速傳動，螺母可采用鋼或鑄鐵制造，內空澆鑄巴士合金或青銅2.5 耐磨性計算耐磨性計算尚無完善的計算方法，目前是通過限制螺紋副接觸面上的壓強作為計算條件，其校核公式為 (2-7)式中，F為軸向工作載荷（N）；A為螺紋工作表面投影到垂直于軸向力的平面上的面

29、積（mm²）；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=0.5P,鋸齒形螺紋高度h=0.75P;z=H/P為螺紋工作圈數，H為螺紋高度(mm)，為許用壓強(MPa)，見表2-2表2-2 滑動螺旋傳動的許用壓強螺紋副材料滑動副速度/(m·min)許用壓強/MPa鋼對青銅低速<3.0612>151825111871012鋼-耐磨鑄鐵61268鋼-灰鑄鐵<2.4612131847鋼-鋼低速7.513淬火鋼-青銅6121013注：ø<2.5或人力驅動時，p可提高20%；螺母為剖分式時，p應降低1

30、5%-20%。為便于推導設計公式，令，代入式（2-7）整理后得螺紋中徑的設計公式為 (2-8) 對矩形、梯形螺紋，則 (2-9)對鋸齒形螺紋，則 (2-10)ø值根據螺母的結構選取。對于整體式螺母，磨損后間隙不能調整，通常用于輕載或精度要求低的場合，為使受力分布均勻，螺紋工作圈數不宜過多，宜取ø=1.22.5。對于剖分式螺母或螺母兼作支承而受力較大，可取ø=2.53.5；傳動精度高或要求壽命長時，允許ø=4。根據公式計算出螺紋中徑d2后，按國家標準選取螺紋的公稱直徑d和螺距P。由于旋合各圈螺紋牙受力不均，故z不宜大于10。2.6 螺母螺紋牙的強度計算螺紋

31、牙多發生剪切與彎曲破壞。由于一般情況下螺母材料的強度比螺桿低，因此只需校核螺母螺紋牙的強度。假設載荷集中作用在螺紋中徑上，可將螺母螺紋牙視為大徑D處展開的懸臂梁（圖2-4），螺紋牙根部aa處的彎曲強度校核公式為 (2-11)剪切強度校核公式為 (2-12)式中，F、h、z同式（1-6）；D為螺母螺紋的大徑(mm)；b為螺母螺紋牙根部寬度(mm)；可由國家標準查得，也可取矩形螺紋，梯形螺紋，鋸齒形螺紋； 、 b、分別為螺母螺紋牙的許用彎曲應力和許用切應力(MPa)，見表2-3表2-3 滑動螺旋副材料的許用應力項目許用應力/ MPa鋼制螺桿=S/35 S為材料的屈服極限/ MPa螺母材料許用彎曲應

32、力b許用切應力青銅40603040耐磨鑄鐵506040鑄鐵455540鋼（1.01.2）0.6若螺桿與螺母的材料相同，由于螺桿螺紋的小徑d1小于螺母螺紋的大徑D，故應校核螺桿螺紋牙的強度，這時公式中的D應改為d1。2.7 螺桿強度校核螺桿受軸向力F及轉矩T的作用，危險截面上受拉（壓）應力和扭轉切應力。根據第四強度理論，螺桿危險截面的強度校核公式為 (2-13)式中，d1為螺桿螺紋的小徑（mm）；為螺桿材料的許用應力（MPa），見表2-3；T為螺桿所受轉矩(N·m)；可由公式計算。 2.8 螺桿穩定性校核對于長徑比大的受壓螺桿，當軸向力F超過某一臨界載荷FC時，螺桿可能會突然產生側向彎

33、曲而喪失穩定。因此，對細長螺紋應進行穩定性校核。螺桿的穩定性條件為 (2-14)式中，S為穩定性安全系數，對于傳力螺旋取S=3.55；對于傳導螺旋取S=2.54；對于精密螺桿或水平螺桿取S>4。臨界載荷FC與螺桿的柔度及材料有關，根據的大小選用不同的公式計算。當時，根據歐拉公式計算，即 (2-15)式中，FC為臨界載荷（N）；E為螺桿材料的彈性模量（MPa），對于鋼；I為危險截面的慣性矩（mm4），d1為螺桿螺紋內徑(mm)；為長度系數，與螺桿端部結構有關；L為螺桿最大受力長度(mm)；i為螺桿危險截面的慣性半徑(mm)，當<8590時；對b380MPa的碳素鋼（如Q235、Q27

34、5） (2-16)當<8590時，對b470MPa的優質碳素鋼（如Q355、45） (2-17)當<40時，無需進行穩定性計算。表2-4 長度系數螺桿端部結構兩端固定0.5一端固定，一端不完全固定0.6一端固定，一端自由（如千斤頂）2一端固定，一端鉸支（如壓力機）0.7兩端鉸支（如傳導螺桿）1注：用下列辦法確定螺桿端部的支撐情況：采用滑動支承時：lo為支承長度，do為支承孔直徑，lo/do<1.5鉸支；lo/do=1.53不完全固定；lo/do>3固定。采用滾動支承時：只有徑向約束時為鉸支；徑向和軸向都有約束為固定。2.9 自鎖性校核對于要求自鎖的螺旋傳動，應校核是否滿

35、足自鎖條件，即 (2-18)式中，為螺紋副的當量摩擦系數，見表2-5表2-5 螺旋傳動螺旋副的當量摩擦系數（定期潤滑）螺旋副材料鋼和青銅鋼和耐磨鑄鐵鋼和鑄鐵鋼和鋼淬火鋼和青銅0.010.170.060.08第三章 千斤頂的工作原理及設計3.1 千斤頂的概述千斤頂是一種起重高度小(小于1)的最簡單的起重設備。它有機械式和液壓式兩種。機械式千斤頂又有齒條式與螺旋式兩種，由于起重量小，操作費力，一般只用于機械維修工作，在修橋過程中不適用。液壓式千斤頂結構緊湊，工作平穩，有自鎖作用，故使用廣泛。其缺點是起重高度有限，起升速度慢。液壓千斤頂分為通用和專用兩

36、類。專用液壓千斤頂使專用的張拉機具，在制作預應力混凝土構件時，對預應力鋼筋施加張力。專用液壓千斤頂多為雙作用式。常用的有穿心式和錐錨式兩種。穿心式千斤頂適用于張拉鋼筋束或鋼絲束，它主要由張拉缸、頂壓缸、頂壓活塞及彈簧等部分組成。它的特點是：沿拉伸機軸心有一穿心孔道，鋼筋(或鋼絲)穿入后由尾部的工具錨固。千斤頂主要用于廠礦、交通運輸等部門作為車輛修理及其它起重、支撐等工作。其結構輕巧堅固、靈活可靠，一人即可攜帶和操作。千斤頂是用剛性頂舉件作為工作裝置，通過頂部托座或底部托爪在小行程內頂升重物的輕小起重設備。千斤頂按工作原理分為： (1) 螺旋千斤頂：采用螺桿或由螺桿推動的升降托杯作為剛性頂舉件的

37、千斤頂。 (2) 齒條千斤頂：采用齒條作為剛性頂舉件的千斤頂。 (3) 油壓千斤頂：采用柱塞或液壓缸作為剛性頂舉件的千斤頂。 千斤頂已實施出口產品質量許可制度，未取得和質量許可證的產品不準出口。3.2 千斤頂的種類和規格 油壓千斤頂的結構、用途油壓千斤頂按其結構、用途分為如下兩種： 立式螺紋連接結構的油壓千斤頂，其代號的表征字母為qyl。 立臥兩用油壓千斤頂，其代號的表征字母為qw。第一位為型式代號，qyl、qw。 第二位為額定起重量，t。 第三位為行程代號，g：表示高行程；d：表示低行程；普通型無表示。 油壓千斤頂的基本參數應符合表3-1中規定。 表3-1 油壓千斤頂基本參數型號 額 定 起

38、 重 量 最 低 高 度 h 起 升 高 度 h1 調 整 高 度 h2 活 塞 直 徑 泵 心 直 徑 起 升 進 程 手 柄 長 度 公 稱 壓 力 手 柄 操 作 力 活 塞 桿 壓 下 力 凈 重 t mm mpa n kg qyl1.6 1.6 158 90 60 24   50 450 34.7 330 220 2.2 qyl3.2 3.2 195 125   30   32 550 44.4     3.5 qyl5g 5 232 160 80 36 12 22 620 48.25     5.0 qyl5d

39、200 125 22     4.6 qyl8 8 236 160 24 16 700 56.68 6.9 qyl10 10 240 45 14 730 61.68 7.3 qyl12.5 12.5 245 50 12 11 850 62.47 9.3 qyl16 16 250 56 9 63.74 11.0 qyl20 20 280 180 60 9.5 1000 69.33 445 15.0 qyl32 32 285 75 6 71.00 23.0 qyl50 50 300 90 4 77.08 33.5 qyl71 71 320 110 18 3(快進)10 73.2

40、7 66.0 qw100 100 360 200 140 4.5 950 63.74 350x2 785 120 qw200 200 400 190 2.5 69.23   250 螺旋千斤頂的規格螺旋千斤頂按其結構和使用場所分為： 普通型螺旋千斤頂，其代號的表征字母為ql。 普通高型螺旋千斤頂，其代號的表征字母為qlg。 普通低型螺旋千斤頂，其代號的表征字母為qld。 鉤式螺旋千斤頂,其代號的表征字母為qlg。 剪式螺旋千斤頂,其代號的表征字母為qlj。 自落式螺旋千斤頂,其代號的表征字母為qlz。 螺旋千斤頂的基本參數應符合表3-2中的規定。3.3 千斤頂的工作原理螺旋千斤頂是通

41、過往復扳動手柄，旋轉桿帶動螺母、使舉重螺桿旋轉，從而使升降托杯獲得起升或下降，而達到起重拉力的功能。表3-2螺旋千斤頂技術參數型號 額定起重量gn 最低高度h 起升高度h1 手柄作用力 手柄長度 自重   t mm mm n mm kg qlj0.5 0.5 110 180 120 150 2.5 qlj1 1 3 qlj1.6 1.6 200 200 4.8 ql2 2 170 180 80 300 5 ql3.2 3.2 200 110 100 500 6 qld3.2 3.2 160 50 5 ql5 5 250 130 160 600 7.5 qld5 5 180 65 7

42、qlg5 5 270 130 11 ql8 8 260 140 200 800 10 ql10 10 280 150 250 800 11 qld10 10 200 75 10 qlg10 10 310 130     15 ql16 16 320 180 400 1000 17 qld16 16 225 90 15 qlg16 16 445 200 19 qlg16 16 370 180 20 ql20 20 325 180 500 1000 18 qlg20 20 445 300 20 ql32 32 395 200 650 1400 27 qld32 32 320 1

43、80 24 (qlg36) 36 470 200 710 1400 82 ql50 50 452 250 510 1000 56 qld50 50 330 150 52 第二位為螺旋千斤頂的型式第三位為額定起重量，t；型式特征代號(普通型無表示)。 3.4 千斤頂的設計圖3-1 螺旋千斤頂 選擇材料設計螺旋千斤頂，已知軸向載荷F=100000N，起重高度為h=200mm，方案圖3-1所示。由于滑動螺旋傳動中的摩擦較嚴重，故要求螺旋千斤頂傳動材料的耐磨性能、抗歪星能都要好。一般螺桿材料選用原則如下：1） 高精度傳動時多選碳素工具鋼；2） 需要較高硬度，如5056HRC時，可采用鉻錳合金鋼；當需要硬度為3545HRC 時可采用65Mn鋼；3） 一般情況下可用45、50鋼。由表2-1螺桿選材料為45鋼，由手冊查s=360Mpa；螺母材料為ZCuSn10P1，由表2-2查得p=20Mpa；取單頭右旋梯形螺紋，整體螺母。 耐磨性計算(1) 取=1.7(2) 計算d2由公式2-9得：mm (2-19)由計算出的d2查手冊GB/T5796.31986確定螺紋的標準值為 外螺紋大徑：d=48mm 螺