螺旋千斤頂設計說明書

1、螺旋千斤頂設計計算說明書院 系 廣西工學院 專業(yè)年級 機自082 設 計 者 學 號指導教師 成 績 2010年11月1 9日螺旋千斤頂設計任務書學生姓名韋韜專業(yè)年級機自0822設計題目： 設計螺旋千斤頂設計條件：1、最大起重量f = 40 kn；2、最大升距h =200 mm。設計工作量：繪制出總裝配圖一張，標注有關尺寸，填寫標題欄及零件明細表； 兩張零件圖；編寫設計計算說明書一份。目錄1 螺桿的設計與計算31.1 螺桿螺紋類型擇31.2 選取螺桿材料31.3 確定螺桿直徑41.4 自鎖驗算41.5 千斤頂結構41.6 螺桿強度計算51.7 穩(wěn)定性計算61.7.1 計算柔度61.7.2 穩(wěn)定

2、性計算72 螺母設計與計算72.1 選取螺母材料72.2 確定螺母高度h及螺紋工作圈數(shù)u72.2.1 求螺母高度h72.2.2 螺紋工作圈數(shù)u72.2.3 螺母實際高度h82.3 校核螺紋牙強度82.3.1 螺紋牙的剪切強度和彎曲強度計算82.4 安裝要求92.4.1 螺母的相關尺寸算93 托杯的設計與計算93.1 托杯的尺寸計算94 手柄設計與計算104.1 手柄材料104.2 手柄長度lp104.3 手柄直徑dp114.4 結構125 底座設計126 參考文獻147 感 言.14千斤頂設計計算和說明 計 算 及 說 明結 果1螺桿的設計與計算1.1螺桿螺紋類型的選擇螺紋有矩形、梯形與鋸齒形

3、，常用的是梯形螺紋。矩形螺紋牙型為正方形，牙形角=0，矩形螺紋的內螺紋一錐面貼緊不易松動且傳動效率較其他螺紋高，它的基本牙型按gb/t5796.12005的規(guī)定。1.2選取螺桿材料螺桿材料常用q235、q275、40、45、55等?？紤]到千斤頂轉速較低，單個作用面受力不大，此題選45鋼。1.3確定螺桿直徑按耐磨性條件確定螺桿中徑d2。求出d2后，按標準選取相應公稱直徑d、螺距p及其它尺寸。 d20.8（f/p）根據(jù)國家規(guī)定=1.23.5，取=2（矩形螺紋）； 查教材表 p取20mpa ； f=4010n故，d20.825.30m 查機械設計手冊取d =42.00mm，d=43.00m p=10

4、.00mmd1=31.00mm, d1=32.00mmd2=37.00mm h=d2=74.00mm1.4自鎖驗算自鎖條件是yrv，式中：y為螺紋中徑處升角；rv為當量摩擦角（當量摩擦角rv=arctan(f/cos)，為保證自鎖，螺紋中徑處升角至少要比當量摩擦角小1。查教材表6.7，f取0.10y =arctan(n p / p d2)=arctan=4.90rv=arctan(0.10/cos15)=5.91故，y=4.90401.7.2穩(wěn)定性計算（1）計算臨界載荷fcr fcr=227.95kn(2) 穩(wěn)定性計算=5.702.54 所以滿足要求2. 螺母設計與計算2.1選取螺母材料螺母材

5、料一般可選用青銅，對于尺寸較大的螺母可采用鋼或鑄鐵制造，其內孔澆注青銅或巴氏合金。此題選青銅2.2確定螺母高度h及螺紋工作圈數(shù)u螺母高度h=d2，螺紋工作圈數(shù)，考慮退刀槽的影響，實際螺紋圈數(shù)u = u+1.5(u應圓整)。考慮到螺紋圈數(shù)u越多，載荷分布越不均，故u不宜大于10，否則應改選螺母材料或加大d。螺母高度由下式計算：h= up。2.2.1求螺母高度hh =d2=7410-32.2.2螺紋工作圈數(shù)u=7.4u = u+1.5 =7.4+1.5u應圓整, u取92.2.3 螺母實際高度hh= up =910=90mm 2.3校核螺紋牙強度一般螺母的材料強度低于螺桿，故只校核螺母螺紋牙的強度

6、。螺母的其它尺寸見圖13。必要時還應對螺母外徑d3進行強度驗算。2.3.1螺紋牙的剪切強度和彎曲強度計算螺紋牙的剪切強度和彎曲強度條件分別為：；查表，t1=0.634p， h=0.5p取30-40mpa, 取40-60mpa故，= = =5.31mpa=12.58mpa2.4安裝要求螺母壓入底座上的孔內，圓柱接觸面問的配合常采用或等配合。為了安裝簡便，需在螺母下端（圖13）和底座孔上端（圖17）做出倒角。為了更可靠地防止螺母轉動，還應裝置緊定螺釘（圖11），緊定螺釘直徑常根據(jù)舉重量選取，一般為612mm。2.4.1 螺母的相關尺寸計算 查手冊d=d+1=43mm 內螺紋小徑d1=d-7=35m

7、md3= (1.61.8)d =1.742=71.40mmd4= (1.31.4)d3=1.371.4=92.82mm h=90mm a=h/3=90/3=30mm 3. 托杯的設計與計算3.1托杯的尺寸計算托杯用來承托重物，可用鑄鋼鑄成，也可用q235鋼模鍛制成，其結構尺寸見圖14。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溝紋。為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應裝有擋板。當螺桿轉動時，托杯和重物都不作相對轉動。因此在起重時，托杯底部與螺桿和接觸面間有相對滑動，為了避免過快磨損，一方面需要潤滑，另一方面還需要驗算接觸面間的壓力強度。 p （式1-1）式中

8、：p許用壓強，應取托杯與螺桿材料p的小者。d10=(2.42.5)d=2.4542=102.9mmd11=(0.60.7）d=0.6542=27.3mmd13=(1.71.9)d=1.842=75.6mmd12=d13-(24)=75.6-3=72.6mm 故 (23mpa)= =8.41mpa 4. 手柄設計與計算4.1手柄材料常用q235和q215。4.2手柄長度lp板動手柄的力矩：klp=t1+t2 則 （式1-2）式中：k加于手柄上一個工人的臂力，間歇工作時，約為150250n，工作時間較長時為100150n。t1螺旋副間的摩擦阻力矩， =40103tan(4.90+3.5) =109

9、.27 nmt2托杯與軸端支承面的摩擦力矩， t2 = (d12+d11) f f/4 (f查手冊取0.06) =(0.073+0.027) 0.0640103/4=60 nm 則 =846mm 手柄計算長度lp是螺桿中心到人手施力點的距離，考慮螺桿頭部尺寸及工人握手距離，手柄實際長度還應加上+（50150）mm。手柄實際長度不應超過千斤頂，使用時可在手柄上另加套管。因此，手柄實際長度=+100=984mm4.3手柄直徑dp把手柄看成一個懸臂梁，按彎曲強度確定手柄直徑dp，其強度條件為 sf （式1-3）故 dp=25.41mm dp取25mm 式中：sf手柄材料許用彎曲應力，當手柄材料為q2

10、15和q235時，sf=120mpa。4.4結構手柄插入螺桿上端的孔中，為防止手柄從孔中滑出，在手柄兩端面應加上擋環(huán)（圖16），并用螺釘或鉚合固定。圖中尺寸： dp =8.33mmdp+(68)= dp+8=33mm5. 底座設計底座材料常用鑄鐵（ht150及ht200），鑄件的壁厚不應小于812mm，為了增加底座的穩(wěn)定性，底部尺寸應大些，因此將其外形制成110的斜度。底座結構及尺寸如圖17圖中 h1=h+（1428）mm =74+21=95mm h-a=74-30=44mm(查手冊) d=d+1 =42+1=43mm d6=d3+（510）mm =70+6=76mmd7=d6+=76+=95

11、mmd8= =177.97mm式中：sp底座下枕墊物的許用擠壓應力。對于木材，取sp=22.5mpa。參考文獻1邱宣懷.機械設計m.北京:高等教育出版社,1997.2王伯平.互換性與測量技術m.北京:機械工業(yè)出版社,2005.3孫維連,魏鳳蘭.工程材料m.北京:中國農業(yè)大學出版社,2006.4于惠力.機械設計m.科學出版社,2007.5大連理工大學工程畫教研室.機械制圖m.北京:高等教育出版社,20036吳宗澤.機械設計課程設計手冊m.北京:高等教育出版社,20067 感言:感謝高老師的悉心教育和耐心指導選矩形螺紋選45鋼p=10.00mmd=42.00mmd=43.00mmd1=31.00mmd1=32.00mmd2=37.00mmh=74.00mmy=4.90rv=5.911.5t=9mmd13=75.6mm15d=63mmh+h=290mm螺紋外徑；0.2542=10.5mmt=141.30nm=355mpas=118.33mpam=2i=4.5310-8m4i8=7.7510-3ml =313mmb=2e=2105mpa s=80.7740fcr=227.95103n=5.70 2.5 4選青銅u=7.410u=95.31 mpa30-40mpa 12.58 mp