螺旋千斤顶设计说明书

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1、.wd.机械设计课程?螺旋千斤顶?设计说明书专 业学生姓名学 号年月日机械设计大型作业编号08螺旋千斤顶作业任务书一、题目：螺旋千斤顶原始数据:题目设计方案12345678910最大起重量FKN20253035404550556065最大起升高度Hmm150160170180190200210220230240二、机构简图三、工作量1、总装配图一张；2、计算说明书一份。四、参考资料螺旋千斤顶设计指导书目 录一、目的1二、题目与设计方案1三、装配简图1四、计算及说明1五、参考文献 11一、目的1. 熟悉螺旋千斤顶的工作原理与设计计算方法；2. 学会运用所学过的知识，解决实际设计中遇到的问题，培养

2、独立工作能力，初步学会综运用所学知识解决材料选择、强度和刚度计算、制造与装配工艺等问题；3. 熟悉有关设计资料，学会查阅手册何用国家标准。二、 题目与设计方案题目：螺旋千斤顶设计方案：方案编号8最大起重量FkN55最大起升高度Hmm220三、装配简图图1托杯手柄螺母螺杆底座四、计算及说明计 算 及 说 明结 果1、 螺杆的设计与计算 1)螺纹牙型 螺纹牙型有矩形、梯形、锯齿形和三角形，千斤顶常用矩形螺纹。为了获得必要的精度又便于加工，矩形螺纹常靠内径对中，其配合可选为H8/h8。由于螺纹在径向的间隙很小，在强度校核时不予考虑。 2)材料 螺杆的材料选用45钢，热处理采用调制处理T235。轴颈处

3、可局部淬硬C42。 3)螺纹直径螺杆工作时，同时承受压力和扭矩的作用，所以根据紧螺栓链接强度计算公式，有式中为螺杆许用应力。 由参考文献得螺杆许用应力，屈服强度极限故， 根据经历公式求得螺距 根据梯形螺纹最大实体牙型尺寸(GB/T 5796.12005)选择，所以螺纹牙高度，螺杆直径取，故小径，中径 4)自锁检验 考虑到环境温度湿度等不稳定因素，为自锁可靠，取自锁条件其中为螺纹中径升角，为当量摩擦角。螺纹中径处升角由文献公式知，查表得，又由矩形螺纹知所以由得，即满足自锁条件。 5)构造 螺杆上端用于支承托杯和在其中插装手柄，因此需要加大直径，其构造见图2。图2手柄孔径根据手柄直径确定，。为了便

4、于切制螺纹，螺杆上应有退刀槽，退刀槽的直径应比小约0.20.5mm，取退刀槽直径。退刀槽的宽度取为。为了便于螺杆旋入螺母，螺杆端部应有倒角或制出稍小于的圆柱形凸台。为了防止工作时螺杆从螺母中脱出，在螺杆的下端必须安置螺钉紧固轴端挡圈(GB/T 8911986)，挡圈用螺钉固定在螺杆端部，尺寸见以下图。 使用B型挡圈GB/T 891B50，公称直径D=50mm，H=5mm，。挡圈底部用紧固螺钉螺钉GB 819M630固定在螺杆端部。 6螺杆的强度校核螺杆强度校核条件：其中，为当量应力，为螺杆所受转矩。故有即满足强度条件：7 螺纹牙强度校核 矩形螺纹牙根部剪切和弯曲强度校核公式：式中b为螺纹压根宽

5、度，取，为螺纹牙高度。由参考文献铸铁螺母，。所以有螺纹牙强度满足条件。2、 螺母的设计与计算 1材料根据表16-1，螺母材料选用铸铁 2螺纹圈数Z和螺母高度 螺母的螺纹圈数通常根据螺纹牙间压力条件求出，即 式中，为螺纹中径；h为螺纹牙高度，由上文可知；p为螺纹牙外表许用压力，查表16-2知螺杆许用压力为，这里取故考虑到退刀槽的影响，实际螺纹圈数为故取螺母高： 3螺母其它尺寸 螺母其它尺寸见图3。其中，取；，取；。图3 4螺母与底座的配合螺母压入底座上的孔内，圆柱面配合采用H8/r7。为了安装简便，应在螺母下端和底座孔上端加工出倒角。为了防止螺母转动，还应安置紧定螺钉，根据开槽锥端紧定螺钉(GB

6、/T 711985)，选取。3、 螺杆稳定性验算计算螺杆柔度时，螺杆最大受压长度l可按将重物举到最大起升高度后，托杯底面到螺母中部的高度计算，即故有对于承载机械常用安全系数法校核压杆稳定性。等截面中心压杆稳定条件：式中为螺杆的临界载荷，为规定的稳定安全系数。由于螺杆为非等截面杆，现根据螺杆危险截面将其简化为以螺纹小径为参考尺寸的等截面圆柱杆，那么其压杆柔度：螺杆一端固定，一端自由，根据表16-4取。故计算得 根据文献表查得碳钢弹性模量范围取。根据文献优质碳钢的在100左右，取比例极限粗略计算：。所以可认为根据参考文献10-28螺杆临界载荷所以根据参考文献起重螺旋的稳定安全系数范围，因而螺杆满足

7、稳定性要求。4、 托杯的设计与计算托杯用来承托重物，用碳钢模锻制成，材料取为Q235。其构造尺寸见图4。图4其中； 。为了使其与重物接触良好，防止重物滑动，在托杯上外表制出切口和沟纹。为了防止托杯从螺杆端部脱落，在螺杆上端应装置挡板。直径的配合可取H11/a11。当螺杆转动时，托杯和重物都不转动。因此，在起重时，托杯底部与螺杆的接触面间有相对滑动。为了防止过快磨损，一方面需要润滑，另一方面要限制接触面间的压力，其许用压力可取为P=17MPa，由此可确定托杯直径为取。5、 手柄设计与计算 1材料 手柄的材料选用Q235。 2手柄长度 扳动手柄的转矩图5必须抑制螺纹副的螺纹力矩和螺杆与托杯间的摩擦

8、力矩，即，那么式中，K为施加于手柄上的臂力，间歇工作时约为150250N。在有润滑的条件下摩擦系数0.050.08，此处取。故 手柄计算长度是螺杆中心到人手施力点的距离。考虑螺杆头部尺寸及手握长度。取手柄实际长度：圆整后初步取。千斤顶最小高度不应超过千斤顶的最小高度，需要在手柄上另加套管，套管长度取为800mm，那么实际手柄长。图53） 手柄直径 把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定直径，其强度条件为： 那么，式中，为材料的许用弯曲应力，对于Q235的手柄，120MPa。所以取4） 手柄构造 手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端应加上挡环，并用螺钉或铆钉固定，其构造见图6。

9、图6根据螺钉紧固轴端挡圈(GB/T 8911986)，取的挡圈，用的螺钉固定。6、 底座设计底座常用铸铁HT100或HT150，铸件的壁厚取10mm。为了增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此，可按1：5的锥度设计，如图7所示。图7图中mm；取； 式中，为底座下枕垫物的许用挤压应力。对于木材，取22.5MPa。 ，取。7、 千斤顶的效率 矩形螺纹配合H8 /h8材料45钢热处理 C42螺距P=8mm螺杆直径中径小径满足自锁条件手柄孔径退刀槽直径宽度满足强度条件螺纹牙强度满足条件螺母材料：铸铁螺纹圈数螺母高圆柱面配合H8/r7满足稳定性要求托杯材料Q235手柄材料Q235初步取实际手柄长套管长800mm手柄直径挡圈千斤顶效率五、参考文献1陈东祥主编 机械制图及CAD基础 机械工业出版社2张策主编 机械原理与机械设计第二版 机械工业出版社3王世斌 亢一澜主编 材料力学 高等教育出版社