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機(jī)械螺旋驅(qū)動(dòng)汽車雙柱舉升機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名：左羅 班級(jí)：0881054
指導(dǎo)老師：賀紅林
摘要：機(jī)械螺旋驅(qū)動(dòng)雙柱舉升機(jī)是眾多舉升機(jī)的一種，它主要用于對(duì)汽車的維修。當(dāng)前舉升機(jī)的產(chǎn)品種類比較多：按提升動(dòng)力來(lái)分有液壓和機(jī)械兩種形式；按結(jié)構(gòu)類型來(lái)分有有單柱式、雙柱式、四柱式和剪式。然而各種類型的舉升機(jī)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，本課題就是將舉升機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)型、適用型更好的舉升機(jī)。
首先，對(duì)市面上常用的一些舉升機(jī)進(jìn)行分析，結(jié)合它們的優(yōu)缺點(diǎn)，我設(shè)計(jì)選用機(jī)械傳動(dòng)作為舉升機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)。傳動(dòng)路線為：電動(dòng)機(jī)——皮帶傳動(dòng)——主螺旋副傳動(dòng)——鏈傳動(dòng)——副螺旋副傳動(dòng)形式。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力：
1） 完成了對(duì)電動(dòng)機(jī)的選擇，選用一般用途（IP44）系列三相異步電動(dòng)機(jī)，根據(jù)整機(jī)結(jié)構(gòu)布置，采用臥式封閉結(jié)構(gòu)
2） 完成了對(duì)立柱與托臂的計(jì)算和校核
3） 設(shè)計(jì)出了傳動(dòng)系統(tǒng)即螺旋傳動(dòng)
4） 確定了絲杠的直徑與螺母的高度以及對(duì)螺桿與螺母的計(jì)算
5） 完成了絲杠螺母結(jié)構(gòu)的安全性設(shè)計(jì)
6） 確定了鏈條的型號(hào)16A，可選用的節(jié)距P=25.4
7） 完成了對(duì)V帶的選擇
關(guān)鍵詞：滑動(dòng)螺旋副 絲杠 鏈條 V帶
指導(dǎo)老師簽名：
學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明
本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請(qǐng)的論文或成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。
作者簽名： 左羅 日期：2012.6.1
學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書
本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。
作者簽名： 左羅 日期：2012.6.1
導(dǎo)師簽名： 日期：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題目機(jī)械螺旋驅(qū)動(dòng)汽車雙柱舉升機(jī)設(shè)計(jì)
專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 088105443
學(xué) 生 姓 名 左羅
指 導(dǎo) 教 師 賀 紅 林
填表日期： 年 月 日
1、 選題的依據(jù)及意義：
現(xiàn)代汽車工業(yè)隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展而日新月異, 新工藝、新材料、新技術(shù)廣泛運(yùn)用, 特別是電子技術(shù)、液壓技術(shù)在汽車上應(yīng)用, 使當(dāng)今的汽車是集各種先進(jìn)技術(shù)的大成, 新穎別致的汽車時(shí)時(shí)翻新。而現(xiàn)代汽車的故障診斷不再是眼看、耳聽、手摸, 汽車維修也不再是師傅帶徒弟的一門手藝, 而是利用各種新技術(shù)的過(guò)程。
隨著汽車技術(shù)的快速發(fā)展, 日益呈現(xiàn)出汽車維修的高科技特征, 與其同時(shí)汽車維修理念也不斷更新。為此，為了提高其維修的快速發(fā)展，有必要設(shè)計(jì)一套新型的汽車舉升機(jī)。
2、 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）：
汽車發(fā)明后不久，汽車維修機(jī)械師就在想：“怎樣才能夠把汽車舉升到空中，從而可以在其下面工作？”舉升機(jī)的發(fā)展史告訴我們，發(fā)明第一臺(tái)自動(dòng)舉升機(jī)的靈感來(lái)自理發(fā)師的椅子，因?yàn)樗梢钥焖偕岛托D(zhuǎn)，以適應(yīng)于不同身高和胖瘦的顧客。早期的單柱地基式液壓舉升機(jī)，大大地提高了比它問(wèn)世還早的千斤頂和臺(tái)架的功能，這種早期舉升機(jī)的旋轉(zhuǎn)功能可以在舉起汽車以后，將其旋轉(zhuǎn)360°。也許你經(jīng)常去的一個(gè)汽車維修廠，現(xiàn)在仍然利用這種舉升機(jī)為客戶提供日常的汽車維修服務(wù)，這種舉升機(jī)大多已經(jīng)工作了75年了。
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，單柱式舉升機(jī)設(shè)計(jì)上的局限性很快就顯露出來(lái)了。如果只是在汽車四周進(jìn)行檢測(cè)維修工作的話，這種舉升機(jī)也就足夠了，但是這種舉升機(jī)的起重臂和中央立柱會(huì)妨礙進(jìn)入汽車底部的大部分區(qū)域。針對(duì)單柱式舉升機(jī)的這些局限性，工程師已經(jīng)提出了很多舉升機(jī)的設(shè)計(jì)方案并作了許多改進(jìn)工作。現(xiàn)在，舉升機(jī)的選擇范圍很大，有地基式、托舉式、剪式、平行四邊形式、便攜式、單柱式、雙柱式、四柱式、驅(qū)動(dòng)式、接觸車架式、對(duì)稱式、非對(duì)稱式、小行程、大升程、隊(duì)列式以及其它的各種舉升機(jī)設(shè)計(jì)方案。某些舉升機(jī)可能同時(shí)具有這些設(shè)計(jì)方案中的幾個(gè)特點(diǎn)
我國(guó)的汽車舉升機(jī)是20世紀(jì)80年代依據(jù)國(guó)外的產(chǎn)品技術(shù)生產(chǎn)的，由于移動(dòng)和拆裝方便，也便于維修中小型汽車，逐漸代替了以前維修汽車通用的 “地溝”模式。90年代開始，國(guó)內(nèi)舉升機(jī)逐漸開始普及，隨著我國(guó)汽車保有量的增加，舉升機(jī)作為汽車維修的重要工具，需求量也大大增加?，F(xiàn)在舉升機(jī)市場(chǎng)已經(jīng)擁有近百個(gè)中外品牌，產(chǎn)品系列成百上千。
2003年，中國(guó)汽車市場(chǎng)呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)勢(shì)頭，當(dāng)年被許多業(yè)內(nèi)專家公認(rèn)為中國(guó)開始進(jìn)入汽車社會(huì)。在汽車消費(fèi)結(jié)構(gòu)方面，家庭購(gòu)買比例越來(lái)越大，已經(jīng)成為市場(chǎng)需求的主體，中國(guó)從此將開始進(jìn)入穩(wěn)定增長(zhǎng)的良性的汽車市場(chǎng)。隨著競(jìng)爭(zhēng)的激烈汽車銷售越來(lái)越走向微利時(shí)代，而汽車后市場(chǎng)則隨著汽車消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化和消費(fèi)者消費(fèi)理念的成熟而呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿兔篮玫那熬啊Ｄ壳?，?guó)內(nèi)的汽車后市場(chǎng)比較混亂，但巨大市場(chǎng)潛力和快速的增長(zhǎng)速度，都給商家?guī)?lái)了很好的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。隨著市場(chǎng)開放程度增大，多方力量在角逐國(guó)內(nèi)汽車維修保養(yǎng)市場(chǎng)。
舉升機(jī)在汽車維修養(yǎng)護(hù)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，無(wú)論整車大修，還是小修保養(yǎng)，都離不開它。在規(guī)模各異的維修養(yǎng)護(hù)企業(yè)中，無(wú)論是維修多種車型的綜合類修理廠，還是經(jīng)營(yíng)范圍單一的街邊店（如輪胎店），幾乎都配備有舉升機(jī)。舉升機(jī)的重要性和普及性，決定了它是一種備受專業(yè)人士和經(jīng)營(yíng)管理者重視的設(shè)。
目前市場(chǎng)上以國(guó)內(nèi)品牌為主，有：營(yíng)口大力、深圳高昌等。此類舉升機(jī)分為地溝平板小車式和地溝子母平板式兩種。適合高度不夠，空間較小的工作環(huán)境。但應(yīng)用一定注意，須配后輪側(cè)滑板，否則測(cè)試誤差率較大，安裝時(shí)須保證前后左右水平誤差值應(yīng)小于2.5MM。在滿足以上情況，一般測(cè)試結(jié)果可以滿足要求。優(yōu)點(diǎn)是：投資少、省空間。缺點(diǎn)是：操作不便，形象較差。
雙柱托舉接觸車架式舉升機(jī)是一個(gè)被廣泛采納的舉升機(jī)，在最近幾年所有新銷售的舉升機(jī)中，至少三分之二都是這種類型的。這種設(shè)計(jì)之所以很流行，有幾方面的原因的：一就是這種舉升機(jī)安裝起來(lái)很快，不需要大范圍的開挖，也不需要對(duì)維修廠的整體布局進(jìn)行一些永久性的變動(dòng)。二是功能的多樣性，一臺(tái)雙柱托舉接觸車架式舉升機(jī)幾乎可以用來(lái)進(jìn)行所有汽車的維修作業(yè)。這種舉升機(jī)的懸臂和接觸襯墊的布局，使得維修工能夠很容易地進(jìn)入汽車的整個(gè)底部，進(jìn)行車底的維修操作。因此，幾乎所有主要的舉升機(jī)生產(chǎn)廠家都要生產(chǎn)至少一種型號(hào)的雙柱托舉式舉升機(jī)。
有資料顯示，舉升機(jī)全球的市場(chǎng)規(guī)模約為100億美元，而國(guó)內(nèi)舉升機(jī)市場(chǎng)大約2～3億美元。隨著中國(guó)汽車保有量的不斷增多，私人購(gòu)買成為購(gòu)車的主流，售后市場(chǎng)也將得到蓬勃發(fā)展，舉升機(jī)在未來(lái)的需求量也將不斷增加，受到金融危機(jī)的影響，預(yù)計(jì)在未來(lái)五年內(nèi)，舉升機(jī)市場(chǎng)將維持在8%～15%的增長(zhǎng)率。隨著技術(shù)開發(fā)的日薪月異，舉升機(jī)在設(shè)計(jì)方面越來(lái)越智能化和人性化，將會(huì)向遙控、電腦控制方向發(fā)展。同時(shí)隨著技術(shù)的不斷成熟，其標(biāo)準(zhǔn)也將逐步統(tǒng)一化。技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品將占領(lǐng)市場(chǎng)。海外市場(chǎng)將是未來(lái)主要增長(zhǎng)點(diǎn)，目前已經(jīng)有不少?gòu)S商通過(guò)開拓海外。
1.2 目前國(guó)內(nèi)舉升機(jī)的各種型號(hào)及優(yōu)缺點(diǎn)
目前市場(chǎng)上可以看到舉升機(jī)的型式各異、尺寸不同的舉升機(jī)中，有一些特別適合于從事特殊類型的維修作業(yè)，也有少數(shù)的舉升機(jī)適合進(jìn)行一些其它的維修作業(yè)，生產(chǎn)廠家有三力、JIG（金華）、漢麥克森、序達(dá)、元征、萬(wàn)力開AMREOC、廣力、高昌、繁寶、中大、鰲福（大車、公交車、重型車輛為主）等。生產(chǎn)的舉升機(jī)的形式也比較繁多，從立柱構(gòu)造來(lái)分類，主要有單柱式舉升機(jī)、雙柱式舉升機(jī)、四柱式舉升機(jī)、剪式舉升機(jī)和地溝式舉升機(jī)等。
一、單柱式舉升機(jī)
單柱式舉升機(jī)（圖1.1）是將停放在地面上的轎車等交通工具舉升到一定的高度進(jìn)行維修的專用設(shè)備,是一種典型的用于汽車及工程車輛的局部舉升，以便更換車輪輪胎或?qū)囕v底盤進(jìn)行各種維修作業(yè)的機(jī)具。單柱舉升機(jī)操作容易、美觀、不占用空間便能將重物方便省力的舉起。具有省時(shí)省力的效果,不用時(shí)完全放置于地面，方便汽車倒車和放置物品,是汽車修理不可缺少的機(jī)具。 單柱車輛舉升機(jī)分可移動(dòng)式的和固定式的兩種型號(hào)。單柱移動(dòng)式舉升機(jī)適用于室內(nèi)外場(chǎng)地，單柱固定式舉升機(jī)適用于室內(nèi)面積較為緊湊的場(chǎng)所。
圖1.1 單柱式汽車舉升機(jī)
二、雙柱式舉升機(jī)
雙柱式汽車舉升機(jī)（圖1.2）是一種汽車修理和保養(yǎng)單位常用的專用機(jī)械舉升設(shè)備，廣泛應(yīng)用于轎車等小型車的
圖1.2 普通雙柱式汽車舉升機(jī)
維修和保養(yǎng)。雙柱式汽車舉升機(jī)將汽車舉升在空中的同時(shí)可以節(jié)省大量的地面空間，方便地面作業(yè)。但是雙柱式汽車舉升機(jī)為了最大的節(jié)省材料，一般都去掉了底板。由于沒有底板，使得立柱的扭力需要靠地面來(lái)抵消，所以對(duì)地基要求很高，若是有橫梁（龍門舉升機(jī)圖1.3所示）就靠橫梁抵消。
1.3 龍門式汽車舉升機(jī)
雙柱式舉升機(jī)有對(duì)稱式和非對(duì)稱式兩種。對(duì)稱式舉升機(jī)四根臂的臂長(zhǎng)大致相等，這樣使得汽車中心（或質(zhì)心）處于立柱的中間位置，對(duì)于皮卡和箱式貨車等類型的汽車的日常維修來(lái)說(shuō)這種對(duì)稱式舉升機(jī)可能是最佳的選擇。但是對(duì)于一些柱間寬度不夠大的對(duì)稱式雙柱式舉升機(jī)來(lái)說(shuō)，汽車舉升后不能打開車門是一個(gè)很大的缺點(diǎn)。非對(duì)稱式舉升機(jī)的立柱向后旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度（大約30°），并且前臂比后臂稍微短一些。當(dāng)把汽車停放到這種非對(duì)稱式的舉升機(jī)適當(dāng)位置時(shí)，車的位置就向后移動(dòng)了一些，因此，我們就很容易地從車門進(jìn)出。而且，這種非對(duì)稱式舉升機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的立柱，可以確保車輛的重心安全地定位在立柱之間。
三、四柱式舉升機(jī)
四柱式汽車舉升機(jī)（圖1.4）是一種大噸位汽車或貨車修理和保養(yǎng)單位常用的專用機(jī)械舉升設(shè)備，四柱式汽車舉升機(jī)也很適合于四輪定位用，因?yàn)橐话闼闹狡嚺e升機(jī)都有一四輪定位檔位，可以調(diào)整，可以確保水平。四柱舉升機(jī)按其結(jié)構(gòu)又分為上油缸式以及下油缸式兩種。上油缸式四柱舉升機(jī)其油缸置于立柱頂部（帶橫梁），下油缸式的油缸置于平板下面。上油缸式四柱舉升機(jī)主要依靠四根鏈條拉起四個(gè)角，拉力油缸置于頂部，這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但自重增加。多數(shù)上油缸式四柱舉升機(jī)二次舉升為手動(dòng)或氣動(dòng)，修理工需要跑到底下操作，這對(duì)于經(jīng)常使用二次舉升的用戶不方便和不安全。保險(xiǎn)裝置為氣動(dòng)裝置，若沒有氣源則比較麻煩。下油缸四柱舉升機(jī)主要依靠四根粗鋼索拉起四角，拉力油缸置于平板下面，通過(guò)六個(gè)圓盤將力傳達(dá)四面。這種結(jié)構(gòu)比較緊湊，自重降低。二次舉升一般為電動(dòng)液壓，和主泵連接在一起，只要轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥即可，升降速度快，保險(xiǎn)裝置為楔塊式，四個(gè)楔塊利用拉桿聯(lián)動(dòng)，扳動(dòng)拉桿就可打開保險(xiǎn)裝置，方便耐用。
圖1.4 四柱式汽車舉升機(jī)
四、剪式舉升機(jī)
剪式舉升機(jī)執(zhí)行部分采用剪式疊桿形式,電力驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，目前廣泛用于大型車輛維修。剪式舉升機(jī)的舉升速度適中且不占用車坑位置，對(duì)于一些車型相對(duì)固定，工作強(qiáng)度大（如在公共汽車）的修理領(lǐng)域無(wú)疑是最好的選擇。而且由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同步性好，一般常用作四輪定位儀的平臺(tái)。
剪式舉升機(jī)分為大剪（子母式圖1.5），小剪（單剪圖1.6）舉升機(jī)，超薄系列剪式舉升機(jī)等幾種類型。 小剪舉升機(jī)主要用于汽車維修保養(yǎng)，安全性高，操作方便。挖槽后與地面相平。 大剪舉升機(jī)涌出比較多，是配合四輪定位儀德最佳設(shè)備，并可以做為汽車維修，輪胎，底盤檢修用。可以挖槽，也可以直接安裝在地面上。 超薄系列剪式舉升機(jī)無(wú)需挖槽，適用于任何修理廠，有一些樓板上不適合安裝二柱舉升機(jī)以及普通四柱舉升機(jī)，而本機(jī)器與樓板接觸面廣，這樣可以安裝在任何可以開車的樓板上面，解決客戶場(chǎng)地問(wèn)題。這類機(jī)器是今后的主流產(chǎn)品，國(guó)外大規(guī)模使用本類產(chǎn)品。
圖1.5 子母式剪式汽車舉升機(jī)
1.6 單剪式汽車舉升機(jī)
五、地溝式舉升機(jī)
地溝式舉升機(jī)（圖1.7）是大型客車維修的理想設(shè)備，對(duì)空間較低的廠房更為實(shí)用,且物美價(jià)廉。地溝式汽車舉升機(jī)，安裝于地溝上面兩沿邊軌道上，一般采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式，蝸桿、蝸輪減速，從而帶動(dòng)絲桿、舉升大梁升降。這種設(shè)計(jì)方式使得地溝式舉升機(jī)移動(dòng)更靈活，舉升力更大，升降平穩(wěn)，操作安裝極為方便，是各種針對(duì)大客車、貨車進(jìn)行維修的維修企業(yè)最為理想的舉升設(shè)備。地溝跑道式四輪定位舉升機(jī)前輪轉(zhuǎn)角盤(選購(gòu)件)位置可調(diào)，加長(zhǎng)后輪滑板，適合各種車型定位測(cè)量。
圖1.7 地溝式汽車舉升機(jī)
從舉升機(jī)的驅(qū)動(dòng)類型來(lái)分類，目前主要分為氣動(dòng)、液壓、機(jī)械式三大類。其中尤以液動(dòng)居多，機(jī)械式次之，氣動(dòng)最少，下面簡(jiǎn)單介紹下液壓類和機(jī)械類的舉升機(jī)優(yōu)劣。
一、機(jī)械式舉升機(jī)
機(jī)械式舉升機(jī)主要有單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺紋傳動(dòng)舉升機(jī)和雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺紋傳動(dòng)舉升機(jī)。機(jī)械式舉升機(jī)流行于1992-1998年間，主要由寶得寶,衡臣,中大,申俠生產(chǎn)，該類舉升機(jī)特點(diǎn)是同步性好，由于一般多為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，螺桿傳動(dòng)，它不存在漏油污染問(wèn)題，且自鎖保護(hù)簡(jiǎn)單易行。但由于機(jī)械磨損維護(hù)成本高（經(jīng)常需要更換銅鑼母以及軸承），每年一臺(tái)舉升機(jī)的維修更換需要1000元左右，客戶最終會(huì)將該產(chǎn)品更換為維護(hù)成本小的液壓舉升機(jī)。
二、液壓式舉升機(jī)
液壓式舉升機(jī)的特點(diǎn)是平穩(wěn)、噪音小、力量大，缺點(diǎn)是用久之后易漏油，污染工作環(huán)境。但是液壓式舉升機(jī)維護(hù)成本低，油缸使用5－10年沒問(wèn)題，而且就舉升機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)而言，一定是朝著安全、簡(jiǎn)便、使用壽命長(zhǎng)、噪音小、價(jià)格低廉的方向發(fā)展，因此液壓式舉升機(jī)必將是今后舉升機(jī)市場(chǎng)發(fā)展的主流。
液壓舉升機(jī)分為兩種一種是單缸舉升機(jī)，一種是雙缸舉升機(jī)。
單缸液壓舉升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：同步性好，不存在顛簸現(xiàn)象，帶厚底板，舉升機(jī)得扭力靠底板抵消，容易調(diào)平，整機(jī)安全性好，適用于地基較差的地方。
雙缸舉升機(jī)又分為兩種：龍門式舉升機(jī)和薄地板舉升機(jī)，由于是雙缸，同步問(wèn)題難以解決，往往靠?jī)筛摻z繩來(lái)平衡，油缸以及鋼絲繩要調(diào)整得松緊一致，舉升機(jī)才可以同步。
舉升機(jī)的分類依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)還有許多方法，但立柱的構(gòu)造是任何一種舉升機(jī)最明顯的特征，而它的驅(qū)動(dòng)升降系統(tǒng)也是不同用戶群體選購(gòu)舉升機(jī)最重要的考慮因素。在這里僅依據(jù)這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分類介紹，如果具體的選購(gòu)，應(yīng)當(dāng)詳細(xì)的查詢有關(guān)舉升機(jī)的文章，盡可能擴(kuò)充相關(guān)專業(yè)知識(shí)
三、研究?jī)?nèi)容：
主要內(nèi)容如下：
1.首先確定絲杠能否承載近3噸重的升舉載荷，結(jié)果不能。
2.選用導(dǎo)軌類型，實(shí)現(xiàn)絲杠和導(dǎo)軌的同載升舉。
3.設(shè)想絲杠和導(dǎo)軌同時(shí)升舉承載的布局設(shè)置，實(shí)現(xiàn)升舉的可行性。
4.對(duì)于平穩(wěn)升舉安全升舉的控制方式進(jìn)行設(shè)定和選擇，決定用制動(dòng)閥限制絲杠的旋轉(zhuǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)升舉的定位。
5.同步升舉的實(shí)現(xiàn)選擇，初步設(shè)想兩種方案，一是通過(guò)蝸桿與絲杠來(lái)實(shí)現(xiàn)同步旋轉(zhuǎn)，二是通過(guò)鏈傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)絲杠的同步旋轉(zhuǎn)，最后選用鏈傳動(dòng)。
6.電動(dòng)機(jī)與絲杠實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳動(dòng)的方案選擇，一是通過(guò)鏈傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，二是通過(guò)帶傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，三是通過(guò)齒輪嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)，最后選用帶傳動(dòng)，噪聲小，靠摩擦傳動(dòng)傳動(dòng)效率較高。
7.箱體選擇。
8.限位安全的設(shè)定。
9.開關(guān)控制的選擇.
四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
機(jī)械式舉升機(jī)的特點(diǎn)：同步性好，但機(jī)械維護(hù)成本高（換銅螺母及軸承）。機(jī)械連接可以是鋼絲繩或鏈條，這樣設(shè)計(jì)有一個(gè)缺點(diǎn)：如果鋼絲繩或者鏈條在工作中伸長(zhǎng)了，從而導(dǎo)致升降時(shí)拖架的移動(dòng)不能同步。
液壓式舉升機(jī)的特點(diǎn)：維護(hù)成本低，單缸同步性好，但雙缸同步性較差。液壓式又
分單缸和雙缸式，單缸也分兩種：老單缸和新單缸，雙缸分龍門式和無(wú)地板式。單缸同
步性雖很好，但油缸機(jī)械式地連接在對(duì)面立柱的托架上。
雙柱式液壓舉升機(jī)的特點(diǎn)：液壓舉升，維修少。質(zhì)量穩(wěn)定，下降時(shí)需要兩邊拉開保險(xiǎn)才能下降。油缸置下部占用下面的空間。
四柱式舉升機(jī)的特點(diǎn)：四柱式在具有雙柱式液壓舉升機(jī)的特點(diǎn)的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)四輪定位的檢測(cè)，安裝升舉更加的方便，中大型的修理場(chǎng)有廣泛的應(yīng)用。
3，工作進(jìn)度安排
1） 查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯（6000字符以上），撰寫開題報(bào)告 4周
2） 舉升機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 2周
3） 舉升機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 2周
4） 舉升機(jī)的總體裝配圖設(shè)計(jì) 2周
5） 舉升機(jī)的零部件工作圖設(shè)計(jì) 2周
6） 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3周
7） 畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、畢業(yè)答辯 2周
五、參考文獻(xiàn)
[1] 徐灝等. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第5卷）[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2003
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means of coordinate measuring machine. 1th international workshop "Advanced methods "
南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 0 目 錄 1、 緒 論 1.1 研究背景 .........................................................1 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ...................................................1 1.3 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及步驟 ...............................................2 1.4 設(shè)計(jì)的目的和意義 .................................................2 2、 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 尺寸和結(jié)構(gòu) .......................................................3 2.2 傳動(dòng)路線的設(shè)計(jì) ...................................................4 2.3 同步裝置的選擇 ...................................................4 2.4 電機(jī)的選擇 .......................................................5 3、 立柱與托臂的設(shè)計(jì) 3.1 立柱的校核計(jì)算 ...................................................7 3.2 托臂的校核 ......................................................10 3.3 聯(lián)接件的計(jì)算與校核 ..............................................13 4、 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì) ..................................................16 4.2 鏈傳動(dòng)的選擇 ....................................................23 4.3 帶傳動(dòng)的選擇 ....................................................29 5、 結(jié)論與建議 5.1 結(jié)論 ............................................................33 5.2 建議 ............................................................33 參考文獻(xiàn) .............................................................34 致 謝 ...............................................................35 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 0 1、 緒 論 1.1 研究背景 隨著我國(guó)汽車深入家庭，汽車維修業(yè)也迎來(lái)了一個(gè)高峰期，而隨之對(duì)汽車舉升 機(jī)的需求也日益增加，因?yàn)樗谴蠖鄶?shù)汽車修理車間的常用設(shè)備。然而現(xiàn)在國(guó)內(nèi)市 場(chǎng)上具有一定生產(chǎn)規(guī)模和自主產(chǎn)權(quán)的汽車舉升機(jī)廠家很少，對(duì)舉升機(jī)的研究工作還 很欠缺，因此對(duì)汽車舉升機(jī)的設(shè)計(jì)很有現(xiàn)實(shí)的意義。 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.2.1 舉升機(jī)的分類 我國(guó)的汽車舉升機(jī)是 20 世紀(jì) 80 年代依據(jù)國(guó)外的產(chǎn)品技術(shù)生產(chǎn)的，由于移動(dòng)和 拆裝方便，也便于維修中小型汽車，逐漸代替了以前維修汽車通用的“地溝”模式。 汽車舉升機(jī)產(chǎn)品種類較多：按提升動(dòng)力來(lái)分，有液壓和機(jī)械兩種形式；按結(jié)構(gòu)類型 來(lái)分，有單柱式、雙柱式、四柱式和剪式。 1.2.2 舉升機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)分析 機(jī)械式舉升機(jī)的特點(diǎn)：同步性好，但機(jī)械維護(hù)成本高（換銅螺母及軸承） 。機(jī)械 連接可以是鋼絲繩或鏈條，這樣設(shè)計(jì)有一個(gè)缺點(diǎn)：如果鋼絲繩或者鏈條在工作中伸 長(zhǎng)了，從而導(dǎo)致升降時(shí)拖架的移動(dòng)不能同步。 液壓式舉升機(jī)的特點(diǎn)：維護(hù)成本低，單缸同步性好，但雙缸同步性較差。液壓 式又分單缸和雙缸式，單缸也分兩種：老單缸和新單缸，雙缸分龍門式和無(wú)地板式。 單缸同步性雖很好，但油缸機(jī)械式地連接在對(duì)面立柱的托架上。 雙柱式液壓舉升機(jī)的特點(diǎn)：液壓舉升，維修少。質(zhì)量穩(wěn)定，下降時(shí)需要兩邊拉 開保險(xiǎn)才能下降。油缸置下部占用下面的空間。 四柱式舉升機(jī)的特點(diǎn)：四柱式在具有雙柱式液壓舉升機(jī)的特點(diǎn)的同時(shí)還可以實(shí) 現(xiàn)四輪定位的檢測(cè)，安裝升舉更加的方便，中大型的修理場(chǎng)有廣泛的應(yīng)用。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 1.3 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及步驟 1.3.1 舉升機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 根據(jù)承載能力及通常車輛的尺寸，設(shè)計(jì)出總體框架的大小 1.3.2 舉升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 主要考慮電機(jī)，以電機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)初始條件的設(shè)計(jì)，并對(duì)螺旋傳動(dòng)中 的絲杠螺母進(jìn)行急停裝置和安全保險(xiǎn)裝置的設(shè)計(jì) 1.3.3 舉升系統(tǒng)零部件的設(shè)計(jì) 對(duì)立柱，托臂以及連接裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 1.4 設(shè)計(jì)的目的和意義 1.4.1 設(shè)計(jì)的目的 通過(guò)進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)計(jì)算，來(lái)研制出一種適用型，經(jīng)濟(jì)型的機(jī)械式雙柱舉升機(jī)， 它在舉升車輛的應(yīng)用范圍上以及在維修廠的工作環(huán)境上得到優(yōu)化設(shè)計(jì)。 1.4.2 設(shè)計(jì)的意義 通過(guò)對(duì)舉升機(jī)全面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)了解舉升機(jī)的構(gòu)造和傳動(dòng)進(jìn)行了深入的 探討，對(duì)人們了解舉升機(jī)，應(yīng)用舉升機(jī)以及以后的改進(jìn)工作都有很高的現(xiàn)實(shí)意義。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 2、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 尺寸和結(jié)構(gòu) 本機(jī)由立柱、滑套、底座三大部分組成。 對(duì)舉升機(jī)整體尺寸的設(shè)計(jì)使其滿足汽車在舉升機(jī)上的停放并且對(duì)汽車修理時(shí)，與修理工不 發(fā)生沖突妨礙修理。 具體尺寸如表 21 最大舉升重量 舉升高度 舉升時(shí)間 電機(jī)功率 外形尺寸 自重 3000 kg 1750 50 S 3 KW 2053750 kg 2.1.1 立柱 為一方式空心焊接結(jié)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和皮帶傳動(dòng)固定在立柱上端，傳動(dòng)絲杠固定在立柱上下端 的軸承座內(nèi)。 2.1.2 滑套 與傳動(dòng)螺母連接并帶動(dòng)托架上下運(yùn)動(dòng);滑套內(nèi)裝有主滾輪，導(dǎo)間輪，承受升降過(guò) 程中產(chǎn)生的側(cè)向力并起導(dǎo)向作用。 2.1.3 底座 左右兩立柱安裝在底座上;底座用地腳螺柱固定在地基礎(chǔ)上;在底座內(nèi)設(shè)有鏈 傳動(dòng)及其張緊裝置。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 2.2 傳動(dòng)路線的設(shè)計(jì) 圖 2-2 舉升機(jī)傳動(dòng)原理圖 1.副絲桿 2.副立柱升降滑架 3.9 主螺母 4. 7 副螺母 5.鏈輪 6.鏈條 8.主立柱升降滑架 10.電動(dòng)機(jī) 11.13 帶輪 12 皮帶 14 主絲杠 舉升機(jī)一般常見的傳動(dòng)路線有液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)。 液壓傳動(dòng)，具有平穩(wěn)，噪音低，易于防止過(guò)載的優(yōu)點(diǎn)。但液壓元件與油缸有拍 對(duì)運(yùn)動(dòng)，雖對(duì)零件加工面的加工精度要求較高，但仍不可避免地會(huì)造成油液泄漏.使 場(chǎng)地及人身造成污染，檢修時(shí)有諸多不便，泄漏還會(huì)造成轎車在舉升中兩邊四個(gè)支 點(diǎn)處不平衡狀態(tài)，因而必須另設(shè)安全保險(xiǎn)裝置。 機(jī)械傳動(dòng)安全可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件加工精度低，安裝維修方便，成本較低。 使用壽命相對(duì)較短，但隨著技術(shù)的改進(jìn)，這個(gè)缺點(diǎn)也在得到逐步的改善。 綜上所述，結(jié)合現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外液壓，機(jī)械傳動(dòng)(含鋼絲繩傳動(dòng))的各種舉升機(jī)使用 情況，我設(shè)計(jì)選用機(jī)械傳動(dòng)。 傳動(dòng)路線為：電動(dòng)機(jī)皮帶傳動(dòng)主螺旋副傳動(dòng)鏈傳動(dòng)副螺旋副 傳動(dòng)形式。 （見圖 2-2） 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 圖 2-3 總裝圖尺寸參數(shù) 2.3 同步裝置的選擇 舉升機(jī)左右兩立柱上的四個(gè)托架(與滑套相聯(lián)接)，必須保證同步升降。目前采 用的結(jié)構(gòu)形式有三種: 第一種是螺旋副錐齒輪長(zhǎng)軸錐齒輪螺旋副機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。這 種剛性聯(lián)接方式，同步性好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，長(zhǎng)軸雖可采用無(wú)縫鋼管與短軸頭焊接辦 法替代，但自重仍較大. 第二種是選用外轉(zhuǎn)性相近的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)與加工精度相近的在裝配時(shí)進(jìn)行調(diào)整選 配的兩個(gè)螺旋副.分別驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。 第三種是本人設(shè)計(jì)采用的鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。同步性可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自重小，結(jié)構(gòu) 安全可靠傳動(dòng)效率較高，但需設(shè)置調(diào)整方便的鏈傳動(dòng)的張緊裝置。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 2.4 電機(jī)的選擇 (1)電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇 按照工作要求和工作條件，又要考慮經(jīng)濟(jì)性和可維護(hù)性，選用一般用途 （IP44）系列三相異步電動(dòng)機(jī)，根據(jù)整機(jī)結(jié)構(gòu)布置，采用臥式封閉結(jié)構(gòu)。 (1)電動(dòng)機(jī)容量計(jì)算 電動(dòng)機(jī)容量?jī)H考慮功率即可 功率 A/tP 式中：A 為工作所需的總能量，t 為工作時(shí)間，代入數(shù)據(jù)得， 1.4kw0)1.9/(530mgh/ 電動(dòng)機(jī)功率 PL=P/ 其中,傳動(dòng)裝置的總效率 0.479.5082.9 43 21 1為帶傳動(dòng)的效率.取 0.95 2為軸承的效率,取 0.98 3為絲杠傳動(dòng)的效率,取 0.55 4為鏈傳動(dòng)的效率,取 0.94 所以 PL=1.14/0.47=2.4 考慮到啟動(dòng)制動(dòng)的影響，電動(dòng)機(jī)功率 KW 2.641..N 環(huán)境溫度小于 400C，不需要修正，所以，最終選擇電動(dòng)機(jī)的功率為 3 KW 通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件版） 查詢所需電機(jī)為: 額定功率 （Kw） 3 轉(zhuǎn)速 （r/min） 1440 電壓 （V） 380 額定電流 （A） 7 最大長(zhǎng)度 （mm） 380 最大寬度 （mm） 283 最大高度 （mm） 245 （3）電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 舉升機(jī)工作轉(zhuǎn)速一般，故選擇常用的電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 n1=1440 r/min 2.5.1 舉升行程 H 舉升行程 H 是指舉升機(jī)能將汽車舉升的有效行程。 n舉升行程與維修人員身高有 關(guān)，根據(jù)我國(guó)不同地區(qū)，男女性別的差異，最大舉升高度可按 1.5m，1.65m，1.75m 考慮。本人設(shè)計(jì)選用舉升行程 1.75m。 2.5.2 升降速度 升降速度的快慢.直接影響生產(chǎn)率高低電動(dòng)機(jī)功率大小，操作運(yùn)行中安全以及機(jī) 構(gòu)布置等?，F(xiàn)在的舉升機(jī)的舉升速度一般在 13m 之間，設(shè)計(jì)選擇的舉升速度為 2.1m/min。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 7 3、 立柱與托臂的設(shè)計(jì) 3.1 立柱的校核計(jì)算 F 5 2 5 保險(xiǎn)裝 置支撐 板 F B Y B X M H R R H Y H X 8 3 . 1 1 9 圖 3-1 主立柱受力示意圖 3.1.1 立柱的強(qiáng)度校核 3.1.1.1 校核正應(yīng)力強(qiáng)度 /W MmaxAX (3-1） 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 =MC/W =2748272.10.1/253.83=1082.72Kg cm2 許用應(yīng)力選: =541100/(9.85)=1102.04Kg/cm 2 max<,滿足強(qiáng)度條件。 3.1.1.2 校核剪應(yīng)力強(qiáng)度 )/(IQ)S/(ISZBCmax (3-2) =5234.804Kg/(16.43628.2cm)=11.294Kg/cm2 選 S=235MPa,而許用應(yīng)力=2351009.85=479.59Kg/cm 2, max<,滿足強(qiáng)度條件。 圖 3-2 立柱結(jié)構(gòu)圖 3.1.1.3 折算應(yīng)力強(qiáng)度校核 主立柱橫截面上的最大正應(yīng)力 max 產(chǎn)生在離中性軸最遠(yuǎn)的邊緣處,而最大剪應(yīng) 力 max 則產(chǎn)生在中性軸上,雖然通過(guò)上面的校核說(shuō)明在這兩處的強(qiáng)度都是滿足要求 的,但是因?yàn)樵诮孛?C 處,M 和 Q 都具有最大值,正應(yīng)力和剪應(yīng)力都比較大,因此這里 的主應(yīng)力就比較大,有必要根據(jù)適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度理論進(jìn)行折算應(yīng)力校核,取該截面邊緣處 某點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算: X=MY/ (3-3a) =27482720.111.0881/2814.519=1082.71Kg cm2 X=QS/ B (3-3b) =5234.804171.24/(2814.51928.2)=11.29Kg /cm2 Y=- X (3-3c) 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 9 圖 3-3 在點(diǎn) K 處取出的單元體受力情況示意圖 在點(diǎn)處取出的單元體受力情況如圖 8。由于點(diǎn)處在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài),立柱材料 采用的 30 鋼是塑性材料,可以采用第四強(qiáng)度理論4,將 X, X的數(shù)值代入,用統(tǒng)計(jì) 平均剪應(yīng)力理論對(duì)此應(yīng)力狀態(tài)建立的強(qiáng)度條件為: =( 2+3 2)-2 (3-4) 所以, =(082.712+311.292)-2=1082 kg/ cm2600MPa,max<,滿足強(qiáng)度條件。 3.2.3.2 校核剪應(yīng)力強(qiáng)度 21.93Pa 8)-(1012.8/370Kgb)-QS/I(a (3-16) 選: 235P,<,滿足強(qiáng)度條件。 3.3 聯(lián)接件的計(jì)算與校核 舉升機(jī)系統(tǒng)中螺栓的使用，設(shè)計(jì)中主要的有兩種 M10，M20，需要對(duì)其進(jìn)行校核， 以保證連接的可靠性要求. 螺栓的材料選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼 螺栓的預(yù)緊： 根據(jù)公式 0.76Fsa (3-17) 式中， s螺栓材料的屈服極限 A螺栓危險(xiǎn)截面的面積 /4dA12 螺栓副間的摩擦力矩 0.T d-螺栓的公稱直徑 當(dāng) d 為 10 時(shí)， 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 35/Mpas (3-18) 根據(jù)公式計(jì)算得 F<=16720.5N 當(dāng) d 為 20 時(shí)， 3.41NF0 (3-19) 100N 的預(yù)緊力就可以滿足實(shí)際條件。 螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件為： L/dpmin0p (3-20) 式中,p--許用應(yīng)力， min1.25 螺 栓的剪切強(qiáng)度條件為： 4F/2 (3-21) 受力最大 F 為 10KN， 根據(jù)公式計(jì)算的 p=80MPa, 509.MPa，螺栓主要受擠壓，被剪斷的可能 性很小, 35Mpas，滿足條件，所以螺栓螺母配合符合設(shè)計(jì)要求。 故 d 為 20 時(shí)同樣滿足聯(lián)接的需求，符合安全要求。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 15 4、 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1 螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 滑動(dòng)螺旋工作時(shí)，主要承受轉(zhuǎn)矩及軸向力的作用，同時(shí)在螺桿和螺母的旋合螺 紋間有較大的相對(duì)滑動(dòng)，其失效形式主要是螺紋磨損，因此，滑動(dòng)螺旋的基本尺寸 （即螺桿直徑和螺母高度）通常是根據(jù)耐磨性條件確定的，對(duì)于受力較大的傳力螺 旋，還應(yīng)該校核螺桿危險(xiǎn)截面以及螺母螺紋牙的強(qiáng)度，以防止發(fā)生塑性變形或斷裂； 對(duì)于要求自鎖的螺桿應(yīng)該校核其自鎖性。 機(jī)械式汽車舉升機(jī)的主傳動(dòng)實(shí)際上就是一種螺旋傳動(dòng)。然而由于受以往設(shè)計(jì)主 導(dǎo)思想的影響及材料選用的局限性，加之大多數(shù)汽車修理廠不注重對(duì)舉升機(jī)的保養(yǎng) 與維護(hù)，不能按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的舉升機(jī)在運(yùn)行 3000 次的范圍內(nèi)更換工作螺母因 此，時(shí)常發(fā)生舉升機(jī)在工作過(guò)程中的墜車事故，造成設(shè)備損壞和人員傷亡，分析其 原因，絕大多數(shù)是由于舉升機(jī)工作螺母磨損所造成的。 圖 4-1 絲杠螺母結(jié)構(gòu)圖 為了保證自鎖性，機(jī)械式舉升機(jī)的絲桿一般都選用單頭梯形螺紋，螺旋副的摩 擦性質(zhì)為滑動(dòng)摩擦，如圖 5-1 所示其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，有利于自鎖，能 保證舉升機(jī)在將汽車舉升到空中任意高度都可停頓，無(wú)需任何輔助支撐，工作人員 便可在車下安全作業(yè)。其主要缺點(diǎn)是摩擦阻力大，傳動(dòng)效率低(<30%)，在重載運(yùn)行 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 的情況下發(fā)熱量高，不適于連續(xù)運(yùn)行。然而汽車舉升機(jī)的舉升運(yùn)動(dòng)一般者為間隙式 運(yùn)動(dòng)，即將汽車舉升到一定的高度，便停止舉升汽車停在半空中，待修理作業(yè)結(jié)束 后，再將汽車放下來(lái)，無(wú)需進(jìn)行反復(fù)不停的升降運(yùn)動(dòng)，因此，絲桿不會(huì)出現(xiàn)溫升過(guò) 高的現(xiàn)象 。 4.1.1 螺旋傳動(dòng)初始條件的確定(見表 4-1) 滑動(dòng)螺旋的磨損與螺紋工作面上的壓力、滑動(dòng)速度、螺紋表面粗糙度以及潤(rùn)滑 狀態(tài)等因素有關(guān)，其中，最主要的是螺紋工作面上的壓力，壓力越大，螺旋副間越 容易形成過(guò)度磨損，因此，滑動(dòng)螺旋的耐磨性計(jì)算，主要是限制螺紋工作面上的壓 力 P ，使其小于材料的許用壓力【p】 按耐磨性條件，可以初步確定絲桿的直徑和螺母的高度。通過(guò)校核計(jì)算來(lái)證明 絲桿的自鎖性、絲桿的強(qiáng)度、絲桿的穩(wěn)定性以及螺母螺牙的強(qiáng)度等均符合設(shè)計(jì)要求， 亦符合國(guó)際同類標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求。 表 4-1 初始條件的確定 4.1.2 設(shè)計(jì)過(guò)程 （1）確定中徑系數(shù)，可根據(jù)螺母形式選定，整體式螺母取 =1.22.5,剖分式 螺母 取 =2.53.5，對(duì)于該舉升機(jī)屬于整體式，本人采用的中徑系數(shù) =1.80。 （2）由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知用于校核的許用壓強(qiáng)p=15MPa （3）螺桿中徑的選擇可根據(jù)公式 22PF/A/dhzFP/(dhH)p項(xiàng)目 數(shù)值 單位軸向載荷 15000 N螺桿材料 45 號(hào)鋼 無(wú)螺母材料 含油 MC 尼龍 無(wú)軸向載荷與運(yùn)動(dòng)方向 反向 無(wú)螺桿端部結(jié)構(gòu) 兩端固定 無(wú)螺桿最大工作長(zhǎng)度 1750.00 mm兩支承間的最大距離 1800.00 mm 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 17 令 =H/ d 2 得 (4-1) pF 該公式可用于梯形螺紋(GB5796.186) 和矩形螺紋，還可以.用于 30鋸齒形螺紋。 梯形螺紋、矩形螺紋可取 ， 鋸齒形螺紋 =0.65 8.03 代入上式得 d232 取 d2 為 42 （4）螺距 P 可以和公稱直徑可同時(shí)選出 查機(jī)械設(shè)計(jì)手則，表 3-4 可知 螺桿公稱直徑 d 為 48mm，螺距 P=8mm。 螺母高度 H 可根據(jù) 得出為 86.4mm。2 旋合圈數(shù) z 可根據(jù)公式 選定 (4-2) 10pz 經(jīng)計(jì)算的 z=10.8，螺紋的工作高度 h 可根據(jù)公式 h=0.5p 和 h=0.75p 確定 前者用于梯形螺紋(GB5796.186) 和矩形螺紋，后者用于 30鋸齒形螺紋 對(duì)于該設(shè)計(jì)則選用前者，所得結(jié)論為 h=4mm。 （5）工作壓強(qiáng) p 可由 確定phzdF2 代入數(shù)據(jù)得 p=2.3MPa 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于許用壓強(qiáng) 15MPa，故該結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 （6）自鎖性校核 因螺旋副要求自鎖，還應(yīng)校核螺旋副是否滿足自鎖條件 即 v (4-3)2cosartnf 式中 為螺紋升角； v為當(dāng)量摩擦角;f 為摩察系數(shù) 有機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 5-12，取摩察系數(shù) f=0.1 =30 0 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 其中 2arctn(P/d) 41.38 .0 v arctn.1/96 5. 則 < v 滿足螺旋副自鎖條件 （7）驅(qū)動(dòng)力矩 T 由公式 (4-4a)321T T1=F d2/2tan(+ v) (4-4b) (4-4c) 2033dDFfs 式中，T1螺紋力矩；T2軸承摩擦力矩， 經(jīng)計(jì)算得出 T=108.5Nm， （8）螺桿以及螺母的計(jì)算 由機(jī)械設(shè)計(jì)課本表 5-13 可查出螺栓材料的許用應(yīng)力為 94MPa；螺母的許用彎曲應(yīng)力 為 50MPa；螺母的許用剪切應(yīng)力為 35MPa。 螺桿工作時(shí)承受軸向壓力 F 和扭矩 T 的作用，螺桿危險(xiǎn)截面上既有壓縮應(yīng)力， 又有切應(yīng)力，因此，校核螺桿強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論求出危險(xiǎn)截面的計(jì)算應(yīng) 力 ，其強(qiáng)度條件為 (4-5a) 23121.04dTdF 其中 T 為傳遞扭矩 Nmm，為螺桿材料的許用應(yīng)力 MPa， 代入數(shù)據(jù)，計(jì)算可得出為 =14.74MPa<=94MPa 符合強(qiáng)度要求 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 19 螺桿剪切強(qiáng)度由公式 (4-5b) bzdF1 式中： 材料的許用切應(yīng)力 b 螺紋牙根部的厚度，mm，對(duì)于梯形螺紋，b=0.65P=5.2 代入數(shù)據(jù)，得 =2.36<= 35MPa 符合條件 螺桿和螺母材料相同時(shí), 只校核螺桿螺紋牙強(qiáng)度 螺桿的彎曲強(qiáng)度由公式 (4-5c) bbzdFh213 式中，b材料的許用彎曲應(yīng)力 MPa h 螺紋的工作高度 ，對(duì)于矩形和梯形螺紋，h=0.5P=4 代入數(shù)據(jù) 得 b=5.45
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