螺旋千斤頂125

1、螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)院 系 工程技術(shù)學(xué)院 專(zhuān)業(yè)年級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化年級(jí) 級(jí) 設(shè) 計(jì) 者 * 學(xué)號(hào) *指導(dǎo)教師 * 成 績(jī) 2013年 11 月 30 日目錄1螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算41.1 螺桿螺紋類(lèi)型的選擇41.2 螺母、螺桿勢(shì)頭選用41.3確定螺桿直徑41.4自鎖驗(yàn)算51.5結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1-261.6螺桿強(qiáng)度計(jì)算61.7穩(wěn)定性計(jì)算71.8再進(jìn)行螺桿強(qiáng)度校核計(jì)算和穩(wěn)定性校核計(jì)算82螺母設(shè)計(jì)計(jì)算92.1選取螺母材料92.2確定螺母高度H及工作圈數(shù)u92.3校核螺紋牙強(qiáng)度102.4 計(jì)算螺母外徑D3112.5 凸緣參數(shù)計(jì)算112.6配合的選用123托環(huán)的設(shè)計(jì)與計(jì)算124手柄的設(shè)計(jì)計(jì)算144.1

2、手柄材料144.2計(jì)算手柄長(zhǎng)度Lp144.3手柄直徑的確定154.4效率計(jì)算154.5結(jié)構(gòu)155. 底座設(shè)計(jì)16.底座尺寸計(jì)算165.2.底座材料選擇HT20016學(xué)生姓名*專(zhuān)業(yè)年級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化2011級(jí)設(shè)計(jì)題目： 設(shè)計(jì)螺旋千斤頂設(shè)計(jì)條件：1、最大起重量F = 50kN；2、最大升距H =210 mm。設(shè)計(jì)工作量：1、 繪制出總裝配圖一張，標(biāo)注有關(guān)尺寸，填寫(xiě)標(biāo)題欄及零件明細(xì)表；2、 編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份。指導(dǎo)教師簽名： 2013年11月30日計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果1螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算1.1 螺桿螺紋類(lèi)型的選擇 選擇等腰梯形螺紋，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

3、的基本牙型按GB/T5796.1-2005的規(guī)定。1.2 螺母、螺桿勢(shì)頭選用螺旋副在工作時(shí)主要承受轉(zhuǎn)矩和軸向拉壓力的作用，接觸面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)，主要失效形式是磨損。綜合考慮以上因素，螺旋副選用梯形螺旋傳動(dòng)，螺桿選用綜合機(jī)械性能較好的45號(hào)鋼，螺母材料選用耐磨性較好的錫青銅ZCuSn10Pb1。1.3確定螺桿直徑按耐磨性條件確定中徑：螺桿螺母的材料選用的為鋼青銅，滑動(dòng)螺旋副的滑動(dòng)速度低，由教材表512查得滑動(dòng)螺旋副材料的許用壓力p1825。又一般取為1.23.5，根據(jù)的選用原則,整體螺母1.22.5，則取=2。當(dāng)2.5時(shí)p可提高20%，則p=23* (1+20%)=27.6Mpa; 由d2

4、0.8可得d2 24.08mm按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5796.22005選取公稱(chēng)d=28mm，p=5mm的梯形螺紋對(duì)d2標(biāo)準(zhǔn)化 d2=d-2.5=25.5mm; d1=d-5.5=22.5mm1.4自鎖驗(yàn)算自鎖驗(yàn)算條件是=其中為當(dāng)量摩擦角；f為摩擦系數(shù)；為螺旋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)，（鋼對(duì)青銅的=0.080.09）；b為牙形角（梯形螺紋牙形角b=）。=arctan(0.09/cos15)=5.32y =arctan(np/d2)=arctan(5/(×36)=2.53由此可得y符合自鎖條件1.5結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1-2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。柄孔徑dk的

5、大小根據(jù)手柄直徑dp決定，dkdp十0.5mm。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1.5t。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(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1.6螺桿強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論校核螺桿強(qiáng)度查表2-7可得45鋼的s=355MPa,所以=71MPa118 .3 MPa,故又F=50kN,A=397.41T=Ftan(+y)×d1/2=87984.5WT=/

6、16=2235.4ca=69.57Mpaca1.7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) 由， 一端固定一端自由故,=H+ H+d =210+50/2+28=263mm i=d1=5.625mm故s=2×277/5.625=98.49>40 故應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性的校核=12574.18Fcr=EI/(ul)2=91957.03KNFcr / F=1.842.54 故不合理，重新進(jìn)行選擇螺桿小徑根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 5796.22005，選擇d=32mm ，p=6 ，則d1=25mm ，d2=29mm1.8再進(jìn)行

7、螺桿強(qiáng)度校核計(jì)算和穩(wěn)定性校核計(jì)算1.8.1 進(jìn)行螺桿強(qiáng)度校核計(jì)算應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論校核螺桿強(qiáng)度查表可得45鋼的s=355MPa,所以=71MPa118 .3 MPa,故又F=50kN,A=490.625T=Ftan(+y)×d1/2=86170.1WT=/16=3066.4ca=112.93Mpaca71MPa118 .3 MPa,1.8.2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) 由， 一端固定一端自由故,=H+d=210+50/2+32=267.5mm i=d1=6.25mm故s=2×288/6

8、.25=92.16>40 故應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性的校核=19165.04Fcr=EI/(ul)2=135996.8KNFcr/F=2.722.54.0，所以滿(mǎn)足穩(wěn)定條件最后確定螺紋相關(guān)參數(shù)為：d=32mmd2=28mmd1=25mmp=6mm=5.32y=2.53(1.41.6)d=44.851.2mmi=6.25mmI=19165.04Fcr=135996.8KN2螺母設(shè)計(jì)計(jì)算2.1選取螺母材料 選擇青銅2.2確定螺母高度H及工作圈數(shù)u螺旋高度   H=.d2 ，計(jì)算得螺旋高度為   H=58mm，螺母的螺紋工作圈數(shù)<=10，計(jì)

9、算得螺紋工作圈數(shù)為u=8.33圈，所以先 u9圈。螺紋牙的高度h的計(jì)算 h=0.5p=32.3校核螺紋牙強(qiáng)度 一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，故只校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度。 由D=32mm D2=29mm 剪切強(qiáng)度條件為：查表得：故故符合剪切強(qiáng)度條件；彎曲強(qiáng)度條件為： l=1.5查表得=32.72MPa故 符合彎曲強(qiáng)度條件。2.4 計(jì)算螺母外徑D3如圖13，螺母懸垂部分受拉、扭，強(qiáng)度公式為<=從而可得D3> 式中螺母許用拉力可按下式計(jì)算0.83,由教材表513有，4060MPa，取40MPaD3>=56.21mm圓整取D357mm2.5 凸緣參數(shù)計(jì)算2.5.1 凸緣尺寸計(jì)算由經(jīng)驗(yàn)公式

10、D4（1.21.3）D3D4=1.3X57=74.1 mm, 取D475 mm由經(jīng)驗(yàn)公式a=19.33mm圓整取a=20mm2.5.2 凸緣支承面擠壓強(qiáng)度巴驗(yàn)算由經(jīng)驗(yàn)公式=(1.51.7) =(1.51.7)40=(6068)MPa=26.81MPa<所以安全。2.5.3 凸緣根部剪切強(qiáng)度驗(yàn)算=50000/(5719.33)=14.47MPa<=40MPa,所以安全。2.6配合的選用采用配合 為了安裝簡(jiǎn)便，需在螺母下端和底座孔上端作出倒角。選擇緊定螺釘GB/T 73-1985的M815材料:青銅H58D=32mm D2=29mm=32.72MPaD357mmD475 mma=20m

11、m40MPa3托環(huán)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 受力不大故托環(huán)材料選擇Q235鋼模鍛制成其結(jié)構(gòu)如圖1-4所示當(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(guò)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。許用壓強(qiáng) p=225MPa P=27.64MPa 選擇合理選擇Q2354手柄的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1手柄材料 選擇Q215鋼4.2計(jì)算手柄長(zhǎng)度Lp 扳動(dòng)手柄的力矩：T=K·Lp=T1+T2則 又T1=Ftan(+)=86.17KNT2=(D12+D11)Ff/4D12,D11和其他結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖34，其值：D11=(0.60.7)d=(0.60

12、.7)32=19.222.4mm，取D11=20mmD13=(1.71.9)d=(1.71.9)32=54.460.8mm ，取D13=55mmD12=D13-(24)mm=5153mm ，取D12=52mm T2= T2=(D12+D11)Ff/4=(52+20)500.09/4=81N.m所以=m =0.8358m手柄實(shí)際長(zhǎng)度：Lp=683+100=683+100=810mm，取為380mm4.3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，強(qiáng)度條件為 故查表所以取由于手柄長(zhǎng)度不超過(guò)千斤頂 因此取Lp=380mm4.4效率計(jì)算=28.57%4.5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)，并用螺釘固定，選擇開(kāi)槽沉頭螺釘 手柄材料 選擇Q215鋼Lp=380mmD11=20D12=52mmD13=55mmT2=81N.mLp=380mm=28.57%5. 底座設(shè)計(jì).底座尺寸計(jì)算 由圖可知：H1=(H+20)mm=(210+20)mm=230mmD6=(D3+8)mm=(54+8)mm=62mmD7=D6+=62+230/5=108mmD9=1.4D3=1.457mm=79.8mm,圓整取D9=80mm 因?yàn)樗訢8= =209.57mm圓整為209mm=810mm=H-a=58- 20mm=38mm 斜度K