螺旋千斤頂設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

1、螺旋千斤頂作業(yè)指導(dǎo)書一、作業(yè)目的1. 熟悉螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟?，設(shè)計(jì)與計(jì)算的方法；2. 運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決設(shè)計(jì)中所遇到的具體實(shí)際問題，培養(yǎng)獨(dú)立工作能力，以及初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決材料的選擇，強(qiáng)度計(jì)算和剛度計(jì)算，制造工藝與裝配工藝等方面的問題；3. 熟悉有關(guān)設(shè)計(jì)資料，學(xué)會(huì)查閱手冊(cè)和運(yùn)用國家標(biāo)準(zhǔn)。二、螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)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)公式或制造工藝決定的，必要時(shí)才進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)是：最大起重

2、量F（kN）和最大提升高度H（mm）。螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)步驟如下：1. 螺桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算（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。梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙形角=30º，梯形螺紋的內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動(dòng)；它的基本牙形按GB/T5796.12005的規(guī)定。（2）選取螺桿材料螺桿材料常用Q235、Q275、40、45、55等。（3）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。（4）自鎖驗(yàn)算自鎖條件是yrv式中：y為螺紋中徑處升角；rv為當(dāng)量摩擦角（當(dāng)量摩擦角rv=arctanmv，為保證自鎖，螺紋中徑處升角

3、至少要比當(dāng)量摩擦角小1°。（5）結(jié)構(gòu)（見圖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d1約小0.20.5mm。退刀槽的寬度可取為1.5p。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/T891-1986)，擋圈用緊定螺釘(GB/T68-2000)固定在螺桿端部。（6）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

4、公式(6.23)，其中扭矩式中：y為螺紋中徑處升角，rv為當(dāng)量摩擦角。（7）穩(wěn)定性計(jì)算細(xì)長的螺桿工作時(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。Fcr / F ³ 2.5 4螺桿的臨界載荷Fcr與柔度s有關(guān)，s=m l/i，m為螺桿的長度系數(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lH+5p+(1.41.6)d，i為螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑，若危險(xiǎn)截面面積A=pd12/4，則(I為螺桿危險(xiǎn)截面的軸慣性矩)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。2. 螺母設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）選取螺母材料螺母材料一般可選用青銅，

5、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。（2）確定螺母高度H¢及螺紋工作圈數(shù)u螺母高度H¢=d2，螺紋工作圈數(shù)，考慮退刀槽的影響，實(shí)際螺紋圈數(shù)u¢ = u+1.5(u¢應(yīng)圓整)。考慮到螺紋圈數(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：H¢= u¢p。（3）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。（4）螺母壓入底座上的孔內(nèi)，圓柱接觸面問的配合常采用或等配合。為了安裝簡便，需在螺

6、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。3. 托杯的設(shè)計(jì)與計(jì)算托杯用來承托重物，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)，為了避免過快磨損，一方面需要潤滑，另一方面還需要驗(yàn)算接觸面間的壓力強(qiáng)度。p （式1-1）式中：p許用壓強(qiáng)，應(yīng)取托杯與螺桿材料p的小

7、者。4. 手柄設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）手柄材料常用Q235和Q215。（2）手柄長度Lp板動(dòng)手柄的力矩：K·Lp=T1+T2 則 （式1-2）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)間較長時(shí)為100150N。T1螺旋副間的摩擦阻力矩， T2托杯與軸端支承面的摩擦力矩， T2 = (D12+D11) f F/4。手柄計(jì)算長度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)際長度還應(yīng)加上+（50150）mm。手柄實(shí)際長度不應(yīng)超過千斤頂，使用時(shí)可在手柄上另加套管。（3）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

8、sF （式1-3）故 dp （式1-4）式中：sF手柄材料許用彎曲應(yīng)力，當(dāng)手柄材料為Q215和Q235時(shí)，sF=120Mpa。（4）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。5. 底座設(shè)計(jì)底座材料常用鑄鐵（HT150及HT200）（圖17），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。圖中 H1=H+（1428）mm D6=D3+（510）mmD7=D6+D8=式中：sp底座下枕墊物的許用擠壓應(yīng)力。對(duì)于木材，取sp=22.5MPa。三、設(shè)計(jì)要求1. 總裝配圖一張?jiān)O(shè)計(jì)前應(yīng)仔細(xì)閱讀作業(yè)指導(dǎo)書，了解圖中各零件的結(jié)構(gòu)、作用和各零件間的相互關(guān)系。作圖時(shí)應(yīng)先畫主要部分，并從中心線開始，由上到下，由內(nèi)到外地進(jìn)行。線型粗細(xì)、尺寸標(biāo)準(zhǔn)和字體，都應(yīng)符合制圖規(guī)定。裝配圖應(yīng)注的尺寸包括：總體尺寸（長、寬、高）、安裝尺寸、工作性能尺寸及配合尺寸，配合尺寸應(yīng)標(biāo)出配合公差。零件明細(xì)表的內(nèi)容包括：件號(hào)、名稱（包括主要規(guī)格尺寸）、數(shù)量、材料（注出牌號(hào)）和備注（對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)注明該標(biāo)準(zhǔn)的代號(hào)）。2. 設(shè)計(jì)說明書一份說明書的內(nèi)容包括：目錄、設(shè)計(jì)任務(wù)書，計(jì)算內(nèi)容和設(shè)計(jì)步驟，說明書的字跡要清楚整潔，計(jì)算準(zhǔn)確，步驟分明，計(jì)算過程要列出公式，代入數(shù)字并寫出結(jié)果，而中間的數(shù)字演