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1、文華學(xué)院 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué)生姓名 學(xué)號 學(xué)部（系） 機械與電氣工程 專業(yè)年級 機械設(shè)計制造及其自動化5班 設(shè)計（論文）題目 螺旋千斤頂設(shè)計 指導(dǎo)教師 一、設(shè)計（論文）選題的依據(jù)（選題的目的和意義、該選題在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，等）選題的目的 千斤頂，又稱鐵人，一種應(yīng)用螺旋機制來架高重物的工具。最常用的是車用千斤頂。常用于修理汽車底盤或替換輪胎時使用。千斤頂通常以其能舉起的最大重量做標(biāo)示（如L5噸） 選題的意義 要求熟悉螺旅傳動的工作原理，掌握螺旋傳動的設(shè)計過程和方法，培養(yǎng)機械設(shè)計能力，初步掌握機械設(shè)計的一般程序； 要求學(xué)會綜合

2、運用所學(xué)知識，培養(yǎng)獨立解決工程問題的能力； 培養(yǎng)查閱機械設(shè)計零件手冊及有關(guān)技術(shù)資料，能正確使用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)X能力。 1 .螺旋千斤頂設(shè)計的背景： 在研究本課題時就發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)實生活和實際生產(chǎn)中，我們經(jīng)常會遇到一些汽車需要更換輪胎或者維修,將一些重物在沒有起重裝備的情況下移動或抬起，如果僅僅靠人工進(jìn)行操作是相當(dāng)困難的，這個時候就用到了千斤頂。千斤頂與我們生活息息相關(guān)，比如鐵路車輛檢修、橋梁安裝、礦山、建筑工程的支撐及車輛設(shè)備等重物的起重方面都離不開千斤頂。因此千斤頂技術(shù)的發(fā)展將直接影響到這些行業(yè)或部門的正常運作和未來的發(fā)展。本次通過研究學(xué)習(xí)機械原理，機械制造基礎(chǔ)，機械加工工藝，工程力學(xué)等書籍，設(shè)

3、計出以往復(fù)扳動手柄拔抓，以推動棘輪間隙回轉(zhuǎn)，小傘齒輪帶動大傘齒輪使舉重螺桿旋轉(zhuǎn)，從而使伸降套筒獲得起伸或下降達(dá)到起重功能的螺旋式千斤頂。通過查閱大量文獻(xiàn)資料，設(shè)計和繪制千斤頂各部件零件圖，不僅熟悉了螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟恚屛乙彩煜ず蛷娀艘恍├L圖軟件的使用，同時加深了對課本中有關(guān)液壓傳動與機械基礎(chǔ)理論知識的理解。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 國外研究現(xiàn)狀： 早在20世紀(jì)40年代，臥式千斤頂就開始在汽車維修行業(yè)中得到使用，但由于當(dāng)時技術(shù)和使用的原因，千斤頂設(shè)計時的尺寸和體積較大，承載能力較低，使用起來很不不便。后來隨著社會需求量的加大以及千斤頂本身技術(shù)的發(fā)展，在90年代初，國外大部分用戶用臥式千斤頂

4、取代了立式千斤頂。在90年代后期一些新型的千斤頂也相繼出現(xiàn)如充氣式千斤頂和便攜式千斤頂。充氣千斤頂是由保加利亞一汽車運輸研究所發(fā)明的，它由彈性的而又非常堅固的橡膠制成。Power-Riserll型便攜式液壓千斤頂則可以用于所有類型的鐵道車輛。另外一種名為TcuckJack的便攜式液壓千斤頂則可以用于對巳斷裂的貨車轉(zhuǎn)向彈簧進(jìn)行快速的現(xiàn)場維修，并能完全由轉(zhuǎn)向架側(cè)架支撐住。 國內(nèi)研究狀況： 我國千斤頂技術(shù)發(fā)展較晚，由于缺少與國外先進(jìn)技術(shù)的交流，所以直到1979年才接觸到類似國外臥式千斤頂這樣的產(chǎn)品。但是經(jīng)過我們重新對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計改造，在外觀美觀、使用方便、承載能力強、壽命長等方面都超過了國外同類

5、的產(chǎn)品并迅速打入歐美市場。經(jīng)過多年設(shè)計制造的實踐，除了臥式千斤頂外，我國的千斤頂還規(guī)格齊全，還研制出了新型折疊式液壓千斤頂、新型剪式千斤頂、快速升降千斤頂、多用途千斤頂、便攜式電動千斤頂?shù)鹊?，形成了一套系列產(chǎn)品。隨著我國汽車工。 業(yè)的快速發(fā)展，汽車對千斤頂?shù)囊笠苍絹碓礁?；同時隨著市場競爭的加劇，用戶要求的不斷的變化，將迫使千斤頂?shù)脑O(shè)計質(zhì)量要不斷提高，以適應(yīng)用戶的需求。用戶喜歡的、市場需要的千斤頂不僅要求重量輕，攜帶方便，外形美觀，使用可靠，還會對千斤頂?shù)倪M(jìn)一步自訂化，甚至智能化都有所要求。 發(fā)展趨勢： 1990年以來，全球千斤頂表觀消費量以年均6%的速度增長，而九十年代的十年間，我國千

6、斤頂表觀消費量年均增長率達(dá)到17.73%,是世界年均增長率的2.9倍。進(jìn)入二十一世紀(jì)，我國千斤頂產(chǎn)業(yè)高速增長。2000年一2004年，我國千斤頂消費量從188萬噸增長到447萬噸，增加了2.3倍，年平均增長率在27%以上。其中，2001年，我國千斤頂表觀消費量達(dá)到225萬噸，超過美國成為世界第一千斤頂消費大國。同時，千斤頂進(jìn)口也大幅度增加。1998年，我國千斤頂進(jìn)口100萬噸，由此成為世界上最大的千斤頂進(jìn)口國。2004年與1998年比，千斤頂進(jìn)口增長幅度年均達(dá)至U27.14%。預(yù)計2005年，中國千斤頂表觀消費量將達(dá)到500萬噸，進(jìn)口仍將保持在300萬噸左右。伴隨著千斤頂市場的快速發(fā)展，我國千

7、斤頂產(chǎn)量也結(jié)束了長期徘徊的局面，實現(xiàn)了高速增長。我國千斤頂產(chǎn)量從2000年的46萬噸增長到2004年的236萬噸，年平均增長率在82.6%,占國內(nèi)市場需求的比重也由2000年的24.47%提高到2004年的52.80%。而同期，世界千斤頂產(chǎn)量則僅以6%左右的速度增長。從九十年代后期起，我國太鋼、寶鋼以及寶新、X浦等國有和合資企業(yè)通過引進(jìn)和技術(shù)改造，先后建成了一系列千斤頂生產(chǎn)線，千斤頂工藝技術(shù)裝暫達(dá)到國際先進(jìn)水平,千斤頂生產(chǎn)初具規(guī)模。千斤頂品種結(jié)構(gòu)也發(fā)生了積極的變化，千斤頂產(chǎn)品質(zhì)量迅速提高。特別是國內(nèi)千斤頂冷軋板增長迅速，2003年，國內(nèi)冷軋板產(chǎn)量達(dá)到170萬噸，首次超過進(jìn)口量，自給率達(dá)到66%

8、;2004年，國內(nèi)冷軋板產(chǎn)量達(dá)到200萬噸，自給率達(dá)到70%以上。從2004年底到2005年底，國內(nèi)冷軋千斤頂產(chǎn)能將增加約150萬噸，基本滿足國內(nèi)市場需求。到2007年，我國將成為千斤頂?shù)膬舫隹趪? 二、主要參考文獻(xiàn)綜述 文獻(xiàn)綜述： 楊家軍主編的《機械原理》一書從基礎(chǔ)的講起，編寫了各種機構(gòu)的運動條件，平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)等常用機構(gòu)的原理及其設(shè)計。還有機構(gòu)系統(tǒng)運動方案的設(shè)計，動力學(xué)設(shè)計，機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計等都做了詳細(xì)的講述。對我在機構(gòu)的選型，機構(gòu)的優(yōu)化有了很大的幫助。 鐘毅芳，吳昌林，唐增寶主編的《機械設(shè)計》（第二版）一書系統(tǒng)的講解了機械設(shè)計總論，機械零部件的參數(shù)設(shè)計，機械零部件

9、的結(jié)構(gòu)設(shè)計，機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計等。從機械設(shè)計理論，到機械中各種常見常用的零部件，還有齒輪傳動設(shè)計、軸和軸轂朕接設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法和準(zhǔn)則、典型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計等等，都進(jìn)行了詳盡的講述。對我在鋼筋切斷機二級傳動齒輪的參數(shù)化設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計上有很大有幫助。 《機械零件設(shè)計手冊》中包括了常用數(shù)據(jù)、資料、計量單位和數(shù)學(xué)公式，工程材料，機械制圖,公差配合、形位公差、表面粗糙度，螺紋及結(jié)構(gòu)要素，螺紋朕接，軸轂朕接及銷朕接，枷、焊和膠接，傳動總論，帶傳動，鏈傳動，漸開線圓柱齒輪傳動，圓弧齒輪傳動，蝸桿傳動，行星齒輪傳動和擺線針輪行星傳動，螺旋傳動，減速器。對我的設(shè)計的可靠性設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計，計算機輔助設(shè)計

10、都有很大幫助。 孫進(jìn)平主編的《Pro/Engineer基礎(chǔ)建模與運動仿直教程》一書從入門開始，介紹了在Pro/EngineerWildfire中進(jìn)行零件設(shè)計的一般過程、模型裝配、動畫制作及機構(gòu)運動仿直等內(nèi)容,從工程設(shè)計實際出發(fā)，以經(jīng)典實例的典型部件為主線，介紹了Pro/EngineerWildfire通用模塊動畫模塊和Mechanism模塊的主要功能、使用方法及技巧，Pro/ENGINEER是一款在業(yè)界享有極高聲譽的全方位產(chǎn)品設(shè)計軟件。它廣泛應(yīng)用于汽車、航天航空、電子、模具、玩具、工業(yè)設(shè)計和機械制造等行業(yè)。以Pro/ENGINEERWildfire5.0為應(yīng)用藍(lán)本，全面而系統(tǒng)地介紹其基礎(chǔ)知識

11、與應(yīng)用，并力求通過X例來提高讀者的綜合設(shè)計能力。對我提高三維建模和動畫制作的能力有很大的指方建軍，X仕良編著的《機械動態(tài)仿直與工程分析》——Pro/EngineerWildfire工程應(yīng)用一書和葛正浩，楊芙蓮編著的《Pro/EngineerWildfire3.0機構(gòu)運動仿直與動力分析》 一書等，在仿直動畫制作的基礎(chǔ)上介紹了對機構(gòu)運動的分析，對我在Pro/E仿直的高級應(yīng)用學(xué)習(xí)上有很大的啟發(fā)。 Pro/E中的機構(gòu)運動仿直模塊Mechanism可以進(jìn)行裝配模型的運動學(xué)分析和仿直，使得原來在二維圖紙上難以表達(dá)和設(shè)計的運動變得非常直觀和易于修改，并且能夠大大簡化機構(gòu)的設(shè)計開發(fā)過程，縮短開發(fā)周期，減少

12、開發(fā)費用，同時提高產(chǎn)品質(zhì)量。在Pro/E中，運動仿直的結(jié)果不但可以以動畫的形式表現(xiàn)出來，還可以以參數(shù)的形式輸出，從而可以獲知零件之間是否干涉，干涉的體積有多大等等。再根據(jù)仿直結(jié)果對所設(shè)計的零件進(jìn)行修改，直到不產(chǎn)生干涉為止。 晉民杰編著的《提升機設(shè)計理論及現(xiàn)代化設(shè)計方法研究》從礦井提升機的國內(nèi)外發(fā)展水平及新的研究成果入手，系統(tǒng)地闡述了新型厚殼彈性支撐卷筒礦井提升機的設(shè)計理論及現(xiàn)代設(shè)計方法在其設(shè)計中的應(yīng)用。內(nèi)容包括國內(nèi)外提升機的發(fā)展與現(xiàn)狀、提升機彈性支撐卷筒結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論、礦井提升系統(tǒng)的運行理論、提升機CAD系統(tǒng)研究、提升機的優(yōu)化設(shè)計、提升機的有限元分析、提升機的計算機參數(shù)繪圖、提升機CAD系統(tǒng)

13、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、摩擦式提升機等。 方建軍，X仕良編著的《機械動態(tài)仿直與工程分析》——Pro/EngineerWildfire工程應(yīng)用一書和葛正浩，楊芙蓮編著的《Pro/EngineerWUdfire3.0機構(gòu)運動仿直與動力分析》一書等，在仿直動畫制作的基礎(chǔ)上介紹了對機構(gòu)運動的分析，對我在Pro/E仿直的高級應(yīng)用學(xué)習(xí)上有很大的啟發(fā)。 X志祥,X天一.《機械零件》.XX,高等教育,1992年（第四章第六節(jié)）《機械零件》在第一版的基礎(chǔ)上，根據(jù)最新的國家標(biāo)準(zhǔn)，更新了滾動軸承和齒輪傳動部分內(nèi)容；增加了窄V帶傳動設(shè)計；壓縮了機械零件的強度等內(nèi)容。全書共13章。主要內(nèi)容有：總論，朕接，機械傳動，軸系零件，其

14、它零件等. 《solidworks設(shè)計與應(yīng)用》電子工業(yè)隆生主編，《SolidWorks設(shè)計與應(yīng)用教程》在內(nèi)容上按照利用SolidWorks進(jìn)行機械設(shè)計的實際過程進(jìn)行編排，介紹了SolidWorks在零件設(shè)計、曲面建模、鎖金設(shè)計、裝配設(shè)計和工程圖設(shè)計等方面的功能?！禨olidWorks設(shè)計與應(yīng)用教程》設(shè)計了諸多實例，將重要的知識點融入到具體實例中，初學(xué)者可以配合實例的學(xué)習(xí)，循序漸進(jìn)，輕松掌握該軟件的基本操作并學(xué)會利用該軟件設(shè)計機械產(chǎn)品。 《機械制圖》XX理工大學(xué)工程畫教教研室高等教育，講述以下四個部分內(nèi)容。L畫法幾何：點、直線和平面的投影，相對位置，投影變換，立體的投影，平面與立體相交，立體

15、與立體相交。2.制圖基礎(chǔ)：軸測圖，組合體、機件的表達(dá)方法，制圖的基本知識和規(guī)定以及尺寸標(biāo)注的知識。3.機械制圖：標(biāo)準(zhǔn)要素、標(biāo)準(zhǔn)件與常用件，零件圖的繪制與閱讀，裝配圖的繪制與閱讀。4.計算機繪圖：使用AutoCAD繪圖的基本方法和技能。 《機械制造技術(shù)》機械工業(yè)，黃鶴汀主編以金屬切削理論為基礎(chǔ)，以制造工藝為主線，以產(chǎn)品質(zhì)量、加工效率與經(jīng)濟(jì)性三者之間的優(yōu)化為目標(biāo)，通過整合金屬切削原理與刀具、金屬切削機床、機床夾具設(shè)計和機械制造工藝學(xué)等課程的基本理論和基本知識編寫而成。 參考文獻(xiàn)： [1]楊家軍主編的《機械原理》華中科技大學(xué)2009 [2]鐘毅芳，吳昌林，唐增寶主編的《機械設(shè)計》華中科技大學(xué)

16、2011 [3]機械零件設(shè)手第二版中東北工學(xué)院《機械零件設(shè)計手冊》冶金工業(yè)1995 [4]孫進(jìn)平.Pro/ENGINEER基礎(chǔ)建模與運動仿直教程.清華大學(xué),2007 ⑸方建軍，X仕良編著的《機械動態(tài)仿直與工程分析》 ⑹晉民杰編著的《提升機設(shè)計理論及現(xiàn)代化設(shè)計方法研究》 ⑺葛正浩，楊芙蓮編著的《Pro/EngineerWildfire3.0機構(gòu)運動仿直與動力分析》 ⑻X志祥,X天一.《機械零件》.XX,高等教育,1992年（第四章第六節(jié)） ⑼《solidworks設(shè)計與應(yīng)用》電子工業(yè)隆生主編 [10]《機械制圖》XX理工大學(xué)工程畫教教研室高等教育 二、本課題研究的主要內(nèi)容和擬采

17、用的研究方案、研究方法或措施、步驟及進(jìn)度安排 1.主要內(nèi)容： 1）深入了解千斤頂?shù)脑砼c應(yīng)用； 2）對螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計計算及強度校核，了解千斤頂?shù)墓ぷ髟?，結(jié)構(gòu)，特點； 3）用pro/e軟件畫出三維效果圖，并導(dǎo)出工程圖； 4）通過研究學(xué)習(xí)機械原理，機械制造基礎(chǔ)，機械加工工藝，工程力學(xué)等書籍，設(shè)計出以往直扳動手柄，以推動舉重螺桿旋轉(zhuǎn)，從而使伸降套筒獲得起伸或下降達(dá)到起重拉力功能的螺旋式千斤頂； 5）通過查閱大量文獻(xiàn)資料，設(shè)計和繪制千斤頂各部件零件圖。 2 .設(shè)計方案及步驟： 1）對螺桿耐磨性、自鎖性校核、螺紋工作圈數(shù)、螺桿強度和穩(wěn)定性進(jìn)行設(shè)計； 2）對螺母螺紋牙強度進(jìn)行校核設(shè)計

18、； 1 ）底座和托杯要求滿足一定的強度； 2 ）機構(gòu)應(yīng)具有良好的傳力性能； 3 ）繪制零件圖和千斤頂裝配圖； 4 ）撰寫學(xué)士論文。 三、本課題的重點、難點，預(yù)期結(jié)果和成果形式 5 .課題重點： 1）設(shè)計螺母要求校核螺母螺紋牙強度； 2）底座和托杯要求滿足一定的強度； 3）機構(gòu)應(yīng)具有良好的傳力性能； 6 .課題難點： 對螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計計算及強度校核 7 .預(yù)期結(jié)果、結(jié)果形式： 1）預(yù)期結(jié)果 完成要求的設(shè)計，設(shè)計完成結(jié)果較好。 2）結(jié)果形式 畢業(yè)設(shè)計論文成品及相關(guān)圖紙。 五、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師：（簽名） 六、畢業(yè)設(shè)計（論文）領(lǐng)導(dǎo)小組意見 學(xué)部（系）：（蓋章） 20年月日 （此表由學(xué)生填寫，指導(dǎo)教師和畢業(yè)設(shè)計（論文）領(lǐng)導(dǎo)小組簽署意見）