畢業(yè)論文（設(shè)計）-手驅(qū)動螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計

1、華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題目:手驅(qū)動螺旋千斤頂學(xué)生姓名： xxx 學(xué)號:xxxxxxxxxxxxxxx學(xué)部（系）：機械與電氣工程學(xué)部專業(yè)年級：08級機械設(shè)計與制造指導(dǎo) 教師：xxxx職稱或?qū)W位:講師2011 年 5 月 5 口摘要iv關(guān)鍵詞ivabstractkey words概述viic=11.1螺旋傳動的類型和應(yīng)用11.2螺旋傳動的運動關(guān)系21.3滑動螺旋傳動的設(shè)計41.4滑動螺旋的結(jié)構(gòu)及材料42螺旋千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)和原理52. 1結(jié)構(gòu)52.2原理63螺桿的設(shè)計與計算63. 1螺桿螺紋類型的選擇63. 2選取螺桿材料63. 3確定螺桿直徑63.4校核螺桿自鎖能力73. 5螺桿結(jié)構(gòu)7

2、3. 6螺桿強度計算93. 7穩(wěn)定性計算104螺母的設(shè)計與計算114. 1選取螺母材料114.2螺母的基本參數(shù)114.3確定螺母高度h，及螺紋工作圈數(shù) 114. 3. 1求螺母高度h 114. 3.2螺紋工作圈數(shù)124.3.3螺母實際高度h' 124. 4校核螺紋牙強度124.5安裝要求134.6螺母的相關(guān)尺寸計算135托杯的設(shè)計與計算146手柄的設(shè)計與計算156. 1手柄材料156. 2手柄長度厶156.3手柄直徑dp 156. 4 手柄結(jié)構(gòu)167底座的設(shè)計168螺旋千斤頂?shù)男?17結(jié)束語18致謝20參考文獻20手驅(qū)動螺旋千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計與計算摘要機械設(shè)計在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著重要作

3、用，機械工業(yè)擔(dān)負著為國民經(jīng)濟部門提供 各種性能先進，價格低廉，使用安全可靠，造型美觀的技術(shù)裝備的任務(wù)，在國家現(xiàn)代 化建設(shè)中舉足輕重，機械產(chǎn)品的競爭力取決于產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)品的質(zhì)量取決于產(chǎn)品的 設(shè)計。千斤頂是一種起重高度小（小于lm）的最簡單的設(shè)備，主要用于礦、交通運輸部 門作為車輛修理及其它起重、支撐等工作。其結(jié)構(gòu)輕巧堅固、靈活可靠，一人即可攜 帶和操作。千斤頂是用剛性頂舉件作為工作裝置，通過頂部托座，底部托爪在小行程 內(nèi)頂升重物的輕小起重設(shè)備。本次設(shè)計既是產(chǎn)品開發(fā)周期中關(guān)鍵的壞節(jié)，有貫穿于產(chǎn)品開發(fā)過的始終，設(shè)計決 定了產(chǎn)品功能和目標的方案，結(jié)構(gòu)和選材，制造方法以及產(chǎn)品運行，使用和維修方 法。設(shè)

4、計不合理會導(dǎo)致產(chǎn)品不完善，成本提高或可靠性、安全性不高。產(chǎn)品設(shè)計上的 缺陷造成的先天不足，難以采取制造和使用措施加以彌補。嚴重的設(shè)計不合理甚至?xí)?造成產(chǎn)品設(shè)計不出來或不能使用，導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計失敗?，F(xiàn)代機械對產(chǎn)品的要求比對傳統(tǒng)機械高得多，因而在產(chǎn)品開發(fā)和改進過程中，只 有全面深入地運用現(xiàn)代設(shè)計理論，方法和技術(shù)才能滿足現(xiàn)代機械產(chǎn)品越來越苛刻的要 求，提高其市場競爭能力。關(guān)鍵詞：千斤頂；螺旋傳動；機械應(yīng)用；手驅(qū)動；起重機driveses structure design and computing of spiral jackabstractthe machine design develops in

5、 the national economy medium have already emphasized to play an important role. the machinery industry carries to provide various performances the forerunner, price moderate for sectors of national economy, use safety dependable, the technique of shape beauty equips of task. is prominent in the nati

6、onal modernization construction, the competition ability of machinery product is decided by the mass of product, the mass of product is decided by planning of products.the jack is 1 kind to rise heavy altitude small(be smaller than a 1 m) the most simple equipment.mainly used for ore, traffic segmen

7、t as the vehicle mends and other weigh and underpin etc. operate its structure is agile strong and vivid and dependable, one person can immediately take and operate. the jack is to raise piece with the rigid vertex is an operate device, give a mount through a coping, the bottom gives claw the vertex

8、 kick weigh a lightly small of thing heavy equipment in the small stroke.this design since is the link of key in the product development cycle, have already been pierced through to product development super - to call always, the design comes to a decision product function and the scheme of object, s

9、tructure with choose a material, make the run - time, use and maintenance repairs method of method and product.the design is unsuited to realize to cause product imperfection(of a crystalline solid) , cost exaltation or reliability, stability anti higher -.the inborn that the bug of design of produc

10、ts results in isn't enough, the measure and being hard to adopt production and using takes into to make up.the serious design absurdity even will result in the design of products doesn't come out or the incapability use and cause design of products' failing.the request anti of modern mac

11、hinery product is not higher than traditional machinery, as a result in work in process tapping and betterment process, only go deep into an usage modern design theory completely, then method and technique can satisfy a modern machinery product more and more hard request,improve competitive power in

12、 its market.key words: jack;spiral drive; the mechanical applieds;drives;crane概述(1) 起重機的概述起重機械是一種以間歇方式作業(yè)方式對物料進行起升，下降和水平移動的搬運機 械。起重機械的作業(yè)通常帶冇重復(fù)循環(huán)的性質(zhì)。一個完整的作業(yè)循環(huán)一般包括取物、 起升、平移、下降、卸載，然后返回原處等環(huán)節(jié)。經(jīng)常啟動、制動、正向和反向運動 是起重機械的基本特點。起重機械廣泛應(yīng)用于交通運輸業(yè)、建筑業(yè)、商業(yè)和農(nóng)業(yè)等國名經(jīng)濟部門及人們口 常生活中。它曲運動機械、承載機構(gòu)、動力源和控制設(shè)備以及安全裝備、型號指示裝 備等組成。起重機的驅(qū)動多為

13、電力，也可以用內(nèi)燃機，人力驅(qū)動只用于輕小型起重設(shè) 備或特殊需要的場合。起重機械按結(jié)構(gòu)特征和使用場合分為：輕小型起重設(shè)備、橋架型起重機、纜索型 起重機、臂架型起重機、堆垛起重機、升降機械。(2) 千斤頂?shù)母攀鰐斤頂屬于起重機械的一種。它是一種起重高度小(小于lm)的最簡單的起重設(shè) 備。它有機械式和液壓式兩種。機械式t斤頂又分為齒條式和螺旋式。曲于起重量 小，操作費力，一般只用于機械維修作業(yè)，在修橋過程中不適用。液壓式千斤頂結(jié)構(gòu) 緊湊，工作平穩(wěn)，有自鎖作用，故使用廣泛。其缺點是起重高度有限，起升速度慢。液壓千斤頂分為通用和專用兩類。專用液壓千斤頂使用專用的張拉機具，在制作預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時，對預(yù)應(yīng)

14、力鋼 筋施加張力。專用液壓t斤頂多為雙作用式。常用的有穿心式和錐錨式兩種。穿心式t斤頂適用于張拉鋼筋束或鋼絲束，它主要曲張拉缸、頂壓缸、頂壓活塞 及彈簧等部分組成。它的特點是：沿拉伸機軸心有一穿心孔道，鋼筋(或鋼絲)穿入后 出尾部的工具錨固。千斤頂主要用于廠礦、交通運輸?shù)炔块T作為車輛修理及其它起重、支撐等工作。 其結(jié)構(gòu)輕巧堅固、靈活可靠，一人即可攜帶和操作。千斤頂是用剛性頂舉件作為工作 裝置，通過頂部托座或底部托爪在小行程內(nèi)頂升重物的輕小起重設(shè)備。t斤頂按工作 原理分為：(1) 螺旋千斤頂：采用螺桿或由螺桿推動的升降套筒作為剛性頂舉件的千斤頂。(2) 齒條千斤頂：采用齒條作為剛性頂舉件的千斤頂

15、。(3) 油壓千斤頂：采用柱塞或液壓缸作為剛性頂舉件的千斤頂。千斤頂己實施出口產(chǎn)品質(zhì)量許可制度,未取得質(zhì)量許可證的產(chǎn)品不準出口。1螺旋傳動的設(shè)計與計算1.1螺旋傳動的類型和應(yīng)用螺旋傳動是利用螺桿（絲杠）和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的。它主要用 于將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，同時傳遞運動和動力。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)動均勻、 準確、平穩(wěn)、易于自鎖等優(yōu)點，在工業(yè)中獲得了廣泛應(yīng)用。按照用途不同，螺旋傳動分為傳力螺旋、傳導(dǎo)螺旋和調(diào)整螺旋三種類型。傳力螺 旋以傳遞動力為主，要求以較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力，一般為間歇性工作，工 作速度較低，通常要求具有自鎖能力，圖1-1的螺旋t斤頂及圖1-2的螺旋壓力機

16、均為傳力螺旋。傳導(dǎo)螺旋以傳遞運動為主，這類螺旋常在較長的時間內(nèi)連續(xù)工作且工作 速度較高，傳動精度要求較高，如圖1-3所示的機床進給機構(gòu)的螺旋。調(diào)整螺旋用于 調(diào)整并固定零件間的相對位置，一般在空載下工作，要求能自鎖，如帶傳動張緊裝 置、機床卡盤、軋鋼機軋滾下壓螺旋等。圖1-1螺旋千斤頂圖1-2傳導(dǎo)螺旋按照螺旋副摩擦性質(zhì)的不同，螺旋傳動又可分為滑動摩擦螺旋傳動（簡稱滑動螺 旋）、滾動摩擦螺旋傳動（簡稱滾動螺旋）和靜壓滑動螺旋傳動（簡稱靜壓螺旋）。滑動螺旋傳動應(yīng)用較廣，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低；易于實現(xiàn)自 鎖；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。缺點在于當(dāng)?shù)退倩蜻M行運動微調(diào)時可能出現(xiàn)爬行現(xiàn)象；摩擦阻力大， 傳動效率

17、低（一般為30%50%）；螺紋間冇側(cè)向間隙，反向時冇空行程；磨損較大。廣 泛應(yīng)用于機床的進給、分度、定位等機構(gòu)，如壓力機、千斤頂?shù)膫髁β菪?。滾動螺旋也稱滾珠絲杠，其特點是摩擦阻力小，傳動效率高（90%以上）；運轉(zhuǎn)平 穩(wěn)，低速吋不爬行，啟動時無抖動；螺旋副經(jīng)調(diào)整和預(yù)緊口j實現(xiàn)高精度定位精度和重 復(fù)定位精度；傳動具有町逆性，如果運用于禁止逆轉(zhuǎn)的場合，需要加設(shè)防逆轉(zhuǎn)機構(gòu)； 不易摩擦，使用壽命長。缺點為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難；抗沖擊能力差。應(yīng)用于精密和 數(shù)控機床、測試機械、儀器的傳動和調(diào)整螺旋，車輛、飛機上的傳動螺旋。滾動螺旋傳動特點：傳動效率高，傳動精度高，起動阻力矩小，傳動靈活平穩(wěn)， 工作壽命長。滾

18、動螺旋傳動應(yīng)用于機床、汽車、拖拉機、航空軍工等制造業(yè)。12螺旋傳動的運動關(guān)系在螺旋傳動中，結(jié)構(gòu)最簡單應(yīng)用最廣泛的是滑動螺旋，本節(jié)主要介紹這種螺旋傳動的設(shè)計?；瑒勇菪惫ぷ鲿r，主要承受轉(zhuǎn)矩和軸向拉力(或壓力)的作用，出于螺桿和螺 母的旋合螺紋間存在著較大的相對滑動，因此，其主要失效形式是螺紋牙破損?；瑒?螺旋的基本尺寸通常根據(jù)耐磨條件確定。對于傳力螺旋還應(yīng)校核螺桿危險截面的強 度；對于青銅或鑄鐵螺母以及承受重載的調(diào)整螺旋應(yīng)校核其自鎖性；對于精度傳動螺 旋應(yīng)該校核螺桿的剛度；對于受壓螺桿，當(dāng)其長徑比很大時，應(yīng)校核其穩(wěn)定性；對于 高速長螺桿，應(yīng)校核其臨界轉(zhuǎn)速；要求自鎖時，多采用單線螺紋，要求高效時，

19、多采 用多線螺紋。(1) 一般螺旋機構(gòu)一般螺旋機構(gòu)當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)屮角(rad)時，螺母軸向移動的位移l (mm)為2s屮/2兀式1-1式中，s為螺旋線導(dǎo)程(mm)。如螺桿的轉(zhuǎn)速為n ( r / m i n ),則螺母移動速度v ( mm / s為v = s n / 6 0式 1-2(2) 差動螺旋機構(gòu)與復(fù)式螺旋機構(gòu)圖1-3差動螺旋機構(gòu)圖1-3中的螺旋機構(gòu)中，螺桿1上冇a、b兩段螺旋，a段螺旋導(dǎo)程為s, (mm), b段螺旋導(dǎo)程為sb (mm),兩者旋向相同，則當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)屮角(rad)時，螺母軸向移動的位移l (mm)為式1-3l二(sasb)屮/2 兀如螺桿的轉(zhuǎn)速為n （ r / m i n ）,則螺

20、母移動速度v （ mm / s 為if （sa-sb）n / 6 0式 1-4出式（1-4）可知：當(dāng)a、b兩螺旋的導(dǎo)程sa、sb接近吋，螺母可得到微小位移，這 種螺旋機構(gòu)稱為差動螺旋機構(gòu)（又稱微動螺旋 機構(gòu)），常用于分度機構(gòu)、測微機構(gòu) 等。如兩螺旋的旋向相反，螺母軸向移動的位移l為l= （sa-sb）屮/2 兀式 1一5移動速度為v = （sa-sb） n / 6 0式 1-6這種螺旋機構(gòu)稱為復(fù)式螺旋機構(gòu)，適合于快速靠近或離開的場合。13滑動螺旋傳動的設(shè)計滑動螺旋傳動工作吋，螺桿和螺母主要承受轉(zhuǎn)矩和軸向載荷（拉力或壓力）的作 用，同時在螺桿和螺母的旋合螺紋間冇較人的相對滑動?；瑒勇菪齻鲃拥闹饕?/p>

21、失效形 式是螺紋磨損。i大i此，通常根據(jù)螺旋副的耐磨性條件，計算螺桿中徑及螺母高度，并 參照螺紋標準確定螺旋的主要參數(shù)和尺寸，然后對可能發(fā)生的其他失效逐一進行校 核。14滑動螺旋的結(jié)構(gòu)及材料（1）滑動螺旋的結(jié)構(gòu)滑動螺旋的結(jié)構(gòu)包括螺桿、螺母的結(jié)構(gòu)形式及其固定和支承結(jié)構(gòu)形式。螺旋傳動 的工作剛度與精度等和支承結(jié)構(gòu)冇直接關(guān)系，當(dāng)螺桿短而粗11垂直布置時，如起重及 加壓裝置的傳力螺旋，可以采用螺母本身作為支承的結(jié)構(gòu)。當(dāng)螺桿細長且水平布置 時，如機床的傳導(dǎo)螺旋（絲杠）等，應(yīng)在螺桿兩端或中間附加支承，以提高螺桿工作 剛度。螺母結(jié)構(gòu)有整體螺母、組合螺母和剖分螺母等形式。整體螺母結(jié)構(gòu)簡單，但由磨 損而產(chǎn)生的軸

22、向間隙不能補償，只適合在精度要求較低的場合中使用。對于經(jīng)常雙向 傳動的傳導(dǎo)螺旋，為了消除軸向間隙并補償旋合螺紋的磨損，通常采用組合螺母或剖 分螺母結(jié)構(gòu)。傳動用螺桿的螺紋一般采用右旋結(jié)構(gòu)，只有在特殊情況下采用左旋螺紋。（2）螺桿與螺母常用材料螺桿和螺母材料應(yīng)具有較高的耐磨性、足夠的強度和良好的工藝性。螺桿與螺母 常用材料見表1-1。表1-1螺桿與螺母常用材料螺紋副m應(yīng)用場合螺桿q235 q275 45 50輕載、低速傳動。材 料不熱處理40gr 65mn 20grmnti重載、較高速。材料 需經(jīng)熱處理，以提高 耐磨性9mn2v grwmn38grmoal精密傳導(dǎo)螺旋傳動。 材料需經(jīng)熱處理螺母zc

23、usnloplzcusn5pb5zn5一般傳動zcual10fe3zcuzn25al6fe3mn重載、低速傳動。尺 寸較小或輕載高速傳 動，螺母可采用鋼或 鑄鐵制造，內(nèi)空澆鑄 巴士合金或青銅2螺旋千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)和原理2.1結(jié)構(gòu)螺旋千斤頂由底座、螺桿、螺母、托杯、手柄等零件所組成，如圖2-1。螺桿在固 定螺母中旋轉(zhuǎn)并上升或下降，把托杯上的重物舉起或放下。螺桿7和螺母6是它的主 要零件。螺母6用緊定螺釘5固定在底座8上。轉(zhuǎn)動手柄4時，螺桿即轉(zhuǎn)動并上下運 動。托杯1直接頂住重物，不隨螺桿轉(zhuǎn)動。安全板3防止托杯脫落，安全板9防止螺 桿出螺母中全部脫出。對這一裝置的主要要求是:保證各零件有足夠的強度、耐磨

24、性、 能自鎖、穩(wěn)定性合格等。圖2-1手驅(qū)動螺旋千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖2.2原理t斤頂是利用螺旋傳動來頂舉重物，是汽車修理和機械安裝常用的一種起重或頂 壓工具，但頂舉的高度不能太高。工作中，手柄穿在螺旋桿頂部的孔中，旋動手柄， 螺旋桿在螺套中靠螺紋上、下移動，頂墊上的重物隨著螺桿的上升而頂起。螺套鑲在 底座里，用螺釘定位，磨損后便于更換修配，在螺桿的球面型頂部，套一個托杯，靠 螺釘和螺旋桿聯(lián)接而不固定，使托杯相對螺桿滑動而不掉落。3螺桿的設(shè)計與計算3.1螺桿螺紋類型的選擇螺紋有三角形、矩形、梯形、鋸齒形，常用的是梯形螺紋。梯形螺紋牙型是等腰梯形，牙型角a =30° ,梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐

25、面貼近不 易松動，能夠起到傳動作用。故選梯形螺紋，它的基本型號按gb/t5796. 1-2005的規(guī) 定。3.2選取螺桿材料螺桿材料常用q235、q275、40鋼、45鋼、55鋼等。螺桿承受重載，可初選螺桿 的材料為45鋼。最后根據(jù)強度條件來驗證確定最終材料。曲手冊查得 抗拉強度錯誤！未找到引用源。，用服強度錯誤！未找到引用源。3.3確定螺桿直徑根據(jù)耐濟性條件確定螺桿屮徑d2,氏計算出來z后，按標準選取相應(yīng)的公稱直徑 d、螺距p及其他尺寸。式3-1式中，d2為螺桿螺紋中徑；f為作用在螺桿上的軸向力；錯誤！未找到引用源。為許用比壓（mpa），查機械手冊，螺旋千斤頂工作時為 低速轉(zhuǎn)動，許用比壓錯誤

26、！未找到引用源。范圍為錯誤！未找到引用源。，取錯誤！未 找到引用源。；h為螺紋接觸高度（mm）,對于梯形螺紋,h=0. 5p；錯誤！未找到引用源。為系數(shù)，定義錯誤！未找到引用源。，對于整體螺紋， 范圍為錯誤！未找到引用源。，可以取錯誤！未找到引用源。；錯誤！未找到引用源。mm式3-2錯誤！未找到引用源。20. 34mm查機械手冊，公稱直徑優(yōu)先選用第一系列，取d二24mm, d】二20. 8mm, d?二22. 5mm,故 p=d1/4=5. 2mm,取整數(shù) 5mm3.4校核螺桿自鎖能力自鎖條件是錯誤！未找到引用源。w錯誤！未找到引用源。式中：錯誤！未找 到引用源。為螺紋中徑處升角；錯誤！未找到

27、引用源。為當(dāng)量摩擦角（錯誤！未找 到引用源。二吐ctem錯誤！未找到引用源。，為保證自鎖，螺紋中徑處升角至少要 比當(dāng)量摩擦角小1。）查機械設(shè)計手冊，卩取0.09。由錯誤！未找到引用源。式33錯誤！未找到引用源。（錯誤！未找到引用源。）得，錯誤！未找到引用源。錯誤！未找到引用源。v5. 32° -4. 05° =1.27° 21。故錯誤！未找到引用源。w錯誤！未找到引用源。，滿足自鎖條件。3.5螺桿結(jié)構(gòu)如下圖3-1和3-2：u5j圖3-1螺桿在千斤頂中的二維視圖螺桿上端用于支承托杯10并在其中插裝手柄7,因此需要加大直徑。手柄孔徑ck 的大小根據(jù)手柄直徑山?jīng)Q定，dk

28、dp十0.5mmo為了便于切制螺紋，螺紋上端應(yīng)設(shè)有退 刀槽。退刀槽的直徑山應(yīng)比螺桿小徑山約小0. 2錯誤！未找到引用源。0. 5mmo退刀槽 的寬度可取為l5p。為了便于螺桿旋入螺母，螺桿下端應(yīng)有倒角或制成稍小于山的圓 柱體。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扌當(dāng)圈（gb/t891- 1986）,擋圈用緊定螺釘（gb/t68-2000）固定在螺桿端部。其中：1.5p=7. 5mmd13=（1.7 錯誤！未找到引用源。1. 9）d=l. 8x24=43. 2mm取錯誤！未找到引用源。二50nm）（1.4錯誤！未找到引用源。1.6）d=1.5錯誤！未找到引用源。24=36mmh

29、】+h 二160+40二200mm0. 25d二6mmd>3- (1.7-l9)d0.25d(m6t0)圖3-2螺桿的結(jié)構(gòu)3.6螺桿強度計算螺桿工作時既受軸向力f,又受轉(zhuǎn)矩t的作用，螺桿危險剖面上既受壓縮應(yīng)力，又受剪切應(yīng)力。根據(jù)第四強度理論進行，其強度條件為錯誤！未找到引用源。二錯誤！未找到引用源。二錯誤！未找到引用源。w 錯誤！未找到引用源。(mpa)式3-5式中，山為螺桿的螺紋小徑(mm)錯誤！未找到引用源。為螺桿材料的許用應(yīng)力，一般可以取錯誤！未找到引用源。二5080mpao其中扭矩，t二fum(錯誤！未找到引用源。+錯誤！未找到引用源。).錯誤！未找到引用 源。=20x 103x

30、tan (4. 05° +5.30° )x 錯誤！未找到引用源。x10'3=36n. ma為危險截而而積，a二錯誤！未找到引用源。式36錯誤！未找到引用源。為螺紋中徑處升角；錯誤！未找到引用源。為當(dāng)量摩擦角故，錯誤！未找到引用源。=56. 8mpaw a =88. 8mpa查機械手冊，45號鋼，屈服強度錯誤！未找到引用源。錯誤！未找到引用源。錯誤！未找到引用源。56.8w88.75,即錯誤！未找到引用源。錯誤！未找到引用源。 故，螺桿強度條件滿足。3.7穩(wěn)定性計算細長的螺桿工作時受到較大的軸向壓力可能失穩(wěn)，為此應(yīng)按穩(wěn)定性條件驗算螺桿 的穩(wěn)定性。凡 / f n 3.

31、5 5式 3-7螺桿的臨界載荷凡與柔度入$有關(guān)，5 ui, “為螺桿的長度系數(shù)，與螺桿的 端部結(jié)構(gòu)有關(guān)，厶為舉起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取厶= 護4p+ (1. 4 16) d, y為螺桿危險截面的慣性半徑,若危險截面面積a=7td12/4,則旦4(/為螺桿危險截而的軸慣性矩)式3-8當(dāng)螺桿的柔度入s<40時，可以不必進行穩(wěn)定性校核。計算時應(yīng)注意正確。(1) 計算螺桿危險截面的軸慣性矩/和i忒 _34x(20.8xl0-叮 "6464二錯誤！未找到引用源。_ 7 _心 _20.8x1q-3=4二錯誤！未找到引用源。(2) 求起重物后托杯底面到螺母中部的高度ll=h

32、+4p+(1.41.6)d= 160+4x5+36= 216mm（3）計算柔度查教林 錯誤！未找到引用源。取2（端固定，一端自曲） 查教材公式，e取206gpa和i/=2x216xl（t35.25 x 103二82. 29計算臨界載荷氐和穩(wěn)定性。（1）計算臨界載荷凡fe1 _34 2x206x109x1.02x107'（0厶）2（2x222x10*=106. 6kn（2）穩(wěn)定性計算 fcr _ 106.6 xlo3t 20xl03=5. 33>s穩(wěn)定性合格。4螺母的設(shè)計與計算4.1選取螺母材料螺母材料一般選用青銅，如果螺母尺寸較大，可以選用鋼或鑄鐵制造，其內(nèi)孔澆 注青銅或巴氏合金

33、。此次設(shè)計選用青銅。4.2螺母的基本參數(shù)查機械設(shè)計手冊，di=23nim, 口二2& 5mm4.3確定螺母高度h'及螺紋工作圈數(shù)u'螺母高度iiy，螺紋工作圈數(shù)u丄,考慮退刀槽的影響，實際螺紋圈數(shù)二pu+1.5（應(yīng)取整）?？紤]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(yīng)改選螺母材料或加大d。螺母高度曲下式計算：h# fp。4.3.1求螺母高度hii = 0d2= 1.4x22. 5 x10_3=31. 5mm4.3.2螺紋工作圈數(shù)u'u =二6. 3p 5u'二 u+1. 5=6. 3+1.5=7.8f應(yīng)圓整，f取84.3.3螺母實際高度

34、h，ii'二 u'p=8 x 5=40mm4.4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，一般是驗算牙根處 的剪切和彎曲強度。螺紋牙的剪切強度和彎曲強度條件分別為：錯誤！未找到引用源。式4-1式4-2式中，b為螺紋根部的寬度，b二065p （梯形螺紋），1二錯誤!未找到引用源。=（28. 5-22.5）錯誤！未找到引用源。mm 卜取 3040mpa, o訂取 4060mpa故，錯誤！未找到引用源。二錯誤！未找到引用源。式4-320x10"34 x 28.5 xl0_3x 0.65 x5xl0_3x8=10. 6mpa3fi _ 3fx3兀db

35、,曲(0.65p)l二3x20x1()3x3x1034x28.5x 1 ()7 x(0.65x5xl(r3)2 x8=29. 08mpa口 j見，螺母螺紋牙強度合格。4.5安裝要求螺母壓入底座上的孔內(nèi)，圓柱接觸面問的配合常采用生或生等配合。為了安裝f7 心簡便，需在螺母下端（圖4-1）和底座孔上端（圖7-1）做出倒角。為了更可靠地防止 螺母轉(zhuǎn)動，還應(yīng)裝置緊定螺釘（圖2-1）,緊定螺釘直徑常根據(jù)舉重量選取，一般為 612mm。4.6螺母的相關(guān)尺寸計算如圖4-1：查手冊d二28 5mm內(nèi)螺紋小徑d】二23mmd3= （1618）d=1. 7x28. 5=48. 45mm取錯誤！未找到引用源。二48

36、d,= （1314）d,=1.3x48=62. 4mm取錯誤！未找到引用源。if =45mma二h' /3二45/3二15mmdd3-(1.6h.8)dd*(13t4)d. a=h73圖4-1螺母的剖視圖5托杯的設(shè)計與計算托杯用來承載重物，可用鑄鋼鑄成，也可用q235鋼模鍛制成，其結(jié)構(gòu)尺寸見圖5- 1。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(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，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

37、壓力強度。錯誤！未找到引用源。式5-1式中：門許用壓強，應(yīng)取托杯與螺桿材料門的小者。口。二（2. 42. 5）d=2. 45x24=58. 8mm 取 60mm%二（0.60.7） d=0. 65x24=15. 6mm 取 16mm%二（1 廠 1 9） d二 1 8 x 24=43. 2；取 46mmd滬錯誤！未找到引用源。（24）二44mm故療(序2_0和4w “( /? >23mpa)式 5-2_20x1一 3.14(0.04420.0162)4=15.17mpa<pp(8t0一)21dio- (2425)d0i2 = di3-(2-4)nudu = (0.6-0.7)d(0

38、.1-0.2)ddud12d13圖5-1托杯的結(jié)構(gòu)6手柄的設(shè)計與計算6.1手柄材料常用的手柄材料有q235和q215。本次設(shè)計選取q235號鋼。6.2手柄長度zp式6-1扳動手柄的力矩:k厶二”則 £ =式 6-2p k式中：k-加在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100150not、螺旋副間的摩擦阻力矩，錯誤！未找到引用源。式6-379 5=20x 103tan(4.05° +5. 30° ) xxlo-32=36n. m托杯與軸端支承面的摩擦力矩，譏二(d12+dn) f f/. if 查手冊取 0. 0®二(

39、44+16) x0. 06x20/4=18n.m貝 lj l =人+彳=36 + 18 =() 2?m 取 o.3mp k 200手柄計算長度厶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(yīng)加上皿+ (50150) mmo手柄實際長度不應(yīng)超過千斤頂， 2使用吋口j在手柄上另加套管。、so因此，手柄實際長度lp , = lp + - +55=380mm乙6.3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d”其強度條件為klcfh =y w crl式 6-4 1 d _kl。帀0珂200x0.380.1xl20xl06=18. 5mm取22mm式中:dp

40、手柄材料許用彎曲應(yīng)力,當(dāng)手柄材料為q215和q235時，b尸120mp“。6.4手柄結(jié)構(gòu)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(yīng)加上擋環(huán),并用螺釘或釧合固定。相關(guān)尺寸如圖6-1 ：|錯誤！未找到引用源。7mmdp+ (68) =dp+8=30mm dp i圖6-1 丁柄的結(jié)構(gòu)不意圖7底座的設(shè)計底座材料常用鑄鐵（ht150及ht200）,鑄件的壁厚8不應(yīng)小于812mm,取 12mmo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1 ： 10的斜度。底座結(jié)構(gòu)及尺寸如圖7-1,h二h+ （1428） mm =160+25=185mm錯誤！未找到引用源。f二45-15二30

41、mmd二d+l（查手冊）二24+1 二25mmd6=d3+ （510） mm 二44+6二50mm=86mm式7-1ux20xlq3v 3.14x2+ 862 二 141. 9mm；取 144mm。式中:wp底座下枕墊物的許用擠壓應(yīng)力。對于木材, 錯誤！未指定書簽。圖7-1底座的結(jié)構(gòu)8螺旋千斤頂?shù)男蔲p2卅-u 26.54%20xl03x5xlq-32x3.14x200x0.3式中：分子上p為螺距，分母上p'為人手作用力。結(jié)束語這次畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)三年生活中的最后一個壞節(jié)，是對三年的學(xué)習(xí)生活所學(xué)到的 理論知識和實際運用能力的一個概括和匯總，同時也是對我們?nèi)甑拇髮W(xué)生活的一個 重要的考核。通過這樣的方式讓我們更好地理解理論知識，并把它們應(yīng)用到現(xiàn)實生活 當(dāng)中，為生活服務(wù)，與此同時也讓我們了解到自己的不足，為以后的工作打好鋪墊。在校期間，我們學(xué)到的課程如機械設(shè)計、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、工程材 料、機械原理、機械制圖等，對于我們的畢業(yè)設(shè)計起到了重要的作用，為 我們提供了有力的理論基礎(chǔ)，這樣才會使得設(shè)計過程有章法可循。另外自c的思考和 老師的輔導(dǎo)也對本次畢業(yè)設(shè)計起到了很大的作用。在以后的工作過