毕业设计说明书
题目名称： 3t液压千斤顶结构设计院系名称：机电学院
班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
2012年6月
摘要
在实际生产中我们总是会遇到一些将重物如机床、笨重的箱子、井下的轨道等在没有起吊设备的情况下移动或抬起的情况，仅靠人工操作是很难实现的，这时我们就需要用到千斤顶。
千斤顶与我们的生活息息相关，在各行各业如建筑、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，而液压千斤顶又是千斤顶的一种。在液压千斤顶结构设计中，对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高应向标准化发展，液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平，元件尽量符合互换性。通过研究液压千斤顶的内部结构、工作原理。使我们对千斤顶有进一步的了解，使我们更加科学合理的应用千斤顶。
关键字：广泛，工艺，互换性，工作原理
Abstract
As the development of the marketing economy, nowadays, the privately owned enterprise becomes the important support in the economy and the society. But as the competition becomes keen, the privately owned enterprise also confronts the tough challenge. It is one of the most important and useful subject on how to improve the core competitiveness to make this kind of enterprise maintain the vigorous vitality.
Keywords：Privately Owned Enterprise Shared Vision Visioning Procedure
前言
液压千斤顶是典型的利用液压传动的设备，液压千斤顶具有结构紧凑、体积小、重量轻、携带方便、性能可靠等优点,被广泛应用于流动性起重作业,是维修、汽车、拖拉机等理想工具。其结构轻巧坚固、灵活可靠，一人即可携带和操作。千斤顶是用刚性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在小行程内顶升重物的轻小起重设备。本次对车用液压千斤顶进行三维建模以及运动仿真旨在了解液压千斤顶的内部结构，油液流动方式，密封方式，并且通过对液压千斤顶的分析了解液压传动的原理以及应用。通过查阅大量文献，和对千斤顶各部件进行绘制建模不但熟悉了千斤顶内液压传动原理还使得我对一些绘图软件的操作更加熟练。同时也在以前书本学习的基础上对液压传动加深了理解。
1液压传动概述
液压传动的应用范围的基本原理
自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二三百年的历史。直到20世纪30年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。在第二次世界大战期间，由于战争需要，出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。第二次世界大战结束后，战后液压技术迅速转向民用工业，液压技术不断应用于各种自动机及自动生产线。本世纪60年代以后，液压技术随着原子能、空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。因此，液压传动真正的发展也只是近三四十年的事。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展。同时，新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助测试(CAT)、计算机直接控制(CDC)、机电一体化技术、可靠性技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。
我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备上，后来又用于拖拉机和工程机械。现在，我国的液压元件随着从国外引进一些液压元件、生产技术以及进行自行设计，现已形成了系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。
液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工。业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。
液压传动的基本原理是在密闭的容器内，利用有压力的油液作为工作介
质来实现能量转换和传递动力的。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。在液压传动中，液压油缸就是一个最简单而又比较完整的液压传动系统，分析它的工作过程，可以清楚的了解液压传动的基本原理。
2液压传动系统的组成
液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种
阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。
1、动力元件（油泵）它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。
2、执行元件（油缸、液压马达）它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做
直线运动，马达做旋转运动。
3、控制元件包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。
4、辅助元件除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件及油箱等，它们同样十分重要。
5、工作介质工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。
3液压传动的优缺点
1、液压传动的优点
（1）液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如，相同功率液压马达的体积为电动机的12%～13%。液压泵和液压马达单位功率的重
量指标，目前是发电机和电动机的十分之一，液压泵和液压马达可小至0.0025N/W(牛/瓦),发电机和电动机则约为0.03N/W；
（2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速，且调速范围最大可达1：2000(一般为1：100)。
（3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换；
（4）液压泵和液压马达之间用油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。例如，在井下抽取是由的泵可以采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大，又加之容易布置，在挖掘机等重型工程机械上，已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方；（5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长；
（6）操纵控制简便，自动化程度高，借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易的实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控；
（7）容易实现过载保护，借助于设置溢流阀等，同时液压件能自行润滑，因此使用寿命长。
（8）液压元件实现了标准化、系列化、通用化、便于设计、制造和使用。
2、液压传动的缺点
（1）使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁；
（2）为了减少漏油，以及满足某些性能上的要求，对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高；
（3）液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平；
（4）液压传动对油温变化较敏感，这会影响它的工作稳定性。因此液压
传动不宜在很高或很低的温度下工作，一般工作温度在-15℃~60℃范围内较合适。
（5）液压传动在能量转化的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力大，流量损失大，故系统效率较低;
（6）液压系统中的漏油现象等因素，影响运动的平稳性和正确性，使
得液压传动不能保证严格的传动比。
3液压传动在机械中的应用
驱动机械运动的机构以及各种传动和操纵装置有多种形式。根据所用的部件和零件，可分为机械的、电气的、气动的、液压的传动装置。经常还将不同的形式组合起来运用——四位一体。由于液压传动具有很多优点，使这种新技术发展得很快。液压传动应用于金属切削机床也不过四五十年的历史。航空工业在1930年以后才开始采用。特别是最近二三十年以来液压技术在各种工业中的应用越来越广泛。
在机床上，液压传动常应用在以下的一些装置中：
1.进给运动传动装置磨床砂轮架和工作台的进给运动大部分采用液压传动；车床、六角车床、自动车床的刀架或转塔刀架；铣床、刨床、组合机床的工作台等的进给运动也都采用液压传动。这些部件有的要求快速移动，有的要求慢速移动。有的则既要求快速移动，也要求慢速移动。这些运动多半要求有较大的调速范围，要求在工作中无级调速；有的要求持续进给，有的要求间歇进给；有的要求在负载变化下速度恒定，有的要求有良好的换向性能等等。所有这些要求都是可以用液压传动来实现的。
2.往复主体运动传动装置龙门刨床的工作台、牛头刨床或插床的滑枕，由于要求作高速往复直线运动，并且要求换向冲击小、换向时间短、能耗低，因此都可以采用液压传动。
3.仿形装置车床、铣床、刨床上的仿形加工可以采用液压伺服系统来完成。其精度可达0.01～0.02mm。此外，磨床上的成形砂轮修正装置亦可采用这种系统。
4.辅助装置机床上的夹紧装置、齿轮箱变速操纵装置、丝杆螺母间隙消除装置、垂直移动部件平衡装置、分度装置、工件和刀具装卸装置、工件输送装置等，采用液压传动后，有利于简化机床结构，提高机床自动化程度。
5.静压支承重型机床、高速机床、高精度机床上的轴承、导轨、丝杠螺母机构等处采用液体静压支承后，可以提高工作平稳性和运动精度。
表1-1 液压传动在各类机械行业中的应用实例
4国内外千斤顶发展情况
国外发展情况
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。Power-Riser Ⅱ型便携式液压千斤顶则可用于所有类型的铁道车辆,包括装运三层汽车的货车、联运车以及高车顶车辆。同时它具有一个将负载定位的机械锁定环,一个三维机械手,一个全封闭构架以及一个用于防止杂质进入液压系统的外置过滤器。另外一种名为Truck Jack 的便携式液压千斤顶则可用于对已断裂的货车转向架弹簧进行快速的现场维修。该千斤顶能在现场从侧面对装有70～125t 级转向架的大多数卸载货车进行维修,并能完全由转向架侧架支撑住。它适用于车间或轨道上无需使用钢轨道碴或轨枕作承。
国内发展情况
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,除了卧室斤顶以外,我国还研规格齐全,形成系列产品
5液压千斤顶特点
液压千斤顶是一种将密封在油缸中的液体作为介质,把液压能转换为机械能从而将重
物向上顶起的千斤顶。它结构简单,体积小,重量轻,举升力大,易于维修,但同时制造精度要求较高,若出现泄漏现象将引起举升汽车的下降,保险系数降低,使用其举升时易受部位和地方的限制。传统液压千斤顶由于手柄、活塞、油缸、密封圈、调节螺杆、底座和液压油组成。它利用了密
闭容器中静止滚体的压力以同样大小向各个方向传递的特性。优点:输出推力大;缺点:效率低。
6液压千斤顶常见故障排除
1重载时顶杆不能升起。当千斤顶顶到某一高度后, 顶杆就不再升高这表明千斤顶内
缺少工作油, 应予补足。
2顶杆抖动。这说明回油阀关闭不严, 可将回油阀针再向里拧紧一些。若仍不能顶起,
且压杆周围漏油, 则为顶杆密封圈损坏, 应予更换。若不能顶起且压杆周围也无漏油, 再检查回油阀和进油阀门能否关严包括压杆筒体端面接合处的密封垫圈情况若上述均无异常, 则为顶杆密封圈损坏或其固定螺打松动, 应予更换或拧紧。
3空载时顶杆就不能升起。首先检查千斤顶的油量,不足时应添加。若千斤顶不缺油可
将千斤顶回油阀针松开, 拆下加油孔油塞, 然后用脚踩住千斤顶底座, 双手向上拔起顶杆再压下去, 如此反复拔、压顶杆几次, 以排除空气若做完上述检查后, 拧紧加油孔油塞和回油阀, 再试空顶若此时顶杆仍不能上升, 应将千斤顶放平, 拆去回油阀, 检查阀与座的接触情况是否良好, 若有脏物, 应予清除若有坑、槽、不平应予更换。最后检查进油阀门是否密封良好,顶杆密封圈有无损坏或脱落, 若有则及时更换。
4漏油。千斤顶的漏油部位多在座与筒体结合处、顶杆周围、回油阀的锁紧螺纹处、
加油孔的固定油塞处、压杆周围等。漏油原因多为密封垫圈损坏必须及时更换
7千斤顶技术展望
随着我国汽车工业的快速发展,汽车随车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、市场需要的千斤顶将不仅要求重量轻,携带方便,外形美观,使用可靠,还会对千斤顶的进一步自动化,甚至智能化都有所要求。如何充分利用经济、情报、技术、生产等各类原理知识,使千斤顶的设计工作真正优化?如何在设计过程中充分发挥设计人员的创造性劳动和集体智慧,提高产品的使用价值及企业、社会的经济效益? 如何在知识经济的时代充分利用各种有利因素,对资源进行有效整合等等都将是我们面临着又必须解决的重要的问题。
8液压千斤顶的工作原理
图8.1是液压千斤顶的工作原理图。大油缸9和大活塞8组成举升液压缸。杠杆手柄1、小油缸2、小活塞3、单向阀4和7组成手动液压泵。如提起手柄使小活塞向上移动，小活塞下端油腔容积增大，形成局部真空，这时单向阀4打开，通过吸油管5从油箱12中吸油；用力压下手柄，小活塞下移，小活塞下腔压力升高，单向阀4关闭，单向阀7打开，下腔的油液经管道6输入举升油缸9的下腔，迫使大活塞8向上移动，顶起重物。再次提起手柄吸油时，单向阀7自动关闭，使油液不能倒流，从而保证了重物不会自行下落。不断地往复扳动手柄，就能不断地把油液压入液压缸下腔，使重物逐渐地升起。如果打开截止阀11，液压缸下腔的油液通过管道10、截止阀11流回油箱，重物就向下移动。这就是液压千斤顶的工作原理。
通过对上面液压千斤顶工作过程的分析，可以初步了解到液压传动的基
液压千斤顶工作原理分析
图8.1 液压千斤顶工作原理图
1.杠杆手柄
2.小油缸
3.小活塞
4.单向阀
5.吸油管
6.管道
7.单向阀
8.大活塞
9.大油缸 10.管道 11.截止阀 12.油箱
本工作原理。液压传动是利用有压力的油液作为传递动力的工作介质。压下杠杆时，小油缸2输出压力油，是将机械能转换成油液的压力能，压力油经过管道6及单向阀7，推动大活塞8举起重物，是将油液的压力能又转换成机械能。大活塞8举升的速度取决于单位时间内流入大油缸9中油容积的多少。由此可见，液压传动是一个不同能量的转换过程。8.1液压千斤顶的作用
本液压千斤顶是杭州万海五金经营部销售的QYL5D油压千斤。为三一重工股份有限公司配套加工的外协件，它用在飞机的起落架以及吊车，挖掘机、装载机、推土机、压路机、铲运机的支撑架的机构中，主要是起到支撑作用。因此，该零件的质量及精度在使用中是非常重要的，必须制作出合理的工艺规程以确保零件的质量。
8.2液压千斤顶主要构件分析
该系统是一个组焊件，技术条件要求为：组焊后加工，热处理调质达到HB240～HB280。表面粗糙度最高达到Ra2.3 μm，最低达到Ra12.5 μm，尺寸公差较小，另外有一处位置公差要求，这就需要经过粗加工、半精加工、精加工过程。本零件用于大批量生产。本系统主要运用了：杠杆原理，帕斯卡原理，单向阀原理等。
9液压缸的设计
9.1 液压缸的主要形式及选材
液压缸能将液压能转换为机械能，用来驱动工作机构作直线运动或摆动运动。它是液压执行元件。液压缸由于结构简单，工作可靠，除单个使用外，还可几个组合或与杠杆、连杠、齿轮齿条、棘轮棘爪、凸轮等其他机构配合，实现多种机械运动，因此应用十分广泛。
液压缸有多种类型。按结构特点可分为活塞式、柱塞式和组合式三大类；按作用方式又可分为单作用式和双作用式两种。
由于液压缸要承受较大压强，故液压缸采用：45号钢活塞式单作用液压缸。
9.2（液压缸主要参数的计算）液压缸的压力
（1）额定压力Pn:
也称为公称压力，是液压缸能用以长期工作的最高压力。油液作用在活塞单位面积上的法向力图3.1。单位为Pa，其值为:
Pn=G/A=3×104÷（3.14×0.175×0.175）=2.96×105 Pa
图3.1 液压缸的计算简图
式中：
F为活塞杆承受的总负载；A为活塞的工作面积。
L
上式表明，液压缸的工作压力是由于负载的存在而产生的，负载越
大，液压缸的压力也越大。
表9.1为国家标准规定的液压缸公称压力系列。
表9.1 液压缸公称压力（MPa ）
（2）工作压力P ：
由于活塞的重力大约在g=10 N 左右，要远比物体的重力小，所以可
以忽略不计。
所以 ==A
F P L (g+G)/A=3.001×104 ÷（3.14×0.175×0.175） =2.96×105 Pa
≈Pn = 2.96×105 Pa
（3）最高允许压力max p ：
也称试验压力，是液压缸在瞬间能承受的极限压力。通常为
max p ≤ 1.5Pn =1.5×2.95×105 Pa
=4.42×105 Pa
≈0.442 MPa
9.3液压缸的输出力与输出力
（1）液压缸的理论输出力F 出等于油液的压力和工作腔有效面积的乘积，
即
F pA ==AG=3×104
N 由于液压缸为单活塞杆形式，因此两腔的有效面积不同。所以在相
同压力条件下液压缸往复运动的输出力也不同。由于液压缸内部存在密封圈阻力回油阻力等，故液压缸的的实际输出力小于理论作用力。
（2）液压缸的理论输入力：
F 入 =F 出×A 1÷A 2=3×104 ×(0.1752÷0.1252)
=3×104×（0.030625÷0.015625）
=3×104× 1.96
=5.88×102 N
式中:A 1表示小液压缸的横截面积,0.01(m) 表示小液压缸的半
径 ,A 2表示大液压缸的横截面积,0.0175(m) 表示大液压缸的半径。
9.4 液压缸的输出速度
（1）大液压缸的输出速度
q v A
== nSA 1/A 2=20×0.13×0.00926=0.0241 m/min q=nSA 1=20×0.13×3.14×(0.01)2=8.16×10-6 L/min
式中：V 为液压缸的输出速度；q 为输入液压缸工作腔的流量；A 2为
大液压缸工作腔的有效面积；A 1表示小液压缸的横截面积；n =20表示小
液压缸每分钟回程20次；S=0.13 m 表示小液压缸工作行程为130 mm
（2） 速比v λ
2
112A A v v v ==λ 式中：V 1为活塞前进速度；V 2为活塞退回速度；A 1为活塞无杆腔有效面积；
A 2为活塞有杆腔有效面积。
速度不可过小，以免造成活塞杆过细，稳定性不好。其值如表 3.2
示：
表3.2 液压缸往复速度比推荐值
9.5 液压缸的功率
（1）输出功率P 0：液压缸的输出为机械能。单位W ，其值为:
0p Fv ==3×104
×0.0241 =723 W 式中：F 为作用在活塞杆上的外负载；v 为活塞平均运动速度。
（2）输入功率i p ：液压缸的输入为液压能。单位为W ，它等于压力和流
量的乘积，
即 q=nSA 1=20×0.13×3.14×(0.01)2=8.16×10-5L/min
i p pq ==2.96×105 ×2.5×10-5
=740 W 式中：p 为大液压缸的工作压力；q 为大液压缸的输入流量。
由于液压缸内存在能量损失（摩擦和泄露等），因此，输出功率小
于输入功率。
9.6小液压缸的主要参数计算
（1）小液压缸的输出力等于大液压缸的输入力, 即：
F=588N
（2）小液压缸的流速为：
V=(A 大/A 小)×V 大=175×0.0241=4.2175 m/min
（3）小液压缸的流量为：
q=nSA 1=20×0.13×3.14×(0.01)2=8.16×10-6L/min
10液压控制阀
10.1 方向控制阀
方向控制阀是控制液压系统中油液流动方向的，它为单向阀和换向
阀两类。单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。
10.2普通单向阀
普通单向阀简称单向阀，它的作用是使用油液只能沿一个方向流动，不许反向倒流。图4.1 所示为直通式单向阀的结构及图形符号。压力油从p1流入时，克服弹簧3作用在阀芯2上的力，使阀芯2向右移动，打开阀口，油液从p1口流向p2口。当压力油从p2口流人时，液压力和弹簧力将阀芯压紧在阀座上，使阀口关闭，液流不能通过。
（a）结构原理图（b）图形符号
图4.1单向阀
1、阀体；
2、阀芯；
3、弹簧
单向阀的弹簧主要用来克服阀芯的摩擦阻力和惯性力，使阀芯可靠复位，为了减小压力损失，弹簧钢度较小，一般单向阀的开启为0.03 MPa～0.05 MPa（如换上刚度较大的弹簧，使阀的开启压力达到0.2 MPa～0.6 MPa，便可当背压阀使用）。
由于本千斤顶最低位置为125mm，这就要求液压缸体积很小，液压缸内无法使用这种单向阀，所以本千斤顶采用下图所示的单向阀。
11顶起机构的设计
本千斤顶是运用四连杆机构
11.1 弯曲杆(手柄)的设计
工程中常存在大量受弯曲的杆件,这些杆件在外力作用下常发生弯曲变形,以弯曲为主要变形的杆件称为梁.工程力学中对梁作以下规定: 梁任一横截面上的剪力,其值等于该截面任一侧梁上所有横向力的代数和。
梁任一横截面上的弯矩,其值等于该截面任一侧所有外力对形心的力矩的代数和。
11.5活塞杆的设计
工程实际中经常遇到承受轴向拉伸或压缩的构件。例如，内燃机中的连杆，钢木组合桁架中的钢拉杆等。
承受轴向拉伸或压缩的杆件称为拉压杆。实际拉压杆的形状，加载和连接方式各不相同，但都可简化成图5.7所示的计算简图，它们的共同特点是作用于杆件上的外力的合力作用线与杆件轴线重合，杆件的主要变形是沿轴线方向的伸长或缩短。
(1)千斤顶的活塞杆即为简单的拉压杆，图5.7即为水平放置的大活塞杆，
试选材45钢，有《机械设计制造基础》（陈立德主编）查得其许用拉应力为[σ]= 235 MPa
1 绪论 1.1 课题研究的目的和意义 据统计，国内的轿车保有量2005年已达到900余万辆, 在现实生活中，轿车、吉普在路途上换胎一直是驾车者们一件头痛的事，尤其是在酷热的夏天和严寒而绵绵细雨的冬天，半个多时晨换下胎来，不仅身心劳累，且浑身油泥。随着技术与经济的发展，一种起重工具液压千斤顶大量涌现于市场，其构造简单、操作方便，修理汽车、拖拉机等可用它将车身顶起，方便修理。液压千斤顶是根据帕斯卡原理工作，它由油箱、大小不同的两个压力油缸、单向阀等几个部分组成。工作时，提起小活塞将油吸入小压力油缸，当压下小活塞时将油液压进大压力油缸。通过两个单向阀门的控制，小活塞对油的压强传递给大活塞，将重物顶起来。小活塞不断地往复动作，就可以把重物顶到一定的高度。工作完毕，打开关截止阀，使大压力油缸和油箱连通。这时，只要在大活塞上稍加压力，大活塞即可下落，油回到油箱中去。 千斤顶分为机械千斤顶和液压千斤顶两种，原理各有不同。从原理上来说，液压千斤顶所基于的原理为帕斯卡原理，在比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。通过液体的传递可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的。机械千斤顶采用机械原理，以往复扳动手柄，拔爪即推动棘轮间隙回转，小伞齿轮带动大伞齿轮、使举重螺杆旋转，从而使升降套筒获得起升或下降，而达到起重拉力的功能。但不如液压千斤顶简易。 千斤顶采用液压传动的优点： (1)由于液压传动是油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。 (2)液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。 (3)传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。 (4)液压装置易于实现过载保护——借助于设置溢流阀等，同时液压件能自行润滑，因此使用寿命长。 (5)液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使
题目螺旋千斤顶的设计系别机械工程学院 专业 班级 姓名 学号 指导教师 日期
设计任务书 设计题目： 螺旋千斤顶的设计 设计要求： 1、设计一人力驱动的螺旋千斤顶，其轴向承载能力为F=60000N,要求提升高度 为h=150mm；要求耐磨性好，螺母材料为ZCuSn10-1，采用梯形螺纹。 2、使用AoutCAD、Solidworks绘画装配图、零件图； 设计进度要求： 第一周：选择课题，勾勒基本的设计思路； 第二周：查找与其有关的资料； 第三周：进行螺旋传动的设计和计算； 第四周：进行千斤顶的设计； 第五周：绘制草图； 第六周：完善初稿及草图使其语言更加简练、布局更加合理； 第七周：整理电子稿； 第八周: 再次修改论文，进行答辩。 指导教师（签名）：
摘要 螺旋千斤顶主要是有螺杆、手柄、底座、螺套、旋转杆、挡环、托杯的零部件组装而成的。在本次设计过程中对螺旋传动的计算和各零部件的设计与选材最为重要；并且重点运用了机械设计方面的知识，另外还运用了辅助绘图工具AoutCAD、Solidworks等。 本文从螺旋千斤顶的零部件的设计与选材等多方面，阐述了它设计的全过程。尤其在工艺规程设计中，运用了大量的科学加工理论及计算公式，对它进行了精确地计算。由于螺旋千斤顶是一种小型的起重设备，体积小方便携带，造价成本低，所以在日常生活中被广泛应用。 本设计既是产品开发周期中的关键环节，有贯穿于产品开发过程的始终。设计决定了实现产品功能和目标的方案，结构和选材。制造方法以及产品运行，使用和维修方法。现代机械产品的要求不对传统机械产品高的多，因而在产品开发和改进过程中只有全面深入地运用现代设计理论，方法和技术才能满足社会对现代机械产品愈来愈苛刻的要求，提高其市场竞争能力。 关键词：螺旋传动，体积小，方便，成本低
液压千斤顶设计 目录 1. 引言 (3) 1.1 选题的依据及课题的意义 (3) 1.2 国内外的研究概况 (3) 1.3 单片机控制系统的发展概况 (4) 1.4 PID控制算法的发展概况 (5) 1.5 设计要求及工作内容 (6) 1.6 目标、主要特色及工作进度 (6) 2．机械结构与液压传动系统设计 (6) 2.1系统结构分析 (7) 2.2 千斤顶零部件分析 (8) 2.3 油缸与螺纹的校验 (10) 2.3.1油缸的壁厚校验 (11) 2.3.2 锁母螺纹牙剪切强度校验 (11) 2.3.3锁母螺纹牙的弯曲强度校验 (12) 2.4 液压系统分析 (12) 2.5 液压泵与电动机的选择 (13) 2.6 超高压泵站简介 (14) 3 . 单片机控制系统设计 (14) 3.1 单片机的选用及功能介绍 (15) 3.2 片外存储器功能简介 (16) 3.3 显示部分设计 (18)
3.4 键盘部分设计 (21) 3.5 交流异步电动机变频调速系统 (23) 3.5.1 交流异步电动机变频调速原理 (23) 3.5.2主电路和逆变电路工作原理 (24) 3.5.3 变频与变压 (27) 3.6 位移检测部分的设计 (32) 3.6.1 位移检测传感器的选用 (32) 3.6.2 光栅位移传感器与单片机的接口设计 (33) 3.7 位移传感器部分的设计 (37) 3.7.1 A/D转换器的选择 (37) 3.7.2 压力传感器与单片机的接口设计 (40) 4．系统的PID控制算法 (41) 4.1 PID控制原理 (41) 4.2 数字PID控制算法 (43) 4.2.1 位置式PID控制算法 (43) 4.2.2 增量式PID控制算法 (44) 4.3 智能自适应PID控制器 (45) 5. 系统模拟仿真 (49) 5.1 SIMULINK概述 (50) 5.2 SIMULINK的窗口和菜单 (50) 5.3 用SIMUINK创建模型 (52) 5.4 用SIMULINK进行系统仿真与分析 (52) 5.4.1 建立控制系统模型 (53) 5.4.2 系统模块参数设置与仿真参数设置 (54) 5.4.3 系统仿真与分析 (55) 6.结论....................................... 错误!未定义书签。 7.致谢..................................... 错误!未定义书签。 8. 参考文献 (58)
内容摘要啊啊 在本设计中采用装在动力滑台上左，右两个动力头同时进行切削。动力头的快进、工进及快退由液压缸驱动。液压系统采用两位四通电磁阀控制，并用调整死挡铁的方法实现位置控制。主要介绍了通过PLC控制系统，设计了千斤顶液压缸加工机床电气控制，并设计了千斤顶液压缸加工机床电气控制梯形图，千斤顶液压缸加工机床控制硬件配置连线图，基于PLC的机床电气控制系统的控制电路图。 关键字：液压缸；PLC控制系统；梯形图；主电路图；硬件配置连线图
目录 第1章引言 (1) 1.1 PLC的基本概念 (2) 1.2 PLC的基本结构 (2) 1.3 PLC的工作原理 (2) 第2章设计思路 (4) 2.1设计要求 (4) 2.2控制要求 (5) 2.3硬件系统设计 (5) 第3章电路设计 (8) 3.1主电路图 (8) 3.2硬件配置接线图 (9) 第4章程序设计 (10) 4.1程序梯形图 (10) 4.2程序指令表 (18) 设计总结 (22) 谢辞 (23) 附录 (24) 参考文献 (25)
第1章引言 本课程设计的内容是千斤顶液压缸加工机床电气控制系统的设计。其要求如下： 1.控制要求：(1) 左右动力头旋转切削由电动机M1集中传动，切削时冷却泵电动机同时运转。(2) 只有在液压泵电动机M3工作，油压达到一定压力（压力继电器检测）后，才能进行其他的控制。(3) 机床即能半自动循环工作，又能对各个动作单独进行调整。(4) 要求有必要的电气连锁与保护，还有显示与安全照明。 2.控制过程及原理：千斤顶液压缸两端面的加工，采用装在动力滑台的左、右两动力头同时进行加工切削，机床属于双面单工位组合机床。千斤顶液压缸两端面加工机床由两个液压滑台、动力箱、固定式夹具、底座、床身和液压站等部件组成。千斤顶液压缸两端面加工时，将工件放在工作台上并加紧，当工件加紧后发出加工命令，左、右滑台开始快进，当接近加工位置时，左、右滑台变为工进进给，直到加工完成后再快退返回。至原来左、右滑台分别停止，并将工件放松取下，工作循环结束。即工作循环如下：工件定位 --- 工件夹紧--- 滑台入位 --- 加工零件 --- 滑台复位--- 夹具松开。 1.1 PLC的基本概念 早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLC。 1.2 PLC的基本结构 PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为： a、电源 PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。一般交流电压波动+10%(+15%)范围内、，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。 b、中央处理单元(CPU) 中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指
各种液压缸工作原理及结构分析（动画演示） 什么是液压缸液压缸是将液压能转变为机械 能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸的结构液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。缸体组件缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作用，因此，缸体组件要有足够的强度，较高的表面精度可靠的密封性。(1)法兰式连接，结构简单，加工方便，连接可靠，但是要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉，它是常用的一种连接形式。(2)半环式连接，分为外半环连接和内半环连接两种连接形式，半环连接工艺性好，连接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。(3)螺纹式连接，有
外螺纹连接和内螺纹连接两种，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。(4)拉杆式连接，结构简单，工艺性好，通用性强，但端盖的体积和重量较大，拉杆受力后会拉伸变长，影响效果。只适用于长度不大的中、低压液压缸。(5)焊接式连接，强度高，制造简单，但焊接时易引起缸筒变形。液压缸的基本作用形式：标准双作用：动力行程在两个方向并且用于大多数应用场合： 单作用缸：当仅在一个方向需要推力时，可以采用一个单作用缸；双杆缸：当在活塞两侧需要相等的排量时，或者当把一个负载连接于每端在机械有利时采用，附加端可以用来安装操作行程开关等的凸轮．弹簧回程单作用缸：通常限于用来保持和夹紧的很小的短行程缸。容纳回程弹簧所需要的长度使得它们在需要长行程时很讨厌；柱塞式单作用缸：仅有一个流体腔，这种类型的缸通常竖直安装，负载重置使缸内缩，他们又是被成为“排量缸”，并且对长行程是实用的；多级伸缩缸：最多可带4个套简，收拢长度比标准缸短．有单作用或双作用，它们与标准缸相比是比较贵的，通常用于安装空间较小但需要较大行程的场合， 串联缸：一个串联缸足由两个同轴安装的缸组成的，两个缸的活塞由一个公共活塞杆链接，在两缸之前设置杆密封件以便使每个缸都能双作用，当安装宽度或高度受限制时．串联
机械设计作业任务书 题目：螺旋起重器（千斤顶） 设计原始数据: 起重量Q=40KN,最大起重高度H=200mm。 1.结构分析 人工摇动手柄，手柄带动螺杆转动，螺母固定在基座上，螺杆通过螺旋传动上下运动。托杯位于螺杆上方，与螺杆相连但不随着螺杆转动，托杯直接重物。上挡圈防止托杯脱落，下挡圈防止螺杆由螺母脱落。 为了满足以上工作要求，螺杆和螺母以及整体结构必须保证具有足够的强度、耐磨性，能自锁，稳定性合格。 2.选择材料和许用应力 千斤顶采用梯形螺纹螺旋传动。 螺杆则采用45﹟钢，调质处理；查机械设计手册表得σs=360MPa查机械设计表得 [σ]=σs/（3~5）手动可取[σ]=100MPa 由于螺母与螺杆存在滑动磨损，故采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜ZCuAl10Fe3；查表得螺母材料的许用切应力为[τ] =35 MPa 许用弯曲应力为=50 MPa [σ] b 紧定螺钉、六角螺母均采用标准件。 3.耐磨性计算 螺纹耐磨性条件：
2[]Fp Ps p d hH π=≤ 梯形螺纹，h=,则 2d ≥式中 2d 螺纹中径，mm; F 为螺旋的轴向载荷，N ； H 为螺母旋合高度，mm; ψ 为引入系数，H/2d ; [p]为材料的许用压强，MPa; 注： 查机械设计手册可得：ψ=,h=,[p]=20MPa; 2d ≥= 查机械设计课程设计 表 由GB/得：取 d=34mm ，2d =31mm,1d =27mm,P=6mm; 螺母高度H 1=ψd 2=*31mm= 螺纹圈数z= H 1/ P=6=圈 230αβ?== 4.螺杆强度校核 梯形螺纹校核条件： 1d ≥ 式中： 1d 螺杆螺纹的小径，mm ； []σ螺杆材料的许用应力,MPa; F 螺杆材料所受的轴向载荷，N ；
千斤顶的拆装 一、认知装配体千斤顶(资讯决策) 千斤顶，英文（Ｊａｃｋ）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，由于起重量小,操作费力，一般只用于机械维修工作，在修桥过程中不适用。液压式千斤顶结构紧凑，工作平稳,有自锁作用，故使用广泛。其缺点是起重高度有限，起升速度慢。千斤顶主要用于厂矿、交通运输等部门作为车辆修理及其它起重、支撑等工作。其结构轻巧坚固、灵活可靠,一人即可携带和操作。千斤顶作为一种使用范围广泛的工具，采用了最优质的材料铸造，保证了千斤顶的质量和使用寿命。 千斤顶千斤顶分为机械千斤顶和液压千斤顶两种，原理各有不同。从原理上来说，液压千斤顶所基于的原理为帕斯卡原理，即：液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小,而大的活塞上施加的压力也比较大,这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递，可以得到不同端上的不同的压力,这样就可以达到一个变换的目的。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。机械千斤顶采用机械原理,以往复扳动手柄,拔爪即推动棘轮间隙回转,小伞齿轮带动大伞齿轮、使举重螺杆旋转,从而使升降套筒获得起升或下降,而达到起重拉力的功能。但不如液压千斤顶简易。按结构特征分。 可分为齿条千斤顶、螺旋(机械）千斤顶和液压(油压）千斤顶3种。 ①齿条千斤顶：由人力通过杠杆和齿轮带动齿条顶举重物。起重量一般不超过２0吨,可长期支持重物,主要用在作业条件不方便的地方或需要利用下部的托爪提升重物的场合，如铁路起轨作业。 ②螺旋千斤顶:由人力通过螺旋副传动，螺杆或螺母套筒作为顶举件。普通螺旋千斤顶靠螺纹自锁作用支持重物,构造简单,但传动效率低,返程慢。自降螺旋千斤顶的螺纹无自锁作用，但装有制动器。放松制动器，重物即可自行快速下降,缩短返程时间,但这种千斤顶构造较复杂。螺旋千斤顶能长期支持重物，最大起重量已达１0０吨，应用较广。下部装上水平螺杆后，还能使重物做小距离横移。 ③液压千斤顶:由人力或电力驱动液压泵,通过液压系统传动,用缸体或活塞作为顶举件。液压千斤顶可分为整体式和分离式。整体式的泵与液压缸联成一体；分离式的泵与液压缸分离，中间用高压软管相联。液压千斤顶结构紧凑,能平稳顶升重物，起重量最大达1000吨,行程１米，传动效率较高，故应用较广;但易漏油,不宜长期支持重物。如长期支撑需选用自锁千斤顶，螺旋千斤顶和液压千斤顶为进一步降低外形高度或增大顶举距离，可做成多级伸缩式。液压千斤顶除上述基本型式外,按同样原理可改装成滑升模板千斤顶、液压升降台、张拉机等，用于各种特殊施工场合。 按其它方式分 可分类为分离式千斤顶，卧式千斤顶,爪式千斤顶,同步千斤顶,一体式千斤顶，电动千斤顶等! ①爪式千斤顶是用刚性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在小行程内顶升重物的轻小起重设备。此千斤顶在一般千斤顶无法配合顶重物高度时使用，摇杆可2７０度旋转，到达高度极限时会自动回油。使用时请用管柄先将液压阀螺栓旋紧,再将手动泵上、下动作，千斤顶既可升起，如要放下时,请将液压阀螺栓慢慢放松即可下降，本千斤顶无重力状态下无法自动下降。顶部荷重量是爪部荷重量的２倍,假如高度许可,尽量使用上方位置。 ②卧式千斤顶：本顶是各类汽车修理必备的举高设备,取代原始的地沟、地槽。具有使用安全移动方便。吨位：10T、15T、２０T 举升高度:1.2m、1．6m 电机功率：Y905-4
液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。 上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸底1、缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7和导向套8等组成；缸筒一端与缸底焊接，另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用卡键连接，为了保证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、11和防尘圈12。下面对液压缸的结构具体分析。 3.2.1 缸体组件 ?
缸体组件与活塞组件形成的 密封容腔承受油压作用，因此， 缸体组件要有足够的强度，较高 的表面精度可靠的密封性。 3.2.1.1 缸筒与端盖的连接 形式 常见的缸体组件连接形式如图3.10所示。 (1)法兰式连接（见图a），结构简单，加工方便，连接可靠，但是要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉，它是常用 的一种连接形式。 (2)半环式连接（见图b）， 分为外半环连接和内半环连 接两种连接形式，半环连接 工艺性好，连接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。 (3)螺纹式连接（见图f、c），有外螺纹连接和内螺纹连接两种，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，
但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。 ? (4)拉杆式连接（见图d），结构简单，工艺性好，通用性强，但端盖的体积和重量较大，拉杆受力后会拉伸变长，影响效果。只适用于长度不大的中、低压液压缸。 (5)焊接式连接（见图e），强度高，制造简单，但焊接时易引起缸筒变形。 3.2.1.2 缸筒、端盖和导向套的基本要求 ?缸筒是液压缸的主体，其内孔一般采用镗削、绞孔、滚压或珩磨等精密加工工艺制造，要
目录 1、引言 (1) 1.1 液压千斤顶的分类 (1) 2、液压千斤顶发展现状及常见故障排除 (1) 2.1 国外发展情况 (1) 2.2 国内发展情况 (2) 2.3 液压千斤顶的特点 (2) 2.4 液压千斤顶优缺点 (2) 2.5 液压千斤顶常见故障排除 (3) 3、液压千斤顶的组成结构及工作原理 (3) 3.1 液压千斤顶的组成 (3) 3.2 液压千斤顶的结构图 (4) 3.3 液压千斤顶工作原理 (4) 4、液压千斤顶结构设计 (5) 4.1 内管设计 (5) 4.2 外管设计 (6) 4.3 活塞杆设计 (6) 4.4 导向套的设计 (7) 4.5 液压千斤顶活塞部位的密封 (9) 5、液压千斤顶装配图 (10) 6、结论 (11) 参考文献 (12) 致谢 (13)
1、引言 液压千斤顶是典型的利用液压传动的设备，液压千斤顶具有结构紧凑、体积小、重量轻、携带方便、性能可靠等优点，被广泛应用于流动性起重作业, 是维修、汽车、拖拉机等理想工具。其结构轻巧坚固、灵活可靠，一人即可携带和操作。千斤顶是用刚性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在小行程内顶升重物的轻小起重设备。本次对液压千斤顶进行设计可以了解液压千斤顶的原理以及应用。通过查阅大量文献，和对千斤顶各部件进行设计使我熟悉了千斤顶内液压传动原理，同时也在以前书本学习的基础上对液压传动加深了理解。 1.1 液压千斤顶的分类 液压千斤顶分为通用和专用两类。 通用液压千斤顶适用于起重高度不大的各种起重作业。它由油室、油泵、储油腔、活塞、摇把、油阀等主要部分组成。 工作时，只要往复扳动摇把，使手动油泵不断向油缸内压油，由于油缸内油压的不断增高，就迫使活塞及活塞上面的重物一起向上运动。打开回油阀，油缸内的高压油便流回储油腔，于是重物与活塞也就一起下落。 专用液压千斤顶使专用的张拉机具，在制作预应力混凝土构件时，对预应力钢筋施加张力。专用液压千斤顶多为双作用式。常用的有穿心式和锥锚式两种。 2、液压千斤顶发展现状及常见故障排除 2.1 国外发展情况 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。Power-Riser Ⅱ型便携式液压千斤顶则可用于所有类型的铁道车辆，包括装运三层汽车的货车、联运车以及高车顶
创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者：别如克* 液压缸的结构 · 液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。 上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7 和导向套8 等组成；缸筒一
焊接，另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用卡键连接，为证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、11 和防 下面对液压缸的结构具体分析。 3.2.1 缸体组件 ·
缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作 用，因此，缸体组件要有足够的强度，较高的表面精 度可靠的密封性。 3.2.1.1 缸筒与端盖的连接形式 常见的缸体组件连接形式如图 3.10 所示。 (1)法兰式连接（见图a），结构简单，加工方便，连接可靠，但是要筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉， 它是常用的一种连接形式。 (2)半环式连接（见图b），分为外半环连接和内 半环连接两种连接形式，半环连接工艺性好，连 接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连 接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。 (3)螺纹式连接（见图f、c），有外螺纹连接和内螺纹连接两种，其是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式 用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。
毕业设计说明书 题目名称： 3t液压千斤顶结构设计院系名称：机电学院 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2012年6月
摘要 在实际生产中我们总是会遇到一些将重物如机床、笨重的箱子、井下的轨道等在没有起吊设备的情况下移动或抬起的情况，仅靠人工操作是很难实现的，这时我们就需要用到千斤顶。 千斤顶与我们的生活息息相关，在各行各业如建筑、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，而液压千斤顶又是千斤顶的一种。在液压千斤顶结构设计中，对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高应向标准化发展，液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平，元件尽量符合互换性。通过研究液压千斤顶的内部结构、工作原理。使我们对千斤顶有进一步的了解，使我们更加科学合理的应用千斤顶。 关键字：广泛，工艺，互换性，工作原理
Abstract As the development of the marketing economy, nowadays, the privately owned enterprise becomes the important support in the economy and the society. But as the competition becomes keen, the privately owned enterprise also confronts the tough challenge. It is one of the most important and useful subject on how to improve the core competitiveness to make this kind of enterprise maintain the vigorous vitality. Keywords：Privately Owned Enterprise Shared Vision Visioning Procedure
液压油缸的设计 （一）液压油缸的机构和组成 1）液压油缸的结构图 图1 液压油缸设计方案示意图 液压油缸结构图1所示，工作时通过上移6手柄使7小活塞向上运动从而形成局部真空，油液从邮箱通过单向阀9被吸入小油缸，然后下压6手柄使7小活塞下压，把小油缸内的液压油通过10单向阀压入3大油缸内，从而推动2大活塞上移，反复动作顶起重物。通过1调节螺杆可以调整液压油缸的起始高度，使用完毕后扭转4回油阀杆，连通3大油缸和邮箱，油液直接流回邮箱，2大活塞下落，大活塞下落速度取决于回油阀杆的扭转程度。 2）液压油缸的组成 液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马
达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。 1.动力元件（油泵）它的作用是把液体利用原动机的机械能转 换成液压力能，是液压传动中的动力部分。 2.执行元件（油缸、液压马达）它是将液体的液压能转换成机 械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。 3.控制元件包括压力阀、流量阀和方向阀等，它们的作用是根 据需要无级调节液压动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。 4.辅助元件除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油 器、蓄能装置、冷却器、管件及邮箱等，它们同样十分重要。 5.工作介质工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液， 它经过油泵和液动机实现能量转换。 3）液压传动的优缺点 1、液压传动的优点 （1）体积小、重量轻，例如同等功率液压马达的重量只有电动机的10%～20%，因此惯性力较小。 （2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无级调速，且速度范围最大可达1:2000（一般为1:100）. （3）转向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换。 （4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严
毕业设计 系部： 班级： 姓名： 学号： 指导教师：
目录 第一章引言 第二章液压千斤顶的总体设计方案1）液压千斤顶设计方案示意图 2）液压千斤顶的组成 3）液压千斤顶的优缺点 第三章液压千斤顶的原理 1）液压千斤顶原理图 2）液压千斤顶的特点 第四章、液压千斤顶结构设计 1）内管设计 2）外管设计 3）活塞杆设计 4）导向套的设计 5）液压千斤顶活塞部位的密封 6）液压千斤顶装配图 第五章液压千斤顶常见的故障与维修 结论 参考文献
第一章引言 机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。 机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。 液压技术发展趋势液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一，世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。 液压传动是以液体作为工作介质，利用液体的压力能进行能量的传递和控制的一门技术。液压传动具有许多优点，被广泛应用于机械、建筑、冶金、化工以及航空航天等领域。如今，随着微电子和计算机技术的发展，机、电、液技术的紧密结合，使液压技术的发展和应用又进入了一个崭新的阶段。 随着我国汽车工业的快速发展,汽车随车千斤顶的要求也越来越高;同时随着市场竞争的加剧,用户要求的不断变化,将迫使千斤顶的
液压缩管机的结构及其工作原理 1液压缩管机的结构 1.1液压缩管机的主机结构 本设计为径向压块压缩式缩管机设计，所以主要介绍径向压块压缩式缩管机的结构。该缩管机主机和液压系统设计为集中组装箱体式结构，在箱体上留有可与液压站管路相连的胶管管接头插孔。箱体内可存放备用模具、常用工具及其它零配件等。图2.1为主机结构图。 该缩管机的主机为液压缸1，锥套8和活塞杆5用背帽6联接为一体，冲块9和中心套10用螺母与后定位板11联为一体，工作时液压系统的高压液体从口进入活塞腔，推动活塞杆向外伸出，通过锥套8的内锥面压迫冲块的外锥面，使模具弹性径向收缩，压缩金属接头使其产生一定量的径向塑性变形，达到金属接头与液压胶管相连接的目的。反向油口供油时，活塞杆回缩，锥套解除对冲块的压缩，冲块因弹簧弹性恢复，完成接头的一个压接循环。 图2.1液压缩管机的主机结构图 1-外缸体； 2-活塞杆；3-定位伴；4-缸套；5-活塞杆；6-背帽； 7-定位栓；8-锥套；9-冲块；10-中心套；11-定位板；12-螺帽
1.2缩管机的液压系统 为便于说明其液压系统，将其液压系统中的工作元件—主机，用机构简图的形式表示出来。图2.2为该缩管机的工作原理及液压系统图。缩管机由主机和液压站2部分组成，其中主机由缸体1，活塞杆2.锥套3及冲块5等构成；液压站由液泵9、过滤器11和液箱12等组成。为适应井下工作面作业的配套要求，液压站设计初选齿轮泵站提供液压动力。也可根据现场作业情 况，匹配其他液压站。[8] 图２.２缩管机工作原理与液压系统图 1-外缸体； 2-活塞杆；3-锥套；4-管接头；5-冲块；6-液压胶管； 7-操作阀；8-压力表；9-溢流阀；10-油泵；11-滤油器；12-油箱；13-电动机 2液压缩管机的工作原理 工作时，先将液压胶管的端头与金属管接头4套装好，插人冲块内孔预
摘要 本文从液压千斤顶结构与工作原理的分析，按要求对参数进行选择，按参数进行设计、教核，层层推进步步为营，逐步阐述液压千斤顶设计的全过程。尤其在手柄，顶杆，液压缸设计中，运用已掌握的液压结构原理知识、机械设计与制造理论及计算公式，确定了整个液压系统各个零件的几何尺寸，确保了液压千斤顶的质量和强度。 该液压千斤顶系统简单，实用性强，成本低，使用维护方便，抗拉性能强，运行稳定可靠。手柄的灵活设计及低强度运行，更增加了千斤顶使用的普便性。 关键词：工作原理；几何尺寸；手柄设计；强度
目录 1液压技术 (1) 1.1液压技术的发展及应用 (1) 1.2千斤顶的分类及用途 (2) 2液压千斤顶原理分析 (3) 2.1液压千斤顶原理图 (3) 2.2液压千斤顶主要构件分析 (4) 3液压缸的设计 (5) 3.1 液压缸的主要形式及选材 (5) 3.2液压缸的设计 (5) 3.3 液压缸的输出速度 (6) 3.4 液压缸的功率 (7) 4液压阀 (8) 4.1方向控制阀 (8) 4.2普通单向阀 (8) 4.3截止阀 (8) 5拉压杆和弯曲杆的设计 (10) 5.1 弯曲杆(手柄)的设计 (10) 5.2求得支座反力 (10) 5.3梁的剪应力及弯矩 (10) 5.4确定危险截面 (12) 5.5活塞杆（拉压杆）的设计 (13) 6液压油的选用 (15) 结论 (16) 致谢 (17) 参考文献 (18)
1液压技术 1.1液压技术的发展及应用 自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二三百年的历史。直到20世纪30年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。在第二次世界大战期间，由于战争需要，出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。第二次世界大战结束后，液压技术迅速转向民用工业，液压技术不断应用于各种自动机及自动生产线。 本世纪60年代以后，液压技术随着原子能、空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。因此，液压传动真正的发展也只是近三四十年的事。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展。同时，新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助测试(CAT)、计算机直接控制(CDC)、机电一体化技术、可靠性技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备上，后来又用于拖拉机和工程机械。现在，我国的液压元件随着从国外引进一些液压元件、生产技术以及进行自行设计，现已形成了系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。 液压传动之所以能得到广泛的应用，是由于它具有以下的主要优点： (1)由于液压传动是油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大，又加之极易布置，在挖掘机等重型工程机械上，已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。 (2)液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如，相同功率液压马达的体积为电动机的12%～13%。液压泵和液压马达单位功率的重量指标，目前是发电机和电动机的十分之一，液压泵和液压马达可小至0.0025 N/W(牛/瓦),发电机和电动机则约为0.03 N/W。 (3)可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达，可以实现无级调速，调速范围可达1∶2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。 (4)传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。正因为此特点，金属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。 (5)液压装置易于实现过载保护——借助于设置溢流阀等，同时液压件能自行
液压千斤顶|液压千斤顶工作原理(图) 手动液压千斤顶（恩派克） 液压千斤顶又称分体式液压千斤顶、油压千斤顶，可分为电动液压千斤顶，手动液压千斤顶，爪式液压起顶机；电动液压千斤为超高压电动千斤顶、大吨位电动液压千斤顶、同步起升千斤顶；手动液压千斤顶为超薄千斤顶，手动分体式千斤顶 液压千斤顶，液压传递压强不变的原理，受力面积越大压力越大，面积越小压力越小。同时还有杠杆的工作原理。
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，由于起重量小，操作费力，一般只用于机械维修工作，在修桥过程中不适用。液压式千斤顶结构紧凑，工作平稳，有自锁作用，故使用广泛。其缺点是起重高度有限，起升速度慢。 液压千斤顶分为通用和专用两类。 专用液压千斤顶使专用的张拉机具，在制作预应力混凝土构件时，对预应力钢筋施加张力。专用液压千斤顶多为双作用式。常用的有穿心式和锥锚式两种。 如图是液压千斤顶的工作原理图。大油缸9和大活塞8组成举升液压缸。杠杆手柄1、小油缸2、小活塞3、单向阀4和7组成手动液压泵。如提起手柄使小活塞向上移动，小活塞下端油腔容积增大，形成局部真空，这时单向阀4打开，通过吸油管5从油箱12中吸油；用力压下手柄，小活塞下移，小活塞下腔压力升高，单向阀4关闭，单向阀7打开，下腔的油液经管道6输入举升油缸9的下腔，迫使大活塞8向上移动，顶起重物。再次提起手柄吸油时，单向阀7自动关闭，使油液不能倒流，从而保证了重物不会自行下落。不断地往复扳动手柄，就能不断地把油液压入举升缸下腔，使重物逐渐地升起。如果打开截止阀11，举升缸下腔的油液通过管道10、截止阀11流回油箱，重物就向下移动。这就是液压千斤顶的工作原理。
毕业设计 专业：机械设计制造及其自动化 姓名：李斌 学号： 7029141082001 指导教师：张巍巍
目录 引言¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨1 第一章、液压千斤顶的总体设计方案¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨3 1)液压千斤顶设计方案示意 图¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨3 2)液压千斤顶的组成¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨¨¨3 3)液压千斤顶的优缺点¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨4 第二章、液压千斤顶的原理¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨5 1)液压千斤顶原理图¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨¨¨5 2)液压千斤顶的特
点¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨¨¨6 第三章、液压千斤顶结构设计¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨7 1)内管设 计¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨7 2)外管设计¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨8 3)活塞杆设计¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨9 4)导向套的设计¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨9 5)液压千斤顶活塞部位的密封¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ 11 6)液压千斤顶装配图¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨
毕业设计 题目液压千斤顶系统设计 系别 专业 班级 姓名 学号 指导教师 日期
设计任务书 设计题目： 液压千斤顶系统设计 设计要求： 1、分析研究液压千斤顶结构原理图； 2、设计一个液压千斤顶，绘制工作结构原理图； 3、写出毕业设计论文：论述方案、参数选择、计算过程等； 4、设计要求参数表： 设计进度要求： 第一周：确定题目； 第二周：资料调研，设计概况； 第三周：按要求参数选择、计算过程； 第四周：材料的整理和录入； 第五周：完成设计的摘要和前言； 第六周：完成全部设计； 第七周：交设计（论文），指导教师审核，修改设计（论文）； 第八周：答辩。 指导教师（签名）：
摘要 本文从液压千斤顶结构与工作原理的分析，按要求对参数进行选择，按参数进行设计、教核，四个方面，层层推进，步步为营，逐步阐述液压千斤顶设计的全过程。尤其在手柄，顶杆，液压缸，焊接夹具设计中，运用已掌握的液压结构原理知识、机械设计与制造理论及计算公式、机械加工工艺，确定了整个液压系统各个零件的几何尺寸，确保了液压千斤顶的质量和强度。 该液压千斤顶额定起重量为5 T，极限为6 T，当超过5.5 T时自动泄荷，保证千斤顶不会因为超负荷而损坏。该液压千斤顶系统简单，实用性强，成本低，使用维护方便，抗拉性能强，运行稳定可靠。手柄的灵活设计及低强度运行，更增加了千斤顶使用的普便性。 关键词：工作原理，液压传动,几何尺寸，手柄设计，加工工艺，强度
目录 摘要 .................................................................... I 1液压技术. (1) 1.1液压技术的发展及应用 (1) 1.2千斤顶的分类及用途 (2) 2液压千斤顶工作原理分析 (4) 2.1液压千斤顶的作用 (5) 2.2液压千斤顶主要构件分析 (5) 3液压缸的设计 (6) 3.1 液压缸的主要形式及选材 (6) 3.2（液压缸主要参数的计算）液压缸的压力 (6) 3.3液压缸的输出力与输出力 (7) 3.4 液压缸的输出速度 (7) 3.5 液压缸的功率 (8) 3.6小液压缸的主要参数计算 (8) 4液压控制阀 (9) 4.1 方向控制阀 (9) 4.2普通单向阀 (9) 4.3背压阀 (9) 5拉压杆和弯曲杆的设计 (10) 5.1 弯曲杆(手柄)的设计 (10) 5.2求得支座反力 (10) 5.3梁的剪应力FS及弯矩M (10) 5.4确定危险截面 (11) 5.5活塞杆（拉压杆）的设计 (13) 6液压油的选用 (14) 7工艺规程设计 (15) 7.1热处理 (15) 7.2制订工艺路线 (15) 8焊接夹具设计 (17) 8.1设计理由 (17) 8.2焊接夹具的设计原理 (17) 8.3 确定夹具结构方案 (17)
2012级毕业设计 液压千斤顶的设计 学生姓 名杨晓帆 学号1201010038 所在学院名称机械工程学院 专业名称机械制造与自动化指导教师姓名胡宾伟
开题报告 液压千斤顶的设计 一、课题研究的目的和意义： 在生产实践中我们经常会遇到一些将重物如机床笨重的子、井下的轨道等在没有起吊设备的情况下移动或抬起，仅靠人工操作是很困难的，这就需要用到千斤顶来帮助我们。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。千斤顶，英文（Jack）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。千斤顶主要用于厂矿、交通运输等部门作为车辆修理及其它起重、支撑等工作。其结构轻巧坚固、灵活可靠，一人即可携带和操作。千斤顶作为一种使用范围广泛的工具，采用了最优质的材料铸造，保证了千斤顶的质量和使用寿命。 本次对液压千斤顶进行设计可以了解液压千斤顶的原理以及应用。通过查阅大量文献，和对千斤顶各部件进行设计、绘制不但熟悉了千斤顶内液压传动原理还使得我对一些绘图软件的操作更加熟练。同时也在以前书本学习的基础上对液压传动加深了理解。液压千斤顶结构紧凑、工作平稳、有自锁作用，故使用广泛。其缺点是起重高度有限、起升速度慢。
二、液压千斤顶技术研究的国内外现状： 国外发展情况: 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70cmPower-Riser Ⅱ型便携式液压千斤顶则可用于所有类型的铁道车辆,包括装运三层汽车的货车、联运车以及高车顶车辆。同时它具有一个将负载定位的机械锁定环,一个三维机械手,一个全封闭构架以及一个用于防止杂质进入液压系统的外置过滤器。另外一种名为Truck Jack 的便携式液压千斤顶则可用于对已断裂的货车转向架弹簧进行快速的现场维修。该千斤顶能在现场从侧面对装有70～125t 级转向架的大多数卸载货车进行维修,并能完全由转向架侧架支撑住。它适用于车间或轨道上无需使用钢轨道碴或轨枕作承。 国内发展情况: 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,