螺旋千斤頂設(shè)計說明書

1、標準文檔螺旋千斤頂設(shè)計計算說明書院系工程技術(shù)學(xué)院專業(yè)年級機械設(shè)計制造及其自動化設(shè)計者指導(dǎo)教師成績2022年12月6日實用文案1螺旋千斤頂設(shè)計任務(wù)書32作業(yè)目的43螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計43.1螺桿的設(shè)計與計算53.2螺母設(shè)計與計算83.3托杯的設(shè)計與計算103.4手柄設(shè)計與計算103.5底座設(shè)計11、螺旋千斤頂設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名專業(yè)年級2022級機械設(shè)計制造及其自動化設(shè)計題目：設(shè)計螺旋千斤頂設(shè)計條件：1、最大起重量F=30kN;2、最大升距H=170mm.設(shè)計工作量：1、繪制出總裝配圖一張,標注有關(guān)尺寸,填寫標題欄及零件明細表;2、編寫設(shè)計計算說明書一份.指導(dǎo)教師簽名：年月日、螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計千斤頂

2、一月由底座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)計時某些零件的主要尺寸是通過理論計算確定的,其它結(jié)構(gòu)尺寸那么是根據(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(shè)計的原始數(shù)據(jù)是：最大起重量F=30kN和最大提升高度H=170mm.螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計步驟如下：一底座A 檔杯3 3 一螺 fjfj4 4 一蟒桿螺母6 6 一紫定理打7 7 一手柄8 8 一擋壞9 9-螺 QIQIQ托桿10F12I因IT1212 一排圈1. .螺桿的設(shè)計與計算1.11.1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

3、形螺紋牙型為等腰梯形,牙形角a=300,梯形螺紋的內(nèi)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,所以選擇梯形螺紋,根本牙形按GB/T5796.12022的規(guī)定.1.21.2選取螺桿材料螺桿材料選擇45號鋼,查表可知6=355MPa、g600MPa.1.31.3確定螺桿直徑由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,取中=3.0.查表可知,滑動螺旋副鋼一青銅的許用壓力p=15MPa代入數(shù)據(jù),得d2-0.8,3300(1(5=20.7mm根據(jù)螺桿中徑 d d2=20.7mm20.7mm,根據(jù)GB/T5796.2-2022標準,選取螺桿的公稱直徑d=28mm,螺距t=5

4、mm,線數(shù)n=1,螺旋副的摩擦系數(shù)f=0.09,螺旋角P=一.2 121. .4自鎖驗算自鎖條件是中式中：中為螺紋中徑處開角；Pv為當量摩擦角(當量摩擦角計算及說明該螺紋為梯形螺紋,那么可知d2_0.8P計算得：d d2= =20.7mm20.7mm查表得：d=28mmt=5mmn=1f=0.09計算及說明Pv=arctanPv,為保證自鎖,螺紋中徑處開角至少要比當量摩擦角小1,np=arctan=arctan(1x5)=315183.1428Fv=arctanfcos-=arctan0.09=51923JIcos12:=31518Pv=51923：vF1.滿足自鎖條件1.5結(jié)構(gòu)(見圖12)螺

5、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(yīng)設(shè)有退刀槽.退刀槽的直徑d4應(yīng)比螺桿小徑di約小D114=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(yīng)有倒角或制成稍小于di的圓柱體.為了預(yù)防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(yīng)根據(jù)第四強度理論校核螺桿的強度.強度計一do算方法參閱教材公式(5.28),其中扭矩T=Ftan卜+也卜

6、?.式中： 中為螺紋中徑處開角,心為當量摩擦角.計算及說明代入數(shù)值得：;v=51923T=Ftan(1-：v)：0.0255二T330000tan(3151851923)?=57.70Nm根據(jù)第四強度理論校核螺桿的強度：4L24M57.7、_=(30000)+3I=75.49MPa3.14父22.5222.5)由表5-13取平安系數(shù)S=4,那么許用應(yīng)力S=88MPa=；;ca=75.49MPa:二L7S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(yīng)按穩(wěn)定性條件驗算螺桿的穩(wěn)定性.Fcr/F=2.54螺桿的臨界載荷Fcr與柔度入s有關(guān),入s=N|/i口一螺桿的

7、長度系數(shù),與螺桿的端部結(jié)構(gòu)有關(guān)L一舉起重物后托杯底面到螺母中部的高度,可近似取l=H+5t+(1.41.6)dI螺桿危險截面的慣性半徑當螺桿的柔度入s10t5螺紋圈數(shù)需要調(diào)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(diào)l=237mmFcr=272.6kN螺桿材料為45鋼,d=28mm,d2=25.5mm,d3=22.5mm,t=5mm,n=1螺母材料為ZCuAl10Fe3u=10,H=50mm8計算及說明整,應(yīng)選u=10,H=50mm2.32.3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.螺母螺紋牙危險截面的剪切應(yīng)力：.=6.12MPa圖17根據(jù)教材表5-

8、13,對于青銅螺母H=3040MPa,這里取T=30MPa,根據(jù)教材式5-48得螺紋牙危險截面的剪切應(yīng)力為?兩足要求.一.H八2.42.4螺母壓入底座上的孔內(nèi),圓柱接觸面間的配合常米用一8或7位等配合.為了安裝簡便,需在螺母下端圖13和底座孔上端緊定螺釘:n7M5M16圖17做出倒角.為了更可靠地預(yù)防螺母轉(zhuǎn)動,還應(yīng)裝置緊定螺釘圖11.選取緊定螺釘規(guī)格：螺釘GB/T71M5M16F二Dbu300003.14280.65510=10.50MPa：二圖 I I4 4的其它尺寸見圖13.必要時還應(yīng)對螺母外徑,珅行驗算(2.5)dDIN=Dil(2+4)叫nD】L06O.7)d3 . .托杯的設(shè)計與計算

9、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(jié)構(gòu)尺寸見圖14.為了使其與重物接觸良好和預(yù)防與重物之間出現(xiàn)相對滑動,在托杯上外表制有切口的溝紋.為了預(yù)防托杯從螺桿端部脫落,在螺桿上端應(yīng)裝有擋板.F F壓力強度校核公式：P P= =- -m m2/y/y( (D D12-D D11) )4 4式中,D12=D133=1.8d-3=1.828-3=47.4mmDn=0.7d=0.728=19.6mmDn=0.7d=0.728=19.6mm代入數(shù)值得,p=20.52MPa選托杯材料：HT150由經(jīng)驗公式得,p=(0.40.5)-b=(0.40.5)145=(5872.5)MPapp1托

10、杯滿足要求4 . .手柄設(shè)計與計算4.14.1手柄材料手柄材料選用Q235鋼4.24.2手柄長度LPTIT T2板動手柄的力矩：KLp=T1+T2,那么Lp=-K K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,此題中選K=200NTI螺旋副間的摩擦阻力矩一deT=Ftan(、)啜=57.70N計算及說明D10=70mmD11=19.6mmD12=47.4mmD13=50.4mmp=20.52MPa10計算及說明T2托杯與軸端支承面的摩擦力矩T2=D12D11fF/4=47,419.60,0930000/4=45.225Nm考慮螺桿頭部尺寸及

11、工人握手距離,手柄實際長度還應(yīng)加上D13D13-+50150mm,取工+80mm=105.2mm綜上可得,手柄長度,T1T2D13.57.7045.225LP801000105.2:620mmK2200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Lp=280mm,使用時可在手柄上另加套管.4.34.3手柄直徑dp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：=/MOF0.1dpPKKLP|200m280故dp%=3i=16.71mm0,1叵F00.1120可以取dp=18mm4.44.4結(jié)構(gòu)手柄插入螺桿上端的孔中,為預(yù)防手柄從孔中滑出,在手柄兩端面應(yīng)加上擋環(huán)圖16,并用螺釘或怫合固定.5 .底座設(shè)計底座材料常用鑄鐵HT150及HT200圖17,鑄件的壁厚6不應(yīng)小LP=280mmdp=18mmH1=190mmD6=55.6mm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1：