液压千斤顶设计论文

第一篇：液压千斤顶设计论文

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目 录

1、引言..................................................................1 1.1 液压千斤顶的分类.................................................1

2、液压千斤顶发展现状及常见故障排除......................................1 2.1 国外发展情况.....................................................1 2.2 国内发展情况.....................................................2 2.3 液压千斤顶的特点.................................................2 2.4 液压千斤顶优缺点.................................................2 2.5 液压千斤顶常见故障排除...........................................3

3、液压千斤顶的组成结构及工作原理........................................3 3.1 液压千斤顶的组成.................................................3 3.2 液压千斤顶的结构图...............................................4 3.3 液压千斤顶工作原理...............................................4

4、液压千斤顶结构设计....................................................5 4.1 内管设计.........................................................5 4.2 外管设计.........................................................6 4.3 活塞杆设计.......................................................6 4.4 导向套的设计.....................................................7 4.5 液压千斤顶活塞部位的密封.........................................9

5、液压千斤顶装配图.....................................................10

6、结论.................................................................11 参考文献................................................................12 致谢....................................................................13

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1、引言

液压千斤顶是典型的利用液压传动的设备，液压千斤顶具有结构紧凑、体积小、重量轻、携带方便、性能可靠等优点，被广泛应用于流动性起重作业, 是维修、汽车、拖拉机等理想工具。其结构轻巧坚固、灵活可靠，一人即可携带和操作。千斤顶是用刚性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在小行程内顶升重物的轻小起重设备。本次对液压千斤顶进行设计可以了解液压千斤顶的原理以及应用。通过查阅大量文献，和对千斤顶各部件进行设计使我熟悉了千斤顶内液压传动原理，同时也在以前书本学习的基础上对液压传动加深了理解。1.1 液压千斤顶的分类

液压千斤顶分为通用和专用两类。

通用液压千斤顶适用于起重高度不大的各种起重作业。它由油室、油泵、储油腔、活塞、摇把、油阀等主要部分组成。

工作时，只要往复扳动摇把，使手动油泵不断向油缸内压油，由于油缸内油压的不断增高，就迫使活塞及活塞上面的重物一起向上运动。打开回油阀，油缸内的高压油便流回储油腔，于是重物与活塞也就一起下落。

专用液压千斤顶使专用的张拉机具，在制作预应力混凝土构件时，对预应力钢筋施加张力。专用液压千斤顶多为双作用式。常用的有穿心式和锥锚式两种。

2、液压千斤顶发展现状及常见故障排除

2.1 国外发展情况

早在20世纪40年代，卧式千斤顶就已经开始在国外的汽车维修部门使用，但由于当时设计和使用上的原因，其尺寸较大，承载量较低。后来随着社会需求量的增大以及千斤顶本身技术的发展，在90年代初国外绝大部分用户已以卧式千斤顶替代了立式千斤顶。在90年后期国外研制出了充气千斤顶和便携式液压千斤顶等新型千斤顶。充气千斤顶是由保加利亚一汽车运输研究所发明的，它用有弹性而又非常坚固的橡胶制成。使用时，用软管将千斤顶连在汽车的排气管上，经过15～20秒，汽车将千斤顶鼓起，成为圆柱体。这种千斤顶可以把115t重的汽车顶起70cm。Power-Riser Ⅱ型便携式液压千斤顶则可用于所有类型的铁道车辆，包括装运三层汽车的货车、联运车以及高车顶

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车辆。同时它具有一个将负载定位的机械锁定环，一个三维机械手，一个全封闭构架以及一个用于防止杂质进入液压系统的外置过滤器。另外一种名为Truck Jack 的便携式液压千斤顶则可用于对已断裂的货车转向架弹簧进行快速的现场维修。该千斤顶能在现场从侧面对装有70～125t级转向架的大多数卸载货车进行维修，并能完全由转向架侧架支撑住。它适用于车间或轨道上无需使用钢轨道碴或轨枕作承。2.2 国内发展情况

我国千斤顶技术起步较晚，由于历史的原因直到1979年才接触到类似于国外卧式千斤顶这样的产品。但是经过全面改进和重新设计，在外形美观、使用方便、承载力大、寿命长等方面，都超过了国外的同类产品，并且迅速打入欧美市场。经过多年设计与制造的实践，除了卧室斤顶以外，我国研究规格齐全并形成系列产品。2.3 液压千斤顶的特点

液压千斤顶是一种将密封在油缸中的液体作为介质，把液压能转换为机械能从而将重物向上顶起的千斤顶。它结构简单、体积小、重量轻、举升力大、易于维修。但同时制造精度要求较高，若出现泄漏现象将引起举升汽车的下降，保险系数降低，使用其举升时易受部位和地方的限制。传统液压千斤顶由于手柄、活塞、油缸、密封圈、调节螺杆、底座和液压油组成。它利用了密闭容器中静止滚体的压力以同样大小向各个方向传递的特性。

2.4 液压千斤顶优缺点

液压传动的优点:（1）体积小、重量轻，例如同功率液压马达的重量只有电动机的10％～20%。因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击；（2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速，且调速范围最大可达1：2000(一般为1：100)。（3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换；（4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制；（5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长；（6）操纵控制简便，自动化程度高；（7）容易实现过载保护。（8）液压元件实现了标准化、系列化、通用化、便于设计、制造和使用。

液压传动的缺点:（1）使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁；（2）对液压元件

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制造精度要求高，工艺复杂，成本较高；（3）液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平；（4）液压传动对油温变化较敏感，这会影响它的工作稳定性。因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作，一般工作温度在-15℃~60℃范围内较合适；（5）液压传动在能量转化的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力大，流量损失大，故系统效率较低。

2.5 液压千斤顶常见故障排除 重载时顶杆不能升起。当千斤顶顶到某一高度后，顶杆就不再升高这表明千斤顶内缺少工作油，应予补足。顶杆抖动。这说明回油阀关闭不严，可将回油阀针再向里拧紧一些。若仍不能顶起，且压杆周围漏油，则为顶杆密封圈损坏，应予更换。若不能顶起且压杆周围也无漏油，再检查回油阀和进油阀门能否关严包括压杆筒体端面接合处的密封垫圈情况若上述均无异常，则为顶杆密封圈损坏或其固定螺栓松动，应予更换或拧紧。空载时顶杆就不能升起。首先检查千斤顶的油量，不足时应添加。若千斤顶不缺油可将千斤顶回油阀针松开，拆下加油孔油塞，然后用脚踩住千斤顶底座，双手向上拔起顶杆再压下去，如此反复拔、压顶杆几次，以排除空气若做完上述检查后，拧紧加油孔油塞和回油阀，再试空顶若此时顶杆仍不能上升，应将千斤顶放平，拆去回油阀，检查阀与座的接触情况是否良好，若有脏物，应予清除若有坑、槽、不平应予更换。最后检查进油阀门是否密封良好，顶杆密封圈有无损坏或脱落，若有则及时更换。漏油。千斤顶的漏油部位多在座与筒体结合处、顶杆周围、回油阀的锁紧螺纹处、加油孔的固定油塞处、压杆周围等。漏油原因多为密封垫圈损坏必须及时更换。

3、液压千斤顶的组成结构及工作原理

3.1 液压千斤顶的组成

液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。

动力元件（油泵）它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能，是液压传动中的动力部分。

执行元件（油缸、液压马达）它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。

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控制元件 包括压力阀、流量阀和方向阀等，它们的作用是根据需要无级调节液压动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。

辅助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件及邮箱等，它们同样十分重要。

工作介质 工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。

3.2 液压千斤顶的结构图

液压千斤顶结构图1所示，工作时通过上移6手柄使7小活塞向上运动从而形成局部真空，油液从邮箱通过单向阀9被吸入小油缸，然后下压6手柄使7小活塞下压，把小油缸内的液压油通过10单向阀压入3大油缸内，从而推动2大活塞上移，反复动作顶起重物。通过1调节螺杆可以调整液压千斤顶的起始高度，使用完毕后扭转4回油阀杆，连通3大油缸和邮箱，油液直接流回邮箱，2大活塞下落，大活塞下落速度取决于回油阀杆的扭转程度。

图1 液压千斤顶内部结构示意图

3.3 液压千斤顶工作原理

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图2 液压千斤顶工作原理图

1—油箱 2—放油阀 3—大缸 4—大活塞 5—单向阀 6—杠杆手柄 7—小活塞 8—小缸体

9—单向阀

液压千斤顶的工作原理如图所示，大缸体3和大活塞4组成举升缸；杠杆手柄

6、小缸体

8、活塞

7、单向阀5和9组成手动液压泵。活塞和缸体之间保持良好的配合关系，又能实现可靠的密封。当抬起手柄6，使小活塞7向上移动，活塞下腔密封容积增大形成局部真空时，单向阀9打开，油箱中的油在大气压力的作用下通过吸油管进入活塞下腔，完成一次吸油动作。当用力压下手柄时，活塞7下移，其下腔密封容积减小，油压升高，单向阀9关闭，单向阀5打开，油液进入举升缸下腔，驱动活塞4使重物G上升一段距离，完成一次压油动作。反复地抬、压手柄，就能使油液不断地被压入举升缸，使重物不断升高，达到起重的目的。如将放油阀2旋转90°（在实物上放油阀旋转角度是可以改变的），活塞4可以在自重和外力的作用下实现回程。这就是液压千斤顶的工作过程。

4、液压千斤顶结构设计

设计液压千斤顶的额定载荷为19600N，初定额定压力为15Mpa。千斤顶的最低使用高度为192mm,最高使用高度为277mm。4.1 内管设计

根据以上设计要求可以得到如下计算结果：

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F=P×A 得到A=19600/9.8/150=13.3cm2

所以内管的直径D=42mm，长为115mm,有效长度为85mm 这里： F=外部作用力（㎏f）A=内管的作用面积(cm2)P=被传递的压力（㎏f/cm2）

内管的壁厚δ为 δ=δ0+C1+C2

根据公式δ0>PmaxD/2δp(m)δp=δb/N 查机械设计手册可知δb=550（无缝钢管，牌号20）N为安全系数一般取5 δ0>15×0.042/(2×550/5)=0.002m=2mm δ=δ0+C1+C2=3mm 上式中C1为缸筒外径公差余量

C2为腐蚀余

缸筒壁厚的验算

根据公式Pn≤0.35δs(D12-D2)/D12MPa 0.35×550×0.00054/0.002304=50MPa Pn=15MPa 所以缸筒的臂厚完足满足设计需要的要求。4.2 外管设计

立式千斤顶的外管主要的作为是用来储存多余的液压油，在无电动源作用的情况下，外管起了一个油箱的作用。

由上可知道内管的内径为42mm 可得V内=AH=3.14×2.12×8.5=117.7cm2 外管的外径D=66mm 可得V外=AH=3.14×3.32×10=341.94cm2 △V= V外-V内=341.94-117.7=224.24cm2 所以△V>V内，完全满足要求。4.3 活塞杆设计

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活塞杆是液压缸传递力的重要零件，它承受拉力，压力，弯力，曲力和振动冲击等多种作用力，所以必须有足够的强度和刚度，由于千斤顶的液压缸无速比要求，可以根据液压缸的推力和拉力确定。

可根椐内管的内径D=42mm，初步确定活塞杆的外径为d=30mm 活塞杆强度的计算：

活塞杆在稳定的工况下，只受纵向推力，可按下式进行计算 δ=F×10-6/(nd2/4)<= δp MPa 可得δ=19600×10/(0.03×3.14/4)=27.7 查表可知δp的许用应力为100-110MPa（无缝钢管）所以δ<δp

所以活塞杆的设计要求强度完全满足。

活塞杆弯曲稳定性验算可以用实用验算法活塞杆弯曲计算长度为Lf= KSm具体可以根据机械设计手册表中选取。4.4 导向套的设计

活塞杆导向套装在内管的有杆侧端盖内，用以对活塞杆进行导行，内装有密封装置以保证缸筒有杆腔的密封，导向套采用非耐磨材料时，内圈可设导向环，用以作活塞杆的导向。-6

图3 导向套

根据千斤顶的受力方式，可以作以下分析

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图4 活塞杆导向套受力分析图

如图4所示，垂直安放的千斤顶，无负载导向装置，受偏心轴向载荷9800N,L=0.1m时

M0=F1L Nm Fd=K1 M0/LG N 可得M0=9800×0.1=9800Nm Fd= K1 M0/LG（N）

可得Fd=1.5×9800/0.057=2.5×105N 在上式中

Fd-----------------导向套承受的载荷，N M0----------------外力作用于活塞上的力矩，N.m F1-----------------作用于活塞上的偏心载荷，N L------------------载荷作用的偏心矩，m

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LG-----------------活塞至导向套间距，m。D、d---------------分别为活塞及活塞杆外径，m 4.5 液压千斤顶活塞部位的密封

图5 液压千斤顶活塞部位密封图

在大活塞与大油缸配合部位采用的尼龙碗形密封件与O形密封圈组合而成的组合密封装置，由于橡胶具有良好的弹性，受力时迫使尼龙碗的唇边与缸壁贴合，起良好的密封作用。

缺点如图：

图6 液压千斤顶活塞密封缺点分析图

密封圈处在小孔口，缸中的超高压工作油在限位孔处存在极大的压力差，会使密封圈在此处遭受极大的撕拉作用。从而产生损伤，形成轴向沟痕。此沟痕随着起重物的加

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重，限位孔直径的增大以及超越限位孔次数的增多而变大加深，最终会破坏了密封圈的密封性能。致使活塞不能推动重物上升。为此。要求密封圈材质的强度要高。由于面柱与面柱面的配合始终存在一定的误差，为了避免因为油液单独进入一边空隙造成压力不平衡而引起活塞卡死现象，可以在活塞与大油缸配合的活塞头上适当开辟油沟，平衡各边压力。

5、液压千斤顶装配图

图7液压千斤顶

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图8 单向阀装配图

6、结论

毕业设计是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的学习机会，通过这次对液压千斤顶理论知识和实际设计的相结合，锻炼了我的综合运用所学专业知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高了我查阅文献资料、设计手册、设计规范能力以及其他专业知识水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力以及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在，提高是有限的但却是全面的，正是这一次毕业设计让我积累了许多实际经验，使我的头脑更好的被知识武装起来，也必然让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。

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参考文献

XXXXX 主编 《液压与气压传动》 机械工业出版社，2009 XXXXX 主编 《机械设计基础》 国防科技大学出版社，2008 XXXX 主编 《公差配合与几何精度检测》 人民邮电出版社，2007 XXXX 主编 《液压原件》 机械工业出版社，1982 XXXX 主编 《液压传动》 冶金工业出版社，1998 XXXX，XXXX主编。《液压传动概论》 机械工业出版社，1992 XXXX主编。《液压原件》 机械工业出版社，1982 XXXX主编。《液压传动》 中央广播电视大学出版社，1995 XXXX主编。《液压传动》 冶金工业出版社。1998

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致谢

大学四年即将结束，在这短短的四年里，让我结识了许许多多热心的朋友、工作严谨教学相帮的教师。毕业设计的顺利完成也脱离不了他们的热心帮助及指导老师的精心指导，在此向所有给予我此次毕业设计指导和帮助的老师和同学表示最诚挚的感谢。

毕业设计是对我大学四年的总结，因而投入了极大的热情和很高的积极性，更幸得指导老师的悉心指导，使我能够顺利完成毕业设计，感谢老师在百忙之中还时常来对我们进行指导，老师总是不厌其烦，耐心细心的指导我们，让我们受益匪浅。同时老师实事求是，不摆架子的作风也让我很是敬佩。

其次，要向给予此次毕业设计帮助的老师们，以及同学们以诚挚的谢意，在整个设计过程中，他们也给我很多帮助和无私的关怀，在此感谢他们。

本次的设计是老师和同学共同完成的结果，在设计的一个月里，我们合作的非常愉快，从中学到的知识是我人生中的一笔宝贵财富，我再次向给予我帮助的老师和同学们表示诚挚的感谢！

第二篇：液压千斤顶设计说明书

液压千斤顶研究设计报告

一、液压千斤顶功能分析。

千斤顶是一种起重高度小(小于1m)的最简单的起重设备。它有机械式和液压式两种。机械式千斤顶又有齿条式与螺旋式两种，由于起重量小，操作费力，一般只用于机械维修工作，在修桥过程中不适用。液压式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，其结构紧凑，工作平稳，有自锁作用，故使用广泛。其缺点是起重高度有限，起升速度慢。

液压千斤顶充分运用了帕斯卡原理，实现了力的传递和放大，使得用微小的力就可以顶起重量很大的物体。在液压千斤顶中，除了其自身所具有的元件外，还需要一种很重要的介质，即工作介质，又叫液压油。液压油的好坏直接影响到千斤顶能否正常地工作。因此，就需要液压油具有良好的性能。在液压千斤顶中，液压油所应该具备的功能有以下几点：

1．传动，即把千斤顶中活塞赋予的能量传递给执行元件。

2．润滑，对活塞、单向阀、回油阀杆和执行元件等运动元件进行润滑。3．冷却，吸收并带出千斤顶液压装置所产生的热量。

4．防锈，防止对液压千斤顶内的液压元件所用的金属产生锈蚀。除此之外，液压油还需要有以下这些工作性能的要求。1．可压缩性。可压缩性小可以确保传动的准确性。2．粘温特性。要有一个合适的粘度并随温度的变化小。

3．润滑性。油膜对材料表面要有牢固的吸附力，同时油膜的抗挤压强度要高。

4．安定性。油不能因热、氧化或水解而变化，使用的寿命要长。5．相容性。对金属、密封件、橡胶软管、涂料等有良好的相容性。液压千斤顶广泛使用在电力维护，桥梁维修，重物顶升，静力压桩，基础沉降，桥梁及船舶修造，特别在公路铁路建设当中及机械校调、设备拆卸等方面。由于液压用途广泛，所以行程范围也需要比较广。

二、液压千斤顶工作原理

液压千斤顶工作时，扳手往上走带动小活塞向上，油箱里的油通过油管和单向阀门被吸进小活塞下部，扳手往下压时带动小活塞向下，油箱与小活塞下部油路被单向阀门堵上，小活塞下部的油通过内部油路和单向阀门被压进大活塞下部，因杠杆作用小活塞下部压力增大数十倍，大活塞面积又是小活塞面积的数十倍，由手动产生的油压被挤进大活塞，由帕斯卡原理（液压传递压强不变的原理，受力面积越大压力越大，面积越小压力越小）知大小活塞面积比与压力比相同。这样一来，手上的力通过扳手到小活塞上增大了十多倍(暂按15倍)，小活塞到大活塞力有增大十多倍(暂按

图1帕斯卡原理图

15倍)，到大活塞（顶车时伸出的活动部分）力=15X15=225倍的力量了，假若手上用每20公斤力，就可以产生20X225=4500公斤（4.5吨）的力量。工作原理就是如此。当用完后，有一个平时关闭的阀门手动打开，油就靠汽车重量将油挤回油箱。

三、自锁原理

图2单向阀自锁

单向阀自锁：为了能实现千斤顶在支撑中实现自锁，此设计采用单向阀组成设计回路。在液压千斤顶在小油缸与大油缸之间设置有一个单向阀。在手柄向上提升带动小油缸中的小活塞时，由于小油缸与大油缸之间设有单向阀，此时单向阀处于关闭状态，大油缸中的油液并不会回流至小油缸。在手柄下压带动活塞压油液时，小油缸与大油缸之间的单向阀处于开启状态，而小油缸与储油装置之间的单向阀处于关闭状态，油液进入大油缸将负载顶起。将负载顶到目标高度后，大油缸与小油缸之间的单向阀仍处于工作状态，油液只能存在大油缸之中，负载无法下行，形成自锁。

液压千斤顶顶起重物后，靠液压单向阀能起锁紧作用，但专业人士都知道，液压系统都有泄漏现象，压力越大泄漏越严重，液压缸内高压油一泄漏液压杆肯定要下行，时间越长下滑越明显。这说明液压千斤顶顶起的重物自锁时间不能过长，这势必对操作者造成一定的心里压力，为了避免液压系统因泄漏而造成的不良后果，消除操作者心里负担，我们的设计除液压自锁外，还设置了机械自锁装置。

机械自锁：在大活塞螺旋杆和液压千斤顶外壳设计锁紧螺母，当液压千斤顶在任意高度顶起重物需要锁紧时，旋紧锁紧螺母，使之与液压千斤顶外壳顶端完全接触，外载荷由锁紧螺母传给液压千斤顶的外壳，液压缸活塞不承受载荷，液压系统可以卸荷。锁紧螺母与螺旋杆采用梯形螺纹传动，顶起重物后，由手动旋合锁紧螺母，达到锁紧目的（如图3）。

四、结构设计

（1）螺旋传动机构，增大起重行程

液压千斤顶中的活塞杆是千斤顶顶起重物的执行部件，液压杆的长度，就是千斤顶顶起重物的最大行程。要增大液压千斤顶顶起重物的行程，就必须增加活塞杆的长度，这势必增大了液压千斤顶的体积和输油量。为了避免这些困惑，将活塞杆进行改良设计，如图4所示，加设螺旋配合机构，采用梯形螺纹传动，能承受较大的载荷，由于螺旋杆能上下螺旋移动，就增大了液压千斤顶的有效行程。螺旋杆顶部设计通孔，可以利用加长杆与之配合，旋转螺杆，便能在顶起重物的状态下增大顶起高度行程，当然也可以在没有顶起重物时预先旋转螺纹提升螺旋杆达到提高行程的目的。在不需要增大起重行程时，螺旋杆旋进活塞杆，保持原

图4

图3螺母锁紧装置

来的起重行程。

（2）扳手省力结构

液压千斤顶虽然能利用帕斯卡原理，利用大油缸面积大于油缸截面面积缩小力。但考虑到材料强度及设备体积原因（小油缸面积不能过小，要保证一定的壁厚及小活塞的压杆

图5油泵扳手

稳定，大油缸面积不能过大），大油缸与小油缸的截面积之比一般设计在10到20 之间（我们设计取15）。我们发现这个面积比只能将力缩小到原载荷的十五分之一。这是远远不够的，所以我们将手动油泵扳手设计成杠杆（如图5）。最左端竖直杆与底座相连，右边与滑套相连的为活塞杆，横杆为扳手。根据杠杆原理，各部分设计合理距离以及杆长设计合理，这个可将力缩小为小活塞受力的十五分之一。这样就可将力缩小至负载的1/225。（3）出油装置

图6底部油通道

上述已阐明如何将负载顶起。在工作结束的时候需要卸载，这就需要一个将大油缸中的油液排除的装置。图6为底部油通道示意图。可以看出，1通道为油液进入手动油泵的通道（油液存储在外油箱中）。图6中的2出口就是工作结束卸载时油液的通道。考虑到千斤顶正常工作时油液不能从大油缸中流出，因此在2通道口装有一个手动阀，在工作结束后打开手动阀，让油在负载的作用下流回外油箱中，完成卸载。

五、设计心得

这次设计的大作业，是现代机械设备中应用较为广泛的一种伸缩传动装置——千斤顶。由于理论知识不足，而且平时几乎没有设计的经验，在一开始的时候有些手忙脚乱，不知道该从什么地方入手。在本次大作业的完成过程中，让我感触最深的就是要不断地查阅资料和修改图纸使得我们的设计更加符合现实生活中的标准。我们作为机械工程专业的学生，最重要的就是要时时刻刻与实际相结合，所设计的每一个机械部件、每一个零件都必须不离实际。与艺术家可以尽情的幻想不同，一切不切实际的构想就永远只能是幻想，永远无法成为设计。与此同时，在设计的过程中，需要用到AutoCAD软件进行制图。因此为了更加有效率地绘制各种零件图、装配图，我们必须学会熟练的掌握它。

在设计过程结束后，我自己学到了不少的知识，也让我捡起了很多遗忘的知识。在整个设计中我明白了很多东西，也培养了我工作和与人合作的能力，而且我也充分地体会道路在创造设计过程的艰辛和成功时的喜悦。尽管这个设计做得并不优秀，但这个在设计过程中所学到的东西将是我人生路上强有力的垫脚石，对我日后的工作、设计都会有很大的益处。

第三篇：基于PROE液压千斤顶设计解读

基于PROE 基于PROE 液压千斤顶设计设计 学士学位论文原创性申明

本人郑重申明：所呈交的设计（设计）是本人在指导老师的指导下独立进行 研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本设计（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。

学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江西蓝天学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

（请在以上相应方框内打“√”）

学位论文作者签名（手写）： 指导老师签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 摘 要

本文从基于PROE 液压千斤顶设计结构与工作原理的分析，按要求对参数进行选择，按参数进行设计、教核，四个方面，层层推进，步步为营，逐步阐述基于PROE 液压千斤顶设计设计的全过程。尤其在手柄，顶杆，液压缸，焊接夹具设计中，运用已掌握的液压结构原理知识、机械设计与制造理论及计算公式、机械加工工艺，确定了整个液压系统各个零件的几何尺寸，确保了基于PROE 液压千斤顶设计的质量和强度。

该基于PROE 液压千斤顶设计额定起重量为5 T，极限为6 T，当超过5.5 T 时自动泄荷，保证千斤顶不会因为超负荷而损坏。该基于PROE 液压千斤顶设计系统简单，实用性强，成本低，使用维护方便，抗拉性能强，运行稳定可靠。手柄的灵活设计及低强度运行，更增加了千斤顶使用的普便性。

关键词：液压千斤顶，Proe Abstract In this paper, based on hydraulic jacks PROE design structure and working principle of the analysis, the parameters required to select, according to the parameters of design, teaching core, four, layers forward, every step, and gradually elaborate design based on hydraulic jacks PROE design process.Especially in the handle, plunger, hydraulic cylinder, welding fixture design, the use of the available knowledge of the principle of hydraulic structures, mechanical design and manufacturing theory and formulas, machining process, the entire hydraulic system to determine the geometry of each part to ensure that the PROE hydraulic jack designed based on the quality and strength.The design is based PROE hydraulic jacks rated lifting capacity of 5 T, the limit is 6 T, when more than 5.5 T automatic unloading to ensure that the jack will not overload and damage.The design of systems based on hydraulic jacks PROE simple, practical, low cost, easy maintenance, tensile properties, stable and reliable.The flexible design of the handle and low-intensity running, but also increased the use of the general will of the jack.Keywords: hydraulic jacks, Proe 目 录

摘 要.............................................................III Abstract..............................................................IV 第一章 绪论............................................................1 1.1液压技术的发展及应用............................................1 1.2千斤顶的分类及用途..............................................2 第二章 基于PROE 液压千斤顶设计工作原理分析............................4 2.1基于PROE 液压千斤顶设计的作用...................................5 2.2基于PROE 液压千斤顶设计主要构件分析.............................5 第三章 液压缸的设计....................................................6 3.1 液压缸的主要形式及选材..........................................6 3.2（液压缸主要参数的计算）液压缸的压力.............................6 3.3液压缸的输出力与输出力..........................................7 3.4 液压缸的输出速度................................................7 3.5 液压缸的功率....................................................8 3.6小液压缸的主要参数计算..........................................8 第四章 液压控制阀.....................................................10 4.1 方向控制阀.....................................................10

4.2普通单向阀.....................................................10 4.3背压阀.........................................................10 第五章 拉压杆和弯曲杆的设计...........................................12 5.1 弯曲杆(手柄 的设计.............................................12 5.2求得支座反力...................................................12 5.3梁的剪应力F S 及弯矩M............................................12 5.4确定危险截面...................................................13 5.5活塞杆（拉压杆）的设计.........................................15 第六章 液压油的选用和工艺规程设计.....................................16 6.2液压油的选用...................................................16 6.2热处理.........................................................16 6.3制订工艺路线...................................................17 第七章 焊接夹具设计...................................................19 7.1设计理由.......................................................19 7.2焊接夹具的设计原理.............................................19 7.3 确定夹具结构方案...............................................19（1）确定夹具结构..................................................19 结 论..............................................................24 参考文献..............................................................25

致 谢..............................................................26 第一章 绪论

1.1液压技术的发展及应用

自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二三百年的历史。直到20世纪30年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。在第二次世界大战期间，由于战争需要，出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。第二次世界大战结束后，液压技术迅速转向民用工业，液压技术不断应用于各种自动机及自动生产线。

本世纪60年代以后，液压技术随着原子能、空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。因此，液压传动真正的发展也只是近三四十年的事。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展。同时，新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计(CAD、计算机辅助测试(CAT、计算机直接控制(CDC、机电一体化技术、可靠性技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备上，后来又用于拖拉机和工程机械。现在，我国的液压元件随着从国外引进一些液压元件、生产技术以及进行自行设计，现已形成了系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。

液压传动之所以能得到广泛的应用，是由于它具有以下的主要优点：(1由于液压传动是油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大，又加之极易布置，在挖掘机等重型工程机械上，已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。

(2液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如，相同功率液压马达的体积为电动机的12%～13%。液压泵和液压马达单位功率的重量指标，目前是发电

机和电动机的十分之一，液压泵和液压马达可小至0.0025 N/W(牛/瓦, 发电机和电动机则约为0.03 N/W。

(3可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达，可以实现无级调速，调速范围可达1∶2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。

(4传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。正因为此特点，金属切削机床

中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。

(5液压装置易于实现过载保护——借助于设置溢流阀等，同时液压件能自行润滑，因此使用寿命长。

(6液压传动容易实现自动化——借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易地实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控。

(7液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。液压传动的缺点是：

(1液压系统中的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，使得液压传动不能保证严格的传动比。

(2液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体粘性变化，引起运动特性的变化，使得工作的稳定性受到影响，所以它不宜在温度变化很大的环境条件下工作。

(3为了减少泄漏，以及为了满足某些性能上的要求，液压元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂。

(4液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。(5液压系统发生故障不易检查和排除。

总之，液压传动的优点是主要的，随着设计制造和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步加以克服。液压传动有着广泛的发展前景。

1.2千斤顶的分类及用途

千斤顶是一种起重高度小(小于1ｍ 的最简单的起重设备，它主要用于厂矿、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。千斤顶是用刚性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在小行程内顶升重物的, 轻小起重设备它有机械式和液压式两种。机械式千斤顶又有齿条式与螺旋式两种，由于起重量小，操作费力，一般只用于机械维修工作，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，起升速度慢。

基于PROE 液压千斤顶设计分为通用和专用两类。

专用基于PROE 液压千斤顶设计使专用的张拉机具，在制作预应力混凝土构件时，对预应力钢筋施加张力。专用基于PROE 液压千斤顶设计多为双作用式。常用的有穿心式和锥锚式两种。

穿心式千斤顶适用于张拉钢筋束或钢丝束，它主要由张拉缸、顶压缸、顶压活塞及弹簧等部分组成。它的特点是：沿拉伸轴心有一穿心孔道，钢筋(或钢丝 穿入后由尾部的工具锚固。

近年来随着科技的飞速发展，同时带动自动控制系统日新月异更新，液压技术的应用正在不断地走向深入。

第二章 基于PROE 液压千斤顶设计工作原理分析

图2.1 基于PROE 液压千斤顶设计工作原理图

1.杠杆手柄 2.小油缸 3.小活塞 4.单向阀 5.吸油管 6.管道 7.单向阀 8.大活塞 9.大油缸 10.管道 11.截止阀 12.油箱

图2.1是基于PROE 液压千斤顶设计的工作原理图。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液压缸下腔，使重物逐渐地升起。如果打开截止阀11，液压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。这就是基于PROE 液压千斤顶设计的工作原理。

通过对上面基于PROE 液压千斤顶设计工作过程的分析，可以初步了解到液压传动的基本工作原理。液压传动是利用有压力的油液作为传递动力的工作介质。

压下杠杆时，小油缸2输出压力油，是将机械能转换成油液的压力能，压力油经过管道6及单向阀7，推动大活塞8举起重物，是将油液的压力能又转换成机械能。大活塞8 举升的速度取决于单位时间内流入大油缸9中油容积的多少。由此可见，液压传动是一个不同能量的转换过程。

2.1基于PROE 液压千斤顶设计的作用

本基于PROE 液压千斤顶设计是杭州万海五金经营部销售的QYL5D 油压千斤。为三一重工股份有限公司配套加工的外协件，它用在飞机的起落架以及吊车，挖掘机、装载机、推土机、压路机、铲运机的支撑架的机构中，主要是起到支撑作用。因此，该零件的质量及精度在使用中是非常重要的，必须制作出合理的工艺规程以确保零件的质量。

2.2基于PROE 液压千斤顶设计主要构件分析

该系统是一个组焊件，技术条件要求为：组焊后加工，热处理调质达到HB240～HB280。表面粗糙度最高达到Ra2.3 µm，最低达到Ra12.5 µm，尺寸公差较小，另外有一处位置公差要求，这就需要经过粗加工、半精加工、精加工过程。本零件用于大批量生产。本系统主要运用了：杠杆原理，帕斯卡原理，单向阀单向导通原理等。

第三章 液压缸的设计 3.1 液压缸的主要形式及选材

液压缸能将液压能转换为机械能，用来驱动工作机构作直线运动或摆动运动。它是液压执行元件。液压缸由于结构简单，工作可靠，除单个使用外，还可几个组合或与杠杆、连杠、齿轮齿条、棘轮棘爪、凸轮等其他机构配合，实现多种机械运动，因此应用十分广泛。

液压缸有多种类型。按结构特点可分为活塞式、柱塞式和组合式三大类；按作用方式又可分为单作用式和双作用式两种。

由于液压缸要承受较大压强，故液压缸采用：45号钢活塞式单作用液压缸。3.2（液压缸主要参数的计算）液压缸的压力（1）额定压力Pn: 也称为公称压力，是液压缸能用以长期工作的最高压力。油液作用在活塞单位面积上的法向力图3.1。单位为Pa，其值为: Pn=G/A=5×104 ÷（3.14×0.2×0.2）=3.98×105 Pa

图3.1 液压缸的计算简图

式中：F L 为活塞杆承受的总负载；A 为活塞的工作面积。

上式表明，液压缸的工作压力是由于负载的存在而产生的，负载越大，液压缸的压力也越大。

表3.1为国家标准规定的液压缸公称压力系列。表3.1 液压缸公称压力（MPa）

（2）工作压力P ：

由于活塞的重力大约在g=10 N 左右，要远比物体的重力小，所以可以忽略不计。所以 p = F L =(g+G/A=5.001×104 ÷（3.14×0.2×0.2）A =3.98168×105 Pa ≈Pn = 3.98×105 Pa（3）最高允许压力p max ：

也称试验压力，是液压缸在瞬间能承受的极限压力。通常为 p max ≤ 1.5Pn =1.5×3.98×105 Pa =5.97×105 Pa ≈0.6 MPa 3.3液压缸的输出力与输出力

（1）液压缸的理论输出力F 出等于油液的压力和工作腔有效面积的乘积，即 F =pA =AG=5×10 N 4 由于液压缸为单活塞杆形式，因此两腔的有效面积不同。所以在相同压力条件下液压缸往复运动的输出力也不同。由于液压缸内部存在密封圈阻力回油阻力等，故液压缸的的实际输出力小于理论作用力。（2）液压缸的理论输入力：

F 入 =F 出×A 1÷A 2=5×104 ×(0.022÷0.22=5×102 N 式中:A1表示小液压缸的横截面积,0.02(m 表示小液压缸的半径 ,A2表示大液压缸的横截面积,0.2(m 表示大液压缸的半径。

3.4 液压缸的输出速度（1）大液压缸的输出速度 v = q = nSA1/A2=10×0.3×0.01=0.03 m/min A q=nSA1=10×0.3×3.14×(0.022=3.768×10-3 L/min 式中：V 为液压缸的输出速度；q 为输入液压缸工作腔的流量；A 2为大液压缸工作腔的有效面积；A 1表示小液压缸的横截面积；n =10表示小液压缸每分钟回程10次；S=0.3 m表示小液压缸工作行程为300 mm（2）速比 λV

λv = v 2A 1 = v 1A 2 式中：V 1为活塞前进速度；V 2为活塞退回速度；A 1为活塞无杆腔有效面积；A 2为活塞有杆腔有效面积。

速度不可过小，以免造成活塞杆过细，稳定性不好。其值如表3.2示： 表3.2 液压缸往复速度比推荐值

3.5 液压缸的功率

（1）输出功率P 0：液压缸的输出为机械能。单位W，其值为: p 0=Fv =5×10×0.03 =1500 W 式中：F 为作用在活塞杆上的外负载；v 为活塞平均运动速度。

（2）输入功率p i ：液压缸的输入为液压能。单位为W，它等于压力和流量的乘积，即 q=nSA1=10×0.3×3.14×(0.022=3.768×10-3 L/min 5-3 p i =pq =3.98168×10×3.768×10 =1500.3 W 4 式中：p 为大液压缸的工作压力；q 为大液压缸的输入流量。

由于液压缸内存在能量损失（摩擦和泄露等），因此，输出功率小于输入功率。

3.6小液压缸的主要参数计算

（1）小液压缸的输出力等于大液压缸的输入力, 即： F=500 N（2）小液压缸的流速为：

V=(A大/A小 ×V 大=100×0.03=3 m/min（3）小液压缸的流量为：

q=nSA1=10×0.3×3.14×(0.022=3.768×10-3 L/min

第四章 液压控制阀 4.1 方向控制阀

方向控制阀是控制液压系统中油液流动方向的，它为单向阀和换向阀两类。单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。

4.2普通单向阀

普通单向阀简称单向阀，它的作用是使用油液只能沿一个方向流动，不许反向倒流。图4.1 所示为直通式单向阀的结构及图形符号。压力油从p1流入时，克服弹簧3作用在阀芯2上的力，使阀芯2向右移动，打开阀口，油液从p1口流向p2口。当压力油从p2口流人时，液压力和弹簧力将阀芯压紧在阀座上，使阀口关闭，液流不能通过。

（a）结构原理图（b）图形符号

图4.1单向阀

1、阀体；

2、阀芯；

3、弹簧

单向阀的弹簧主要用来克服阀芯的摩擦阻力和惯性力，使阀芯可靠复位，为了减小压力损失，弹簧钢度较小，一般单向阀的开启为0.03 MPa～0.05 MPa（如换上刚度较大的弹簧，使阀的开启压力达到0.2 MPa～0.6 MPa，便可当背压阀使用）。

4.3背压阀

为了液压缸不超过最高允许压力p max =0.6 Mpa，需要在回油路上并联一个0.55 MPa 的背压阀。只需将4.2中设计的单向阀换上刚度较大的弹簧，使阀的开启压力达到0.55 MPa，便可当背压阀使用。这样，当压力超过0.55 MPa时，背压阀自动打开

泄荷，使液压缸免受损坏。第五章 拉压杆和弯曲杆的设计 5.1 弯曲杆(手柄 的设计

工程中常存在大量受弯曲的杆件, 这些杆件在外力作用下常发生弯曲变形, 以弯曲为主要变形的杆件称为梁.工程力学中对梁作以下规定: 梁任一横截面上的剪力, 其值等于该截面任一侧梁上所有横向力的代数和。梁任一横截面上的弯矩, 其值等于该截面任一侧所有外力对形心的力矩的代数和。

5.2求得支座反力

试选择45号正火钢, 设计为环形截面(如图5.5, 画出受力图(如图5.1 a 进行受力分析, 由梁的平衡方程求得支座反力(如图5.2 b: F 1 + F2FL2 = 0(式5-2 联立(1(2代入数据 F2=500 N L1=1 M L2=0.2 M ,得: F 1= 125 N F = 625 N 5.3梁的剪应力F S 及弯矩M 以B 点为分界点将AC 杆分为两段: AB 段: FS(A = F1 = 125 N M(B点右侧=125×(1-0.2=100 N*M BC 段: FS(C =-F2 =-500 N M(B点右侧= 500×0.2 =100 N*M 根据以上结果可绘出剪力图(图5.3 c和弯矩图(图5.4 d：

图5.1a 受力图，图5.2b 支座反力，图5.3c 剪力图, 图5.4d 弯矩图 5.4确定危险截面

（1）B 点所在截面的弯矩最大, 即正应力最大, C点所在截面的剪力最大, 即切应力最大。所以C,B 两点所在截面为危险截面。

（2）B 截面的截面系数为: 3.14D 3(1-α4 3.14⨯0.33(1-0.44 =3232 =1.5986⨯103m 3 w z =w y = 其中：α4=d 0.25==0.4 D为外径, d为内径(如图5.5 D 0.3 B 截面的正应力为: σmax =M/WZ =100/1.5986×10-3 =6.25×104 Pa C 截面的切应力为: Tmax =2FS /A =2×500/(3.14×0.3×0.3=3.538×103 Pa 有机械设计手册查得45号，正火钢的许用切应力为30 MPa～40 MPa，许用正应力为275 MPa，由于B 截面的正应力远小于其许用应力，C 截面的切应力远小于其许用应力，这样势必造成钢材的浪费，为节省钢材降低成本，提高效益，需要重新选择材料。

图 5.5 环形截面 图5.6 实心截面

（3）重新选择材料设计截面

选用实心圆柱松木梁(如图5.6, 其许用正应力为[σ]=7 MPa，其许用切应力为 [T]=1 MPa。

B 截面的弯曲截面系数为：

W Z = WY = 3.14D3/32 =3.14×0.027/32=2.649×10-3 M3 B 截面的正应力为: σmax = M/WZ =100/2.649×10-3=3.7×104 Pa C 截面的切应力为: Tmax = 4FS /3A =4×500/3×(3.14×0.152=9.436×103 Pa(4校核强度：

σmax = 3.7×104 Pa ＜[σ]= 7 MPa Tmax = 9.436×103 Pa ＜[T]= 1 MPa 因此，梁的强度是足够的，其实际生活中，许多木材都是能够满足其强度的，如柳木，杨木。所以，将梁制成可活动的零件，则千斤顶的应用，尤其是在农业、工业生活中的应用，更为广泛和方便。

5.5活塞杆（拉压杆）的设计

工程实际中经常遇到承受轴向拉伸或压缩的构件。例如，内燃机中的连杆，钢木组合桁架中的钢拉杆等。

承受轴向拉伸或压缩的杆件称为拉压杆。实际拉压杆的形状，加载和连接方式各不相同，但都可简化成图5.7所示的计算简图，它们的共同特点是作用于杆件上 的外力的合力作用线与杆件轴线重合，杆件的主要变形是沿轴线方向的伸长或缩短。

(1千斤顶的活塞杆即为简单的拉压杆，图5.7即为水平放置的活塞杆，试选材HT100，有《机械设计制造基础》（陈立德主编）查得其许用拉应力为[σ]= 80 MPa(2设计截面：选择拉压杆的半径为r= 4mm 则其许用应力为： σmax = F/A= 500/(3.14×0.004×0.004=9.95 MPa(3教核强度: σmax = 9.95 MPa ＜[σ]= 80 MPa 由此可见, 满足其强度。(4确定许用载荷: Fmax ≤ A×[σ]=(3.14×0.004×0.004 ×80×106= 4×103

N 图5.7 拉压杆计算简图

第六章 液压油的选用和工艺规程设计 6.2液压油的选用

液压传动所用液压油一般为矿物油。它不仅是液压系统传递能量的工作介质，而且还有润滑，冷却和防锈的作用。液压油质量的优劣直接影响液压系统的工作性能。

为了更好地传递运动和动力，液压油应具备如下性能：(1润滑性能好；(2纯净度好，杂质少；

(3合适的粘度和良好的粘温特性；

(4抗泡沫性，抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小；(5对热，氧化，水解都有良好的稳定性，使用寿命长；(6对液压系统所用金属及密封件材料等有良好的相容性；

(7比热和传热系数大，体积膨胀系数小，闪点和燃点高，流动点和凝固点低。一般根据液压系统的使用性能和工作环境等因素确定液压油的品种。当品种确定后，主要考虑油液的粘度。在确定油液粘度时主要应考虑系统工作压力，环境温度及工作部件的运动速度。当系统的工作压力大，环境温度较高，工作部件运动速度较大时，为了减少泄漏，宜采用粘度较高的液压油。当系统工作压力小，环境温度较低，而工作部件运动速度较高时，为了减少功率损失，宜采用粘度较低的液压油。

当选购不到合适粘度的液压油时，可采用调和的方法得到满足粘度要求的调和油。当液压油的某些性能指标不能满足某些系统较高要求时，可在油中加入各种改善其性能的添加剂，如抗氧化，抗泡沫，抗磨损，防锈以及改进粘温特性的添加剂，使之适用于特定的场合。

因此，该千斤顶选用千斤顶专用液压油。6.2热处理

千斤顶丝杠是由连接头和缸体组成的, 它们都是采用45钢的。而在它们加工前要经过正火处理，以增加它们的切削性能，来消除应力，细化组织，防止产生变形

与开裂。接着进行粗加工、调质和精加工。然后需要进行高频感应加热淬火和低温回火，以便提高表面的硬度、耐磨性和疲劳强度；低温回火的目的是消除应力，防止，磨削

加工时产生裂纹。

加工后需要进行保温处理，可以使工件不易变形，误差较小。最后用冷却液进行处理，为以后使连接头和缸体的装配打下基础。

6.3制订工艺路线

制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

（1）连接头的加工工序如下：

工序一：选择实心钢外径为ф140mm 的毛坯，在下料机上取L=100mm 长。工序二：在CA6140x1500车床上夹右端外圆车左端外圆车成ф133、车成ф121、ф

42、ф100、8×45°、1.5×45°，掉头夹外圆找正车成SR80球面。工序三：检验。

（2）杠体的加工工序如下：

工序一：选择毛皮ф168×28管材，在下料机上取L=500mm 长。

0.2工序二：车距左、右端面100往里车架位见圆，L-60，在左端面车深孔引孔φ120+

-0.2，L=90mm 深。

0.2工序三：深孔镗：粗、精镗内孔为φ120+-0.2。

..05工序四：夹左端内孔，右端上中心架，在右端车接头止口配合尺寸φ121+0，L=160 深。

（3）组焊件的加工工序如下：

工序一：钳工：①将焊接件备齐，并清洗干净。②用自制夹具按焊接图装配并点焊牢固。

工序二：焊接：局部预热按图要求焊接成型，保证质量。工序三：热处理：硬质为HB240～280后（ф120内孔酸洗干净）。

工序四：夹右端ф130，左端架中心架车端面保孔深475mm。车成外圆ф167内孔倒

角2×45°，调头夹外圆上中心架车成Ф130、焊接尺寸、打中心孔A3保总 长，夹顶车成Ф150、Ф143、Tr150×6-7e 各尺寸，调头夹外圆找正在0.05 +0.20.1内上中心架车成φ160+-0.1、φ1600。

工序五：划Z3/8位置线。工序六：钻孔Z3/

8、Ф14.4。

工序七：检验。第七章 焊接夹具设计 7.1设计理由

千斤顶丝杠连接头和缸体在粗加工后，要将两者焊接到一起，进行热处理，再进行最后的成型加工。因本工件是大批量的生产，为了提高加工效率，并能保证加工精度，因此，需设计制造专用焊接夹具来保证装配关系、焊接效率和质量。

7.2焊接夹具的设计原理

千斤顶丝杠为轴类零件，一般都以中心轴线为基准来加工其外表面。焊接夹具就是以千斤顶丝杠的中心轴线为基准而设计的。

将千斤顶丝杠ф150的部分放到60°的V 形槽，（如图8.1所示）。

图 8.1 V形槽 图 8.2 特制螺栓固定

丝杠缸体的轴线与装夹在机床上的连接头的轴线重合，用另一部分V 形槽夹紧杠体，使用特制的螺栓固定(如图8.2所示。

这样千斤顶丝杠和连接头就被固定。用电焊机进行点焊，使工件的位置固定。点焊后，取下工件，按照技术要求进行焊接就可以了。此焊接夹具结构简单，便于制造，经济实用，定位作用好。

7.3 确定夹具结构方案（1）确定夹具结构

根据夹具原理的设计可知：夹具必须加紧杠体，使之在机床上固定，避免松动。

为了使连接头更好的和缸体焊接起来，就设计了两种形状的夹具，形状如图8.3。

零件草图 V型块草图 图 8.3 草图

（2）夹具非标准件零件图 a.夹紧盖零件图样8.4如下

: 图8.4 夹紧盖

b.夹紧螺栓零件图样8.5如下:

图8.5 夹紧螺栓

c.连接铰链零件图样8.6如下

: 图8.6 连接铰链（3）绘制夹具总装图

a.布置图面 选择适当比例，在图纸上绘出所设计的工装简略图（图8.7），（图

8.8）各视图之间要留有足够的空间以便绘制夹具元件及标注尺寸。b.绘制定位元件 根据选好的定位基准面确定定位元件类型、尺寸、结构，将其绘制在相应位置上（图8.9）。

c.布置对刀、引导元件 用于保证刀具和夹具相对位置的对刀元件类型，结构，空间位置，将其视图绘制在相应位置上。

d.设计夹具装置辅助支承 根据所确定的夹紧装置和辅助支承将其视图绘制在相应位置上（图8.10）。

图 8.7 浮动V 型块

图 8.8 工装简略图

图 8.9 定位元件

图 8.10 夹具装置辅助支承

结 论

毕业设计是在我们学完大学全部基础课以及专业课之后进行的，它是一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。

毕业设计的主要目的是培养我们综合运用所掌握的专业技术理论和基本技能来分析和解决工程技术问题，使我们建立正确的工程设计思想。通过毕业设计，我们把理论与实践相结合，初步学会了如何编写技术文件、正确使用技术资料手册及相关的工具书，培养了我们严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作作风，进一步巩固和提高自己所掌握的基础知识、基本理论和基本技能，提高了自己的设计、计算、制图以及计算机绘图的能力。是从一名学生向一名工程技术人员转变的过渡过程，为我们以后走上工作岗位打下了一个很好的基础。

本次设计的题目为基于PROE 液压千斤顶设计系统设计，是理论性、应用性、实践性、综合性的设计过程。基于PROE 液压千斤顶设计系统设计是集液压技术，机械设计和机械制造于一身的实践与理论与一体的大练兵！

机械加工工艺、机械设计与制造是企业技术人员的一项主要工作内容。机械加工工艺规程的制订与生产实际有着密切的联系，机械设计与制造要求设计者具有一定的专业技术理论。

这种千斤顶广泛使用于中小型城市及农村的日常生活，主要用于厂矿、交通运输等部门作为车辆理及其它起重、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。

参考文献

[1] 林文焕.机床夹具设计.北京.国防工业出版社,1987 [2] 陈立德.机械设计基础.北京.高等教育出版社,2004 [3] 乔世民.机械制造基础.北京.高等教育出版社,2003

[4] 徐 灏.机械设计手册.北京.机械工业出版社,1991 [5] 姜佩东.液压与气动技术.北京.高等教育出版社,2000 [6] 杨黎明.机械零件设计手册.北京.国防工业出版社,1993 [7] 李 云.机械制造工艺及设备设计指导手册.北京.机械工业出版社,1996 致 谢 丰富多彩的三年求学生涯即将结束，实在舍不得离开学院这片充满了关爱的 三色土，更舍不得朝夕相处的老师和同学。有太多的事历历在目，宛如昨日，有 太多人的音容笑貌，跃然纸上，挥之不去。三年的时间，如同白驹过隙，转眼之 间的事情会一下子浮现在眼前。学院的兴盛需要一届又一届同学们的继续奋斗，希望在未来的日子里，可以看到一个更加美好的学院，屹立在这片我曾经并将一 直热爱的土地上。非常感谢我的老师在此次论文设计中给予的关心和帮助，经过两个月的精心 筹备，等诸位老师的指导下，我终于完成了毕业设计论文。在此，感谢所有曾在 论文写作期间对我提供帮助的老师和同学！最后再次感谢指导老师，他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我们学习的榜 样，它将引导着我们在以后的学习、工作中开拓无限空间。请接受我们最诚挚的谢意！xxx（学生姓名落款）年 月 日

第四篇：液压千斤顶的设计开题报告（写写帮整理）

2012级毕业设计

液压千斤顶的设计

学 生 姓 名

杨 晓 帆

学 号 1201010038 所在学院名称 机械工程学院 专 业 名 称 机械制造与自动化 指导教师姓名 胡 宾 伟

开题报告

液压千斤顶的设计

一、课题研究的目的和意义：

在生产实践中我们经常会遇到一些将重物如机床笨重的子、井下的轨道等在没有起吊设备的情况下移动或抬起，仅靠人工操作是很困难的，这就需要用到千斤顶来帮助我们。千斤顶与我们的生活密切相关，在建筑、铁路、汽车维修等部门均得到广泛的应用，因此千斤顶技术的发展将直接或间接影响到这些部门的正常运转和工作。千斤顶，英文（Jack）是一种起重高度小(小于1m)的最简单的起重设备。它有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。

本次对液压千斤顶进行设计可以了解液压千斤顶的原理以及应用。通过查阅大量文献，和对千斤顶各部件进行设计、绘制不但熟悉了千斤顶内液压传动原理还使得我对一些绘图软件的操作更加熟练。同时也在以前书本学习的基础上对液压传动加深了理解。液压千斤顶结构紧凑、工作平稳、有自锁作用，故使用广泛。其缺点是起重高度有限、起升速度慢。

二、液压千斤顶技术研究的国内外现状：

国外发展情况: 早在20 世纪40 年代,卧式千斤顶就已经开始在国外的汽车维修部门使用,但由于当时设计和使用上的原因,其尺寸较大,承载量较低。后来随着社会需求量的增大以及千斤顶本身技术的发展,在90 年代初国外绝大部分用户已以卧式千斤顶替代了立式千斤顶。在90 年后期国外研制出了充气千斤顶和便携式液压千斤顶等新型千斤顶。充气千斤顶是由保加利亚一汽车运输研究所发明的,它用有弹性而又非常坚固的橡胶制成。使用时,用软管将千斤顶连在汽车的排气管上,经过15～20 秒,汽车将千斤顶鼓起,成为圆柱体。这种千斤顶可以把115t 重的汽车顶起70cmPower-Riser Ⅱ型便携式液压千斤顶则可用于所有类型的铁道车辆,包括装运三层汽车的货车、联运车以及高车顶车辆。同时它具有一个将负载定位的机械锁定环,一个三维机械手,一个全封闭构架以及一个用于防止杂质进入液压系统的外置过滤器。另外一种名为Truck Jack 的便携式液压千斤顶则可用于对已断裂的货车转向架弹簧进行快速的现场维修。该千斤顶能在现场从侧面对装有70～125t 级转向架的大多数卸载货车进行维修,并能完全由转向架侧架支撑住。它适用于车间或轨道上无需使用钢轨道碴或轨枕作承。

国内发展情况: 我国千斤顶技术起步较晚,由于历史的原因,直到1979 年才接触到类似于国外卧式千斤顶这样的产品。但是经过全面改进和重新设计,在外形美观,使用方便, 承载力大,寿命长等方面,都超过了国外的同类产品, 并且迅速打入欧美市场。经过多年设计与制造的实践,除了卧式千斤顶以外,我国的千斤顶还规格齐全,形成系列产品。

随着我国汽车工业的快速发展,汽车随车千斤顶的要求也越来越高;同时随着市场竞争的加剧,用户要求的不断变化,将迫使千斤顶的设计质量要不断提高,以适应用户的需求。用户喜欢的、市场需要的千斤顶将不仅要求重量轻,携带方便,外形美观,使用可靠,还会对千斤顶的进一步自动化,甚至智能化都有所要求。如何充分利用经济、情报、技术、生产等各类原理知识,使千斤顶的设计工作真正优化?如何在设计过程中充分发挥设计人员的创造性劳动和集体智慧,提高产品的使用价值及企业、社会的经济效益? 如何在知识经济的时代充分利用各种有利因素,对资源进行有效整合等等都将是我们面临着又必须解决的重要的问题。

三、液压千斤顶的分类：

通用液压千斤顶：

通用液压千斤顶适用于起重高度不大的各种起重作业。它由

1、油室

2、油泵

3、储油腔

4、活塞

5、摇把

6、油阀等主要部分组成。

工作时，只要往复扳动摇把，使手动油泵不断向油缸内压油，由于油缸内油压的不断增高，就迫使活塞及活塞上面的重物一起向上运动。打开回油阀，油缸内的高压油便流回储油腔，于是重物与活塞也就一起下落。专用液压千斤顶：

专用液压千斤顶使专用的张拉机具，在制作预应力混凝土构件时，对预应力钢筋施加张力。专用液压千斤顶多为双作用式。常用的有穿心式和锥锚式两种。

穿心式千斤顶适用于张拉钢筋束或钢丝束，它主要由张拉缸、顶压缸、顶压活塞及弹簧等部分组成。它的特点是：沿拉伸机轴心有一穿心孔道，钢筋(或钢丝)穿入后由尾部的工具锚锚固。

四、液压千斤顶的原理：

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。

千斤顶有外壳、大活塞、小活塞、扳手、油箱等部件组成。工作原理是扳手往上走带动小活塞向上，油箱里的油通过油管和单向阀门被吸进小活塞下部，扳手往下压时带动小活塞向下，油箱与小活塞下部油路被单向阀门堵上，小活塞下部的油通过内部油路和单向阀门被压进大活塞下部，因杠杆作用小活塞下部压力增大数十倍，大活塞面积又是小活塞面积的数十倍，由手动产生的油压 被挤进大活塞，由帕斯卡原理知大小活塞面积比与压力比相同。这样一来，手上的力通过扳手到小活塞上增大了十多倍(暂按15倍)，小活塞到大活塞力有增大十多倍(暂按15倍)，到大活塞（顶车时伸出的活动部分）力量=15X15=225倍的力量了，假若手上用每20公斤力，就可以产生20X225=4500公斤（4.5吨）的力量。工作原理就是如此。当用完后，有一个平时关闭的阀门手动打开，油就靠汽车重量将油挤回油箱。

五、液压千斤顶的发展前景与趋势:(1)小型化、集成化液压千斤顶元件有些使用场合的空间有限，要求液压千斤顶元件外形尺寸尽量小，小型化是主要发展的趋势。

(2)组合化、智能化最常见的组合是带阀、带开关的液压千斤顶。在物料搬运中，还使用了千斤顶、气动夹头和真空吸盘的组合体，同时配有电磁阀，程控器，结果紧凑，占用空间小，行程可调。

(3)精密化目前开发了非圆活塞千斤顶、带导杆千斤顶等，可减小普通千斤顶活塞杆工作时的摆转；为了使千斤顶精确定位，开发了制动千斤顶。并使用了传感器、比例阀等实现反馈控制，定位精密达0.01mm,在精密千斤顶方面已开发了0.3mm/s低速千斤顶和0.01NMpa的减压阀也已开发出来。(4)高速化目前千斤顶的活塞速度范围为50-750mm/s。为了提高生产率，自动化的节拍正在加快。今后要求千斤顶的活塞速度提高到5-10m/s。与此相应，阀的响应速度也将加快，要求由现在的1/100秒秒级提高到1/1000秒级.(5)高寿命、高可靠性和智能诊断功能液压元件大多用于自动化生产中，元件的故障往往会影响设备的运行，使生产线停止工作，造成严重的经济损失，因此，对液压元件的工程可靠性提出了更高的要求。

(6)节能、低功耗液压元件的低功耗能够节约能源，并能更好地与微电子技术相结合。功耗小于0.5w的电磁阀已成为商品化，可由计算机直接控制。

六、课题的研究内容及解决的主要问题: 1．了解液压千斤顶的研究现状，以及液压千斤顶在国内外的使用情况，以及存在的一些问题。

2．了解液压千斤顶的组成以及液压千斤顶的详细构造、各个零件的尺寸功能以及组装方法。

3．了解液压千斤顶的分类。4．了解液压千斤顶的工作原理。5．了解液压千斤顶的发展前景与趋势。6．对液压千斤顶进行详细的设计工作。

七、研究思路及方法: 1．在图书馆和网络上查询相关的书籍，了解相关的知识。2．与指导老师和同学交流相关的知识、经验。3．制定详细的设计的液压千斤顶设计目标。4.计算液压千斤顶以及各个零件的详细数据。

第五篇：千斤顶设计计算说明书

哈尔滨工业大学

机械设计作业设计计算说明书

题目：设计螺旋起重器（千斤顶）系别： 班号： 姓名：

日期：2014.10.12

哈尔滨工业大学 机械设计作业任务书

题 目：设计螺旋起重器

设计原始数据： 起重量：FQ=30KN 最大起重高度：H=180mm

目 录

1.选择螺杆、螺母的材料·······································3 2.耐磨性计算··················································3 3.螺杆强度校核················································4 4.螺母螺纹牙的强度校核······································4 5.自锁条件校核················································5 6.螺杆的稳定性校核···········································5 7.螺母外径及凸缘设计·········································6 8.手柄设计····················································6 9.底座设计····················································7 10.其他零件设计··············································8 11.绘制螺旋起重器（千斤顶）装配图·························8 12.参考文献···················································8

1.选择螺杆、螺母的材料

考虑到螺杆承受重载，需要有足够的强度，因此选用45钢，需要调质处理。由参考文献[3]表10.2查得45钢的抗拉强度σb=600MPa，屈服强度

σs=355MPa。

螺母是在重载低速的工况下使用的，并且要求与螺杆材料配合时的摩擦系数小、耐磨，因此，螺母的材料选择铸造铝青铜ZCuAl10Fe3。

2.耐磨性计算

螺杆选用45钢，螺母选用铸造铝青铜ZCuAl10Fe3，由参考文献[1]表5.8查得，钢对青铜的许用压强[p]=18~25MPa，由表5.8注释查得，人力驱动时，[p]值可提高约20%，即[p]=21.6~30MPa,取[p]=25MPa。由参考文献[1]表5.8查得，对于整体式螺母，系数ψ=1.2~2.5，取ψ=2.5。

按照耐磨性条件设计螺杆螺纹中径d2，选用梯形螺纹，则螺纹的耐磨性条件为

ps=

FQpd2hH≤[p]

H以消去H，得 d2计算螺纹中径d2时，引入系数ψ=

FQp

d2≥0.8h[p]FQ

对于梯形螺纹，h=0.5p，则

d2≥0.8[p]=0.830000=19.6mm 225以上三式中，FQ—螺旋的轴向载荷，N；

p —螺距，mm；

d2—螺纹中径，mm；

h —螺纹工作高度，mm；

H—螺母旋合高度，mm；

ps—螺纹工作面上的压强，MPa；

[p]—许用压强，MPa。

根据螺纹中径d2的取值范围，由文献[3]表11.5查得，取螺杆的公称直径d=32mm，螺距p=6mm，中径d2=29mm，小径d1=25mm，内螺纹大径D4=33mm。

说明：此处如果选择螺杆的公称直径d=24mm，螺距p=3mm，中径d2=22.5mm，小径d1=20.5mm，内螺纹大径D4=24.5mm，螺杆的强度校核不满足要求。

3.螺杆强度校核

螺杆的断面承受轴向载荷FQ和螺纹副摩擦转矩T1。根据第四强度理论，螺杆危险截面的强度理论为

4FQ16T1≤ [σ]

σ=

d23d311式中：FQ—轴向载荷，N；

d1—螺纹小径，mm；

T1—螺纹副摩擦力矩，N·mm，T1=FQtan(ψ+ρ’）

d2； 22

2[σ]—螺杆材料强度的许用应力，MPa，[σ]=

s。3~5查参考文献[1]表5.10，钢对青铜的当量摩擦系数f ‘=0.08~0.10,取 f ‘=0.09，则螺纹副当量摩擦角ρ’=arctan f ‘=arctan0.09=5.1427°。

ψ为螺纹升角，ψ=arctan

16np=arctan=3.7679°。

29d2把已知的数据带入T1的计算公式中，则得

T1=30000tan(3.7679°+5.1427°)=68201N·mm

2代入强度计算公式，则

43000016682013

σ==72.2MPa 23252522由参考文献[1]表5.9可以查得螺杆材料的许用应力[σ]=

s，3~5σs=355MPa，[σ]=71~118MPa,取[σ]=95MPa。

显然，σ≤[σ]，螺杆满足强度条件。4.螺母螺纹牙的强度校核 由系数ψ=

H可求得螺母的旋合高度H=ψ×d2=2×29=58mm。d2螺母螺纹牙根部的剪切强度条件为

τ=

FQZD4b≤[τ]

式中：FQ—轴向载荷，N；

D4—螺母螺纹大径，mm；

Z—螺纹旋合圈数，Z=

H58==9.7，取Z=10； p64

b—螺纹牙根部厚度，对于梯形螺纹，b=0.65p=0.65×6=3.9mm。代入数值计算得

30000

τ==7.4MPa

10333.9查参考文献[1]表5.9得螺母材料的许用剪切应力[τ]=30~40MPa，显然，τ≤[τ]。

螺纹牙根部的弯曲强度条件为

σb=

3FQlZD4b2≤[σb]

式中：l—弯曲力臂，l=

D4d23329==2mm；

FQ—轴向载荷，N；

D4—螺母螺纹大径，mm；

Z—螺纹旋合圈数，Z=

H58==9.7，取Z=10； p6

b—螺纹牙根部厚度，对于梯形螺纹，b=0.65p=0.65×6=3.9mm。代入数值计算得

3300002

σb==11.4MPa

10333.92查参考文献[1]表5.9得螺母材料的许用弯曲应力[σb]=40~60MPa。显然，σb≤[σb]，由上述计算分析可知，螺母螺纹牙满足强度条件。5.自锁条件校核 由ψ=3.7679°，ρ’=5.1427°，得

ψ≤ρ’ 因此，满足自锁性条件。6.螺杆的稳定性校核 受压螺杆的稳定性条件为

Fc≥2.5~4 FQ式中：Fc—螺杆稳定的临界载荷，N；

FQ—螺杆所受轴向载荷，N。

螺杆的柔度值为

λ=

4l d1式中：l—螺杆的最大工作长度，mm。当螺杆升到最高位置时，取其顶端承受载荷的截面到螺母高度中点的距离作为最大工作高度，则

l=180+

H螺母2+h手柄座+l退刀槽

查参考文献[3]表11.25得，l退刀槽=7.5mm。手柄直径d手柄=24mm(将在手柄设计中给出这一尺寸的计算），由结构尺寸经验公式得

h手柄座=（1.8~2）d手柄=43.2~48mm 取h手柄座=44mm。

代入数值计算得

l=180+29+44+7.5=260.5mm

μ—长度系数，对于千斤顶，可看作一端固定，一端自由，故取μ=2。代入以上数值计算得

λ=

42260.5=83.36

25对于45钢调质（淬火+高温回火），当λ<85时，有

d1490490252 Fc===100648.8 N 410.0002210.000283.36242于是有

Fc100648.8= =3.35≥2.5

30000FQ因此，螺杆满足稳定性条件。

7.螺母外径及凸缘设计

螺母外径由结构尺寸经验公式得

D2 ≈1.5d=1.5×32=48mm 螺母凸缘外径由结构尺寸经验公式得

D3 ≈1.4D2=1.4×48=67mm 螺母凸缘厚度由结构尺寸经验公式得

b=(0.2~0.3)H=(0.2~0.3)×58=11.6~17.4mm 取b=14mm。

8.手柄设计

加在手柄上的力需要克服螺纹副之间相对转动的阻力矩和托杯支撑面之间的摩擦力矩。

设F为加在手柄上的力，取F=200N，L为手柄长度，则

FL=T1+T2

式中：T1—螺纹副之间相对转动的阻力矩，N·mm；

T2—托杯支撑面之间的阻力矩，N·mm。由前述计算可得

T1=68201N·mm

331D2~4D12

T2=fFQ3D2~42D221

式中：D—手柄座直径，mm，由结构尺寸经验公式得

D=(1.6~1.8)d=(1.6~1.8)×32=51.2~57.6mm 取D=52mm；

D1—螺柱与托杯连接处直径，mm，由结构尺寸经验公式得

D1=(0.6~0.8)d=(0.6~0.8)×32=19.2~25.6mm 取D1=22mm。

托杯选用铸铁，手柄选用Q215，摩擦因数f=0.12，则

524222=67200N·mm T2=0.123000035242222233于是有

L=T1T26820167200=≈677mm

200F取L=200mm，加套筒长500mm。

手柄直径

d手柄≥3FL

0.1b查教材可知[σb]=

s1.5~2，查参考文献[3]可知，σs=205MPa,则

[σb]=102.5~136.7MPa，取[σb]=110MPa。

代入数值计算得

d手柄≥3200677=23.1mm

0.1110取手柄直径d手柄=24mm。

9.底座设计

螺杆下落到最低点，再留10~30mm空间，底座铸造拔模斜度1:10，厚度选择8mm。

D5由结构设计确定，则D5=128mm。由结构尺寸经验公式得

D4=1.4D5=1.4×128=179mm 结构确定后，校核底面的挤压应力

σp=

FQD424D52=

3000017947

21282=2.4MPa

底面材料选用HT100，查参考文献[3]表10.3得，当铸件壁厚δ=2.5~10

时，σb≥130MPa，[σp]=(0.4~0.5)σb=(0.4~0.5)×130=52~65MPa。

显然，σp≤[σp]，满足设计要求。

10.其他零件设计

⑴ 螺杆顶部和底部的挡圈及螺钉尺寸设计

螺杆底部必须有一个挡圈，并用螺钉加以固定，以防止螺杆全部从螺母中旋出。托杯在相应的位置也要设置挡圈，以防止托杯与螺杆脱离。

挡圈的直径略大于螺杆外径，所以，顶部挡圈直径取为26mm，底部挡圈直径取为36mm。

根据结构尺寸经验公式得螺钉大径为

d3=(0.25~0.3)D1=(0.25~0.4)×22=5.5~8.8mm 取其直径为M8，根据GB/T 5783—2000确定其他尺寸。

⑵ 紧定螺钉尺寸设计

对于螺母与底座分开的结构，为了防止螺母随螺母转动，必须用紧定螺钉加以固定，紧定螺钉的直径取为M6，根据GB/T71—1985确定其他尺寸。

⑶ 托杯尺寸设计

托杯直径根据结构尺寸设计经验公式得

DT=(2.0~2.5)d=(2.0~2.5)×32=64~80mm 取DT=70mm。

托杯高度根据结构尺寸设计经验公式得 h=(0.8~1)D=(0.8~1)×52=41.6~52mm 取h=42mm。

托杯顶部开槽的槽深和槽宽根据经验公式得

a=6~8mm

t=6~8mm 取a=8mm，t=8mm。

⑷ 倒角、铸造圆角及拔模斜度设计 所有加工表面需要倒角。拔模斜度取为1:10。铸造圆角R=2mm。

11.绘制螺旋起重器（千斤顶）装配图 见附A2图纸。

参考文献

[1] 王黎钦，陈铁鸣.机械设计.4版.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008.[2] 张锋，宋宝玉.机械设计大作业指导书.北京：高等教育出版社，2009.[3] 王连明，宋宝玉.机械设计课程设计.4版.哈尔滨：哈尔滨工业大学

出版社，2010.