模拟仿真设计说明书.doc

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1、 黄石理工学院毕业设计（论文） 第一章 前言1.1计算机仿真技术简介计算机仿真技术是世界各国十分重视的一项高新技术。仿真是以计算机系统为基础，根据用户的要求，建立实际系统的数学模型，并使之转换为仿真模型，在不同的工况下，在计算机系统中运行演示，从而真实地展现实际系统运行状态的过程。它是涉及计算数学、工程控制、各种实际系统的专业知识、计算机软硬件技术等多学科领域的一项综合性高科技技术。是科学工作者、工程技术人员、运行操作人员进行系统分析、优化设计、性能评估、运行试验、教育培训、操作训练的有力工具。它在国防、能源、交通、航空航天等重要的军事与非军事领域，得到了越来越广泛的应用。美国1992年提出的

2、22项国家重点发展的关键技术报告中，计算机仿真技术被列为第16项。同年提出的21项国防及军事重点发展的关键技术报告中，被列为第6项。足见其在现代科学技术领域中的重要地位。传统的设计方法是首先在设计者头脑中建立起产品的三维实体形状后借助于正投影方法，把头脑中的三维实体投影为多二维视图。在读图时又需要将各个视图的信息通过想象加以综合，在头脑中恢复回原来的三维实体形状，再进行工艺设计、加工等工作。这样一个复杂的过程，大大降低工作效率，且容易出错。运用Proe系统进行三维实体设计技术，采用新的三维-二维-三维的新模式，通过计算设计训练，培养了空间想象能力和设计思想表达能力。Proe以其优异的三维设计功

3、能 ,操作简单等一系列的优点 ,极大地提高了设计效率。利用Proe不仅可以生成二维工程图，而且可以生成三维零件，实现零件的三维实体建模。用户还可以利用其运动仿真功能，通过动画来展现零件的三维造型和运动仿真。1.2 模拟仿真概述1.2.1 模拟仿真的概念模拟仿真的意思就是用模型（物理模型或数学模型）来模仿实际系统，代替实际系统来进行实验和研究。事实上，习惯定义的模拟仿真，即用模型来模仿实际系统进行实验和研究，从来就是产品开发中的常用技术手段3。计算机运动仿真作为计算机仿真技术的一个重要分支，可以归入虚拟现实技术VR(Virtual Reality)的范畴，它汇集了计算机图形学、多媒体技术、实时计

4、算技术、人机接口技术等多项关键技术。作为一门新兴的高技术，己经成为工程技术领域计算机应用的重要方向。1.2.2 模拟仿真的产生与发展 近些年来，随着计算机技术的发展，计算机图形处理能力日益增强，以计算机为主要工具的仿真技术也迅速发展起来，并很快应用于工程领域。在计算机辅助下进行机械零件的设计、校核，并进行系统运动仿真己经逐渐成为机械设计的发展方向。在传统的设计与制造过程中，首先是方案设计及论证，然后进行产品设计。在设计完成后，为了验证设计，通常要制造样机进行试验，有时这些试验甚至是破坏性的。当通过试验发现缺陷时，又要回头修改设计并再用样机验证。只有通过周而复始的设计一试验一设计过程，产品才能达

5、到要求的性能。这一过程是冗长的，尤其对于结构复杂的系统，设计周期无法缩短，更不用谈对市场的灵活反应了。在大多数情况下，工程师往往为了保证产品按时投放市场而中断这一过程，使产品在上市时便有先天不足的毛病。在市场竞争的背景下，基于实际样机上的设计验证过程严重地制约了产品的质量的提高、成本的降低和对市场的占有。随着经济贸易的全球化，要想在竞争日趋激烈的市场上取胜，缩短开发周期，提高产品质量，降低成本以及对市场的灵活反应都已成为竞争者们所追求的运营方式，谁早推出产品，谁就占有市场。然而，传统的设计与制造方式却无法满足这些要求5。虚拟模型技术应当属于计算机辅助工程(CAE)的一个分支，它的核心部分是多体

6、系 统运动学与动力学建模理论及其技术实现。作为应用数学一个分支的数值算法及时地提供了求解这种问题的有效的快速算法。近年来的计算机可视化技术以及动画技术的发展为这项技术提供了友好的用户界面，CAD/FEA等技术的发展为虚拟模型技术的应用提供了技术环境。借助于虚拟模型技术，设计过程先从整机开始，按照由上至下的顺序进行，这样可以避免由于系统设计方面的失误而付出的昂贵代价。目前, 计算机仿真技术已经广泛地应用在各个领域里:汽车制造业、工程机械、航天航空业、国防工业及通用机械制造业;所涉及到的产品从庞大的卡车到照相机的快门，天上的火箭到轮船的锚机。在各个领域里，针对各种不同的产品，虚拟模型技术都为用户节

7、省了开支和时间，并提供了满意的设计方案7。在我国，对计算机仿真技术的研究起步较早，发展很快。1995年6月国防科技大学研制成功的银河仿真l型计算机，标志着我国计算机仿真技术取得了突破性进展，跨入了国际的先进行列。在研制新一代的运载火箭、飞航导弹等重要科研项目中，多次用计算机仿真进行预测性试验，确保了实际发射的成功率。据不完全统计，近几年有关科研院所，运用银河仿真机进行科学研究，节省科研经费近10亿元，取得了巨大的社会效益和经济效益。 近年来由于计算机软硬件技术的突飞猛进带动了很多相关学科的飞速进步，仿真技术就是有代表性的一个。计算机所提供的资源环境、条件，使仿真技术的开发环境大为改善，有了更多

8、可供选择和驰聘的平台。使仿真装置的逼真度和实时性大为提高，性能价格比更加优越。 就仿真技术而言，仿真建模方法学、仿真计算机系统、仿真支持软件等方面始终是仿真技术发展的重要课题。近几年来，涉及上述领域的多项新技术、新成果已经展示了良好的发展前景。面向对象的仿真建模，仿真科技界人士一直在致力于研究面向对象的各种建模技术，主要方向是面向工程图、面向方框图、面向方程式、面向工艺过程的建模方法，这些方法虽然本质上仍属于将人们对实际系统的认识转变为适宜于计算机符号处理的模式，但较之传统的采用Fortran语言的人工建模前进了一大步。它充分调动了计算机本身的符号处理能力，加速了人们对仿真对象的认识和转换过程

9、。这种方法将进一步改善系统的建模能力、缩短球棋时间.犬其可贵的是它使具有实际系统工程技术知识的用户技术人员，更容易掌握和使用仿真技术，使仿真技术这一先进的手段更好地为实际系统服务。1.2.3 国内的模拟仿真技术虚拟模型和计算机仿真技术是一项涉及多个学科领域的前沿技术，发达国家于20世纪80年代提出了相关概念，这项技术在过去的10年里获得了迅速发展并达到实用阶段。和一些先进国家相比，我国在这个领域还有一定差距，但已经引起了国家有关部门和科学家们的重视，九五规划、国家自然科学基金、国家高技术产业规划都把虚拟现实技术VR列入了研究项目。国内一些高校和研究部门在紧跟国际先进技术的同时，积极投入到了这一

10、领域当中，并且取得了一定的研究成果。清华大学计算机科学与技术系对虚拟现实和临场感方面进行了研究，在克服立体图闪烁的措施和深度感试验方面采用了一些独特的方法。他们针对室内环境的特点，提出借助图像变换，使立体视觉图像中对应水平特征呈现形状一致性，以利于实现特征匹配，并获取物体三维结构的新颖算法。哈尔滨工业大学机械系在机构的三维运动仿真方面进行了不少研究，他们使用OpenGL开发的机构三维仿真软件成功地模拟出了一些常用机构的运动状态，并在此基础上加入了一些计算机辅助设计和分析的功能。该校计算机系成功地摹拟出了人的脸部动作，如表情的合成和唇动的合成。浙江大学CAD&CG国家重点实验室开发出了一套桌面虚

11、拟建筑环境实时漫游系统，实现了立体视觉，同时提供的交互工具使系统的真实感达到了较高的水平。北京航空航天大学计算机系着重研究了虚拟环境中物体物理特性的表示和处理，在虚拟现实的视觉接口方面开发出了部分软硬件，提供了用于飞行员训练的虚拟现实系统。西安交通大学信息工程研究所对立体显示技术进行了研究，提出了一种基于JPEG标准压缩编码新方案，获得了较高的压缩比。西北工业大学在基于UG的二次开发方面进行了不少研究。西安理工大学机械与精密仪器学院在基于Proe的二次开发方面也做了不少工作，开发了连杆机构和弧面分度凸轮的运动仿真软件。上海交通大学图像处理及模式识别研究所，国防科技大学计算机研究所，北京工业大学

12、CAD研究中心等单位也都在这一领域做了一定的工作，并取得了一定的研究成果。1.3 千斤顶1.3.1 千斤顶的定义及分类千斤顶是一种用钢性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在行程内顶升重物的轻小起重设备！按结构特征可分为齿条千斤顶、螺旋千斤顶和液压（油压）千斤顶3种。 齿条千斤顶:由人力通过杠杆和齿轮带动齿条顶举重物。起重量一般不超过20吨，可长期支持重物，主要用在作业条件不方便的地方或需要利用下部的托爪提升重物的场合，如铁路起轨作业。 螺旋千斤顶:由人力通过螺旋副传动，螺杆或螺母套筒作为顶举件。普通螺旋千斤顶靠螺纹自锁作用支持重物，构造简单，但传动效率低，返程慢。自降螺旋千斤顶的螺纹无

13、自锁作用，装有制动器。放松制动器，重物即可自行快速下降，缩短返程时间，但这种千斤顶构造较复杂。螺旋千斤顶能长期支持重物，最大起重量已达 100吨，应用较广。下部装上水平螺杆后，还能使重物作小距离横移。 液压千斤顶:由人力或电力驱动液压泵，通过液压系统传动，用缸体或活塞作为顶举件。液压千斤顶可分为整体式和分离式。整体式的泵与液压缸联成一体；分离式的泵与液压缸分离，中间用高压软管相联。液压千斤顶结构紧凑，能平稳顶升重物，起重量最大已达1000吨，行程1米，传动效率较高，故应用较广；但易漏油，不宜长期支持重物。 如长期支撑需选用自锁顶，螺旋千斤顶和液压千斤顶为进一步降低外形高度或增大顶举距离，可做成

14、多级伸缩式的。1.3.2 千斤顶的发展现状近年来，我国的千斤顶产业得到快速持续发展，成为全球千斤顶生产增长最快和千斤顶消耗量最大的国家之一，因而引起业界的广泛关注。千斤顶起源于20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。 一、中国千斤顶产业实现了快速发展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

15、，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。1990年以来，全球千斤顶表观消费量以年均6%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17.73%，是世界年均增长率的2.9倍。进入二十一世纪，我国千斤顶产业高速增长。2000年-2004年，我国千斤顶消费量从188万吨增长到447万吨，增加了2.3倍，年平均增长率在27%以上。其中，2001年，我国千斤顶表观消费量达到225万吨，超过美国成为世界第一千斤顶消费大国。同时，千斤顶进口也大幅度增加。1998年，我国千斤顶进口100万吨，由此成

16、为世界上最大的千斤顶进口国。2004年与1998年比，千斤顶进口增长幅度年均达到27.14%。预计2005年，中国千斤顶表观消费量将达到500万吨，进口仍将保持在300万吨左右。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2000年的46万吨增长到2004年的236万吨，年平均增长率在82.6%，占国内市场需求的比重也由2000年的24.47%提高到2004年的52.80%。而同期，世界千斤顶产量则仅以6%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，先后建成了一系列千斤顶生产线，千斤顶

17、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，2003年，国内冷轧板产量达到170万吨，首次超过进口量,自给率达到66%；2004年，国内冷轧板产量达到200万吨，自给率达到70%以上。从2004年底到2005年底，国内冷轧千斤顶产能将增加约150万吨，基本满足国内市场需求。到2007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、品种单一、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。第二章 螺

18、旋传动的设计和计算2.1螺旋传动的类型和应用螺旋传动是利用螺杆（丝杠）和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。它主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。它具有结构紧凑、转动均匀、准确、平稳、易于自锁等优点，在工业中获得了广泛应用。按照用途不同，螺旋传动分为传力螺旋、传导螺旋和调整螺旋三种类型。传力螺旋以传递动力为主，要求以较小的转矩产生较大的轴向推力，一般为间歇性工作，工作速度较低，通常要求具有自锁能力，图2-1的螺旋千斤顶及图2-2的螺旋压力机均为传力螺旋。传导螺旋以传递运动为主，这类螺旋常在较长的时间内连续工作且工作速度较高，传动精度要求较高，如图2-3所示的机床进给机构的螺旋。

19、调整螺旋用于调整并固定零件间的相对位置，一般在空载下工作，要求能自锁，如带传动张紧装置、机床卡盘、轧钢机轧滚下压螺旋等。按照螺旋副摩擦性质的不同，螺旋传动又可分为滑动摩擦螺旋传动（简称滑动螺旋）、滚动摩擦螺旋传动（简称滚动螺旋）和静压滑动螺旋传动（简称静压螺旋）。滑动螺旋传动应用较广，其特点是结构简单，制造方便，成本低；易于实现自锁；运转平稳。缺点在于当低速进行运动微调时可能出现爬行现象；摩擦阻力大，传动效率低（一般为30%50%）；螺纹间有侧向间隙，反向时有空行程；磨损较大。广泛应用于机床的进给、分度、定位等机构，如压力机、千斤顶的传力螺旋等。滚动螺旋也称滚珠丝杠，其特点是摩擦阻力小，传动效

20、率高（90%以上）；运转平稳，低速时不爬行，启动时无抖动；螺旋副经调整和预紧可实现高精度定位精度和重复定位精度；传动具有可逆性，如果运用于禁止逆转的场合，需要加设防逆转机构；不易摩擦，使用寿命长。缺点为结构复杂，制造困难；抗冲击能力差。应用于精密和数控机床、测试机械、仪器的传动和调整螺旋，车辆、飞机上的传动螺旋。滚动螺旋传动特点：传动效率高，传动精度高，起动阻力矩小，传动灵活平稳，工作寿命长。滚动螺旋传动应用于机床、汽车、拖拉机、航空军工等制造业。滚动螺旋传动按滚珠循环方式分为：内循环：滚珠始终和螺杆接触，两个封闭循环回路有两个反向器，三个封闭循环回路有三个反向器。特点：流动性好，效率高，经向

21、尺寸小。外循环：分离，工艺性好，分为螺旋式，插管式，挡珠式静压螺旋传动螺杆与螺母被油膜隔开，不直接接触。具有摩擦阻力小，传动效率高（达99%）；螺母的结构复杂；运转平稳，无爬行现象；传动具有可逆性（不需要时应加设防逆转机构）；反向时无空行程，定位精度高，轴向刚力大；磨损小，寿命长等优点。其缺点为结构复杂，制造较难，需要一套压力稳定，供油系统要求高。应用于精密机床的进给、分度机构的传动螺旋。2.2螺旋传动的运动关系在螺旋传动中，结构最简单应用最广泛的是滑动螺旋，本节主要介绍这种螺旋传动的设计。滑动螺旋副工作时，主要承受转矩和轴向拉力（或压力）的作用，由于螺杆和螺母的旋合螺纹间存在着较大的相对滑动

22、，因此，其主要失效形式是螺纹牙破损。滑动螺旋的基本尺寸通常根据耐磨条件确定。对于传力螺旋还应校核螺杆危险截面的强度；对于青铜或铸铁螺母以及承受重载的调整螺旋应校核其自锁性；对于精度传动螺旋应该校核螺杆的刚度；对于受压螺杆，当其长径比很大时，应校核其稳定性；对于高速长螺杆，应校核其临界转速；要求自锁时，多采用单线螺纹，要求高效时，多采用多线螺纹。1. 一般螺旋机构一般螺旋机构当螺杆转角（rad）时，螺母轴向移动的位移L（mm）为 （2-1）式中，S为螺旋线导程（mm）。如螺杆的转速为（r/min），则螺母移动速度v（mm/s）为 （2-2）2. 差动螺旋机构与复式螺旋机构图(2-1)中的螺旋机构

23、中，螺杆1上有A、B两段螺旋，A段螺旋导程为SA（mm），B段螺旋导程为SB（mm），两者旋向相同，则当螺杆转角（rad）时，螺母轴向移动的位移L（mm）为 （2-3）如螺杆的转速为（r/min），则螺母移动速度v（mm/s）为 （2-4）由图(2-2)可知：当A、B两螺旋的导程SA、SB接近时，螺母可得到微小位移，这种螺旋机构称为差动螺旋机构（又称微动螺旋机构），常用于分度机构、测微机构等。如两螺旋的旋向相反，螺母轴向移动的位移L为 （2-5）移动速度为 （2-6）这种螺旋机构称为复式螺旋机构，适合于快速靠近或离开的场合，如图(2-2)所示的车钩快速合拢或分开装置。滑动螺旋传动的设计滑动螺旋

24、传动工作时，螺杆和螺母主要承受转矩和轴向载荷（拉力或压力）的作用，同时在螺杆和螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动。滑动螺旋传动的主要失效形式是螺纹磨损。因此，通常根据螺旋副的耐磨性条件，计算螺杆中径及螺母高度，并参照螺纹标准确定螺旋的主要参数和尺寸，然后再对可能发生的其他失效逐一进行校核。图2-1 螺旋千斤顶 图2-2 差动螺旋机构2.3滑动螺旋的结构及材料2.3.1滑动螺旋的结构滑动螺旋的结构包括螺杆、螺母的结构形式及其固定和支承结构形式。螺旋传动的工作刚度与精度等和支承结构有直接关系，当螺杆短而粗且垂直布置时，如起重及加压装置的传力螺旋，可以采用螺母本身作为支承的结构。当螺杆细长且水平布置时

25、，如机床的传导螺旋（丝杠）等，应在螺杆两端或中间附加支承，以提高螺杆工作刚度。螺母结构有整体螺母、组合螺母和剖分螺母等形式。整体螺母结构简单，但由磨损而产生的轴向间隙不能补偿，只适合在精度要求较低的场合中使用。对于经常双向传动的传导螺旋，为了消除轴向间隙并补偿旋合螺纹的磨损，通常采用组合螺母或剖分螺母结构。图2-4为组合螺母的一种结构形式，利用螺钉可使斜块将其两侧的螺母挤紧，减小螺纹副的间隙，提高传动精度。传动用螺杆的螺纹一般采用右旋结构，只有在特殊情况下，采用左旋螺纹。传动用螺杆的螺纹一般采用右旋结构，只有在特殊情况下，采用左旋螺纹。2.3.2螺杆与螺母常用材料螺杆和螺母材料应具有较高的耐磨

26、性、足够的强度和良好的工艺性。螺杆与螺母常用材料见表(2-1)。表2-1 螺杆与螺母常用材料螺纹副材料应用场合螺杆Q235 Q275 45 50轻载、低速传动。材料不热处理40Gr 65Mn 20GrMnTi重载、较高速。材料需经热处理，以提高耐磨性9Mn2V GrWMn 38GrMoAl精密传导螺旋传动。材料需经热处理螺母ZcuSn10P1 ZcuSn5Pb5Zn5一般传动ZcuAL10Fe3 ZcuZn25AL6Fe3Mn重载、低速传动。尺寸较小或轻载高速传动，螺母可采用钢或铸铁制造，内空浇铸巴士合金或青铜第三章 螺旋千斤顶的结构设计与计算3.1螺杆的设计计算(见图3-1)3.1.1 确定

27、螺纹直径螺杆工作时，同时受到压力和转矩的作用。因此它的计算可近似按螺栓联接的计算公式求得螺纹小径，即 许用应力 由手册，取 则 选梯形螺纹 螺纹大径 ，螺纹中径 螺纹小径 螺距 螺纹根部厚度 螺纹工作高度 较核螺杆强度螺纹力矩 螺纹升角 查手册P6表1-10 (钢与铸铁的滑动摩擦系数无润滑)当量摩擦角按第四强度理论较核，压扭组合校核满足要求。图3-1 螺杆受力图3.1.2 自锁性验算自锁条件其中故 ，可用，且，可靠3.1.3 螺杆结构（见图3-2）螺杆上端直径取手柄孔径 式中：则 取 退刀槽直径 取退刀槽宽度螺杆膨大部分长度取，取螺杆长度3.1.4 稳定性计算 细长的螺杆工作时受到较大的轴向压

28、力，螺杆可能失稳，为此按下式演算螺杆的稳定性。式中，为螺杆的临界压力。弹性模量。，取。由，为固定支承，（一端固定，一端自由），螺杆可以稳定工作。图3-2 螺杆3.2螺母的设计计算(见图3-3) 螺母的材料选用HT3003.2.1确定螺纹旋合圈数z 根据耐磨性旋合圈数z，即 螺母实际圈数螺母旋合长度校核螺母的高径比，不能满足要求。故要重新确定螺母的高度。，则取 紧定螺钉选择参照手册P453.2.2校核螺母的螺牙强度（1） 剪切强度 故满足要求。（2） 弯曲强度式中 故满足要求 3.2.3螺母其它结构尺寸螺母外径 取螺母凸缘厚度 取螺母 取 3.2.4螺母外径和凸缘强度的计算及螺母悬置部分拉扭组合

29、校核（1）式中：螺母的许用拉应力 螺母材料的许用弯曲应力，安全。（2） 凸缘与底座接触部分的挤压强度计算安全螺母上固定螺钉用GB/T 71 M12（3） 凸缘根部的弯曲强度计算，安全。图3-3 螺母简图 螺杆和螺母材料应具有较高的耐磨性、足够的强度和良好的工艺性。螺杆与螺母常用材料见表(3-1)。表3-1 螺杆与螺母落幕常用材料螺纹副材料应用场合螺杆Q235 Q275 45 50轻载、低速传动。材料不热处理40Gr 65Mn 20GrMnTi重载、较高速。材料需经热处理，以提高耐磨性9Mn2V GrWMn 38GrMoAl精密传导螺旋传动。材料需经热处理螺母ZcuSn10P1 ZcuSn5Pb

30、5Zn5一般传动ZcuAL10Fe3 ZcuZn25AL6Fe3Mn重载、低速传动。尺寸较小或轻载高速传动，螺母可采用钢或铸铁制造，内空浇铸巴士合金或青铜3.3托杯的设计计算(见图3-4) 3.3.1验算接触面间的压力强度 螺旋千斤顶起重时，因托杯底与螺杆接触面间相对滑动，所以要验算接触面间的压力强度，直径 直径则 （托杯材料Q235）,故安全 3.3.2 托杯的外口径的计算图3-4 托杯简图3.4手柄的设计计算(见图3-5)3.4.1选材手柄的材料选取Q235 3.4.2力矩手柄长度 1）作用于手柄上的力矩，从而可得2）K为搬动手柄的臂力，起取值为，取3）螺纹力矩摩擦4）手柄长度5） 手柄的

31、实际长度 3.4.3 手柄直径的计算 按弯曲强度设计则 图3-5 手柄简图3.5 底座的设计计算(见图3-6) 底座材料选用HT150，铸铁壁厚，底座外形制成1：5的锥度，其主要结构尺寸如下：（任务书）高度 取 按挤压强度计算取 图3-6 底座简图3.6千斤顶的效率计算 可满足自锁条件的要求第四章 螺旋千斤顶的绘制4.1绘制千斤顶螺杆选择【矩形】工具绘制矩形，将“细点画线”图层设置为当前图层，选择【直线】工具绘制旋转杆的中心线，选择【分解】工具，将矩形分解，然后选择【倒角】工具对旋转杆依次进行倒角。将“轮廓线”图层设置为当前图层选择【直线】工具绘制倒角产生的轮廓线。选择【偏移】工具，将最左端竖

32、直线段向右偏移50，以刚绘制的线段与水平中心线的焦点为中心，选择矩形【矩形】工具绘制矩形。选择【分解】工具，倒角工具对矩形进行倒角，选择【直线】工具倒角绘制产生的轮廓线。选择【圆弧】工具绘制圆弧，然后选择【修剪】工具修剪多余的线段，参见图(4-1)。 图4-1 绘制千斤顶螺杆4.2绘制千斤顶底座创建图形文件。选择【文件】/【新建】菜单命令，弹出【选择样板】对话框，单击【打开】按钮，即可创建新的图形文件，分别创建“轮廓线”“细点化线”“剖面线”3个图层，将“细点化线”图层设置为当前图层，选择【直线】工具绘制两条线段，选择偏移工具，将水平线向下分别偏移8、66、250、365，将竖直线向左、右分别

33、偏移37.5、51.5、61.5、134，选择【修剪】工具修剪多余的线段，将“轮廓线”图层设置为当前图层，选择【直线】工具绘制一条斜线，选择【镜像】工具，镜像刚刚绘制的线段，选择【偏移】工具，将镜像得到的线段向左偏移10，选择【修剪】工具修剪多余的线段，选择【延伸】工具，将线段AB延伸至最底端水平线段，选择【圆角】工具，依次对千斤顶底座进行圆角处理，选择【直线】工具，绘制两条线段，将“剖面线”设置为当前图层，选择【图案填充】工具绘制剖面线，单击状态栏中的【线宽】按钮使其处于凹下状态，即可显示图形的线宽。至此完成全部操作。参见图(4-2)。图4-2 绘制千斤顶底座4.3千斤顶的装配选择【文件】/

34、【新建】菜单命令，弹出【选择样板】对话框，单击【打开】按钮，创建新的图形文件。选择【文件】/【另存为】菜单命令，将刚创建的文件保存，并命名为“千斤顶装配图”。打开光盘中的【千斤顶底座.dwg】文件隐藏“尺寸线”图层，然后选择整个千斤顶底座图形，单击鼠标右键，在弹出的快捷键菜单中选择【复制】选项，将绘制窗口切换到“千斤顶装配图”文件的绘图窗口。然后单击右键，在弹出的快捷键菜单中选择【粘贴】选项，单击鼠标将千斤顶底座粘贴到当前窗口。、打开光盘中的【千斤顶螺母.dwg】文件，单击鼠标右键，在弹出的右键快捷菜单中选择【带基点复制】选项，然后捕捉端点A作为复制基点将绘制窗口切换到“千斤顶装配图”文件的绘

35、图窗口。然后单击鼠标右键，在弹出的快捷键菜单中选择【粘贴】选项，捕捉中点作为图形放置位置，然后单击鼠标确认图形位置。打开光盘中的【千斤顶螺杆.dwg】文件，单击鼠标右键，在弹出的右键快捷中选择【复制】选项，然后用鼠标框选千斤顶螺杆主视图中的所有图形对象将绘制窗口切换到“千斤顶装配图”文件的绘图窗口，单击鼠标右键，在弹出的快捷键菜单中选择【粘贴】选项，然后在绘图区任意位置单击鼠标将千斤顶螺杆粘贴到当前窗口，选择【旋转】工具，将上一步骤粘贴到绘图区中的千斤顶螺杆图形旋转，选择【移动】工具，将螺杆移动到目标位置，在移动过程中分别捕捉最近点A和端点B作为基点、目标点，单击鼠标将千斤顶螺杆粘贴到当前窗口

36、。打开光盘中的【千斤顶旋转杆.dwg】文件隐藏“尺寸线”图层，然后单击鼠标右键，在在弹出的右键快捷中选择【带基点复制】选项，并捕捉中点作为千斤顶旋转杆的放置位置，将绘制窗口切换到“千斤顶装配图”文件的绘图窗口，然后单击鼠标确认图形位置。打开光盘中的【千斤顶托杯.dwg】文件隐藏“尺寸线”图层，然后单击鼠标右键，在在弹出的右键快捷中选择【带基点复制】选项，并捕捉中点作为千斤顶托杯的放置位置，将绘制窗口切换到“千斤顶装配图”文件的绘图窗口，然后单击鼠标确认图形位置。二维装配图参见图(4-3)。三维零件视图参见（4-4）、（4-5）、（4-6）、（4-7）、（4-8）。三维装配视图参见（4-9）。图

37、4-3 绘制千斤顶的装配图图（4-4） 托杯图（4-5） 螺母图（4-6） 螺杆图（4-7） 手柄图（4-8） 底座图（4-9） 螺旋千斤顶装配三维图结 论转眼几周的毕业设计接近尾声，通过这次设计实践，对机械设计有了更全面的认识。本次毕业设计填补了以往课堂上只是公式化的解题，对于实践的工程设计计算没有具体的概念。在做毕业设计期间我不仅复习了以往学过的知识，还进一步提高了很多有关Pro/E，CAD和Word的基本操作，不但我的自学能力也得到了进一步加强通过对螺旋千斤顶的设计及强度校核使对千斤顶的工作原理，结构，特点，工艺处理等进一步了解，以前对工艺处理了解很少，现在提高了工艺处理方法的了解，也了

38、解了千斤顶的不同结构查表、计算这些对于还不是很熟练的他们来说很不容易，进度慢，返工多是很普遍的现象，反复的计算、查表使在设计过程中受益匪浅。在CAD方面也学到了更多的画法，了解了更多国标的要求和画图时容易出错的地方，同时也学会了粗糙度的和公差的查表方法。在Pro/E方面学到了更多的画法，从以前的简单建模都现在学会了较复杂的建模，例如旋转杆的建模。在计算和绘图的过程中才知道其实有很多专业知识在课堂上学的不够扎实。测量时想到绘图容易，画图时想到绘图容易。这是好高鹜远的通病。其实很多时候很多事情，只有自己亲自动手做过了才知道他的难与易。总而言之，通过这次毕业设计，我对自己不久未来将要从事的工作进行了

39、一次很好的适应性的训练，从中锻炼了自己独立分析问题、解决问题的能力，也培养了我严肃认真和实事求是的科学态度，这些都超出了完成毕业设计本身的意义，也为以后从事的工作铺垫了基石。参考文献1 孔凌嘉，晓力.机械设计.北京：北京理工大学出版社,1993.2 余长庚，卢玉明.机械设计基础.北京：高等教育出版社,1998.3 岳优兰，马文锁.机械设计基础.河南：河南大学出版社, 1997.4 卜炎.机械传动装置设计手册.机械工业出版社, 1992.5 黄祖德.机械设计.北京理工大学出版社,2002.6 徐锦康.机械设计.北京：高等教育出版社,2004.7 起重司索指挥作.北京：化学工业出版社,2009.8

40、 周建国.AutoCAD机械设计实例精讲.北京:人民邮电出版社,2008.9 李育锡.机械设计课程设计.北京：高等教育出版社,2008.10 徐起贺,王伟平等.机械设计基础.北京：科学出版社2007.11 史维祥，刘海星.机械手册（新编软件版）2008.北京：化学工业出版社,2008致 谢为期几个月的毕业设计即将接近尾声，在任老师的亲切指导和同学的帮助下，此次设计才得以完成，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。首先，向本设计的指导老师任老师表示最诚挚的谢意。在自己紧张的工作中，仍然尽量抽出时间对我们进行指导，时刻关心我们的进展状况，督促我们抓紧学习。任老师给予的

41、帮助贯穿于设计的全过程，从借阅参考资料到现场的实际操作， 她都给予了指导，不仅使我学会书本中的知识，更学会了学习操作方法。也懂得了如何把握设计重点，如何合理安排时间和论文的编写，同时在毕业设计过程中，他和我们在一起共同解决了设计中出现的各种问题。 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，更重要的是为我们提供不少技术方面的资料，在此感谢他们，没有这些资料就不是一个完整的论文。另外，也向给予我帮助的所以同学表示感谢。总之，本次的设计是老师和我共同完成的结果，在设计的一个月里，我们合作的非常愉快，教会了我许多道理，是我人生的一笔财富，我再次向给予我帮助的老师和同学表示感谢！- 29 -