螺旋千斤頂畢業(yè)設(shè)計論文

1、 第四章 千斤頂?shù)脑O(shè)計 已知軸向載荷F=15000N,最小高度271，最大高度為391mm,即最大舉升高度391-271=120mm. 方案圖如下所示： 1托杯 2手臂 3銷 4手柄 5擋環(huán) 6螺套 7螺桿 8螺釘 9底座 圖4.1 千斤頂剖視圖 4.1螺桿的設(shè)計計算 4.1.1. 選擇材料 前面已做分析，此次設(shè)計選用梯形螺紋，基本牙型按GB/T5796.1-2005的規(guī)定?？紤]到千斤頂轉(zhuǎn)速較低，單個作用面受力不大，螺桿材料常用Q235，275，40，45，55等，此；為了提高耐磨性，螺母選較軟的材料錫青銅=360Mpa鋼。由手冊查45處螺桿選常用的即，提高20%人力驅(qū)動p可，ZCuSn10P

2、-1，由上表知鋼對青銅低速時對為)?(1825MPa6?30?120%?21.，螺母為整體螺母由于磨損后不能調(diào)整間，p=p=25MPa?5?2.?1.2? 隙，可視受力比較均勻，螺紋工作圈數(shù)不宜過多，故，此處取。2? 確定螺桿直徑4.1.2.pd2，螺距按耐磨性條件確定螺桿中徑d2,求出d2后，按標準選取相應(yīng)的公稱直徑 及其他尺寸。根據(jù)規(guī)定對整體螺母，由于磨損后不能調(diào)整間隙，可視受力比較均勻，螺紋工作圈數(shù)?。螺桿螺母材料分別取為鋼青銅，查表不宜過多，故取，此處取2?5.?1.2?2)25(18?MPa3021.6?120%?，即p=p3.2滑動速度為低速，對人力驅(qū)動可提高20%，0.08-0.

3、1由f值p=25MPa，（摩擦系數(shù)起動時取大值，校核是為安全起見，應(yīng)以起動時為準。F=40KN 應(yīng)取f=0.1,代入? ，則計算d梯形螺紋，h=05p,已知取2?2 F15000 （式4.1 ） mm85613?0.8.?0.8?d2?2?25根據(jù)GB/T5796.3-,2005查得取標準 公稱直徑d=20mm p取標準值p=4mm 小徑D=15.5mm 3中徑d=D2=18mm 2大徑D4=20.5mm =0.336p=1.344mm牙頂和牙底寬4.1.3. 螺紋副自鎖性驗算： ? 自鎖條件是vf ?arctan?arctan?f vv?cos? 式中：為螺紋中徑處升角；ff? 為螺紋工作面

4、的牙形斜角），式中 為當量摩擦系數(shù)。（； ?f?f? vv0?cos?90sin0? 為當量摩擦角（為保證自鎖，螺紋中徑處升角至少要比當量摩擦角小1）.v （取起動時計算用最大值）查教材表 得10.?0f4?snp10?048?4.?arctan?arctan?arctan ?18?3.d14d221f0.0? 915.?arctanarctan? v0?cos15cos000? 故，91?1?4.0484?.v 所以自鎖性可保證。 螺桿強度校核4.1.4.螺桿危T的作用。受力較大的螺桿需進行強度計算。螺桿工作時承受軸向力F及轉(zhuǎn)矩險截面上既有壓縮應(yīng)力，又有切應(yīng)力。因此，校核螺桿強度時，應(yīng)根據(jù)第

5、四強度理論求出? ，強度校核公式為：螺桿危險截面的計算應(yīng)力ca22?FT?22? ） （式4.13 ?33?CaAW?T式中: F-螺桿所受的軸向壓力，N； ?22d?Amm； A-螺桿危險截面的面積；, 14d3?d31mmA?W?,； ,-螺桿螺紋段的抗扭截面系數(shù)W1 TT164 ；mm為螺桿螺紋的小徑（d）1-?）Mpa； 為螺桿材料的許用應(yīng)力（- N.mmT- 為螺桿所受轉(zhuǎn)矩（；） 其中扭矩18d?030?2 .M5775.91N?24?15?10.N?tan4408.T?Ftan? v22? 為螺紋中徑處螺紋升角；式中：為當量摩擦角。v? 查手冊GBT699-1999.45鋼的，Mp

6、a?355s ，如下表教材表5-13 滑動螺旋副材料的許用應(yīng)力 表 項目 /Mpa 許用應(yīng)力 鋼制螺桿?53?/Mpa 為材料的屈服極限, ss螺母 材料? 許用彎曲應(yīng)力b? 許用切應(yīng)力T 青銅40-60 30-40 耐磨鑄鐵 50-60 40 鑄鐵 45-55 40 鋼 ? （1.0-1.2）? 0.6注：靜載荷許用應(yīng)力取大值。 安全系數(shù)3-5，取3。 ?355?s Mpa.?33?128 33故有： 222233?104F577?T244?15?10.?Mpa?972?394.Mpa?3.?12833?Ca3232?d20d55.15143.?.?.0215.?11所以得到強度校核滿足設(shè)計

7、要求。 4.1.5. 螺桿穩(wěn)定性校核 ?l (1)計算柔度= i螺桿一端固定，一端自由，長度系數(shù)=2；螺桿最大受力長度L由起重高度、螺母l1l?1.5d。、鉸支頭高及螺桿軸向預(yù)留余量決定，其中 高Hl22因此，螺桿的工作長度，螺桿危險截面慣性半徑mm?36?156120l?l?H?118d i=。1mm54?. 44?L2?156= 40 （式 =4.24） 33.?69 54.i 所以需要校核。 計算臨界載荷：(2) 取查手冊表1-6，E200GP。?43?4?10?3.14?18d48?M10?0.515093?1（式4.25=） I= 6464229?8?1051509310?03EI.

8、14.?200?因此：F=（式4.26） KN?104.343?C ?22?l3?1075?2?148.3F10343?104.CS=4 9562.?6 3F15?10穩(wěn)定性滿足設(shè)計要求。 4.2螺母的設(shè)計計算 14.2.1 選取螺母材料 螺母選較軟的材料錫青銅由上表3.1選取材料為 ZCuSn10P-1。 H及螺紋工作圈數(shù)確定螺母高度U 24.2.1 ?Hd?2?18?H36?mm 螺母高（式 ：4.2） 2H36 （式4.3螺紋工作圈數(shù)z：） 9?z? P451.u?u應(yīng)圓整）考慮到螺紋圈數(shù)越多載（考慮到退刀槽的影響，實際螺紋圈數(shù)=10.5u 。11取u不宜取大，此次設(shè)計u荷分布越不均勻，

9、故所以螺母的實際高度 mm?44?11?H?U4P34.2.1 校核螺紋牙強度 ?；由上表查得青銅螺母螺紋牙許用彎曲應(yīng)力 ,MPa?40?60?；許用剪切應(yīng)力 Mpa40?30?梯形螺紋螺紋牙根寬度mm； 6?2.?0.65?4?b0.65p梯形螺紋螺紋牙工作高度。則： mm4?2p?0.5?h?0.5彎曲強度校核： 3Fh3?15000?2?,Mpa?18.803 合格 （式4.5） 22?Dzb3.14?20.5?11?2.64剪切強度校核： F15000?.134?MPa?3，合格 （式4.6） 22?Db11?3.14?20.5z?2.64式中：螺母螺紋大徑，mm. D4Z螺母螺紋工作

10、圈數(shù)。 44.2.1 螺母外部尺寸計算 （1）計算確定D 3螺母懸置部分受拉伸和扭轉(zhuǎn)聯(lián)合作用，為計算簡單，將F增大30%，按拉伸強度計算得： 1.3F= （式4.10） 22?)(D?D43 4式中，為螺母材料的許用拉伸應(yīng)力，可取=0.83，由上表取 b=50Mpa，因此=0.83 。故=41.5Mpabb15000F22 （式4.11） Dmm941.66?31?20.5.166.?D?34?41.5=32 mm 取D3a ）確定D和（25H可求： 及a=1.4）D=按經(jīng)驗公式D（1.335 3D=（1.31.4）32=41.6-44.8mm 取D=44 mm （式4.12） 15H36 （

11、式4.13=） a=mm?12 33 ）校核凸緣支承表面的擠壓強度，強度條件為：（315000?F44Mpa?.95?204.14） =（式?pp 222232443.14?DD?35 滿足設(shè)計要求。 4）校核凸緣根部彎曲強度：（?4D/F?D321.5?15000?44M3?（式 ）=4.15MPa?66?18.1p 22?Wa1412D6/?32?3.3 滿足設(shè)計要求。 ）校核凸緣根部剪切強度，強度條件為：（5F （式= 4.16） ?aD3=35Mpa 式中，螺母材料的許用切應(yīng)力15000F? 故：= ）（式4.17MPa?12.44? ?12323a.14?D?3 滿足設(shè)計要求。 手柄

12、設(shè)計計算4.3 4.3.1 拖杯與手柄的結(jié)構(gòu)： 確定手柄長度，則手柄上的工作轉(zhuǎn)矩為：33?dD?21?00?fF?tand =+T）LT=F =T4.18（式?2HH1 ?c222d32?D?00 mm）；T2分別為螺紋副摩擦力矩及拖杯與接觸面摩擦力矩（N、式中：T1 =0.15；f拖杯與支承面的摩擦系數(shù)，fcc確定，由經(jīng)驗公式托杯底座與支承面接觸部分外徑（mm）Dd)1.86D?(1.?00 mm；取32D?0為手作用在手柄上d=16mm,FH托杯底座與支承面接觸部分徑（mm），取d00 N）；的力（ ）。手柄有效長度（ LmmH ；取F=200N如一人連續(xù)工作，手作用力通常取F=15020

13、0N,HH33?16?1232?1505.?18?tan.2.98?4?15000 ）（式=因此，200 L4.19 ?H 221632?23?=230mm 取L得：L=228.62mm HH 確定手柄直徑d4.3.2 k =360MPa，選手柄材料為45鋼，S?s 。=160 Mpa=140許用彎曲應(yīng)力180 Mpa，取?b b21.5 手柄的彎曲強度條件為：LLFF?）（式 =4.20?HHHH? b? bW3d k32315?200?230?11.12mm, 取d=12mm （式4.21） 因此，dKK?160 4.4托杯的設(shè)計計算 托杯用來承托重物，可用鑄鋼鑄成，也可用Q235鋼模鍛制

14、成，取材料為Q235。其結(jié)構(gòu)尺寸見圖。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。F? pp?22?)?D(D11124料許用壓強，應(yīng)取托杯與螺桿材式中：p p的小者。 取p。；Q235:p= 225MPa 45鋼：p=570MPa 杯杯桿20=49mm D=(2.42.5)d =2.45?1020=14mm d=0.7D=(0.60.8）?11

15、20=36mm =(1.71.9)d=1.8D?13 - (24)=36-4=32mm =DD1312d=1.8*20=36mm h=（1.51.8）1 故 3F1032? ?pp?23MPa?49?.22?22(D?D)3.14(0.032?0.014)111244滿足設(shè)計要求 ?=10mm； =13mm；溝紋寬度，=812mm此處取1.5=10mm；杯底厚度為 1.3托杯厚度?/2=5mm；托杯高度為1.8*d=1.8*20=36mm溝紋深度為； 為保證托杯可以轉(zhuǎn)動，螺桿頂端的墊片與托杯底部留有間隙，間隙值為34mm，因承受力不 。3mm大，故取值為4.5底座的設(shè)計 底座材料常用鑄鐵HT1

16、50及HT200，選用HT150。鑄件的壁厚不應(yīng)小于812mm，取=15mm。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。 底座結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 S=（1.52）=1.5*15=22.5mm D3=42mm D5= D3+2=42+2*15+4=72mm D6=D3=42mm D7=D6+2* =52+ =96mm D8=1.35D7=1.35*96=130mm 4.6安裝要求HH88等配合。為了安裝簡便，螺母壓入底座上的孔，圓柱接觸面間的配合常采用或rn77需在螺母下端（圖13）和底座孔上端（圖17）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11），緊定

17、螺釘直徑常根據(jù)舉重量選取，一般為612mm。 2.4.1 螺母的相關(guān)尺寸已得：螺紋小徑D= 16mm 1D= 1.5d =1.520=30mm 3D= 1.4D =1.430=42mm 34H=44mm;； a=18mm 第五章 螺旋千斤頂圖形的繪制 要繪制螺旋千斤頂?shù)难b配圖，首先應(yīng)當選定繪圖比例和圖幅后布置視圖，先確定各視圖的位置，畫出主要軸線、中心線及基準線。然后開始畫底圖，按照“先主后次”的原則，沿裝配軸線按裝配關(guān)系依次畫出底座螺套螺旋桿絞杠頂墊等零件。底圖完成后，檢查加深圖線，還要進行尺寸標注，編注零件序號，填寫明細欄、標題欄等，完成全圖。 同時要了解千斤頂?shù)墓ぷ髟恚呵Ы镯斒抢寐菪?/p>

18、傳動來頂舉重物的一種起重或頂壓工具，常用于汽車修理及機械安裝中。工作時，重物壓于頂墊之上，將手炳穿入螺旋桿上部的孔中，旋動手炳，螺旋桿在螺套中靠螺紋做上、下移動，從而頂起或放下重物。螺套鑲在底座里，用螺釘定位，磨損后便于更換。頂墊套在螺旋桿頂部，其球面形成傳遞承重之配合面，由螺釘鎖定，使頂墊相對螺旋桿旋轉(zhuǎn)而不脫落。 螺旋千斤頂?shù)妮S測圖 4.1 圖 因此由螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟砜芍Ы镯數(shù)难b配主干線是螺旋桿，為了清楚的表達千斤頂?shù)耐獠垦b配結(jié)構(gòu)，則繪制了千斤頂?shù)娜室晥D。 在主視圖上，千斤頂?shù)?個零件所處的位置及裝配關(guān)系、各零件的主要形狀均已表達AA表達清楚。清楚，只有螺旋桿上與絞杠配合的孔沒有表

19、達充分，故采用剖面圖 所以螺旋千斤頂?shù)难b配圖如下： 圖4.2 螺旋千斤頂?shù)难b配圖 第六章 使用千斤頂?shù)淖⒁馐马?1.無論哪種千斤頂都不準超負荷使用，以免發(fā)生人身或設(shè)備故障。 2.千斤頂使用前，應(yīng)檢查各零件是否靈活可靠，有無損壞，油液是否干凈，油閥、活塞、皮碗是否完好。 3.千斤頂工作時，要放在平整堅實的地面上，并要在其下面墊枕木、木板或鋼板來擴大受壓面積，防止塌陷。 4.千斤頂安放位置要擺正，頂升時，用力要均勻；卸載時，要檢查重物是否支撐牢固。 5.幾臺千斤頂同時作業(yè)時，要動作一致，保證同步頂升和降落。 6.螺旋千斤頂和齒條千斤頂，在任何環(huán)境下都可使用。而液壓千斤頂在高溫和低溫條件下不準使用。

20、 7.螺旋千斤頂和齒條千斤頂，應(yīng)在工作面上涂上防銹油，以前少磨損避免銹蝕。液壓千斤頂應(yīng)按說明書要求，定時清洗和加油。 8.螺旋千斤頂和齒條千斤頂?shù)牟恳３智鍧?，防止泥砂、雜物混入，增加阻力，造成過度磨損，降低使用壽命。同時轉(zhuǎn)動不分要添加潤滑油進行潤滑。 9.液壓千斤頂?shù)膬σ浩饕３譂崈簦绠a(chǎn)生渣滓或液體混濁，都會使活塞頂升受到阻礙，致使頂桿伸出速度緩慢，甚至發(fā)生事故。 10.液壓千斤頂不準作永久支承。如必須做長時間支撐時，應(yīng)在重物下面增加支承部件，以保證液壓千斤頂不受損壞。 11.齒條千斤頂放松時，不得突然下降，以防止其部機構(gòu)受到?jīng)_擊而損壞，或使搖把跳動傷人。 12.各種千斤頂要定期進行維修保

21、養(yǎng)。存放時，要將機體表面涂以防銹油，把頂升部分回落至最低位置，并放在庫房干燥處，妥善保管。 第七章 設(shè)計總結(jié) 這次的畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)四年中的最后一個環(huán)節(jié)，是對四年的學(xué)習(xí)生活中所學(xué)知識的一個匯總和概括，使我們每個人都能了解自己學(xué)到了什么，理解多少，會運用多少，還有多少知識不了解，需要進一步加深理解。 在校期間，開設(shè)有機械制圖及AUTOCAD、機械設(shè)計、機械制造等課程，這些課程對我們搞好這次畢業(yè)設(shè)計有很大的幫助，綜合運用好這些課程，加之我們平時的知識積累和老師的極大幫助和指導(dǎo)，為這次畢業(yè)設(shè)計提供了非常有利的保障。 即將畢業(yè)的我，在以后的工作中難免會遇到一些問題或麻煩，如機器損壞或零件老化等一系列問題時，這時就要靠自己以前所學(xué)的知識和積累的經(jīng)驗去解決它。隨著科學(xué)技術(shù)的高度發(fā)達，一些質(zhì)量優(yōu)、性能好、效率高、能耗低、價格低廉的產(chǎn)品將開發(fā)出來并淘汰那些老的生產(chǎn)技術(shù)或設(shè)備。因此，我們應(yīng)該樹立良好的設(shè)計思想，重視對自己進行機械設(shè)計能力的培養(yǎng)；善于利用各種信息資源，擴展知識面和能力；培養(yǎng)嚴謹、科學(xué)、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)、艱苦奮斗的企業(yè)精神，加強環(huán)境保護意識，做到清潔生產(chǎn)和文明生產(chǎn)，以最大限度的獲得企業(yè)效益和社會效益 所以，在以后的工作中，需要