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（完稿）电动螺旋起重机设计（CAD全套）

数小，传动效率可达，无磨损和爬行现象，无反向空程，轴向刚度很高，不自锁，具有传动的可逆性，但螺母结构复杂，而且需要有套压力稳定温度恒定和过滤要求高的供油系统。静压螺旋常被用作精密机床进给和分度机构的传导螺旋。这种螺旋采用牙较高的梯形螺纹。在螺母每圈螺纹中径处开有个间隔均匀的油腔。同母线上同侧的油腔连通，用个节流阀控制。油泵将精滤后的高压油注入油腔，油经过摩擦面间缝隙后再由牙根处回油孔流回油箱。当螺杆未受载荷时，牙两侧的间隙和油压相同。当螺杆受向左的轴向力作用时，螺杆略向左移，当螺杆受径向力作用时，螺杆略向下移。当螺杆受弯矩作用时，螺杆略偏转。由于节流阀的作用，在微量移动后各油腔中油压发生变化，螺杆平衡于位置，保持油膜厚度。滚动螺旋传动用滚动体在螺纹工作面间实现滚动摩擦的螺旋传动，又称滚珠丝杠传动.滚动体通常为滚珠，也有用滚子的。滚动螺旋传动的摩擦系数效率磨损寿命抗爬行性能传动精度和轴向刚度等虽比静压螺旋传动稍差，但远比滑动螺旋传动为好。滚动螺旋传动的效率般在以上。它不自锁，具有传动的可逆性但结构复杂，制造精度要求高，抗冲击性能差。它已广泛地应用于机床飞机船舶和汽车等要求高精度或高效率的场合。滚动螺旋传动的结构型式，按滚珠循环方式分外循环和内循环。外循环的导路为导管,将螺母中几圈滚珠联成个封闭循环。轴承的型号确定轴承校验.键的选择.联轴器的设计与计算控制电路及过载保护系统的设计.过载及最大行程保护元件热继电器行程开关.电器控制基本电路设计系统的改进与优化.力学传感器电阻应变片力传感器.位置传感器.连续控制分析结论致谢参考文献附录附录附录绪论.千斤顶的发展现状千斤顶起源于世纪初的英美德等国家，在逐步发展中工艺逐渐成熟，因其具有抗腐蚀耐高温，强度高表面精美百分之百可回收等无与伦比的良好性能，被广泛应用于建筑交通能源石化环保城市景观医疗餐饮等各个领域，逐渐被人们所接受，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。我国千斤顶产业发展进步较晚，建国以来到改革开放前，我国千斤顶的需求主要是以工业和国防尖端使用为主。改革开放后，国民经济的快速发展，人民生活水平的显著提高，拉动了千斤顶的需求。进入上世纪九十年代后，我国千斤顶产业进入快速发展期，千斤顶需求的增速远高于全球水平。年以来，全球千斤顶表观消费量以年均的速度增长，而九十年代的十年间，我国千斤顶表观消费量年均增长率达到.，是世界年均增长率的.倍。进入二十世纪，我国千斤顶产业高速增长。年年，我国千斤顶消费量从万吨增长到万吨，增加了.倍，年平均增长率在以上。其中，年，我国千斤顶表观消费量达到万吨，超过美国成为世界第千斤顶消费大国。同时，千斤顶进口也大幅度增加。年，我国千斤顶进口万吨，由此成为世界上最大的千斤顶进口国。年与年比，千斤顶进口增长幅度年均达到.。预计年，中国千斤顶表观消费量将达到万吨，进口仍将保持在万吨左右。伴随着千斤顶市场的快速发展，我国千斤顶产量也结束了长期徘徊的局面，实现了高速增长。我国千斤顶产量从年的万吨增长到年的万吨，年平均增长率在.，占国内市场需求的比重也由年的.提高到年的.。而同期，世界千斤顶产量则仅以左右的速度增长。从九十年代后期起，我国太钢宝钢以及宝新张浦等国有和合资企业通过引进和技术改造，先后建成了系列千斤顶生产线，千斤顶工艺技术装备达到国际先进水平，千斤顶生产初具规模。千斤顶品种结构也发生了积极的变化，千斤顶产品质量迅速提高。特别是国内千斤顶冷轧板增长迅速，年，国内冷轧板产量达到万吨，首次超过进口量,自给率达到年，国内冷轧板产量达到万吨，自给率达到以上。从年底到年底，国内冷轧千斤顶产能将增加约万吨，基本满足国内市场需求。到年，我国将成为千斤顶的净出口国。从总体上看，我国千斤顶正在经历由规模小水平低品种单严重不能满足需求到具有相当规模和水平品种质量显著提高和初步满足国民经济发展要求的深刻转变，千斤顶需求将逐步实现自给。.千斤顶的分类千斤顶有多种形式。如电动式，液压式，手动式即般意义上的千斤顶等等。电动式千斤顶如图所示。它的基本动力源是电机，由电机通过减速器带动螺母旋转，转化为丝杆的轴向运动，从而推动物体上升。它解放了人类的体力劳动，只需操纵按钮即可完成起重。可有效的避免了重物砸伤等事故。该形式的起重器也是本设计所讨论的。图液压千斤顶，又称为油压千斤顶。它的基本工作原理图如图所示。其基本原理是利用封闭管路里液体的压强来工作的。当人以力向下压手柄时，液体内部产生定的压强，从而推动重物上升。图小液压缸，排油单向阀，吸油单向阀，油路，截止阀，大液压缸手动式千斤顶也即般普通的千斤顶，它是出现的最早的千斤顶，是所有千斤顶的鼻祖。手摇其手柄，带动螺母旋转，如图所示图设计方案的确定.螺旋传动设计方案螺旋传动概述螺旋传动是利用螺杆和螺母的啮合来传递动力和运动的机械传动。主要用于将旋转运动转换成直线运动，将转矩转换成推力。按工作特点，螺旋传动用的螺旋分为传力螺旋传导螺旋和调整螺旋。传力螺旋以传递动力为主,它用较小的转矩产生较大的轴向推力,般为间歇工作，工作速度不高，而且通常要求自锁，例如螺旋压力机和螺旋千斤顶上的螺旋。传导螺旋以传递运动为主，常要求具有高的运动精度，般在较长时间内连续工作，工作速度也较高，如机床的进给螺旋丝杠。调整螺旋用于调整并固定零件或部件之间的相对位置，般不经常转动，要求自锁，有时也要求很高精度，如机器和精密仪表微调机构的螺旋。按螺纹间摩擦性质，螺旋传动可分为滑动螺旋传动和滚动螺旋传动。滑动螺旋传动又可分为普通滑动螺旋传动和静压螺旋传动。滑动螺旋传动通常所说的滑动螺旋传动就是普通滑动螺旋传动。滑动螺旋通常采用梯形螺纹和锯齿形螺纹，其中梯形螺纹应用最广，锯齿形螺纹用于单面受力。矩形螺纹由于工艺性较差强度较低等原因应用很少对于受力不大和精密机构的调整螺旋，有时也采用三角螺纹。般螺纹升程和摩擦系数都不大，因此虽然轴向力相当大，而转矩则相当小。传力螺旋就是利用这种工作原理获得机械增益的。升程越小则机械增益的效果越显著。滑动螺旋传动的效率低，般为，能够自锁。而且磨损大寿命短，还可能出现爬行等现象。静压螺旋传动螺纹工作面间形成液体静压油膜润滑的螺旋传动。静压螺旋传动摩擦系数小，传动效率可达，无磨损和爬行现象，无反向空程，轴向刚度很高，不自锁，具有传动的可逆性，但螺母结构复杂，而且需要有套压力稳定温度恒定和过滤要求高的供油系统。静压螺旋常被用作精密机床进给和分度机构的传导螺旋。这种螺旋采用牙较高的梯形螺纹。在螺母每圈螺纹中径处开有个间隔均匀的油腔。同母线上同侧的油腔连通，用个节流阀控制。油泵将精滤后的高压油注入油腔，油经过摩擦面间缝隙后再由牙根处回油孔流回油箱。当螺杆未受载荷时，牙两侧的间隙和油压相同。当螺杆受向左的轴向力作用时，螺杆略向左移，当螺杆受径向力作用时，螺杆略向下移。当螺杆受弯矩作用时，螺杆略偏转。由于节流阀的作用，在微量移动后各油腔中油压发生变化，螺杆平衡于位置，保持油膜厚度。滚动螺旋传动用滚动体在螺纹工作面间实现滚动摩擦的螺旋传动，又称滚珠丝杠传动.滚动体通常为滚珠，也有用滚子的。滚动螺旋传动的摩擦系数效率磨损寿命抗爬行性能传动精度和轴向刚度等虽比静压螺旋传动稍差，但远比滑动螺旋传动为好。滚动螺旋传动的效率般在以上。它不自锁，具有传动的可逆性但结构复杂，制造精度要求高，抗冲击性能差。它已广泛地应用于机床飞机船舶和汽车等要求高精度或高效率的场合。滚动螺旋传动的结构型式，按滚珠循环方式分外循环和内循环。外循环的导路为导管,将螺母中几圈滚珠联成个封闭循环。内循环用反向器，个螺母上通常有个反向器，将螺母中滚珠分别联成个封闭循环，每圈滚珠只在本圈内运动。外循环的螺母加工方便，但径向尺寸较大。为提高传动精度和轴向刚度，除采用滚珠与螺纹选配外，常用各种调整方法以实现预紧。常用的载重螺旋有矩形，梯形和锯齿形等。矩形螺纹传动效率高，但螺纹强度较低，精确制造较困难，对中准确性较差，磨损后无补偿，因此应用受限制，矩形螺纹无标准。梯形螺纹加工容易，强度较大，但效率较低。锯齿形螺纹矩形螺纹效率高，梯形螺纹强度大的特点，般用于承受单向压力，常用在压力机上。螺杆材料应具有足够的强度和耐磨性，以及良好的加工性能，不经热处理的螺杆般选用号钢，重要的经热处理的螺杆可以选用，或钢。精密传动螺杆可用钢等。螺母材料除要有足够的强度外，还要求在与螺杆材料配合时摩擦系数小和耐磨。常选用铸造青铜速度低，载荷较小时，也可选用高强度铸造铝青铜或铸造黄铜，重载时可用铸铁，耐磨铸铁。尺寸大的螺母可用钢或铸铁做外套，内部浇注青铜。高速螺母可浇注巴氏合金。螺旋传动用矩形，梯形或锯齿形螺纹，其失效形式多为螺纹磨损。而螺旋直径螺母的高度由耐磨性要求决定。传力较大时，应校验螺杆部分或其他危险部位强度，以及螺母，螺杆的螺纹牙的强度。要求自锁时，应检验螺纹副的自锁条件。对于长径比很大的受压螺杆，应检验其稳定性。因此，本设计中螺旋副材料选取钢青铜材料，螺杆选取号钢。螺纹选用梯型螺纹，右旋单线。螺旋传动方案的确定本设计的重点是如何将电机输出的回转运动转换为螺杆的直线运动。这也是整个传动系统设计的关键。根据机械设计等相关参考资料，可得到把回转运动转化为直线运动的四种方式螺杆转动，螺母移动螺母转动，螺杆移动螺母固定，螺杆转移动螺杆固定，螺母转移动考虑到必须顶着重物上升，即与重物接触，而起重部件与重物间不可发生相对运动，而且必须与重物充分接触，因此排除方案，而方案又不方便输入传动方案的设计，因此选择方案作为起重部分的传动方案。.减速传动机构设计方案减速传动机构通常有蜗轮蜗杆传动，齿轮传动，带传动，链传动，摩擦轮传动等等。考虑到本设计要求的传动紧凑，传动比较大，因此选用蜗轮蜗杆传动作为本设计的减速传动机构。蜗杆传动用于传递交错轴之间的回转运动。在绝大多数情况下，两轴在空间上是互相垂直的，轴交角为度。它广泛应用在机床汽车仪器起重运输机械冶金机械以及其他机械制造部门中，最大传动功率可达到千瓦，通常用在千瓦以下最高滑动速度可达，通常用在以下。蜗杆传动的主要优点是结构紧凑，工作平稳，无噪声，冲击振动小以及能得到很大的单级传动比。在传递动力时，传动比般为，常用的为。在机床工作台中，传动比可达几百，甚至达到千。这时，需采用导程角很小的单头蜗杆，但传动效率很低，只能用在功率很小的场合。在现代机械制造业中正力求提高蜗杆传动的效率，多头蜗杆的传动效率已经可达到。与多级齿轮传动相比，蜗杆传动零件数目少，结构尺寸小，重量轻。缺点是在制造精度和传动比相同的条件下，蜗杆传动的效率比齿轮传动低，同时蜗轮般需用贵重的减磨材料制造。传动系统的设计.螺旋传动部分计算螺杆直径的计算式.表滑动螺旋副许用比压螺杆材料螺母材料许用比压速度范围钢青铜低速钢钢.低速钢铸铁.钢青铜.取钢青铜螺旋副，，最大负载，代入式.得根据梯形螺纹国家标准，取螺纹为其基本参数为螺杆外径，中径，螺杆小径，螺母小径，螺母大径，螺距螺纹部分强度计算梯形螺纹牙型角当量摩擦角将螺纹部分展开，其受力图如图所示，图作用在螺母上的扭矩螺杆受力如图所示，由图可知，螺杆上与螺母旋合处扭矩最大，且图根据第四强度理论，得螺杆危险截面的当量应力表螺杆与螺纹牙强度项目许用应力螺杆强度为屈服极限螺纹牙强度材料剪切弯曲钢青铜铸铁耐磨铸铁蜗杆材料为号钢，由表可知，它的许用应力为，满足要求。用寿命，则寿命系数接触系数由参考文献图.线查得接触疲劳极限查参考文献表得表蜗轮材料力学性能和设计数据蜗轮材料力学性能设计数据铸锡青铜铸锡青铜铸锡青铜铸铝青铜.续表