螺旋千斤頂畢業(yè)設(shè)計論文

1、 第四章 千斤頂?shù)脑O(shè)計已知軸向載荷F=15000N,最小高度271，最大高度為391mm,即最大舉升高度391-271=120mm. 方案圖如下所示：1托杯 2手臂 3銷 4手柄 5擋環(huán) 6螺套7螺桿 8螺釘 9底座圖4.1 千斤頂剖視圖4.1螺桿的設(shè)計計算4.1.1. 選擇材料前面已做分析，此次設(shè)計選用梯形螺紋，基本牙型按GB/T5796.1-2005的規(guī)定?？紤]到千斤頂轉(zhuǎn)速較低，單個作用面受力不大，螺桿材料常用Q235，275，40，45，55等，此處螺桿選常用的45鋼。由手冊查=360Mpa；為了提高耐磨性，螺母選較軟的材料錫青銅為ZCuSn10P-1，由上表知鋼對青銅低速時，對人力驅(qū)動

2、p可提高20%，即p=，p=25MPa，螺母為整體螺母由于磨損后不能調(diào)整間隙，可視受力比較均勻，螺紋工作圈數(shù)不宜過多，故，此處取。4.1.2. 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(yīng)的公稱直徑d2，螺距p及其他尺寸。根據(jù)規(guī)定對整體螺母，由于磨損后不能調(diào)整間隙，可視受力比較均勻，螺紋工作圈數(shù)不宜過多，故取，此處取。螺桿螺母材料分別取為鋼青銅，查表3.2滑動速度為低速，對人力驅(qū)動p可提高20%，即p=，p=25MPa，（摩擦系數(shù)起動時取大值，校核是為安全起見，應(yīng)以起動時為準。由f值0.08-0.1，應(yīng)取f=0.1,代入F=40KN梯形螺紋，h=05p,已知取，則計算d

3、2 （式4.1）根據(jù)GB/T5796.3-,2005查得取標準公稱直徑d=20mmp取標準值p=4mm小徑D3=15.5mm中徑d2=D2=18mm大徑D4=20.5mm牙頂和牙底寬=0.336p=1.344mm4.1.3. 螺紋副自鎖性驗算：自鎖條件是式中：為螺紋中徑處升角； 為當量摩擦系數(shù)。（，式中為螺紋工作面的牙形斜角）；為當量摩擦角（為保證自鎖，螺紋中徑處升角至少要比當量摩擦角小10.）查教材表 得（取起動時計算用最大值）故，所以自鎖性可保證。4.1.4. 螺桿強度校核受力較大的螺桿需進行強度計算。螺桿工作時承受軸向力F及轉(zhuǎn)矩T的作用。螺桿危險截面上既有壓縮應(yīng)力，又有切應(yīng)力。因此，校核

4、螺桿強度時，應(yīng)根據(jù)第四強度理論求出螺桿危險截面的計算應(yīng)力，強度校核公式為： （式4.13）式中: F-螺桿所受的軸向壓力，N；A-螺桿危險截面的面積；,；-螺桿螺紋段的抗扭截面系數(shù),；d1-為螺桿螺紋的小徑（mm）；-為螺桿材料的許用應(yīng)力（Mpa）； T-為螺桿所受轉(zhuǎn)矩（N.mm）；其中扭矩式中：為螺紋中徑處螺紋升角；為當量摩擦角。查手冊GBT699-1999.45鋼的，教材表5-13，如下表表 滑動螺旋副材料的許用應(yīng)力項目許用應(yīng)力/Mpa鋼制螺桿, 為材料的屈服極限/Mpa螺母材料許用彎曲應(yīng)力許用切應(yīng)力青銅40-6030-40耐磨鑄鐵50-6040鑄鐵45-5540鋼（1.0-1.2）0.6

5、注：靜載荷許用應(yīng)力取大值。安全系數(shù)3-5，取3。故有：所以得到強度校核滿足設(shè)計要求。4.1.5. 螺桿穩(wěn)定性校核 (1)計算柔度=螺桿一端固定，一端自由，長度系數(shù)=2；螺桿最大受力長度L由起重高度、螺母高H、鉸支頭高及螺桿軸向預(yù)留余量決定，其中。因此，螺桿的工作長度，螺桿危險截面慣性半徑i= 。 = 40 （式4.24）所以需要校核。(2)計算臨界載荷：查手冊表1-6，E取200GP。I=（式4.25）因此：FC=（式4.26）S=4 穩(wěn)定性滿足設(shè)計要求。4.2螺母的設(shè)計計算14.2.1 選取螺母材料 螺母選較軟的材料錫青銅由上表3.1選取材料為 ZCuSn10P-1。24.2.1 確定螺母高

6、度及螺紋工作圈數(shù)U螺母高： （式4.2）螺紋工作圈數(shù)z： （式4.3）考慮到退刀槽的影響，實際螺紋圈數(shù)=10.5（應(yīng)圓整）考慮到螺紋圈數(shù)越多載荷分布越不均勻，故u不宜取大，此次設(shè)計u取11。所以螺母的實際高度34.2.1 校核螺紋牙強度由上表查得青銅螺母螺紋牙許用彎曲應(yīng)力；許用剪切應(yīng)力；梯形螺紋螺紋牙根寬度mm；梯形螺紋螺紋牙工作高度。則：彎曲強度校核： 合格 （式4.5）剪切強度校核：，合格 （式4.6）式中：螺母螺紋大徑，mm.Z螺母螺紋工作圈數(shù)。44.2.1 螺母外部尺寸計算（1）計算確定D3螺母懸置部分受拉伸和扭轉(zhuǎn)聯(lián)合作用，為計算簡單，將F增大30%，按拉伸強度計算得：= （式4.10

7、）式中，為螺母材料的許用拉伸應(yīng)力，可取=0.83b，由上表取b=50Mpa，因此=0.83b=41.5Mpa。故 D3 （式4.11）取D3=32 mm（2）確定D5和a按經(jīng)驗公式D5=（1.31.4）D3及a=可求：D5=（1.31.4）32=41.6-44.8mm 取D1=44 mm （式4.12）a= （式4.13）（3）校核凸緣支承表面的擠壓強度，強度條件為：p=p （式4.14）滿足設(shè)計要求。（4） 校核凸緣根部彎曲強度：p= （式4.15）滿足設(shè)計要求。 （5）校核凸緣根部剪切強度，強度條件為：= （式4.16）式中，螺母材料的許用切應(yīng)力=35Mpa 故：= （式4.17）滿足設(shè)計

8、要求。 4.3手柄設(shè)計計算4.3.1 拖杯與手柄的結(jié)構(gòu)：確定手柄長度，則手柄上的工作轉(zhuǎn)矩為：T=FHLH=T1+T2= （式4.18）式中：T1、T2分別為螺紋副摩擦力矩及拖杯與接觸面摩擦力矩（Nmm）；fc拖杯與支承面的摩擦系數(shù)，fc=0.15；D0托杯底座與支承面接觸部分外徑（mm），由經(jīng)驗公式確定，取mm；d0 托杯底座與支承面接觸部分內(nèi)徑（mm），取d0=16mm,FH為手作用在手柄上的力（N）； LH手柄有效長度（mm）。如一人連續(xù)工作，手作用力通常取FH=150200N,取FH=200N；因此，200 LH= （式4.19）得：LH=228.62mm 取LH=230mm4.3.2

9、確定手柄直徑dk選手柄材料為45鋼，S=360MPa，許用彎曲應(yīng)力=140180 Mpa，取b=160 Mpa。手柄的彎曲強度條件為： b= （式4.20）因此，dK, 取dK=12mm （式4.21）4.4托杯的設(shè)計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，取材料為Q235。其結(jié)構(gòu)尺寸見圖。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(yīng)裝有擋板。當螺桿轉(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，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

10、強度。 式中：p許用壓強，應(yīng)取托杯與螺桿材料p的小者。Q235:p杯= 225MPa； 45鋼：p桿=570MPa 取p杯。D10=(2.42.5)d =2.4520=49mmD11=(0.60.8）d=0.720=14mmD13=(1.71.9)d=1.820=36mmD12=D13 - (24)=36-4=32mmh1=（1.51.8）d=1.8*20=36mm故 滿足設(shè)計要求托杯厚度=812mm，此處取=10mm；杯底厚度為 1.3=13mm；溝紋寬度1.5=10mm；溝紋深度為/2=5mm；托杯高度為1.8*d=1.8*20=36mm；為保證托杯可以轉(zhuǎn)動，螺桿頂端的墊片與托杯底部留有間

11、隙，間隙值為34mm，因承受力不大，故取值為3mm。4.5底座的設(shè)計底座材料常用鑄鐵HT150及HT200，選用HT150。鑄件的壁厚不應(yīng)小于812mm，取=15mm。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。底座結(jié)構(gòu)及尺寸如圖S=（1.52）=1.5*15=22.5mm D3=42mmD5= D3+2=42+2*15+4=72mmD6=D3=42mmD7=D6+2* =52+ =96mmD8=1.35D7=1.35*96=130mm4.6安裝要求螺母壓入底座上的孔內(nèi)，圓柱接觸面間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

12、。為了更可靠地防止螺母轉(zhuǎn)動，還應(yīng)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(guān)尺寸已得：內(nèi)螺紋小徑D1= 16mmD3= 1.5d =1.520=30mmD4= 1.4D3 =1.430=42mmH=44mm;；a=18mm第五章 螺旋千斤頂圖形的繪制要繪制螺旋千斤頂?shù)难b配圖，首先應(yīng)當選定繪圖比例和圖幅后布置視圖，先確定各視圖的位置，畫出主要軸線、中心線及基準線。然后開始畫底圖，按照“先主后次”的原則，沿裝配軸線按裝配關(guān)系依次畫出底座螺套螺旋桿絞杠頂墊等零件。底圖完成后，檢查加深圖線，還要進行尺寸標注，編注零件序號，填寫明細欄、標題欄等，完成全圖

13、。同時要了解千斤頂?shù)墓ぷ髟恚呵Ы镯斒抢寐菪齻鲃觼眄斉e重物的一種起重或頂壓工具，常用于汽車修理及機械安裝中。工作時，重物壓于頂墊之上，將手炳穿入螺旋桿上部的孔中，旋動手炳，螺旋桿在螺套中靠螺紋做上、下移動，從而頂起或放下重物。螺套鑲在底座里，用螺釘定位，磨損后便于更換。頂墊套在螺旋桿頂部，其球面形成傳遞承重之配合面，由螺釘鎖定，使頂墊相對螺旋桿旋轉(zhuǎn)而不脫落。圖4.1 螺旋千斤頂?shù)妮S測圖因此由螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟砜芍Ы镯數(shù)难b配主干線是螺旋桿，為了清楚的表達千斤頂?shù)膬?nèi)外部裝配結(jié)構(gòu)，則繪制了千斤頂?shù)娜室晥D。在主視圖上，千斤頂?shù)?個零件所處的位置及裝配關(guān)系、各零件的主要形狀均已表達清楚，只有螺

14、旋桿上與絞杠配合的孔沒有表達充分，故采用剖面圖AA表達清楚。所以螺旋千斤頂?shù)难b配圖如下：圖4.2 螺旋千斤頂?shù)难b配圖第六章 使用千斤頂?shù)淖⒁馐马?.無論哪種千斤頂都不準超負荷使用，以免發(fā)生人身或設(shè)備故障。2.千斤頂使用前，應(yīng)檢查各零件是否靈活可靠，有無損壞，油液是否干凈，油閥、活塞、皮碗是否完好。3.千斤頂工作時，要放在平整堅實的地面上，并要在其下面墊枕木、木板或鋼板來擴大受壓面積，防止塌陷。4.千斤頂安放位置要擺正，頂升時，用力要均勻；卸載時，要檢查重物是否支撐牢固。5.幾臺千斤頂同時作業(yè)時，要動作一致，保證同步頂升和降落。6.螺旋千斤頂和齒條千斤頂，在任何環(huán)境下都可使用。而液壓千斤頂在高溫

15、和低溫條件下不準使用。7.螺旋千斤頂和齒條千斤頂，應(yīng)在工作面上涂上防銹油，以前少磨損避免銹蝕。液壓千斤頂應(yīng)按說明書要求，定時清洗和加油。8.螺旋千斤頂和齒條千斤頂?shù)膬?nèi)部要保持清潔，防止泥砂、雜物混入，增加阻力，造成過度磨損，降低使用壽命。同時轉(zhuǎn)動不分要添加潤滑油進行潤滑。9.液壓千斤頂?shù)膬σ浩饕３譂崈?，如產(chǎn)生渣滓或液體混濁，都會使活塞頂升受到阻礙，致使頂桿伸出速度緩慢，甚至發(fā)生事故。10.液壓千斤頂不準作永久支承。如必須做長時間支撐時，應(yīng)在重物下面增加支承部件，以保證液壓千斤頂不受損壞。11.齒條千斤頂放松時，不得突然下降，以防止其內(nèi)部機構(gòu)受到?jīng)_擊而損壞，或使搖把跳動傷人。12.各種千斤頂要

16、定期進行維修保養(yǎng)。存放時，要將機體表面涂以防銹油，把頂升部分回落至最低位置，并放在庫房干燥處，妥善保管。第七章 設(shè)計總結(jié)這次的畢業(yè)設(shè)計是大學四年中的最后一個環(huán)節(jié)，是對四年的學習生活中所學知識的一個匯總和概括，使我們每個人都能了解自己學到了什么，理解多少，會運用多少，還有多少知識不了解，需要進一步加深理解。 在校期間，開設(shè)有機械制圖及AUTOCAD、機械設(shè)計、機械制造等課程，這些課程對我們搞好這次畢業(yè)設(shè)計有很大的幫助，綜合運用好這些課程，加之我們平時的知識積累和老師的極大幫助和指導(dǎo)，為這次畢業(yè)設(shè)計提供了非常有利的保障。即將畢業(yè)的我，在以后的工作中難免會遇到一些問題或麻煩，如機器損壞或零件老化等一

17、系列問題時，這時就要靠自己以前所學的知識和積累的經(jīng)驗去解決它。隨著科學技術(shù)的高度發(fā)達，一些質(zhì)量優(yōu)、性能好、效率高、能耗低、價格低廉的產(chǎn)品將開發(fā)出來并淘汰那些老的生產(chǎn)技術(shù)或設(shè)備。因此，我們應(yīng)該樹立良好的設(shè)計思想，重視對自己進行機械設(shè)計能力的培養(yǎng)；善于利用各種信息資源，擴展知識面和能力；培養(yǎng)嚴謹、科學、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)、艱苦奮斗的企業(yè)精神，加強環(huán)境保護意識，做到清潔生產(chǎn)和文明生產(chǎn)，以最大限度的獲得企業(yè)效益和社會效益所以，在以后的工作中，需要繼續(xù)學習和加深。在此我非常感謝閆海仙老師在設(shè)計過程中對我的指導(dǎo)和幫助，在此向閆老師致以誠摯的謝意！因水平有限，設(shè)計中必然有所許多不足之處，還望老師批評。致謝為期一個月

18、的畢業(yè)設(shè)計即將接近尾聲，在閆老師的親切指導(dǎo)和同學的幫助下，此次設(shè)計才得以完成，在此向所有給予我此次畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)和幫助的老師和同學表示最誠摯的感謝。首先，向本設(shè)計的指導(dǎo)老師閆海仙老師表示最誠摯的謝意。在自己緊張的工作中，仍然盡量抽出時間對我們進行指導(dǎo)，時刻關(guān)心我們的進展狀況，督促我們抓緊學習。閆老師給予的幫助貫穿于設(shè)計的全過程，從借閱參考資料到現(xiàn)場的實際操作，他都給予了指導(dǎo)，不僅使我學會書本中的知識，更學會了學習操作方法。也懂得了如何把握設(shè)計重點，如何合理安排時間和論文的編寫，同時在畢業(yè)設(shè)計過程中，他和我們在一起共同解決了設(shè)計中出現(xiàn)的各種問題。其次，要向給予此次畢業(yè)設(shè)計幫助的老師們，以及同學們以誠摯的謝意，在整個設(shè)計過程中，他們也給我很多幫助和無私的關(guān)懷，更重要的是為我們提供不少技術(shù)方面的資料，在此感謝他們，沒有這些資料就不是一個完整的論文。另外，也向給予我?guī)?/p>