螺旋千斤顶毕业设计Word文档格式.doc
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毕业设计（论文）题目：
基于Pro/E的螺旋千斤顶的设计与仿真
一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等）
设计任务：
1.深入了解螺旋千斤顶的工作原理和主要结构；
2.千斤顶最大起重量为10t；
3.工作行程L=200mm，单臂操作；
4.作出结构原理、结构简图；
5.编写设计说明书
设计要求：
1.设计螺杆要求校核耐磨性、自锁性；
校核螺纹工作圈数、螺杆强度和稳定性；
2.设计螺母要求校核螺母螺纹牙强度；
3.底座和托杯要求满足一定的强度；
4.机构应具有良好的传力性能；
5.绘制零件图和千斤顶装配图；
6.利用Pro/E对千斤顶进行三维建模和仿真模拟。
二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等）
1．毕业设计论文一份（不少于1.5万字）；
2.外文译文一篇（不少于5000英文单词）；
3．千斤顶的装配图和零件图。
三、完成日期及进度
自2012年3月12日起至2012年6月1日止
进度安排：
3.12～3.22检索文献、资料收集与整理；
3.23～4.1完成英文翻译，拟写综合报告；
4.2～4.9开题报告的撰写；
4.10～4.16结构设计及各部分参数的设定与强度校核；
5.2～5.10绘制各零件图及千斤顶的装配图；
5.11～5.17千斤顶三维建模与仿真模拟；
5.18～5.30撰写毕业设计论文；
5.31日之前必须提交论文；
5.31～6.1毕业答辩。
四、同组设计者（若无则留空）：
五、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）:
[1]闻邦椿.机械设计手册.第1卷,常用设计资料.（第五版）[M]。
北京：
机械工业出版社，2010
[2]闻邦椿.机械设计手册.第2卷，机械零部件设计.（第五版）[M]。
机械工业出版社，2010.
[3]杨黎明.机械设计[M].北京：
高等教育出版社，2008.11
[4]野火科技组.Pro/Engineerwirdfire5.0产品设计一体化解决方案.造型+装配+工程图设计篇[M].北京：
机械工业出版社，2011
[5]陆海涛.基于优化设计的螺旋千斤顶零件库的建立.起重运输机械[J].2007（6）
系（教研室）主任：
（签章）年月日
学院主管领导：
（签章）年月日
摘要
本次毕业设计是设计一个机械螺旋千斤顶，主要设计内容为计算各零部件尺寸，校核特别零件的强度，在达到合理要求的前提下进行pro/e装配并进行仿真。
首先，通过计算获得参数查手册以及书籍取合理参数，然后在校核的过程中不断地修改尺寸，使其结构数据在整体上更为优化。
其次，在用pro/e装配时，要注意约束类型以及约束对象，在已知约束条件不满足时，可以新建基准以此作为约束对象，这里会影响整体的仿真。
在仿真时要添加两个电动机分别作为上下运动和旋转运动，在捕获前要选择合理速度。
在导工程图方面，新建绘图后选择合理的视图和比例导出，再此图的基础上修改并另存为dwg格式文件。
在这次毕业设计中，了解了千斤顶的结构原理，在设计过程中认识到三维建模的作用，还学会了简单的仿真和绘图技巧。
关键词：
螺旋千斤顶；
设计；
装配；
pro/e；
仿真
Abstract
Thegraduationprojectistodesignamechanicalscrewjack,themaindesignelementsisthecalculationofthesizeofthevariousparts,checkingthestrengthofthespecialparts,toachieveareasonablerequestunderthepremiseofthepro/eassemblyandsimulation.First,bycalculatingtheparameterscheckthemanualaswellasbookstotakereasonableparameters,andthenmodifythesize,intheprocessofcheckingthestructuraldataonthewholemoreoptimization.Secondly,thepro/eassembly,weshouldpayattentiontothetypesofconstraintsandconstraintobjectknownconstraintconditionsarenotmet,thenewbenchmarkasaconstrainedobjectwillaffecttheoverallsimulation.Inthesimulationtoaddtwomotors,respectively,astheupanddownmovementandrotation,tochooseareasonablespeedbeforethecapture.Exportareasonableviewandproportionguidedrawings,thenewdrawing,select,andthenmodifyandsaveasdwgformatfilesonthebasisofthisfigure.Inthisgraduationproject,understandtheprincipleofthestructureofthejack,andrecognizetheroleofthree-dimensionalmodelinginthedesignprocess,learnedasimplesimulationanddrawingskill.
Keywords:
Screwjack；
design；
assembly；
pro/e；
emulate
目录
第一章绪论……………………………………………………………………….1
1.1起重机械的概述..................................................................................................1
1.2目的......................................................................................................................1
1.3国内外千斤顶行业发展趋势…………………………………………………..2
1.4使用原理………………………………………………………………………..2
1.5使用方法………………………………………………………………………..3
1.6主要研究内容…………………………………………………………………………….3
第二章螺旋传动的设计和计算…………………………………………….4
2.1螺旋传动的类型和应用......................................................................................4
2.2螺旋传动的运动关系…………………………………………………………..4
2.3滑动螺旋传动的设计…………………………………………………………..8
2.4滑动螺旋的结构及材料………………………………………………………..8
2.4.1滑动螺旋的结构...........................................................................................8
2.4.2螺杆与螺母常用材料………………………………………………………8
2.5耐磨性计算……………………………………………………………………..9
2.6螺母螺纹牙的强度计算………………………………………………………10
2.7螺杆强度校核…………………………………………………………………11
2.8螺杆稳定性校核………………………………………………………………11
2.9自锁性校核……………………………………………………………………13
第三章千斤顶的工作原理和设计..............................................................14
3.1千斤顶的概述………………………………………………………………….14
3.2千斤顶的种类和规格…………………………………………………………14
3.2.1油压千斤顶的结构、用途……………………………………………….14
3.2.2螺旋千斤顶的种类、规格.........................................................................16
3.3千斤顶的工作原理……………………………………………………………16
3.4千斤顶的设计…………………………………………………………………17
3.4.1选择材料…………………………………………………………………18
3.4.2耐磨性计算………………………………………………………………18
3.4.3计算驱动转矩……………………………………………………………19
3.4.4螺杆强度计算……………………………………………………………19
3.4.5验证螺杆的稳定性………………………………………………………20
3.4.6校核螺纹牙强度…………………………………………………………20
3.4.7底座的设计计算.........................................................................................21
3.4.8手柄的设机计算…………………………………………………………21
3.4.9托杯的设计计算…………………………………………………………22
3.4.10斤顶的效率计算………………………………………………………..23
3.4.11千斤顶的其他附加码附件尺寸设定…………………………………..23
第四章计算结论图及绘制…………………………………………………24
4.1各部件绘制…………………………………………………………………...24
4.1.1整体螺母的绘制…………………………………………………………24
4.1.2螺杆的绘制………………………………………………………………28
4.1.3底座的绘制………………………………………………………………30
4.1.4手柄的绘制………………………………………………………………32
4.1.5托杯的绘制………………………………………………………………33
4.2千斤顶的各零件尺寸工程图…………………………………………………34
4.3千斤顶的装配图和爆炸图...............................................................................36
第五章基于pro/e仿真……………………………………………………...42
5.1仿真的简单介绍……………………………………………………………...42
5.2基于pro/e的仿真方法……………………………………………………….42
5.3千斤顶仿真过程………………………………………………………...........43
5.3.1机构仿真…………………………………………………………………43
5.3.2动画仿真…………………………………………………………………46
结论……………………………………………………………………………….42
总结............................................................................................................................43
参考文献..................................................................................................................44
第一章绪论
1.1起重机械的概述
起重机械是一种以间歇作业方式对物料进行起升和水平移动的搬运机械。
起重机械的作业通常带有重复循环的性质。
一个完整的作业循环一般包括取物、起升、平移、下降、卸载，然后返回原处等环节。
经常起动、制动、正向和反向运动是起重机械的基本特点。
起重机械广泛用于交通运输业、建筑业、商业和农业等国民经济各部门及人们日常生活中。
起重机械由运动机械、承载机构、动力源和控制设备以及安全装备、信号指示装备等组成。
起重机械的驱动多为电力，也可用内燃机，人力驱动只用于轻小型起重设备或特殊需要的场合。
起重机械按结构特征和使用场合分为：
轻小型起重设备、桥架型起重机、缆索型起重机、臂架型起重机、堆垛起重机、升降机械。
然而，千斤顶又属于起重机械的一种。
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。
1.2目的
在研究本课题时就发现在现实生活和实际生产中，我们经常会遇到一些汽车需要更换轮胎或者维修，将一些重物在没有起重装备的前情况下移动或抬起，如果仅仅靠人工进行操作是相当困难的，这个时候就用到千斤顶，发挥四两拨千斤的作用。
千斤顶与我们生活息息相关，比如铁路车辆检修、桥梁安装、矿山、建筑工程的支撑及车辆设备等重物的起重方面都离不开千斤顶。
因此千斤顶技术的发展将直接影响到这些行业货部门的正常运作和未来的发展。
本次通过研究学习机械原理，设计出以往复扳动手柄拔抓，即推动刺轮间隙回转，小伞齿轮带动大伞齿轮使举重螺杆旋转，从使伸降套筒获得起伸或下降达到起重拉力功能的螺旋式千斤顶，更是为了深入了解千斤顶的原理与应用。
通过查阅大量文献资料，设计和绘制千斤顶各部件零件图，不仅熟悉了螺旋千斤顶的工作原理，让我也熟悉和强化了一些绘图软件的使用，同时加深了对课本中有关液压传动与机械基础理论知识的理解。
其意义在于：
1）要求熟悉螺旋传动的工作原理，掌握螺旋传动的设计过程和方法，培养结构设计能力，初步额机械设计的一般程序；
2）要求学会综合运用所学知识，培养独立解决工程的问题的能力；
3）培养查阅机械设计零件手册及有关技术资料，能正确使用国家标准规范能力。
1.3国内外千斤顶行业发展趋势
国外发展情况：
早在20世纪40年代，卧式千斤顶就开始在汽车维修行业中得到使用，但由于当时技术和使用的原因，千斤顶设计时的尺寸和体积较大，承载量较低，使用不便。
后来随着社会需求量的加大以及千斤顶本身技术的发展，在90年代初，国外大部分用户用卧室千斤顶取代了立式千斤顶。
在90年代后期一些新型的千斤顶也相继出现如充气式千斤顶和便携式千斤顶。
充气千斤顶由保加利亚一汽车运输研究所发明的，它由弹性的而又非常坚固的橡胶制成的。
Power-RiserII型便携式液压千斤顶则可以用于所有类型的铁道车辆。
另外一种名为TcuckJack的便携式液压千斤顶则可以用于对已断裂的货车转向弹簧进行快速的现场维修，并能完全由转向架侧架支撑住。
国内发展情况：
我国千斤顶技术发展较晚，由于缺少与外国先进技术交流，所以直到1979年才接触到类似国外卧式千斤顶这样的产品。
但是经过我们重新对产品进行设计改造，在外观美观、使用方便、承载量打、寿命长等方面都已经超过国外同类的产品并迅速打入欧美市场。
经过多年设计制造的实践，除了卧式千斤顶外，我国的千斤顶还规格齐全，还研制出了新型折叠式液压千斤顶、新型剪式千斤顶、快速升降千斤顶、多用途千斤顶、便携式电动千斤顶等等，形成了一套系列产品。
随着我国汽车工业的快速发展，汽车对千斤顶的要求也越来越高；
同时随着市场竞争的加剧，用户要求的不断的变化，将迫使千斤顶的设计质量要不断提高，以适应用户的需求。
用户喜欢的、市场需要的千斤顶不仅要求重量轻，携带方便，外形美观，使用可靠，还会对千斤顶的进一步自订花，甚至智能化都有所要求。
1.4使用原理
机械千斤顶是手动起重工具种类之一，其结构紧凑，合理的利用摇杆的摆动，使小齿轮转动，经一对圆锥齿轮合运转，带动螺杆旋转，推动升降套筒，从而重物上升或下降。
1.5使用方法
1、使用前必须检查千斤顶是否正常，各部件是否灵活，加注轮滑油，并正确估计重物的重量，选用适当吨位的千斤顶，切忌超载使用。
2、调整摇杆上的撑牙方法，先用手直接按顺时针方向转动摇杆，使升降套筒快速上升顶重物。
3、将手柄插入摇杆孔内，上下往返搬动手柄，重物随之上升。
当升降套筒上出现红色警戒线时应该立即停止搬动手柄。
如需下降时撑牙调至反方向，重物便开始下降。
1.6主要研究内容
对螺旋千斤顶的设计计算及强度校核，了解千斤顶的工作原理，结构，特点，用pro/e软件画出生成零件，并装配制作仿真动画，导出工程图。
通过查阅大量文献资料，设计和绘制千斤顶各部件零件图。
第二章螺旋传动的设计和计算
2.1螺旋传动的类型和应用
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。
按照用途不同，螺旋传动分为传力螺旋、传导螺旋和调整螺旋三种类型。
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，图2-1的螺旋千斤顶及图2-2的螺旋压力机均为传力螺旋。
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2-3所示的机床进给机构的螺旋。
调整螺旋用于调整并固定零件间的相对位置，一般在空载下工作，要求能自锁，如带传动张紧装置、机床卡盘、轧钢机轧滚下压螺旋等。
图2-1螺旋千斤顶
图2-2螺旋压力机
图2-3传导螺旋
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）。
滑动螺旋传动应用较广，其特点是结构简单，制造方便，成本低；
易于实现自锁；
运转平稳。
缺点在于当低速进行运动微调时可能出现爬行现象；
摩擦阻力大，传动效率低（一般为30%~50%）；
螺纹间有侧向间隙，反向时有空行程；
磨损较大。
广泛应用于机床的进给、分度、定位等机构，如压力机、千斤顶的传力螺旋等。
滚动螺旋也称滚珠丝杠，其特点是摩擦阻力小，传动效率高（90%以上）；
运转平稳，低速时不爬行，启动时无抖动；
螺旋副经调整和预紧可实现高精度定位精度和重复定位精度；
传动具有可逆性，如果运用于禁止逆转的场合，需要加设防逆转机构；
不易摩擦，使用寿命长。
缺点为结构复杂，制造困难；
抗冲击能力差。
应用于精密和数控机床、测试机械、仪器的传动和调整螺旋，车辆、飞机上的传动螺旋。
滚动螺旋传动特点：
传动效率高，传动精度高，起动阻力矩小，传动灵活平稳，工作寿命长。
滚动螺旋传动应用于机床、汽车、拖拉机、航空军工等制造业。
滚动螺旋传动按滚珠循环方式分为：
内循环：
滚珠始终和螺杆接触，两个封闭循环回路有两个反向器，三个封闭循环回路有三个反向器。
特点：
流动性好，效率高，经向尺寸小。
外循环：
分离，工艺性好，分为螺旋式，插管式，挡珠式
静压螺旋传动螺杆与螺母被油膜隔开，不直接接触。
具有摩擦阻力小，传动效率高（达99%）；
螺母的结构复杂；
运转平稳，无爬行现象；
传动具有可逆性（不需要时应加设防逆转机构）；
反向时无空行程，定位精度高，轴向刚力大；
磨损小，寿命长等优点。
其缺点为结构复杂，制造较难，需要一套压力稳定，供油系统要求高。
应用于精密机床的进给、分度机构的传动螺旋。
2.2螺旋传动的运动关系
在螺旋传动中，结构最简单应用最广泛的是滑动螺旋，本节主要介绍这种螺旋传动的设计。
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
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