螺旋千斤顶设计说明.doc

《螺旋千斤顶设计说明.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《螺旋千斤顶设计说明.doc（24页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、螺旋千斤顶设计计算说明书院 系 专业年级 设 计 者 指导教师 成 绩 2021年 11月 目录1设计任务书41.1 设计题目：设计螺旋千斤顶参考下列图a41.2 原始数据41.3 设计工作量41.3.1 绘制出总装配图一张41.3.2 编写设计计算说明书一份42计算内容和设计步骤5螺杆的设计及计算52.1.1 螺杆螺纹类型的选择5选取螺杆材料5确定螺杆直径5自锁验算6构造设计6螺杆强度计算7稳定性计算8螺母设计计算9选取螺母材料9确定螺母高度及工作圈数9校核螺纹牙强度9螺母及底座孔配合11托环的设计及计算11托杯材料的选择11构造设计11接触面强度校核12手柄的设计计算13手柄材料的选择13

2、计算手柄长度13手柄直径确实定14构造14底座设计15选择底座材料15构造设计15底座设计计算153.关于螺旋千斤顶构造设计等的补充说明17参考文献：17第 24 页设计计算说明书1设计任务书1.1 设计题目：设计螺旋千斤顶参考下列图a1.2 原始数据最大起重量F=50kN最大升程 H=210mm1.3 设计工作量 绘制出总装配图一张(参考下列图b)，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表。 编写设计计算说明书一份(包括封面、目录、设计任务书、计算内容与设计步骤、参考资料等)。 （a） b计 算 及 说 明结 果 螺杆螺纹类型的选择选择梯形螺纹，牙型角=30,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动

3、；它的根本牙型按GB/T5796.1-2005的规定。选取螺杆材料螺杆材料的选择螺杆材料常用的有Q235、Q275、40、45、55钢，由于是承受轻载荷，选择45钢，查手册表2-7得 ；查表5-13取平安系数S=4，那么；螺母材料选用ZCuA19Mn2,查表确定需用压强P=15MPa.。 确定螺杆直径按耐磨性条件确定中径计算过程： 滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力p，使其小于材料的许用压力p。由于，所以有；对于等腰梯形螺纹，有，一般取1.23.5,所以此处取2.5。带入设计公式，得 mm按国家标准查手册表3-7与3-8选择公称直径与螺距为：公称直径d=40mm螺距P=7mm螺

4、杆小径 =d-8=32mm螺杆中径=d-=36.5mmmm自锁验算自锁验算条件是y为螺纹中径处升角；:当量摩擦系数；：摩擦系数；rv为当量摩擦角：牙侧角，3。摩擦系数由查表5-12可知，由于千斤顶的运动速度是很低的，所以摩擦系数按起动时取最大值0.10。=arctan=3.6960经历算，满足自锁条件。构造设计根据图1-2进展螺母的构造设计1螺杆上端用于支承托杯10并在其中插装手柄7，因此需要加大直径。手柄孔径dk的大小根据手柄直径dp决定，dkdp十0.5mm。2为了便于切制螺纹，螺纹上端应设有退刀槽。退刀槽的直径d4应比螺杆小径d1约小0.2。退刀槽的宽度可取为1.5P，取d4=d1-0.

5、5=31.5mm；退刀槽宽度1.5P=mm3为了便于螺杆旋入螺母，螺杆下端应有倒角或制成稍小于d1的圆柱体。4为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆下端必须安置钢制挡圈(GB/T891-1986) ，挡圈用紧定螺钉(GB/T68-2000) 固定在螺杆端部。螺杆强度计算对受力较大的螺杆应根据第四强度理论校核螺杆的强度，强度计算公式为：或其中扭矩上式中为螺纹中径处升角，为当量摩擦角由：F=50kN T=Ftan(+v)d2/2=50000*tan(3.69600)*36.5/2=NmmA=mm2那么有：47.89MPa稳定性计算细长螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳，为此应按稳定性条件验算螺杆

6、的稳定性。螺杆的临界载荷及柔度有关其中；当螺杆的柔度s40时，可以不必进展稳定性校核。该千斤顶一螺母座位支承时，作不完全固定支承，另一端有径向与轴向约束，为固定支承，所以端部职称情况是一端固定，一端不完全固定。故取l为举起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取lH+1.5P+(1.41.6)d，故按下式计算：l=H+5P+1.5d=210+1.5*7+1.5*40mm=mm 螺杆危险截面的惯性矩，=3.14*324/64mm=mm4那么8mm将以上数据代入柔度计算公式，得2*/8=40故应进展稳定性校核。螺杆选为淬火钢，当时由公式知：临界载荷=N=所以经过计算螺杆稳定。选取螺母材料螺母材料一

7、般可选用青铜，对于尺寸较大的螺母可采用钢或铸铁制造，其内孔浇注青铜或巴氏合金。此题中选择螺母材料选为ZCuA19Mn2.确定螺母高度及工作圈数螺母高度，螺纹工作圈数，考虑退刀槽的影响，实际螺纹圈数u = u+1.5(u应圆整)。考虑到螺纹圈数u越多，载荷分布越不均，故u不宜大于10，否那么应改选螺母材料或加大d。螺母高度由下式计算：H= ut具体计算过程如下：螺母高度：H=d2=2.5*36.5mm=mm螺纹工作圈数：u=H/P=/7mm=mm考虑退刀槽的影响，取实际工作圈数为=u+1.5=+=mm应当圆整，又考虑到螺纹圈数u越多，载荷分布越不均，故u不宜大于15，故取=15圈HP=15*6m

8、m=90mm校核螺纹牙强度2005得螺母根本尺寸如下：螺母大径：D=d+1=40+1mm=41mm螺母小径：D1=d-6=40-6mm=34mm螺母中径：D2=36.5mm由图13得：D3=1.61.8D=1.7*41mm=6mmD4=1.31.4D3=1.35*mm=mm =90/3mm=30mm螺母的其它尺寸见图13，螺纹牙多发生剪切及弯曲破坏。由于螺母的材料强度低于螺杆，故只需校核螺母螺纹牙的强度。（1） 剪切强度校核假设螺母每圈螺纹 所承受的平均压力为，并作用在螺纹中径为直径的圆周上，那么螺纹牙危险截面的剪切强度条件为： 对于梯形螺纹，查表得：b=0.65P=0.65*7mm=mm那么

9、剪切强度为：=故满足剪切强度条件。2弯曲条件校核螺纹牙危险截面的弯曲强度条件为；弯曲力臂：l=(41-34)/2 螺母材料的许用弯曲应力，查表得：；将数据带入弯曲强度条件公式，得：=MPa经历算，符合弯曲强度条件。 图13螺母及底座孔配合1采用配合；2为了安装简便，需在螺母下端图13与底座孔上端图17做出倒角；3为了更可靠地防止螺母转动，还应装置紧定螺钉，紧定螺钉选择的是GB/T711985。托杯材料的选择选择托环材料为钢。构造设计托杯用来承托重物，可用铸钢铸成，也可用Q235钢模锻制成，其构造尺寸见图14。为了使其及重物接触良好与防止及重物之间出现相对滑动，在托杯上外表制有切口的沟纹。为了防

10、止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装有挡板。接触面强度校核当螺杆转动时，托杯与重物都不作相对转动。因此在起重时，托杯底部及螺杆与接触面间有相对滑动，为了防止过快磨损，一方面需要润滑，另一方面还需要验算接触面间的压力强度。由图1-4计算各尺寸：厚度； D11=(0.60.7)d=0.65*40mm=26mmD10=2.5d=2.5*40mm=100mmD13=1.8d=1.8*40mm=72mmD12=D13-4mm=68mm H=1.6d=64 mm 图14为防止工作时过度磨损，接触面间的压强应满足将数据代入得：P=MPa计算许用压强p，取托杯与螺杆材料p中较小的一个：螺杆p=88.75MPa

11、，托杯p=235Mpa；pa；经历算：，接触面压强满足要求，选材合理。为了固定拖杯选择M6*20的螺钉，与挡圈D=40mm，H=5mm。手柄材料的选择常用Q235与Q215。此题中，该千斤顶手柄采用的材料是Q235计算手柄长度扳动手柄的力矩：，那么K加于手柄上一个工人的臂力，间歇工作时，约为150250N，工作时间较长时为100150N。此题中选择； =50tan3.69600*36.5/2 Nm = Nm =68+26*0.1*50/4 Nm =Nm=*1000/200m=mm手柄计算长度Lp是螺杆中心到人手施力点的距离，考虑螺杆头部尺寸及工人握手距离，手柄实际长度还应加上+50150mm。

12、故手柄的实际长度是： =+72/2+100mm=mm为减小起重器的存放空间，一般手柄不得大于起重器的高度，可取，使用时加套筒。手柄参考图1-5见下页手柄直径 确实定把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径dp，其强度条件为sF 故得设计公式为式中：sF手柄材料许用弯曲应力，当手柄材料为Q215与Q235时，sF=120Mpa。dp mm取 dp=32mm那么dk=dp+1mm=33mm构造手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端面应加上挡环图16，并用螺钉或铆合固定。因为手柄的精度要求不高，如图计算选用的螺钉为GB/T68-2000,挡圈尺寸D=45，H=6.选择底座材料底

13、座材料常用铸铁HT150及HT200，此题中底座材料选为HT200；构造设计铸件的壁厚不应小于812mm，此题中选择；为了增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此将其外形制成110的斜度。底座设计计算由图1-7可得底座的相应尺寸：H1=H+20mm=230mmD6=D3+12mm=6mm+8mm=mmD7=D6+H1/5=(+230/5)mm=12mm =2mmR=10mm=10mm=13mm =90mm-30mm=60mm 式中：sp底座下枕垫物的许用挤压应力。对于木材，取 ，此题中取 ； 图1-72.7、关于装配图局部尺寸的说明：如图1-5:L1=H+H=90+L2+H+H图18 选那么材料

14、：45钢；取=15MPa取=2.5中径计算初值：=mm螺杆尺寸：d=40mmP=7mm=32mm=36.5mm取：牙侧角：摩擦系数：=3.6960v=0退刀槽直径：d4=31.5mm退刀槽宽度：1.5P=mmD=50mmH=5mmT= NmmA=1046.35mm2螺杆计算强度：=MPal=H+5P+1.5d=mmI=mm48mm柔度：40 =N螺母材料：ZCuA19Mn2.H=mmu=mm圆整后，=H=90mm螺母大径： D=d+1=41mm螺母小径：D1=d-6=34mm螺母中径：D2 =mmD3=6mmD4=mm=30mmb=剪切强度验算：=弯曲力臂：l=mm强度条件验算：紧定螺钉： 托

15、杯材料：Q235D11=26mmD10=100mmD13=72mmD12=68mmP=MPaM6*20的螺钉挡圈D=40mm，H=5mm手柄采用的材料是Q235K=200NT1=154.45NmT2=1NmLp=mmLp=mmdp=32mmdk =33mm螺钉：挡圈： D=45，H=6底座材料：HT200；厚度：斜度： 底座尺寸：H1= 230mmD6=mmD7=mmD8=mmH2=60mm=10mm=mm（1） 螺母及底座的配合常用或等；（2） 为防止螺母转动，应设紧定螺钉，直径常取M6M12，根据起重大小决定；（3） 为防止托杯脱落与螺杆旋出螺母，在螺杆上下两端安装平安挡圈；（4） 连接螺

16、钉，挡圈，挡环的规格尺寸按构造需要选取或设计；（5） 为减少摩擦、磨损及托杯工作时不转动，螺旋副及托杯及螺杆的接触面均需润滑；（6） 装配图尺寸标注应包括特性尺寸如最大起落高度、安装尺寸、外形尺寸总厂、总宽、总高与派与尺寸等；（7） 图面应注明技术特性及技术要求；（8） 图纸规格应符合之徒规定，绘图要按国家标准，标题栏与明细表的格式应符合要求，详见课程设计教材，或采用学生用标题栏及明细表格式；（9） 设计计算说明书应在全部计算及图纸完成后进展整理编写。参考文献：1杨 玲.螺旋千斤顶作业指导书.西南大学工程技术学院,2021.2濮良贵，纪名刚.机械设计第八版.高等教育出版社,2006.3邱宣怀.机械设计第四版.高等教育出版社,1997.4大连理工大学工程画教研室.机械制图. 高等教育出版社,2003.8.5吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册(第三版). 高等教育出版社,2006.