便携式电动千斤顶设计【字数：15666】
千斤顶是一种通过顶部托座或者底部托爪在小行程内顶升重物的起重设备。自从英国18世纪末制成世界上第一台水压机到现在液压传动技术的广泛应用已经有两三百年的历史。直到20世纪30年代液压传动技术才被应用于千斤顶之上。但是由于液压传动对于液压缸的密封性比较高而密封元件又比较容易老化，这时机械式的千斤顶应运而生。与此同时为适应不同场合下的使用各种类型的千斤顶也被研发出来，使得千斤顶技术的发展又进一步的得到提升。本文对传统的液压式千斤顶和机械式千斤顶的发展状况以及存在的问题进行分析。介绍了现有电动千斤顶发展现状以及需要改进的地方，本课题利用电动机作为驱动源，通过齿轮和蜗轮蜗杆减速装置将力传递到滑动螺旋结构上最终实现举升重物的目的。本文首先介绍了国内外千斤顶的发展现况，研究背景以及研究需求，重点对减速部分进行了结构设计，参数确定，三维建模，力学分析最后对电机的控制部分进行了描述。通过本文的研究将电动机与举升机构相结合有效的解决了传统的千斤顶密封元件老化的问题，以及传统电动千斤顶整体体积以及质量较大的问题。
目 录
1.绪论 1
1.1千斤顶技术的发展 1
1.2千斤顶介绍 2
1.2.1千斤顶的内容及分类 2
1.2.2千斤顶的应用 5
1.3电动千斤顶的研究需求 6
1.4电动千斤顶的研究内容 6
2.电动千斤顶的设计 7
2.1千斤顶的结构设计 7
2.1.1结构设计的意义 7
2.1.2设计基本参数 7
2.1.3千斤顶结构示意图 8
2.2电动千斤顶原理设计 8
2.3部件组成以及作用 9
2.3.1直流电机，键以及轴承和联轴器 9
2.3.2销轴 11
2.3.3直齿锥齿轮传动机构 12
2.3.4蜗轮蜗杆减速机构 12
2.3.5滑动螺旋传动机构 13
2.3.6底座面板以及顶盖 14
2.3.7润滑方式的选择 15
2.3.8电动千斤顶结构爆炸图 16
3.关键部件设计 17
3.1滑动螺旋的设计 17
3.1. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
1滑动螺旋传动的介绍 17
3.1.2选择材料和许用应力 17
3.1.3耐磨性设计 18
3.1.4耐磨性和自锁性验算 19
3.1.5螺杆强度验算以及驱动力验算 20
3.1.6螺牙强度验算 20
3.1.7杆稳定性验算 21
3.2蜗轮蜗杆的设计 22
3.2.1蜗轮蜗杆的介绍 22
3.2.2蜗轮蜗杆材料选择及强度计算 22
3.2.3计算相对滑动速度与传动效率 24
3.2.4蜗杆传动几何尺寸计算 25
3.2.5蜗轮蜗杆强度校核 26
3.3直齿锥齿轮的设计 27
3.3.1直齿锥齿轮的介绍 27
3.3.2初步的设计 28
3.3.3直齿锥齿轮几何尺寸计算 28
3.3.4齿面接触疲劳强度校核 33
3.3.5齿根弯曲疲劳强度校核 35
4.其他部件设计 38
4.1销轴的设计 38
4.2底座设计 40
4.3面板 42
4.4顶盖设计 42
5.控制系统设计 43
5.1电路逻辑设计 43
5.2电路的工作流程 44
5.2.1电动千斤顶的上升过程 44
5.2.2电动千斤顶的下降过程 44
5.2.3电动千斤顶运行过程中的启停以及换向 45
5.3开关以及传感器选择 45
5.4电路工作原理 45
6.总结 47
参考文献 49
致谢 51
1.绪论
1.1千斤顶技术的发展
千斤顶是一种通过顶部托座或者底部托爪在小行程内顶升重物的起重设备。自从英国18世纪末制成世界上第一台水压机到现在液压传动技术的广泛应用已经有两三百年的历史。直到20世纪30年代液压传动技术才被应用于千斤顶之上。与此同时为适应不同场合下的使用各种类型的千斤顶也被研发出来，使得千斤顶技术的发展又进一步的得到提升。
目前生活中常见的以及被广泛应用的千斤顶比如螺旋千斤顶，液压千斤顶，气动千斤顶，钢绞线千斤顶，铁路千斤顶等。螺旋千斤顶是一种按照螺纹传动原理设计制造的机械设备，主要被用于建筑物的基础设施维修或结构搬迁使用的千斤顶。液压式千斤顶是一种将密封在油缸中利用帕斯卡原理将液体作为传动介质把机械能转化为液压能再将液压能转化为机械能从而将重物顶起的一种工具。气动液压千斤顶是由压缩空气作为驱动力驱动的液压千斤顶。钢绞线千斤顶是专用的液压千斤顶，用来夹紧钢缆。在生活中最常用的是车用千斤顶，常被用于汽车保养维修时使用。千斤顶通常以其能举起的最大重量做标示（比如2T）。机械千斤顶采用螺纹升降来提升重型设备，液压千斤顶使用液压动力来提升重型设备。工业千斤顶的额定功率可达数吨。
对于传统的所有千斤顶其体积以及整体质量无疑是很大的，以往的电动千斤顶有一部分是对传统的液压千斤顶的改造直接将动力驱动部分由手动换成压缩空气作为动力源部分同时也无法避免传统液压千斤顶的密封元件老化的问题，这种改造在质量上体积上，相较与原来的设备大大增加。与此同时也有一些设计是对剪式千斤顶的改造直接将手动部分加上电机但是这种虽然满足了对于便携性和以电机作为驱动源的要求但是其底座比较小，而且也没有上下限位，缺乏安全性。部分电动千斤顶虽然结构合理但是由于直流电机的输出转速比较大，需要多级减速的减速装置较为笨重。本课题对传统螺旋动千斤顶进行改造，将其减速装置换成齿轮和蜗轮蜗杆减速装置，在实现电动控制其上升以及下降的过程的同时安装了控制行程的装置增加了安全性。
1.2千斤顶介绍
1.2.1千斤顶的内容及分类
千斤顶，又被称为铁人，用刚性顶举件装置在小行程内顶升重物的起重工具。为了适应在不同场景下的使用，有很多类型与形式的千斤顶被设计出来，比如常见的螺旋千斤顶，液压千斤顶，气动千斤顶，钢绞线千斤顶，铁路千斤顶等。
（1）螺旋千斤顶
目 录
1.绪论 1
1.1千斤顶技术的发展 1
1.2千斤顶介绍 2
1.2.1千斤顶的内容及分类 2
1.2.2千斤顶的应用 5
1.3电动千斤顶的研究需求 6
1.4电动千斤顶的研究内容 6
2.电动千斤顶的设计 7
2.1千斤顶的结构设计 7
2.1.1结构设计的意义 7
2.1.2设计基本参数 7
2.1.3千斤顶结构示意图 8
2.2电动千斤顶原理设计 8
2.3部件组成以及作用 9
2.3.1直流电机，键以及轴承和联轴器 9
2.3.2销轴 11
2.3.3直齿锥齿轮传动机构 12
2.3.4蜗轮蜗杆减速机构 12
2.3.5滑动螺旋传动机构 13
2.3.6底座面板以及顶盖 14
2.3.7润滑方式的选择 15
2.3.8电动千斤顶结构爆炸图 16
3.关键部件设计 17
3.1滑动螺旋的设计 17
3.1. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
1滑动螺旋传动的介绍 17
3.1.2选择材料和许用应力 17
3.1.3耐磨性设计 18
3.1.4耐磨性和自锁性验算 19
3.1.5螺杆强度验算以及驱动力验算 20
3.1.6螺牙强度验算 20
3.1.7杆稳定性验算 21
3.2蜗轮蜗杆的设计 22
3.2.1蜗轮蜗杆的介绍 22
3.2.2蜗轮蜗杆材料选择及强度计算 22
3.2.3计算相对滑动速度与传动效率 24
3.2.4蜗杆传动几何尺寸计算 25
3.2.5蜗轮蜗杆强度校核 26
3.3直齿锥齿轮的设计 27
3.3.1直齿锥齿轮的介绍 27
3.3.2初步的设计 28
3.3.3直齿锥齿轮几何尺寸计算 28
3.3.4齿面接触疲劳强度校核 33
3.3.5齿根弯曲疲劳强度校核 35
4.其他部件设计 38
4.1销轴的设计 38
4.2底座设计 40
4.3面板 42
4.4顶盖设计 42
5.控制系统设计 43
5.1电路逻辑设计 43
5.2电路的工作流程 44
5.2.1电动千斤顶的上升过程 44
5.2.2电动千斤顶的下降过程 44
5.2.3电动千斤顶运行过程中的启停以及换向 45
5.3开关以及传感器选择 45
5.4电路工作原理 45
6.总结 47
参考文献 49
致谢 51
1.绪论
1.1千斤顶技术的发展
千斤顶是一种通过顶部托座或者底部托爪在小行程内顶升重物的起重设备。自从英国18世纪末制成世界上第一台水压机到现在液压传动技术的广泛应用已经有两三百年的历史。直到20世纪30年代液压传动技术才被应用于千斤顶之上。与此同时为适应不同场合下的使用各种类型的千斤顶也被研发出来，使得千斤顶技术的发展又进一步的得到提升。
目前生活中常见的以及被广泛应用的千斤顶比如螺旋千斤顶，液压千斤顶，气动千斤顶，钢绞线千斤顶，铁路千斤顶等。螺旋千斤顶是一种按照螺纹传动原理设计制造的机械设备，主要被用于建筑物的基础设施维修或结构搬迁使用的千斤顶。液压式千斤顶是一种将密封在油缸中利用帕斯卡原理将液体作为传动介质把机械能转化为液压能再将液压能转化为机械能从而将重物顶起的一种工具。气动液压千斤顶是由压缩空气作为驱动力驱动的液压千斤顶。钢绞线千斤顶是专用的液压千斤顶，用来夹紧钢缆。在生活中最常用的是车用千斤顶，常被用于汽车保养维修时使用。千斤顶通常以其能举起的最大重量做标示（比如2T）。机械千斤顶采用螺纹升降来提升重型设备，液压千斤顶使用液压动力来提升重型设备。工业千斤顶的额定功率可达数吨。
对于传统的所有千斤顶其体积以及整体质量无疑是很大的，以往的电动千斤顶有一部分是对传统的液压千斤顶的改造直接将动力驱动部分由手动换成压缩空气作为动力源部分同时也无法避免传统液压千斤顶的密封元件老化的问题，这种改造在质量上体积上，相较与原来的设备大大增加。与此同时也有一些设计是对剪式千斤顶的改造直接将手动部分加上电机但是这种虽然满足了对于便携性和以电机作为驱动源的要求但是其底座比较小，而且也没有上下限位，缺乏安全性。部分电动千斤顶虽然结构合理但是由于直流电机的输出转速比较大，需要多级减速的减速装置较为笨重。本课题对传统螺旋动千斤顶进行改造，将其减速装置换成齿轮和蜗轮蜗杆减速装置，在实现电动控制其上升以及下降的过程的同时安装了控制行程的装置增加了安全性。
1.2千斤顶介绍
1.2.1千斤顶的内容及分类
千斤顶，又被称为铁人，用刚性顶举件装置在小行程内顶升重物的起重工具。为了适应在不同场景下的使用，有很多类型与形式的千斤顶被设计出来，比如常见的螺旋千斤顶，液压千斤顶，气动千斤顶，钢绞线千斤顶，铁路千斤顶等。
（1）螺旋千斤顶
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