螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計

螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計專 業(yè)：機(jī)械制造與自動化學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 摘要螺旋千斤頂主要是有螺桿、手柄、底座、螺套、旋轉(zhuǎn)桿、擋環(huán)、托杯的零部件組裝而成的。在本次設(shè)計過程中對螺旋傳動的計算和各零部件的設(shè)計與選材最為重要；并且重點(diǎn)運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計方面的知識，另外還運(yùn)用了輔助繪圖工具AoutCAD、等。本文從螺旋千斤頂?shù)牧悴考脑O(shè)計與選材等多方面，闡述了它設(shè)計的全過程。尤其在工藝規(guī)程設(shè)計中，運(yùn)用了大量的科學(xué)加工理論及計算公式，對它進(jìn)行了精確地計算。由于螺旋千斤頂是一種小型的起重設(shè)備，體積小方便攜帶，造價成本低，所以在日常生活中被廣泛應(yīng)用。本設(shè)計既是產(chǎn)品開發(fā)周期中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有貫穿于產(chǎn)品開發(fā)過程的始終。設(shè)計決定了實現(xiàn)產(chǎn)品功能和目標(biāo)的方案，結(jié)構(gòu)和選材。制造方法以及產(chǎn)品運(yùn)行，使用和維修方法?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的要求不對傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品高的多，因而在產(chǎn)品開發(fā)和改進(jìn)過程中只有全面深入地運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計理論，方法和技術(shù)才能滿足社會對現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品愈來愈苛刻的要求，提高其市場競爭能力。關(guān)鍵詞：螺旋傳動，體積小，方便，成本低目錄摘要……………..…….….…………….I1起重機(jī)械的概述 1千斤頂?shù)母攀?……… …………….………….………..2千斤頂?shù)姆N類 ……… …………….………….………..2千斤頂結(jié)構(gòu)和規(guī)格 …………...….………..………22.3千斤頂?shù)墓ぷ骼?……….…….……….……..…………….….2螺旋傳動的設(shè)計算 ……..….……….…..….………….3螺旋傳動的應(yīng)用……… ……………..33.2螺旋傳動的設(shè)計與計算 …………….….… …………..53.3螺旋機(jī)構(gòu)耐磨性的計算 ………………….… ………….63.4螺母螺紋牙的計算… ………..……….…………….73.5螺桿強(qiáng)度和穩(wěn)定性的校核 8強(qiáng)度的校核 …… ………….… ………….…9穩(wěn)定性的校………...….93.6自鎖性的校核 … ………….… ………….104千斤頂?shù)脑O(shè)計 ……… ………….… ………….….11選擇材料 ………..… ………….…………….….124.2耐磨性計算 13螺母外部尺 ………… ………….… ………….….144.4手柄設(shè)計計 154.5螺桿穩(wěn)定性 ………… ………….… ………….…165螺旋千斤頂圖形的繪制 ……….……….…………….….176使用千斤頂注意的事項 ……….……….… ………….….187設(shè)計總結(jié)..……… ……… ………….…....………….….20結(jié)論 ………….………….……..….……...…..….………...20致謝 ….……..…….…………...…………….21參考文獻(xiàn) …………….…..….…..……………….………….221起重機(jī)械的概述起重機(jī)械是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中實現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化、自動化、減輕繁重體力勞動、提高勞動生產(chǎn)率的重要工具和設(shè)備。起重機(jī)是機(jī)械化作業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是一些工業(yè)企業(yè)中主要的固定資產(chǎn)。對于工礦企業(yè)、港口碼頭、車站倉庫、建筑施工工地，以及海洋開發(fā)、宇宙航行等部門，起重機(jī)已成為主要的生產(chǎn)力要素，在生產(chǎn)中進(jìn)行著高效的工作，構(gòu)成合理組織批量生和機(jī)械化流水作業(yè)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要標(biāo)志之一。在某些關(guān)鍵崗位上增加一兩臺起重設(shè)備，勞動生產(chǎn)率就會成倍的增長。起重機(jī)的驅(qū)動多為電力，也可用內(nèi)燃機(jī)，人力驅(qū)動只用于輕小型起重設(shè)備或特殊需要的場合。起重機(jī)械由運(yùn)動機(jī)械、承載機(jī)構(gòu)、動力源和控制設(shè)備以及安全裝備、信號指示裝備等組成；是一種以間歇作業(yè)方式對物料進(jìn)行起升，下降和水平移動的搬運(yùn)機(jī)械。起重機(jī)械的作業(yè)通常帶有重復(fù)循環(huán)的性質(zhì)。一個完整的作業(yè)循環(huán)一般包括取物、起升、平移、下降、卸載，然后返回原處等環(huán)節(jié)。起重機(jī)械廣泛用于交通運(yùn)輸業(yè)、建筑業(yè)、商業(yè)和農(nóng)業(yè)等國民經(jīng)濟(jì)各部門及人們?nèi)粘Ｉ钪?。起重機(jī)的驅(qū)動多為電力，也可用內(nèi)燃機(jī)，人力驅(qū)動只用于輕小型起重設(shè)備或特殊需要的場合。起重機(jī)械的工作特點(diǎn)：（1）起重機(jī)械通常結(jié)構(gòu)龐大，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，能完成一個起升運(yùn)動、一個或幾個水平運(yùn)動；（2）所吊運(yùn)的重物多種多樣，載荷是變化的；（3）大多數(shù)起重機(jī)械，需要在較大的空間范圍內(nèi)運(yùn)行，有的要裝設(shè)軌道和車輪，有的要裝上輪胎或履帶在地面上行走，有的需要在鋼絲繩上行走（4）有的起重機(jī)械需要直接載運(yùn)人員在導(dǎo)軌、平臺或鋼絲繩上做升降運(yùn)動；（5）暴露的、活動的零件較多，且常與吊運(yùn)作業(yè)員直接接觸，潛在安全隱患；（6）作業(yè)環(huán)境復(fù)雜；（7）作業(yè)中常常需要多人配合，共同進(jìn)行；起重機(jī)械的上述工作特點(diǎn)，決定了它與安全生產(chǎn)的關(guān)系很大。如果對起重機(jī)械的設(shè)計、制造、安裝使用和維修等環(huán)節(jié)上稍有疏忽，就可能造成傷亡或設(shè)備事故。一方面造成人員的傷亡，另一方面也會造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。而千斤頂又屬于起重機(jī)械的一種。千斤頂是一種起重高度?。ㄐ∮趌m）的最簡單的起重設(shè)備。（參考文獻(xiàn)4）2千斤頂?shù)母攀銮Ы镯斢纸信e重器、頂重機(jī)、頂升機(jī)等，是一種用比較小的力就能把重物頂升、下降或移位的簡單起重機(jī)具，也可用來校正設(shè)備安裝的偏差和構(gòu)件的變形等。千斤頂主要用于廠礦、交通運(yùn)輸?shù)炔块T作為車輛修理及其它起重、支撐等工作。其結(jié)構(gòu)輕巧堅固、靈活可靠，一人即可攜帶和操作。千斤頂是用剛性頂舉件作為工作裝置，通過頂部托座或底部托爪在小行程內(nèi)頂升重物的輕小起重設(shè)備，千斤頂?shù)捻斏叨纫话銥?00mm，頂升速度一般為10-35mm/min，起重能力最大可達(dá)5001。千斤頂?shù)姆N類千斤頂按其構(gòu)造及工作原理的不同，通常分為機(jī)械式和液壓式，機(jī)械式千斤頂又有齒條式與螺旋式兩種，其中螺旋式千斤頂和液壓式千斤頂較為常用；由于起重量小，操作費(fèi)力，所以螺旋千斤頂一般只用于機(jī)械維修工作，在修橋過程中不適用。液壓式千斤頂結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，有自鎖作用，故使用廣泛。其缺點(diǎn)是起重高度有限，起升速度慢。螺旋式千斤頂又分為：固定式螺旋式千斤頂、LQ型固定式螺旋千斤頂和移動式螺旋千斤頂三大類。（1）固定螺旋式千斤頂有普通式和棘輪式兩種，在作業(yè)時，未卸載之前不能作平面移動；（2）LQ型固定螺旋式千斤頂結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧，使用方便。它有棘輪組、大小錐齒輪、升降套筒、鋸齒形螺桿、主架等組成；當(dāng)往復(fù)搬動手柄時，撐牙推動棘輪組間歇回轉(zhuǎn)，小錐齒輪帶動大錐齒輪，使鋸齒形螺桿旋轉(zhuǎn)，從而使升降套筒上升或下降。由于推力軸承轉(zhuǎn)動靈活，摩擦力小，因而操作靈敏，工作效率高。（3）移動式螺旋千斤頂是一種在頂升過程中可以移動的千斤頂，在作業(yè)時，它的移動主要是靠其底部的水平螺桿轉(zhuǎn)動，從而使頂起或下降的重物連同千斤頂一同做水平移動。因此，移動式螺旋千斤頂在設(shè)備安裝施工中用來就位便很使用。如下圖：

2.1螺旋千斤頂齒條千斤頂主要由齒條和棘輪等組成，工作時，由1-2人轉(zhuǎn)動千斤頂上的手柄,利用齒條的頂端頂起高處的重物。同時，也可用齒條的下腳，頂起低處的重物。另外，在千斤頂?shù)氖直蟼溆兄苿訒r需要的齒輪。千斤頂已實施出口產(chǎn)品質(zhì)量許可制度，未取得和質(zhì)量許可證的產(chǎn)品不準(zhǔn)出口。2.2千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)和技術(shù)規(guī)格螺旋千斤頂按其結(jié)構(gòu)和使用場所分為：普通型螺旋千斤頂，其代號的表征字母為ql。普通高型螺旋千斤頂，其代號的表征字母為qlg。普通低型螺旋千斤頂，其代號的表征字母為qld。鉤式螺旋千斤頂,其代號的表征字母為qlg。剪式螺旋千斤頂,其代號的表征字母為qj。自落式螺旋千斤頂,其代號的表征字母為qlz。表2.1移動式螺旋千斤頂技術(shù)規(guī)格輕重量(t)頂起高度(mm)螺桿落下最小咼度(mm)水平移動距離(mm)自重(kg)825051017540102805403008015345660300100

203606803601452.3螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟砺菪Ы镯斒峭ㄟ^往復(fù)扳動手柄，拔爪即推動棘輪間隙回轉(zhuǎn)，小傘齒輪帶動大傘齒輪、使舉重螺桿旋轉(zhuǎn)，從而使升降套筒獲得起升或下降，而達(dá)到起重拉力的功能，但不如液壓千斤頂簡易。(此部分參考文獻(xiàn)4和5)3螺旋傳動的設(shè)計與計算3.1螺旋傳動的應(yīng)用和類型螺旋傳動是利用螺桿(絲杠)和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動，同時傳遞運(yùn)動和動力。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)動均勻、準(zhǔn)確、平穩(wěn)、易于自鎖等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)中獲得了廣泛應(yīng)用。(1)按螺桿與螺母的相對運(yùn)動方式，螺旋傳動可以有以下四種運(yùn)動方式：螺母固定不動，如圖(a)螺桿轉(zhuǎn)動并往復(fù)移動，這種結(jié)構(gòu)以固定螺母為主要支承，結(jié)構(gòu)簡單，但占據(jù)空間大。常用于螺旋壓力機(jī)、螺旋千斤頂?shù)?。螺母轉(zhuǎn)動，如圖(b)螺桿做直線移動，螺桿應(yīng)設(shè)防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，螺母轉(zhuǎn)動要設(shè)置軸承均使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且螺桿行程占據(jù)尺寸故應(yīng)用較少。螺母旋轉(zhuǎn)并沿直線移動，如圖(c)由于螺桿固定不動，因而二端支承結(jié)構(gòu)較簡單，但精度不咼。螺桿轉(zhuǎn)動，如圖(d)螺母做直線運(yùn)動，這種運(yùn)動方式占據(jù)空間尺寸小，適用于長行程螺桿。螺桿兩端的軸承和螺母防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。車床絲杠、刀架移動機(jī)構(gòu)多采用這種運(yùn)動方式。

(c)(d)(c)(d)圖3.1運(yùn)動方式本次設(shè)計的螺旋千斤頂是運(yùn)用了上圖(a)的運(yùn)動方式，即螺母固定不動。(2)按照用途不同，螺旋傳動分為三種類型。傳力螺旋以傳遞動力為主，要求以較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力，一般為間歇性工作，工作速度較低，通常要求具有自鎖能力，下圖3.2螺旋壓力機(jī)均為傳力螺旋。圖3.2螺旋壓力機(jī)傳導(dǎo)螺旋以傳遞運(yùn)動為主，這類螺旋常在較長的時間內(nèi)連續(xù)工作且工作速度較高，傳動精度要求較高，下圖3.3為機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的螺旋。

圖3.3傳導(dǎo)螺旋調(diào)整螺旋用于調(diào)整并固定零件間的相對位置，一般不經(jīng)常轉(zhuǎn)動，要求能自鎖,有時也要求很高精度，如帶傳動張緊裝置、機(jī)床卡盤和精密儀表微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋等。本次設(shè)計的螺旋千斤頂就是運(yùn)用了傳力螺旋這種傳動類型。3.2螺旋傳動的設(shè)計和選材滑動螺旋的結(jié)構(gòu)包括螺桿、螺母的結(jié)構(gòu)形式及其固定和支承結(jié)構(gòu)形式。螺旋傳動的工作剛度與精度等和支承結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系，當(dāng)螺桿短而粗且垂直布置時，如起重及加壓裝置的傳力螺旋，可以采用螺母本身作為支承的結(jié)構(gòu)。當(dāng)螺桿細(xì)長且水平布置時，如機(jī)床的傳導(dǎo)螺旋（絲杠）等，應(yīng)在螺桿兩端或中間附加支承，以提高螺桿工作剛度。螺母結(jié)構(gòu)有整體螺母、組合螺母和剖分螺母等形式。整體螺母結(jié)構(gòu)簡單，但由磨損而產(chǎn)生的軸向間隙不能補(bǔ)償，只適合在精度要求較低的場合中使用。對于經(jīng)常雙向傳動的傳導(dǎo)螺旋，為了消除軸向間隙并補(bǔ)償旋合螺紋的磨損，通常采用組合螺母或剖分螺母結(jié)構(gòu)。利用螺釘可使斜塊將其兩側(cè)的螺母擠緊，減小螺紋副的間隙，提高傳動精度。傳動用螺桿的螺紋一般采用右旋結(jié)構(gòu)，只有在特殊情況下采用左旋螺紋。螺桿和螺母材料應(yīng)具有較高的耐磨性、足夠的強(qiáng)度和良好的工藝性。表3.1螺桿與螺母常用的材料

螺紋副材料應(yīng)用場合螺桿Q235 Q275 45 50輕載、低速傳動。材料不熱處理40Gr65Mn20GrMnTi重載、較咼速。材料需經(jīng)熱處理，以提咼耐磨性9Mn2VGrWMn38GrMoAl精密傳導(dǎo)螺旋傳動。材料需經(jīng)熱處理螺母ZcuSnlOPlZcuSn5Pb5Zn5一般傳動ZcuAL10Fe3ZcuZn25AL6Fe3Mn重載、低速傳動。尺寸較小或輕載咼速傳動，螺母可米用鋼或鑄鐵制造，內(nèi)空澆鑄巴士合金或青銅螺旋機(jī)構(gòu)耐磨性的計算耐磨性計算尚無完善的計算方法，目前是通過限制螺紋副接觸面上的壓強(qiáng)P作為計算條件，其校核公式為：P=F/A=F/兀dhW[P] (式3.7)2z式中，F(xiàn)為軸向工作載荷(N)；A為螺紋工作表面投影到垂直于軸向力的平面上的面積(mm2)；d為螺紋中徑(mm)；P為螺距(mm)；h為螺紋工作高度(mm),矩形與2梯形螺紋的工作高度h=0.5P,鋸齒形螺紋高度h=0.75P；z=H/P為螺紋工作圈數(shù)，H為螺紋高度(mm),[p]為許用壓強(qiáng)(MPa)。表3.2滑動螺旋傳動的許用壓強(qiáng)螺紋副材料滑動副速度/(m?min)許用壓強(qiáng)/MPa低速18?25鋼對青銅<3.011~186~127~10>151~2鋼-耐磨鑄鐵6?126~8鋼-灰鑄鐵<2.46?1213~184~7鋼-鋼低速7.5?13淬火鋼-青銅6~1210~13注：0<2.5或人力驅(qū)動時，[p]可提咼20%；螺母為剖分式時，[p]應(yīng)降低15%-20%。為便于推導(dǎo)設(shè)計公式，令0=H/d，代入整理后得螺紋中徑的設(shè)計公式為：2小2三pFP/叫h[P] （式3.8）對矩形、梯形螺紋，h=0.5P，貝V：小2三0.8訐/6[p （式3.9）對鋸齒形螺紋，h=0.75P，則d±0.65jF/命] （式3.10）20值根據(jù)螺母的結(jié)構(gòu)選取。對于整體式螺母，磨損后間隙不能調(diào)整，通常用于輕載或精度要求低的場合，為使受力分布均勻，螺紋工作圈數(shù)不宜過多，宜取0=1.2?2.5；對于剖分式螺母或螺母兼作支承而受力較大，可取0=2.5?3.5；傳動精度高或要求壽命長時，允許0=4。根據(jù)公式計算出螺紋中徑d后，按國家標(biāo)準(zhǔn)選取螺紋的公稱直徑d和螺距P。2由于旋合各圈螺紋牙受力不均，故z不宜大于10。螺母螺紋牙的計算螺紋牙多發(fā)生剪切與彎曲破壞。由于一般情況下螺母材料的強(qiáng)度比螺桿低，因此只需校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度。假設(shè)載荷集中作用在螺紋中徑上，可將螺母螺紋牙視為大徑D處展開的懸臂梁，螺紋牙根部的彎曲強(qiáng)度校核公式為：c=3Fh/nDb2z<[Q] （式3.11）bb剪切強(qiáng)度校核公式為：T=F/znDbW[T] （式3.12）

式中D為螺母螺紋的大徑(mm)；b為螺母螺紋牙根部寬度(mm)；可由國家標(biāo)準(zhǔn)查得，也可取矩形螺紋b=0.5P,梯形螺紋b=0.65P,鋸齒形螺紋b=0.74P；[q]、[t]b分別為螺母螺紋牙的許用彎曲應(yīng)力和許用切應(yīng)力(MPa)。表3.3滑動螺旋副材料的許用應(yīng)力項目許用應(yīng)力/Mpa鋼制螺桿[o]=o/3~5o為材料的屈服極限/MPa螺母材料「許用彎曲應(yīng)力[0]h許用切應(yīng)力[t]青銅40~6030~40耐磨鑄鐵50~6040鑄鐵45~5540鋼(1.0?1.2)[o]0.6[o]注：靜載荷許用應(yīng)力取大值。若螺桿與螺母的材料相同，由于螺桿螺紋的小徑d小于螺母螺紋的大徑D，故1應(yīng)校核螺桿螺紋牙的強(qiáng)度，這時公式中的D應(yīng)改為d。1螺桿強(qiáng)度和穩(wěn)定性的校核強(qiáng)度的校核螺桿受軸向力F及轉(zhuǎn)矩T的作用，危險截面上受拉(壓)應(yīng)力。和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力t。根據(jù)第四強(qiáng)度理論，t螺桿危險截面的強(qiáng)度校核公式為:\(q二g2\(q二g2+3T2ca4F<Q][nd2、i式3.13)式中d為螺桿螺紋的小徑(mm)；[o]為螺桿材料的許用應(yīng)力(MPa)，T為螺1桿所受轉(zhuǎn)矩(N?m)T=Fd2tan(X+p)；2v穩(wěn)定性的校核對于長徑比大的受壓螺桿，當(dāng)軸向力F超過某一臨界載荷FC時，螺桿可能會突然產(chǎn)生側(cè)向彎曲而喪失穩(wěn)定。因此，對細(xì)長螺紋應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性校核。螺桿的穩(wěn)定性F條件為：y>S (式3.14)F

式中S為穩(wěn)定性安全系數(shù)，對于傳力螺旋取S=3.5?5；對于傳導(dǎo)螺旋取S=2.5?4；對于精密螺桿或水平螺桿取S>4。臨界載荷F與螺桿的柔度Y及材料有關(guān)，根據(jù)Y=空的大小選用不同的公式計C i算。當(dāng)Y±85?90時，根據(jù)歐拉公式計算，即：F (式3.15)c(pL)2當(dāng)Y<85?90時；對?！?80MPa的碳素鋼(如Q235、Q275)式3.16)式式3.16)式3.17)F=(304/1.12丫)睥c 4當(dāng)Y<85?90時，對?！?70MPa的優(yōu)質(zhì)碳素鋼(如355、45)bF=(461/2.57Y)陣c4當(dāng)Y<40時，無需進(jìn)行穩(wěn)定性計算。式中F為臨界載荷(N)；E為螺桿材料的彈性模量(MPa)，對于鋼E=2.06X10；C5I為危險截面的慣性矩(mm4)，I=叫，d為螺桿螺紋內(nèi)徑(mm)；u為長度系數(shù)，與64 1螺桿端部結(jié)構(gòu)有關(guān)，為螺桿最大受力長度(mm)；i為螺桿危險截面的慣性半徑(mm),r命=令。 (式3-18)表3.4長度系數(shù)口的選擇螺桿端部結(jié)構(gòu)口兩端固定0.5一端固定，一端不完全固定0.6一端固定，一端自由(如千斤頂)2一端固定，一端鉸支(如壓力機(jī))0.7兩端鉸支(如傳導(dǎo)螺桿)1注：用下列辦法確定螺桿端部的支撐情況：采用滑動支承時：l為支承長度，d為支承孔直徑，l/d<1.5鉸支；l/d=1.5?3不完全固定；o o 0 0 0 0l/d>3固定。00采用滾動支承時：只有徑向約束時為鉸支；徑向和軸向都有約束為固定。注：用下列辦法確定螺桿端部的支撐情況：采用滑動支承時：l為支承長度，d為支承孔直徑，l/d<1.5鉸支；l/d=1.5?3不完全固定；000000l/d>3固定。00采用滾動支承時：只有徑向約束時為鉸支；徑向和軸向都有約束為固定。自鎖性的校核對于要求自鎖的螺旋傳動，應(yīng)校核是否滿足自鎖條件，即：九<p=artanf （式3.19）V式中，f為螺紋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)V表3.5螺旋傳動螺旋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)fv（定期潤滑）螺旋副材料鋼和青銅鋼和耐磨鑄鐵鋼和鑄鐵鋼和鋼淬火鋼和青銅/0.08?0.100.10?0.120.12?0.150.11?0.170.06?0.084螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計已知軸向載荷F=60000N,最大舉升高度為150mm.方案圖如下所示:

11—托杯2—手臂3—銷4—手柄5—擋環(huán)6—螺套7—螺桿8—螺釘9—底座圖4.1螺旋千斤頂剖視圖4.1選擇材料由上表(螺桿與螺母常用的材料)選材料為45鋼，由手冊查o=360Mpa；為了提高耐磨性，螺母選較軟的材料錫青銅為ZCuSn10P-1，由上表知鋼對青銅低速時，對人力驅(qū)動［p］可提高20%,即［p］=(18-25)X120%二21.6-30MPa，tp］=25MPa,螺母為整體螺母。0=1.2-2.5，取?=1.5。選螺紋牙為梯形。4.2耐磨性計算(1)已知取0=1.5，則計算d2

Fee:60000 “d>0.8 =0.8 =32mm2 p[p] 1.5x25（式4.1）由手冊查得：d=32mm,p=6mm,D=d=40mm,d=36mm12（2）計算螺母咼H： H=Qd=1.5x36=54mm2（式4.2）（3）計算旋合圈數(shù)z：z=H=54=9P6（式4.3）4）校核螺紋副自鎖性：p6X=arctan =arctan =2.98°兀d 3.14x36（式4.4）2由上表查得f=0.0&p=arctan0.08=4.5,X<p，滿足自鎖條件。vvv（5）螺母螺紋牙強(qiáng)度校核：由上表查得青銅螺母螺紋牙許用彎曲應(yīng)力 0]=40-60MPa,許用剪切應(yīng)力[t]=30-40Mpa；梯形螺紋螺紋牙根寬度b=0.65p=0.65x6=3.9mm；梯形螺紋螺紋牙工作高度h=0.5p=0.5x6=3mm。貝U：彎曲強(qiáng)度校核：3Fh 3x60000x3Fh 3x60000x3c= =兀Dzb2 3.14x40x9x3.92=31.4<Q],合格式4.5）②剪切強(qiáng)度校核：t=-= ②剪切強(qiáng)度校核：t=-= 60000 =13.6MPa<[t]，合格z兀Db2 9x3.14x40x3.96）螺桿強(qiáng)度校核：由上表查得螺桿許用應(yīng)力Q]=*= =120MPa螺桿所受轉(zhuǎn)矩：（式4.6）式4.7）Q￡T=Fd2tan（X+p）=60000x36tan（2.98+4.5）=142648.39N.mm（式4.8）v2螺桿強(qiáng)度校核：oca[nd2丿、1丿JT+3 [0?2d3、 i=83.62MPa合格式4.9)oca[nd2丿、1丿JT+3 [0?2d3、 i=83.62MPa合格式4.9)4.3螺母外部尺寸計算(1)計算確定D3螺母懸置部分受拉伸和扭轉(zhuǎn)聯(lián)合作用，為計算簡單，將F增大30%，按拉伸強(qiáng)度計算得：1.3F0 n(D2一D2)34W[。]式4.10)式中，［。］為螺母材料的許用拉伸應(yīng)力，可?。?。］=0.83［。］,由上表取b［o］=50Mpa，因此［o］=0.83［o］=41.5Mpa。故bbD三.1.66fFA+D2=1.6660000+402=63.25mm3 lOl 41.5式4..11)取D=65mm3(2)確定D和a1按經(jīng)驗公式D二(1.3?1.4)D及a二可求:1 3 3D=(1.3?1.4)X65=84.5-91mm1a=H=54a=— =18mm3 3取D—86mm1取a—20mm3)校核凸緣支承表面的擠壓強(qiáng)度，強(qiáng)度條件為：葺試dS<[°p]合格13式4.12)式4.13)式4.14)4)校核凸緣根部彎曲強(qiáng)度：MFJ-D力40二 二 3 pWnDa2/631.5x60000(86-65)3.14x65x202=23.15MPa<[o]=50MPa所以合格5)校核凸緣根部剪切強(qiáng)度，強(qiáng)度條件為式4.15)式4.16)t— <[t式4.16)nDa3

式中，螺母材料的許用切應(yīng)力[T]=35Mpa故：t=_^二60000 二14.70MPa<[T] 合格 （式4.17）兀Da3.14x65x2034.4手柄設(shè)計計算1）拖杯與手柄的結(jié)構(gòu)：確定手柄長度，則手柄上的工作轉(zhuǎn)矩為T=FL=T+T=-FHH122式4.18)jL)2 D3—dT=FL=T+T=-FHH122式4.18)dtan軌+p丿+—f —2 V3丿cD2—d200式中，T1、T2分別為螺紋副摩擦力矩及拖杯與接觸面摩擦力矩（N?mm）；f=0.15c為拖杯與支承面的摩擦系數(shù)；D為托杯底座與支承面接觸部分外徑（mm），由經(jīng)驗0公式D=（1.6—1.8）d確定，取D=66mm；d為托杯底座與支承面接觸部分內(nèi)徑（mm）,000取d=20mm,FH為手作用在手柄上的力（N）,如一人連續(xù)工作，手作用力通常取0F=150?200N，取F=200N；L為手柄有效長度（mm）。H H H1因此，200L1因此，200L二—x60000H236xtanC.98。+4.5。)+—x0.15x663—203662—202式4.19)FL=FL=—H_HbW式4.20)(式4.21)式4.22)式4.23)得：L=1777.56mm取L=1778mmHH（2）確定手柄直徑dk選手柄材料為45鋼，。=360MPa，許用彎曲應(yīng)力t =140?180Mpa,s b1.5~2取[o]=160Mpa。b手柄的彎曲強(qiáng)度條件為：FL「］

—HH<t」

兀 bd332k3'32x200x1777.56因此，d三 二28.3mm,取d=30mmK V 兀x160 K托杯其他部分尺寸為：托杯高h(yuǎn)=(0.8—1)D=68.8—86mm 取h=70mm0鉸支頭高h(yuǎn)=(1.8—2)d=54—60mm 取h=55mm1 k 1

4.5螺桿穩(wěn)定性校核計算柔度丫=巴i螺桿一端固定，一端自由，長度系數(shù)口=2；螺桿最大受力長度L由起重高度1、1螺母高H、鉸支頭高及螺桿軸向預(yù)留余量l決定，其中l(wèi)=1.5d。22因此，螺桿的工作長度心l因此，螺桿的工作長度心li+1+1254=150+ +60=237mm，螺桿危險截面慣2性半徑i=牛二32二8mm式4.24)巴=2x243二go%式4.24)i85螺旋千斤頂圖形的繪制要繪制螺旋千斤頂?shù)难b配圖，首先應(yīng)當(dāng)選定繪圖比例和圖幅后布置視圖，先確定各視圖的位置，畫出主要軸線、中心線及基準(zhǔn)線。然后開始畫底圖，按照“先主后次”的原則，沿裝配軸線按裝配關(guān)系依次畫出底座f螺套f螺旋桿f絞杠f頂墊等零件。底圖完成后，檢查加深圖線，還要進(jìn)行尺寸標(biāo)注，編注零件序號，填寫明細(xì)欄、標(biāo)題欄等，完成全圖。同時要了解千斤頂?shù)墓ぷ髟恚呵Ы镯斒抢寐菪齻鲃觼眄斉e重物的一種起重或頂壓工具，常用于汽車修理及機(jī)械安裝中。工作時，重物壓于頂墊之上，將手炳穿入螺旋桿上部的孔中，旋動手炳，螺旋桿在螺套中靠螺紋做上、下移動，從而頂起或放下重物。螺套鑲在底座里，用螺釘定位，磨損后便于更換。頂墊套在螺旋桿頂部，其球面形成傳遞承重之配合面，由螺釘鎖定，使頂墊相對螺旋桿旋轉(zhuǎn)而不脫落。

圖4.1螺旋千斤頂?shù)妮S測圖因此由螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟砜芍Ы镯數(shù)难b配主干線是螺旋桿，為了清楚的表達(dá)千斤頂?shù)膬?nèi)外部裝配結(jié)構(gòu)，則繪制了千斤頂?shù)娜室晥D。在主視圖上，千斤頂?shù)?個零件所處的位置及裝配關(guān)系、各零件的主要形狀均已表達(dá)清楚，只有螺旋桿上與絞杠配合的孔沒有表達(dá)充分，故采用剖面圖A—A表達(dá)清楚。所以螺旋千斤頂?shù)难b配圖如下：千斤朋‘比洌材料國號張舗2D08.1E濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院申按r—A/d1Jr、r—A/d1Jr、1沖9m1A技木要求不加工表面淸瑾諭漆！窯;鑄件不得有砂眼、氣孔等缺陷;匕鑄件要經(jīng)人工時效處理"吊號12345G783'塔.熱.ft?押-EF&底座圖4.2螺旋千斤頂?shù)难b配圖6使用千斤頂?shù)淖⒁馐马?.無論哪種千斤頂都不準(zhǔn)超負(fù)荷使用，以免發(fā)生人身或設(shè)備故障。千斤頂使用前，應(yīng)檢查各零件是否靈活可靠，有無損壞。千斤頂工作時，要放在平整堅實的地面上，并要在其下面墊枕木、木板或鋼板來擴(kuò)大受壓面積，防止塌陷。千斤頂安放位置要擺