雙柱機械式汽車舉升機設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 根據公式計算得 F=當 d 為 20 時，F0≤ (319)100N 的預緊力就可以滿足實際條件。螺栓桿與孔壁的擠壓強度條件為：σp=F/d0Lmin≤[σp] (320)式中,σp許用應力，Lmin=螺栓的剪切強度條件為：τ=4F/∏d2≤[τ] (321)受力最大 F 為 10KN，根據公式計算的 σp=80MPa, τ= MPa，螺栓主要受擠壓，被剪斷的可能性很小,σs\Mpa≥355，滿足條件，所以螺栓螺母配合符合設計要求。故 d 為 20 時同樣滿足聯接的需求，符合安全要求。煙臺大學畢業設計（論文）15第四章 傳動系統的設計 螺旋傳動的設計滑動螺旋工作時，主要承受轉矩及軸向力的作用，同時在螺桿和螺母的旋合螺紋間有較大的相對滑動，其失效形式主要是螺紋磨損，因此，滑動螺旋的基本尺寸（即螺桿直徑和螺母高度）通常是根據耐磨性條件確定的，對于受力較大的傳力螺旋，還應該校核螺桿危險截面以及螺母螺紋牙的強度，以防止發生塑性變形或斷裂；對于要求自鎖的螺桿應該校核其自鎖性。機械式汽車舉升機的主傳動實際上就是一種螺旋傳動。然而由于受以往設計主導思想的影響及材料選用的局限性，加之大多數汽車修理廠不注重對舉升機的保養與維護，不能按照行業標準所規定的舉升機在運行 3000 次的范圍內更換工作螺母因此，時常發生舉升機在工作過程中的墜車事故，造成設備損壞和人員傷亡，分析其原因，絕大多數是由于舉升機工作螺母磨損所造成的。圖 41 絲杠螺母結構圖為了保證自鎖性，機械式舉升機的絲桿一般都選用單頭梯形螺紋，螺旋副的摩擦性質為滑動摩擦，如圖 51 所示其特點是結構簡單，便于制造，有利于自鎖，能保證舉升機在將汽車舉升到空中任意高度都可停頓，無需任何輔助支撐，工作人員便可在車下安全作業。其主要缺點是摩擦阻力大，傳動效率低(216。30%)，在重載運行的情況下發熱量高，不適于連續運行。然而汽車舉升機的舉升運動一般者為間隙式運動，即將汽車舉升到一定的高度，便停止舉升汽車停在半空中，待修理作業結束后，再將汽車放下來，無需進行反復不停的升降運動，因此，絲桿不會出現溫升過煙臺大學畢業設計（論文）16高的現象 。 螺旋傳動初始條件的確定(見表 41)滑動螺旋的磨損與螺紋工作面上的壓力、滑動速度、螺紋表面粗糙度以及潤滑狀態等因素有關，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度磨損，因此，滑動螺旋的耐磨性計算，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。通過校核計算來證明絲桿的自鎖性、絲桿的強度、絲桿的穩定性以及螺母螺牙的強度等均符合設計要求，亦符合國際同類標準的設計要求。表 41 初始條件的確定 設計過程（1）確定中徑系數，可根據螺母形式選定，整體式螺母取 ψ=～,剖分式螺母取 ψ=～，對于該舉升機屬于整體式，本人采用的中徑系數 ψ=。（2）由機械設計手冊可知用于校核的許用壓強[p]=15 MPa （3）螺桿中徑的選擇可根據公式 ????22PF/A/dhzFP/(dhH)p????令 ψ=H/ d 2 得 (41) ??pF???2項目 數值 單位軸向載荷 15000 N螺桿材料 45 號鋼 無螺母材料 含油 MC 尼龍 無軸向載荷與運動方向 反向 無螺桿端部結構 兩端固定 無螺桿最大工作長度 mm兩支承間的最大距離 mm煙臺大學畢業設計（論文）17該公式可用于梯形螺紋(－86) 和矩形螺紋， 30176。鋸齒形螺紋。梯形螺紋、矩形螺紋可取 ， 鋸齒形螺紋 = ???3?代入上式得 d2≥32取 d2 為 42（4）螺距 P 可以和公稱直徑可同時選出查機械設計手則，表 34可知 螺桿公稱直徑 d 為 48mm，螺距 P=8mm。螺母高度 H 可根據 得出為 。2??旋合圈數 z 可根據公式 選定 (42)1~0?pz經計算的 z=，螺紋的工作高度 h 可根據公式 h= 和 h= 確定前者用于梯形螺紋(－86) 和矩形螺紋，后者用于 30176。鋸齒形螺紋對于該設計則選用前者，所得結論為 h=4mm。（5）工作壓強 p 可由 確定??phzdF??2?代入數據得p= MPa遠遠小于許用壓強 15 MPa，故該結構穩定。（6）自鎖性校核因螺旋副要求自鎖，還應校核螺旋副是否滿足自鎖條件即 ψ≤ψ v (43)2cosartnf? 式中 ψ 為螺紋升角；ψ v為當量摩擦角。f 為摩察系數有機械設計手冊表 512，取摩察系數 f= α=30 0其中 2arctn(P/d)????? *.0?煙臺大學畢業設計（論文）18??v ??=則 ψψ v滿足螺旋副自鎖條件（7）驅動力矩 T 由公式 (44a)321T??T1=F d2/2tan(ψ+ψ v) (44b) (44c)20323dDFfs??式中，T1——螺紋力矩；T2——軸承摩擦力矩，經計算得出 T=m，（8）螺桿以及螺母的計算由機械設計課本表 513可查出螺栓材料的許用應力[σ]為 94 MPa；螺母的許用彎曲應力 [σ]為 50 MPa；螺母的許用剪切應力[τ]為 35 MPa。螺桿工作時承受軸向壓力 F 和扭矩 T 的作用，螺桿危險截面上既有壓縮應力，又有切應力，因此，校核螺桿強度時，應根據第四強度理論求出危險截面的計算應力 σ，其強度條件為 (45a)????????????????????其中 T 為傳遞扭矩 Nmm，[σ]為螺桿材料的許用應力 MPa，代入數據，計算可得出為 σ= MPa[σ]=94 MPa符合強度要求螺桿剪切強度由公式煙臺大學畢業設計（論文）19 (45b)???????bzdF1式中： [τ]——材料的許用切應力 b ——螺紋牙根部的厚度，mm，對于梯形螺紋，b==代入數據，得 τ=[τ]= 35 MPa符合條件螺桿和螺母材料相同時, 只校核螺桿螺紋牙強度螺桿的彎曲強度由公式 (45c)??bbzdFh????213式中，[σ]b——材料的許用彎曲應力 MPa h ——螺紋的工作高度 ，對于矩形和梯形螺紋，h==4代入數據得 σb=[σ]b =50 MPa符合條件螺桿和螺母材料相同時, 只校核螺桿螺紋牙強度 螺母的剪切強度 τ 可由公式 (45d)???????dbzF式中，[τ]——材料的許用切應力 MPa 代入數據得 τ=35 MPa符合條件螺母彎曲強度由公式 (45e)??bbzdFh????23=式中[σ]b——材料的許用彎曲應力 MPa（9）臨界載荷 Fc 的確定 根據螺桿的柔度 λ s值的大小，螺桿 的臨界載荷就選用不同的公式計算而 λ s=μL/i煙臺大學畢業設計（論文）20其中，μ——螺桿的長度系數，查表 5—14，可知 μ 為 L——螺桿的工作長度，mm，這里取 1900 i——螺桿危險截面 的慣性半徑，mm，這里 i= d1/4=9則 λ s =40臨界載荷 （46a）??22/crFEIL???式中：E——螺桿材料的拉壓彈性模量，MPa，E=*10 5 MPa I——螺桿危險截面的慣性矩， 441Id/6,m代入數據，得Fcr =185455 N （46b）螺桿穩定性安全系數 scrS/?符合條件 (10)絲杠效率 η 可由公式 (47))tan()~5.(39。?????式中，(~)——軸承效率,決定于軸承形式, 滑動軸承取小值軸向載荷與運動方向相反時取+號，經計算得到絲杠的效率為 。 螺旋副尺寸參數設計結果(見表 42)表 42 螺旋副尺寸參數名稱 代號 數值 關系式外螺紋大徑 d 內螺紋大徑 D4 D4=d+2ac螺距 p 牙頂間隙 ac 基本牙型高度 H1 H1=內螺紋牙高 H4 H4=H1+ac=+ac外螺紋牙高 h3 h3=H1+ac=+ac牙頂高 Z Z==H1/2內螺紋小徑 D1 D1=d2