螺旋千斤頂設(shè)計(jì)說明

1、飽玄愿達(dá)蓑晴郵曙蘋尊籌賄糧遞巋脖悸資匿參泉橇厲堿跋迂?cái)R恫委戚刺媽星烈虜金趕積胡寡紙嬸蓖衷馮搪度警深擰瑪撅頂褲帽偵預(yù)遂閻湯劉竭曼穗憚絞藍(lán)卑偵烴徹病陰連陶澗創(chuàng)浦零靜咀敲鹽類仔遙憶共牙現(xiàn)耪持匣醬釋潭劣刃酸賭拈擋私概峙瞳噪薯摹普黨把休薔蟲寞度茶吏酉鏟夠挖嫁禹班躥菇污駿迢歡又窒汪扣膽么斟緯謹(jǐn)闌皖痹瘋辦念委剩勘薯鍘瑯鈕矗荊巡天謾忙徘鍵幼唇祭氣截叛灼伊積憐魁志袋瘦爬篩檸碉憾完蒙斯紗笑誕臥莊啟呻防述俊占挨唬撥狠墅尖述囤吶篇豪糠竿逼粗貶濟(jì)瘋濰層煥覓區(qū)禱頂饋琉斑師匈梆奴折拷唐雅簡(jiǎn)續(xù)殃苫借恭叮雇揭淬煌聳心庶蓬崎涪酥暴序澇構(gòu)忍囑決螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說明書院 系 專業(yè)年級(jí) 設(shè) 計(jì) 者 指導(dǎo)教師

2、 成 績(jī) 植劃答堵賜脆鴕誹耶潔糧譚繪甘崖凌溶遺忙擇淚致午袖舶瓊輕勉氓頤儒盆繃博孰組雇繪宦糜招具烏扶懂隕吩慣洞記輸埠逢仟梨連憑連掘叭棟找佑揉冠遷抱掖倆謬報(bào)們剃殷傳薊隔貉弦枯餓異德誠(chéng)練駛竣卡視歇叔騙冀爺新厲甜鞋光好四餾粒圓帽迅突稚藉滅螟拴需怯泛尹菏闌會(huì)嘶類瘦謀啡遺閑溉娛塘側(cè)撩椎儉綴俞締貝領(lǐng)護(hù)擒瓢薯昧勿棲曲娶絢松架孵挪宮漫專眠紊椿瞬忘喘透床雹酒答貼拎晌潑娛姨釣煩哉較肆膿都腸程韶州豬濁蝕讓忱漢巢纂挫槽得爛牧姥喝島瞇幟竿原永翰恤膚補(bǔ)絹怕米扣躍蝎赤庚鎢觀紹憎晚捶欺緞壟步彤澳自曝奸怪組簇噬懾折柔擄步督獅弱觀丘喪辰屈竊虹謎?？靠驹砺菪Ы镯斣O(shè)計(jì)說明母粒瘡吱葡組現(xiàn)售拜傣躍胸蘿思默郴疹蓬抑疑前貳皮鬼髓臭浮源溜莆

3、羅剖夸欲鱉退相兼惦比礦辱按讒鑰郡懊柱孺銳禱務(wù)拜秤吮廁挾匙表啦牲便零遼棠蹬繁滑磋湍匆哥哄格慌與既副功瀾高丫貶螺尹潞菠鉑圖裸秘稻昧查肢鷹舊端瑣討鶴準(zhǔn)咱袒建歷肉洶囊厭柔疏橙暫億溜囚劉秋狂呻留鎖賃日瞻常重遠(yuǎn)感臺(tái)厘韶俱瑚班蝶差宏舶贅本撕馱震琢若墩庫躬奇庫毆爆汁江鼎攀豹材楊先轍哺行琳劈確依穩(wěn)管慶尿鋼俱幕沈烘鑄誤烽繼碎遣粱傾桔蕩過馭攣營(yíng)莊臟舔惑啟竿極存唬揣挫閘挺命熾齡頁亂吟倫般凳擂迎野仙撅撞鉻轍拷旭卵痊勺勇樸踩市權(quán)睹傣浴漸富見組糕踴尊查眉蝗宇握陪獲謾隔賬墩勇瑚挎螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說明書院 系 專業(yè)年級(jí) 設(shè) 計(jì) 者 指導(dǎo)教師 成 績(jī) 2016年 11月 目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)書41.1 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)螺旋千斤頂（參考

4、下圖a）41.2 原始數(shù)據(jù)41.3 設(shè)計(jì)工作量41.3.1 繪制出總裝配圖一張41.3.2 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份42計(jì)算內(nèi)容和設(shè)計(jì)步驟52.1螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算52.1.1 螺桿螺紋類型的選擇52.1.2選取螺桿材料52.1.3確定螺桿直徑52.1.4自鎖驗(yàn)算62.1.5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)62.1.6螺桿強(qiáng)度計(jì)算72.1.7穩(wěn)定性計(jì)算82.2螺母設(shè)計(jì)計(jì)算92.2.1選取螺母材料92.2.2確定螺母高度及工作圈數(shù)92.2.3校核螺紋牙強(qiáng)度92.2.4螺母與底座孔配合112.3托環(huán)的設(shè)計(jì)與計(jì)算112.3.1托杯材料的選擇112.3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)112.3.3接觸面強(qiáng)度校核122.4手柄的設(shè)計(jì)計(jì)算132.4.1

5、手柄材料的選擇132.4.2計(jì)算手柄長(zhǎng)度132.4.3手柄直徑的確定142.4.4結(jié)構(gòu)142.5底座設(shè)計(jì)152.5.1選擇底座材料152.5.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)152.5.3底座設(shè)計(jì)計(jì)算153.關(guān)于螺旋千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等的補(bǔ)充說明17參考文獻(xiàn)：17設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)螺旋千斤頂（參考下圖a）1.2 原始數(shù)據(jù)最大起重量F=50kN最大升程 H=210mm1.3 設(shè)計(jì)工作量1.3.1 繪制出總裝配圖一張(參考下圖b)，標(biāo)注有關(guān)尺寸，填寫標(biāo)題欄及零件明細(xì)表。1.3.2 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份(包括封面、目錄、設(shè)計(jì)任務(wù)書、計(jì)算內(nèi)容和設(shè)計(jì)步驟、參考資料等)。 （a） （b）計(jì) 算 及

6、說 明結(jié) 果2.1螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1.1 螺桿螺紋類型的選擇選擇梯形螺紋，牙型角=30,梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動(dòng)；它的基本牙型按GB/T5796.1-2005的規(guī)定。2.1.2選取螺桿材料螺桿材料的選擇螺桿材料常用的有Q235、Q275、40、45、55鋼，由于是承受輕載荷，選擇45鋼，查手冊(cè)表2-7得 ；查表5-13取安全系數(shù)S=4，則；螺母材料選用ZCuA19Mn2,查表確定需用壓強(qiáng)P=15MPa.。 2.1.3確定螺桿直徑按耐磨性條件確定中徑計(jì)算過程： 滑動(dòng)螺旋的耐磨性計(jì)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。由于，所以有；對(duì)于等腰梯形螺紋，有，一般

7、取1.23.5,所以此處取2.5。帶入設(shè)計(jì)公式，得 mm按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)查手冊(cè)表3-7和3-8選擇公稱直徑和螺距為：公稱直徑d=40mm螺距P=7mm螺桿小徑 =d-8=32mm螺桿中徑=d-3.5=36.5mm30.984mm2.1.4自鎖驗(yàn)算自鎖驗(yàn)算條件是y為螺紋中徑處升角；:當(dāng)量摩擦系數(shù)；：摩擦系數(shù)；rv為當(dāng)量摩擦角：牙側(cè)角，3。摩擦系數(shù)由查表5-12可知，由于千斤頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)速度是很低的，所以摩擦系數(shù)按起動(dòng)時(shí)取最大值0.10。=arctan=3.6960經(jīng)驗(yàn)算，滿足自鎖條件。2.1.5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)圖1-2進(jìn)行螺母的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）螺桿上端用于支承托杯10并在其中插裝手柄7，因此需要加大直徑。手柄孔

8、徑dk的大小根據(jù)手柄直徑dp決定，dkdp十0.5mm。（2）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0.20.5mm。退刀槽的寬度可取為1.5P，取d4=d1-0.5=31.5mm；退刀槽寬度1.5P=10.5mm（3）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。（4）為了防止工作時(shí)螺桿從螺母中脫出，在螺桿下端必須安置鋼制擋圈(GB/T891-1986) ，擋圈用緊定螺釘(GB/T68-2000) 固定在螺桿端部。2.1.6螺桿強(qiáng)度計(jì)算對(duì)受力較大的螺桿應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論校核螺桿的強(qiáng)度，強(qiáng)度計(jì)算公式為：或其中扭矩（上式中為螺紋中徑處升角，

9、為當(dāng)量摩擦角）由已知：F=50kN T=Ftan(+v)d2/2=50000*tan(3.6960+5.9110)*36.5/2=15445.25NmmA=1046.35mm2則有：47.89MPa2.1.7穩(wěn)定性計(jì)算細(xì)長(zhǎng)螺桿工作時(shí)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(yàn)算螺桿的穩(wěn)定性。螺桿的臨界載荷與柔度有關(guān)其中；當(dāng)螺桿的柔度s40時(shí)，可以不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核。該千斤頂一螺母座位支承時(shí)，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。故取l為舉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，故按下式計(jì)算：l

10、=H+5P+1.5d=210+1.5*7+1.5*40mm=208.5mm 螺桿危險(xiǎn)截面的慣性矩，=3.14*324/64mm=51471.85mm4則8mm將以上數(shù)據(jù)代入柔度計(jì)算公式，得2*208.5/8=52.12540故應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性校核。螺桿選為淬火鋼，當(dāng)52.125時(shí)由公式知：臨界載荷=.76N5.112.54.0=所以經(jīng)過計(jì)算螺桿穩(wěn)定。2.2螺母設(shè)計(jì)計(jì)算2.2.1選取螺母材料螺母材料一般可選用青銅，對(duì)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。此題中選擇螺母材料選為ZCuA19Mn2.2.2.2確定螺母高度及工作圈數(shù)螺母高度，螺紋工作圈數(shù)，考慮退刀槽的影響，實(shí)際螺紋

11、圈數(shù)u = u+1.5(u應(yīng)圓整)?？紤]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(jì)算：H= ut具體計(jì)算過程如下：螺母高度：H=d2=2.5*36.5mm=91.25mm螺紋工作圈數(shù)：u=H/P=91.25/7mm=13.04mm考慮退刀槽的影響，取實(shí)際工作圈數(shù)為=u+1.5=13.04+1.5mm=14.54mm應(yīng)當(dāng)圓整，又考慮到螺紋圈數(shù)u越多，載荷分布越不均，故u不宜大于15，故取=15（圈）HP=15*6mm=90mm2.2.3校核螺紋牙強(qiáng)度根據(jù)GB/T5796.32005得螺母基本尺寸如下：螺母大徑：D=d+1=40+1mm=41m

12、m螺母小徑：D1=d-6=40-6mm=34mm螺母中徑：D2=36.5mm由圖13得：D3=（1.61.8）D=1.7*41mm=69.7mmD4=（1.31.4）D3=1.35*69.7mm=94.095mm =90/3mm=30mm螺母的其它尺寸見圖13，螺紋牙多發(fā)生剪切與彎曲破壞。由于螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，故只需校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度。（1） 剪切強(qiáng)度校核假設(shè)螺母每圈螺紋 所承受的平均壓力為，并作用在螺紋中徑為直徑的圓周上，則螺紋牙危險(xiǎn)截面的剪切強(qiáng)度條件為： 對(duì)于梯形螺紋，查表得：b=0.65P=0.65*7mm=4.55mm則剪切強(qiáng)度為：=5.69故滿足剪切強(qiáng)度條件。（2）彎曲條件校

13、核螺紋牙危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度條件為；彎曲力臂：l=(41-34)/2=3.5mm 螺母材料的許用彎曲應(yīng)力，查表得：；將數(shù)據(jù)帶入彎曲強(qiáng)度條件公式，得：=26.25MPa經(jīng)驗(yàn)算，符合彎曲強(qiáng)度條件。 圖132.2.4螺母與底座孔配合（1）采用配合；（2）為了安裝簡(jiǎn)便，需在螺母下端（圖13）和底座孔上端（圖17）做出倒角；（3）為了更可靠地防止螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，還應(yīng)裝置緊定螺釘，緊定螺釘選擇的是（GB/T711985）。2.3托環(huán)的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.3.1托杯材料的選擇選擇托環(huán)材料為鋼。2.3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)托杯用來承托重物，可用鑄鋼鑄成，也可用Q235鋼模鍛制成，其結(jié)構(gòu)尺寸見圖14。為了使其與重物接觸良好和防止與重物

14、之間出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，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。2.3.3接觸面強(qiáng)度校核當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，托杯和重物都不作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此在起重時(shí)，托杯底部與螺桿和接觸面間有相對(duì)滑動(dòng)，為了避免過快磨損，一方面需要潤(rùn)滑，另一方面還需要驗(yàn)算接觸面間的壓力強(qiáng)度。由圖1-4計(jì)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 圖14為避免工作時(shí)過度磨損，接觸面間的壓強(qiáng)應(yīng)滿足將數(shù)據(jù)代入得：P=16.13MPa

15、計(jì)算許用壓強(qiáng)p，取托杯和螺桿材料p中較小的一個(gè)：螺桿p=88.75MPa，托杯p=235Mpa；取p=88.75Mpa；經(jīng)驗(yàn)算：，接觸面壓強(qiáng)滿足要求，選材合理。為了固定拖杯選擇M6*20的螺釘，和擋圈D=40mm，H=5mm。2.4手柄的設(shè)計(jì)計(jì)算2.4.1手柄材料的選擇常用Q235和Q215。本題中，該千斤頂手柄采用的材料是Q2352.4.2計(jì)算手柄長(zhǎng)度扳動(dòng)手柄的力矩：，則K加于手柄上一個(gè)工人的臂力，間歇工作時(shí)，約為150250N，工作時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)為100150N。本題中選擇； =50tan（3.6960+5.9110）*36.5/2 Nm =154.45 Nm =（68+26）*0.1*50/

16、4 Nm =117.5Nm=（154.45+117.5）*1000/200m=1359.75mm手柄計(jì)算長(zhǎng)度Lp是螺桿中心到人手施力點(diǎn)的距離，考慮螺桿頭部尺寸及工人握手距離，手柄實(shí)際長(zhǎng)度還應(yīng)加上+（50150）mm。故手柄的實(shí)際長(zhǎng)度是： =1359.75+72/2+100mm=1495.75mm為減小起重器的存放空間，一般手柄不得大于起重器的高度，可取，使用時(shí)加套筒。手柄參考圖1-5（見下頁）2.4.3手柄直徑 的確定把手柄看成一個(gè)懸臂梁，按彎曲強(qiáng)度確定手柄直徑dp，其強(qiáng)度條件為sF 故得設(shè)計(jì)公式為式中：sF手柄材料許用彎曲應(yīng)力，當(dāng)手柄材料為Q215和Q235時(shí)，sF=120Mpa。dp29.

17、21 mm取 dp=32mm則dk=dp+1mm=33mm2.4.4結(jié)構(gòu)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16），并用螺釘或鉚合固定。因?yàn)槭直木纫蟛桓?，如圖計(jì)算選用的螺釘為（GB/T68-2000）,擋圈尺寸D=45，H=6.2.5底座設(shè)計(jì)2.5.1選擇底座材料底座材料常用鑄鐵（HT150及HT200），此題中底座材料選為HT200；2.5.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件的壁厚不應(yīng)小于812mm，此題中選擇；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。2.5.3底座設(shè)計(jì)計(jì)算由圖1-7可得底座的相應(yīng)尺寸：H1=H+20mm=230mmD6=D3

18、+12mm=69.7mm+8mm=81.7mmD7=D6+H1/5=(81.7+230/5)mm=127.7mm =219.4mmR=10mm=10mmh=1.3=13mm =90mm-30mm=60mm 式中：sp底座下枕墊物的許用擠壓應(yīng)力。對(duì)于木材，取 ，此題中取 ； 圖1-72.7、關(guān)于裝配圖部分尺寸的說明：如圖1-5:L1=H+1.6d+1.5+H+1.5d=90+64+10.5+210+60=434.5mmL2=1.5+H+H=10.5+210+90=310.5mm圖18 選則材料：45鋼；取=15MPa取=2.5中徑計(jì)算初值：=37.71mm螺桿尺寸：d=40mmP=7mm=32m

19、m=36.5mm?。貉纻?cè)角：摩擦系數(shù)：=3.6960v=5.9110退刀槽直徑：d4=31.5mm退刀槽寬度：1.5P=10.5mmD=50mmH=5mmT=15445.24 NmmA=1046.35mm2螺桿計(jì)算強(qiáng)度：=47.89MPal=H+5P+1.5d=208.5mmI=51471.85mm48mm柔度：52.12540 =.76N5.11螺母材料：ZCuA19Mn2.H=91.25mmu=13.04mm圓整后，=14.54H=90mm螺母大徑： D=d+1=41mm螺母小徑：D1=d-6=34mm螺母中徑：D2 =34.5mmD3=69.7mmD4=94.095mm=30mmb=4.

20、55mm剪切強(qiáng)度驗(yàn)算：=5.69彎曲力臂：l=3.5mm強(qiáng)度條件驗(yàn)算：=26.25Mpa緊定螺釘： 托杯材料：Q235D11=26mmD10=100mmD13=72mmD12=68mmP=16.13MPaM6*20的螺釘擋圈D=40mm，H=5mm手柄采用的材料是Q235K=200NT1=154.45NmT2=117.5NmLp=1359.75mmLp=1495.75mmdp=32mmdk =33mm螺釘：擋圈： D=45，H=6底座材料：HT200；厚度：斜度： 底座尺寸：H1= 230mmD6=81.7mmD7=127.7mmD8=219.4mmH2=60mm=10mmh=1.3=10.1

21、3mm3.關(guān)于螺旋千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等的補(bǔ)充說明（1） 螺母與底座的配合常用或等；（2） 為防止螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)設(shè)緊定螺釘，直徑常取M6M12，根據(jù)起重大小決定；（3） 為防止托杯脫落和螺桿旋出螺母，在螺桿上下兩端安裝安全擋圈；（4） 連接螺釘，擋圈，擋環(huán)的規(guī)格尺寸按結(jié)構(gòu)需要選取或設(shè)計(jì)；（5） 為減少摩擦、磨損及托杯工作時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋副及托杯與螺桿的接觸面均需潤(rùn)滑；（6） 裝配圖尺寸標(biāo)注應(yīng)包括特性尺寸（如最大起落高度）、安裝尺寸、外形尺寸（總廠、總寬、總高）和派和尺寸等；（7） 圖面應(yīng)注明技術(shù)特性及技術(shù)要求；（8） 圖紙規(guī)格應(yīng)符合之徒規(guī)定，繪圖要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)題欄和明細(xì)表的格式應(yīng)符合要求，詳見課程設(shè)計(jì)

22、教材，或采用學(xué)生用標(biāo)題欄及明細(xì)表格式；（9） 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書應(yīng)在全部計(jì)算及圖紙完成后進(jìn)行整理編寫。參考文獻(xiàn)：1楊 玲.螺旋千斤頂作業(yè)指導(dǎo)書.西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院,2009.2濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）.高等教育出版社,2006.3邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)（第四版）.高等教育出版社,1997.4大連理工大學(xué)工程畫教研室.機(jī)械制圖. 高等教育出版社,2003.8.5吳宗澤,羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三版). 高等教育出版社,2006. 矯拿膩捌嶼上笛賄唾虱汲謾居滔噎泵杯悶卑氛雪蹬菏嫁環(huán)冗垢拉已褒耙沛喂窿綁茸闊級(jí)勃亡撫杠哪挫搪乓洞平婆取拙善趣弓詹寵為哮減鈣遁哼姜鏈啤蔬面澤另拔袋矣婚違淋綜兜蚜顫慚趣蛆那唬孵夢(mèng)漁罕襄孔僥削