螺旋千斤顶图纸.pdf

螺旋千斤顶螺旋千斤顶螺旋千斤顶螺旋千斤顶 设计计算说明书设计计算说明书设计计算说明书设计计算说明书 院系工程技术学院 专业年级08 级机化 设 计 者刘鑫 指导教师李华英 成绩 2011 年4月16日 2 目录目录目录目录 1 设计任务书 3 2 螺杆的设计与计算 3 2 1 螺杆螺纹类型的选择 3 2 2 选取螺杆材料 3 2 3 确定螺杆直径 3 2 4 自锁验算 3 2 5 结构 见图 1 2 4 2 6 螺杆强度计算 5 2 7 稳定性计算 5 3 螺母设计与计算 6 3 1 选取螺母材料 6 3 2 确定螺母高度 H 及螺纹工作圈数 u 6 3 3 校核螺纹牙强度 6 3 4 螺母配合 7 4 托杯的设计与计算 7 5 手柄设计与计算 8 5 1 手柄材料 8 5 2 手柄长度 Lp 8 5 3 手柄直径 dp 9 5 4 结构 9 6 底座设计 9 参考文献 11 3 1 设计任务书设计任务书设计任务书设计任务书 1 螺旋千斤顶最大起重量 45kN NF 4 105 4 2 螺旋千斤顶最大升距 200mm mmH200 2 螺杆的设计与计算螺杆的设计与计算螺杆的设计与计算螺杆的设计与计算 2 1 螺杆螺纹类型的选择螺杆螺纹类型的选择螺杆螺纹类型的选择螺杆螺纹类型的选择 本设计中螺杆螺纹类型选择常用传动螺纹类型 梯形螺纹 梯形螺纹牙型为等腰梯形 牙形角 300 它的基本牙形按 GB5796 1 86的规定 2 2 选取螺杆材料选取螺杆材料选取螺杆材料选取螺杆材料 螺杆材料选为45钢 2 3 确定螺杆直径确定螺杆直径确定螺杆直径确定螺杆直径 按耐磨性条件确定螺杆中径d2 求出d2后 按标准选取相应公 称直径d 螺距t及其它尺寸 螺纹中径d2的计算 根据表5 12 p Pa 7 100 2 取6 1 则 梯形螺纹 则 查表 取mmd36 则mmd33 2 mmd29 3 mmt6 mmmmH53336 1 2 4 自锁验自锁验自锁验自锁验算算算算 10 0 f 自锁条件是 v 10 0 f 式中 为螺纹中径处升角 v 为摩擦角 mm MPa N p F d30 206 1 105 4 8 0 8 0 4 2 2 ph FP d Ph5 0 mmd36 mmd33 2 mmd29 3 mmt6 mmH53 4 满足 v 所以满足自锁 2 5 结构结构结构结构 见图见图见图见图 1 2 图 1 2 螺杆上端用于支承托杯10并在其中插装手柄7 因此需要加大直 径 手柄孔径dk的大小根据手柄直径dp决定 dk dp十0 5mm 为 3 3arctan 2 d nt 9 5 cos arctan f v 5 了便于切制螺纹 螺纹上端应设有退 刀槽 退刀槽的直径d4应比螺杆小径 d3约小0 2 0 5mm 退刀槽的宽度可取 为1 5t 为了便于螺杆旋入螺母 螺杆 下端应有倒角或制成稍小于d3的圆柱 体 为了防止工作时螺杆从螺母中脱 出 在螺杆下端必须安置钢制挡圈 挡圈用螺钉固定在螺杆端部 2 6 螺杆强度计算螺杆强度计算螺杆强度计算螺杆强度计算 对受力较大的螺杆应根据第四强 度理论校核螺杆的强度 强度计算方 法参阅教材 所以 螺杆材料满足强度要求 2 7 稳定性计算稳定性计算稳定性计算稳定性计算 细长的螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳 为此应按稳定 性条件验算螺杆的稳定性 Fcr F 2 5 4 螺杆的临界载荷Fcr与柔度 s有关 s l i 为螺杆的长度系数 与螺杆的端部结构有关 l为螺杆的最大工作 MPaMPa d T F A s ca 3 118 3 88 80 4 3 1 2 3 2 mN d FT v 3 120 tan 2 2 mm D 65 13 mN T 3 120 ca 满足强 度要求 满足稳 定 性 要 6 长度 i为螺杆危险截面的惯性半径 若危险截面面积A d12 4 则 I为螺杆危险截面的轴惯性矩 当螺杆的柔度 s 40时 可以不必进行稳定性校核 所以可不必进行稳定性校核 3 螺母设计与计算螺母设计与计算螺母设计与计算螺母设计与计算 3 1 选取螺母材料选取螺母材料选取螺母材料选取螺母材料 螺母材料选用青铜 3 2 确定螺母高度确定螺母高度确定螺母高度确定螺母高度 H 及螺纹工作圈数及螺纹工作圈数及螺纹工作圈数及螺纹工作圈数 u 螺母高度H d2 H应圆整为整数 螺纹工作圈数 t H u 考虑 到螺纹圈数u越多 载荷分布越不均 故u不宜大于10 否则应改 选螺母材料或加大d 3 3 校核螺纹牙强度校核螺纹牙强度校核螺纹牙强度校核螺纹牙强度 一般螺母的材料强度低于螺杆 故只校核螺母螺纹牙的强度 螺 母的其它尺寸见图1 3 必要时还应对螺母外径D3进行强度验算 MPaMPa uDb Fl b 60 4061 34 83 80039 0037 014 3 002 0105 466 2 4 2 4042 23 4 3 d l i l s MPaMPa Dbu F 40 3025 11 83 80039 0037 014 3 105 4 4 4 1 d A I i 求 6 1 mmH53 83 8 6 u mmt 螺纹牙 的 强 度 满 足 要 求 7 3 4 螺母配合螺母配合螺母配合螺母配合 螺母压入底座上的孔内 圆柱接触面问的配合常采用 7 8 r H 或 7 8 n H 等配 合 为了安装简便 需在螺母下端 图1 3 和底座孔上端 图1 7 做出倒角 为了更可靠地防止螺母转动 还应装置紧定螺钉 图 1 1 紧定螺钉直径常根据举重量选取 一般为6 12mm 4 托杯的设计与计算托杯的设计与计算托杯的设计与计算托杯的设计与计算 托杯用来承托重物 可用铸钢铸成 也可用Q235钢模锻制成 其结构尺寸见图1 4 为了使其与重物接触良好和防止与重物之间出 现相对滑动 在托杯上表面制有切口的沟纹 为了防止托杯从螺杆端 部脱落 在螺杆上端应装有挡板 当螺杆转动时 托杯和重物都不作相对转动 因此在起重时 托 杯底部与螺杆和接触面间有相对滑动 为了避免过快磨损 一方面需 mm D 67 3 mm D 94 4 mm a 18 mm D 90 10 mm D 22 11 mm D 65 13 mm D 62 12 8 要润滑 另一方面还需要验算接触面间的压力强度 4 2 11 2 12 p DD Q p 式中 p 许用压强 应取托杯与螺杆材料 p 的小者 5 手柄设计与计算手柄设计与计算手柄设计与计算手柄设计与计算 5 1 手柄材料手柄材料手柄材料手柄材料 手柄材料选用Q235 5 2 手柄长度手柄长度手柄长度手柄长度 Lp 板动手柄的力矩 K Lp T1 T2则 式中 K 加于手柄上一个工 人的臂力 间歇工作时 约为150 250N 工作时间较长时为100 150N T1 螺旋副间的摩擦阻力矩 T2 托杯与轴端支承面的摩擦力矩 则 K TT Lp 21 mN d FT v 3 120 tan 2 2 1 mN fFDD T 5 94 4 1112 2 mm K TT L p 6 849 21 设 计 时 使 mm Lp 600 mm Lp 980 9 手柄计算长度Lp是螺杆中心到人手施力点的距离 考虑螺杆头 部尺寸及工人握手距离 手柄实际长度还应加上 2 D13 50 150 mm 手柄实际长度不应超过千斤顶 使用时可在手柄上另加套管 5 3 手柄直径手柄直径手柄直径手柄直径 dp 把手柄看成一个悬臂梁按弯曲强度确定其直径dp 按弯曲强度 条件 手柄弯曲应力 F p p d LF 3 F 1 0 故 mm FL d p p 36 1 0 3 F 式中 F 手柄材料许用弯曲应力 当手柄材料为Q235时 F 120Mpa 5 4 结构结构结构结构 手柄插入螺杆上端的孔中 为防止手柄从孔中滑出 在手柄两端 面应加上挡环 图1 6 并用螺钉或铆合固定 6 底座设计底座设计底座设计底座设计 底座材料选用铸铁 HT200 铸件的壁厚 不应小于8 12mm 此处取 12mm为了增加底座的稳定性 底部尺寸应大些 因此将 其外形制成1 10的斜度 mmmm D LL pp 1 97380 2 13 10 图中H1 H 14 28 mm 200 20 220mm D6 D3 5 10 mm D7 D6 5 H1 D8 mmmmD Q p 20025 182 4 2 3 式中 p 底座下枕垫物