螺旋千斤頂設(shè)計(jì)說明書

1、題目：螺旋千斤頂起重量Q=15KN起重高度H=100mm手柄操作力P=200N作業(yè)任務(wù)：1、任務(wù)說明書一份2、設(shè)計(jì)裝配圖一張（1:1）班級機(jī)械（卓越）學(xué)號姓名完成日期2016年11月指導(dǎo)教師朱長順評分 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 螺旋千斤頂簡介3 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 螺旋千斤頂滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算4材料選擇4螺紋類型和精度的選擇4螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)計(jì)算4 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 螺桿和螺母的計(jì)算

2、5一、螺旋副的計(jì)算5耐磨性計(jì)算5自鎖性校核6螺桿的計(jì)算6螺桿強(qiáng)度計(jì)算6穩(wěn)定性計(jì)算7螺母的計(jì)算8螺紋牙強(qiáng)度8螺母體強(qiáng)度9 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 二、托杯設(shè)計(jì)11 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 三、底座設(shè)計(jì)12 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 手柄設(shè)計(jì)14 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 螺旋千斤頂?shù)男?6設(shè)計(jì)小結(jié)17參考文獻(xiàn)18附：螺紋千斤頂裝配圖19螺旋千斤頂簡介千斤頂一般由

3、底座1,螺桿4、螺母5、托杯10,手柄7等零件所組成（見圖1一Do螺桿在固定螺母中旋轉(zhuǎn)，并上下升降，把托杯上的重物舉起或放落。設(shè)計(jì)時(shí)某些零件的主要尺寸是通過理論計(jì)算確定的，其它結(jié)構(gòu)尺寸則是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式或制造。圖1一】螺旋千斤頂滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、材料選擇螺桿和螺母的材料除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度外，還要求有較高的耐磨性和良好的工藝性。螺桿材料：一般可選用Q235、Q275、40、45、50等鋼。對于重載，要求耐磨性高，需要進(jìn)行熱處理的螺桿可選用T12、65Mn、AoCr、20CrMnTi等鋼種。本次千斤頂選用的螺桿材料為Q235。螺母材料：除要求足夠的強(qiáng)度外，還要求在與螺桿旋合時(shí)摩擦系數(shù)盡可能小

4、和有較高的耐磨性。常選用鑄造錫青銅ZCuSn10Pb（110-1錫青銅），用于重載低速時(shí)，可選用高強(qiáng)度的鑄造鋁青銅ZCuAl10Fe3（10-3鋁青銅）或鑄造鋁黃銅ZCuZn25Al6Fe3Mn（325-6-3-3鋁黃銅）。本次千斤頂選用的螺母材料為鑄造鋁青銅ZCuAl10Fe3（10-3鋁青銅）。2、螺紋類型和精度的選擇滑動(dòng)螺旋采用的螺紋類型有矩形、梯形和鋸齒形三種，其中以梯形螺紋應(yīng)用最廣。用于起重的螺旋的螺紋，一般采用自鎖性較好的單頭左旋螺紋，采用左旋螺紋是為了符合操作習(xí)慣。本次千斤頂螺紋選用單頭左旋梯形螺紋。一般傳動(dòng)螺旋，氣螺紋的精度可選用粗糙（對精度要求不高時(shí)）和中等（一般用途時(shí)）。據(jù)

5、此確定螺紋的公差。本次千斤頂螺紋精度選用中等。3、螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)計(jì)算（1）螺桿和螺母的計(jì)算螺旋副的計(jì)算螺旋副工作時(shí)，主要承受轉(zhuǎn)矩和軸向拉應(yīng)力的作用，同時(shí)工作面間有較大的相對滑動(dòng)，其主要失效形式是螺紋磨損。因此，螺旋副的基本尺寸可根據(jù)耐磨性條件確定，對于起重螺紋還應(yīng)該校核其自鎖性。按表所列項(xiàng)目和計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。、螺桿和螺母的計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目一、螺旋副的計(jì)算1.1.1耐磨性計(jì)算計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果、螺桿和螺母的計(jì)算1、螺桿中徑 梯形螺紋P 。513, 1.22.5取P=10Mpa,=1.5d2 或5.3mm選取螺桿公稱直徑 d=28mm ,螺距 p=5mm ,d2=d-0.5p=25.5mm2、

6、螺母高度H=d2=1.5Xd2=1.5X25.5=38.25mm取 H=40mm3、螺母的螺紋工作圈數(shù)u 10Pu=40=8 圈54、螺紋牙的工作高度梯形螺紋 h=0.5p=0.5 X5=2.5mmd=28mm p=5mm d2=25.5mmH -40mmu-8圈h=2.5mm1.1.2自鎖性校核開角?v=arctanfv(為保證自鎖，螺紋開角至少要比當(dāng)量摩擦角小11.5)螺旋副材料為鋼對青銅取。=0.09?v=arctanfv=arctan0.09=5.140=arctan(nP/d2)x15.arctan3.573.1425.5?V-=13424符合自鎖性要求fv=0.09?v=5.140

7、3.57符合自鎖性要求caTWTca27.1MpaQ24.36Mpad24TiQd22.55.625mm4?tg23.575.14Wtd3166.8Mpa22ca.24.3636.827.1Mpas225MpaQ235在直徑1640mm時(shí),取安全系數(shù)S=545Mpa1.2.2穩(wěn)定性計(jì)算S45Mpa故強(qiáng)度符合要求1、臨界載荷Ad14取2（一端固定，一端自由）200一71.111005.625Qc(4612.57s)(4612.5771.11)d124_23.1422.5i4Qc110576N110576.0813N2、穩(wěn)定性條件SQ1105761030。廣737S35scQ3，.。，Js1510

8、故穩(wěn)定性符Ssc7.37sc合要求設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目三、螺母的計(jì)算1.3.1螺紋牙強(qiáng)度內(nèi)螺紋大徑D=d+2a。=28+20.25=28.5D=28.5mmD3 48.45mmP=5mmac=0.25mmD3(1.61.8)D1.728.548.45mmD4(1.31.4)D31.448.4567.83mmH40ca13.33mm33對于梯形螺紋b=0.75p=3.75mm青銅螺母3040MPa,取35MPa青銅螺母b4060MPa,選取b50MPa螺紋牙受力彎曲力臂l巴28.5-25-51.5mm222、螺母的剪切強(qiáng)度QDbu151033.1428.51033.7510385.58MPa滿足條件3、

9、螺母的彎曲強(qiáng)度6Q1bc/Dbu6151031.51033.1428.5103(3.75103)2813.40MPa符合強(qiáng)度要求D4abb1.3.2螺母體強(qiáng)度1、螺母外徑校核67.83mm13.33mm3.75mm5.58MPa13.40MPa螺母材料的許用拉伸應(yīng)力，取0.83b33.249.8MPa,選取40MPa(4.85.2)QD2D327.65mm3(4.85.2)150002.60.0285:3.144010627.65mm2、螺母凸緣與底座接觸表面的擠壓強(qiáng)度螺母材料的許用擠壓應(yīng)力p(1.51.7)b1.65080MPa80MPap224(D4D3)67.831048.475MPa1

10、510332八I348.4532103滿足強(qiáng)度要求8.475MPa3、螺母凸緣根部的彎曲強(qiáng)度M1.5Q(D4D3)b-WD3a21.51500067.8348.45103一一一3一一32冗48.451013.3310符合強(qiáng)度條件。16.2MPab螺母凸緣根部被剪斷的情況極少發(fā)生，故可不必校核、托杯設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果以螺桿螺紋外徑為依據(jù)，設(shè)計(jì)出托杯的各個(gè)合理尺寸，并進(jìn)行接觸面比壓的校核、托杯設(shè)計(jì)托杯用來承托重物，一般用鑄鋼或鑄鋼材料。托杯各部分尺寸見圖4。為了使托杯與重物良好和防止與重物之間出現(xiàn)相對滑動(dòng)，在托盤表現(xiàn)制有切口和溝紋。為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應(yīng)安有擋圈。

11、由于托杯在起重時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，托杯底部與螺桿接觸面有相對滑動(dòng)，為了避免過快磨損，一方面要加注潤滑劑，另一方面還需限制接觸面問比壓pp,許用壓力p可取1520N/mm2口it-D6(2.42.5)d2.452868.6mmD5(0.60.7)d0.652818.2mmD21.71.9d1.82850.4mmD0D22450.4347.4mmQp(D2D2)4151033.14(0.050420.01822)48.65MPap滿足條件D520.8mmD257.6mmD678.4mmD047.4mmp8.65MPa三、底座設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果底座設(shè)計(jì)底面尺寸可以按支撐材料的擠壓強(qiáng)度決定

12、三、底座設(shè)計(jì)底座常用鑄鐵鑄造，壁厚一般不應(yīng)小于812mm,為穩(wěn)定起見，可以制成1/101/12的斜度，所以壁厚（）選擇12mm。底面尺寸可以按照支撐材料的擠壓強(qiáng)度決定。Hi=H+(1428)mm=100+20=120mmD6=D3+(510)mm=48.45+8=56.45mmH1120D7=D6+=56.45+=80.45mm4QD8V加pD234151032680.45103.14210H1=220mmD6=56.45mmD7=80.45mmD8126.58mm126.58mm式中：p聯(lián)接結(jié)合面材料的許用擠壓應(yīng)力。當(dāng)聯(lián)接結(jié)合面材料為木頭時(shí)，取p=2MPa。四、手柄設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明

13、計(jì)算結(jié)果四、手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算手柄設(shè)計(jì)計(jì)算常用碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，如Q235和Q275螺旋驅(qū)動(dòng)力矩TTiT2螺旋副間的摩擦阻力矩TiQ：tg(fv)55T1 29.3N?m152tg3.575.1429.3N?m斷面摩擦力矩T2QfcD0-D4150000.110.0474-0.01924T211.63N?m11.63N?m式中取fc0.10.12=0.11螺旋驅(qū)動(dòng)力矩TT1T229.311.6340.93N?m驅(qū)動(dòng)力作用半徑(即手柄的計(jì)算長度),T40.93Lp-204.66mmP200手柄的實(shí)際長度D2LLp2(50150)204.6650.41202350mmh為手柄材料的許用彎曲應(yīng)力，可取h=

14、120MPa手柄的直徑3dp340.93、0.112010615.05mmfc0.11Lp204.66mmpL350mmd15.05mmp取dp18mmp五、螺旋千斤頂?shù)男试O(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果根據(jù)效率公式計(jì)算千斤頂?shù)男饰?、螺旋千斤頂?shù)男蔘P2PLp33151051023.142000.2046629.2%式中：分子上P為螺距，分母上P為人手作用力29.2%設(shè)計(jì)小結(jié)此次機(jī)械設(shè)計(jì)的螺紋千斤頂大作業(yè)，使我初步掌握了有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的一些基本步驟和流程。在此次大作業(yè)中，各方面零碎的知識點(diǎn)通過設(shè)計(jì)整合在一起。在設(shè)計(jì)千斤頂?shù)倪^程中，不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。設(shè)計(jì)的過程難在其中一點(diǎn)不符合要求，就要全部推翻，重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。在今后學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進(jìn)行解決。同時(shí)通過本次螺紋千斤頂大作業(yè)，使得我的三維軟件的應(yīng)用更進(jìn)一步熟練，ug的實(shí)用，建模，裝配圖，導(dǎo)出圖紙等等，AutoCAD的應(yīng)用。千斤頂設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對機(jī)械設(shè)計(jì)有了具體的認(rèn)識。通過這次大作業(yè)，我熟悉了機(jī)械原理與設(shè)計(jì)的知識，UG，Auto