螺旋千斤頂計算說明書

1、螺旋千斤頂設計任務書學生姓名王 輝專業(yè)年級2007級機械設計制造及其自動化設計題目： 設計螺旋千斤頂設計條件：1、最大起重量F = 55 kN；2、最大升距H =220 mm。設計工作量：1、 繪制出總裝配圖一張，標注有關尺寸，填寫標題欄及零件明細表；2、 編寫設計計算說明書一份。指導教師簽名： 2009年 月 日一、作業(yè)目的1. 熟悉螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟恚O計與計算的方法；2. 運用所學的知識解決設計中所遇到的具體實際問題，培養(yǎng)獨立工作能力，以及初步學會綜合運用所學知識，解決材料的選擇，強度計算和剛度計算，制造工藝與裝配工藝等方面的問題；3. 熟悉有關設計資料，學會查閱手冊和運用國家標準。二

2、、螺旋千斤頂?shù)脑O計千斤頂一般由底座1，螺桿4、螺母5、托杯10，手柄7等零件所組成（見圖11）。螺桿在固定螺母中旋轉，并上下升降，把托杯上的重物舉起或放落。設計時某些零件的主要尺寸是通過理論計算確定的，其它結構尺寸則是根據(jù)經(jīng)驗公式或制造工藝決定的，必要時才進行強度驗算。設計的原始數(shù)據(jù)是：最大起重量F（kN）和最大提升高度H（mm）。螺旋千斤頂?shù)脑O計步驟如下：計 算 及 說 明結 果1. 螺桿的設計與計算1.1 螺桿螺紋類型的選擇螺紋有矩形、梯形與鋸齒形，常用的是梯形螺紋。梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙形角=30º，梯形螺紋的內外螺紋以錐面貼緊不易松動，工藝性好，牙根強度高，對中性好，所以

3、選擇梯形螺紋，基本牙形按GB/T5796.12005的規(guī)定。1.2 選取螺桿材料螺桿材料選擇45號鋼，s = 355MPa，根據(jù)主教材表2.8，選安全系數(shù)S=4，則。1.3 確定螺桿直徑按耐磨性條件確定螺桿中徑d2。 因選用梯形螺紋且螺母兼作支承，故取。代入數(shù)據(jù)，得 根據(jù)螺桿中徑,按照GB/T 5796.2-2005標準，選取螺桿的公稱直徑，螺距，線數(shù)，螺旋副的摩擦系數(shù)。1.4 自鎖驗算自鎖條件是y rv 。式中：y為螺紋中徑處升角；rv為當量摩擦角（當量摩擦角rv=arctanmv，為保證自鎖，螺紋中徑處升角至少要比當量摩擦角小1°。4°9'415°19

4、'231°滿足自鎖條件1.5 結構（見圖12）計算得：查表得：計 算 及 說 明結 果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。手柄孔徑dk的大小根據(jù)手柄直徑dp決定，dkdp十0.5mm。為了便于切制螺紋，螺紋上端應設有退刀槽。退刀槽的直徑d4應比螺桿小徑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，螺桿下端應有倒角或制成稍小于d1的圓柱體。為了防止工作時螺桿從螺母中脫出，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螺桿強度計算對受力較大的螺桿應根據(jù)第

5、四強度理論校核螺桿的強度。強度計算方法參閱教材公式(5.28)，其中扭矩式中：y為螺紋中徑處升角，rv為當量摩擦角。代入數(shù)值得：根據(jù)第四強度理論校核螺桿的強度： 該螺桿滿足強度要求1.7穩(wěn)定性計算細長的螺桿工作時受到較大的軸向壓力可能失穩(wěn)，為此應按穩(wěn)定性條件驗算螺桿的穩(wěn)定性。 螺桿危險截面的慣性半徑(I為螺桿危險截面的螺桿承受扭矩計 算 及 說 明結 果軸慣性矩)螺桿的長度系數(shù)舉起重物后托杯底面到螺母中部的高度螺桿的柔度本題螺桿不淬火，s90 （1） （2） 聯(lián)立（1）、（2）兩式，并代入數(shù)值得： ，螺桿滿足穩(wěn)定性要求綜上可得：所選螺桿材料為45鋼，公稱直徑d=44mm，中徑d2=40.5mm

6、，小徑d3=36mm，螺距t=7mm，線數(shù)n=1。2. 螺母設計與計算2.1選取螺母材料螺母材料選用青銅：ZCuA19Mn2，許用壓強。2.2確定螺母高度H¢及螺紋工作圈數(shù)u螺母高度 螺紋實際工作圈數(shù) 螺紋圈數(shù)需要調整。螺桿的耐磨性已相當富裕，因此可以通過適當降低螺母高度來調整，故選螺桿材料為45鋼，d=44mm，d2=40.5mm，d3=36mm，t=7mm，n=1螺母材料：ZCuA19Mn2計 算 及 說 明結 果2.3校核螺紋牙強度一般螺母的材料強度低于螺桿，故只校核螺母螺紋牙的強度。螺母的其它尺寸見圖13。必要時還應對螺母外徑D3進行強度驗算。根據(jù)教材表5-13，對于青銅螺母

7、，這里取，根據(jù)教材式（5-48）得螺紋牙危險截面的剪切應力為 滿足要求2.4 螺母壓入底座上的孔內，圓柱接觸面問的配合常采用或等配合。為了安裝簡便，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動，還應裝置緊定螺釘（圖11）。選取緊定螺釘規(guī)格：螺釘 GB/T 71 螺紋牙危險截面的剪切應力：緊定螺釘：計 算 及 說 明結 果3. 托杯的設計與計算托杯用來承托重物，可用鑄鋼鑄成，也可用Q235鋼模鍛制成，其結構尺寸見圖14。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，在螺桿上端應裝有擋板。壓力強度校核公

8、式： 式中，代入數(shù)值得，選托杯材料： HT200 由經(jīng)驗公式得， 托杯滿足要求4. 手柄設計與計算4.1 手柄材料手柄材料選用Q235鋼4.2 手柄長度板動手柄的力矩：K·Lp=T1+T2 ，則 式中：K加于手柄上一個工人的臂力，間歇工作時，約為150250N，工作時間較長時為100150N，本題中選T1螺旋副間的摩擦阻力矩，T2托杯與軸端支承面的摩擦力矩，考慮螺桿頭部尺寸及工人握手距離，手柄實際長度還應加上計 算 及 說 明結 果，本題中取。 綜上可得，手柄長度由于手柄長度不能超過千斤頂，因此可以減小手柄的尺寸。取，使用時可在手柄上另加套管。4.3手柄直徑把手柄看成一個懸臂梁，按彎曲強度確定手柄直徑dp，其強度條件為 ： 故 可以取 4.4 結構手柄插入螺桿上端的孔中，為防止手柄從孔中滑出，在手柄兩端面應加上擋環(huán)（圖16），并用螺釘或鉚合固定。5. 底座設計底座材料常用鑄鐵（HT150及HT200）（圖17），鑄件的壁厚不應小于812mm，為了增加底座的穩(wěn)定性，底部尺寸應大些，因此將其外形制成110的斜度。圖中，底座下墊物為木材