機(jī)械設(shè)計(jì)-千斤頂_設(shè)計(jì)計(jì)算說明書

1、計(jì) 算 及 說 明主 要 結(jié) 果 一、傳動(dòng)方案的確定螺旋千斤頂由螺桿、底座、螺母、手柄和托杯等組成。通過轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使螺桿在固定的螺母中邊旋轉(zhuǎn)、邊相對(duì)底座上升或下降，從而能把托杯上的重物舉起或放落。裝在螺桿頭部的托杯應(yīng)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿下端設(shè)置安全擋圈，以防止螺桿全部旋出。螺旋千斤頂應(yīng)具有可靠的自鎖性能。2、 主要設(shè)計(jì)參數(shù) 主要設(shè)計(jì)參數(shù)為A5，即最大起重重量F=26kN，最大起重高度L=160mm。 三、確定螺紋牙型及螺紋基本尺寸 3.1螺紋牙型的選擇 梯形螺紋的工藝性好，牙根強(qiáng)度高，對(duì)中性好。所以選擇梯形螺紋牙型。螺桿螺母材料選擇鋼青銅。 3.2螺紋基本尺寸 螺紋中徑按螺母螺紋牙面的耐磨性計(jì)算，對(duì)

2、于梯形螺紋，則有 式中值一般取1.22.5，此處取1.2，許用壓力經(jīng)查表得MPa。則mmm。 取螺桿標(biāo)準(zhǔn)中徑mm。查表可得螺距P=6mm，牙頂間隙mm。螺桿大徑mm。螺桿小徑mm。螺母的標(biāo)準(zhǔn)中徑mm。螺母大徑mm。螺母小徑mm。選用梯形螺紋牙型mmmmmmmmmmmm計(jì) 算 及 說 明主 要 結(jié) 果 四、螺桿的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1材料螺桿的常用材料為Q235、Q275、35鋼和45鋼。此處考慮成本與耐磨性要求，選用經(jīng)正火或淬火處理的45鋼。4.2螺桿結(jié)構(gòu)螺桿上端需用于支承托杯和插裝手柄，故此處需要加大直徑。其結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖中為最大起重高度，為螺母高度，手柄孔徑的大小應(yīng)根據(jù)手柄直徑?jīng)Q定，一般取mm

3、。由3.2結(jié)論知螺桿小徑mm，中徑mm，螺距mm，為了便于切制螺紋，應(yīng)設(shè)退刀槽，退刀槽處的直徑要比螺紋小徑小0.20.5mm，這里取0.5mm。則mm。退刀槽的寬度mm。故此處取mm。為了便于螺桿旋入螺母，螺桿下端應(yīng)制有倒角,如圖1(a)所示?；蛑瞥缮孕∮谛降亩虉A柱體，如圖1(b)所示。 圖1螺桿選用45鋼mmmm計(jì) 算 及 說 明主 要 結(jié) 果4.3自鎖性校核自鎖性條件為。螺紋升角 經(jīng)查表，摩擦因數(shù)取0.08，螺紋牙側(cè)角取，當(dāng)量摩擦角。由于影響摩擦因數(shù)的因素很多，其值并不穩(wěn)定，為保證螺旋起重器有可靠的自鎖能力，可取。由上述計(jì)算可得，所以自鎖性滿足要求。 4.4強(qiáng)度校核螺桿工作時(shí)，扭矩產(chǎn)生剪

4、應(yīng)力，軸向力產(chǎn)生正應(yīng)力，升至最高位置時(shí)，載荷分布如圖2所示。圖2計(jì) 算 及 說 明主 要 結(jié) 果 螺桿所受扭矩N·mm。 危險(xiǎn)剖面的強(qiáng)度 MPa查表得45鋼的屈服強(qiáng)度可取MPa，故螺桿材料的需用許用應(yīng)力MPa。按照第四強(qiáng)度理論，危險(xiǎn)剖面的強(qiáng)度按校核。這里45MPa71MPa。所以強(qiáng)度滿足。 4.5穩(wěn)定性校核螺桿危險(xiǎn)界面慣性半徑mm。由3.2知mm，則螺桿頭部高度取mm，螺桿最大工作長度mm，長度系數(shù)，則柔度mm<85mm，故 故，所以滿足穩(wěn)定性條件。 五、螺母的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1材料 螺母和螺桿旋合工作時(shí)，應(yīng)具有較高的耐磨性和較低的摩擦因數(shù)，通常選用螺母材料比螺桿材料硬度低。耐磨

5、性較好的螺母材料有：鑄錫青銅ZCuSn10Pb1、鑄錫鋅鉛青銅ZCuSn5Pb5Zn5和鑄鋁鐵青銅ZCuAl10Fe3；當(dāng)?shù)退?、輕載或不經(jīng)常使用時(shí)，也可選用耐磨鑄鐵或鑄鐵。這里我們選用鑄鋁鐵青銅，即ZCuAl10Fe3。N·mmMPaMPammmmmmmmmmkN螺母選用鑄鋁鐵青銅ZCuAl10Fe3計(jì) 算 及 說 明主 要 結(jié) 果5.2螺紋牙工作圈數(shù)z螺紋牙工作高度mm，螺紋牙工作圈數(shù)。考慮到螺紋牙工作圈數(shù)越多，載荷分布越不均勻，故螺紋牙工作圈數(shù)不宜大于10，故。取?？紤]到螺紋桿退刀槽的影響，螺母螺紋牙實(shí)際圈數(shù)應(yīng)取。5.3螺母的結(jié)構(gòu)尺寸螺母的結(jié)構(gòu)如圖3所示，螺母的高度mm；螺母外徑

6、mm；螺母的凸緣外徑mm；螺母的凸緣厚度mm。螺母裝入底座孔內(nèi)，配合選取。為防止螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)置緊定螺釘，其直徑取M6。 圖3mmmmmmmmmm計(jì) 算 及 說 明主 要 結(jié) 果5.4螺紋牙強(qiáng)度校核對(duì)于梯形螺紋，螺紋牙根部厚度mm；彎曲力臂mm。螺紋牙根部的彎曲應(yīng)力MPa，查表得螺母材料的許用彎曲應(yīng)力MPa。由于MPaMPa，故螺紋牙根部抗彎強(qiáng)度滿足條件。螺紋牙根部的剪切應(yīng)力MPa，查表得螺母的許用剪切應(yīng)力MPa。由于MPaMPa，故螺紋牙根部抗剪強(qiáng)度滿足條件。5.5螺母懸置部分強(qiáng)度和螺母凸緣強(qiáng)度校核螺母懸置部分橫截面上的拉應(yīng)力MPa，查表得螺母材料的許用拉應(yīng)力MPa。由于14MPa33.2MP

7、a，故螺母懸置部分橫截面上的抗拉強(qiáng)度滿足條件。螺母凸緣支承面上的擠壓應(yīng)力MPa，查表得螺母材料的許用擠壓應(yīng)力MPa。由于7.77MPa60MPa，故螺母凸緣支承面上的擠壓強(qiáng)度滿足條件。螺母凸緣根部的彎曲應(yīng)力MPa，查表得螺母材料的需用彎曲應(yīng)力MPa。由于15.33MPa40MPa，故螺母凸緣根部彎曲強(qiáng)度滿足條件。螺母凸緣根部的剪切應(yīng)力mmmmMPaMPaMPaMPaMPa計(jì) 算 及 說 明主 要 結(jié) 果MPa,查表得MPa。由于6.9MPa30MPa，故螺母凸緣根部的剪切強(qiáng)度滿足條件。6、 托杯的設(shè)計(jì)計(jì)算托杯用以承托重物的，可選用鑄鐵、鑄鋼或Q235，此處我們選用Q235。具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。

8、為防止托杯與重物相對(duì)滑動(dòng)，托杯上表面應(yīng)制有切口和溝紋。為防止托杯從螺桿端部脫落，螺桿端部應(yīng)裝有擋圈。為防止接觸面過快磨損，應(yīng)校驗(yàn)接觸面的壓力,首先托杯的尺寸mm；mm。接觸面的壓力MPa 圖4MPa托杯選用Q235AmmmmMPa計(jì) 算 及 說 明主 要 結(jié) 果查表得許用壓力MPa。由于10.98MPa13MPa，所以接觸面間的壓力滿足條件。7、 手柄的設(shè)計(jì)計(jì)算7.1材料手柄材料選用Q235A。7.2手柄長度螺旋副的摩擦阻力距 kN·mm。螺桿端面與托杯之間的摩擦阻力矩 手柄長度mm。手柄的計(jì)算長度是螺桿中心至人手施力點(diǎn)間的距離。考慮到螺桿頭部尺寸及手握的距離，手柄的實(shí)際長度應(yīng)為mm

9、為減小千斤頂?shù)拇娣趴臻g，一般取實(shí)際手柄長度不大于千斤頂?shù)母叨?。?dāng)舉重量較大的時(shí)候，可在手柄上套一長套管，以增大力臂達(dá)到省力的目的。7.3手柄直徑把手柄看成一個(gè)懸臂梁，按抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)，即mm7.4手柄結(jié)構(gòu)為防止手柄從螺桿中滑出，在手柄兩端應(yīng)設(shè)有擋圈，如圖5所示，并用螺釘固定或鉚合。手柄材料選用Q235AkN·mmkN·mmmmmm計(jì) 算 及 說 明主 要 結(jié) 果 圖58、 底座的設(shè)計(jì)計(jì)算8.1材料底座材料常選用鑄鐵HT150、HT200，當(dāng)起重量大時(shí)可選用鑄鋼。此處我們選用HT150。8.2底座結(jié)構(gòu)底座鑄件的厚度不應(yīng)小于810mm；為增加底座的穩(wěn)定性，故需將外形制成1：10的斜度，如圖6所示，圖中 圖6底座選用HT150計(jì) 算 及 說 明主 要 結(jié) 果 mm；mm；mm；mm；mm;取mm。9、 螺旋起重器效率計(jì)算當(dāng)螺旋轉(zhuǎn)過一圈后，效率為符合千斤頂?shù)囊话阋蟆?0、 設(shè)計(jì)小結(jié) 經(jīng)過緊張而辛苦的幾周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，看著自己的設(shè)計(jì)。即高興又擔(dān)憂，高興的是自己的設(shè)計(jì)終于完成了，擔(dān)憂的是自己的設(shè)計(jì)或許存在著一些不足之處。課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作