機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)千斤頂

1、機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)螺旋千斤頂姓名：學(xué)號：專業(yè)班級：機(jī)制 094 班.計(jì)算與說明結(jié)果（一）螺桿的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 確定螺紋直徑螺桿工作時(shí)，同時(shí)受壓力與轉(zhuǎn)矩的作用。因此它的計(jì)算可近似按緊螺栓聯(lián)結(jié)的計(jì)算公式求得螺紋小徑，即d14 1.3F mm 許用應(yīng)力 s(3 5)由 (9)P25 ，s315N / mm2 ， B 530N / mm2 s315105 63 N / mm2(35)(35)取 75N / mm2 75N / mm2則d141.32510323.495mm75查附表1，選梯形螺紋 Tr 326螺紋大徑d=32 mm, D=d+1=32+1=33mmd=32 mm螺紋中經(jīng) d2=D2=32-3

2、=29mmd2=D2 =29mm螺紋小徑d1=32-7=25mm>23.495mm, 滿足要求。 D1=32-6=26mmd1=25mm螺距P=6mmP=6mm螺紋牙根部厚度t1=0.634P=0.634 × 6=3.804mmt1=3.804mm螺紋工作高度h=0.5P=0.5 × 6=3mmh=3mmD=41mm校核螺桿強(qiáng)度D1=26mm螺紋力矩TF ? tan(v ) ? d2 / 2螺紋升角arctan nParctan 1 63.773.77d229查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊P6 表 1-10，鋼與鑄鐵的滑動摩擦系數(shù)（無潤滑劑）， =0.18vtan 1 (/ cos

3、)tan 1 (0.18 / cos15 )10.55v 10.55T125 103tan(3.7710.55 ) 29/ 29.258 10 4 N ?mm.計(jì)算與說明結(jié)果按第四強(qiáng)度理論，壓- 扭組合校核ca( 4F2 )23(T13 )2 d10.2 d142539.258104ca(10)23 ()260 .0 N / mm2 75 N / mm23520.2253ca 60.0N / mm2滿足要求滿足螺桿強(qiáng)度要求圖 1 螺桿受力圖2.自鎖性驗(yàn)證自鎖條件v其中3.77v10.55故v ，可用4 430 ，可靠3.螺桿機(jī)構(gòu)（見圖3.1.2 ）螺桿上端直徑D 2 60mmD 2(1.7 1

4、.9 )d(1.7 1.9)32 54 .4 60 .8mm取 D2 60 mm手柄孔徑 d kdp (0.5 1)試中： d p28mm （計(jì)算在后）dk29mm則 dk 28(0.5 1) 28.5 29mm25mmd取 dk 29mmd(0.6 0.7)d(0.6 0.7)3219.2 22.4mm, 取 d22mm退刀槽直徑d cd 1( 0. 2 0.5)25( 0 .2 0. 5)24 .5 24 .8 mm.計(jì)算與說明取 dc 24.6mm退刀槽寬度b1.5 p1.569mm螺桿膨大部分長度l(1.4 1.6)d(1.4 1.6)3256 64mm取 l 51mmh21.31.3

5、810.4mm取 h210mmh1h2 3 4103 413 14mm ，取 h114mm螺桿長度 lHHl h1200128 6514 407mm4 穩(wěn)定性驗(yàn)算細(xì)長的螺桿工作時(shí)受到較大的軸向壓力，螺桿可能失穩(wěn)，為此應(yīng)按下式驗(yàn)算螺桿的穩(wěn)定性。Fer / F2.5 4.0式中， Fer 為螺桿的臨界壓力。Fer2 EI。( L)2彈性模量 E2.0105 MPa( P121) 。 Id142541.9210 4 mm4 。6464l H 5 P(1.4 1.6) d 1605 6 (1.4 1.6) 32 234.8 241.2取 l 287mm。由 l0 / d0H/ d293 / 293.2

6、3 ，為固定支承，見1 P121,、2 (一端固定，一端自由 )。22.01051.9210 4104NFer(2250)215.14F er / F15.14104 /(2.5104 ) 6.052.5,螺桿可以穩(wěn)定工作。.結(jié)果dc24.6mmb9mml51mmh114mml318mmE2.0105 MPaI1.9210 4 mm4l240mm2F 15.14 104NerFer / F6.05.計(jì)算與說明圖 2螺桿簡圖（二）螺母的設(shè)計(jì)計(jì)算螺母的材料選用鑄鐵HT3001.確定螺紋旋合圈數(shù)Z依 1P120 式（ 6-19），根據(jù)耐磨性計(jì)算螺紋旋合圈數(shù)Z，即PFP pzFd 2 hH'd

7、2 ph由 1P120 表 6.5，查取 P 15N / mm2 ( 滑動速度 <2.4m/min)z251036.1029153螺母實(shí)際圈數(shù)z' z1.56.10 1.5 7.6取 z'8 ，則 zz'1.5 8 1.5 6.5螺母旋合長度（又叫工作高度）H ' z' P8 648mm校核螺母的高徑比，H ' / d248/ 291.655 ，查 1P120 ，兼作支撐的螺母2.5 3.5 ，不能滿足要求。故需重新確定螺母高度（增加高度）。取3.2 ，則 H "3.22992.8mm，取 H "93mm。緊定螺釘直徑取

8、為10mm 。2.校核螺母螺牙強(qiáng)度由于螺母材料強(qiáng)度低于螺桿，故只需校核螺母螺牙的強(qiáng)度。（ 1）剪切強(qiáng)度（ 1P120 表 6.21）F25 10322Dt1 z23 3.80414N / mm 40N / mm6.5故滿足要求。（ 2）彎曲強(qiáng)度（ 1P120 表 6.22）b3Fh bDt12 z式中： h=3mm查 1P121 表 6.6.結(jié)果z'8H '48mmH "93mm 40N / mm214N / mm2 滿足剪切強(qiáng)度要求。b 45 55N / mm2b 23.08N / mm2 b滿足彎曲強(qiáng)度要求。.計(jì)算與說明b45 55N / mm2b3 25 103

9、323.08 N / mm2 b333.80426.5故滿足要求。3.螺母其它結(jié)構(gòu)尺寸（見圖3）螺母外徑D '1.61.8 D1.61.83352.8 59.4mm取 D ' 52mmD11.31.4 D '1.31.45267.6 72.8mm取 D1 100mm螺母凸緣厚度aH '4816mm( h'33a) / 238mm取 a22mm ，結(jié)果見圖 3圖 3螺母簡圖3.螺母外徑和凸緣的計(jì)算及螺母懸置部分拉扭組合校核（結(jié)構(gòu)見圖3.1.3）（注：螺母旋合長度H '48mm,螺母實(shí)際長度 H "93mm,H "H '9

10、3 4645mm.這一段螺母的螺牙不承載，只起支撐作用。校核螺 母耐磨性和螺牙強(qiáng)度時(shí) 用 H '，校核螺桿穩(wěn)定性用 H "。）.結(jié)果D '52mmD170mma 17mm.計(jì)算與說明1.2 1.3 F1D ' 2D 24式中：螺母的許用拉應(yīng)力= 0.83b螺母材料的許用彎曲應(yīng)力b ，見1 P121表 6.6， b =4555 N mm20.83 455537.55 45.65 N mm21.2 1.345103252233223.67 25.64 N mm4,安全(2) 凸緣與底座接觸部分的擠壓強(qiáng)度計(jì)算FppD12D '24螺母材料許用擠壓應(yīng)力p1.5

11、1.7b1.5 1.745 55 67.5 93.5 N mm2p2510314.50 Nmm27025224p p , 安全螺母上固定螺釘用的孔，可查9 P61 表 5-8。（ 3）凸緣根部的彎曲強(qiáng)度計(jì)算b1.5F D1D 'bD ' a2b1.5 2510370 5216.15 N mm25216 2b b ,安全（三）托杯設(shè)計(jì)計(jì)算1.驗(yàn)算接觸面間的壓力強(qiáng)度：螺旋千斤頂起重時(shí)，因托杯底與螺桿接觸面間相對滑動， 所以要驗(yàn)算接觸面間的壓力強(qiáng)度， 其結(jié)構(gòu)如圖 3.1.4 所示。其驗(yàn)算時(shí)為：.結(jié)果b 45 55 N mm237.55 45.65 N mm223.67 25.64 N

12、 mm2 故安全p67.593.5 N mm2p 14.50 N mm2p故安全p 16.15 N mm2p故安全.計(jì)算與說明結(jié)果FppD52D 424直徑 D4D 224602456 58mm, 取 D 4 57mm直徑 D5d '12221223 24 mm取 D5 23mm則 pF25 1032D463mm222211.7 N mmD4 D5572644D457mmp18 N mm2托盤材料 Q 235 ， pp , 故安全可用D523mm（ 2）托杯口外徑D32.4 2.5 d2.4 2.536 105.6 110mm, 取 D3p11.7 N mm2108mmp ,故安全。p

13、D378mm(四 )手柄的設(shè)計(jì)計(jì)算1.選材：手柄的材料選取Q2352.手柄長度 Lp1）作用于手柄上的力矩TKL pT1 T2 ，從而可得T1T2LpKK=200N2）K 為搬動手柄的臂力，其取值為K=150250N ，取 K=200N3）螺紋力矩T1 Ftgd225103tan 3.7729T19.25105 N mmv10.55229.25104 N mm3)摩擦力矩T23.5104 N mmT2 1D 4D5 F1 57230.0725 103443.5104 NmmT2 Frm.1 D4DpC ,C為常數(shù) 跑和或舊軸端rm453D31 Dp C非跑和或新軸端3 D452D245（托杯與

14、螺桿端面）4）手柄長度T1 T29.25 10435 104L p200637.5mmK取 Lp 600mm5）手柄實(shí)際長度D26050 150 680 780mmL Lp50 150 60022L=600mm ，工作時(shí)加套筒。手柄長度一般不大于千斤頂最大高度，取2.手柄直徑 d p按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)KL pb0.1d p3bKL p則 d p30.1b對于 Q235 的手柄， b120N / mm23200600d p0.121.5mm120取 d p 22mm手柄其他結(jié)構(gòu)尺寸，依照圖3.1.6 中的公式計(jì)算。（五）底座設(shè)計(jì)底座材料選用鑄鐵HT150 ，鑄鐵壁厚8mm，將底座外形制成1:5 的錐度，其主要尺寸如下：H=200mm( 任務(wù)書 ).Lp600mmL=400mmd p22 mm.高度 H 1HH ''(14 18)16093(14 18)267 281mm取 H 1 267mm直徑 D6D '(5 10)65(5 10)57 62mm取 D660mm