螺旋千斤頂設計說明書

1、標準文檔螺旋千斤頂設計計算說明書院系工程技術學院專業(yè)年級機械設計制造及其自動化設計者指導教師成績2022年12月6日實用文案1螺旋千斤頂設計任務書32作業(yè)目的43螺旋千斤頂的設計43.1螺桿的設計與計算53.2螺母設計與計算83.3托杯的設計與計算103.4手柄設計與計算103.5底座設計11、螺旋千斤頂設計任務書學生姓名專業(yè)年級2022級機械設計制造及其自動化設計題目：設計螺旋千斤頂設計條件：1、最大起重量F=30kN;2、最大升距H=170mm.設計工作量：1、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;2、編寫設計計算說明書一份.指導教師簽名：年月日、螺旋千斤頂的設計千斤頂

2、一月由底座1,螺桿4、螺母5、托杯10,手柄7等零件所組成見圖11.螺桿在固定螺母中旋轉,并上下升降,把托杯上的重物舉起或放落.設計時某些零件的主要尺寸是通過理論計算確定的,其它結構尺寸那么是根據經驗公式或制造工藝決定的,必要時才進行強度驗算.設計的原始數據是：最大起重量F=30kN和最大提升高度H=170mm.螺旋千斤頂的設計步驟如下：一底座A 檔杯3 3 一螺 fjfj4 4 一蟒桿螺母6 6 一紫定理打7 7 一手柄8 8 一擋壞9 9-螺 QIQIQ托桿10F12I因IT1212 一排圈1. .螺桿的設計與計算1.11.1螺桿螺紋類型的選擇螺紋有矩形、梯形與鋸齒形,常用的是梯形螺紋.梯

3、形螺紋牙型為等腰梯形,牙形角a=300,梯形螺紋的內外螺紋以錐面貼緊不易松動,工藝性好,牙根強度高,對中性好,所以選擇梯形螺紋,根本牙形按GB/T5796.12022的規(guī)定.1.21.2選取螺桿材料螺桿材料選擇45號鋼,查表可知6=355MPa、g600MPa.1.31.3確定螺桿直徑由耐磨性條件確定螺桿中徑d2.因選用梯形螺紋且螺母兼作支承,取中=3.0.查表可知,滑動螺旋副鋼一青銅的許用壓力p=15MPa代入數據,得d2-0.8,3300(1(5=20.7mm根據螺桿中徑 d d2=20.7mm20.7mm,根據GB/T5796.2-2022標準,選取螺桿的公稱直徑d=28mm,螺距t=5

4、mm,線數n=1,螺旋副的摩擦系數f=0.09,螺旋角P=一.2 121. .4自鎖驗算自鎖條件是中式中：中為螺紋中徑處開角；Pv為當量摩擦角(當量摩擦角計算及說明該螺紋為梯形螺紋,那么可知d2_0.8P計算得：d d2= =20.7mm20.7mm查表得：d=28mmt=5mmn=1f=0.09計算及說明Pv=arctanPv,為保證自鎖,螺紋中徑處開角至少要比當量摩擦角小1,np=arctan=arctan(1x5)=315183.1428Fv=arctanfcos-=arctan0.09=51923JIcos12:=31518Pv=51923：vF1.滿足自鎖條件1.5結構(見圖12)螺

5、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dk的大小根據手柄直徑dp決定,dkdp十0.5mm為了便于切制螺紋,螺紋上端應設有退刀槽.退刀槽的直徑d4應比螺桿小徑di約小D114=0.20.5mm.退刀槽的寬度可取為1.5t.為了便于螺桿旋入螺母,螺桿下端應有倒角或制成稍小于di的圓柱體.為了預防工作時螺桿從螺母中脫出,在螺桿下端必須安置鋼制擋圈(GB/T891-1986),擋圈用緊定螺釘(GB/T68-2000)固定在螺桿端部.1.6螺桿強度計算對受力較大的螺桿應根據第四強度理論校核螺桿的強度.強度計一do算方法參閱教材公式(5.28),其中扭矩T=Ftan卜+也卜

6、?.式中： 中為螺紋中徑處開角,心為當量摩擦角.計算及說明代入數值得：;v=51923T=Ftan(1-：v)：0.0255二T330000tan(3151851923)?=57.70Nm根據第四強度理論校核螺桿的強度：4L24M57.7、_=(30000)+3I=75.49MPa3.14父22.5222.5)由表5-13取平安系數S=4,那么許用應力S=88MPa=；;ca=75.49MPa:二L7S該螺桿滿足強度要求1.7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),為此應按穩(wěn)定性條件驗算螺桿的穩(wěn)定性.Fcr/F=2.54螺桿的臨界載荷Fcr與柔度入s有關,入s=N|/i口一螺桿的

7、長度系數,與螺桿的端部結構有關L一舉起重物后托杯底面到螺母中部的高度,可近似取l=H+5t+(1.41.6)dI螺桿危險截面的慣性半徑當螺桿的柔度入s10t5螺紋圈數需要調整.螺桿的耐磨性已相當富裕,因此可以通過適當降低螺母高度來調l=237mmFcr=272.6kN螺桿材料為45鋼,d=28mm,d2=25.5mm,d3=22.5mm,t=5mm,n=1螺母材料為ZCuAl10Fe3u=10,H=50mm8計算及說明整,應選u=10,H=50mm2.32.3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.螺母螺紋牙危險截面的剪切應力：.=6.12MPa圖17根據教材表5-

8、13,對于青銅螺母H=3040MPa,這里取T=30MPa,根據教材式5-48得螺紋牙危險截面的剪切應力為?兩足要求.一.H八2.42.4螺母壓入底座上的孔內,圓柱接觸面間的配合常米用一8或7位等配合.為了安裝簡便,需在螺母下端圖13和底座孔上端緊定螺釘:n7M5M16圖17做出倒角.為了更可靠地預防螺母轉動,還應裝置緊定螺釘圖11.選取緊定螺釘規(guī)格：螺釘GB/T71M5M16F二Dbu300003.14280.65510=10.50MPa：二圖 I I4 4的其它尺寸見圖13.必要時還應對螺母外徑,珅行驗算(2.5)dDIN=Dil(2+4)叫nD】L06O.7)d3 . .托杯的設計與計算

9、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預防與重物之間出現(xiàn)相對滑動,在托杯上外表制有切口的溝紋.為了預防托杯從螺桿端部脫落,在螺桿上端應裝有擋板.F F壓力強度校核公式：P P= =- -m m2/y/y( (D D12-D D11) )4 4式中,D12=D133=1.8d-3=1.828-3=47.4mmDn=0.7d=0.728=19.6mmDn=0.7d=0.728=19.6mm代入數值得,p=20.52MPa選托杯材料：HT150由經驗公式得,p=(0.40.5)-b=(0.40.5)145=(5872.5)MPapp1托

10、杯滿足要求4 . .手柄設計與計算4.14.1手柄材料手柄材料選用Q235鋼4.24.2手柄長度LPTIT T2板動手柄的力矩：KLp=T1+T2,那么Lp=-K K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,此題中選K=200NTI螺旋副間的摩擦阻力矩一deT=Ftan(、)啜=57.70N計算及說明D10=70mmD11=19.6mmD12=47.4mmD13=50.4mmp=20.52MPa10計算及說明T2托杯與軸端支承面的摩擦力矩T2=D12D11fF/4=47,419.60,0930000/4=45.225Nm考慮螺桿頭部尺寸及

11、工人握手距離,手柄實際長度還應加上D13D13-+50150mm,取工+80mm=105.2mm綜上可得,手柄長度,T1T2D13.57.7045.225LP801000105.2:620mmK2200由于手柄長度不能超過千斤頂,因此可以減小手柄的尺寸.取Lp=280mm,使用時可在手柄上另加套管.4.34.3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：=/MOF0.1dpPKKLP|200m280故dp%=3i=16.71mm0,1叵F00.1120可以取dp=18mm4.44.4結構手柄插入螺桿上端的孔中,為預防手柄從孔中滑出,在手柄兩端面應加上擋環(huán)圖16,并用螺釘或怫合固定.5 .底座設計底座材料常用鑄鐵HT150及HT200圖17,鑄件的壁厚6不應小LP=280mmdp=18mmH1=190mmD6=55.6mm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1：