螺旋千斤頂設(shè)計任務(wù)書

1、螺旋千斤頂設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名專業(yè)班級14機(jī)制三學(xué)號設(shè)計題目：螺旋千斤頂設(shè)計條件：1、最大起重量F = 60 KN；2、 最大升距 H =130 mm。設(shè)計工作量：1、總裝配圖一張；螺母、螺桿、托杯零件工作圖各一張。2、計算說明書一份。指導(dǎo)教師簽名：目錄一、機(jī)構(gòu)簡圖- 4 -二、設(shè)計計算說明書- 5 -1、螺桿的設(shè)計與計算- 5 -（1）螺紋的牙型- 5 -（2）螺桿的材料- 5 -（3）螺桿的直徑- 5 -（4）螺紋副自鎖條件校核- 6 -（5）螺桿結(jié)構(gòu)的計算- 6 -（6）螺桿強(qiáng)度計算- 7 -（7）穩(wěn)定性計算- 8 -2、螺母設(shè)計與計算- 9 -（1）螺母的材料- 9 -（2）螺母的直徑-

2、 9 -（3）螺母的其它參數(shù)- 9 -（4）螺母螺紋牙強(qiáng)度計算- 9 -（5）螺母與底座孔的配合- 11 -3、托杯的設(shè)計與計算- 11 -4、手柄設(shè)計與計算- 12 -（1）手柄材料- 12 -（2）手柄長度- 12 -（3）手柄直徑- 12 -（4）手柄結(jié)構(gòu)- 13 -5、底座設(shè)計- 13 -6、參考文獻(xiàn)- 14 -三、總結(jié)- 14 -一、機(jī)構(gòu)簡圖二、設(shè)計計算說明書1、螺桿的設(shè)計與計算（1）螺紋的牙型因為梯形螺紋易于制造，牙根強(qiáng)度高所以選用梯形螺紋，牙型角=30（2）螺桿的材料45鋼（3）螺桿的直徑Ps=FA=Fpd2hHP引入系數(shù)=Hd2，且對于梯形螺紋h=0.5p，則 d20.8FP因

3、為千斤頂?shù)穆輻U與螺母的相互運(yùn)動是低速滑動，所以兩者的材料均選為鋼，根據(jù)書P78表5.8，取P=10MPa因為磨損后間隙不能調(diào)整，所以取=2.5因此d20.8FP=0.861042.51039.2mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊P41表3-7和表3-8取，螺紋公稱直d=48mm、螺距p=12mm、螺紋小徑d1=d-13=35mm,螺紋中d2=d-6=42mm39.2mm（4）螺紋副自鎖條件校核自鎖條件為：、=arctanf因為螺紋副材料均為鋼制，按照書P80表5.10取f=0.17所以=arctanf=arctan0.179.65 =arctannpd2=arctan1123.14425.209.65 因此

4、符合自鎖條件（5）螺桿結(jié)構(gòu)的計算為了便于切制螺紋，螺紋上端應(yīng)設(shè)有退刀槽。退刀槽的直徑d3應(yīng)比螺桿小徑d1約小0.20.5mm。d3=d1-0.4=34.6mm退刀槽的寬度可取為1.5P=18mm。為了防止工作時螺桿從螺母中脫出，在螺桿下端必須安置鋼制擋圈。根據(jù)設(shè)計手冊P62表5-1選用擋圈（GB/T 8861986-4852）H=4mm。根據(jù)設(shè)計手冊P48表3-17選用螺釘（GB/T 68 M416）在螺桿端部固定墊圈。（6）螺桿強(qiáng)度計算千斤頂螺桿承受軸向力F和螺紋副的摩擦轉(zhuǎn)矩T，根據(jù)第四強(qiáng)度理論，螺桿危險截面的強(qiáng)度條件為 =4Fd122+3(16Td13)2因為螺桿材料為45鋼，根據(jù)書P56

5、表5.1,取屈服極限為480MPa所以根據(jù)書P79表5.9取=s35。由于千斤頂載荷是穩(wěn)定的，許用應(yīng)力取最大值=s3=4803=160MPa計算T=Ftan+d22=6104tan5.20+9.254223.25105N則有=4Fd122+3(16Td13)2=（461043.14352）2+3（163.251053.14353）291.45MPa所以符合強(qiáng)度計算條件（7）穩(wěn)定性計算受壓螺桿的穩(wěn)定性條件式為FCF2.54螺桿材料及長徑比=4ld1因為千斤頂?shù)穆輻U一端固定一端自由，所以根據(jù)書P81表5.11取螺桿長度系數(shù)=2.0因此=4ld1=4213035=29.71mm由于螺桿柔度40，一般

6、不會失穩(wěn)，不需進(jìn)行穩(wěn)定性校核2、螺母設(shè)計與計算（1）螺母的材料45鋼（2）螺母的直徑內(nèi)螺紋大徑 D=d+1=49mm內(nèi)螺紋小徑 D1=d-12=36mm內(nèi)螺紋中徑 D2=d-6=42mm（3）螺母的其它參數(shù)螺紋旋合圈數(shù) Z=Hp=10512=8.75810彎曲力臂 l=D-D22=49-422=3.5mm（4）螺母螺紋牙強(qiáng)度計算 因為螺母和螺桿材料相同螺紋牙根部的剪切強(qiáng)度校核計算公式=Fd1bZ 梯形螺紋的螺紋牙跟部厚b=0.65p=0.6512=7.8mm 螺母材料為45鋼，根據(jù)書P79表5.9取=0.6=0.6160=96MPa 所以=Fd1bZ=61043.14357.888.75螺母螺

7、紋牙根部的彎曲強(qiáng)度校核計算式為b=6Fld1Zb2b螺母材料為45鋼，根據(jù)書P79表5.9取b=1.2=1.2160=192MPa所以b=3FHd1Zb2=361041053.14497.8283.93b因此符合剪切強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度（5）螺母與底座孔的配合螺母壓入底座上的孔內(nèi)，圓柱接觸面問的配合常采用H8r7或H8n7等配合。為了防止螺母轉(zhuǎn)動，還應(yīng)裝置緊定螺釘，緊定螺釘直徑常根據(jù)舉重量選取，一般為612mm。緊定螺釘選擇的是 GB/T 71-1985 M8203、托杯的設(shè)計與計算托杯用來承托重物，可用Q235鋼模鍛制成。為了使其與重物接觸 良好和防止與重物之間出現(xiàn)相對滑動，在托杯上表面制有切口的

8、溝紋。為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應(yīng)裝有擋板。根據(jù)之前對于螺桿的設(shè)計，所以托杯與螺桿連接的孔直徑D11=28MM，托杯底部直徑D12=80MM，托杯厚度=10MM當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動時，托杯和重物都不作相對轉(zhuǎn)動。因此在起重時，托杯底部與螺桿和接觸面間有相對滑動，一方面為了避免過快磨損，需要潤滑，另一方面還需要驗算接觸面間的壓力強(qiáng)度。P=F（D122-D112）4P P取托杯和螺桿之間最小的，即P=235MPA 所以P=F（D122-D112）4=61043.14（402-302）410.92P 滿足強(qiáng)度條件4、手柄設(shè)計與計算（1）手柄材料 Q235（2）手柄長度 搬動手柄的力矩為KLP=T1+

9、T2 螺紋副的摩擦轉(zhuǎn)矩T1=3.25105N 托杯與軸端支承面的摩擦力矩T2=(D11+D12)fF4=700.1761044=1.785105N 所以LP=3.25105+1.785105200=2517.5MM（3）手柄直徑把手柄看成一個懸臂梁，按彎曲強(qiáng)度驗證手柄直徑dP，其強(qiáng)度條件為dP3KLP0.1F 手柄材料為Q235，查表知F=120MPa 所以dP3KLP0.1F=32002517.50.112034.75MM 取dP=34MM因為手柄要能在手柄孔中活動，所以孔軸為過盈配合，即手柄應(yīng)小于手柄孔徑，表示為dp+0.5dk,所以dk=34.5mm（4）手柄結(jié)構(gòu)手柄插入螺桿上端的孔中，

10、為防止手柄從孔中滑出，在手柄兩端面應(yīng)加上擋環(huán)，并用螺釘鉚合固定。因為手柄的精度要求不高，選用的螺釘為（GB/T68-2000）448M,而擋環(huán)尺寸為D=35mm，厚H=4mm。5、底座設(shè)計底座材料常用鑄鐵HT150，鑄件的壁厚不應(yīng)小于812mm，為了增加底座的穩(wěn)定性，底部尺寸應(yīng)大些，因此將其外形制成110的斜度。6、參考文獻(xiàn)1王黎欽，陳鐵鳴.6版.機(jī)械設(shè)計M.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2015.2高志，李威.4版.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊M.北京：高等教育出版社，2012.3侯洪生.2版.機(jī)械工程圖學(xué)M.北京：科學(xué)出版社，2008.4甘永立.10版.幾何量公差與檢測M.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社

11、，2013.三、總結(jié)設(shè)計的機(jī)械零件既要在預(yù)定的期間內(nèi)工作可靠，又要成本低廉。滿足工作可靠要求，就應(yīng)在設(shè)計時使零件在強(qiáng)度、剛度、壽命、振動穩(wěn)定性等方面滿足一定條件，這些條件是判斷機(jī)械零件工作能力的準(zhǔn)則。要使成本低廉，就必須從設(shè)計和制造兩方面著手，設(shè)計時應(yīng)正確選擇零件的材料、合理的尺寸和符合工藝要求的結(jié)構(gòu)，并合理規(guī)定制造時的公差等級和技術(shù)條件等。設(shè)計機(jī)械零件應(yīng)滿足如下基本要求 ：（一）避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求1強(qiáng)度零件在工作中發(fā)生斷裂或不允許的殘余變形統(tǒng)屬強(qiáng)度不足。上述失效形式，除了用于安全裝置中預(yù)定適時破壞的零件外，對任何零件都是應(yīng)當(dāng)避免的。因此具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度是設(shè)計零件時必須滿足的最基本條件

12、。為了提高機(jī)械零件的強(qiáng)度，在設(shè)計時原則上可以采用以下的措施：采用強(qiáng)度高的材料；使零件具有足夠的截面尺寸；合理地設(shè)計零件的截面形狀，以增大截面的慣性矩；采用熱處理和化學(xué)熱處理方法，以提高材料的機(jī)械強(qiáng)度特性；提高運(yùn)動零件的制造精度，以降低工作時的動載荷；合理地配置機(jī)器中各零件的相互位置，以降低作用于零件上的載荷等。2剛度零件在工作時所產(chǎn)生的彈性變形不超過允許的限度，就叫做滿足了剛度要求。顯然，只有當(dāng)彈性變形過大就要影響機(jī)器工作性能的零件，才需要滿足這項要求。對于這類零件，設(shè)計時除了要作強(qiáng)度計算外，還必須作剛度計算。為了提高零件的整體剛度，可采取如下措施：增大零件截面尺寸或增大截面的慣性矩；縮短支承

13、跨距或采用多支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，以減小撓曲變形等。3壽命有的零件在工作初期雖然能夠滿足各種要求，但在工作一定時間后，卻可能由于某些原因而失效。這個零件正常工作延續(xù)的時間就叫零件的壽命。影響零件壽命的主要原因有：材料的疲勞，材料的腐蝕以及相對運(yùn)動零件接觸表面的磨損。（二）結(jié)構(gòu)工藝性要求零件具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，是指在既定的生產(chǎn)條件下，能夠方便而經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)出來，并便于裝配。所以零件的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)從毛坯制造、機(jī)械加工過程及裝配等幾個生產(chǎn)環(huán)節(jié)加以綜合考慮。工藝性還和批量大小及具體的生產(chǎn)條件相關(guān)。為了改善零件的工藝性，就應(yīng)當(dāng)熟悉當(dāng)前的生產(chǎn)水平及條件。對零件的結(jié)構(gòu)工藝性具有決定性影響的零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，在整個設(shè)計工作中占有很大的比重，因而必須予以足夠的重視。（三）可靠性要求零件可靠度的定義與機(jī)器可靠度的定義是相同的，即在規(guī)定的使用時間內(nèi)和預(yù)定的環(huán)境條件下，零件能夠正常地完成其功能的概率。對于絕大多數(shù)機(jī)械來說,失效的發(fā)生都是隨機(jī)性的。因此，為了提高零件的可靠性，就應(yīng)當(dāng)在工作條件和零件的性能兩個方面使其隨機(jī)變化盡可能地小。此外，在使用中加強(qiáng)維護(hù)和對工作條件進(jìn)行監(jiān)測，也可以提高零件的可靠性。（四）經(jīng)濟(jì)性要求零件的經(jīng)濟(jì)性首先表現(xiàn)在零件本身的生產(chǎn)成本上。設(shè)計零件時，應(yīng)力求設(shè)計出耗費(fèi)（包括錢財、制造時間及人工）