螺旋千斤頂設(shè)計(jì)說明書

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程作業(yè)說明書題目：螺 旋 千 斤 頂起重量Q= 15 KN起重高度H= 100 mm手柄操作力P= 200 N 作業(yè)任務(wù)： 1、任務(wù)說明書一份 2、設(shè)計(jì)裝配圖一張（1：1） 班級(jí) 機(jī)械（卓越） 學(xué)號(hào) 姓名 完成日期 2016年11月 指導(dǎo)教師 朱長順 評(píng)分 1螺旋千斤頂簡(jiǎn)介3螺旋千斤頂滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算41、 材料選擇42、 螺紋類型和精度的選擇43、 螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)計(jì)算4一、 螺桿和螺母的計(jì)算5一、螺旋副的計(jì)算51.1.1耐磨性計(jì)算51.1.2自鎖性校核6二、 螺桿的計(jì)算61.2.1螺桿強(qiáng)度計(jì)算61.2.2穩(wěn)定性計(jì)算7三、 螺母的計(jì)算81.3.1螺紋牙強(qiáng)度81.3.2螺母體強(qiáng)

2、度9二、托杯設(shè)計(jì)11三、底座設(shè)計(jì)12四、 手柄設(shè)計(jì)14五、 螺旋千斤頂?shù)男?6設(shè)計(jì)小結(jié)17參考文獻(xiàn)18附：螺紋千斤頂裝配圖1919螺旋千斤頂簡(jiǎn)介千斤頂一般由底座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(zhuǎn)，并上下升降，把托杯上的重物舉起或放落。  設(shè)計(jì)時(shí)某些零件的主要尺寸是通過理論計(jì)算確定的，其它結(jié)構(gòu)尺寸則是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式或制造。螺旋千斤頂滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、 材料選擇螺桿和螺母的材料除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度外，還要求有較高的耐磨性和良好的工藝性。螺桿材料：一般可選用Q235、Q275、40、45、50等鋼。對(duì)于重載，要求耐磨性高，需要進(jìn)行熱處理

3、的螺桿可選用T12、65Mn、AoCr、20CrMnTi等鋼種。本次千斤頂選用的螺桿材料為Q235。螺母材料：除要求足夠的強(qiáng)度外，還要求在與螺桿旋合時(shí)摩擦系數(shù)盡可能小和有較高的耐磨性。常選用鑄造錫青銅ZCuSn10Pb1（10-1錫青銅），用于重載低速時(shí)，可選用高強(qiáng)度的鑄造鋁青銅ZCuAl10Fe3（10-3鋁青銅）或鑄造鋁黃銅ZCuZn25Al6Fe3Mn3（25-6-3-3鋁黃銅）。本次千斤頂選用的螺母材料為鑄造鋁青銅ZCuAl10Fe3（10-3鋁青銅）。2、 螺紋類型和精度的選擇滑動(dòng)螺旋采用的螺紋類型有矩形、梯形和鋸齒形三種，其中以梯形螺紋應(yīng)用最廣。用于起重的螺旋的螺紋，一般采用自鎖性

4、較好的單頭左旋螺紋，采用左旋螺紋是為了符合操作習(xí)慣。本次千斤頂螺紋選用單頭左旋梯形螺紋。一般傳動(dòng)螺旋，氣螺紋的精度可選用粗糙（對(duì)精度要求不高時(shí)）和中等（一般用途時(shí)）。據(jù)此確定螺紋的公差。本次千斤頂螺紋精度選用中等。3、 螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)計(jì)算（1） 螺桿和螺母的計(jì)算螺旋副的計(jì)算螺旋副工作時(shí)，主要承受轉(zhuǎn)矩和軸向拉應(yīng)力的作用，同時(shí)工作面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)，其主要失效形式是螺紋磨損。因此，螺旋副的基本尺寸可根據(jù)耐磨性條件確定，對(duì)于起重螺紋還應(yīng)該校核其自鎖性。按表所列項(xiàng)目和計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。1、 螺桿和螺母的計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果一、螺旋副的計(jì)算1.1.1耐磨性計(jì)算一、螺桿和螺母的計(jì)算1、螺

5、桿中徑梯形螺紋d20.8=0.8 P7.513，1.22.5取P=10Mpa,=1.5d225.3mm選取螺桿公稱直徑d=28mm，螺距p=5mm，d2=d-0.5p=25.5mm2、 螺母高度H'=d2=1.5×d2=1.5×25.5 =38.25mm取H=40mm3、 螺母的螺紋工作圈數(shù)u=10u=8圈4、 螺紋牙的工作高度梯形螺紋h=0.5p=0.5×5=2.5mm d=28mmp=5mmd2=25.5mmH=40mmu=8圈h=2.5mm1.1.2自鎖性校核升角 v=arctan（為保證自鎖，螺紋升角至少要比當(dāng)量摩擦角小1°1.5

6、6;）螺旋副材料為鋼對(duì)青銅 取 =0.09v=arctan=arctan0.09=5.14°=arctan(nP / pd2)=arctanv-=符合自鎖性要求=0.09v=5.14°符合自鎖性要求設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果2、 螺桿的計(jì)算1.2.1螺桿強(qiáng)度計(jì)算1、 計(jì)算應(yīng)力 Q235在直徑>1640mm時(shí)，取安全系數(shù)S=5 故強(qiáng)度符合要求1.2.2穩(wěn)定性計(jì)算1、 臨界載荷取2(一端固定，一端自由)2、 穩(wěn)定性條件故穩(wěn)定性符合要求設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果3、 螺母的計(jì)算1.3.1螺紋牙強(qiáng)度1、 螺母的基本參數(shù)內(nèi)螺紋大徑D=d+2=28+2×0.25

7、=28.5P=5mm =0.25mm 對(duì)于梯形螺紋 b=0.75p=3.75mm青銅螺母，取35MPa青銅螺母，選取螺紋牙受力彎曲力臂2、螺母的剪切強(qiáng)度滿足條件3、 螺母的彎曲強(qiáng)度符合強(qiáng)度要求D=28.5mm1.3.2螺母體強(qiáng)度1、 螺母外徑校核螺母材料的許用拉伸應(yīng)力，取，選取40MPa2、 螺母凸緣與底座接觸表面的擠壓強(qiáng)度螺母材料的許用擠壓應(yīng)力滿足強(qiáng)度要求。3、 螺母凸緣根部的彎曲強(qiáng)度符合強(qiáng)度條件。螺母凸緣根部被剪斷的情況極少發(fā)生，故可不必校核二、托杯設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果以螺桿螺紋外徑為依據(jù)，設(shè)計(jì)出托杯的各個(gè)合理尺寸，并進(jìn)行接觸面比壓的校核二、托杯設(shè)計(jì)托杯用來承托重物，一般用鑄

8、鋼或鑄鋼材料。托杯各部分尺寸見圖4。為了使托杯與重物良好和防止與重物之間出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，在托盤表現(xiàn)制有切口和溝紋。為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應(yīng)安有擋圈。由于托杯在起重時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，托杯底部與螺桿接觸面有相對(duì)滑動(dòng)，為了避免過快磨損，一方面要加注潤滑劑，另一方面還需限制接觸面間比壓，許用壓力可取1520 滿足條件三、底座設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果底座設(shè)計(jì)底面尺寸可以按支撐材料的擠壓強(qiáng)度決定三、底座設(shè)計(jì)底座常用鑄鐵鑄造，壁厚一般不應(yīng)小于812mm，為穩(wěn)定起見，可以制成1/101/12的斜度，所以壁厚（）選擇12mm。底面尺寸可以按照支撐材料的擠壓強(qiáng)度決定。H1=H+（1428）m

9、m =100+20=120mmD6=D3+（510）mm =48.45+8=56.45mmD7=D6+=56.45+=80.45mm式中：sp聯(lián)接結(jié)合面材料的許用擠壓應(yīng)力。當(dāng)聯(lián)接結(jié)合面材料為木頭時(shí)，取sp=2MPa。H1=220mmD6=56.45mmD7=80.45mm4、 手柄設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果手柄設(shè)計(jì)計(jì)算4、 手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算常用碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，如Q235和Q275。螺旋驅(qū)動(dòng)力矩 螺旋副間的摩擦阻力矩?cái)嗝婺Σ亮厥街腥?=0.11螺旋驅(qū)動(dòng)力矩驅(qū)動(dòng)力作用半徑（即手柄的計(jì)算長度）手柄的實(shí)際長度為手柄材料的許用彎曲應(yīng)力，可取=120MPa手柄的直徑5、 螺旋千斤頂?shù)男试O(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)

10、目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果根據(jù)效率公式計(jì)算千斤頂?shù)男饰濉?螺旋千斤頂?shù)男?式中：分子上P為螺距，分母上P為人手作用力設(shè)計(jì)小結(jié) 此次機(jī)械設(shè)計(jì)的螺紋千斤頂大作業(yè)，使我初步掌握了有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的一些基本步驟和流程。在此次大作業(yè)中，各方面零碎的知識(shí)點(diǎn)通過設(shè)計(jì)整合在一起。在設(shè)計(jì)千斤頂?shù)倪^程中，不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。設(shè)計(jì)的過程難在其中一點(diǎn)不符合要求，就要全部推翻，重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。在今后學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進(jìn)行解決。同時(shí)通過本次螺紋千斤頂大作業(yè)，使得我的三維軟件的應(yīng)用更進(jìn)一步熟練，ug的實(shí)用，建模，裝配圖，導(dǎo)出圖紙等等，AutoCAD的應(yīng)用。  千斤頂設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了具體的認(rèn)識(shí)。通過這次大作業(yè)，我熟悉了機(jī)械原理與設(shè)計(jì)的知識(shí)，UG，AutoCAD等工程軟件的應(yīng)用。收獲良多，感悟頗深。參考文獻(xiàn)1馬履中，謝俊，尹小琴 機(jī)械原理與設(shè)計(jì)（下冊(cè)） 2版 北京：機(jī)械工業(yè)