课程设计千斤顶

电气控制课程设计课题：千斤顶液压缸加工专用机床电气控制系统设计学院：机电工程学院学号： 081292010 专业（方向）年级：电气工程及其自动化学生姓名：黄永清福建农林大学机电工程学院电气工程系年月日一、设计的任务（一）情况简介专用机床概况介绍本机为专用千斤顶液压缸两端面的加工，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头同时进行切削。

动力头的快进、工进及快退由液压油缸驱动。

液压系统采用两位四通电磁阀控制，油泵电动机型号为Y801 – 4（0.55kw、1.6A）（二）拖动情况机床的工作程序是：1）零件定位。

人工将零件装入夹具后，定位油缸动作工件定位。

2）零件夹紧。

零件定位后，延时15s，夹紧油缸动作使零件固定在夹具内。

同时定位油缸退出以保证滑台入位。

3）滑台入位。

滑台带动动力头一起快速进入加工位置。

4）加工零件。

左右动力头进行两端面切削加工，动力头到达加工终点，即停止工进，延时30s后动力头退回原位。

5）滑台复位。

左右动力头退回原位后，滑台复位。

6）夹具松压。

当滑台复位后夹具松开，取出零件。

以上液压缸各动作由电磁阀控制，电磁阀动作要求如表8-3所示。

表8-3 电磁阀动作要求全自动双面车原理图全自动双面车床液压系统（三）设计要求1）专用机床能半自动循环工作，又能对各个动作单独进行调整。

2）只有在油泵工作，油压达到一定压力（由压力继电器控制）后才能进行其他调整。

3）各程序应有显示并照明要求。

4）必要的电气联锁与保护。

二、设计过程（一）总体方案选择说明略（二）控制方式选择略（三）设计电气原理图1、主电路设计主电路图（1）由接触器KM1、KM2、KM3、KM4分别控制液压泵电动机、冷气泵电动机、主电动机的运转。

（2）由熔断器FU1、FU2、FU3、FU4实现短路保护，由热继电器FR1、FR2、FR3实现过载保护。

（3）由隔离开关QS作为电源控制。

（4）为保证准确停位，并考虑前进与后退运动均由同一型号的电动机拖动，故停车时可采用一直流电源实现能耗制动，直流电源可采用低压交流电源经单相桥式整流得到，能耗制动由KM4控制。

螺旋千斤顶课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解螺旋千斤顶的基本结构、工作原理及其在工程中的应用。

2. 学生能掌握螺旋千斤顶的力学计算方法，并运用相关公式进行简单问题的求解。

3. 学生了解螺旋千斤顶的设计要点，能分析其优缺点。

技能目标：1. 学生能够运用所学的螺旋千斤顶知识，解决实际生活中的简单问题。

2. 学生通过小组合作，设计并制作一个简易的螺旋千斤顶模型，提高动手实践能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械原理的兴趣，激发他们探索科学技术的热情。

2. 培养学生的团队合作意识，让他们在合作中学会互相尊重、沟通与协作。

3. 增强学生的创新意识，鼓励他们在设计过程中勇于尝试、不断改进。

课程性质：本课程为初中物理学科的一节实践性课程，结合学生特点，注重理论联系实际。

学生特点：初中学生具有一定的物理知识基础，对新鲜事物充满好奇心，动手能力强，但可能缺乏团队协作经验。

教学要求：教师需引导学生运用所学知识，通过小组合作完成螺旋千斤顶的设计与制作，注重培养学生的实践能力和创新精神。

在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化指导，确保课程目标的实现。

二、教学内容1. 引入新课：通过展示不同类型的螺旋千斤顶图片，激发学生对本节课的兴趣，为新课的学习做好铺垫。

2. 理论知识学习：a. 螺旋千斤顶的结构与工作原理。

b. 螺旋千斤顶在工程中的应用。

c. 螺旋千斤顶的力学计算方法及相关公式。

3. 动手实践：a. 学生分组讨论，分析螺旋千斤顶的设计要点。

b. 学生根据所学知识，设计并制作一个简易的螺旋千斤顶模型。

4. 教学内容安排与进度：a. 新课引入和理论知识学习（1课时）。

b. 动手实践：螺旋千斤顶设计及制作（2课时）。

5. 教材章节及内容：a. 教材第十一章：简单机械及其应用。

- 第三节：螺旋千斤顶的结构、工作原理及计算方法。

b. 教材第十二章：实践与创新。

- 第三节：简单机械的设计与制作。

教学内容注重科学性和系统性，结合课程目标，确保学生在学习过程中掌握螺旋千斤顶的相关知识，提高实践能力。

千斤顶课程设计(总16页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--课程设计报告书课程名称：___千斤顶课程设计 ___班级：____ _________ _学号：___________ __姓名：________ ______ _____学期：_ _指导教师：学院：完成日期：录第1章螺纹千斤顶的设计报告书 (2)设计题目 (2)设计数据 (2)设计要求 (2)设计目的 (3)第2章螺杆的设计与计算 (4)螺杆螺纹类型的选择 (4)选取螺杆材料 (4)确定螺杆直径 (4)自锁验算 (5)螺杆部件的尺寸设计与强度校核 (5)第3章螺母设计与计算 (7)选择螺母材料 (7)确定螺母高度H'及螺纹工作圈数u (7).螺纹牙强度校核及螺母的相关尺寸计算 (7)第4章托杯的设计与计算 (9).托杯的尺寸计算 (9)第5章手柄的设计 (10)手柄材料 (10)手柄长度Lp (10)手柄直径dp (10)第6章底座设计 (12)设计小结 (13)参考文献 (14)附图 (15)第1章螺旋千斤顶设计报告书设计题目设计用于起重的螺旋千斤顶。

千斤顶一般由底座1、螺杆3、螺母5、底座8，手柄7等零件所组成(见图1)。

螺杆在固定螺母中旋转，并上下升降，把底座上的重物举起或放落。

图1设计数据表1设计数据起重重量起重高度40kN200mm设计要求装配图一张设计说明书一份作业目的1.熟悉螺旋千斤顶的工作原理，设计与计算的方法;2.运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养独立工作能力,以及初步学会综合运用所学知识，解决材料的选择，强度计算和刚度计算，制造工艺与装配工艺等方面的问题。

3.熟悉有关设计资料，学会查阅手册和运用国家标准。

2d ≥=2d 0.823.6mm≥===第2章 螺杆的设计与计算螺杆螺纹类型的选择类型说明:螺纹有矩(方)形、梯形与锯齿形。

梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=30°，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动。

螺旋千斤顶的设计千斤顶一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄等零件所组成。

螺杆在固定螺母中旋转，旋转，并上下升降，并上下升降，并上下升降，把托杯上的重物举起或放落。

把托杯上的重物举起或放落。

把托杯上的重物举起或放落。

设计时某些零件的主要尺寸是设计时某些零件的主要尺寸是通过理论计算确定的，其它结构尺寸则是根据经验公式或制造工艺决定的，必要时才进行强度验算。

设计的原始数据是：最大起重量F=30（kN kN）和最大提升高度）和最大提升高度H=170（mm mm）。

）。

计 算 及 说 明 结 果1、螺杆的设计与计算1.11.1、螺杆螺纹类型的选择、螺杆螺纹类型的选择螺纹有矩形、螺纹有矩形、梯形与锯齿形，梯形与锯齿形，梯形与锯齿形，常用的是梯形螺纹。

常用的是梯形螺纹。

常用的是梯形螺纹。

梯形螺纹牙型梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角α=30º=30º，梯形螺纹的内外螺纹以锥面，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本牙形按GB/T5796.1GB/T5796.1——2005的规定。

根据螺旋千斤顶要较强的自锁性选择自锁性较好的梯形螺纹。

01.21.2、螺杆材料的选取、螺杆材料的选取螺杆材料常用Q235Q235、、Q275Q275、、40钢、钢、4545钢、钢、5555钢等。

螺杆承受重载，可初选螺杆的材料为45钢。

最后根据强度条件来验证确定最终材料。

1.31.3、确定螺杆基本尺寸、确定螺杆基本尺寸（1）螺杆公称直径d ：估计螺杆公称直径为30mm 左右，根据手册表3-7可知螺距p螺母为整体式、磨损后间隙不能调整可得φ根据为梯形螺纹h=0.5p由螺纹副材料为钢对青铜，滑动速度为低速，根据表6.5根据公式（根据公式（6.206.206.20）d2≥ =25.24mm，再根据手册的表）d2≥ =25.24mm，再根据手册的表3-7取标准公称直径d ，并检验螺距p 满足条件。

再根据手册的表3-8查的：（2）螺杆中径d2=d-2.5（3）螺杆小径d1=d-5.5 根据经验公式可知（4）手柄孔径d k 由手柄直径d p决定，决定，d d k ≥d p +0.5mm（5）螺纹退刀槽d4的直径比螺杆小径d1小约0.2~0.5mm（6）退刀槽宽度取1.5p（7）螺杆上支撑手柄的大径D13=1.8d（8）螺杆上支撑手柄的大径高度取1.5d（9）螺杆下端挡圈直径D=d+D=d+（（6~106~10））mm 再由设计手册的表5-3取标准件（1010）下端挡圈厚度）下端挡圈厚度H 由表5-3取标准件5mm（1111）螺杆下端与挡圈靠螺钉固定，螺钉孔直径为）螺杆下端与挡圈靠螺钉固定，螺钉孔直径为0.25d（1212）螺杆总长度为）螺杆总长度为H1+H1+H &cent; （1313）螺杆上所有倒角根据手册表）螺杆上所有倒角根据手册表1-28可知（1414）螺杆上超过支撑手柄大径的高度可取比托杯下端厚度厚）螺杆上超过支撑手柄大径的高度可取比托杯下端厚度厚3~4mm1.41.4、自锁验算、自锁验算（1）根据表6.76.7，螺纹副材料为钢对青铜（定期润滑）可知螺，螺纹副材料为钢对青铜（定期润滑）可知螺纹副的当量摩擦系数m v（2）根据当量摩擦角定义可知r v =arctan m v（3）根据自锁条件y ≤r v ，且螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1°，可得中径升角1.51.5、螺杆强度计算、螺杆强度计算（1）根据公式）根据公式（2）由手册表2-7知螺杆材料45钢的屈服强度δs（3）由表6.6可知螺杆许用应力可知螺杆许用应力[[δ]=δs /4（4）根据第四强度理论参考公式（6.236.23））可知螺杆受的应力δ= ,满足强度δ<[δ]。

小学综合实践活动教案气压千斤顶小学综合实践活动教案：气压千斤顶导言：综合实践活动是小学生综合素质培养的重要环节。

而气压千斤顶作为一个经典的实践项目，可以帮助学生学习气压的概念、了解常见工具的使用以及培养动手能力。

本文将针对小学生群体的特点和目标，设计一份教案，帮助学生通过实践活动了解气压的原理和应用。

一、教学目标：1. 了解气压的概念，认识气压对物体的作用；2. 掌握千斤顶的使用方法，并能够解决实际问题；3. 培养学生的观察、分析和解决问题的能力；4. 培养学生的动手操作和合作交流能力。

二、教学准备：1. 实验器材：气压千斤顶、压力计、空气泵；2. 实验材料：小球、小方块、小圆环等；3. 教学环境：教室或实验室。

三、教学步骤：引入活动：1. 引导学生回顾物理课上学到的气压概念，并引发学生对于气压的思考。

2. 让学生观察不同形状的物体的表面积和重量，并启发他们思考表面积和重量对千斤顶的影响。

活动一：认识气压1. 设计实验，让学生利用气压计探究气压的作用。

2. 让学生使用气压计在不同高度测量气压，并观察测得的数值。

3. 引导学生思考：高处气压是否比低处气压大？为什么？活动二：制作千斤顶1. 给学生提供材料和工具，指导他们制作千斤顶模型。

2. 教师示范制作步骤，引导学生动手操作，确保学生正确掌握制作技巧。

3. 学生制作完成后，进行展示和讨论。

学生可以比较不同制作方式的效果，并进行交流。

活动三：应用千斤顶1. 设计实验，让学生利用千斤顶实际体验其使用方法并解决实际问题。

2. 给学生提供不同形状的物体，如小球、小方块和小圆环等，让他们尝试使用千斤顶将这些物体抬起。

3. 鼓励学生设计实验，探究不同形状的物体对千斤顶的影响，并让学生总结出结论。

活动四：拓展应用1. 引导学生思考千斤顶的其他应用场景，如汽车修理、建筑施工等。

2. 分小组讨论，让学生自由发挥，设计千斤顶在其他场景中的应用实验。

四、教学评价：通过观察学生在活动中的表现和讨论中的参与情况，评价学生对于气压和千斤顶的理解程度和动手操作技能的掌握情况。

机械设计（基础）课程设计计算说明书设计题目：螺旋传动设计——螺旋起重器（千斤顶）学院：机电工程及自动化学院专业：机械工程与自动化学号：11121497设计者：袁悦组员：郭丽琴、闫赟、袁悦指导老师：邓召义完成日期：2013-10-30计算及说明主要结果 一、设计题目螺旋起重器（千斤顶）已知条件：起重量F=44KN ，最大起重高度L=200mm 。

二、确定螺纹牙型及螺纹基本尺寸1）、螺纹牙型的选择滑动螺旋的牙型可以采用梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹；螺旋传动常采用梯形螺纹和矩形螺纹。

梯形螺纹的工艺性好，牙根强度高，对中性好，矩形螺纹效率高，但其牙根强度低，加工精度低，目前已经逐渐被梯形螺纹所取代。

2）、螺纹基本尺寸的选择螺纹中径按螺母螺纹牙面得耐磨性计算，对于梯形螺纹，h=0.5P,则有，中径：32644100.80.8[] 1.52410F d p ⨯≥=⨯=Φ⨯⨯27.97mm 式中： 1.5,[]24p MPa Φ==对于梯形螺纹，查表4-5，选取P=6mm ；查表4-6，得： 螺杆标准中径229d mm =，小径325d mm =，大径32d mm =； 螺母标准中径229D mm =，小径126D mm =，大径433D mm =。

三、螺杆的设计计算1）、材料螺杆常用的材料为Q235、Q275、35钢和45钢。

对于重要传动，要求较高耐磨性，需进行热处理，可选用40Cr 或65Mn 。

此处选用45钢。

故σs=355MPa ，查表21-3得5~3][s σσ=，取[σ]=115MPa; σb=600MPa 。

2）、螺杆结构螺杆上端需用支撑托杯和插装手柄，故此处应加大直径，其结构如图1所示。

图中L 为最大起重，H 为螺母高度，手柄孔径k d 的大小应根据手柄直径p d 决定，一般取mm d d p k 5.0+>。

为了便于切制螺纹，应设退刀槽，退刀槽处的直径c d 要比螺纹小径3d 小0.2~0.5mm 。

*************课程设计说明书课程名称：机械CAD/CAM课程设计题目名称：液压千斤顶的虚拟样机设计与分析班级：20 **级机制专业班姓名：学号：指导教师：评定成绩：教师评语：指导老师签名：20 13年月日手摇式液压千斤顶的虚拟样机设计摘要液压千斤顶又称油压千斤顶，是一种采用柱塞或液压缸作为刚性顶举件的千斤顶。

在现实生活中，液压千斤顶因为小巧便携，托举力大的而在机械维修等领域得到广泛的应用。

而本次课题的内容是设计手压式液压千斤顶，使用计算机辅助设计软件（Pro/E）完成整体机构建模与装配，加载伺服电机进行运动仿真，用solidworks软件进行主要零件的有限元分析得出结论。

关键词手摇式液压千斤顶 Pro/E 运动仿真三维造型有限元分析1液压千斤顶的结构组成和工作原理液压千斤顶主要由底座、储油腔、活塞、杠杆手柄、油阀等主要部分组成液压千斤顶的工作原理：：液压千斤顶工作原理图1—杠杆手柄2—小油缸3—小活塞4，7—单向阀5—吸油管6，10—管道8—大活塞9—大油缸11—截止阀12—油箱图1-1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。

从而达到以较小的里托举重物的能力。

2零件proe三维实体模型建立方法2.1 液压千斤顶底座的三维实体建模（1）启动proe5.0.单击新建，建立一个零件（2）执行草绘命令，建立如下草图（3）执行拉伸命令，在建立的底板基础上，新建草图，大液压缸底的基本尺寸确定（4）在不断的草绘拉伸的前提下，建立如下实体（5）通过拉伸剪切材料，倒圆角等命令，最后建立起如下实体2.2小活塞杆的三维实体建模（1）单击新建，建立一个零件文件（2）新建如下草绘，选择，执行旋转命令，获得活塞柱（3）执行拉伸切除材料命令打出小圆孔，获得所需零件2.3其他零件的三维实体建模表1 各零件的建模方法 序号 零件名称 主要特征样图 3 4 56 小液压杆套 连接架 手柄套手柄 旋转拉伸、拉伸剪材料 拉伸、拉伸剪材料 拉伸、拉伸剪材料、倒圆角7 大液压缸外壳 拉伸、壳命令、倒圆角8 大液压缸内壁 拉伸、拉伸剪材料 9 1011大液压缸顶盖大顶杆大顶杆套 拉伸、拉伸剪材料、倒圆角拉伸、拉伸剪材料、旋转拉伸、拉伸剪材料其他零件的名称和特征见表一，以下为部分零件的样图连接架 手柄套大液压缸外壳大液压顶杆3 液压千斤顶的虚拟装配（1）单击新建，建立一个装配体。

课程设计说明书课程名称：机械制图课程设计系（部）：信息技术系班级：机械设计制造及其自动化2班学号：2014103210202姓名：xx机械制图课程设计任务书题目：千斤顶内容：1．绘制装配图1张（A2）2．绘制零件图5张（A3/A4）3．编写设计说明书一、概述千斤顶是一种起重高度小(小于1m)的最简单的起重设备，用钢性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在行程内顶升重物的轻小起重设备。

分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。

二、千斤顶的工作原理、装配关系和结构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。

1.两条主要装配线围绕着输入轴和输出轴有两条主要装配路线。

由于输入轴17上需要安装齿轮直径很小，故将齿轮和轴制成一体，称为齿轮轴。

输入轴17均由滚动轴承22、25支撑。

轴承两端均装有嵌入端盖19、24、16、28，用以固定轴承。

轴从嵌入端盖16、24孔中伸出，该孔和轴之间留有一定的间隙。

为了防止机体内润滑油渗漏及灰尘进入箱体内，嵌入端盖16、24内分别装有填料15、23。

输入轴17上装有挡油环21，利用离心力的作用甩掉油液及杂质，防止机体内轮滑油溅入轴承。