螺旋千斤頂設(shè)計說明書

1、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)計裝配圖一張（1：1） 班級 機械（卓越） 學號 姓名 完成日期 2016年11月 指導(dǎo)教師 朱長順 評分 螺旋千斤頂簡介3螺旋千斤頂滑動螺旋傳動的設(shè)計計算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)計計算4一、 螺桿和螺母的計算5一、螺旋副的計算51.1.1耐磨性計算51.1.2自鎖性校核6二、 螺桿的計算61.2.1螺桿強度計算61.2.2穩(wěn)定性計算7三、 螺母的計算81.3.1螺紋牙強度81.3.2螺母體強度9二、托杯設(shè)計11三、

2、底座設(shè)計12四、 手柄設(shè)計14五、 螺旋千斤頂?shù)男?6設(shè)計小結(jié)17參考文獻18附：螺紋千斤頂裝配圖19螺旋千斤頂簡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)尺寸則是根據(jù)經(jīng)驗公式或制造。螺旋千斤頂滑動螺旋傳動的設(shè)計計算1、 材料選擇螺桿和螺母的材料除應(yīng)具有足夠的強度外，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。對于重載，要求耐磨性高，需要進行熱處理的螺桿可選用T12、65Mn、AoCr、

3、20CrMnTi等鋼種。本次千斤頂選用的螺桿材料為Q235。螺母材料：除要求足夠的強度外，還要求在與螺桿旋合時摩擦系數(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，可選用高強度的鑄造鋁青銅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，一般采用自鎖性較好的單頭左旋螺紋，采用左旋螺紋是為了符

4、合操作習慣。本次千斤頂螺紋選用單頭左旋梯形螺紋。一般傳動螺旋，氣螺紋的精度可選用粗糙（對精度要求不高時）和中等（一般用途時）。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)計計算（1） 螺桿和螺母的計算螺旋副的計算螺旋副工作時，主要承受轉(zhuǎn)矩和軸向拉應(yīng)力的作用，同時工作面間有較大的相對滑動，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，對于起重螺紋還應(yīng)該校核其自鎖性。按表所列項目和計算公式進行計算。1、 螺桿和螺母的計算設(shè)計計算項目計算及說明計算結(jié)果一、螺旋副的計算1.1.1耐磨性計算一、螺桿和螺母的計算1、螺桿中徑梯形螺紋d20.8=0.8 P7.

5、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=1.5d2=1.525.5 =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=0.55=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量摩擦角小11.5）螺旋副材料為鋼對青銅 取 =0.09v=arctan=arctan0.09=5.14=arctan(nP

6、 / pd2)=arctanv-=符合自鎖性要求=0.09v=5.14符合自鎖性要求設(shè)計計算項目計算及說明計算結(jié)果2、 螺桿的計算1.2.1螺桿強度計算1、 計算應(yīng)力 Q235在直徑1640mm時，取安全系數(shù)S=5 故強度符合要求1.2.2穩(wěn)定性計算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)計計算項目計算及說明計算結(jié)果3、 螺母的計算1.3.1螺紋牙強度1、 螺母的基本參數(shù)內(nèi)螺紋大徑D=d+2=28+20.25=28.5P=5mm =0.25mm 對于梯形螺紋 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、螺母的剪切強度滿

7、足條件3、 螺母的彎曲強度符合強度要求D=28.5mm1.3.2螺母體強度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度螺母材料的許用擠壓應(yīng)力滿足強度要求。3、 螺母凸緣根部的彎曲強度符合強度條件。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)計設(shè)計計算項目計算及說明計算結(jié)果以螺桿螺紋外徑為依據(jù)，設(shè)計出托杯的各個合理尺寸，并進行接觸面比壓的校核二、托杯設(shè)計托杯用來承托重物，一般用鑄鋼或鑄鋼材料。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)相對滑動，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

8、有擋圈。由于托杯在起重時不轉(zhuǎn)動，因此，托杯底部與螺桿接觸面有相對滑動，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)計設(shè)計計算項目計算及說明計算結(jié)果底座設(shè)計底面尺寸可以按支撐材料的擠壓強度決定三、底座設(shè)計底座常用鑄鐵鑄造，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度決定。H1=H+（1428）mm =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

9、料的許用擠壓應(yīng)力。當聯(lián)接結(jié)合面材料為木頭時，取sp=2MPa。H1=220mmD6=56.45mmD7=80.45mm4、 手柄設(shè)計設(shè)計計算項目計算及說明計算結(jié)果手柄設(shè)計計算4、 手柄設(shè)計與計算常用碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，如Q235和Q275。螺旋驅(qū)動力矩 螺旋副間的摩擦阻力矩斷面摩擦力矩式中取 =0.11螺旋驅(qū)動力矩驅(qū)動力作用半徑（即手柄的計算長度）手柄的實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)計計算項目計算及說明計算結(jié)果根據(jù)效率公式計算千斤頂?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)計小結(jié) 此次機械設(shè)計的螺紋千斤頂大作業(yè)

10、，使我初步掌握了有關(guān)機械設(shè)計的一些基本步驟和流程。在此次大作業(yè)中，各方面零碎的知識點通過設(shè)計整合在一起。在設(shè)計千斤頂?shù)倪^程中，不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。設(shè)計的過程難在其中一點不符合要求，就要全部推翻，重新進行設(shè)計。在今后學習實踐過程中，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，然后一一進行解決。同時通過本次螺紋千斤頂大作業(yè)，使得我的三維軟件的應(yīng)用更進一步熟練，ug的實用，建模，裝配圖，導(dǎo)出圖紙等等，AutoCAD的應(yīng)用。 千斤頂設(shè)計讓我感觸很深。使我對機械設(shè)計有了具體的認識。通過這次大作業(yè)，我熟悉了機械原理與設(shè)計的知識，UG，AutoCAD等工程軟件的應(yīng)用。收獲良多，感悟頗深。參考文獻1馬履中，謝俊，尹小琴 機械原理與設(shè)計（下冊） 2版 北京：機械工業(yè)出版社，2