我們常常看見汽車拋錨時，人們修理汽車需要修車者用一個工具將汽車頂起來，這個工具是什麼呢？它就是千斤頂（見圖1）。一輛汽車裡會標配很多常用的隨車工具，其中千斤頂是一件比較重要的工具，一般來說在車輛更換輪胎、初步檢查車輛底盤情況的時候會使用到它。噢！是千斤頂嗎？我們常用的汽車機械千斤頂都有哪幾種？它們是怎樣工作的？用到哪些機械傳動原理呢？

圖1　能把汽車頂起來的千斤頂

什麼是千斤頂

如圖2所示，千斤頂是一種起重高度小的最簡單的起重設備，是用鋼性頂舉件作為工作裝置，通過頂部託座或底部託爪在行程內頂升重物的輕小起重設備。千斤頂分機械式和液壓式兩種，主要用於廠礦、交通運輸等部門作為車輛修理及其他起重、支撐等工作。

千斤頂的類型很多，常見的有齒條千斤頂、螺旋千斤頂、液壓千斤頂。齒條千斤頂由人力通過槓桿和齒輪帶動齒條頂舉重物，這類千斤頂有兩種造型，一種是“人”字形，如圖3所示，通過搖動搖桿，使齒條收緊，從而將車輛舉升離地。另一種是菱形千斤頂，如圖4所示。圖7-5所示為液壓千斤頂。

圖 2　螺旋千斤頂

圖 3　“人”字形千斤頂

圖 4　菱形千斤頂

圖 5　液壓千斤頂

什麼是齒條千斤頂

齒條千斤頂，也叫齒條頂升器，是採用齒條作為剛性頂舉件的千斤頂。

齒條式千斤頂由齒條、齒輪、手柄等組成，在承載齒條的上方有一轉動頭，用來放置被舉升的載荷。使用時，只要搖動手柄，齒輪便帶動齒條上升或下降，從而實現重物的上升或下降。有時被舉升的載荷也可以放在側面的凸耳上，但在此情況下，由於齒條受著偏心載荷，所以其允許的舉重量只能是額定舉重量的一半。為了支持其所舉起的載荷，防止由於自重的降落應裝有安全搖柄裝置。

齒條千斤頂中有以下機構：

1、什麼是齒輪齒條傳動機構？

齒輪、齒條是能相互齧合有齒的機械零件。齒輪齒條傳動機構可將齒輪的迴轉運動轉變為齒條的往復直線運動，或將齒條的往復直線運動轉變為齒輪的迴轉運動。齒輪齒條傳動（見圖6、圖7）機構可視為一小齒輪與一直徑無窮大的齒輪傳動。

圖6　齒輪齒條傳動

圖7　可拐彎的導軌（齒輪齒條傳動）

齒輪齒條傳動機構是一種在工業上廣泛使用的將旋轉運動轉換為直線運動的機構，它具有高精度、高負荷、高剛性、高速度等特點，常在各類機床以及需要快速精確定位的全自動輸送線中使用。自動化輸送線設備中的齒輪齒條傳動機構如圖8所示。

圖8　自動化輸送線設備中的齒輪齒條傳動機構

2、什麼是單動式棘輪機構？

棘輪機構主要由搖桿、棘爪、棘輪、止動爪和棘輪等組成，如圖9所示，彈簧用來使止動爪和棘輪保持接觸。

同樣也可在搖桿與棘爪之間設置彈簧，以維持棘爪與棘輪的接觸。棘輪固裝在機構的傳動軸上，而搖桿則空套在傳動軸上。當主動搖桿逆時針擺動時，搖桿上鉸接的棘爪插入棘輪的齒間，推動棘輪同向轉動一定角度。當主動搖桿順時針擺動時，止動爪阻止棘輪反向轉動，此時棘爪在棘輪的齒背上滑回原位，棘輪靜止不動。

圖9　棘輪機構的基本組成

3、什麼是齒條千斤頂棘輪槓桿機構？

齒條千斤頂由棘輪和兩個棘爪加一套槓桿機構構成，其中，一個棘爪是負責“止動”的，也就是將升上去的齒條固定住，讓齒條不能往下垮，另外一個棘爪與一套槓桿機構連接，負責往上頂升齒條。其工作原理：當用手壓下槓桿，槓桿前端的棘爪將頂住齒條上的一個齒往上舉升齒條，直至“止動”棘爪嵌入齒條中的下一個齒，抬起槓桿，讓前端的棘爪卡於下一個齒。再次壓下槓桿，再次頂起齒條。

什麼是螺旋千斤頂

螺旋千斤頂又稱機械式千斤頂，是由人力通過螺旋副傳動，螺桿或螺母套筒作為頂舉件。螺旋千斤頂能長期支持重物，最大起重量已達100t，應用較廣泛。其結構緊湊，可合理地利用搖桿的擺動，使小齒輪轉動，經一對圓錐齒輪運轉，帶動螺桿旋轉，推動升降套筒，從而使重物上升或下降。

普通螺旋千斤頂（見圖10）靠螺紋自鎖作用支持重物，構造簡單，但傳動效率低，返程慢。自降螺旋千斤頂（見圖11）的螺紋無自鎖作用，裝有制動器。放鬆制動器，重物即可自行快速下降，縮短返程時間，但這種千斤頂構造較複雜。

圖10　普通螺旋千斤頂

圖11　自降螺旋千斤頂

螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現傳動要求的，根據螺桿和螺母的相對運動關係，螺旋傳動的常用運動形式即變回轉運動為直線運動、變直線運動為迴轉運動，同時傳遞運動和動力。

螺旋傳動很好理解，也很常見，例如日常我們擰螺桿的時候，旋轉螺桿時，螺桿會在螺紋中前進或者後退，這也是一種把迴轉運動轉化為直線運動的裝置，即旋轉螺桿驅動螺母做直線運動，如圖12所示。前面提到的齒輪齒條傳動也能夠將齒輪的旋轉運動轉化為齒條的直線運動。相對於齒輪齒條傳動，螺旋傳動更加精確，即可以很精確地控制直線運動的速度和位移。螺旋傳動還有自鎖的性質。常見的螺旋千斤頂就是個螺旋傳動的好例子，靠人的力量就可以將汽車頂起來，而人鬆手後螺旋千斤頂又不會滑下來。

圖12　螺釘、螺母

傳力螺旋

以傳遞動力為主，要求以較小的轉矩產生較大的軸向推力，用於克服工作阻力。如各種起重或加壓裝置的螺旋。這種傳力螺旋主要是承受很大的軸向力，一般速度較低，大多間歇工作，通常要求自鎖。如圖13所示，壓力螺旋或起重螺旋，都是用較小的驅動力矩產生很大的軸向載荷。

圖13　壓力螺旋和起重螺旋

螺母和螺桿相對運動方式

螺母位移：如圖14（a）所示，螺桿轉動，螺母移動。這種機構佔據空間尺寸，用於長行程螺桿，結構較複雜，車床絲槓、刀架移動裝置等多采用這種運動方式。

如圖14（b）所示，螺桿不動，螺母旋轉並移動。由於螺桿固定不轉，因而兩端支承結構簡單，但精度不高，常應用於某些鑽床工作臺的升降。

圖14　螺母平移螺桿旋轉和螺桿不動螺母旋轉並位移

螺桿位移：此種結構應用在臺式虎鉗上，如圖15（a）所示，當轉動手柄時，螺桿相對螺母作螺旋運動，產生的位移帶動活動鉗口一起移動，這樣，活動鉗口相對固定鉗口之間可作合攏或張開的運動，從而可以夾緊或鬆開工件。

圖15　螺母轉動螺桿位移

圖15（b）中，螺母轉動，螺桿移動。這種結構複雜，且螺桿運動時佔據空間尺寸大，故很少應用。

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