螺旋千斤頂設(shè)計計算使用說明

1、題目：起重量Q=25KN起重高度H=200mm手柄操作力P二250N作業(yè)任務(wù):1. 設(shè)計計算說明書一份2.設(shè)計裝配圖一張（1:1 ）班級 學(xué)號 姓名 完成日期 2011年11月19日評分指導(dǎo)教師設(shè)計任務(wù)與設(shè)計說明1、螺旋副的設(shè)計計算1.1、耐磨性的計算1.2、自鎖性校核2、螺桿的設(shè)計計算2.1、螺桿強度計算2.2、螺桿穩(wěn)定性計算3、螺旋副的計算3.1、螺桿的計算3.2、螺母的計算4、拖杯設(shè)計計算5、底座設(shè)計計算6、手柄設(shè)計計算6.1 手柄長度設(shè)計計算6.2 手柄直徑設(shè)計計算7、螺旋千斤頂?shù)男视嬎阍O(shè)計任務(wù)與設(shè)計說明設(shè)計任務(wù)書：設(shè)計一螺旋千斤頂， 該千斤頂要求最大起重重量為 25 kN ，最大起

2、重高度為 250 mm ，手柄操作力矩為 200 N ，且要求工作安全可靠，成本不得過高。設(shè)計簡單說明：該千斤頂采用螺旋傳動的工作方式，最大起重高度為 250 mm ，手柄操作力200 N ，工作穩(wěn)定可靠，滿足自鎖條件，使用安全，選材合理、加工方便、生產(chǎn) 成本較低。計算內(nèi)容計算及說明計算結(jié)果1、螺旋副的 設(shè)計螺旋副在工作時主要承受轉(zhuǎn)矩和軸向拉壓力的作用，接觸面間有較大的相對滑動，主要失效形式是磨損。綜合考慮以上因素，螺旋副選用梯形螺旋傳動，1.1耐磨性的螺桿選用綜合機械性能較好的45號鋼，螺母材料選用計算（其額定耐磨性較好的錫青銅ZCuSn10Pb1 。中徑d2）耐磨性的計算（其額定中徑d2）

3、螺紋中徑：d2 20mm螺桿中徑d2d=28mm p=5mm1 Q d20.8弋V P其中Q為軸向力；P為材料許用壓力；對于整體式螺旋螺母取1.22.5H =51mm計算得：螺桿中徑d2 20mmu 10.2 圈按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5796.2 2005選取公稱直徑d=28mm ，p=5mm 的梯形螺紋。h=2.5mm1.2自鎖性校螺旋高度Hd2核計算得螺旋高度為H =51mm1螺母的螺紋工作圈數(shù)U 10P計算得螺紋工作圈數(shù)為 U 10.2圈（略大于10，不予 考慮）螺紋牙的工作高度h的計算h=0.5P （梯形螺紋）自鎖性校核:升角的校核牙其中v為當(dāng)量摩擦角；f為摩擦系數(shù)；fv為螺旋副的tan

4、-npd2fv arctg arctgfvcos當(dāng)量摩擦系數(shù)，（鋼對青銅的fv=0.080.09 ）; 為形角(梯形螺紋牙形角=15 ）。由以上計算可得3.57v 5.32以上結(jié)果滿足:1.75滿足自鎖條計算得：3.57v 5.32滿足自鎖條件件。2、螺桿的設(shè) 計計算2.1螺桿強度 計算螺桿不僅受到軸向壓力，還要受到螺紋副摩擦產(chǎn)生的摩擦扭矩，故其強度校核如下:caI 2_2r Q 3i式中Q為最大工作載荷；A為螺桿危險截面面積(A -d12 )，T為螺桿所受轉(zhuǎn)矩；對于起重T T1，4tan v；Wt為螺桿螺紋段的抗扭剖T1 Q d%面模量，Wt2.2螺桿穩(wěn)定 性計算拉應(yīng)力，通常d1316A蟲;

5、為螺桿材料的許用4s/ 35，對于所選材料45號鋼ca 91.38 MPa螺桿強度達(dá)標(biāo)S 355MPa 0由以上計算可得ca 91.3871 118.35 MPa臨界載荷Qc的計算: 該螺桿結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示在螺桿的結(jié)構(gòu)簡圖中H 51H 250D 281.4 1.6 d 此處取 I 295臨界載荷Qc的計算柔度（將螺旋千斤頂簡化為懸臂梁后計算得s111.61100為大柔度桿大柔度桿的臨界載荷公式為Qc2eiQc 73.853kN計算得Qc 73.853kN穩(wěn)定性條件SscSs （般取Ss2.5 4)3、螺母的計 算計算得Ssc 2.95 Ss （滿足計算要求）Ssc 2.95 Ss（滿足計算要

6、 求）螺紋牙多發(fā)生剪切和擠壓破壞，故只需校核螺母 螺紋牙的強度，螺母結(jié)構(gòu)如圖2所示。3.1螺紋牙強 度在螺母結(jié)構(gòu)圖中D41.3 1.4 D3D 33 （內(nèi)螺紋大徑）算內(nèi)容計算及說明計算結(jié)果剪切強度對于錫青銅材料取30MPa 4OMPa8.423M Pa滿足剪切強度計算得8.423 MPa滿足剪切強度彎曲強度b ( 1為螺紋牙受彎力臂6Qlb2Db2u3.2螺母體強 度l D D22對于錫青銅取 40-60 MPa )計算得 b19.473MPab滿足彎曲強度條件b 19.473MPa b滿足彎曲強度 條件螺母外徑的確定1.2 -1.3 Q7d32 d2D34.8-5.2 Q D2D345式中可

7、取0.83 b，即33.2MPa ；計算得D344.8，取 D345螺母凸緣與底座接觸表面的擠壓強度計算pD32式中取 p 1.5 - 1.7計算得 b 20.21M PaP滿足擠壓條件b 20.21M Pap滿足擠壓條件b 13.77 MPa滿足根緣彎曲 條件螺母凸緣根部的彎曲強度計算1M Q 7 P3 D41.5QD4 D3Dsab W 1 D 2 6 b-D3a6計算得 b 13.77M Pa b 40 -60 MPa螺母凸緣被簡短的情況及少發(fā)生，可不必校核。計算內(nèi)容4、拖杯設(shè)計 計算計算及說明計算結(jié)果選取鑄鐵材料來做托重物的拖杯，拖杯各部分的 結(jié)構(gòu)尺寸參見圖3，在杯口上表面有切口和溝紋

8、；以使 得拖杯與重物見接觸良好，防止重物間出現(xiàn)相對滑動， 在螺桿上端有防止拖杯從螺桿底端部脫落的擋圈。在上述拖杯結(jié)構(gòu)圖中D6D2D0D5h1h22.4 2.5 d 取 D6701.71.9d 取 D250D22 4 mm 600.6 0.7 d 取 D5181.51.8d 取 hi 488120.51.5接觸面間比壓取 1015D6D2D0D5h1h2I d705060184810515P 17.1 Nmm2P滿足接觸條件計算內(nèi)容P Do2計算得PP ( P 取 1520N/mm )17.1 N/mm2 P滿足接觸條件。計算及說明計算結(jié)果5、底座設(shè)計 計算選用鑄鐵為底座材料，壁厚取10mm ;

9、為加穩(wěn)定H1D6D72205397性，底座斜面制成1:10的斜度。底面尺寸根據(jù)支撐材 料的擠壓強度計算。底座結(jié)構(gòu)視圖如圖 4所示kJ iI I-,1在底座結(jié)構(gòu)簡圖中10H114 - 28 mm取 H1220D6D3510D653D7102 D697Db1606、手柄計算6.1手柄長度 設(shè)計計算確定地面大直徑DbI 4Q I 2” P7當(dāng)結(jié)合面為木材時取p 2MPa計算得Db 160選取Q235為手柄材料，手柄長度按如下式子確定:螺旋驅(qū)動力矩TTiT2計算內(nèi)容計算及說明計算結(jié)果d2T1為螺紋副的摩擦力矩T1 Q-tg計算得T149.86N mT2為端面摩擦力矩，對于環(huán)形端面T2 Qfc d2 d54取 fc0.1 0.12 ;計算得T244N mLp T/P為驅(qū)動力作用半徑（手柄的計算長度）（P為手柄驅(qū)動力，取P=25ON );計算得Lp 375手柄實際長度LLpD2250 - 1005006.2手柄直徑