螺旋千斤顶设计计算说明书.doc

螺旋千斤顶设计计算说明书

院系：能源工程学系

专业：机械设计制造及其自动化(车辆工程方向)

班级：汽车1101班

设计者：韩开韦甘庆良

2013年10月28日

目录

TOC\o1-3\h\z\u一．概要 1

1. 工作原理 1

2. 创新背景 1

3. 创新设计 2

二．螺杆的设计与计算 2

1. 选取螺杆材料 2

2. 确定螺杆直径 3

3. 自锁验算 3

4. 螺杆强度计算 3

5. 螺杆稳定性计算 3

三．螺母的设计与计算 4

1. 选取螺母材料 4

2. 确定螺母高度和工作圈数 4

3. 校核螺纹牙强度 4

四．托杯的设计与计算 5

五．手柄的设计与计算 6

1. 手柄的材料 6

2. 手柄长度的计算 7

六．底座的设计 7

一．概要

本作业的创新设计在与改变外部输入力传动的方式，传统的螺旋千斤顶是借助长直杆手柄插入中央螺杆，销接后进行旋转，而本作业在螺杆上加一个锥齿轮（铸造时就加上去），然后将与之啮合的锥齿轮轮轴引出，并在轴截面上铣出十字槽口，而相应的转轴手柄接合端铣出十字突起锁扣，则此螺旋千斤顶可以通过手柄和锥齿轮2相结合，然后转动带动锥齿轮轴转动，产生螺旋运动，其余机构与传统螺旋千斤顶相同。

工作原理

千斤顶是一种轻便易携带的起重设备，主要用于重物短距离的升举、机器设备的位置校正及构件变形的校正等。螺旋千斤顶一般由人力提供动力，通过螺旋副传动，采用螺杆或由螺杆推动的升降套筒作为刚性顶举件以达到顶起重物的功能。

创新背景

千斤顶与我们的生活密切相关,在建筑、铁路、汽车维修等部门均得到广泛的应用,因此千斤顶技术的发展将直接或间接影响到这些部门的正常运转和工作。汽车千斤顶是汽车保养、维修不可缺少的主要举升工具。随着我国国民经济和汽车工业的发展,小轿车的产量逐年递增,轿车普遍进入平民百姓的家庭生活将成为社会发展的趋势,这使得千斤顶的需求量日益增大。因此对千斤顶技术的进一步研究,生产出外形美观、安全可靠、使用方便的高性价比产品显得尤为重要。早在20世纪40年代,卧式千斤顶就已经开始在国外的汽车维修部门使用,但由于当时设计和使用上的原因,其尺寸较大,承载量较低。后来随着社会需求量的增大以及千斤顶本身技术的发展,在90年代初国外绝大部分用户已以卧式千斤顶替代了立式千斤顶。在90年代后期国外研制出了充气千斤顶和便携式液压千斤顶等新型千斤顶。充气千斤顶是由保加利亚一汽车运输研究所发明的,它用有弹性而又非常坚固的橡胶制成。使用时,用软管将千斤顶连在汽车的排气管上,经过15～20秒,汽车将千斤顶鼓起,成为圆柱体。这种千斤顶可以把115t重的汽车顶起70cm。

我国千斤顶技术起步较晚,由于历史的原因,直到1979年才接触到类似于国外卧式千斤顶这样的产品。但是经过全面改进和重新设计,在外形美观,使用方便,承载力大,寿命长等方面,都超过了国外的同类产品,并且迅速打入欧美市场。经过多年设计与制造的实践,除了卧室千斤顶以外,我国还研制出了新型折叠式液压千斤顶、快速升降千斤顶等多种千斤顶。目前我国出口的千斤顶已达到门类、规格齐全,形成系列产品。MadeinChina也成为了行业中坚实耐用的标志。

但是，随着时间的推移和技术的进步，传统的机械式螺旋千斤顶已经逐渐凸显出它的缺点与落后的一面，在由电控系统的重大突破而引起的一系列技术改革中，千斤顶也跟上了科技的潮流，各种创新形式的千斤顶层出不穷，科研工作者们对千斤顶这一器械的各个方面进行了创新，在动力部分，控制部分，支撑部分都相应的配置了电控或电动系统，而且在结构和材料上不断对它进行优化。新一代的产品与传统产品相比，不仅更加轻便简易，而且成本更低，设计更人性化，智能化。手动千斤顶的优点制造简单,价格低廉,但使用时必须用手不断操作才能升降套筒或举臂,所以费时费力,使用不方便;电动千斤顶相对提高了工作效率,避免了繁重的体力劳动,为司机创造出一种方便、高效省力的修车环境和条件。因此现在用户大多使用遥控电动或电动手动两用千斤顶。在这样的背景之下，仿佛对千斤顶的创新设计的核心都放到了新技术层面，然而，在基础的，普通的，根本的结构和装置方面，也还存在着很大的创新空间和创新设计潜在空间。基于这样的背景，我将创新设计的重心放在了基础结构的设计之上，同时，这样的基础结构设计创新可以延伸出更多的基于这个创新的新技术创新。

创新设计

传统的螺旋千斤顶采用的动力输入装置时通过长直杆销接到中央螺杆之后进行旋转，通过螺杆相对静止的螺母的旋转运动使与中央螺杆直接相连的托杯上升。这样的机构虽然可以通过长直杆的杠杆效应达到省力的效果，但是所需要的工作空间与杆长度的平方成比例，十