螺旋千斤顶的设计

高职部毕业设计(论文)作者：韩静学号：30u30079505专业：机械制造及其自动化班级：机电0795题目：螺旋千斤顶的设计指导者：冯莉讲师2010 年 06 月摘要目次第1章绪论 (1)第2章千斤顶的概述 (3)2.1 千斤顶的分类 (3)2.1.1 螺旋千斤顶 (3)2.1.2 齿条千斤顶 (4)2.1.3 油压千斤顶 (4)2.2 千斤顶的结构和技术规格 (5)2.2.1 千斤顶的结构及代号 (5)2.2.2 千斤顶的技术规格 (5)第3章设计的主要内容 (7)3.1 设计的题目和总功能 (7)3.1.1 设计的题目 (7)3.1.2 螺旋千斤顶的总功能 (7)3.2 设计任务与要求 (7)3.2.1 设计的任务 (7)3.2.2 设计的要求 (7)第4章螺旋千斤顶的工作原理 (8)4.1 螺杆的设计 (8)4.1.1 螺旋传动的应用和类型 (8)4.1.2 螺旋传动的结构和用途 (9)4.1.3 螺旋传动的选材和结构设计 (10)４.1.4 螺杆强度和稳定性的计算 (13)4.2 螺套的设计 (14)4.2.1 螺套的材料选择 (14)4.2.2 螺套的尺寸计算 (14)4.3 底座的设计 (16)4.3.1 底座的选材 (16)4.3.2 底座的结构设计及外部尺寸 (16)4.4 手柄的设计 (17)4.4.1 手柄的选材 (17)4.4.2 手柄的机构设计及外部尺寸 (18)4.5 托杯的设计 (18)4.5.1 托杯的选材 (18)4.5.2 托杯的结构设计及外部尺寸 (19)第5章螺旋千斤顶的计算机辅助软件图 (20)5.1 CAD的装配图 (20)5.1.1 CAD的简介 (20)5.1.2 CAD装配图形 (20)5.2 UG的装配图形和爆炸图形 (21)5.2.1 UG的简介 (21)5.2.2 UG装配和爆炸图 (21)第6 章螺旋千斤顶的使用注意事项 (24)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)第1章绪论在机械行业中使用较多的起重辅助设备就是起重机，但起重机机构一般较庞大。

其特点是：1.结构较复杂、作业时所需要的空间较大；2.有的起重机要装设轨道和车轮，有的要装上轮胎或履带在地面上行走，甚至有的要在钢丝上行走；3.较多的暴露、活动零件要与作业人员直接接触，潜在着很大的安全隐患；4.作业环境复杂；5.作业中常常需要多人配合，共同进行才能够完成，起重机的特点决定了它与生产关系很大。

如果对起重机的设计、制造、安装使用和维护等环节上稍有疏忽，就可能造成伤亡，另一方面也会造成很大的经济损失。

而千斤顶也是属于起重机的一种，它的特点则不同于起重机，不足之处是它的起重高度受到局限。

随着科学技术不断的发展和应用，传统的千斤顶应用技术不断更新，新的千斤顶不断的涌现。

同时，各种先进技术也在千斤顶上得到广泛的应用，并出现了越来越多的新千斤顶设备。

千斤顶是现代工业企业中实现生产过程机械化、自动化、减轻体力劳动、提高劳动生产率的重要工具和设备，在生产中进行着高效的工作，构成合理组织批量生产和机械化流水作业的基础，是现代化生产的重要标志之一，在某些关键岗位使用千斤顶，劳动生产率就会成倍的增长。

其工作特点：1.通常结构适中，机构简单，能完成起升、下降的运动；2.所能承载的重物多种多样，载荷是变化的；3.大多数的千斤顶，作业时所需的空间范围不大；4.作业中无需多人配合其操作简单；5.设计、制造和安装等方面也比较简便。

此次千斤顶的设计是根据其自锁性和携带便利，采用梯形螺纹的方式来完成螺旋传动的。

设计任务包括千斤顶的工作原理分析、螺杆的设计计算、螺纹强度的计算、传动机构的设计及零件图和装配图的绘制。

在设计的部分主要对螺杆的结构、底座和托杯的结构进行设计；在计算部分主要对螺杆、螺母强度的计算和螺纹的耐磨性进行了计算，及各个主要零件参数的计算等等。

本次设计中的千斤顶的特点是结构简单、体积小、携带方便、成本低。

能够满足不同的承载物，设备利用率高。

第2章千斤顶的概述千斤顶作为一种传统顶举重物的工具，在建筑、铁路、医疗、汽车维修等各领域均得到广泛的应用。

千斤顶又叫顶重机、举重器、顶升机等，是一种可以用较小的力就能使重物实现上升、下降或位移等简单运动的起重器具，也可以用来校正设备安装的偏差和构件的变形等。

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，方便一人携带和操作。

千斤顶是用刚性工件作为工作装置，通过顶部的托座或底部托爪在小行程内顶升重物的轻小起重设备，千斤顶的顶升高度一般为400㎜，顶升速度一般为10—40㎜/min，能够起起的重力最大可以达到500t。

2.1千斤顶的分类千斤顶按其构造及工作原理的不同，通常分为机械式和液压式，机械式千斤顶又有齿条式和螺旋式两种，其中螺旋式和液压式千斤顶较为常用；由于起重量小，操作费力，因此螺旋式千斤顶一般作用于机械维修工作，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，起升的速度较为缓慢。

2.1.1螺旋千斤顶采用螺杆或由螺杆推动的升降套筒作为刚性顶举件的千斤顶。

螺旋千斤顶又可分为三类：固定螺旋式千斤顶、LQ型螺旋千斤顶、移动式螺旋千斤顶。

螺旋千斤顶为进一步降低外形高度和增大顶举距离，可做成多级伸缩式的。

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。

螺旋式千斤顶广泛应用于工厂、货栈、码头、电站、伐木场等场合。

主要型号QL系列：QL3.2T 螺旋式千斤顶，QL5T 螺旋式千斤顶，QL8T 螺旋式千斤顶，QL10T 螺旋式千斤顶，QL16T 螺旋式千斤顶，QL20T 螺旋式千斤顶，QL25T螺旋式千斤顶，QL32T 螺旋式千斤顶，QL50T 螺旋式千斤顶，QL100T 螺旋式千斤顶，QL200T 螺旋式千斤顶. QLD螺旋式千斤顶，10QLD螺旋式千斤顶，16QLD 螺旋式千斤顶，20QLD32 螺旋式千斤顶.2.1.2齿条千斤顶齿条千斤顶也叫齿条顶升器。

采用齿条作为刚性顶举件的千斤顶。

齿条式千斤顶主要有由齿条、齿轮、手柄等组成，在承载齿条的上方有一转动头，用来放置被举升的物体。

使用时，只要摇动手柄，齿轮便带动齿条上升或下降，从而实现重物的上升或下降。

有时被举升的载荷也可以放在侧面的凸耳上，但在此情况下，由于齿条受着偏心载荷，所以其允许的举重量只能是额定举重量的一半。

为了支持其所举起的载荷，防止由于自重的降落应装有安全摇柄装置。

2.1.3油压千斤顶油压千斤顶有油室、油泵、储油腔、活塞和摇把等组成，油压千斤顶是根据帕斯卡定律的原理工作的。

它由油箱，大小不同的两个压力油缸、摇杆和关闭针阀等几个部分组成。

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压进大压力油缸。

通过两个阀门的控制，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，打开关闭针阀，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。

QYL 型立式油压千斤顶是国家定型新系列产品。

它结构紧凑，体积小，重量轻，携带方便，广泛适用于工厂年仓库、桥梁、码头、交通运输和建筑工程等部门的起重作业。

本产品只能直立使用，其工作环境温度为 -20 摄氏度到 +45 摄氏度，不宜在酸碱及腐蚀性气体中使用。

利用液体内压强恒定，这样在较小的面积上施以较小的力，就可以在较大的面积上产生较大的力，再辅以杠杆就做成了千斤顶。

2.2千斤顶的结构和技术规格2.2.1千斤顶的结构及代号1.普通型螺旋千斤顶，其代号的表征字母为ql。

2.普通高型螺旋千斤顶，其代号的表征字母为qlg。

3.普通低型螺旋千斤顶，其代号的表征字母为qld。

4.钩式螺旋千斤顶，其代号的表征字母为qlg。

5.剪式螺旋千斤顶，其代号的表征字母为qlj。

6.自落式螺旋千斤顶，其代号的表征字母为qlz。

2.2.2 千斤顶的技术规格千斤顶分为移动式和齿条式，移动式螺旋千斤顶技术规格如表1.1所示和齿条式千斤顶的技术规格表1.2所示：表1.1移动式螺旋千斤顶技术规格轻重(t）顶起高度（mm）螺杆落下最小高（mm）水平移动距离（mm）自重（t）8 250 510 175 4010 280 540 300 80 12.5 300 660 300 8515 345 660 300 100 17.5 350 660 360 12020 360 680 360 14525 360 690 370 16530 360 730 370 225表1.2齿条式千斤顶的技术规格型号01型02型静负荷起重量动负荷15 15 10 10最大起重高度（mm）280 330钩面最低高度（mm）55 55机座尺寸（长×高，mm）260×166 260×166 外形尺寸（长×宽×高）370×166×525 414×166×550 自重26 25第3章设计的主要内容设计的主要内容：1.根据螺旋千斤顶的工作原理和结构需求，计算出千斤顶的外部结构尺寸；2.利用电脑辅助软件CAD绘出二维图形；3.UG绘制出三维实体模型并争取利用仿真运动使其更能客观的展现出来。

3.1设计的题目和总功能3.1.1设计的题目螺旋千斤顶的设计3.1.2螺旋千斤顶的总功能按螺旋传动原理，利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现螺旋传动。

进而实现将回转运动转变为直线运动，并传递运动和动力。

从而实现将一定重量的物体提升一定的高度的功能。

3.2设计任务与要求3.2.1设计的任务设计一千斤顶的工作最大起重量为40KN，其工作行程为200mm；用计算机辅助软件软件CAD、UG绘制二维图形及其三维装配和爆炸图。

3.2.2设计的要求1.设计螺杆时要求校核其耐磨性和自锁性；还需计算螺杆强度和工作稳定性。

2.设计螺母时要求校核其螺纹牙强度。

3.底座和托杯设计时，要满足一定的强度。

4.螺旋千斤顶的传力性能要求要良好。

5.CAD绘出二维图、UG绘出三维装配图和爆炸图。

第4章螺旋千斤顶的工作原理螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现螺旋传动要求的，它主要原理是将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。

螺旋千斤顶的工作原理是采用螺母固定而螺杆转动并移动形式，其工作原理图如图4.1所示：地面图4.1 螺旋千斤顶的工作原理图从图中可以看出，千斤顶的工作原理是：通过螺杆和螺母组成的螺旋副来实现螺旋传动，并将其转变为直线运动，从而将物体实现上升和下降的动作，并使托杯中的物体做直线运动，从而实现我们的传动要求。

其中，螺母固定，当手柄旋动的时候，螺杆通过与螺母的螺旋副的运动，螺纹之间产生自锁，是装有重物的托杯往上运动。