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文檔簡介
螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計千斤頂一般由底座、螺桿、螺母、托杯、手柄等零件所組成。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)計時某些零件的主要尺寸是通過理論計算確定的,其它結(jié)構(gòu)尺寸則是根據(jù)經(jīng)驗公式或制造工藝決定的,必要時才進行強度驗算。
設(shè)計的原始數(shù)據(jù)是:最大起重量F=30(kN)和最大提升高度H=170(mm)。
計算及說明結(jié)果1、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形,牙形角α=30º,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/T5796.1—2005的規(guī)定。根據(jù)螺旋千斤頂要較強的自鎖性選擇自鎖性較好的梯形螺紋。
1.2、螺桿材料的選取
螺桿材料常用Q235、Q275、40鋼、45鋼、55鋼等。螺桿承受重載,可初選螺桿的材料為45鋼。最后根據(jù)強度條件來驗證確定最終材料。
1.3、確定螺桿基本尺寸
(1)螺桿公稱直徑d:
估計螺桿公稱直徑為30mm左右,根據(jù)手冊表3-7可知螺距p
螺母為整體式、磨損后間隙不能調(diào)整可得φ
根據(jù)公式(6.20)d2≥=,再根據(jù)手冊的表3-7取標(biāo)準(zhǔn)公稱直徑d,并檢驗螺距p滿足條件。
再根據(jù)手冊的表3-8查的:
根據(jù)經(jīng)驗公式可知
(4)手柄孔徑dk由手柄直徑dp
決定,dk≥dp+
(5)螺紋退刀槽d4的直徑比螺桿小徑d1小約0.2~
(9)螺桿下端擋圈直徑D=d+(6~10)mm再由設(shè)計手冊的表5-3取標(biāo)準(zhǔn)件
(10)下端擋圈厚度H由表5-3取標(biāo)準(zhǔn)件5mm
(12)螺桿總長度為H1+H
(13)螺桿上所有倒角根據(jù)手冊表1-28可知
(14)螺桿上超過支撐手柄大徑的高度可取比托杯下端厚度厚3~4mm
1.4、自鎖驗算
(1)根據(jù)表6.7,螺紋副材料為鋼對青銅(定期潤滑)可知螺紋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)v
(2)根據(jù)當(dāng)量摩擦角定義可知v=arctanv
(3)根據(jù)自鎖條件≤v,且螺紋中徑處升角至少要比當(dāng)量摩擦角小1°,可得中徑升角
1.5、螺桿強度計算
(1)根據(jù)公式
(2)由手冊表2-7知螺桿材料45鋼的屈服強度δs
(3)由表6.6可知螺桿許用應(yīng)力[δ]=δs/4
(4)根據(jù)第四強度理論參考公式(6.23)可知螺桿受的應(yīng)力δ=,滿足強度δ<[δ]。
1.6、穩(wěn)定性計算
(1)由手冊表1-6查的螺桿材料彈性模量E
(2)根據(jù)公式I=
(3)螺桿為一端鉸支,一端移動,可知長度系數(shù)β
(5)螺桿危險截面的慣性半徑
(6)根據(jù)公式λs=βl/i可得螺桿柔度λs=42.13>40需要強度校核。
(7)由公式(6.24)螺桿穩(wěn)定臨界載荷Fcr=Fcr2.5。
2、螺母設(shè)計與計算
2.1、選取螺母材料
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。可初選材料為2CuAl10Fe3
2.2、確定螺母基本參數(shù)
(1)由經(jīng)驗公式H=φd2初步確定螺母高度H
(2)根據(jù)初步選定的螺母高度根據(jù)公式u=H/p=7.65求得螺紋工作圈數(shù),再考慮退刀槽的影響,實際螺紋圈數(shù)u圓整得u=9,滿足圈數(shù)不大于10的要求。
(3)根據(jù)求得的螺母實際圈數(shù)由式H=up求得螺母高度
(4)由于螺桿與螺母配合,可知螺母公稱直徑D
由經(jīng)驗公式可知:
(7)螺母上端臺階高度a=H/3
(8)為了安裝簡便螺母上端和下端倒角均為45°
(9)螺母壓入底座上的孔內(nèi),圓柱接觸面間的配合常采用
(10)為了更可靠地防止螺母轉(zhuǎn)動,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6~12mm。
2.3、校核螺紋牙強度
螺紋牙剪切強度校核:
(2)相旋合螺紋圈數(shù)z=H/p
(3)根據(jù)設(shè)計手冊表3-8可知螺母螺紋大徑d
(4)根據(jù)表6.6可知螺母的許用剪切應(yīng)力[]=30~40Mpa
==11.75Mpa≤[]
螺紋牙彎曲強度校核:
(1)根據(jù)表6.6可知螺紋的許用彎曲強度[σb]=40~60Mpa
b
≤[σb]
螺紋副耐磨性校核:
(1)根據(jù)表6.5可知螺紋副的許用壓強[P]=18~25Mpa
(2)根據(jù)公式6.19螺紋副壓強P==16.65Mpa≤[P]
3、托杯的設(shè)計與計算
3.1、托杯材料與尺寸的確定
(1)托杯用來承托重物,可用鑄鋼鑄成,也可用Q235鋼模鍛制成,取材料為Q235。
(2)根據(jù)經(jīng)驗托杯上圓壁厚度δ取10mm
(3)為了使托杯與重物接觸良好和防止與重物之間出現(xiàn)相對滑動,在托杯上表面均勻的布置4個缺口其寬度取1.5δ,高度取δ/2
(6)托杯下端圓直徑D12應(yīng)該比螺桿大端直徑D13小2~4mm
(7)下端開有螺桿通孔其直徑D11=(0.6~0.7)d
(8)為了防止托杯從螺桿端部脫落,在螺桿上端應(yīng)裝有擋圈,并用螺釘連接,螺釘直徑為(0.1~0.2)d,擋圈根據(jù)設(shè)計手冊表5-3和托杯下端直徑選標(biāo)準(zhǔn)值
3.2、強度驗算
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P根據(jù)公式,再根據(jù)表6.5可查得許用壓強[P]
4、手柄的設(shè)計與計算
3.1、手柄材料及基本尺寸的確定
(1)手柄常用材料Q235和Q215,選用Q235
(2)加于手柄上一個工人的臂力K,間歇工作時,約為150~250N,工作時間較長時為100~150N。
(3)螺旋副間的摩擦阻力矩
(4)根據(jù)手冊查表1-10可知托杯與螺桿上表面摩擦因數(shù)f
(5)托杯與軸端支承面的摩擦力矩T2
=(D12+D11)fF/4
(6)根據(jù)扮動手柄時的力矩平衡方程K·Lp=T1+T2得。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/2+(50~150)mm
(7)材料為Q235時手柄材料許用彎曲應(yīng)力[]F=120Mpa。
(8)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[]F=≤[]F可知dp≥=
(9)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),擋環(huán)直徑應(yīng)比手柄直徑大(6~10)mm擋環(huán)厚度取(4~6)mm,根據(jù)手冊表5-3選B型標(biāo)準(zhǔn)件。
(10)擋圈與手柄用螺釘連接,根據(jù)手冊表5-3知螺釘類型
5、底座的設(shè)計與計算
5.1、底座材料及基本尺寸的確定
(1)底座材料常用鑄鐵(HT150及HT200)選用HT150
(2)鑄件的側(cè)壁厚δ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。
(4)從底座下端到螺紋通孔高度H1應(yīng)比最大提升高度H高(14~28)mm
(5)螺紋通孔段高度為螺紋總高度H-螺紋臺階高度a
(6)螺紋通孔內(nèi)徑D6應(yīng)該比螺紋外徑D3大(5~10)mm
(7)底座下端孔內(nèi)徑D7=D6+H1/5
(8)底座下枕墊物的許用擠壓應(yīng)力[]p,對于木材取[
(9)底座下端外徑D8=
(10)過渡處倒角半徑根據(jù)手冊表1-27可知名句賞析?。。。?!不限主題不限抒情四季山水天氣人物人生生活節(jié)日動物植物食物山有木兮木有枝,心悅君兮君不知。____佚名《越人歌》人生若只如初見,何事秋風(fēng)悲畫扇。____納蘭性德《木蘭詞·擬古決絕詞柬友》十年生死兩茫茫,不思量,自難忘。____蘇軾《江城子·乙卯正月二十日夜記夢》只愿君心似我心,定不負(fù)相思意。____李之儀《卜算子·我住長江頭》玲瓏骰子安紅豆,入骨相思知不知。____溫庭筠《南歌子詞二首/新添聲楊柳枝詞》曾經(jīng)滄海難為水,除卻巫山不是云。____元稹《離思五首·其四》愿得一心人,白頭不相離。____卓文君《白頭吟》去年今日此門中,人面桃花相映紅。____崔護《題都城南莊》平生不會相思,才會相思,便害相思。____徐再思《折桂令·春情》入我相思門,知我相思苦。____李白《三五七言/秋風(fēng)詞》山無陵,江水為竭。冬雷震震,夏雨雪。天地合,乃敢與君絕。____佚名《上邪》人生自是有情癡,此恨不關(guān)風(fēng)與月。____歐陽修《玉樓春·尊前擬把歸期說》一往情深深幾許?深山夕照深秋雨。____納蘭性德《蝶戀花·出塞》兩情若是久長時,又豈在朝朝暮暮。____秦觀《鵲橋仙·纖云弄巧》執(zhí)子之手,與子偕老。____佚名《擊鼓》花自飄零水自流。一種相思,兩處閑愁。____李清照《一剪梅·紅藕香殘玉簟秋》問世間,情為何物,直教生死相許?____元好問《摸魚兒·雁丘詞/邁陂塘》一日不見兮,思之如狂。____司馬相如《鳳求凰/琴歌》人生如逆旅,我亦是行人。____蘇軾《臨江仙·送錢穆父》世間無限丹青手,一片傷心畫不成。____高蟾《金陵晚望》林花謝了春紅,太匆匆。無奈朝來寒雨,晚來風(fēng)。____李煜《相見歡·林花謝了春紅》獨立寒秋,湘江北去,橘子洲頭。____毛澤東《沁園春·長沙》身無彩鳳雙飛翼,心有靈犀一點通。____李商隱《無題·昨夜星辰昨夜風(fēng)》滾滾長江東逝水,浪花淘盡英雄。____楊慎《臨江仙·滾滾長江東逝水》怕相思,已相思,輪到相思沒處辭,眉間露一絲。____俞彥《長相思·折花枝》此情可待成追憶?只是當(dāng)時已惘然。____李商隱《錦瑟》思悠悠,恨悠悠,恨到歸時方始休。____白居易《長相思·汴水流》取次花叢懶回顧,半緣修道半緣君。____元稹《離思五首·其四》若是前生未有緣,待重結(jié)、來生愿。____樂婉《卜算子·答施》雨打梨花深閉門,忘了青春,誤了青春。____唐寅《一剪梅·雨打梨花深閉門》少年不識愁滋味,愛上層樓。愛上層樓。為賦新詞強說愁。____辛棄疾《丑奴兒·書博山道中壁》自在飛花輕似夢,無邊絲雨細(xì)如愁。____秦觀《浣溪沙·漠漠輕寒上小樓》近水樓臺先得月,向陽花木易為春。____蘇麟《斷句》一騎紅塵妃子笑,無人知是荔枝來。____杜牧《過華清宮絕句三首》抽刀斷水水更流,舉杯消愁愁更愁。____李白《宣州謝脁樓餞別校書叔云/陪侍御叔華登樓歌》疏影橫斜水清淺,暗香浮動月黃昏。____林逋《山園小梅·其一》人面不知何處去,桃花依舊笑春風(fēng)。____崔護《題都城南莊》時光只解催人老,不信多情,長恨離亭,淚滴春衫酒易醒。____晏殊《采桑子·時光只解催人老》一生大笑能幾回,斗酒相逢須醉倒。____岑參《涼州館中與諸判官夜集》天涯地角有窮時,只有相思無盡處。____晏殊《玉樓春·春恨》問君能有幾多愁?恰似一江春水向東流。____李煜《虞美人·春花秋月何時了》似此星辰非昨夜,為誰風(fēng)露立中宵。____黃景仁《綺懷》菩提本無樹,明鏡亦非臺。____惠能《菩提偈》溪云初起日沉閣,山雨欲來風(fēng)滿樓。____許渾《咸陽城東樓/咸陽城西樓晚眺/西門》春風(fēng)得意馬蹄疾,一日看盡長安花。____孟郊《登科后》枯藤老樹昏鴉,小橋流水人家,古道西風(fēng)瘦馬。____馬致遠(yuǎn)《天凈沙·秋思》空山新雨后,天氣晚來秋。____王維《山居秋暝》人到情多情轉(zhuǎn)薄,而今真?zhèn)€悔多情。____納蘭性德《山花子·風(fēng)絮飄殘已化萍》同是天涯淪落人,相逢何必曾相識!____馬致遠(yuǎn)《雜劇·江州司馬青衫淚》浮云一別后,流水十年間。____韋應(yīng)物《淮上喜會梁川故人/淮上喜會梁州故人》名句賞析?。。。?!不限主題不限抒情四季山水天氣人物人生生活節(jié)日動物植物食物山有木兮木有枝,心悅君兮君不知。____佚名《越人歌》人生若只如初見,何事秋風(fēng)悲畫扇。____納蘭性德《木蘭詞·擬古決絕詞柬友》十年生死兩茫茫,不思量,自難忘。____蘇軾《江城子·乙卯正月二十日夜記夢》只愿君心似我心,定不負(fù)相思意。____李之儀《卜算子·我住長江頭》玲瓏骰子安紅豆,入骨相思知不知。____溫庭筠《南歌子詞二首/新添聲楊柳枝詞》曾經(jīng)滄海難為水,除卻巫山不是云。____元稹《離思五首·其四》愿得一心人,白頭不相離。____卓文君《白頭吟》去年今日此門中,人面桃花相映紅。____崔護《題都城南莊》平生不會相思,才會相思,便害相思。____徐再思《折桂令·春情》入我相思門,知我相思苦。____李白《三五七言/秋風(fēng)詞》山無陵,江水為竭。冬雷震震,夏雨雪。天地合,乃敢與君絕。____佚名《上邪》人生自是有情癡,此恨不關(guān)風(fēng)與月。____歐陽修《玉樓春·尊前擬把歸期說》一往情深深幾許?深山夕照深秋雨。____納蘭性德《蝶戀花·出塞》兩情若是久長時,又豈在朝朝暮暮。____秦觀《鵲橋仙·纖云弄巧》執(zhí)子之手,與子偕老。____佚名《擊鼓》花自飄零水自流。一種相思,兩處閑愁。____李清照《一剪梅·紅藕香殘玉簟秋》問世間,情為何物,直教生死相許?____元好問《摸魚兒·雁丘詞/邁陂塘》一日不見兮,思之如狂。____司馬相如《鳳求凰/琴歌》人生如逆旅,我亦是行人。____蘇軾《臨江仙·送錢穆父》世間無限丹青手,一片傷心畫不成。____高蟾《金陵晚望》林花謝了春紅,太匆匆。無奈朝來寒雨,晚來風(fēng)。____李煜《相見歡·林花謝了春紅》獨立寒秋,湘江北去,橘子洲頭。____毛澤東《沁園春·長沙》身無彩鳳雙飛翼,心有靈犀一點通。____李商隱《無題·昨夜星辰昨夜風(fēng)》滾滾長江東逝水,浪花淘盡英雄。____楊慎《臨江仙·滾滾長江東逝水》怕相思,已相思,輪到相思沒處辭,眉間露一絲。____俞彥《長相思·折花枝》此情可
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