千斤頂課程設(shè)計

百度寸庫-百度寸庫-讓每個人平等地提升自我---螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計步驟如下:計算項目計算及說明計算結(jié)果i.螺桿的設(shè)計與計算i.螺桿的設(shè)計與計算螺桿螺紋類型的選擇牙形角a=30°的單線梯形螺紋螺桿材料：55鋼螺紋有矩形、梯形與鋸齒形，千斤頂常用的是梯形螺紋。梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙形角a=30°,梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動；它的基本牙形按GB/—2005的規(guī)定。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a=30°的單線梯形螺紋。選取螺桿的材料確定螺桿直徑兀dhu2FP<選取螺桿的材料確定螺桿直徑兀dhu2FP<兀dhH2［P］（文獻：機械設(shè)計）所以有d2、、FP,,,^麗而；（文獻：機械設(shè)螺桿材料常用Q235、Q275、40、45、55等。在此選用的是55鋼。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t及其它尺寸。計算過程：滑動螺旋的耐磨性計算，主要是限制螺紋工作面上的壓力P，使其小于材料的許用壓力［p］。計）對于等腰梯形螺紋廣,h=0.5P,有d=0.8,——，。對于等腰梯形螺紋2V[p]一般取?，所以此處。取因為千斤頂?shù)穆輻U與螺母的相互運動是低速滑動，所以

兩者的材料均選為鋼，由查表可知，許用壓力［p］取為10MPa。[p]=10MPa計算項目計算及說明計算結(jié)果

[p]=10MPa計算項目計算及說明計算結(jié)果20000螺桿螺紋中徑d>0.8氏25.955mm,222.2義10根據(jù)求得的此螺紋中徑，查表GB/—2005和表GB/—2005有：（文獻：機械設(shè)計手冊）公稱直徑d=32mm，螺距P=10mm，螺桿小徑d=d-11=21mm1d=d-5=32-5=27mm>25.955mm，螺母大徑2D=d+1=32+1=33mm，螺母小徑D=d-10=32-10=22mm，螺母中徑1D=d=27mm，螺母高度22H=M=1.9X27=51.3mm，旋合圈數(shù)2H一一u==5.13氏6（圈）<10（圈）。P自鎖驗算螺桿尺寸：P=10mmd自鎖驗算螺桿尺寸：P=10mmd=32mmd=21mm1d=27mm2螺母尺寸：D=33mmD=22mm1D=d=27mm22H=51.3mmu=6式中：W為螺紋中徑處升角；P,為當(dāng)量摩擦角（當(dāng)量摩擦角p『arctanR/為保證自鎖，螺紋中徑處升角至少要比當(dāng)量摩擦角小1°）。rW<Q=arctancosp=arctan/）（文獻機械設(shè)計）P=a/2=15。f^當(dāng)量摩擦系數(shù)；f：摩擦系數(shù)；p：牙側(cè)角，p=P=a/2=15。摩擦系數(shù)f由查表可知，

f=0.11~0.17，由于千斤頂?shù)倪\動速度是很低的，所以摩擦系數(shù)按起動時區(qū)最大f=0.17nP1x10…0值017。W=arctan=arctan=7.26同兀d、3.14x252磊=雋=以98。W=7.26。隼=9.98。u符合自鎖條件隼至少為8。，所以有W=7.88。叫=9.98。合自鎖條件。結(jié)構(gòu)(見圖1—2結(jié)構(gòu)(見圖1—2)螺桿上端用于支承托杯10并在其中插裝手柄7,因d=30mmVd=26.8mmkd=20.6mm4=15mm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，dkNdp十。由后面的計算可知手柄的直徑d=25mm,所以d1=26+0.8=26.8mm。k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d=d一0.4=20.6mm。41退刀槽的寬度可取為=15mm。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。為了防止工作時螺桿從螺母中脫出，在螺桿下端必須D=45mm,H=5mm安置鋼制擋圈(GB/T891-1986)D=45mm,H=5mm,擋圈用緊定螺釘(GB/T68-2000)M6x16固定在螺桿端部。M6x16計算項目螺桿強度計算計算及說明計算結(jié)果計算項目螺桿強度計算~~對受力較大的螺桿應(yīng)根據(jù)第四強度理論校核螺桿的強度。強度計算方法參閱教材公式，其中扭矩、dT=FtanM+p/、2，式中w為螺紋中徑處升角，隼口為當(dāng)量摩擦角。對受力較大的螺桿應(yīng)根據(jù)第四強度理論交合螺桿強度：-仁、?T、「、o=、B+3T2=.（—）2+3（）2<[O]或caAAWT1~~~4T、.、o=F2+3（）2<[o]（文獻機械設(shè)計）caA,dF（N）螺桿所受的軸向壓；A（mm2）：螺桿螺紋的危險截面面積；WT（（mm2）：螺桿螺紋段的抗扭截面系數(shù)；d]（mm）螺桿螺紋小徑；T（N?mm）；[o]（MPa）：螺桿材料的許用應(yīng)力，由前面可知螺桿的材料是55號鋼，查表得其屈服強度o=900MPa，所以其許用應(yīng)力o=900MPasso[o]=，由于千斤頂?shù)妮d荷是穩(wěn)定的，許用應(yīng)力取3~5最大值有[o]最大值有[o]=o900=300MPa。[o]=300MPa計算：T=Ftan(w+Q)g=20000xtan(7.26。+9.98。)x1=83785.57N?mm；/4To=F2+3()2出206.802MPao<[o]o<[o]，符合強度ca計算的條件。o工206.802MPa<[o]=300MPa，符合強度計ca算的條件。

計算項目穩(wěn)定性計算計算及說明計算結(jié)果計算項目穩(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。Fcr/F>~4。螺桿的臨界載荷Fcr與柔度入s有關(guān)，入s=Nl/i,N為螺桿的長度系數(shù)，與螺桿的端部結(jié)構(gòu)有關(guān)，l為舉起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取l=H+5P+~d,i為螺桿危險截面的慣性半徑，若危險截面面積A=nd12/4,則i=；'L=di(I為螺桿危險截面的軸慣性矩)，當(dāng)螺桿的柔A4度入s<40時，可以不必進行穩(wěn)定性校核。計算時應(yīng)注意正確確定?！肛?EI臨界載荷F=-――,E(MPa)：螺桿材料的拉壓0("l)2彈性模量，E=2.06義105MPa；I(mm4)：螺桿危險截E=2.06義105MPad4面的慣性矩，I二號。64該千斤頂一螺母座位支承時，作不完全固定支承，另一端有徑向和軸向約束，為固定支承，所以端部職稱情況是一端固定，一端不完全固定。因此N=0.60?？?0.60l=H+(1.5)d+5P=150+1.5x32+5x10=248mml=248mmFcr3.142x2.06x105x214/64

(0.6x248)2=278751.9146NFa二278751.9146N2.螺母設(shè)計與計算選取螺母材料計算項目cFCS=卞x13.9>2.5~4=S,所以經(jīng)過計算螺桿scFs穩(wěn)定。螺母材料一般可選用青銅，對于尺寸較大的螺母可采用鋼或鑄鐵制造，其內(nèi)孔澆注青銅或巴氏合金。該千斤頂螺母材料采用45號鋼。計算及說明S>S,所以螺桿scs穩(wěn)定。螺母材料：45鋼計算結(jié)果確定螺母高度H'及螺紋工作圈數(shù)u校核螺紋牙強度計算項目螺母高度H'=6d2,螺紋工作圈數(shù)u=H，考慮退2P刀槽的影響，實際螺紋圈數(shù)u，=u+(u，應(yīng)圓整)。考慮到螺紋圈數(shù)u越多，載荷分布越不均，故u不宜大于10，否則應(yīng)改選螺母材料或加大d。螺母高度由下式計算：H'=u't。H=0d2=2.5x27=67.5mm，u=—=10=6.75(圈)，實際螺紋圈數(shù)u'=u+1.5=6.75+1.5=8.25氏9(圈)，實際螺母高度H'=u'P=9x10=90mm。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。螺母的其它尺寸見圖1—3。必要時還應(yīng)對螺母外徑d3進行強度驗算。如圖有：D=(1.6~1.8)D=1.7x33=56.1氏56mm3D=(1.3~1.4)D=1.35x56.1=75.735氏76mm43a=H1/3=90/3=30mm螺紋牙多發(fā)生剪切和擠壓破壞，一般螺母的材料強度低于螺桿，所以只需校核螺母的螺紋牙強度。假設(shè)螺母每圈螺紋所承受的平均壓力為F，并作用u再螺紋中徑為直徑的圓周上，則螺紋牙危險截面的剪切強一八，F(xiàn)八、、、一…—一“一度條件為T=—<［口，螺紋牙危險截面的彎曲強度兀Dbu一一6Fl條件為o=—;一<［O］。式中：b(mm)：螺紋牙根兀Db2ub部的厚度，對于梯形螺紋b=0.65P=0.65x10=6.5mm；,D—D33—270l(mm):彎曲力臂，1=一2—^==3mm；［工］(MPa)螺母材料的許用切應(yīng)力，螺母材料為45號鋼，計算及說明H=67.5mmu=6.75（圈）uy9（圈）H'=90mmD=56mm3D=76mm4a=30mmb=6.5mm1=3mm計算結(jié)果計算項目查表可知：……O…355-[t]=0.6[o]=0.6x-s=0.6x——x70.998MPa；3~53[o/(MPa)：螺母材料的許用彎曲應(yīng)力，查表可知:o[o]=(1.0~1.2)[o]=1.2xs=144.367MPa。b3~5計算：F20000/八]”t===4..516Mpa<[t]，符兀Dbu3.14x31x6.5x7合剪切強度條件；6Flo=兀Db2u6x20000x33.14x31x6.52x7=12.505MPa<[o]bo=355MPas[t]=70.998MPa[o]=144.367MPabt<[t]，符合剪切強度條件。o<[o]，符合彎曲b強度條件。，符合彎曲強度條件。計算及說明計算結(jié)果螺母與底座孔配合螺母壓入底座上的孔內(nèi)，圓柱接觸面問的配合常采用H8r7或H8等配合。為了安裝簡便，需在螺母下端(圖1一3)n7和底座孔上端(圖1一7)做出倒角。為了更可靠地防止螺母轉(zhuǎn)動，還應(yīng)裝置緊定螺釘(圖1—1),緊定螺釘直徑常根據(jù)舉重量選取，一般為6?12mm。緊定螺釘：M6x10緊定螺釘選擇的是(GB/T71—1985)M6x10.托杯的設(shè)計與計算托杯用來承托重物，可用鑄鋼鑄成，也可用Q235鋼托杯材料：Q235模鍛制成，其結(jié)構(gòu)尺寸見圖1—4。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。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動時，托杯和重物都不作相對轉(zhuǎn)動。因此在起重時，托杯底部與螺桿和接觸面間有相對滑動，為了避免過快磨損，一方面需要潤滑，另一方面還需要驗算接觸面間的壓力強度。Fp1(D2-D2)國P］1211—4如圖計算各尺寸:厚度3=10mm；8=10mm軸承的設(shè)計與計算計算項目［p］為許用壓強，取托杯和螺桿材料［p］中較小的一個，螺桿［p］=380MPa,托杯［p］=235MPa；D11=(0.6?0.7)d=0.6x32=19.2氏19mm螺桿：[p]=380MPa托杯：[p]=235MPaD=19mm11根據(jù)結(jié)構(gòu)D=50mm,D=50mm1212所以進行強度計算有：F4x20000p===11.71MPa<[p]=235Mpa叫』3-14x(502一182)p<[p]，滿足強度4滿足強度條件。條件。根據(jù)轉(zhuǎn)速和種類選?。和屏η蜉S承根據(jù)D=50mm查表(GB/T301-1995)選取軸承代號12為：51207d=35D=62d1=37T=18計算及說明推力球軸承d=35D=62d1=37T=18計算結(jié)果4.4.手柄設(shè)計與計算手柄材料手柄長度Lp常用Q235和Q215。該千斤頂采用的是Q235。手柄材料：Q235計算項目,T+T計算項目板動手柄的力矩：K?L=T1+T2，則L=1。2式中：p12pKK——加于手柄上一個工人的臂力，間歇工作時，約為150?250N,工作時間較長時為100?150N。T1——螺旋副間的摩擦阻力矩，T=Ftan(W+p).d2。1/2T2——托杯與軸端支承面的摩擦力矩，T2=(D12+D11)fF/4計算及說明計算結(jié)果

T2——托杯與軸端支承面的摩擦力矩，。CC27ccCL…20000xtan(7.26o+9.98。)2=83785.564N?mmT=(D+D)fF/4二1211T1=T=(D+D)fF/4二1211T1=83785.594N?mm(50+19)*0.17*20000/4=58650N?mm83785.594+58650m=712.178口712mm200T2=58650N?mm手柄計算長度Lp是螺桿中心到人手施力點的距離考慮螺桿頭部尺寸及工人握手距離，手柄實際長度還應(yīng)加上D13+(50?150)mm。手柄實際長度不應(yīng)超過千斤頂，2使用時可在手柄上另加套管。手柄的實際長度是L=712mmP712.178+D23+(50~150)=50.4+100=837.378mm2L1=837.378mm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,其強度條件為計算項目計算及說明計算項目計算及說明計算結(jié)果KLo=pF0.1d3或為KL或為dp三30.1[op]F式中：[o]F——手柄材料許用彎曲應(yīng)力，當(dāng)手柄材料為[o]F=120Mpa。Q215和Q235時，[o]F=120Mpa。計算：d23

pKLp0.1[o]F200x837.3780.1x120=24.08mm所以手柄的直徑d=25mm。Pd-25mmP結(jié)構(gòu)螺釘：結(jié)構(gòu)螺釘：M8x44當(dāng)環(huán)尺寸：D=35mm,厚H=5mm。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)(圖1—6),并用螺釘或鉚合固定。因為手柄的精度要求不高，如圖計算選用的螺釘為(GB/T68-2000)M8x44,而擋環(huán)尺寸為D=38mm,厚H=5mm。計算

項目計算及說明計算結(jié)果5.底座設(shè)計底座材料常用鑄鐵（HT150及HT200）（圖1—7）,鑄件的壁厚3不應(yīng)小于8?12mm,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1：10的斜度。8=10mm圖中：H1=H+(14~28)=150+20=170mmH=170mm