千斤頂說明書1

1、江蘇大學(xué)機(jī)械原理與設(shè)計作業(yè)說明書 題目： 設(shè)計螺旋千斤頂 姓名： 陸 勝 凱 系別： 機(jī)械電子工程 班號： J 機(jī)電1002 學(xué)號： 3101102037 日期： 2012年10月8日 千斤頂設(shè)計與計算一.目的：1.了解簡單機(jī)械的設(shè)計方法和本課程特點2.掌握綜合應(yīng)用知識和查閱資料的能力二.題目： 設(shè)計螺旋千斤頂已知條件: 起重量Q=25KN，起重高度H=180mm，人手作用力P=250N三.任務(wù)：裝配圖1張(1：1)、說明書1份 四.設(shè)計過程(一)、結(jié)構(gòu)分析1.組成2.工作原理3.結(jié)構(gòu)特點采用螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動并作上下直線運動設(shè)置托杯，并開設(shè)溝槽選用滑動螺旋、梯形螺螺桿頭部粗大，螺桿下部設(shè)擋圈

2、(二)、材料選用材料要求：螺桿螺母應(yīng)具有足夠強(qiáng)度、良好耐磨性及工藝性螺桿：鋼螺母：青銅或鑄鐵目錄一、 螺桿的設(shè)計與計算1.1 螺桿螺紋類型的選擇1.2 選取螺桿材料1.3 確定螺桿直徑1.4 自鎖驗算1.5螺桿強(qiáng)度校核1.6穩(wěn)定性計算二、螺母設(shè)計與計算2.1選取螺母材料2.2確定螺母高度H及螺紋工作圈數(shù)u2.3校核螺紋牙強(qiáng)度2.4螺母懸置段強(qiáng)度計算 2.5螺母凸緣的強(qiáng)度計算三、托杯的設(shè)計與計算四、手柄設(shè)計與計算4.1 手柄長度4.2手柄直徑4.3 結(jié)構(gòu)五、底座設(shè)計六、傳動總效率的計算一. 螺桿的設(shè)計與計算1.1 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。梯形螺紋牙型為等腰梯

3、形，牙形角=30º，梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動，工藝性好，牙根強(qiáng)度高，對中性好，故選擇梯形螺紋，千斤頂?shù)淖枣i行能要好，所以用單線螺紋。因此選用的螺桿螺紋是牙形角=30º的單線梯形螺紋。1.2 選取螺桿材料螺桿材料選擇45號鋼，s = 355MPa,則=/(35) ， 取=95MPa1.3 確定螺桿直徑耐磨性條件為: 式中 p工作壓強(qiáng)(MPa)； Q軸向工作載荷(N)； d2螺紋中徑(mm)；h螺紋工作高度(mm)，對矩形、梯形螺紋：h=0.5P(P為螺距)；對鋸齒形螺紋：h=0.75P； u旋合螺紋圈數(shù),u = h/P；p 螺旋副許用壓應(yīng)力令=H/d2(H為螺母高

4、度，且H=uP)所以，梯形螺紋h=0.5P ，f值選?。簩φw式螺母，f=1.21.5;對剖分式螺母，f=2.53.5.故取=1.4.螺旋副的許用壓強(qiáng)（MPa），由（機(jī)械原理與設(shè)計下P74表2-4-9）鋼對青銅，人力驅(qū)動，取代入數(shù)據(jù)，得 ，故取螺紋中徑為31mm。根據(jù)螺桿中徑,對照（機(jī)械原理與設(shè)計下P49表2-4-1），取螺桿的公稱直徑，螺桿小徑d1=28mm，螺距，線數(shù)，螺旋副的摩擦系數(shù)。螺母高度，故取H=48mm，旋合圈數(shù)。1.4 自鎖驗算自鎖條件是 ，=0.080.10.式中：v螺紋副當(dāng)量摩擦角， v = arctgfv =arctg(f/cos)。 牙惻角 3.53°5.32

5、° 滿足自鎖條件1.5螺桿強(qiáng)度校核對受力較大的螺桿應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論校核的螺桿強(qiáng)度。根據(jù)第四強(qiáng)度理論校核螺桿的強(qiáng)度： =1.3=1.3425000/(3.14282)=52.8MPa<=95MPa該螺桿滿足強(qiáng)度要求。1.6穩(wěn)定性計算細(xì)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。螺桿危險截面的慣性半徑 ，(I為螺桿危險截面的軸慣性矩) , 螺桿的長度系數(shù)（千斤頂中螺桿為一端固定一端自由）舉起重物后托杯底面到螺母中部的高度 . 初選 dp=26mm，因為h= ，取=49.4mm H1=48mm，=9mm , L=180+24+49.4+9=262.

6、4mm 螺桿的柔度對于螺桿淬火鋼，螺桿滿足穩(wěn)定性要求綜上可得：所選螺桿材料為45淬火鋼，公稱直徑d=34mm，中徑d2=31mm，小徑d1=28mm，螺距P=6mm，線數(shù)n=1。二. 螺母設(shè)計與計算2.1選取螺母材料螺母材料選用鋁青銅：ZCuAl9Fe4Ni4Mn2 ，許用壓強(qiáng)2.2確定螺母高度H及螺紋工作圈數(shù)u根據(jù)耐磨性定出螺母的高度H1 (H1,取整), 求旋合圈數(shù)u (u10)，由螺桿的設(shè)計中已經(jīng)得到螺母高度取H1=48mm，旋合圈數(shù)。2.3校核螺紋牙強(qiáng)度剪切強(qiáng)度條件為：彎曲強(qiáng)度條件為： 對于青銅螺母，=4060Mpa，這里取， ，梯形螺紋 b=0.65P，取D=35mm。螺紋牙危險截面

7、的剪切應(yīng)力為： 取h=2 ，所以彎曲應(yīng)力為：=b可見，螺母螺紋牙強(qiáng)度合格。滿足要求.2.4螺母懸置段強(qiáng)度計算 ¾¾ 求螺母外徑D3強(qiáng)度條件為:近似為：代入數(shù)據(jù)，所以取=46mm，=64mm，a= H1/3 =16mm.2.5螺母凸緣的強(qiáng)度計算 擠壓強(qiáng)度條件: 取= ,其中=22.5，所以取=50/2=25MPa彎曲強(qiáng)度計算:擠壓強(qiáng)度為：所以擠壓強(qiáng)度滿足；彎曲強(qiáng)度為：所以彎曲強(qiáng)度滿足。三. 托杯的設(shè)計與計算托杯用來承托重物，材料選用鑄鐵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。

8、壓力強(qiáng)度校核公式： =（1.71.9）d=57.664.6mm，取=61mm，取 =24mm , =（2.42.5）=（81.685）MPa.代入數(shù)值得 P =12 MPa 由經(jīng)驗公式得： 托杯滿足要求四手柄設(shè)計與計算4.1 手柄長度手柄材料選用Q215鋼板動手柄的力矩：p·Lp=T1+T2 ，則 p人手作用力 T1螺旋副間的摩擦阻力矩T2托杯與軸端支承面的摩擦力矩T2= 當(dāng)托杯的材料為鑄鐵取=0.12 ，=24mm，58mm，若超過千斤頂總高度時，手柄應(yīng)分段。 初選 L=Lp+/2=495+30.5=525.5mm，取=526mm，大于千斤頂總高度，幫手柄應(yīng)分段。4.2手柄直徑把手

9、柄看成一個懸臂梁，按彎曲強(qiáng)度確定手柄直徑dp，其強(qiáng)度條件為 ：，把手柄看成是懸臂梁，然后按彎曲強(qiáng)度計算直徑dp （ dp 取整，當(dāng)手柄材料為Q215時，b=160MPa ）故 所以初選的 符合要求。 4.3 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)，并用螺釘固定，緊定螺釘直徑為0.1d+5mm(d為螺桿外徑)。 五底座設(shè)計底座材料常用鑄鐵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的斜度。，Ha = 4816 =32mm, 取=104mm。底座下墊物為木材，許用擠壓應(yīng)力 =2MPa.。六計算傳動總效率 =

10、設(shè)計總結(jié)：（1） 本設(shè)計在理論上完全滿足任務(wù)要求，但在一部分設(shè)計上需要實踐的驗證，即螺紋小徑的選擇上。本設(shè)計的主要功能是螺紋傳動部分承受較大的縱向載荷，所以在設(shè)計中保守的放大了螺紋小徑的尺寸，選用d1=28mm，p=6mm，此時H1=48mm，螺桿的穩(wěn)定性也較好。（2）主要部件尺寸1.主要螺紋標(biāo)準(zhǔn)：GB/T5769.319862.螺桿：45號鋼淬火，梯形螺紋，全螺紋d1=28mm，d2=31mm，d=34mm，p=6mm，=3.53°，n=1 3.螺母：鑄造鋁青銅ZCuAl9Fe4Ni4Mn2，梯形螺紋，u=8 H1=48mm，D=35mm，D3=46mm，D4=62mm，a=16mm。4.手柄： Q215dp=26mm，Lp=526mm 5.托杯：鑄鐵HT200