便携式螺旋千斤顶的设计.doc

目 录1、 螺旋千斤顶原理22、 设计要求23、 螺杆的设计24、 螺母的设计45、 杯托的设计46、 手柄的设计67、 底座的设计71、螺旋千斤顶原理千斤顶的工作原理是：通过螺杆和螺母组成的螺旋副来实现将物体由低处向高处的传送的，并使托杯中的物体做直线运动，从而实现我们的传动要求。其中，螺母固定，当手柄旋动的时候，螺杆通过与螺母的螺旋副的运动，螺纹之间产生自锁，使装有重物的托杯往上运动。2、设计要求1、设计螺杆要求校核耐磨性、自锁性；校核螺纹工作圈数、螺杆强度和稳定性2、设计螺母要求校核螺母螺纹牙强度3、底座和托杯要求满足一定的强度4、机构应具有良好的传力性能5、绘制装配图、主要零件图两张3、螺杆的设计千斤顶适用于载重较高的重要传动，因此选用的材料要有足够的耐磨性、强度。经分析选用40Cr。螺杆的结构设计及计算1、螺旋传动选择：螺旋传动按其螺旋副的摩擦性质不同，分为滑动螺旋副，滚动螺旋副和静压螺旋副。滑动螺旋副结构简单，便于制造，易于自锁，所以螺旋千斤顶选择滑动螺旋副。2、滑动螺旋采用的螺纹类型有矩形、梯形和锯齿形。其中以梯形和锯齿形螺纹应用最广。本设计中千斤顶的螺纹选择梯形螺纹，并为右旋的方式。因为其内外螺纹以锥面贴紧不易松动，对中性好，并牙根强度高，同时采用单线螺纹（）的自锁性也比较高。3、螺杆螺纹的设计及计算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。根据： ; 注：， 由于在此处为整体螺母，此处选；由于条件为刚-青铜和低速， ，滑动速度为低速，取； ；根据GB/T5796.2-2005查表：取得，D=31.00mm;由，得P=6.34mm 取标准值 P=6.00mmd1=d-7=23.00mmD1=d-P=30mm-6mm=24.00mmd2=D2=d-0.5P=27.00mm螺杆整体长度：200mm自锁验算自锁条件是y式中：y为螺纹中径处升角；为当量摩擦角（当量摩擦角，为保证自锁，螺纹中径处升角至少要比当量摩擦角小1。y ， ，取（取启动时计算用最大值）y故，y=4.05所以自锁性得以保证。螺杆强度校核 有螺杆材料是，查表得： 根据螺旋副间的摩擦力矩为： 其中，可看作是螺杆的螺纹处的预紧力。所以，螺杆所受的总的应力为：由此可得，。所以设计的螺杆满足强度条件。4、螺母设计螺母的材料有:铸锡青铜和铸铝铁青铜两种供选择，经分析，本设计采用铸锡青铜材料。确定螺母高度H及螺纹工作圈数u螺母高度螺纹工作圈数螺母的相关尺寸：D=d+1=31mm内螺纹小径；a=（0.20.3）H=0.25=13.5mm5、杯托的设计杯托用来承托重物，也可用Q235钢模锻制成，取材料为Q235。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，在杯托上表面制有切口的沟纹。为了防止杯托从螺杆端部脱落，在螺杆上端装有挡板。当螺杆转动时，杯托和重物都不作相对转动。因此在起重时，杯托底部与螺杆和接触面有相对滑动，为了避免过快磨损，一方面需要润滑，另一方面还需要验算接触面间的压力强度。式中：Q235:；45钢：取p。故杯托厚度，此处取杯底厚度为；沟纹宽度为；沟纹深度为；杯托高度为1.8*d=1.8*30mm=54mm；为保证杯托可以转动，螺杆预警端的垫片与杯托底部留有间隙，间隙值为34mm，应为承受力不大，故值取为3mm。6、手柄的设计手柄材料：常用Q235和Q215。选择Q235手柄长度扳动手柄的力矩： 则式中：K加于手柄上一个工人的臂力，间歇工作时，约为150250N，工作时间较长时间为100150N。考虑一般为间歇工作，工作的时间较长机会不多，故取为200N。螺旋副间的摩擦阻力矩，杯托与轴端支承面的摩擦力矩，。（）则手柄计算长度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+（50150）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。因此，手柄实际长度手柄直径：把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定手柄直径，其强度条件为sF故 = 取25mm式中：sF手柄材料许用弯曲应力，当手柄材料为Q235时，sF=120Mpa。7、底座的设计底座材料常用铸铁（HT150及HT200），铸件的壁厚不应小于812mm，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110的斜度。S=（1.52）=1.5*15=22.5mm=L+（1428）mm=16