浙江工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)

1、 工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)螺旋千斤頂設(shè)計(jì)說(shuō)明書班級(jí)：學(xué)號(hào)：12 / 16 目錄1. 設(shè)計(jì)要求12. 螺桿設(shè)計(jì)與計(jì)算1 2.1螺桿材料的選擇1 2.2螺桿螺紋類型的選擇1 2.3確定螺桿直徑1 2.4自鎖驗(yàn)算2 2.5螺桿強(qiáng)度計(jì)算2 2.6穩(wěn)定性計(jì)算3 2.7螺桿結(jié)構(gòu)4 2.8軸端擋圈53.螺母設(shè)計(jì)與計(jì)算5 3.1螺母材料的選擇5 3.2確定螺母實(shí)際高度與螺紋實(shí)際工作圈數(shù)5 3.3校核螺紋牙強(qiáng)度5 3.4螺母凸緣根部彎曲強(qiáng)度計(jì)算6 3.5螺母與底座孔配合74.托杯設(shè)計(jì)與計(jì)算75.手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算8 5.1手柄材料8 5.2手柄長(zhǎng)度 8 5.3手柄直徑 96.底座設(shè)計(jì)與計(jì)算9設(shè)計(jì)容計(jì)算與說(shuō)明結(jié)果1.設(shè)計(jì)要求

2、2.螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1 螺桿材料的選擇2.2螺桿螺紋類型的選擇2.3確定螺桿直徑2.4自鎖性校核2.5螺桿強(qiáng)度計(jì)算2.6穩(wěn)定性計(jì)算2.7螺桿結(jié)構(gòu)2.8軸端擋圈3.螺母設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1選取螺母材料3.2確定螺母實(shí)際高度與螺紋實(shí)際工作圈數(shù)3.3校核螺紋牙強(qiáng)度 剪切強(qiáng)度 彎曲強(qiáng)度3.4螺母凸緣根部彎曲強(qiáng)度計(jì)算3.5螺母與底座孔配合4.托杯的設(shè)計(jì)5.手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算 5.1手柄材料 5.2手柄長(zhǎng)度LP5.3手柄直徑6.底座設(shè)計(jì)最大起重量F=33 kN最大起重高度S=180 mm由于千斤頂?shù)牡淖畲筝d荷F=33kN,低速運(yùn)行，按表5-111螺桿材料選45鋼，并采用調(diào)質(zhì)處理。 按表5-11，選梯形螺紋，

3、牙型為等腰梯形，牙形角=30º。梯形螺紋的、外螺紋以錐面貼緊，不易松動(dòng)；工藝性好，牙根強(qiáng)度高，對(duì)中性好，所以選擇梯形螺紋。 千斤頂要求能自鎖，因此采用單線螺紋。 按耐磨性條件確定螺桿中徑d2。求出d2后，按標(biāo)準(zhǔn)選取相應(yīng)公稱直徑d、螺距P與其它尺寸。螺紋工作面上的耐磨性條件為F(N):作用于螺桿的軸向力 (mm):螺紋中徑 h(mm):螺紋工作高度 P(mm):螺紋的螺距 H(mm):螺母的高度 p(MPa):材料許用壓強(qiáng) 令=H /d2，且螺紋工作圈數(shù)：u=H/P， 對(duì)梯形螺紋，h=0.5P；值選?。簩?duì)于整體螺母，由于磨損后不能調(diào)整間隙，為使受力分布比較均勻，螺紋工作圈數(shù)不宜過(guò)多，故

4、取=1.22.5；這里取=1.2。 查表5-121得滑動(dòng)螺旋副材料的許用壓力p為：1825Mpa。當(dāng)<2.5時(shí)，p可提高20%，所以p為：21.630MPa；這里取p=22MPa。 螺桿螺紋中徑： 查表A22（GB/T5796.21986、GB/T5796.31986） ?。?螺紋中徑d2=29.00mm 螺紋公稱直徑d=32.00mm 螺紋小徑d1=25.00mm 螺紋螺距P=6mm 自鎖條件為: 式中 ： 螺紋升角= 當(dāng)量摩擦角=arctg(f/cos)； 摩擦系數(shù)f：0.080.10，取f=0.08；牙側(cè)角= 根據(jù)第四強(qiáng)度理論求出危險(xiǎn)截面的計(jì)算應(yīng)力，其強(qiáng)度條件為：螺桿所受扭矩查表8

5、-173的45鋼=355MPa，由表按表5-131得（載荷穩(wěn)定時(shí)，許用應(yīng)力取大值）<，螺桿強(qiáng)度滿足要求。對(duì)于長(zhǎng)徑比大的受壓螺桿，當(dāng)軸向壓力F大于某一臨界值時(shí)，螺桿就會(huì)突然發(fā)生側(cè)向彎曲而喪失其穩(wěn)定性。因此，螺桿承受的軸向力F（單位為N）必須小于臨界載荷（單位為N）。則螺桿的穩(wěn)定性條件為所以滿足穩(wěn)定性條件。螺桿上端用于支承托杯并在其中插裝手柄，因此需要加大直徑。手柄孔徑dk的大小根據(jù)手柄直徑dp決定，dkdp+4mm。由后面的計(jì)算可知手柄的直徑dp=25mm，所以dk =25+4=29mm 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d4應(yīng)比螺桿小徑d1約小0.20.5mm。d4=d

6、1-0.4=24.6mm 退刀槽的寬度可取為1.5P=9mm 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d1的圓柱體。為防止螺桿從螺母中滑出，在螺桿下端面應(yīng)加上軸端擋圈：查表GB/T892-1986得螺桿底部軸端擋圈徑6.6mm，外徑50mm，厚5mm；螺栓M6×20螺母材料除要有足夠的強(qiáng)度外，還要求在與螺桿材料配合時(shí)摩擦系數(shù)小和耐磨。根據(jù)表5-111 ，螺母材料選青銅。由螺桿的計(jì)算可知：螺母螺紋中徑D2=d2=29.00mm 螺母螺紋小徑D1=26.00mm 螺母螺紋大徑D=33.00mm螺母高度H=d2=34.8mm， 螺紋工作圈數(shù)u=H/P=5.8，u應(yīng)圓整，螺紋實(shí)際工

7、作圈數(shù)=6。螺母實(shí)際高度=P=66=36mm螺紋牙多發(fā)生剪切和擠壓破壞，一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，故只需校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度。螺紋牙危險(xiǎn)截面剪切強(qiáng)度條件為：b（mm）：螺紋牙根部的厚度，對(duì)于梯形螺紋，b=0.65P（MPa）:螺母材料的許用切應(yīng)力，查表5-131為3040Mpa，為4060MPa螺母滿足剪切強(qiáng)度要求。螺紋牙危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度條件為：螺母滿足彎曲強(qiáng)度要求。螺母凸緣根部彎曲強(qiáng)度計(jì)算式：D5=(1.61.8)D，D6=（1.31.4）D5，a=H/3D=33mm，取D5=1.7D=56mm，D6=1.3D5 =73mm代入數(shù)據(jù)計(jì)算：螺母凸緣根部彎曲強(qiáng)度滿足要求。螺母壓入底座上的孔，

8、屬于過(guò)盈配合，為了安裝簡(jiǎn)便，需在螺母下端和底座孔上端做出倒角。為了更可靠地防止螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，還應(yīng)裝置緊定螺釘，緊定螺釘直徑常根據(jù)舉重量選取，一般為612mm。緊定螺釘選：M6×20（GB/T71-1985）托杯材料選HT200。為了使其與重物接觸良好和防止與重物之間出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，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(dòng)時(shí)，托杯和重物都不作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此在起重時(shí)，托杯底部與螺桿和接觸面間有相對(duì)滑動(dòng)，為了避免過(guò)快磨損，一方面需要潤(rùn)滑，另一方面還需驗(yàn)算接觸面間的壓強(qiáng)。p為許用壓強(qiáng)，取托杯和螺桿材料p中較小的一個(gè)，取p=22MPa代入數(shù)據(jù)計(jì)算：托杯

9、厚度為，在此取10mm軸端擋圈外徑D=28mm，徑d=5.5mm，高度h=4mm，螺栓M5×20托杯高度：手柄常用材料為Q215或Q235，該千斤頂選用Q215。扳動(dòng)手柄的力矩：式中K為人垂直扳手柄的力取K=250NT1:螺旋副間的摩擦阻力矩：T2:托杯與軸端支承面的摩擦力矩：代入數(shù)據(jù)計(jì)算：所以手柄計(jì)算長(zhǎng)度Lp是螺桿中心到人手施力點(diǎn)的距離，考慮螺桿頭部尺寸與工人握手距離，手柄實(shí)際長(zhǎng)度還應(yīng)加上手柄的實(shí)際長(zhǎng)度是：式中：為手柄材料許用彎曲應(yīng)力，當(dāng)手柄材料為Q215Q235時(shí)，=120MPa。手柄插入螺桿上端的孔中，為防止手柄從孔中滑出，在手柄端面應(yīng)加上軸端擋圈，并用螺釘固定。因?yàn)槭直木?/p>

10、要求不高，可選用：外徑D=35mm，徑d=6.6mm，厚度h=5mm的軸端擋圈，螺栓M6×20底座材料常用HT200，鑄件的壁厚不應(yīng)小于812mm，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的拔模斜度，厚度在此取10mm，圓形倒角=5mm，R=8mm。螺桿材料為45鋼單線梯形螺紋牙型角=30ºd=32.00mmd1=25.00mmd2=29.00mmP=6mm=3.77º=4.73º<滿足自鎖性條件螺桿強(qiáng)度滿足要求螺桿滿足穩(wěn)定性條件dk=29mmd4=24.6mm螺母材料為青銅=36mm=6螺母滿足剪切強(qiáng)度要求螺母滿足彎曲強(qiáng)度要求托杯材料為HT200手柄材料為Q215取圓整=700mm=25m