螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真論文[帶圖紙].doc

I摘要機(jī)械設(shè)計(jì)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要作用，機(jī)械工業(yè)擔(dān)負(fù)著為國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門(mén)提供各種性能先進(jìn)，價(jià)格低廉，使用安全可靠，造型美觀的技術(shù)裝備的任務(wù)，在國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)中舉足輕重，機(jī)械產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力取決于產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)品的質(zhì)量取決于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。螺旋千斤頂是一種起重高度?。ㄐ∮?m）的最簡(jiǎn)單的設(shè)備。主要用于礦、交通運(yùn)輸部門(mén)作為車(chē)輛修理及其它起重、支撐等工作。其結(jié)構(gòu)輕巧堅(jiān)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(guò)頂部托座，底部托爪在小行程內(nèi)頂升重物的輕小起重設(shè)備。該千斤頂是手動(dòng)起重工具種類之一，其結(jié)構(gòu)緊湊，合理的使用搖桿的擺動(dòng)，使小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)一對(duì)圓錐齒輪嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)升降套筒，從而使重物上升或下降。設(shè)計(jì)既是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，又貫穿于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)稱的始終，設(shè)計(jì)決定了產(chǎn)品功能和目標(biāo)的方案，結(jié)構(gòu)和選材，制造方法以及產(chǎn)品運(yùn)行，使用和維修方法。設(shè)計(jì)不合理會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品不完善，成本提高或可靠性、安全性不高。產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的缺陷造成的先天不足，難以采取制造和使用措施加以彌補(bǔ)。嚴(yán)重的設(shè)計(jì)不合理甚至?xí)斐僧a(chǎn)品設(shè)計(jì)不出來(lái)或不能使用，導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計(jì)失敗。本次設(shè)計(jì)中，我首先查閱了大量資料，確定了將要設(shè)計(jì)的千斤頂結(jié)構(gòu)，了解了零件的組成，和運(yùn)行原理，然后通過(guò)計(jì)算得出了結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，再通過(guò)CAD作出相關(guān)圖形，使用PROE作出三維圖，再進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真，進(jìn)而得出成果。關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；螺旋千斤頂；設(shè)計(jì)計(jì)算；運(yùn)動(dòng)仿真。IIAbstractAsisknowntoall,mechanicallayoutplaysanimportantroleinourdailynationaleconomy.Mechanicalindustryundertakesthetaskthatimprovethecapability-advanced,low-price,safety,andgood-lookingequipmentinthepartofnationaleconomy.Theadvantageofthemechanicalequipmentisofthequalityofmachine,Andthequalityofmachinedependsonthemechanicallayout.Thescrewjackisamachinewhichhaslowliftingheight.Itisusedforliftingandsustainintherepairingofcarsintrafficandminingindustry.Asthestructureofscrewjackisstongandflexible,itcanbecarriedandoperatedbyasingleperson.Itismadeupofrigidliftingdevice.Byusingthetopbracketandthebottomdragclaw,onecanliftsomethinginashortdistance.ThisjackisapartofHM-liftingequipment.Withthecompactstructure,onecanlifttheheavythingsbyswingreasonabledistanceofthejointedarmtomakethewheelgearmovetoenablethescrewrevolving.Thislayoutisnotonlyaimportantpartoftheproductdevelopmentcycle,butalsorunthroughfromthebeginningtotheendofthedevelopmentoftheproduct.Thelayoutmakesenseofthefunctionandplan,structureandmaterialselecting,manufacturingmethodsandproductoperation,andusingandrepairing.Unreasonabledesignmayresultintheimperfectofproductandaddinginthecost.Italsomayinfluencethesafetyandreliability.Itishardtomakeupbyusingthemethodofproducingandusing,ifthemachinehasdefectindesign.What`smore,itmayresultinthefailofthelayout.Atfirst,Ireferedtolargequantitiesofdocuments,sothatmadesureofthestructureofscrewjack.Withthesedocuments,Iunderstoodthecompriseofthecomponents,andtheoriginalprincipleofhowitworks.Then,bycalculating,Iworkedoutthestructureofitsdata.Aftercalculating,IcarriedoutthiscasebydrawingoutthegraphicmodelsanddoingmotionsimulationbyPROEafterworkingouttherelatedfiguresbyCAD.Thekeyword:machinedesign；screwjack；designoperation；motionsimulationIII目錄摘要.............................................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。ABSTRACT....................................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。目錄.........................................................................................................................................VII1緒論..............................................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。1.1本課題的研究?jī)?nèi)容和意義....................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。1.2國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。1.3本課題應(yīng)達(dá)到的要求............................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2螺旋千斤頂?shù)母攀龊驮O(shè)計(jì)要求...................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3螺旋千斤頂各部分的設(shè)計(jì)與計(jì)算...............................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.1螺桿的計(jì)算...........................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.1.1螺桿螺紋類型的選擇....................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.1.2選取螺桿材料................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.1.3螺桿的直徑....................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.1.4自鎖性驗(yàn)算....................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.1.5螺桿結(jié)構(gòu)........................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.1.6穩(wěn)定性計(jì)算....................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.2螺母的設(shè)計(jì)計(jì)算...................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.2.1螺母的材料....................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.2.2確定螺紋旋合圈數(shù)........................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.2.4螺母其它結(jié)構(gòu)尺寸........................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.2.5螺母外徑和凸緣強(qiáng)度的計(jì)算及螺母懸置部分校核....................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.3托杯的設(shè)計(jì)計(jì)算....................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.3.1驗(yàn)算接觸面間的壓力強(qiáng)度............................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.3.2托杯的外口徑................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.4手柄的設(shè)計(jì)計(jì)算...................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.4.1手柄材料........................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.4.2手柄長(zhǎng)度........................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.4.3手柄直徑........................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.5底座的設(shè)計(jì)計(jì)算.......................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.5.1底座材料........................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.5.2其主要結(jié)構(gòu)尺寸............................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.6千斤頂?shù)男视?jì)算及繪制CAD圖紙................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4基于PRO/E的千斤頂仿真.........................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4.1千斤頂主要零件的三維建模................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4.2千斤頂?shù)难b配設(shè)計(jì)................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4.3仿真分析................................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。IV5結(jié)論與展望...................................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5.1結(jié)論........................................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5.2不足與展望............................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。致謝..................................................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。參考文獻(xiàn)..........................................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。附錄..................................................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。1緒論1.1本課題的研究?jī)?nèi)容和意義千斤頂是一個(gè)在我們平時(shí)的生活生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)使用到的設(shè)備。它能夠輔助我們完成一些單使用人力很難以完成的工作比如抬起轎車(chē)進(jìn)行維修，移動(dòng)笨重的設(shè)備物品，架設(shè)橋梁大墩等等一些列工作。因此千斤頂技術(shù)的發(fā)展將直接或間接影響到這些行業(yè)或部門(mén)的正常運(yùn)作和未來(lái)的發(fā)展。本次對(duì)螺旋千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)是為了更深入地了解千斤頂?shù)脑砼c應(yīng)用。通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)和繪制千斤頂各部件圖零件圖，不僅熟悉了手驅(qū)動(dòng)螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟砗瓦^(guò)程，讓我也熟悉和強(qiáng)化了一些繪圖軟件的使用，同時(shí)也加深了對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)的了解。1.2國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況國(guó)外發(fā)展情況：早在20世紀(jì)40年代，臥式千斤頂就開(kāi)始在汽車(chē)維修的行業(yè)中得到使用，當(dāng)由于當(dāng)時(shí)技術(shù)和使用的原因，千斤頂設(shè)計(jì)時(shí)尺寸和體積較大，承載量較低，使用不便。后來(lái)隨著社會(huì)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(guó)外大部分用戶用臥式千斤頂頂取代了立式千斤頂[1]。在90年代后期一些新型的千斤頂也相繼出現(xiàn)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(chē)運(yùn)輸研究所發(fā)明的，它由彈性的而又非常堅(jiān)固的橡膠制成的。使用時(shí)，用軟管將千斤頂連在汽車(chē)的排氣管上，經(jīng)過(guò)15~20秒，汽車(chē)將千斤頂鼓起，成為圓柱體。這種千斤頂可以把115t重的汽車(chē)頂起70cm。Power-RiserⅡ型便攜式液壓千斤頂則可以用于所有類型的鐵道車(chē)輛，包括裝運(yùn)三層汽車(chē)的貨車(chē)、聯(lián)運(yùn)車(chē)以及高車(chē)頂車(chē)輛。同時(shí)它具有一個(gè)將負(fù)載定位的機(jī)械鎖定環(huán)，一個(gè)三維機(jī)械手，一個(gè)全封閉構(gòu)架以及一個(gè)用于防止雜質(zhì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)的外置過(guò)濾器。另外一種名為T(mén)cuckJack的便攜式液壓千斤頂則可以用于對(duì)已斷裂的貨車(chē)轉(zhuǎn)向架彈簧進(jìn)行快速的現(xiàn)場(chǎng)維修。該千斤頂能在現(xiàn)場(chǎng)從側(cè)面對(duì)裝有70~125t級(jí)轉(zhuǎn)向架的大多數(shù)卸載貨車(chē)進(jìn)行維修，并能完全由轉(zhuǎn)向架側(cè)架支撐住。它適用于車(chē)間或軌道上無(wú)需使用鋼軌道碴或軌枕作支承的情況。國(guó)內(nèi)發(fā)展情況：我國(guó)千斤頂技術(shù)發(fā)展較晚，由于缺少與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的交流，所以直到1979年才接觸到類似國(guó)外臥式千斤頂這樣的產(chǎn)品。但是經(jīng)過(guò)我們重新對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，在外型美觀、使用方便、承載量大、壽命長(zhǎng)等方面都已經(jīng)超過(guò)國(guó)外同類的產(chǎn)品并且迅速打入歐美市場(chǎng)。經(jīng)過(guò)多年設(shè)計(jì)與制造的實(shí)踐，除了臥式千斤頂以外，我國(guó)的千斤頂還規(guī)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、多用千斤頂、便攜式電動(dòng)千斤頂?shù)鹊?，形成系列產(chǎn)品。隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展，汽車(chē)對(duì)千斤頂?shù)囊笠苍絹?lái)越高；同時(shí)隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，用戶要求的不斷變化，將迫使千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)質(zhì)量要不斷提高，以適應(yīng)用戶的需求。用戶喜歡的、市場(chǎng)需要的千斤頂將不僅要求V重量輕，攜帶方便，外形美觀，使用可靠，還會(huì)對(duì)千斤頂?shù)倪M(jìn)一步自動(dòng)化，甚至智能化都有所要求。目前我國(guó)的汽配企業(yè)不僅需要供應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年還出口約500萬(wàn)臺(tái)汽車(chē)用千斤頂?shù)绞澜绺鞯?。雖然如此，仔細(xì)分析千斤頂設(shè)計(jì)制造的技術(shù)水平，采用先進(jìn)技術(shù)不足，仍存在較大的改進(jìn)空間[2]。1.3本課題應(yīng)達(dá)到的要求(1)了解螺旋千斤頂?shù)难芯楷F(xiàn)狀，以及螺旋千斤頂在國(guó)內(nèi)外的使用情況，以及存在的一些問(wèn)題。(2)了解螺旋千斤頂?shù)慕M成以及螺旋千斤頂?shù)脑敿?xì)構(gòu)造、各個(gè)零件的尺寸功能以及組裝方法，工作原理。(3)進(jìn)行螺旋千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算。并使用CAD對(duì)千斤頂各部分零件進(jìn)行繪制裝配。(4)使用PRO/E對(duì)螺旋千斤頂進(jìn)行仿真分析。(5)熟悉千斤頂?shù)墓ぷ髟砗褪褂梅椒?，了解千斤頂各零部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提高自己獨(dú)立開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)的能力，學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的基本思路。