螺旋千斤顶大作业说明书(天津大学)

机械设计课程螺旋千斤顶设计说明书学生姓名 王# 学院名称 机械工程学院 专 业 热能与动力工程 学 号 30092013# 2011年 11 月 28 日机械设计大型作业编号10螺旋千斤顶作业任务书 姓名 王# 专业 热动 年级 09 班级 2 设计完成日期 2011 年 11 月 28 日指导教师 一、题目：螺旋千斤顶原始数据:题目设计方案12345678910最大起重量F（KN）20253035404550556065最大起升高度H（mm）150160170180190200210220230240二、机构简图三、工作量1、总装配图一张；2、计算说明书一份。四、参考资料螺旋千斤顶设计指导书目 录一、1.2.二、1.2.计 算 及 说 明结 果螺旋千斤顶主要零件：螺杆、螺母、托杯、手柄和底座。设计的原始数据：最大起重F=65KN、最大升起高度H=240mm。螺旋千斤顶的设计步骤如下：1.螺杆的设计与计算：（1）螺纹的牙型 选用矩形螺纹，采用内径对中，配合选H8/h8，在计算强度时不考虑螺纹的径向间隙。（2） 螺杆的材料选用45钢现代工程材料成型与机械制造基础 孙康宁 P80（3） 螺杆直径螺杆工作时，同时受压力与扭矩的作用，因此它的计算可近似按紧螺纹栓联接的计算公式估算出螺纹内径，即： 查式中螺杆的屈服极限=353MPa，由于45钢是塑性材料，取安全因数n=4，得许用压应力=88.25MPa，取整数=88MPa。材料力学 王世斌 亢一澜 P19、P28将上述数据带入得螺杆的直径为d10.03497m，取d1=35mm。根据经验公式P=d1/4，取P=8mm。参考梯形螺纹标准，螺纹牙型高，得h=4mm。d圆整为整数后，d=44mm,d1=d-P=(44-8)mm=36mm。（4） 自锁验算在考虑众多因素后，实际应满足的自锁条件为： 由 其中n=1，p=8mm，=38mm得tan=0.06701, =3.834机械设计基础 范顺成 P135当量摩擦角=arctan ，在有润滑油情况下=0.1，得=4.5743.8344.574验证结束，达到自锁条件。（5） 结构手柄孔径根据手柄直径决定，。根据后面手柄部分的计算得到=31mm，所以=31.5mm。退刀槽的直径比小约0.20.5mm，取值为35.5mm。退刀槽的宽度取为1.5P=12mm。（6） 螺杆的强度校核用第四强度理论来校核,扭矩T=Ftan(+)d2/2,代入数据得 T=204.6N m。=68.8MPa4,满足条件，装置稳定。4.托杯的设计与计算杯用来承托重物，此次计算选用碳钢Q235模煅制成，尺寸如图所示，为了使其与重物接触良好，防止重物滑动，在托杯表面制出切口和沟纹。直径的配合取H11/a11。托杯的许用压强可取为，由此可确定托杯直径，即：取=0.644=26.4mm，得72.7mm，取=73mmD3=2.4d,取整后为106mm。5.手柄设计与计算（1） 材料选用Q235（2） 手柄长度扳动手柄的转矩必须克服螺纹副的螺纹力矩T和螺杆与托杯间的摩擦力矩T，即： KLpT+T Lp(T+T)/K式中K为一个工人加于手柄上的臂力，间歇工作时约为150250N，这里取K=250N。 T1=204.6Nm T=(D2+D4) F/4在加润滑油的情况下，摩擦系数=0.06将以上的数据带入公式得1.2m手柄计算是螺杆中心到人手施力点的距离。考虑杆头尺寸及人手握的长度，手柄的实际长度还应该加上mm,最终得到千斤顶的手柄需要的长度为1313mm。（3） 手柄直径把手柄看成一个悬臂梁，按弯曲强度确定直径，其强度条件为： 式中为材料的许用弯曲应力，对于Q235手柄，=120MPa。代入数据计算得30.1mm，取=31mm。（4） 结构手柄插入螺杆上端的孔中，为防止手柄从孔中滑出，在手柄两端应加上挡环（如图），并用螺钉或铆钉固定。6. 底座设计 底座这里选用HT150，铸件壁厚选用=10mm。为了增加底座的稳定性，底部尺寸应大些，因此，可按照1：5的锥度设计。图中： H1=H+20=260mm,D5=D+5=79.8mm，取整为80mm，D6= D5+H/5=127.8mm，取整为128mm，式中为底座下枕垫物的许用应力。对于木材，取=2MPa。将以上数据带入公式得=240.24mm，最终取=240mm。D8D1,取D8=100mm。7.千斤顶的效率由公式=FP/2(T+T) 带入数据得=0.27。原始数据F=65KNH=240mm选用矩形螺纹螺杆材料选用45钢螺杆小径d1=36mm螺杆公称直径d=44mm螺距P=8mm螺纹牙高度h=4mm螺纹中径处升角=3.834当量摩擦角=5.574符合自锁条件手柄孔径dk=31.5mm退刀槽直径为30.5mm宽度为12mm扭矩T=204.6N m螺杆强度校核符合要求螺母材料选择青铜ZCuAl9Fe4Ni4Mn2螺纹圈数Z=8.5螺母高度H=68mm螺杆在最大高度处稳定手柄材料选用Q