螺旋千斤顶设计说明书.doc

课程设计说明书（论文）课程名称： 机械设计 设计题目： 螺旋千斤顶设计 院 系： 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间： 目录一.设计要求3二. 螺旋千斤顶的设计步骤如下：31.螺杆、螺母的材料32.耐磨性计算33.螺杆强度校核44.螺母螺纹牙的强度校核55.自锁性校核66.螺杆稳定性校核67.螺母外径及凸缘的设计78.手柄的设计79.底座的设计710.其余尺寸811.补充说明8三.部分零件图附图:10参考资料：12螺旋千斤顶设计说明书一.设计要求螺旋千斤顶主要零件：螺杆、螺母、托杯、手柄和底座起重量FQ/KN40最大起重高度H/mm200设计的原始数据：最大起重量F=40KN、最大升起高度H=200mm。二. 螺旋千斤顶的设计步骤如下：设计内容设计过程结果1.螺杆、螺母的材料2.耐磨性计算3.螺杆强度校核4.螺母螺纹牙的强度校核5.自锁性校核6.螺杆稳定性校核7.螺母外径及凸缘的设计8.手柄的设计9.底座的设计10.其余尺寸11.补充说明起重器的载荷，选取螺杆材料为45钢，并采用调质处理其抗拉强度为屈服强度为参考文献【2】表10.2螺母采用（考虑低速）由参考文献【1】表5.8查得许用压力=1825MPa,从表5.8的注释中可以查得，人力驱动时值可以加大20%，则=21.630MPa，取=25MPa。根据螺纹类型和相关传动的特点，梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙形角=30，梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧不易松动；它的基本牙形按GB/T5796.12005的规定。千斤顶的自锁行能要好，所以用单线螺纹。因此选用的螺杆螺纹是牙形角=30的单线梯形螺纹。根据耐磨性条件，初步估算螺杆中径取， ,得 查参考文献【3】表11.5，尽量选择第一系列，并可稍大地选择这样之后的校核易于满足要求：螺纹公称直径，螺距为螺杆小径为 螺杆螺母中径螺母大径为 螺杆危险截面强度条件为：e=16T1d332+4FQd322式中：FQ-轴向载荷，N； d3-螺纹小径，mm； T1-螺纹副摩擦力矩，T1=FQtan+d22，=tan-1npd2=tan-11629=3.7679； -为螺杆材料许用应力，Mpa；由参考文献【1】表5.10得钢对青铜的当量摩擦因数f=0.080.10，取f=0.09，螺纹副当量摩擦角=tan-1f=tan-10.09=5.1427。把已知的值代入T1的计算公式中得 由参考文献【1】表5.9可查得螺杆材料许用应力=s35，s=355Mpa，=71118 Mpa，取=110 Mpa。e 螺杆材料许用应力满足强度条件。螺母螺纹牙根部的剪切强度条件为=FQZD4b式中：FQ-轴向载荷，N； D4-螺母螺纹大径，mm； Z-螺纹旋合圈数，Z取10； b-螺纹牙根部厚度，梯形螺纹b=0.65P=0.656mm=3.9mm。代入数值计算得=400001032.53.9Mpa=10.04Mpa由参考文献【1】表5.9螺母材料的许用剪应力=3040 Mpa，显然。螺纹牙根部的弯曲强度条件为b=3FQlZD4b2b式中：l-弯曲力臂，l=D4-d22=32.5-292mm=1 .75mm。 其它参数同上。代入数值计算得b=3400001.751032.53.92Mpa=13.52 Mpa由参考文献【1】表5.9得螺母材料许用弯应力b=4060 Mpa。显然bb，满足强度条件。因=3.7679，=5.1427，因此满足自锁条件。 千斤顶的最大上升高度H=200mm.则螺杆的最大工作长度 螺母高度(mm)，；螺杆的柔度值=li=4ld1式中：l-螺杆最大工作长度，取螺母中部到另一端支点的距离，则l=200+H螺母2+h1+l退刀槽。l退刀槽指螺杆与手柄座相接处的尺寸，查手册知，l退刀槽=9 mm。假设手柄直径为d1=24mm,由尺寸经验公式h1=(1.82)d1=43.248mm取h1=48mm,则 l=(200+30+48+9)=287mm螺杆的柔度 式中 长度系数，对本千斤顶，看做一端固定、一端自有，则可取=2；d1螺纹小径，d1=25mm。 i螺杆危险截面的惯性半径(mm),其中A为危险截面的面积(mm2)。代入数据计算 对于45#调制钢，当大于90时此时螺杆稳定的临界载荷 Fc为：式中 E螺杆材料的弹性模量，对于钢E=2.07105MPa由压杆稳定条件 故螺杆满足稳定性要求。螺纹外径D21.5d=1.532mm=48mm螺纹凸缘外径D31.4D2=1.448mm=67.2mm，取D3=68mm螺纹凸缘厚b=（0.20.3）H=（0.20.3）60mm=1218mm，取b=15mm设F为加在手柄上的力，取F=200N，L为手柄长度，则FL=T1+T2。有 T1=90936Nmm T2=12fFQD-（24）3-（D1+2）3D-（24）2-（D1+2）2D=(1.61.8)d=(1.61.8)32mm=51.257.6mm,取D=55mmD1=(0.60.8)d=(0.60.8)32mm=19.225.6mm,取D1=23mm拖杯选铸铁，手柄选Q215，摩擦系数f=0.12，则 T2=12fFQD-（24）3-（D1+2）3D-（24）2-（D1+2）296187NmmL=T1+T2F=90936+96187200mm=935.6mm，取L=200mm，套筒长800mm手柄直径，查教材可得：=1.52，查参考文献2表10.1，=205MPa，则=102.5136.7MPa，取=110MPa。代入数值计算得=25.7mm取手柄直径=28mm底座选用HT100查表的铸件壁厚=3050mm时，b80MPa，b=(0.40.5) b=(0.40.5)80MPa=(3240)MPa。根据经验，考虑起模斜度，取锥度1：10，D5由结构设计确定，D5=110mm。D4=1.4D5=154mm。结构确定后校核底面的挤压应力：p=FQ4D42-D52=5000041542-1102=4.38 Mpa显然，b，满足设计要求 由经验公式有DT=2.02.5d=2.02.532 mm=6480 mm， 取DT=78 mm。h=0.81D=0.8154 mm=43.254 mm， 取h=50 mm。h1=1.82d1=1.8228.5 mm=51.357 mm， 取h1=54 mm。h2=0.60.8D1=0.60.822 mm=13.217.6 mm， 取h2=16 mm。d3=0.250.3D1=0.250.322 mm=5.56.6 mm， 取d3=6 mm。a=8 mm。t=8 mm。=10 mm.S=1.52=1.5210 mm=1520 mm.取S=20 mm紧定螺钉 取M6挡圈取=40 mm。1.螺母与底座的配合用H7r62.为减少摩擦、磨损及托杯工作时不转动，螺旋副及托杯与螺杆的接触面均需润滑3.为防止托杯脱落和螺杆旋出螺母，在螺杆上下两端安装安全挡圈螺杆材料为45钢螺母采用单线梯形螺纹合理安全安全合理，能自锁l退刀槽=9 mmh1=48mm满足稳定性要求D2=48mmD3=68mmb=15mmD=55mmD1=23mm=28mmD5=110mm。 D4=1.4D5=154mm。b，满足设计要求三.部分零件图