《螺旋千斤頂》設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書

各專業(yè)全套優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書院系工程技術(shù)學(xué)院專業(yè)年級(jí)2009級(jí)機(jī)制2班設(shè)計(jì)者肖先華學(xué)號(hào)222009322210154指導(dǎo)教師楊玲成績(jī)2011年12月1日螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書1螺旋千斤頂設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名肖先華專業(yè)年級(jí)2009級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化設(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F35KN；2、最大升距H180MM。設(shè)計(jì)工作量繪制出總裝配圖一張，標(biāo)注有關(guān)尺寸，填寫標(biāo)題欄及零件明細(xì)表；編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份。指導(dǎo)教師簽名年月日螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書2目錄1螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算311螺桿螺紋類型的選擇312選取螺桿材料313確定螺桿直徑314自鎖驗(yàn)算416螺桿強(qiáng)度計(jì)算517穩(wěn)定性計(jì)算5171計(jì)算柔度6172計(jì)算穩(wěn)定性62螺母設(shè)計(jì)與計(jì)算721選取螺母材料722確定螺母高度H及螺紋工作圈數(shù)U7221求螺母高度H7222螺紋工作圈數(shù)U7223螺母實(shí)際高度H823校核螺紋牙強(qiáng)度824結(jié)構(gòu)要求83托杯的設(shè)計(jì)與計(jì)算94手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算1041手柄材料1043手柄直徑DP1144結(jié)構(gòu)125底座設(shè)計(jì)12螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書3螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算11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30，梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動(dòng)。故選梯形螺紋，它的基本牙形按GB/T579612005的規(guī)定。12選取螺桿材料螺桿材料常用Q235、Q275、40、45、55等。13確定螺桿直徑按耐磨性條件確定螺桿中徑D2。求出D2后，按標(biāo)準(zhǔn)選取相應(yīng)公稱直徑D、螺距P及其它尺寸。D2HF根據(jù)國(guó)家規(guī)定1225，取15（梯形螺紋）；H05P；查教材表512，P取20MPA，又由于1525,則P可提高20，所以P1202024MPA。故，D2245PHF查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，D取28MM則P5MM，D1225MMD2255MM選梯形螺紋選45鋼D28MMP5MMD1225MMD2255MM螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書414自鎖驗(yàn)算自鎖條件是V，式中為螺紋中徑處升角；V為當(dāng)量摩擦角（當(dāng)量摩擦角VARCTANV，但為保證自鎖，螺紋中徑處升角至少要比當(dāng)量摩擦角小1。查教材表512，F(xiàn)取009ARCTANNP/D2ARCTAN16/3142554285VARCTAN（F/COS）ARCTAN009/COS30/25323故，V1滿足自鎖條件15結(jié)構(gòu)如下圖（12）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十05MM。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0205MM。退刀槽的寬度可取為15T。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/T8911986，擋圈用緊定螺釘GB/T682000固定在螺桿端部。其中15T15P75MMD422MMD131719D1828504MM4285V5323V1滿足自鎖條件15T75MMD422MMD135041416D42MM025D7MMD61036MM螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書51416D1528MM42MM025D02528MM7MMD61028836MM16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)算方法參閱教材公式547，CA212431DTFA其中扭矩35103TAN42855323255/2NMM75541NMM式中為螺紋中徑處升角，V為當(dāng)量摩擦角。AD/4314225/44303查手冊(cè)表27，45鋼，355MPAS10142MPA53S4故，CA2257413018712MPA10142MPA滿足強(qiáng)度條件17穩(wěn)定性計(jì)算細(xì)長(zhǎng)的螺桿工作時(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。T75541NMM355MPAS10142MPACA8712MPACA滿足強(qiáng)度條件2TANTV螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書6FCR/F254螺桿的臨界載荷FCR與柔度S有關(guān)，SL/I，為螺桿的長(zhǎng)度系數(shù)，與螺桿的端部結(jié)構(gòu)有關(guān)，L為舉起重物后托杯底面到螺母中部的高度，可近似取LH5T1416D，I為螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑，若危險(xiǎn)截面面積AD12/4，則I為螺桿危險(xiǎn)截面的軸慣性矩4AI當(dāng)螺桿的柔度S40時(shí)，可以不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核。計(jì)算時(shí)應(yīng)注意正確確定。171計(jì)算柔度（1）計(jì)算螺桿危險(xiǎn)截面的軸慣性矩I和II12574164D52345625MM1AII（2）求起重物后托杯底面到螺母中部的高度LLH5T1416D180551528247MM3計(jì)算柔度查教材表514，取2一端固定，一端自由SL/I878240，所以需要進(jìn)行穩(wěn)定性校核。62547172計(jì)算穩(wěn)定性（1）計(jì)算臨界載荷FCR查教材公式551，E206105MPAI125741I5625MML247MM2E206105MPAS8782螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書7FCR1046525N25224710613LEI2穩(wěn)定性計(jì)算325450146FCR滿足穩(wěn)定性條件2螺母設(shè)計(jì)與計(jì)算21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。22確定螺母高度H及螺紋工作圈數(shù)U螺母高度HD2，螺紋工作圈數(shù)，考慮退刀槽的影PH響，實(shí)際螺紋圈數(shù)UU15U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HUP。221求螺母高度HHD2152553825MM222螺紋工作圈數(shù)U76510，符合要求PU5238UU1576515915FCR1046525N3254CR滿足穩(wěn)定性條件選青銅U765U9螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書8U應(yīng)圓整,U取9223螺母實(shí)際高度HHUP9545MM23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。螺母的其它尺寸見(jiàn)圖13。必要時(shí)還應(yīng)對(duì)螺母外徑D3進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。查教材公式548,549，螺紋牙的剪切強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度條件分別為；DBUFBUDFL26式中B為螺紋牙根部的厚度，對(duì)于梯形螺紋，B065P325MM為彎曲力臂，（DD2）/215LL查手冊(cè)表38，DD05285MM,D2255MM查表513，取35MPA,取50MPAB故，BUF925381401337MPA35MPAUDBL269253814103702MPA50MPA滿足強(qiáng)度條件24結(jié)構(gòu)要求螺母壓入底座上的孔內(nèi)，圓柱接觸H45MM1337MPA3702MPA滿足強(qiáng)度條件螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書9面問(wèn)的配合常采用或等配合。78RHN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。為了更可靠地防止螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，還應(yīng)裝置緊定螺釘（圖11），緊定螺釘直徑常根據(jù)舉重量選取，一般為612MM。螺母的相關(guān)尺寸計(jì)算查手冊(cè)表38，DD05285MMD31618D17285MM4845MMD41314D3144845MM6783MMH45MMAH/345/315MM3托杯的設(shè)計(jì)與計(jì)算托杯用來(lái)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(jiàn)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(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。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，一倒角C2D285MMD34845MMD46783MMA15MM螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書10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。P（式11）4D21FP式中P許用壓強(qiáng)，應(yīng)取托杯與螺桿材料P的小者。P取236MPAD102425D2428672MMD110607）D06528182MMD131719D1828504MMD12M故421FPP28730532327MPA236MPA4手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算41手柄材料常用Q235和Q215。42手柄長(zhǎng)度LP板動(dòng)手柄的力矩KLPT1T2則（式12）K21式中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。D10672MMD11182MMD13504MMD12474MM2327MPAP滿足壓力強(qiáng)度條件選Q235螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書11T1螺旋副間的摩擦阻力矩，T135103TAN42855323255/2NMM75541NMMT2托杯與軸端支承面的摩擦力矩，T2D12D11FF/4。查教材表55摩擦因數(shù)F00947418200935/451660NMM310則K取200KL21P636MM05674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。手柄實(shí)際長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)千斤頂，使用時(shí)2D13可在手柄上另加套管。因此，手柄實(shí)際長(zhǎng)度1006362521007612MMPL245043手柄直徑DP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F（式13）3PFD10KL故DP3FP102332MM3276T175541NMMT251660NMM636MMPL7612MMPL螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書12式中F手柄材料許用彎曲應(yīng)力，當(dāng)手柄材料為Q215和Q235時(shí)，F(xiàn)120MPA。44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。圖中尺寸DP583MM41DP610DP8233283132MM取整為325底座設(shè)計(jì)底座材料常用鑄鐵（HT150及HT200），鑄件的壁厚不應(yīng)小于812MM，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。底座結(jié)構(gòu)及尺寸如圖17DP2332MMDP583MM41DP61032MM螺旋千斤頂設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書13圖中取10MM，R取5MM，R取8MM；H1H（1428）MM18020200MMHA395MMD6D3（510）MM5